DE69603942T2 - Brennkraftmaschine für einen kraftwagen mit direkter einspritzung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf interne Diesel- Verbrennungsmaschinen, welche eine Anzahl von Zylindern mit Direkteinspritzung in Reihe aufweisen, des im Oberbegriff von Anspruch 1 angezeigten Typs, für Motorfahrzeuge. Eine Maschine diesen Typs ist in EP-A-0 666 409 offenbart.
• Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine dieses Typs, welche einen kleinen Hubraum aufweist (in der Größenordnung von 550 cc. oder weniger, bis zu 250 cc. für jeden Zylinder), welche sehr reduzierte Ausmaße und einen niedrigen Kraftstoffverbrauch aufweist.
• Bei Maschinen dieses Typs besteht einerseits der Bedarf, gute Leistungen, niedrigen Verbrauch und gute Verläßlichkeit der Maschine mit dem daraus resultierenden Bedarf ein effizientes Kühlen der Maschine zu gewährleisten und andererseits besteht dort auch der Bedarf, den Raum für mehrere Einlaß- und Auspuffkanäle, wie auch für die Sitze für die Injektoren und die vorheizenden Glühkerzen und die Kanäle für die Kühlflüssigkeit wie auch für die Ventilantriebsvorrichtung zu finden, während die Größe der Maschine so reduziert wie möglich gehalten wird.
• Um alle oben angezeigten Bedürfnisse zufriedenstellend zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Maschine des dort oben angezeigten Typs, welche alle in Anspruch 1 angezeigten Merkmale aufweist.
• In der ersten Ausführungsform ist eine erste Einlaßöffnung am Ende eines Kanalabschnitts angeordnet, welcher relativ zum Zylinder tangential ausgerichtet ist, wogegen eine zweite Einlaßöffnung am Ende eines spiralförmigen Kanals ange ordnet ist, wobei die zweite Öffnung bezüglich der Richtung des in den Zylinder eintretenden Flusses stromabwärts von der ersten Öffnung angeordnet ist.
• In einer Variante sind beide Einlaßöffnungen am Ende eines Kanalabschnitts angeordnet, welcher relativ zum Zylinder tangential ausgerichtet ist.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche rein als nicht-limitierendes Beispiel angegeben sind, in welchen:
• Fig. 1 eine partielle Draufsicht des den Zylinderkopf bildenden Teils der Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, welche entlang der Linie II-II, von Fig. 1 genommen ist,
• Fig. 3 eine weitere Querschnittsansicht eines Details von Fig. 1 ist,
• Fig. 4, 5 Querschnittsansichten sind, welche entlang der Linien IV-IV und V-V von Fig. 3 genommen wurden,
• Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines weiteren Details von Fig. 1 ist,
• Fig. 7, 8, 9 Querschnitte sind, welche entlang der Linien VII-VII, VIII-VIII und IX-IX von Fig. 6 genommen wurden, und
• Fig. 10 eine Variante von Fig. 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Im Falle des in den Zeichnungen veranschaulichten Beispiels ist die Maschine gemäß der Erfindung mit vier Zylindern in Reihe versehen. Fig. 1 zeigt einen Ab schnitt des Zylinderkopfes an einem Zylinder, wobei die restlichen Zylinder längs einer longitudinalen Richtung X-X des Zylinderkopfes angeordnet sind. Der Körper des Zylinderkopfes, welcher mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, ist aus Leichtmetall hergestellt. An jedem Zylinder hat der Körper 1 des Kopfes zwei Einlaßöffnungen 2, 3 und zwei Auspufföffnungen 4, S. Die Einlaßöffnungen 2, 3 und die Auspufföffnungen 4, 5 werden durch die sich in den Zylinder öffnenden Enden von zwei Einlaßkanälen 6, 7 und einem einzelnen Auspuffkanal 8, welcher sich in zwei Abschnitte verzweigt, welche an Auspufföffnungen 4, S enden, gebildet. Die Enden der Kanäle 6, 7, 8 gegenüber den Einlaß- und Auspufföffnungen 2, 3 und 4, 5 öffnen sich an den zwei longitudinalen Seitenwänden 9, 10 des Zylinderkopfes, welche zur longitudinalen Achse X-X des Kopfes 1 parallel sind.
