SE443836B - Cylinderhuvud for forbrenningsmotor - Google Patents

Description

19 29 *rs4o2749-9 Den kända läsnšngen upflvísar dock viana nackóeïar. âåtiïïvida innebär utnyttjandet av olika stora *wloppskanaïer för ait âstadkoma snurr att den möjliga utragbara effektën från motorn blir betydïigt mindre än em båda inïnppskanaïöppningarna är maximalt utíørmade och fika stora. ütførnningan av oïíka stsræ ventiïer och en søecíeïï kavitet i förbränningsrummet kompïí- cerar och íördyrar dessutom cyïínderhuvudets tiïïverkning.

Dessutom uppkommer risk för ogynnsamma temperaturkoncentratiø- ner S förbränningsrummets väggar. Därutöver har det visat sig vid vissa typer av Ottnmctorer med fyra ventíïer ner cyïinder att en minskad snurrbiïáning vid högre beïastningar ~ v%ïket nfteräträvas när rrhåïšnä vid øvannännca äända Mian « neéfër ett stark: förbränníngsljud, som kan verka störande ur knmfart- ßynpnnkt vid mntnrns tšïlämnning E fardøn.

Andra kända sätt att åstadkømma snurr i förbränníngsrum inne- fattar kammar på ventiIta}Iríken eïïer invid ventiïsätfiå. Bet Senare är exemne}vis fa%ïet i det amërikanska natnntet ä. 23%, \ äïß. Üessa Tösningar. som tilïämpas všö Gttomntorer med två ventiler per cyïinder, biïdar visserligen snurr hes ëen i fär- bršnningsruflmrà šnströnande gasen men är áack ßenäfsade rëä nackdelen att kraftigt sfirypa gasströmning vid hög beïastning på møtorn. Dessutem inneäär lösningarna reïatívt køatsamma ach be,vär!iga tiïïverkningsförfaranden för kanmarnas uiformning. sgynnsam förslítning av ventiïtaïïriken kan efiksë b¥ê fäïåáen ä de farš äammen är nïaceraá på densamma, efterfiøm i dessa faïï ventiïen ej tiïïåtes rotera.

Föreliggande uppfinning har tilï Uflpgift att vid ett ingress~ vis angivet cyïinderhuvud skapa snurr í förbränningsrumet på ett enkelt sätt, varviä man från møturn uttagbara effekten 1 möjïigaste mån ska11 undgå att påverkas. En väsentïig strävan är därvid att åstadkomma snurr i det högre beïastningsområdet för att därigenøm dämpa_Förbränníngs1judet som uppkonnær vid dessa belastningsfaïl. I nämnda avseenden utmärkas uppfinningen š fivrvëæak av azà rnï?&n>á§n andra šníngnsëšnaïenß ëfififlíng ann den första avïapnskanaïens öppning är förbränníngsrummets inner- LW yta utformad med en ås eller liknande sam vid skärning med basnlanet bildar en radiell mot cylinderaxeln riktad inbukt- ning samt att förbränningsrummts övriga innerytnr vid skär- ning med basplanet saknar dylika inbfiktningar.

En fördelaktig utföringsform av uppfinningen kännetecknas av att de båda inloppskanalerna är asymmetriskt utfnrmade för erhållande av olika gasriktníngar mot basplanet.

Gennm förekomsten av nämnda äs skapas en asymmetri i für- bränningsrummet, vilken njliggör att gasströmmen från den första inlopnskanalöppningen ger en snurr sam ej elimineras av qafietrömmen från den andra inloppskanaíöpnningen. Gen snurr- bíldande asen kan enkelt formas i förbränningsrnmets vägg och dess snurrbildanne effekt snarast ökar med ökad gaästnënning, d v s ökad mntorbelastning.

