WO1994004802A1 - Device for increasing the filling ratio of aspirating engines - Google Patents

Device for increasing the filling ratio of aspirating engines Download PDF

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WO1994004802A1
WO1994004802A1 PCT/DE1992/000693 DE9200693W WO9404802A1 WO 1994004802 A1 WO1994004802 A1 WO 1994004802A1 DE 9200693 W DE9200693 W DE 9200693W WO 9404802 A1 WO9404802 A1 WO 9404802A1
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Hansbernd Berzheim
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Hansbernd Berzheim
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a device for increasing the fresh gas filling during the intake or charging stroke of a clocked internal combustion engine with internal combustion without using a charger or compressor.
  • the invention is applicable to engines that work according to the four-stroke or two-stroke principle and to those that work according to the Otto or diesel process. It is applicable to reciprocating as well as any type of rotary piston or other clocked working engines with internal combustion.
  • the torque and power of a clocked engine with internal combustion depend, among other things, on the so-called "fill level" of its work area. If no structural precautions are taken, the degree of filling of the work area decreases more and more with increasing speed due to the inertia of the intake air and the increasingly shorter intake time, and thus the torque and the output of the engine decrease.
  • valve overlap causes the outflowing exhaust gases to have a suction effect on the air in the intake duct. This accelerated it. This prevents not only a drop in the degree of filling, but even one
  • valve overlap For a given engine, there is an optimal valve overlap for each selected speed. If you increase the valve overlap beyond this value, the degree of filling deteriorates again at the selected speed. The higher the selected speed, the greater the optimal valve overlap. Very strong valve overlaps, such as must be selected for high-performance and racing engines, result in a high degree of filling at a high speed. However, they have poor filling levels and thus a low torque and a low output as well as a high specific consumption and a large pollutant and C0 "emissions in the middle and lower
  • the shape of the combustion chamber which must be designed primarily from other points of view, is anything but optimal with regard to achieving a high suction effect.
  • the invention has for its object to use the exhaust gas energy to increase the degree of filling outside of the combustion chamber, which is unsuitable for this purpose, with its poor suction efficiency.
  • the entire and not just a small part of the exhaust gas energy is used to increase the degree of filling.
  • the suction effect is generated in a technical device optimized for this and not in the combustion chamber with its poor suction efficiency, which is not very suitable for this.
  • four-stroke engines it is possible to reduce the valve overlap to an almost vanishing remainder, so that torque and power in the lower and middle speed range, and thus the elasticity, in particular in the case of high-performance and racing engines, greatly increases and additionally increases the supercharging effect Effect how can be achieved by a variable valve control. It is also possible to make fresh gas acceleration possible by means of exhaust gas energy without a supercharger in those types of engines, such as two-stroke or rotary piston engines, in which this did not previously seem possible.
  • the kinetic energy of the exhaust gases is immediately opened the exhaust valves on and also used with closed intake valves.
  • the suction time is longer and the suction power is considerably higher than with conventional suction motors.
  • a bypass duct which bridges the inlet duct and the outlet duct of the same combustion chamber or different combustion chambers in the immediate vicinity of the inlet and outlet opening (in the case of internal combustion engines with valves of the inlet and outlet valves). H. connects with each other, and short-circuits past the combustion chamber.
  • the connection of the bypass channel with the outlet channel is as
  • the air column flowing at high speed in the intake port now presses all of its kinetic energy into the cylinder via the open intake opening (intake valve). This achieves a high charging effect. This effect can be increased by enlarging the cross sections of the inlet duct and the bypass duct.
  • valve overlap can indicate an almost vanishing residue, which is used to flush the Combustion chamber is needed to be reduced.
  • the so-called transient behavior of the engine is superior to all other methods of increasing the degree of filling, including mechanical compressors.
  • the engine reacts particularly spontaneously to very rapid changes in the load state. There is no comparable effect to the "turbo lag".
  • the additional space requirement of a construction according to the invention and the increase in weight are relatively small.
  • the power density and power to weight ratio of the engine are extremely favorable.
  • the development effort required is very low and, for example in a four-stroke engine, relates only to the cylinder head.
  • the device can also be arranged essentially outside the cylinder head, which has an even more favorable effect.
  • the invention makes it possible for the first time to use the kinetic energy of the exhaust gases to accelerate the intake air even in the case of such types of clocked internal combustion engines that do not have actively controlled valves.
  • a particularly important advantage of the invention when applied to four-stroke engines is that the overlap of the valve timing can be reduced to a vanishing remainder even in the case of high-performance and racing engines.
  • the serious disadvantages of large valve overlaps in the lower and medium speed range are completely eliminated.
  • the invention therefore has the same effect as fully variable valve control times. This has a further significant increase in torque and power in the lower and middle speed range, i. H. a large increase in engine elasticity, resulting.
  • the piston Since the fresh gas is pre-accelerated by the suction effect of the exhaust gases and does not have to be sucked in by the piston, the piston does not have to do any pumping work. Not only are pump losses avoided, but the fresh gases flowing into the cylinder with great energy still give power to the pistons.
  • the basic cooling system can be designed significantly smaller.
  • Primary coolant water
  • the performance of the primary coolant pump can be designed to be lower. This increases the engine's net output.
  • the cooler can be dimensioned correspondingly smaller, which in turn saves weight and costs. Because of the smaller cooler and the much lower heat dissipation via the base Cooling system, the internal flow of a vehicle can be made smaller. The air resistance is reduced.
  • a motor provided with the device designed according to the invention has a higher overall efficiency and a significantly lower specific consumption than a conventional naturally aspirated motor because of the use of the exhaust gas energy. Consequently, the C0 ? - Lower emissions and emission of pollutants.
  • bypass duct connects the inlet duct and outlet duct of the same combustion chamber to one another because of its constructive simplicity.
  • the opening time of the exhaust valve is shifted towards late compared to conventional engines.
  • the size of the shift depends on the respective engine type and may need to be determined from engine type to engine type. In any case, there is a shift in the opening time, the opening being delayed or only taking place when the piston in the combustion cycle has moved closer to the bottom dead center than is the case with comparable conventional engines. For example, a shift up to 30 ° (crank angle) before bottom dead center.