• Wie in Fig. 1 klar gezeigt ist, haben die zwei Einlaßöffnungen 2, 3 Zentren, welche im wesentlichen in einer Ebene liegen, welche in bezug auf die longitudinale Richtung X-X quer ist. Als ein Ergebnis davon hat der Einlaßkanal 6 einen Endabschnitt, der in die Einlaßöffnung 3 übergeht und welcher um die Einlaßöffnung 2 gerichtet sein muß, derart, daß er sich in bezug auf den Zylinder tangential erstreckt. Dies stellt sehr gute Flüssigkeitsdynamik-Verhältnisse in der Verbrennungskammer während des Betriebs der Maschine sicher.
• Ähnlich haben die zwei Auspufföffnungen 4, 5 Zentren, welche im wesentlichen in einer Ebene quer in bezug auf die longitidinale Richtung X-X des Zylinderkopfes 1 angeordnet sind.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 2 sind den Auspufföffnungen 4, 5 Auspuffventile 11, 12· zugeordnet, wogegen den Einlaßöffnungen 2, 3 jeweilige Einlaßventile (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zugeordnet sind. Die Auspuffventile 11, 12 und die Einlaßventile aller Zylinder des Kopfes werden durch zwei Nockenwellen 13, 14 angetrieben, welche um zwei Achsen 15, 16 drehbar durch einen Deckel 17 gelagert sind, welcher an der oberen Oberfläche des Kopfes 1 befestigt ist. Gemäß einer an sich bekannten Anordnung werden die Ventile durch die Nocken der Nockenwellen 13, 14 unter Vermittlung von Ventilkipphebeln 18, 19 angetrieben. Jeder dieser Kipphebel ist bei 20, 21 an einem hydraulischen Stössel angelenkt und weist ein gegenüberliegendes Ende 22, 23 auf, welches das jeweilige Ventil betätigt.
• An seinem Zentralbereich stützt der Ventilkipphebel eine frei drehbare Rolle 24, 25, welche mit einer jeweiligen Nocke der Nockenwelle ohne Gleiten zusammenwirkt.
• Wie in Fig. 2 klar gezeigt ist, laufen die Achsen der Einlaß- und Auspuffventile nach unten mit einer im Verhältnis zur Vertikalrichtung sehr reduzierten Neigung, vorzugsweise nicht größer als 3º, zusammen. Wegen dieses Merkmals ist es möglich, den Raum zwischen den vier Ventilen zu schaffen, welcher notwendig für einen Sitz 26 für die Injektor-Vorrichtung ist, welche jedem Zylinder zugeordnet ist. Der Sitz 26 ist so geformt, daß er die Injektor-Vorrichtung in einer vertikalen Position beim Zentrum zwischen den vier Ventilen eines jeden Zylinders unterstützt. Der in diesem Bereich übrige Raum ist wegen der Neigung der Ventile ausreichend, um die Injektor-Vorrichtung mit den zugeordneten hydraulischen Leitungen (eine Zuführleitung und eine Rückführleitung) und die zugeordnete elektrische Leitung anzuordnen, während ein Kühlkanal in der Wand des Sitzes gelassen wird.
• Gemäß einem weiteren Merkmal sind die zwei Einlaßventile und die zwei Auspuffventile in Draufsicht (Fig. 1) in den Ecken eines Trapezes angeordnet, welches seine Basen parallel zu den longitudinalen Seitenwänden 9, 10 des Zylinderkopfes hat. Insbesondere sind das Einlaßventil 3 und das Auspuffventil 5, verglichen mit dem Abstand zwischen den zwei anderen Ventilen, mit einem größeren Abstand voneinander beabstandet. So ist zwischen den Ventilen 3, 5 ausreichend Raum für einen Sitz 27 für die vorheizende Glühkerze, welche jedem Zylinder zugeordnet ist, übrig.
• Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, daß der Einlaßkanal 7 längs einer Richtung angeordnet ist, welche eine in bezug auf die Horizontale sehr reduzierte Neigung hat. Wegen dieses Merkmals hat der Fluß, welcher in den Zylinder durch die Einlaßöffnung 2 eintritt, eine Komponente, welche hauptsächlich parallel zur Ebene senkrecht zur Zylinderachse ist und eine sehr reduzierte Komponente längs der Richtung der Zylinderachse, was sicherstellt, daß sehr gute Flüssigkeitsdynamik-Verhältnisse in der Verbrennungskammer für einen guten Betrieb der Maschine erzielt werden.