Genom det asymetriska utförandet av inlenpskanalerna erhålles en yçterligare snurrbildande effekt, som kan adderas aill den verkan sem erhålles genom den ovannämnda âsen. väsentligt är därvid att det är den första inluppskanalen som sålunda är be- lägen längst från àsen sam styr gasen med liten vinkel mot cylinderhuvudets basplan. Den andra inlønpskanalen, snm är be- lägen invid åsen, uppvisar följaktligen större infallsvinkel mat basplanet för att bl a genøm samverkan med Åsen unávika direkt konfrøntation med den snurr som bildas av gasströmningen från den första inloppskanalen. Övriga uppfinningen utmärkande särdrag framgår av bifogade patentkrav och efterföljande beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utföringsførm. Beskrivningen utföres med hänvis- ning till bifcgade figurer, av vilka Figur 1 visar en del av ett uppfinníngsenligt cylinderhuvud och ett däri innefattat förbränningsrum projicerat på cylinderhnvudets mot cylindern vända basplan, 8402749-9 >fö4U2749~9 (J CD Figur 2 vísar ett snitt A-A 1 figur 1 genom cyïináerhuvudet placerat på ett cyïinderbïock, Figur 3 asraaxfggör ett snitt ß-s 1 figur 2, ___ visar ett snitt C-C enïigt figur I gencm mittplanet has cylinderhuvudets i figur 1 vänstra in1apps~ ech avïoppskanaï med monterade ventíïer, varvšfi med streckprickad Iínje ätergíves motsvarande snitt hus den i figur I högra ínïoppskanaïen, samt Figur 4 afl aêsar ett afištt 9-ü enïigt figur ä, varvid den streck» prickade inïoøpskanalen visas inïagd i en med heïäragen Figur linje återgíven kanaï.

Det i figurerna visade appfinningsenïiga cy1%nderhuvudet 1 är avsett För en Üttomotør ?ör fordonsdrift. Én i figur I visad vy av cyïin- derhuvudets 1 basfllan 2 âskådïiggör ett förbränningsrum 3, sm" innefattar två inïoppàkanaïöppningar 6,5, två avïnppskanalöppningar 6,7 øch en öppning 8 för ett tändorgan (ej visat}. šnïøppskanaï- öppningarna 4,5 är Iika stora och är något större än avïoppskanaï- öppningarna 6.7, som i sin tur är lika stara. Uppningarna 4-7 är fördelade med en öppning i varje kvadrant 14-37 av en cirkeï ID som bßgränsas av díamtern för aktueïï cyïšnder ïï. i cyïindern 1 är en kalv 12 anerdnafi att på känt sätt utfëra fram- nch åter- gâende röreíser. Röreïserna sker under samverkan meá sedvanïíga ventiler 18,19, som regïerar inïnpps- och avïoppsöppningarna 4-T på ett för Ottcmotorns princip välkänt sätt.

Cirkeïkvadranterna ï4~í? avdeïas i figur i med streckpríckade ïinjer och med desamma numrerade medurs är inïappsöppningen 4 beïägen i första kvadranten 14, inïoppsöppningen 5 i andra kvad~ ranten 15, avïoppsöppningen 6 i tredje kvadranten ï6 och avïopps- öppningen 7 i fjärde kvadranten 17. Cirkeïcentrum samanfaller med cylinderns centrumaxeï 20 och med centrum för tändorganets öppning 8. u1q¿Iwa~w förbrännfngsrummæts 3 väggar bildar viá skärning md cyïinder~ huvudets baspïan 2 väsentïígen raka sídoâantew 2?-Zå. lnïopps- kvadranten 15 och avïoppskvadranten 15 förbindes dock meá varand- ra av en sidokanal 25 som är utformad meó en mitt emoïlan nämda kanaïöppníngarna 5,6 belägen inbuktníng 26. Inbuktningen 25 sträcker sig radíeïlt in ot cylinderaxeïn EG mao ett mått, som reïatívt en tänkt rak sídokant belägen symmetriskt med sídokanten 24 utgör minst fem procent av avståndet meïïan cylinderaxeln Zü och den raka sidokanten 24. Hed fördel utgår nämnda mått mellan åtta och sexton procent av nämnda avstånd. Inbuktningens 26 in- àtríktade ände har en kurvradie, àom närïigger inïoposkanaï- öponingens genomïoppsradie, Inbuktníngen 26 har fortsatt utsträckning utefter förbrännings- romsväggen och bildar en inåtsträckande äs 28 meïïan %nïopps~ kanoïönpninqen 5 och avïoppskanaïöpnningen 6 (se figur 2 och 3).