  • the shaping of the bypass duct is preferably carried out in such a way that the cooling tasks of the air flowing through are taken into account, in particular the spark plug or the spark plugs as well as the exhaust valves being cooled as effectively as possible by the air flowing through.
  • the control of the opening and closing movements of the bypass shut-off valve are coordinated according to the invention with the movements of the inlet valve and the outlet valve or valves.
  • the bypass shut-off valve is always closed when the inlet valves are open.
  • the bypass shut-off valve is only open when the inlet valves are closed.
  • the check valve thus closes synchronously.
  • the check valve opens at the earliest when the inlet valves close or at the latest at a time to be determined by the designer after the outlet valves have opened.
  • the check valve should open at the latest when the exhaust valve or valves open.
  • the check valve is preferably designed as a rotary slide valve, which is preferably driven directly by the crankshaft.
  • the bypass shut-off valve is preferably a flat slide that can be moved up and down in a guide.
  • the shut-off valve is in the lower position of the flat slide valve closed. It is open when the flat slide is in the upper position.
  • At the upper end of this flat slide valve stem is attached so that it lies in the plane of the slide.
  • This shaft is preferably moved downwards, like that of a normal engine valve, by a cam disc or a cam attached to the camshaft and is moved upwards by one or more springs or "desmodromically" by a further cam disc attached to the camshaft.
  • the shape of the cam discs or cams of the inlet valves, the check valve and the outlet valves is such that the control of the check valve described above can be carried out.
  • the end cross-sectional area of the first channel section of the outlet channel or the end cross-sectional area of the bypass channel can be circular, depending on which of the two alternatives is used for the configuration of the exhaust gas jet pump.
  • silT preferably have shapes with a larger ratio of circumference / area to the area of an annular sector of more than 270 ° with rounded ends.
  • bypass secondary ducts are provided, these are guided and designed in a flow-dynamic manner in such a way that they mainly serve to cool specific areas of the cylinder head, the cylinder or other engine parts.
  • the device or the bypass channel is preferably arranged outside the cylinder head, so that the cylinder head does not have to be redesigned.
  • the invention is explained below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing.
  • the single figure shows schematically a combustion chamber equipped with a device designed according to the invention in four phases.
  • the figure shows a combustion chamber 1 of a cylinder of an engine, this cylinder being provided with an intake valve 6 and an exhaust valve 7. It is understood that the invention is not limited to such an embodiment and other motors can also be used.
  • the cylinder shown here can also be provided with multiple intake and multiple exhaust valves.
  • the bypass channel is arranged in the immediate vicinity of the corresponding cylinder inlet and outlet opening.
  • a shut-off valve for the bypass channel At the boundary point between the inlet channel 2 and the bypass channel 4 there is a shut-off valve for the bypass channel, which is opened and closed as a function of the inlet valve 6 and outlet valve 7.
  • the connection point between the bypass duct 4 and the outlet duct 3 is designed as an exhaust gas jet pump (shown schematically at 10).
  • the outlet channel has a first section 8 and a second wider section 9.
  • the first section 8 projects at the transition point between the two sections as a suction part of the exhaust gas jet pump into the bypass channel 4-second section of the outlet channel 9.
  • the bypass duct 4 merges smoothly into the second section 9 of the outlet duct.
  • the figure shows the combustion chamber provided with the device according to the invention in four phases. In phase 1, the outlet valve 7 is open and the inlet valve 6 is closed.
  • the bypass check valve 5 is also open. That from the first Section 8 of the exhaust duct 3 exhaust gas escaping at high speed sucks in air via the exhaust jet pump 10 via the bypass duct 4 from the inlet duct 2 (see the arrows shown). This air is strongly accelerated.
  • phase 2 there is only a short valve overlap.
  • the inlet valve 6 and the outlet valve 7 are open.
  • the bypass shut-off valve 5 is closed and the combustion chamber 1 is flushed.
  • the outlet valve 7 is closed and the inlet valve 6 is open.
  • the bypass shutoff valve 5 is closed.
  • the air brought to high speed in phase 1 is forced into the combustion chamber 1 due to its inertia. A high charging effect is achieved.

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Abstract

The description relates to device for increasing the fresh gas filling ratio during the induction stroke of an internal combustion engine having a by-pass pipe (4) which interconnects the inlet pipe (2) of a combustion chamber (1) with the exhaust pipe (3) thereof or another combustion chamber in the immediate vicinity of the intake (6) and exhaust (7) apertures outside the combustion chamber, and a non-return valve (5) for the by-pass pipe (4) which closes the by-pass pipe (4) in synchronism with the opening of the inlet aperture (6) and opens at the earliest when the inlet aperture (6) closes. The connection between the by-pass pipe (4) and the exhaust pipe (3) takes the form of an exhaust gas ejector. This increases the fresh gas filling ratio on the intake stroke.

Description

Vorrichtung zur Erhöhung des Füllungsgrades von Saugmotoren Device for increasing the degree of filling of naturally aspirated engines
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Frischgasfüllung beim Ansaug- oder Ladetakt eines getaktet arbeitenden Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung ohne Verwendung eines Laders oder Kompressors. Die Erfindung ist anwendbar auf Motoren, die nach dem Viertakt- oder Zweitaktprinzip arbeiten und auf solche, die nach dem Otto- oder Dieselverfahren arbeiten. Sie ist anwendbar auf Hubkolben- wie auch auf jede Art von Rotationskolben- oder sonstigen getaktet arbeitenden Motoren mit innerer Verbrennung.The present invention relates to a device for increasing the fresh gas filling during the intake or charging stroke of a clocked internal combustion engine with internal combustion without using a charger or compressor. The invention is applicable to engines that work according to the four-stroke or two-stroke principle and to those that work according to the Otto or diesel process. It is applicable to reciprocating as well as any type of rotary piston or other clocked working engines with internal combustion.
Drehmoment und Leistung eines getaktet arbeitenden Motors mit innerer Verbrennung hängen unter anderem wesentlich vom sogenannten "Füllungs- grad" seines Arbeitsraumes ab. Wenn keine konstruktiven Vorkehrungen getroffen werden, nimmt bei steigender Drehzahl der Füllungsgrad des Arbeitsraumes wegen der Massenträgheit der angesaugten Luft und der immer kürzer werdenden Ansaugzeit mehr und mehr ab und damit sinken das Drehmoment und die Leistung des Motors.The torque and power of a clocked engine with internal combustion depend, among other things, on the so-called "fill level" of its work area. If no structural precautions are taken, the degree of filling of the work area decreases more and more with increasing speed due to the inertia of the intake air and the increasingly shorter intake time, and thus the torque and the output of the engine decrease.