• Gemäß einem weiteren Merkmal hat der Einlaßkanal 7 einen Drosselabschnitt 28 in der Nähe der Einlaßöffnung 2. Dieser Drosselabschnitt macht den durch die Einlaßöffnung 2 eintretenden Fluß tangentialer und erhöht dessen Geschwindigkeit.
• In dem veranschaulichten Beispiel hat der Abschnitt der Einlaßkanäle 6, welche bei der Einlaßöffnung 2 enden, einen spiralförmigen Abschnitt, welcher Anlaß zu einem verwirbelten Fluß am Auslaß gibt. Wie aus Fig. 1 klar hervorgeht, ist der spiralförmige Abschnitt, welcher der Einlaßöffnung 3 zugeordnet ist, in bezug auf die tangentiale Richtung des Flusses in den Zylinder stromabwärts der ersten Einlaßöffnung 2 angeordnet. Diese Anordnung wurde gewählt, da so der spiralförmige Abschnitt seinen dünneren Wandabschnitt gegen den Injektorsitz 26 gerichtet hat, was mehr verfügbaren Raum für diesen Sitz übrig läßt und zuläßt, daß die Konstruktion der Spirale ohne Einschränkung optimiert werden kann. Obwohl die der Einlaßöffnung 3 zugeordnete Spirale stromabwärts der ersten Einlaßöffnung 2 angeordnet ist, beeinflußt der Fluß, welcher in den Zylinder durch die Öffnung 2 eintritt, nicht den aus der Spirale kommenden Fluß, wegen der Position und der Form des Drosselabschnitts 28, welcher den Fluß tangentialer macht und dessen Geschwindigkeit erhöht, wobei der Fluß stark gegen die Wand des Zylinders gedrückt wird, derart, daß dieser Fluß auf den spiralförmigen aus der Spirale des Kanals 6 kommenden Fluß unter einer Richtung trifft, welche im wesentlichen mit der des aus der Spirale kommenden Flusses übereinstimmt, was die schädliche Interferenz vermeidet, welche gewöhnlich stattfindet, wenn die Spirale in bezug auf die Richtung des Flusses stromabwärts angeordnet ist. Andererseits ist diese Anordnung der Spirale vorteilhaft, da auf diese Weise der Endabschnitt des Kanals 6 vollkommen tangential ist und den größtmöglichen Abstand in bezug auf die Zylinderachse hat. Es muß beachtet werden, daß ein Anordnen der der Einlaßöffnung 3 zugeordneten Spirale stromaufwärts der anderen Einlaßöffnung nicht, wie schon dargelegt, ausreichend Raum für den Injektorsitz liefern würde, da die Spirale ihre dickere Wand gegen den Injektor gerichtet hätte. Darüber hinaus würde diese "Stromaufwärts"-Anordnung der Spirale nicht zulassen, daß der Kanal 6 zwischen dem Auge 40 für eine Befestigungsschraube und dem Endabschnitt des Kanals 7 gebildet werden könnte, welcher in Form einer Spirale ist und eine besonders große Masse sowohl in der vertikalen als auch in der radialen Richtung hätte, so daß die Stoßfläche der Ventilrückholfedern (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 29 in Fig. 2) in einer höheren Ebene läge, was ein nach oben Bewegen der Position der Achsen der Nockenwelle 13, 14 zur Folge hätte.
• Ein weiterer Vorteil des Drosselabschnittes 28 liegt darin, daß er zwischen der Einlaßöffnung 2 und der Auspufföffnung 4 ausreichend Raum zum Bilden eines Kanals für die Kühlflüssigkeit in diesem Bereich läßt. Somit ist es nicht notwendig, einen Kühlkanal unter den Kanälen 7 zu bilden, welche daher entlang einer sehr leicht geneigten Richtung in bezug auf die Horizontale gebildet werden können, um so den oben erwähnten Vorteil eines in den Zylinder eintretenden Flusses zu erreichen, welcher eine sehr reduzierte Komponente längs der Richtung der Zylinderachse aufweist.
• Wie oben erörtert, können die Ventile um einen kleinen Winkel in bezug auf die vertikale Richtung (vorzugsweise um 2º-3º) geneigt sein, ohne die kleine Größe, die Form und den effektiven Teil der Verbrennungskammer zu gefährden. Auf diese Weise ist darüber hinaus Raum übrig, welcher notwendig ist, um die Ventilfedern wie auch den Injektor mit dem zugeordneten Sitz unterzubringen, ohne die Notwendigkeit, die Größe der Ventile zu reduzieren, was notwendig wäre, wenn die Ventilachsen für eine gegebene Gesamtgröße des Zylinderkopfes weiter außen lägen.
