DE69913256T2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock, einem Zylinderkopf, befestigt an dem Zylinderblock, zumindest einem Zylinder, gebildet in dem Zylinderblock, wobei der Zylinder eine Brennkammer hat, gebildet durch einen hin- und hergehenden Kolben innerhalb des Zylinders und durch den Zylinderkopf, einem ersten Paar von Einlasskanälen, die sich in die Brennkammer öffnen und einem Einspritzer zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer.
  • Motoren, die an Fahrzeugen montiert werden sollen, enthalten z. B. einen Motor, der ein Paar von Einlasskanälen aufweist, die zu einer Brennkammer öffnen, mit den stromaufwärtigen Seiten des Paares der Einlasskanäle zusammen verbundenen, und einen Einspritzer, um Kraftstoff in die Brennkammer einzuspritzen.
  • Solch ein Motor ist z. B. aus der US 5724 927 bekannt.
  • Nebenbei bemerkt, die Querschnittsform des Einlasskanales ist in den meisten Fällen kreisförmig. Demzufolge, wenn es beabsichtigt wird, ein Paar der Einlasskanälen zu verwenden, die zu der Brennkammer öffnen, und um einen Einspritzer anzuordnen, um Kraftstoff in die Brennkammer in einer Position zwischen den Paaren der Einlasskanäle einzuspritzen, stören die Einlasskanäle mit dem Einspritzer und gestalten die Anordnung schwierig. Als ein Ergebnis ist es unvermeidlich, Maßnahmen durch Erhöhung der Größe des Motors oder Reduzierung der Durchmesser der Einlasskanäle zu ergreifen.
  • Der kreisförmige Querschnitt des Einlasskanales führt zu einem weiteren Problem: Für das Bilden der Paare der Einlasskanäle muss der Teil zwischen den Einlasskanälen mit dem Kanalmaterial verdickt sein, was zu der Erhöhung im Gewicht führt.
  • Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine, wie oben angezeigt, zu schaffen, die einen kompakten Aufbau, eine Raumsparanordnung des Einspritzers fördert, und gleichzeitig die erforderliche Luftmenge garantiert.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein erstes Paar der Einlasskanäle mit Befestigungsaussparungen zum Aufnehmen des Einspritzers vorgesehen ist.
  • In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Einspritzer zwischen dem ersten Paar der Einlasskanäle und an ihren jeweiligen Unterseiten angeordnet ist. Dies stellt sicher, dass die jeweiligen Einlasskanäle mit gewünschten Winkeln in Bezug zu der Zylinderbohrungsachse versehen werden können.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das erste Paar der Einlasskanäle innerhalb des Zylinderkopfes vorgesehen und daß an den jeweils stromaufwärtigen Enden eines jeweils zweites Paar von Einlasskanälen verbunden ist, die den stromabwärtigen Teil eines einzigen Einlasskanales bilden.
  • Um Raum zu sparen und um die Anordnungsmöglichkeiten zu verbessern ist es vorteilhaft, wenn die Querschnitte der jeweils ersten und zweiten Paare der Einlasskanäle quadratisch geformt sind.
  • Eine bestimmte Vorkomprimierung der Einlassluftmenge ist erreichbar, wenn die jeweiligen Querschnitte der ersten und zweiten Paare der Einlasskanäle zunehmend sind, was von den jeweiligen Öffnungen in der Brennkammer des ersten Paares der Einlasskanäle beginnt.
  • Entsprechend eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles der Erfindung weist die Brennkraftmaschine auf; ein Paar von Einlasskanälen, die zu einer Brennkammer mit den stromaufwärtigen Seiten des Paares von Einlasskanälen zusammen verbunden, öffnen, und einen Einspritzer, um Kraftstoff in die Brennkammer einzuspritzen, wobei der Einspritzer an einer Position unterhalb und zwischen dem Paar der Einlasskanäle angeordnet ist, und dass ein ausgesparter Befestigungsraum so vorgesehen ist, dass der Einspritzer angeordnet werden kann, um in den Raum unter und zwischen dem Paar von Einlasskanälen angeordnet zu werden.
  • Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird der Aufbau kompakt und leicht vorgenommen, um den Raum zum Installieren des Einspritzers sicher zu stellen, während die Einlassmenge wie der Befestigungsraum so vorgesehen ist, dass der Einsprit zer angeordnet werden kann, um in den Raum unterhalb und zwischen den Paaren der Einlasskanäle angeordnet werden kann.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Paare der Einlasskanäle quadratisch geformt sind.
  • Entsprechend dieses weiteren Ausführungsbeispieles muss der Teil zwischen den Einlasskanälen verdickt werden, weil die Querschnitte des Paares der Einlasskanäle quadratisch sind. Als ein Ergebnis wird die Brennkraftmaschine leichtgewichtig und kompakt hergestellt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Wirbelsterungsventil in einem der Einlasskanäle vorgesehen ist und dass der Einspritzer auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelsteuerungsventiles angeordnet ist.
  • Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Aufbau leichtgewichtig und kompakt vorgenommen, während dieselbe Strömungsrate gesichert ist, weil das Wirbelsteuerungsventil effizient angeordnet ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 einen Querschnitt des Teiles einer Brennkraftmaschine zeigt, das den Einlasskanal und den Auslasskanal enthält,
  • 2 einen Querschnitt des Teiles der Brennkraftmaschine zeigt, das eine Zündkerze enthält,
  • 3 eine Seitenansicht des Zylinderkopfes ist,
  • 4 eine Seitenansicht des Einlassrohres ist,
  • 5 eine vereinfachte Zeichnung ist, die den Luftstrom durch die Einlasskanäle zeigt,
  • 6 eine perspektivische Ansicht ist, die die Form der Einlasskanäle zeigt, wenn von oberhalb gesehen wird, und
  • 7 eine perspektivische Ansicht ist, die die Form der Einlasskanäle zeigt, wenn von unterhalb gesehen wird.
  • Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Beispiele beschrieben.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist von einem Dreizylinder- Viertakt- Typ mit einem Zylinderblock 2 und einem auf dem Zylinderblock 2 platzierten Zylinderkopf 3. Eine Kopfabdeckung 4 ist an dem Zylinderkopf 3 befestigt. Kolben 5 zur hin- und hergehenden Bewegung sind in den Zylindern 2a, gebildet in dem Zylinderblock 2, angeordnet. Jede der Brennkammern 6 ist mit dem Kolben 5 und dem Zylinderkopf 3 gebildet.
  • Der Zylinderkopf 3 ist mit zwei Einlasskanälen 7 und zwei Auslasskanälen 8 versehen, die jeweils zu jedem der drei Zylinder entsprechen. Die Öffnungen 7a der Einlasskanäle 7 und die Öffnungen 8a der Auslasskanäle 8 sind der Brennkammer 6 zugewandt gebildet. Der Zylinderkopf 3 ist mit einem Einlasskanal 30 versehen, der mit dem Einlasskanälen 7 in Verbindung ist. Der Einlasskanal 30 ist mit einem Wirbelsteuerungsventil 31 zum Erzeugen einer Wirbelströmung in dem unteren Umdrehungsbereich versehen. Der Zylinderkopf 3 ist auch mit einem Auslassrohr 32 versehen, das mit dem Auslasskanälen 8 in Verbindung ist. Der Zylinderkopf 3 ist außerdem mit einem Einspritzer 33 versehen, um Kraftstoff direkt in die Brennkammer 6 einzuspritzen.
  • Der Zylinderkopf 3 ist außerdem mit Einlassventilen 9 und Auslassventilen 10 versehen, um die Einlasskanäle 7 und die Auslasskanäle 8 jeweils zu öffnen oder zu schließen. Eine Zündkerze 90 ist in dem Steuerungsteil des Zylinderkopfes 3 mit seinem Zündabschnitt 90a vorgesehen, der der Mitte der Brennkammer 6 zugewandt ist.