Um dies zu verhindern, werden bei Motoren mit aktiv gesteuerten Ventilen, beispielsweise bei Viertakt-Hubkolbenmotoren, die Steuer- zeiten der Ein- und Auslaßventile so abgestimmt, daß die Einlaßventile schon öffnen, wenn die Auslaßventile noch nicht geschlossen sind. Dies wird als "Ventilüberschneidung" bezeichnet. Diese Überschneidung bewirkt, daß die ausströmenden Abgase eine Saugwirkung auf die Luft im Ansaugkanal ausüben. Dadurch wurd diese vorbeschleunigt. So wird nicht nur ein Absinken des Füllungsgrades verhindert, sondern sogar eineTo prevent this, the timing of the intake and exhaust valves is adjusted so that the intake valves in engines with actively controlled valves, for example in four-stroke reciprocating engines open if the exhaust valves are not yet closed. This is called "valve overlap". This overlap causes the outflowing exhaust gases to have a suction effect on the air in the intake duct. This accelerated it. This prevents not only a drop in the degree of filling, but even one
Erhöhung des Füllungsgrades, eine Aufladung, bewirkt. Bei Hochleistungs¬ und Rennmotoren können durch starke Ventilüberschneidüngen bei hohen Drehzahlen Füllungsgrade von weit über 1 erreicht werden.An increase in the degree of filling, a charge. In high-performance and racing engines, strong valve overlaps at high speeds mean that fill levels of well over 1 can be achieved.
Auf Motoren, die keine aktiv gesteuerten Ventile haben, ist dasThat's on engines that don't have actively controlled valves
Verfahren der "Ventilüberschneidung" nicht anwendbar. Aber auch da, wo es anwendbar ist, sind dem Verfahren klare Grenzen gesetzt."Valve overlap" method not applicable. But wherever it can be used, the process has clear limits.
Bei einem gegebenen Motor gibt es zu jeder gewählten Drehzahl eine optimale Ventilüberschneidüng. Erhöht man die VentilÜberschneidung über diesen Wert hinaus, so verschlechtert sich der Füllungsgrad bei der gewählten Drehzahl wieder. Je höher die gewählte Drehzahl ist, desto größer ist die optimale VentilÜberschneidung. Sehr starke Ventilüber¬ schneidungen, wie man sie für Hochleistungs- und Rennmotoren wählen muß, bewirken einen hohen Füllungsgrad bei einer hohen Drehzahl. Sie haben aber schlechte Füllungsgrade und damit ein niedriges Drehmoment sowie eine kleine Leistung sowie einen hohen spezifischen Verbrauch und einen großen Schadstoff- und C0„-Ausstoß im mittleren und unterenFor a given engine, there is an optimal valve overlap for each selected speed. If you increase the valve overlap beyond this value, the degree of filling deteriorates again at the selected speed. The higher the selected speed, the greater the optimal valve overlap. Very strong valve overlaps, such as must be selected for high-performance and racing engines, result in a high degree of filling at a high speed. However, they have poor filling levels and thus a low torque and a low output as well as a high specific consumption and a large pollutant and C0 "emissions in the middle and lower
Drehzahlbereich zur Folge.Speed range.
Prinzipiell kann mit dem Verfahren der Ventilüberschneidüng nur ein Bruchteil der gesamten kinetischen Energie der Abgase zur Erhöhung des Füllungsgrades genutzt werden. Denn, ehe die Einlaßventile öffnen, ist schon ein großer Teil der Abgase aus dem Zylinder geströmt und kann nichts mehr ansaugen. Ferner übt nur die den Einlaßventilen zugewandte kleine Teilmenge der Abgase und in der Endphase des Auslasses die Massenträgheit der Abgase eine Saugwirkung aus.In principle, with the valve overlap method, only a fraction of the total kinetic energy of the exhaust gases can be used to increase the degree of filling. Because before the intake valves open, a large part of the exhaust gases have already flowed out of the cylinder and can no longer suck in anything. Furthermore, only the one facing the intake valve exercises small part of the exhaust gases and in the final phase of the outlet the inertia of the exhaust gases creates a suction effect.
Weiterhin ist die Form des Brennraumes, die ja in erster Linie nach anderen Gesichtspunkten gestaltet sein muß, alles andere als optimal bezüglich der Erzielung einer hohen Saugwirkung.Furthermore, the shape of the combustion chamber, which must be designed primarily from other points of view, is anything but optimal with regard to achieving a high suction effect.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgasenergie für die Erhöhung des Füllungsgrades außerhalb des dafür wenig geeigneten Brennraumes mit seinem schlechten Saugwirkungsgrad zu nutzen.The invention has for its object to use the exhaust gas energy to increase the degree of filling outside of the combustion chamber, which is unsuitable for this purpose, with its poor suction efficiency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a device with the features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die gesamte und nicht nur ein kleiner Teil der Abgasenergie für die Erhöhung des Füllungsgrades genutzt. Die Saugwirkung wird dabei in einer dafür optimierten technischen Vorrichtung und nicht im dafür wenig geeigneten Brennraum mit seinem schlechten Saugwirkungsgrad erzeugt. Bei Viertakt-Motoren gelingt es dabei, die Ventilüberschneidüng auf einen fast verschwin¬ denden Rest zu reduzieren, so daß insbesondere bei Hochleistungs- und Rennmotoren Drehmoment und Leistung im unteren und mittleren Drehzahlbereich und damit die Elastizität noch einmal zusätzlich zum Aufladungseffekt stark erhöht und dabei ein Effekt wie durch eine variable Ventilsteuerung erzielt werden kann. Auch ist es möglich, eine Frischgasbeschleunigung mittels Abgasenergie ohne Lader bei solchen Motorarten, wie Zweitakt- oder Rotationskolbenmotoren, möglich zu machen, bei denen dies bisher nicht möglich erschien.In the solution according to the invention, the entire and not just a small part of the exhaust gas energy is used to increase the degree of filling. The suction effect is generated in a technical device optimized for this and not in the combustion chamber with its poor suction efficiency, which is not very suitable for this. In four-stroke engines, it is possible to reduce the valve overlap to an almost vanishing remainder, so that torque and power in the lower and middle speed range, and thus the elasticity, in particular in the case of high-performance and racing engines, greatly increases and additionally increases the supercharging effect Effect how can be achieved by a variable valve control. It is also possible to make fresh gas acceleration possible by means of exhaust gas energy without a supercharger in those types of engines, such as two-stroke or rotary piston engines, in which this did not previously seem possible.