• Wie auch schon erörtert, läßt es die Lage der Ventile in den Ecken eines Trapezes zu, daß die vorheizende Glühkerze leicht untergebracht werden kann, während eine sehr gute Kühlung der Abschnitte des zwischen dem Glühkerzen-Gehäuse und den benachbarten Ventilen gelegenen Körpers des Kopfes sichergestellt ist. Die trapezähnliche Anordnung trägt des weiteren dazu bei, sicherzustellen, daß zwischen dem Auge 40 der Befestigungsschraube und dem Endabschnitt des Kanals 7 genügend Raum für den Durchgang der Kanäle 6 ist, ohne dessen flüssigkeitsdynamische Charakteristiken zu opfern. Wieder ist somit der notwendige Raum für alle Elemente übrig, ohne die Gesamtgröße der Maschine zu modifizieren, und wobei der Ventilantrieb einfach, leicht, mit wenig Reibung und gut getestet gehalten wird. Bei einer bekannten Lösung wurde dieses Problem durch Anordnen der Ventile in den Ecken eines Quadrates gelöst, welches jedoch um 10º- 20º in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn (in bezug auf Fig. 1) gedreht wurde. Diese Lösung ist jedoch weniger vorteilhaft, da sie einen komplexeren, schweren und teuren Ventilantrieb erfordert, da es schwierig ist, die Ventile mit einer Neigung anzuordnen, und da das maschinelle Bearbeiten der Ventilsitze und - führungen auf unterschiedlichen Ebenen durchgeführt werden muß.
• Die Möglichkeit, die Glühkerze auf die oben angezeigte Weise einzuführen, läßt es des weiteren zu, die Neigung der Ventile innerhalb der oben angezeigten Grenzen zu reduzieren.
• Zusammenfassend stellen alle Maßnahmen, welche oben angezeigt wurden, sicher, daß Kanäle, welche sehr gute Leistungen aufweisen, erzielt werden, während die Ventile auf zwei Ebenen parallel zur Maschinenachse und um einen kleinen Winkel geneigt gehalten werden, und ein einfacher und verläßlicher Ventilantrieb mit niedriger Leistungsabsorption benutzt wird. Das Ganze ohne die Höhe der Maschine zu vergrößern und ohne hydraulische oder elektrische Kupplun gen in der Ölumgebung vorzusehen. Das System gemäß der Erfindung kann auch mit einer Injektor-Vorrichtung eines herkömmlichen Typs angepaßt sein, ist jedoch hauptsächlich zum Unterbringen eines Elektro-Injektors eines sogenannten "Gemeinsame-Druckleitung"-("common-rail")-Systems konzipiert. In diesem Fall ist es in der Tat besonders wichtig, ausreichend Raum zwischen den beiden Nockenwellen zu haben, um die obere Steuereinheit des Elektro-Injektors unterzubringen, der einen größeren Durchmesser hat und mit den oben erwähnten drei Verbindungen versehen ist.
• Die oben beschriebene Lösung liefert den besten Kompromiss zwischen den verschiedenen Konstruktionsbedürfnissen und ist daher allen Lösungen des Standes der Technik vorzuziehen.