  • Die Ausbildungen des Einlassventiles 9 und des Auslassventiles 10 sind zueinander ähnlich. Nockenwellen 11 und 12 einer Ventilantriebsvorrichtung sind über den Einlassventilen 9 und den Auslassventilen 10 angeordnet und in Zapfenlagerabschnitten 3g und 3h, gebildet in dem Zylinderkopf 3, drehbar gemacht. Nockenkappen 20 und 21 sind über den Zapfenlagerabschnitten 3g und 3h mittels der Schrauben 22 und 23 befestigt.
  • Die Nockenwellen 11 auf der Seite des Einlass sind mit Nocken 11a an Positionen vorgesehen, die den Einlassventilen 9 entsprechen. Die Nockenwelle 12 auf der Seite des Auslass ist mit Nocken 12a an Positionen gebildet, die den Auslassventilen 10 entsprechen. Die Nockenwellen 11 und 12 sind mit Zahnrädern (nicht gezeigt) versehen, so dass sich die Nockenwellen, da mit der Kurbelwelle ineinandergegriffen, drehen. Da sich die Nockenwellen 11 und 12 drehen, treiben die Nocken 11a die Einlassventile 9 an, während die Nocken 12a die Auslassventile 10 antreiben, um die Öffnungen 7a der Einlasskanäle 7 und die Öffnungen 8a der Auslasskanäle 8 bei einem vorbestimmten Zeitpunkt zu öffnen oder zu schließen.
  • Wie in den 3, 6 und 7 gezeigt, ist die stromaufwärtige Seite jedes in dem Zylinderkopf 3 gebildeten Einlasskanales 7 gebildet, um im Querschnitt quadratisch zu sein. Ein Einlassrohr oder Einlasskanal 30 ist mit der Seite des Einlass des Zylinderkopfes 3 verbunden. Zwei Einlasskanäle 50 sind in jedem der drei Einlassrohre 30, die den drei Zylindern entsprechen, gebildet. Die Einlasskanäle 50 des einlassrohres 30 sind, wie in der 4 gezeigt, im Querschnitt quadratisch, und verbinden mit den Einlasskanälen 7 in dem Zylinderkopf 3. Das Wirbelsteuerungsventil 31 ist in einem der Einlasskanäle 50 angeordnet und wird mit einem Antriebsmotor 35 angetrieben. Der Wirbel wird in dem unteren Umdrehungsbereich wie folgt erzeugt: Der Antriebsmotor 35 wird entsprechend des Betriebszustandes, z. B. der Umdrehung des Motors gesteuert, das Wirbelsteuerungsventil 31 wird mit dem Antriebsmotor 35 angetrieben, um die Einlassluftmenge zu steuern, und die Luftströmungsgeschwindigkeit durch den anderen Einlasskanal 50 wird gesteuert. Die stromaufwärtigen Seiten der Einlasskanäle 50 des Einlassrohres 30 sind zusammen verbunden.
  • Der Einspritzer 33 ist an einer Position auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelsteuerungsventiles 31 unter und zwischen dem Paar der Einlasskanäle 7 und 50 angeordnet. Der Zylinderkopf 3 ist mit einer Befestigungsbohrung 60 und einer Befestigungsaussparung 61 zum Befestigen des Einspritzers 33 gebildet. Das Einlassrohr 30 ist mit einer Befestigungsaussparung 62 gebildet. Bei der Befestigungsaussparungen 61, 62 sind Befestigungsaussparungen 7b, 50a unter den Einlasskanälen 7, 50 gebildet, um den Einspritzer 33 anzuordnen, um zwischen unterhalb der Einlasskanäle 7 einzudringen.
  • Durch das Ausbilden der Querschnitte auf den stromaufwärtigen Seiten der Einlasskanäle 7, 50 in quadratischer Form, das Anordnen des Einspritzers 33 zwischen unterhalb der der Einlasskanäle 7, 50, und das Ausbilden der Befestigungsaussparungen 7b, 50a zum Anordnen des Einspritzers 33 unterhalb der Einlasskanäle 7, 50, wie oben beschrieben, werden die Einlasskanäle 7, 50 und der Einspritzer 33 effizient angeordnet. Da die Einlasskanäle 7, 50, der Einspritzer 33 und das Wirbelsteuerungsventil 31 effizient angeordnet sind, ist die Anordnung für das Sicherstellen derselben Strömungsgeschwindigkeit leichtgewichtig und kompakt.