Erfindungsgemäß wird die kinetische Energie der Abgase sofort vom Öffnen der Auslaßventile an und auch bei geschlossenen Einlaßventilen genutzt. Die Saugdauer ist länger und die Saugkraft ist erheblich höher als bei konventionellen Saugmotoren.According to the invention, the kinetic energy of the exhaust gases is immediately opened the exhaust valves on and also used with closed intake valves. The suction time is longer and the suction power is considerably higher than with conventional suction motors.
Erfindungsgemäß wird ein Bypass-Kanal vorgesehen, der den Einlaßkanal und den Auslaßkanal desselben Brennraumes oder verschiedener Brennräume in unmittelbarer Nähe der Ein- und Auslaßöffnung (bei Brennkraftmaschi¬ nen mit Ventilen der Einlaß- und Auslaßventile) überbrückt, d. h. miteinander verbindet, und am Brennraum vorbei kurzschließt. Die Verbindung des Bypass-Kanales mit dem Auslaßkanal ist alsAccording to the invention, a bypass duct is provided which bridges the inlet duct and the outlet duct of the same combustion chamber or different combustion chambers in the immediate vicinity of the inlet and outlet opening (in the case of internal combustion engines with valves of the inlet and outlet valves). H. connects with each other, and short-circuits past the combustion chamber. The connection of the bypass channel with the outlet channel is as
Abgasstrahlpumpe ausgebildet. Die aus dem Brennraum mit hoher Geschwindigkeit ausströmenden Abgase üben durch diese Abgasstrahlpumpe über den Bypass-Kanal eine sehr starke Saugwirkung auf den Einlaßkanal aus. Aus Erfahrungen, die bei Motoren mit Zwangsluftkühlung mittels Abgasstrahlpumpe gewonnen wurden, ist bekannt, daß die Abgase über eine Abgasstrahlpumpe eine Luftmenge ansaugen können, die bis zum 15-fachen ihrer eigenen Masse beträgt. Durch diese große Saugwirkung wird die gesamte Luftmenge im Einlaßkanal sehr stark vorbeschleunigt. Beim Öffnen der Einlaßöffnung bzw. des Einlaßventiles oder der Einlaßventile wird synchron der Bypass-Kanal durch ein Bypass-Sperrventil geschlossen, das vorzugsweise unmittelbar am Anfang des Bypass-Kanales an seiner Verbindungsstelle mit dem Einlaßkanal angeordnet ist. Die mit hoher Geschwindigkeit strömende Luftsäule im Einlaßkanal drückt nun mit ihrer gesamten kinetischen Energie über die geöffnete Einlaßöffnung (Einlaßventil) in den Zylinder. Dadurch wird ein hoher Auf1adeeffekt erzielt. Dieser Effekt kann noch durch Vergrößerung der Querschnitte des Einlaßkanales und des Bypass-Kanales gesteigert werden.Exhaust jet pump trained. The exhaust gases flowing out of the combustion chamber at high speed exert a very strong suction effect on the inlet channel through this exhaust gas jet pump via the bypass channel. From experience gained in engines with forced air cooling using an exhaust gas jet pump, it is known that the exhaust gases can suck in an amount of air that is up to 15 times their own mass via an exhaust gas jet pump. Due to this great suction effect, the total amount of air in the inlet duct is very quickly pre-accelerated. When the inlet opening or the inlet valve or the inlet valves is opened, the bypass channel is closed synchronously by a bypass check valve, which is preferably arranged directly at the beginning of the bypass channel at its connection point with the inlet channel. The air column flowing at high speed in the intake port now presses all of its kinetic energy into the cylinder via the open intake opening (intake valve). This achieves a high charging effect. This effect can be increased by enlarging the cross sections of the inlet duct and the bypass duct.
Große Ventilüberschneidüngen sind nicht mehr nötig. Die Ventilüber- schneidung kann auf einen fast verschwindenden Rest, der zur Spülung des Brennraums benötigt wird, reduziert werden.Large valve overlaps are no longer necessary. The valve overlap can indicate an almost vanishing residue, which is used to flush the Combustion chamber is needed to be reduced.
Bei einem Viertaktmotor oder auch bei jedem anderen Motortyp mit geeigneter räumlicher Führung des Bypass-Kanals ergibt sich der positive Nebeneffekt einer Zwangskühlung des Zylinderkopfs, so daß der Aufwand des Basis-KühlSystems erheblich reduziert werden kann.With a four-stroke engine or with any other engine type with suitable spatial guidance of the bypass duct, there is the positive side effect of forced cooling of the cylinder head, so that the effort of the basic cooling system can be considerably reduced.
Im gesamten Bereich von der Leerlauf- bis zur Maximaldrehzahl wird eine starke Erhöhung des Füllungsgrades, alsoein starker Auf1adeeffekt erreicht, obwohl der Motor ein reiner Saugmotor ist. Die Erfindung bewirkt dadurch eine beträchtliche Drehmoment- und Leistungserhöhung über das gesamte verfügbare DrehzahlSpektrum. Maximales Drehmoment und maximale Leistung sind beträchtlich höher.In the entire range from idling to maximum speed, a strong increase in the degree of filling, i.e. a strong charging effect, is achieved, although the engine is a naturally aspirated engine. The invention thus causes a considerable increase in torque and power over the entire available speed range. Maximum torque and maximum power are considerably higher.
