DE850967C - Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung der Luftladung im Zylinder einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung der Luftladung im Zylinder einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine Bei luftverdichtenden Einspritz'brennkraftmaschinen eist eine schnelle und innige Mischung der Brennluft im Zylinder mit dem eingespritzten Kraftstoff von wesentlicher Bedeutung für den Ablauf der Verbrennung und für die Ausnutzung des Kraftstoffes. Es wurden daher schon verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Gemischbildung bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen vorgeschlagen. Ein großer Teil von ihnen geht darauf hinaus, der Brennluft im Zylinder eine Drehbewegung um ,die Zylinderachse zu erteilen und den Kraftstoff in die rotierende Euftmasse einzuspritzen. Für die Erzeugung einer solchen Drehbewegung muß beachtet werden, daß nur eine möglichst geringe Drosselung des Luftstromes in den Einlaßorganen (EinlaSkanal und Einlaßventil) auftreten darf und daß diese Organe so ausgestaltet und angeordnet werden müssen, daß sie eine Richtwirkung auf den in den Zylinder eintretenden Luftstrom ausüben.
• Eine von den bekannten Maßnahmen zur Erzeugung einer Drehbewegung der Luft um die Zylinderachse ist die Anwendung eines mit einem Schirm versehenen Einlaßventils. Ein solcher Schirm am Einlaßventil verringert den Durchtritt der Luft durch das geöffnete Ventil über einen von seiner Gestaltung abhängigen Umfangsbereich. Öie höchste Drehgeschwindigkeit der Luft wird dann erzielt, wenn die Verlängerung der die beiden Schirmenden verbindenden Sehne die Achse des Zylinders schneidet. Ein solcher Schirm am Einlaßventil stellt natürlich , einbeachtliches Ströinungshindernis dar, da er den freien Durchtrittsquerschnitt des Ventils verringert. Die Erzeugung der Drehbewegung wird also mit einem erhöhten Strömungswiderstand am Einlaß,ventil erkauft, was bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen besonders unerwünscht ist, weil es hier an sieh schon schwierig ist, einen Ventilquerschnitt konstruktiv unterzubringen, der groß genug ist, daß die Luftladung des Zylinders in der kurzen, zur Verfügung stehenden Zeit hindurchströmen kann.
• Die Erfindung weist nun einen Weg wie die bestehenden Schwierigtkeitenbehoben oder wenigstens wesentlich gemildert werden .können, indem man die Strömungswiderstände im Einlaßkanal und im Einlaßventil auf ein Kleinstmaß herabdrückt.
• Auf dem Wege der Luft durch den Einlaßkanal in den Zylinder gibt es eine Reihe von Hindernissen, die eine Erhöhung des .Strömungswiderstandes herbeiführen. Dies trifft vornehmlich für die Spindel des Ventils .mit der Ventilführung und deren Verkleidung zu. Letztere springt meist kanzelartig in den freien Kanalquerschnitt vor. Ein weiteres Strömungshindernis bildet, wie bereits angedeutet, der Ventilschirm selbst :und ferner in gewissem Grade auch nach dem Durchtritt der Strömung durch das Ventil die Zylinderwand, die dort eine jähe Umlenkung der Strömung in den Zylinder verlangt, wo der Ventilteller in der Nähe der Zylinderwand sich befindet. Zur Erzielung einer 'hinreichenden Drehbewegung der Luft im Zylinder ist jedöch der Schirm nicht zu vermeiden. Es läßt sich bei einer ganz bestimmten Stellung dieses Schirmes die optimale Drehgeschwindigkeit der Luft erreichen.
• Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, alle unvermeidbaren Strömungshindernisse, wie Ventilspindel, Ventilführung einschließlich ihrer Verkleidung, auf diejenige Seite des Einlaßkanals zu verlegen., von welcher diejenigen Zonen des Durchlaßquerschnittes bei geöffnetem Einlaßventil gespeist würden, die .beim Schirmventil durch den Schirm abgedeckt sind. Wenn beispielsweise der Schirm am Einlaßventil, in Strömungsrichtung gesehen, auf der linken Kanalseite sich befindet und der Kanal mindestens nahezu in radialer Richtung auf das Ventil hin verläuft, so ist die linke Kanalseite diejenige, welche die bei der angenommenen Stellung des Schirms von ihm abgedeckten Zonen des Ventildurchlaßquerschnittes speisen würde. Erfindungsgemäß werden nun auf der linken Kanalseite alle Strömungswiderstände vereinigt, um die rechte Kanalseite, welche vorzugsweise die den freien Durchstrom der Luft erlaubenden Querschnitte des Ventils speist, möglichst widerstandsarm auszubilden.