• Die Maschine gemäß der Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinderkopf zur Zirkulation der Kühlflüssigkeit vorgesehene Ummantelung eine Form hat, welche daraus resultiert, daß in der Gußform, welche für das Gießen des Kopfes benutzt wird, ein Kern vorgesehen ist, welcher horizontal in zwei übereinanderliegende Teile mit einem Trenndiaphragma zwischen den Teilen aufgespalten ist, so daß der Kopf eine obere Ummantelung und eine untere Ummantelung aufweist, welche miteinander in einem Bereich in der Nähe des Injektorsitzes verbunden sind und vorzugsweise eine den Sitz umgebende ringförmige Gestalt haben, welche durch Unterbrechen des Trenndiaphragmas erhalten wird, um eine sehr gute Kühlung insbesondere in den brückenartigen Abschnitten zwischen den Ventilsitzen und zwischen dem Sitz des Auspuffventils 5 und dem zugeordneten Kanal 8 und dem Sitz der Glühkerze zu liefern, wobei der Fluß der Kühlflüssigkeit in der unteren Ummantelung ausgenutzt wird, welcher parallel zur Ebene der unteren Oberfläche des Kopfes gerichtet ist, in einer im wesentlichen zentripetalen Richtung gegen den Verbindungsübergang zur oberen Ummantelung, wobei der vertikale Fluß (parallel zur Zylinderachse), welcher durch diesen Durchgang erzeugt ist, für die optimale Kühlung des Injektorsitzes sorgt. Obwohl die gezeigte Ausführungsform einen tangentialen Einlaßkanal und einen spiralförmigen Kanal aufweist, ist es auch möglich, beide Einlaßkanäle tangential (Fig. 10) vorzusehen. Diese letztere Lösung läßt das Erzielen einer weiteren Miniaturisierung der Maschine zu (bis zu 250 cc. für jeden Zylinder, oder sogar weniger). Dies wird getan, da die Notwendigkeit den Zylinderdurchmesser zu reduzieren, während im wesentlichen dieselbe Größe für den Elektro-Injektor (oder den herkömmlichen Injektor) beibehalten wird, ein Reduzieren des radialen Raumes, welcher zur Unterbringung der Ventile verfügbar ist, in einem größeren Ausmaß zur Folge hat. Als ein Ergebnis davon wird der Ventildurchmesser und noch mehr der minimale Durchmesser des Ventilsitzes stark reduziert. Es muß beachtet werden, daß der in die Maschine eintretenden Luft ein großes Moment verliehen werden muß, und daß dieses Moment anwachsen muß, wenn der Zylinderdurchmesser reduziert ist. Die Beschleunigung des Luftwirbels, wenn er durch den beschränkten Abschnitt des Ventilsitzes hindurchgeht, bewirkt im Falle eines spiralförmigen Kanals einen Druckverlust und daher einen Verlust beim Füllen des Zylinders, der, im Fall eines stark reduzierten Zylinderdurchmessers, exzessiv wird. Dieser Nachteil kann durch Zurückgreifen auf Durchmesser/Hub- Verhältnisse viel größer als 1 überwunden werden, um eine starke Reduzierung des Ventildurchmessers zu vermeiden. Jedoch würde dies im Fall einer Direktemspritz-Diesel-Maschine zu exzessiven Verlusten vom Standpunkt der effektiven Nutzung des Volumens der Brennkammer und Wärmeverlusten führen, welche vom Oberflächen/Volumenverhältnis abhängen. Diese beiden Parameter sind bei Maschinen mit reduziertem Hubraum schon bei kritischen Niveaus. Die Benutzung von Kanälen, welche beide tangential sind, überwindet jedoch diesen Nachteil, wobei der Verlust von Druck/Maschinen-Befüllung wegen des Flusses des durch die Spirale erzeugten Wirbels durch den eingeschränkten Abschnitt des Ventilsitzes eliminiert ist. In der Tat wird in diesem Fall kein Wirbel stromaufwärts des Ventilsitzes erzeugt, und die Geschwindigkeiten, welche an den Drosselabschnitten der Kanäle (wie z. B. Abschnitt 28 von Fig. 3) erzeugt werden, sind diejenigen, welche notwendig sind, um die Tangentialgeschwindigkeiten in den Zylindern zu erzeugen, welche zur Mischung und Verbrennung des Dieselöls er forderlich sind. Da der Drosselabschnitt in den Kanälen einen kleineren Querschnitt hat als der des Ventilsitzes und da es dort keinen Wirbel stromaufwärts des Ventilsitzes gibt, wird kein Druckunterschied außer dem erzeugt, welches notwendig ist, um die Tangentialgeschwindigkeit zu erzeugen, welche im Zylinder erforderlich ist, um die Verbrennung sicherzustellen.
• Es ist auch wichtig zu beachten, daß die Anordnung der vorheizenden Glühkerze gemäß der Erfindung sehr nützlich ist, um die Maschinengröße so klein wie möglich zu machen.
• In Fig. 3 ist der Einlaßkanal 7 gezeigt und CS, Q und Cf bezeichnen entsprechend das Zentrum des Drosselabschnitts 28, das Zentrum des Ventils und das Zentrum des Kanals, wo sich der zuletzt genannte an der Seite 9 des Kopfes öffnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel oc, welcher zwischen der geraden Linie, welche Cf mit Cs verbindet und der geraden Linie, welche Cf mit Cv verbindet, gebildet ist, zwischen 0º und 5º. Darüber hinaus bildet die Verbindungslinie Cv, CS mit Cf, Cs einen Winkel β zwischen 10º und 15º.