Das sogenannte instationäre Verhalten des Motors ist allen anderen Verfahren zur Erhöhung des Füllungsgrades, auch mechanischen Kompressoren, überlegen. Auch auf sehr schnelle Änderungen des Lastzu¬ standes reagiert der Motor besonders spontan. Einen dem "Turboloch" vergleichbaren Effekt gibt es nicht.The so-called transient behavior of the engine is superior to all other methods of increasing the degree of filling, including mechanical compressors. The engine reacts particularly spontaneously to very rapid changes in the load state. There is no comparable effect to the "turbo lag".
Der zusätzliche Raumbedarf einer erfindungsgemäßen Konstruktion und die Gewichtserhöhung sind relativ gering. Die Leistungsdichte und das Leistungsgewicht des Motors sind extrem günstig.The additional space requirement of a construction according to the invention and the increase in weight are relatively small. The power density and power to weight ratio of the engine are extremely favorable.
Der notwendige Entwicklungsaufwand ist sehr gering und bezieht sich beispielsweise bei einem Viertaktmotor nur auf den Zylinderkopf. Bei einer speziellen Ausführungsform kann die Vorrichtung auch im wesentlichen außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet sein, was sich noch günstiger auswirkt. Die Erfindung macht es erstmals möglich, auch bei solchen Arten von getaktet arbeitenden Verbrennungsmotoren mit innerer Verbrennung, die keine aktiv gesteuerten Ventile haben, die kinetische Energie der Abgase zur Beschleunigung der Ansaugluft heranzuziehen.The development effort required is very low and, for example in a four-stroke engine, relates only to the cylinder head. In a special embodiment, the device can also be arranged essentially outside the cylinder head, which has an even more favorable effect. The invention makes it possible for the first time to use the kinetic energy of the exhaust gases to accelerate the intake air even in the case of such types of clocked internal combustion engines that do not have actively controlled valves.
Ein besonders wichtiger Vorteil der Erfindung bei Anwendung auf Viertaktmotoren liegt darin, daß die Überschneidung der Ventil-Steuer¬ zeiten auch bei Hochleistungs- und Rennmotoren auf einen verschwindenden Rest zurückgenommen werden kann. Die schweren Nachteile großer Ventil- Überschneidungen im unteren und mittleren Drehzahlbereich entfallen ganz. Die Erfindung hat also als Zusatzeffekt eine gleiche Wirkung wie vollvariable VentilSteuerzeiten. Dies hat einen weiteren erheblichen Anstieg von Drehmoment und Leistung im unteren und mittleren Drehzahl- bereich, d. h. einen großen Anstieg der Motorelastizität, zur Folge.A particularly important advantage of the invention when applied to four-stroke engines is that the overlap of the valve timing can be reduced to a vanishing remainder even in the case of high-performance and racing engines. The serious disadvantages of large valve overlaps in the lower and medium speed range are completely eliminated. As an additional effect, the invention therefore has the same effect as fully variable valve control times. This has a further significant increase in torque and power in the lower and middle speed range, i. H. a large increase in engine elasticity, resulting.
Da das Frischgas durch die Saugwirkung der Abgase vorbeschleunigt wird und nicht vom Kolben angesaugt werden muß, braucht der Kolben keine Pumparbeit zu leisten. So werden nicht nur Pumpverluste vermieden, sondern die mit großer Energie in den Zylinder strömenden Frischgase geben noch Leistung an den Kolben ab.Since the fresh gas is pre-accelerated by the suction effect of the exhaust gases and does not have to be sucked in by the piston, the piston does not have to do any pumping work. Not only are pump losses avoided, but the fresh gases flowing into the cylinder with great energy still give power to the pistons.
Bei Viertakt-Motoren und bei allen anderen Motorarten mit geeignet angeordnetem Bypass-Kanal ergibt sich eine sehr effektive Zwangskühlung, z. B. des thermisch hoch belasteten Zylinderkopfs. Dadurch kann das Basis-KühlSystem erheblich kleiner ausgelegt werden. Primärkühlmittel (Wasser) wird gespart und damit Gewicht. Ferner kann die Leistung der Primärkühlmittel-Pumpe geringer ausgelegt werden. Dadurch steigt die Nettoleistung des Motors. Weiterhin kann der Kühler entsprechend kleiner dimensioniert werden, was wiederum Gewicht und Kosten spart. Wegen des kleineren Kühlers und der viel geringeren Wärmeabfuhr über das Basis- KühlSystem kann die innere Durchströmung eines Fahrzeuges kleiner ausgelegt werden. Der Luftwiderstand wird geringer.With four-stroke engines and with all other engine types with a suitably arranged bypass channel, there is a very effective forced cooling, e.g. B. the thermally highly loaded cylinder head. As a result, the basic cooling system can be designed significantly smaller. Primary coolant (water) is saved and thus weight. Furthermore, the performance of the primary coolant pump can be designed to be lower. This increases the engine's net output. Furthermore, the cooler can be dimensioned correspondingly smaller, which in turn saves weight and costs. Because of the smaller cooler and the much lower heat dissipation via the base Cooling system, the internal flow of a vehicle can be made smaller. The air resistance is reduced.
Ein mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung versehener Motor hat wegen der Nutzung der Abgasenergie einen höheren Gesamtwirkungsgrad und einen deutlich geringeren spezifischen Verbrauch als ein konventioneller Saugmotor. Folglich sind auch der C0?-Ausstoß und die Abgabe an Schadstoffen geringer.A motor provided with the device designed according to the invention has a higher overall efficiency and a significantly lower specific consumption than a conventional naturally aspirated motor because of the use of the exhaust gas energy. Consequently, the C0 ? - Lower emissions and emission of pollutants.
Diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei der der Bypass-Kanal den Einlaßkanal und Auslaßkanal desselben Brennraumes miteinander verbindet, wird bevorzugt wegen ihrer konstruktiven Einfachheit.The embodiment of the invention in which the bypass duct connects the inlet duct and outlet duct of the same combustion chamber to one another is preferred because of its constructive simplicity.