• Eine weitere Maßnahme, den Strömungswiderstand im Einlaßkanal und im Einlaßventil wirksam herabzusetzen, besteht außerdem darin, den Kanal nicht in radialer Richtung auf das Ventil hin zu führen, sondern ihm eine leichte Krümmung entgegengesetzt der Drehrichtung der Luft im Zylinder zu geben. Dadurch erhält der Einlaßkanal an der Stelle, wo die Ventilführung sitzt, einen nierenförmigen Querschnitt, dessen kleinerer Teil infolge der Vereinigung der Strömungswiderstände für die Zuführung der Brennluft -unbedeutend wird, während dessen größerer Teil nun aber der Luft einen um so widerstandsärmeren Durchtrittsweg bietet. Die zuletzt erwähnte Maßnahme kann dabei auch für sich allein vorzugsweise aber im Zusammenhang mit der zuerst erläuterten Vereinigung der Strömungswiderstände auf einer Kanalseite angewendet werden.
• In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch den Zyliinderkopf einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit Einlaßventil und Lufteinlaßkanal, Fig. 2 den Ausschnitt einer Draufsicht, Fig.3 einen Querschnitt des Einlaßkanals nach der Linie III-III der Fig. i.
• Das Einlaßventil i legt sich unter der Wirkung einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilschließfeder gegen eine Dichtfläche am Ventilsitzring 2 an, der im Zylinderkopf 3 angeordnet ist. Die Öffnung des Ventils i erfolgt durch .bekannte :Mittel entgegen der Schließkraft der Ventilfeder. Auf der dem Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine abgekehrten Seite ist das Ventil i mit einem Schirm ia versehen, welcher die Aufgabe hat, den durch das geöffnete Ventil hindurchtretenden Luftstrom so zu lenken, daß sich eine Drehbewegung der Brennluft im Zylinder, und zwar in der Richtung des Pfeiles P der Fig. 2 ergibt. Der Schaftteil des Ventils i (Ventilspindel i6) ist in einer Büchse 4 gleitend geführt (Ventilführung), die durch einen nach der Innenseite des an das Ventil i anschließenden Einlaßkanals 6 vorspringenden Fortsatz 5 festgelegt ist. Der Fortsatz 5 ist so gestaltet, daß er der in dem Ein.laßkanal 6 strömenden Luft einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzt, und er springt kanzelartig auf der linken inneren Seite des Einlaßkanals 6 vor. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Ventilschirm ia in der Strömungsrichtung der Luft gesehen (Pfeil E in Fig. 2) auf der linken Seite des Einlaßkanals 6 angeordnet. Da der Schirm i° bei geöffnetem Einlaßventil i den Durchtritt der Brennluft auf der linken Kanalseite praktisch verhindert, ist .diese Seite des Kanals für die Zuführung der Brennluft wenig wirksam. Es sind daher die die Strömung behindernden Widerstände auf dieser Kanalseite vereinigt. Die konstruktive Gestaltung ist also so durchgeführt, daß die einen Strömungswiderstand darstellenden Teile, nämlich die Ventilführung 4 mit ihrer Um'kleid@ung 5, auf der linken Kanalseite liegen.
• Weiterhin weist gemäß Fig. 2 der Einlaßkanal6 eine leichte Krümmung entgegen,der Drehrichtung P der im Zylinder rotierenden Luft auf. .A.uf diese Weise ergibt sich eine Erweiterung des für den Durchstrom der Luft wirksamen rechten Teils des Kanals, die aus dem @Querschnitts'bild nach Fig. 3 erkennbar ist. Die Querschnittsform des Kanals ist nach dieser Figur nierenförmig, wobei der größere Teil der Querschnittsform dem freien Luftdurchtritt nach der schirmlosen Seite des Ventils dient.

Claims (3)

1. PATEN TANSPHI.CHE: i. Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung der Luftladung im Zylinder einer luftverdichtenden Brennkraftznaschine, bei der am Ende des Lufteinlaßkanals ein mit einem Schirm versehenes Einlaßventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Einlaßkanal (6) vorhandenen Strömungshindernisse (Ventilführung .4 mit ihrer Verskleidung 5) auf die Seite des Ein-laßkanals (6) verlegt sind, in deren gedachter Verlängerung sich der Schirm (i°) des geöffneten Ventils i(i) befindet.
2. 2. Einrichtung zur Erzielung einer Drehbewegung der Luftladung im Zylinder einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine, bei der am Ende des Lufteinlaßkanals ein mit einem Schirra versehenes Einlaßventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (6) eine leichte Krümmung entgegen der Drehrichtung der Luft (Pfeil P) im Zylinder besitzt.
3. 3. Einrichtung .nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß .der Einlaßkanal (6) an der Stelle, wo sich die Verkleidung (5) der Ventilführung (4) befindet, einen nierenförmigen Querschnitt aufweist, dessen kleinerer Teil auf der Kanalseite liegt, in deren Verlängerung sich der Ventilschirm ibefindet, und dessen größerer Teil für den freien Luftdurchtritt zur Verfügung steht.