För windre krav på snurrbildning kan åsèn 2% i sin heïheä radieïït utanïörïigga en i figur 1 strecëpršckaä ïinje 29 mßïïan centrum på avïopps- respektive inïoppskanaïöppningen 6 och 5. 26 För ökad snurrbíïdning bär dock åsen 25 sträcka sig fërbí linjen 29 fram mot tändorgansöppningen 8. I ett snitt genom ïinjen 29 kan därvid àsons 23 höjd reïativt motsvarande förbränningsrumš- oartñ melïan ventiïerna ä och 7 utgöra non tiïï :irka trettio procent av ínëoppskanaïöopningens 5 genooïæøpsradie.

Det i figurerna återgívna förbränníngsruoweà 3 har fiäoaïövëf ën utfnrmnifig, där inïopps« respektive avïoppskanaïöøpningarna 6,5 respektive 6,? är beïëgna i mot varandra stäïïda plan víïka upp- visar samma vinkel mot baspïanet 2 (se fíguv 4). även inlopps- och avloppsventiïernas 18 och 19 röreïseríktníng uppoisar samma vínkeï mot baspïanet. Av figur I och 2 framgår även att meïïan sidokanterna 22-25 och cyïindercirkeïn IG biïdas s k squish-ytor, som på känt sätt vid sïutfasen av Roïvens kømpressíonstakt skapar en för förbränningen gynnsam mikroturbuïens i förbränníogsrummet 3.

IÜ 29 (JJ CJ la4o2749-9 Under motorns ínsugfiíngstakt öppnar inloppsvantilerna lä meá ventiltallrikar 2% åae figur 4) öppningarna 4,5 så att gasen kan strömma in i fërbrännlngsrummet 3. ventiltallrikarna 21 styr gasen utefter färbrännlngsrumväggarna och dën från in- lappskanalöppníngen é strömmande gasen när efter smkring ett halvt varv àsen 2% ach inbuktningen 26, søm därvid styr gasen radiellt inåt nedåt ßah hindrar den att direkt knllídera med den från den andra ínloppskàçalöppníngen E åtrëmmanáe gasen.

Sistnämnda gasflöde konfronteras med åsen 28 emedelbarz ëfter venziltallríkens šï ææridníng av gasen längs förfirënningsrfifls« väggarna. Åsen 2% fërhinárar fietta gasflëáes tenfiens att bilda en snurr motriataá gasen från äen färäëa ëfilsasakafialäfififiifigêfi å.

Gasflödet från inløpøskanalöpuningen 5 erhåller gennm âsens 28 'styrande inverkan en påtaglig axiell kswaosant, vilket tillsam- mans med àsens 28 styrning av gasflöéeå från den föfsfia lnlspps- kanalöøpnlngen 4 gör att den från sisznäwnda gasflöåe utvecklade snurren kan fiibehällas även vid full fielastning av wfitnrn.