Besonders gute Ergebnisse werden mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung erhalten, wenn der Öffnungszeitpunkt des Auslaßventiles gegenüber herkömmlichen Motoren in Richtung auf spät verschoben wird. Die Größe der Verschiebung ist abhängig von dem jeweiligen Motortyp und muß ggf. von Motortyp zu Motortyp ermittelt werden. Jedenfalls erfolgt eine Verschiebung des Öffnungszeitpunktes, wobei das Öffnen verzögert bzw. erst dann erfolgt, wenn sich der Kolben im Verbrennungstakt weiter dem unteren Totpunkt genähert hat als dies bei vergleichbaren herkömmlichen Motoren der Fall ist. Beispielsweise wird eine Verschiebung bis auf 30° (Kurbel inkel ) vor dem unteren Totpunkt vorgenommen.Particularly good results are obtained with the device designed according to the invention if the opening time of the exhaust valve is shifted towards late compared to conventional engines. The size of the shift depends on the respective engine type and may need to be determined from engine type to engine type. In any case, there is a shift in the opening time, the opening being delayed or only taking place when the piston in the combustion cycle has moved closer to the bottom dead center than is the case with comparable conventional engines. For example, a shift up to 30 ° (crank angle) before bottom dead center.
Durch eine derartige Verschiebung des Öffnungszeitpunktes des Auslaßventiles wird die durch die Abgase verursachte Druckwelle so lange aufrechterhalten, wie dies für ein optimales Ansaugen erforderlich ist. Das Maximum der Geschwindigkeit der Abgase wird hierdurch auf spät verschoben und die Abgasgeschwindigkeit wird erhöht, wodurch der Frischgasansaugeffekt mit Unterstützung des Bypass-Kanales verbessert wird.Such a shift in the opening time of the exhaust valve maintains the pressure wave caused by the exhaust gases for as long as is necessary for optimal intake. The maximum of the speed of the exhaust gases is hereby delayed and the exhaust gas speed is increased, whereby the Frischgasansaugeffekt is improved with the support of the bypass channel.
Wie bereits erwähnt, ist vorzugsweise die Formgebung des Bypass-Kanales so vorgenommen, daß die Kühlungsaufgaben der durchströmenden Luft berücksichtigt werden, wobei vor allem die Zündkerze oder die Zündkerzen sowie die Auslaßventile möglichst wirkungsvoll von der durchströmenden Luft gekühlt werden.As already mentioned, the shaping of the bypass duct is preferably carried out in such a way that the cooling tasks of the air flowing through are taken into account, in particular the spark plug or the spark plugs as well as the exhaust valves being cooled as effectively as possible by the air flowing through.
Die Steuerung der Offnungs- und Schließbewegungen des Bypass-Sperrven¬ tils sind erfindungsgemäß mit den Bewegungen des oder der Einlaß- und des oder der Auslaßventile koordiniert. Das Bypass-Sperrventil ist immer dann geschlossen, wenn die Einlaßventile geöffnet sind. Das Bypass- Sperrventil ist nur dann geöffnet, wenn die Einlaßventile geschlossen sind. Beim Öffnen der Einlaßventile schließt somit das Sperrventil synchron. Frühestens beim Schließen der Einlaßventile oder spätestens zu einem vom Konstrukteur festzulegenden Zeitpunkt nach dem Öffnen der Auslaßventile öffnet das Sperrventil. In bezug auf das oder die Auslaßventile sollte das Sperrventil spätestens dann öffnen, wenn das oder die Auslaßventile öffnen.The control of the opening and closing movements of the bypass shut-off valve are coordinated according to the invention with the movements of the inlet valve and the outlet valve or valves. The bypass shut-off valve is always closed when the inlet valves are open. The bypass shut-off valve is only open when the inlet valves are closed. When the inlet valves are opened, the check valve thus closes synchronously. The check valve opens at the earliest when the inlet valves close or at the latest at a time to be determined by the designer after the outlet valves have opened. With respect to the exhaust valve or valves, the check valve should open at the latest when the exhaust valve or valves open.
Im Falle eines Saugmotors, der nicht nach dem Viertaktprinzip arbeitet, alsobeispielsweise im Falle eines Zweitakt- oder Rotationskolben-Saug¬ motors etc., ist das Sperrventil vorzugsweise als Drehschieber- entil ausgebildet, das vorzugsweise direkt von der Kurbelwelle angetrieben wird.In the case of a naturally aspirated engine that does not operate according to the four-stroke principle, for example in the case of a two-stroke or rotary piston suction engine, etc., the check valve is preferably designed as a rotary slide valve, which is preferably driven directly by the crankshaft.
Im Falle eines Viertakt-Motors ist das Bypass-Sperrventil vorzugsweise ein Flachschieber, der in einer Führung auf- und abbewegt werden kann. In der unteren Stellung des Flachschiebers ist das Sperrventil geschlossen. In der oberen Stellung des Flachschiebers ist es geöffnet. Am oberen Ende dieses Flachschiebers ist ein Ventilschaft derart befestigt, daß dieser in der Ebene des Schiebers liegt. Dieser Schaft wird vorzugsweise, wie der eines normalen Motorventils, durch eine auf der Nockenwelle angebrachte Kurvenscheibe oder einen Nocken abwärts¬ bewegt und durch eine oder mehrere Federn oder "desmodromisch" durch eine auf der Nockenwelle angebrachte weitere Kurvenscheibe aufwärts¬ bewegt. Die Kurvenscheiben oder Nocken der Einlaßventile, des Sperr¬ ventils sowie der Auslaßventile sind in ihrer Form so ausgelegt, daß die vorstehend beschriebene Steuerung des Sperrventils durchgeführt werden kann.In the case of a four-stroke engine, the bypass shut-off valve is preferably a flat slide that can be moved up and down in a guide. The shut-off valve is in the lower position of the flat slide valve closed. It is open when the flat slide is in the upper position. At the upper end of this flat slide valve stem is attached so that it lies in the plane of the slide. This shaft is preferably moved downwards, like that of a normal engine valve, by a cam disc or a cam attached to the camshaft and is moved upwards by one or more springs or "desmodromically" by a further cam disc attached to the camshaft. The shape of the cam discs or cams of the inlet valves, the check valve and the outlet valves is such that the control of the check valve described above can be carried out.