  • Da das Wirbelsteuerungsventil 31 in dem quadratischen Querschnittsabschnitt angeordnet ist und da die Befestigungsaussparungen 7b, 50a auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelsteuerungsventiles 31 und unterhalb der Einlasskanäle 7 und 50 gebildet sind, wird die Luftströmung eingeschränkt. Als ein Ergebnis strömt die Luft durch den oberen Teil der Einlasskanäle 7 und 50 und dreht sich dann abwärts. Demzufolge wird wahrscheinlich ein Fallstrom auftreten.
  • Wie oben mit der Erfindung von Anspruch 1 beschrieben, ist die Befestigungsaussparung, die zwischen unterhalb des Paares der Einlasskanäle einrückt, vorgesehen, um den Einspritzer zu befestigen, und der Einspritzer ist in der Befestigungsaussparung angeordnet. Dies schafft einen Aufbau, der leicht und kompakt ist, um den Raum zum Anordnen des Einspritzers sicher zu stellen.
  • Mit der Erfindung von Anspruch 2, da die Querschnitte des Paares der Einlasskanäle quadratisch gebildet sind, braucht der Teil zwischen den Einlasskanälen nicht verdickt zu werden. Als ein Ergebnis wird ein leichtgewichtige, kompakte Brennkraftmaschine geschaffen.
  • Mit der Erfindung von Anspruch 3, da das Wirbelsteuerungsventil in einem der Einlasskanäle angeordnet ist und der Einspritzer auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelsteuerungsventiles vorgesehen ist, ist das Wirbelsteuerungsventil effizient angeordnet. Dies schafft einen leichtgewichtigen, kompakten Aufbau, um dieselbe Strömungsgeschwindigkeit sicher zu stellen.

Claims (12)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylinderblock (2), einem Zylinderkopf (3), befestigt an dem Zylinderblock (2), zumindest einem Zylinder (2a), gebildet in dem Zylinderblock (2), wobei der Zylinder (2a) eine Brennkammer (6) hat, gebildet durch einen hin- und hergehenden Kolben (5) innerhalb des Zylinders (2a) und durch den Zylinderkopf (3), einem ersten Paar von Einlasskanälen (7), die sich in die Brennkammer (6) öffnen und einem Einspritzer (33) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (6), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Paar der Einlasskanäle (7) mit Verbindungsaussparungen (7b) zum Aufnehmen des Einspritzers (33) versehen ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzer (33) zwischen dem ersten Paar von Einlasskanälen (7) und an ihren jeweiligen Unterseiten angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Paar der Einlasskanäle (7) innerhalb des Zylinderkopfes (3) vorgesehen ist und dass an den jeweils stromaufwärtigen Enden ein jeweils zweites Paar von Einlasskanälen (50) verbunden ist, die den stromabwärtigen Teil eines einzigen Einlasskanales (30) bilden.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Paar von Einlasskanälen (50) mit weiteren Aussparungen (50a) entsprechend den Aussparungen (7b) versehen ist.
  5. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Querschnitte der jeweils ersten und zweiten Paare von Einlasskanälen (7, 50) quadratisch geformt ist.
  6. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nahe eines stromaufwärtigen Endes des zweiten Paares von Einlasskanälen (50) ein Wirbelsteuerventil (31) vorgesehen ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzer (33) stromab des Wirbelsteuerventils (31) positioniert ist.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelsteuerventil (31) durch einen Antriebsmotor (35) in Abhängigkeit von zumindest einem der erfassten Motorbetriebszustände betätigbar ist.
  9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorbetriebszustand die Motorumdrehzahl ist.
  10. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (3) mit einer Befestigungsbohrung (60) und einer Befestigungsaussparung (61) zum Befestigen des Einspritzers (33) versehen ist.
  11. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Querschnitte der ersten und zweiten Paares von Einlasskanälen (7, 50), beginnend von den jeweiligen Öffnungen (7a) in die Brennkammer (6) des ersten Paares von Einlasskanälen, zunehmend sind.
  12. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein §- Zylinder- Reihenmotor vom 4- Takt- Typ ist.
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