Nämnda snurrbildning förstärkas vid unfifénníngen genam en slik- fsrmég utfermnlng av fnleposkanalerna 3ä,š5, varvid hänsyn även tagits till åsens 28 placering i fërbrënningsrumwet 3. Inlapps- kanalerna 3¿,35 utgår från en för kanalerna gemensam ëppning 31 i cylinëerhsvudets sidovägg 32, men unvdelas därefter av en i cylinderhuvudet l ingjuten mellanvägg 33^itvå väsentligen parallella kænaler 3ü,35, vilka leder till reåpešàšvæ kanaläfipníng å ach 5, sàsem framgår av figurerna l och 4. Kanalen 34 uppvigar eàfl neáre väggparti 36 sem är nedtryckt relativt wøtsvarande väggparti 37 hos kanalen 35. Ett övre väggparti i kanalen 36, som motstâr väggparaiet 36. är utformat som en ramp 33 (jämför figur 5). äämnóa ramp 33 tillsammans med det metfiàáende vággpartlet 36 riktar in gasflödet med en relativt liten vinkel mot cylinder- huvudets basplan 2. Rampens 38 vinkel mat nämnda basplan 2 är med fördel mellan l4° och 20° och dess vinkel mo? ventílens rörelseriktning bör vara mellan 400 och 60°. Ramnen 38 är be- lägen upnströms en i kanalen inskjutanáe ventilstyrning 4l. a4oz149-s n Nàgøn otsvaríghet tiïï rampen 38 finns ej i inïßaøskanaïen ;í, utan utfarmingen i sístnända kanaïs övre parti är hrëß knnven- tioneï1, vilket framgår med streckad linše i figurerna á och 5.

Inïoppskanaïernas 3ä,35 alika utformningar och rampens 38 fëre- kømst í kanalen 34 medför även att den i kanaïen Bš inskjutande ventiïstyrningen 41 uppvisar ett avsevärt kertare avstånd tilï kanaïöppningen 4 än det avstånd som råder meïïan vehtiïstyr~ ningen 42 i kanalen 35 och dess öppning 5. I figurerna I och d återges även kylvattenkanaler 39 ingåenne i motnrns kylsystem.

EG Under ínsugníngstakæwæ, då inïoøpsventilerna I8 håšls önpna mh avïoppsventiïerna ïä háïís stängda, strömar gas genum kanalerna 34,36 och geras öppningar 4,5 samt förbi ventiltaïïrikarna 2% in i fürbränningsrummæt 3. Rammen 3% nch det nedtryckta vägg~ partiet 36 i kanaïen Bä ger därvid den därigenom ätrüwnanáe ga- sen en riktning som medför att större deïen av gasfïöáet pressas förbi den övre deïen av inïoppsventiïens ventiltašïrik 21. Get huvudsakïiga gasfïöáet erhåïïer därigenßm en riktning sem upp~ visar en förhàlïandevis liten vinkeï met cyïinderhuvudets bas- ZÜ pïan 2 ofih gasflödet knmmer därvid att svepa runt förhränningsrum- meta väggar een att fityras av àsen 28 så att snurrbilóningen för~ stärkas. Den genom inïoppskanalen 35 strömmande gasen bibringas däremot en ríktning sßm i kanaïöppningen 5 uppvisar en reïatívt ___ stor vinkel møt basplanet 2. Riktníngen kan i huvudsak anses när- ïigga inloppsventiïens 18 rörelseriktning. Gasfïädet kammar däri- genøm att fördela sig reïativt jämnt färbi vëntiïtaïïriken och áärígenøm undvikas biïdande av en snurr motriktad den snurr som gasflödet från inloppsöppningen 4 åstadkommer. Eftersam även gas- fïödet från inïøppsöppningen 5 styrs av àsen 28 så att en mot- 3Ü riktad snurrbíïdning förhindras säkerstäïïes en eftersträvad snurrbíïdning även vid hög beïastning på motorn. Härigenom er- hålles en eftersträvad förhåïïandevis tyst förbränning vid den uppfinningsenïiga mntorn, viïket är uppnått genom att uppfinnings~ enïígt införa asymmetri i förbränningsrummet och därd förbundna inïoppskanaïer. 8402749-9 Ovan beskrivna utföringsexempeï får inte verka begränsande på unpfínningen man denna kan inom famn fär eftewfššåaesde :xatfsnw krav modifieras i ett flertal utföringsfornfler.