Um eine optimale Wirkung der Abgasstrahlpumpe zu erreichen, kann die Endquerschnittsflache des ersten Kanalabschnitts des Auslaßkanales oder die Endquerschnittsflache des Bypass-Kanales, je nachdem, welche der beiden Alternativen für die Ausbildung der Abgasstrahlpumpe zur Anwendung gelangt, kreisförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise haben silT aber Formen mit einem größeren Verhältnis Umfang/Fl che bis hin zur Fl chenform eines Kreisringsektors von über 270° mit abgerundeten Enden.In order to achieve an optimal effect of the exhaust gas jet pump, the end cross-sectional area of the first channel section of the outlet channel or the end cross-sectional area of the bypass channel can be circular, depending on which of the two alternatives is used for the configuration of the exhaust gas jet pump. However, silT preferably have shapes with a larger ratio of circumference / area to the area of an annular sector of more than 270 ° with rounded ends.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der mehrere Bypass- Nebenkanäle vorgesehen sind, werden diese so geführt und strömungs¬ dynami sch gestaltet, daß sie hauptsächl ich zur Kühl ung speziel ler Bereiche des Zyl inderkopfs, des Zyl i nders oder von anderen Motorpartien dienen.In the embodiment according to the invention, in which a plurality of bypass secondary ducts are provided, these are guided and designed in a flow-dynamic manner in such a way that they mainly serve to cool specific areas of the cylinder head, the cylinder or other engine parts.
Bei Motoren, bei denen Einlaß- und Auslaßventil auf der gleichen Zylinderseite liegt, ist die Vorrichtung bzw. der Bypass-Kanal vorzugsweise außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet, so daß der Zylinderkopf nicht umgestaltet werden muß. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch einen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ausgestatteten Brennraum in vier Phasen.In engines in which the intake and exhaust valve are on the same cylinder side, the device or the bypass channel is preferably arranged outside the cylinder head, so that the cylinder head does not have to be redesigned. The invention is explained below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. The single figure shows schematically a combustion chamber equipped with a device designed according to the invention in four phases.
Die Figur zeigt einen Brennraum 1 eines Zylinders eines Motors, wobei dieser Zylinder mit einem Einlaßventil 6 und einem Auslaßventil 7 versehen ist. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt ist und auch andere Motoren Verwendung finden können. Der hier gezeigte Zylinder kann auch mit mehreren Einlaß- und mehreren Auslaßventilen versehen sein. Zwischen dem zum Brennraum 1 führenden Einlaßkanal 2 und dem vom Brennraum 1 wegführenden Auslaßkanal 3 ist ein diese verbindender Bypass-Kanal 4 angeordnet. Der Bypass-Kanal ist in unmittelbarer Nähe der entsprechenden Zylindereinlaß- und auslaßöffnung angeordnet. An der Grenzstelle zwischen dem Einlaßkanal 2 und dem Bypass-Kanal 4 befindet sich ein Sperrventil für den Bypass-Kanal, das in Abhängigkeit vom Einlaßventil 6 und Auslaßventil 7 auf- und zugesteuert wird. Die Verbindungsstelle zwischen dem Bypass-Kanal 4 und dem Auslaßkanal 3 ist als Abgasstrahlpumpe (schematisch bei 10 dargestellt) ausgebildet. Hierzu besitzt der Auslaßkanal einen ersten Abschnitt 8 und einen zweiten breiteren Abschnitt 9. Der erste Abschnitt 8 ragt an der Übergangsstelle zwischen beiden Abschnitten als saugender Teil der Abgasstrahlpumpe in den Übergang Bypass-Kanal 4-zweiter Abschnitt des Auslaßkanales 9 hinein. Der Bypass-Kanal 4 geht fließend in den zweiten Abschnitt 9 des Auslaßkanales über. Die Figur zeigt den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Brennraum in vier Phasen. In Phase 1 ist das Auslaßventil 7 offen und das Einlaßventil 6 geschlossen. Das Bypass-Sperrventil 5 ist ebenfalls offen. Das aus dem ersten Abschnitt 8 des Auslaßkanales 3 mit hoher Geschwindigkeit austretende Abgas saugt über die Abgasstrahlpumpe 10 Luft über den Bypass-Kanal 4 aus dem Einlaßkanal 2 an (siehe die dargestellten Pfeile). Diese Luft wird stark vorbeschleunigt.The figure shows a combustion chamber 1 of a cylinder of an engine, this cylinder being provided with an intake valve 6 and an exhaust valve 7. It is understood that the invention is not limited to such an embodiment and other motors can also be used. The cylinder shown here can also be provided with multiple intake and multiple exhaust valves. Between the inlet duct 2 leading to the combustion chamber 1 and the outlet duct 3 leading away from the combustion chamber 1 there is a bypass duct 4 connecting them. The bypass channel is arranged in the immediate vicinity of the corresponding cylinder inlet and outlet opening. At the boundary point between the inlet channel 2 and the bypass channel 4 there is a shut-off valve for the bypass channel, which is opened and closed as a function of the inlet valve 6 and outlet valve 7. The connection point between the bypass duct 4 and the outlet duct 3 is designed as an exhaust gas jet pump (shown schematically at 10). For this purpose, the outlet channel has a first section 8 and a second wider section 9. The first section 8 projects at the transition point between the two sections as a suction part of the exhaust gas jet pump into the bypass channel 4-second section of the outlet channel 9. The bypass duct 4 merges smoothly into the second section 9 of the outlet duct. The figure shows the combustion chamber provided with the device according to the invention in four phases. In phase 1, the outlet valve 7 is open and the inlet valve 6 is closed. The bypass check valve 5 is also open. That from the first Section 8 of the exhaust duct 3 exhaust gas escaping at high speed sucks in air via the exhaust jet pump 10 via the bypass duct 4 from the inlet duct 2 (see the arrows shown). This air is strongly accelerated.
In der nachfolgenden Phase 2 findet nur eine kurze Ventilüberschneidüng statt. Das Einlaßventil 6 und das Auslaßventil 7 sind offen. Das Bypass-Sperrventil 5 ist geschlossen, und der Brennraum 1 wird gespült.In the following phase 2 there is only a short valve overlap. The inlet valve 6 and the outlet valve 7 are open. The bypass shut-off valve 5 is closed and the combustion chamber 1 is flushed.