• In bezug auf Fig. 4 hat der Querschnitt des Kanals 7 ein oberes Profil mit einem im wesentlichen geraden Abschnitt X in der Nähe des Ventilsitzes, welcher relativ zur Basisebene des Kopfes 1 um einen Winkel 11 zwischen 40º und 45º geneigt ist, wobei der Abschnitt X sich im wesentlichen bis zum inneren Rand des Ventilsitzes erstreckt. Das untere Profil ist um einen Winkel 12 zwischen 15º und 25º geneigt und erstreckt sich bis zu einem Punkt P, welcher um eine Länge S von 2-4 mm vom inneren Rand des Ventilsitzes beabstandet ist. Im Querschnitt von Fig. 5 ist das Profil des Kanals auf der Seite, welche gegen die Peripherie des Zylinders (d. h. links in Fig. 5) zugekehrt ist, konkav, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik, wogegen es auf der gegenüberliegenden Seite entgegen dem, was bekannt ist, konvex ist. Schließlich ist die Kanalachse relativ zur Linie, welche das Zentrum Cv mit der Zylinderachse Y verbindet, um einen Winkel 8 von 90º plus einen Winkel γ zwischen 0º und 30º geneigt.
• Fig. 7-9 zeigen den Einlaßkanal 6 in der den Fluß richtenden Version (ohne Spirale). Der Endabschnitt des Kanals hat eine Neigung Φ von 25º bis 35º relativ zur Basisebene des Kopfes 1. Der Querschnitt (Fig. 8) des Kanals ist rechteckig mit Seiten L&sub1;, L&sub2;, welche das Verhältnis L&sub1;/L&sub2; = 1.1 - 1.4 im wesentlichen bis zu dem Bereich unmittelbar über dem Ventil aufweisen. Im Querschnitt von Fig. 7 hat der Kanal 6 ein oberes Profil, welches sich bis zum inneren Rand des Ventilsitzes erstreckt, wogegen das untere Profil an einem Punkt P beginnt, welcher vom inneren Rand des Ventilsitzes um einen Abstand s von 2-4 mm beabstandet ist. Die gerade Linie CvY ist orthogonal zur Achse des Kanals 6, in dem Endabschnitt davon (δ = 90º). Der gerade Abschnitt der Kanäle hat eine Länge 1, welche zweibis dreimal der Durchmesser Dv des Ventils ist. Auch in diesem Fall ist der Kanal im Querschnitt von Fig. 9 auf der (rechten) Seite, welche gegen das Zentrum des Zylinders zugekehrt ist, konvex.
• Ein weiterer Vorteil der Maschine gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Einlaß- und Auspuffventile identisch sein können, was die Bearbeitungsoperationen der Ventilsitze und der Ventilführungen vereinfacht.
• Natürlich bleibt das Prinzip der Erfindung dasselbe, und die Details der Konstruktion und die Ausführungsformen können über einen weiten Bereich in bezug auf das variieren, was rein zum Zweck eines Beispiels beschrieben und veranschaulicht wurde, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims (4)

1. Interne Diesel-Verbrennungsmaschine für Motorfahrzeuge, welche eine Anzahl von Zylindern mit Direkteinspritzung in Reihe aufweist, wobei:

a) die Maschine einen Zylinderkopf (1) umfaßt, welcher für jeden Zylinder zwei Einlaßöffnungen (2, 3) und entsprechend zwei Auspufföffnungen (4, 5) aufweist, welche zwei Einlaßventile und zwei Auspuffventile (11, 12) aufnehmen, wobei die Öffnungen (2-5) an den Enden von jeweiligen Einlaß- (6, 7) und Auspuffkanälen (8) gebildet sind, welche in dem Kopf (1) gebildet sind und an ihren gegenüberliegenden Enden an zwei longitudinalen Seitenwänden (9, 10) des Kopfes (1) parallel zur longitudinalen Richtung (X-X) des Kopfes (1) offen sind, entlang dem die Zylinder angeordnet sind,

b) die beiden Einlaßöffnungen (2, 3) und die zwei Auspufföffnungen (4, 5), welche jedem Zylinder zugeordnet sind, entsprechend Zentren aufweisen, welche im wesentlichen in zwei Ebenen quer relativ zu der longitudinalen Richtung (X-X) des Kopfes (1) angeordnet sind, wobei der Endabschnitt des Kanals in der Nähe jeder Öffnung mindestens in dem Fall einer Einlaßöffnung (2) und einer Auspufföffnung (4) längs einer Tangentialrichtung in bezug auf den Zylinder ausgerichtet ist,