Claims (9)

ïfi 15 28 Nå Lfš 30 fïödets riktning i väsentligt mšn§re vinke! mat -asplanet (2) än 'motsvarande vinke) på gasríktningen från den andra inïoppskanaïen ' 84@2)¿9«fl P A ï É H F E R Å V

1. Cyïinderhuvud fär en fërbränningsmfltor med minst en cyïindet " (11) för en fram- och àtergående køïv (12), viïket cyïinderhuvud ( (I) inrymmer ett färhränningsrum (3) för cylindern (12) med ventií- regïerade öppningar (4-7) som vid prejektion på en fiirkuïär yta i cylinderhuvudets mt cy1indern vända nasplan (2) är föráelade med > en öppning (4~?) i varje cirkeïkvaärant (lä-ïï), varviö med kvadranè terna numrerade edurs öpnningarna (4,5) får en färsta och en andra, intseßskanal (34,35) är belägna i en första respektive en andra vvadran: (Iä resp 15) och öpnningarna (6,7) för en första oth en andra avïøppskanaï är beïägna i en tredje respaktive en fjärde) kvaérant (É6 resp 1?). k á n n 9 t e c k n a t av att mëïign den andra inlopøskßnaïens öppning (5) och áen första avïopøskanaïens öppning (6) är förbränningsrummets (nneryta utformad med en äs' eller Iiknanáe (28) saw vid skärning msd baspïaflet (2) biädar en radie!! mot cyïínderaxeln (20) riktad inbuktning (26) samt att förbränningsrmnnets (3) övriga inneryzør vid skärning med basplanet (2) saknar dyïika inbuktningar.

2. Cyïinderhuvud enïigt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de båda inïopaskanaïerna (34,35) är asymmetrískt utformade för erhåïïande av filika gasriktningar mot baspianet.

3. cyzænøerhuvuø amiga pazenskra? 2, a a' n f: E t a a a n à f. av att den första inloppskanaïen (34) är försedd med en med en ramp¿ (38) formaë innervägg, viïken ramp (33) är ancrdnad_uppströms en i " kanaïen (36) inträngande ventíïstyrnêng (47) för styrning av gas- V (35). 19 15 20 25 30 t~a4o2749-9 10

4. Cyïinderhuvud enligt patentkrav 3. k 8 n n e t e c k n a t av att rampens (38) vinkeï ntïativt baspïanet (2) är nelian 14° och 20° och att dess vinkeí relativt ventiIstyrningens längd- riktning är meïlan 49° och 60°.

5. Cylinderhuvud enïigt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att den baspïanet (2) närliggande väggen (36) os den_första ínïoppskanaïen (34) är beïägen väsentligt närmare baspïanet (2) än motsvarande parti (3?) hos den andra inlonvskanaïen (35).

6. Cyïinderhuvuá enligt någøt av patentkraven 1, 2 elïer 3. k ä n n e t e c k n a t av att inbuktningens (26) radiella instick relativt en tänkt rak sidøkant meïïan den andra inïnpps- kanaíönnningen (5) och den första avïoppskanalöppningen (6) unn- gàr tiïï meïïan 8 och 16 procent av avståndet meïïan cylinder-\ axeïn (20) øch den tänkta sidokanten.

7. Cyïšnderhuvud enïigt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t av att förbränningsrummts (3) övriga innerytor vid skärning med haspïanet (2) uppvisar raka och mot varandra väsentïigen vinkeï- räta sidokanter (22~2â). varvid hörnan meïïan sidokantevna (22-24) är utformade med radien viïka var och en väsentïien motsvarar den i kvadranten (f4,17) ifråga belägna kanatëaaningens (4 resp 7) radie.

8. 5. Cyïinderhuvud enïígt nagot av patentkraven 1, 2 eïïer 6, k ä n n e t e c k n a t av att asen (28) har utsträckning ïängs förbränningsrummets (3) inneryta meïïan inïappskanaïöppníngen (5) och avïoppskanaïöppningen (6) förbi en ïínje (29) mellan nämnda öppningars (5,8) centra.

9. Cyïinderhuvud enligt något av föregående natentkrav, k 3 n n e t e c k n a t av att ínïoppskanaïöppningarna (4,5) har samma genomïoppsarea.