c) der Zylinderkopf (1) eine Aufnahme (26) für den Injektor an jedem Zylinder aufweist, welche im Zentrum des Zylinders angeordnet ist,

d) die Einlaß- und Auspuffventile von zwei Nockenwellen (13, 14), welche im Zylinderkopf angeordnet sind, durch Ventilkipphebel (18, 19) angetrieben werden,

dadurch gekennzeichnet, daß:

e) die zwei Einlaßöffnungen (2, 3) und die zwei Auspufföffnungen (4, 5), welche jedem Zylinder zugeordnet sind, in Draufsicht gesehen, in den Ecken eines Trapezes angeordnet sind, welches seine Basis parallel zu den longitudinalen Seitenwänden (9, 10) des Zylinderkopfes hat,

f) die zwei Einlaßventile längs Achsen ausgerichtet sind, welche im wesentlichen nach unten zusammenlaufen, wobei jedes relativ zur Zylinderachse um einen Winkel nicht größer als 4º, vorzugsweise zwischen 2º und 3º geneigt ist,

g) die zwei Auspuffventile (11, 12) längs Achsen ausgerichtet sind, welche im wesentlichen nach unten zusammenlaufen, wobei jedes relativ zur Zylinderachse um einen Winkel nicht größer als 4º, vorzugsweise zwischen 2º und 3º geneigt ist,

h) einer der zwei Einlaßkanäle (7) einen Drosselabschnitt (28) in seinem Endabschnitt aufweist, welcher so angeordnet ist, um den Luftstrom längs einer Richtung zu lenken, welche relativ zum Zylinder tangential ist, wobei dieser Kanal auch längs einer Richtung angeordnet ist, welche eine verringerte Neigung relativ zu einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse hat,

i) der Kopf (1) an jedem Zylinder eine Aufnahme (27) für eine vorheizende Glühkerze aufweist, welche an der Hauptbasis des Trapezes zwischen einer Einlaßöffnung (3) und einer Auspufföffnung (5) längs einer Achse angeordnet ist, welche relativ zu einer Richtung senkrecht zur Hauptbasis geneigt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einlaßöffnung (2) am Ende eines Kanalabschnitts angeordnet ist, welcher re lativ zum Zylinder tangential ausgerichtet ist, wogegen eine zweite Einlaßöffnung (3) am Ende eines spiralförmigen Kanals angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung (3) stromabwärts der ersten Öffnung (2) bezüglich der Tangentialrichtung des Flusses im Zylinder festgelegt ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Einlaßöffnungen (2, 3) am Ende eines Kanalabschnitts, welcher relativ zum Zylinder tangential ausgerichtet ist, angeordnet sind.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung, welche im Zylinderkopf zum Zirkulieren der Kühlflüssigkeit gebildet ist, eine Gestalt hat, welche aus der in der Gußform resultiert, welche für das Gießen des Kopfes benutzt wurde, wobei dort ein Kern vorgesehen ist, welcher horizontal in zwei übereinanderliegende Teile aufgespalten ist, mit einem Trenndiaphragma zwischen den Teilen, so daß der Kopf eine obere Ummantelung und eine untere Ummantelung aufweist, welche miteinander in einem Bereich in der Nähe der Injektoraufnahme verbunden sind und vorzugsweise eine ringförmige Gestalt haben, welche die Aufnahme umgibt, welche durch Unterbrechen des Trenndiaphragmas erhalten wird, um eine optimale Kühlung insbesondere der brückenartigen Abschnitte zwischen den Ventilsitzen und zwischen der Aufnahme des Auspuffventils (5) mit dem zugeordneten Kanal (8) und der Aufnahme für die Glühkerze zu liefern, wobei der Fluß der Kühlflüssigkeit in der unteren Ummantelung ausgenutzt wird, welcher parallel zur Basisfläche des Kopfes gerichtet ist, in einer im wesentlichen zentripetalen Richtung zum Verbindungsübergang zur oberen Ummantelung; wobei der Fluß parallel zur Zylinderachse, welcher durch diesen Durchgang erzeugt ist, für eine optimale Kühlung der Injektoraufnahme sorgt.