In der nachfolgenden Phase 3 ist das Auslaßventil 7 geschlossen und das Einlaßventil 6 offen. Das Bypass-Sperrventil 5 ist geschlossen. Die in Phase 1 auf hohe Geschwindigkeit gebrachte Luft drängt durch ihre Massenträgheit in den Brennraum 1. Es wird ein hoher Aufladungseffekt erreicht.In the subsequent phase 3, the outlet valve 7 is closed and the inlet valve 6 is open. The bypass shutoff valve 5 is closed. The air brought to high speed in phase 1 is forced into the combustion chamber 1 due to its inertia. A high charging effect is achieved.
In der nachfolgenden Phase 4 sind alle Ventile geschlossen. Es findet der Verdichtungs- und Arbeitstakt statt. In the following phase 4 all valves are closed. The compression and work cycle takes place.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung zur Erhöhung der Frischgasfüllung beim Ansaug- oder Lade¬ takt eines getaktet arbeitenden Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung mit einem Bypass-Kanal (4), der den Einlaßkanal (2) eines Brennraumes (1) mit dem Auslaßkanal (3) desselben oder eines anderen Brennraumes in unmittelbarer Nähe der Ein- und Auslaßöffnungen außerhalb des Brennraumes (1) miteinander verbindet, und einem synchron mit dem Öffnen der Einlaßöffnung den Bypass-Kanal (4) schließenden und sich frühestens beim Schließen der Einlaßöffnung öffnenden Sperrventil (5) für den Bypass-Kanal (4), wobei die Verbindung des Bypass-Kanales (4) mit dem Auslaßkanal (3) als Abgasstrahlpumpe (10) ausgebildet ist.1. Device for increasing the fresh gas filling during the intake or loading cycle of a clocked internal combustion engine with internal combustion with a bypass channel (4), the same as the inlet channel (2) of a combustion chamber (1) with the outlet channel (3) or one connects other combustion chamber in the immediate vicinity of the inlet and outlet openings outside the combustion chamber (1), and a bypass channel (4) which closes synchronously with the opening of the inlet opening and which opens at the earliest when the inlet opening closes the blocking valve (5) for the bypass Channel (4), the connection of the bypass channel (4) to the outlet channel (3) being designed as an exhaust gas jet pump (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Kanal (4) den Einlaß- und Auslaßkanal (2, 3) desselben Brennraumes (1) miteinander verbindet.2. Device according to claim 1, characterized in that the bypass channel (4) connects the inlet and outlet channel (2, 3) of the same combustion chamber (1) with each other.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungszeitpunkt des Auslaßventiles (7) oder der Auslaßventile des Brennraumes (1) gegenüber einem herkömmlichen Motor in Richtung auf spät verschoben ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the opening time of the exhaust valve (7) or the exhaust valves of the combustion chamber (1) is shifted towards a conventional engine in the late direction.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Bypass-Kanal (4) in unmittelbarer Nähe des oder der Einlaß- und Auslaßventile (6, 7) angeordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the bypass channel (4) is arranged in the immediate vicinity of the one or more inlet and outlet valves (6, 7).
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil (5) spätestens dann öffnet, wenn das oder die Auslaßventile (7) öffnen.5. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the check valve (5) opens at the latest when the or the outlet valves (7) open.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Kanal (4) an keiner Stelle einen kleineren Querschnitt als der kleinste Querschnitt des gesamten Einlaßkanales (2) bei Vollast aufweist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel (4) at no point has a smaller cross section than the smallest cross section of the entire inlet channel (2) at full load.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Kanal (4) in seiner Formgebung auf einen geringsten Durchströmungswiderstand optimiert ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel (4) is optimized in its shape to the lowest flow resistance.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil (5) unmittelbar an der Grenzstelle zwischen Einlaßkanal (2) und Bypass-Kanal (4) angeordnet ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the check valve (5) is arranged directly at the boundary point between the inlet channel (2) and bypass channel (4).
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil (5) als Schieberventil ausgebildet ist.9. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the check valve (5) is designed as a slide valve.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil (5) als Drehschieber-Ventil ausgebildet ist.10. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the check valve (5) is designed as a rotary slide valve.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil (5) über die Nockenwelle oder direkt über die Kurbelwelle gesteuert wird.11. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the check valve (5) via the camshaft or directly via the crankshaft is controlled.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Auslaßkanal (3) in Strömungsrichtung zwei aufeinander- folgende, fließend ineinander übergehende Abschnitte (8, 9) aufweist, wobei der erste Abschnitt (8) an der Übergangsstelle als saugender Teil der Abgasstrahlpumpe (10) in den Übergang Bypass-Kanal (4)-zweiter Abschnitt (9) des Auslaßkanales (3) hineinragt.12. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the outlet channel (3) in the flow direction has two successive, flowing into each other sections (8, 9), the first section (8) at the transition point as a suction Part of the exhaust gas jet pump (10) protrudes into the transition bypass channel (4) - second section (9) of the exhaust channel (3).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal ungeteilt ist und der Bypass-Kanal als abzusaugender Teil der Abgasstrahlpumpe in den Auslaßkanal hineinragt.13. The device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the outlet channel is undivided and the bypass channel protrudes as part of the exhaust gas pump to be suctioned into the outlet channel.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß weder der Auslaßkanal (3) noch der Bypass-Kanal (4) über ihren gesamten Verlauf eine Querschnittsverengung besitzen.14. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that neither the outlet channel (3) nor the bypass channel (4) have a cross-sectional narrowing over their entire course.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endquerschnittsflache des ersten Abschnitts (8) des Auslaßkanales und/oder die Endquerschnittsflache des Bypass-Kanales (4) kreisförmig ausgebildet sind oder Formen mit größerem Verhältnis Umfang/Fläche besitzen.15. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the end cross-sectional area of the first section (8) of the outlet channel and / or the end cross-sectional area of the bypass channel (4) are circular or have shapes with a larger ratio of circumference / area.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Auslaßkanal (3) ab der Verbindungsstelle mit dem Bypass-Kanal (4) einen dem Volumen des Abgases plus dem Volumen der über den Bypass-Kanal angesaugten Luft entsprechenden größeren Querschnitt als in seinem Verlauf bis zu dieser Stelle aufweist. 16. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the outlet channel (3) from the point of connection with the bypass channel (4) has a larger cross-section corresponding to the volume of the exhaust gas plus the volume of the air sucked in via the bypass channel than in its course up to this point.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Länge des Einlaßkanales variabel, insbesondere stufenlos variabel, ist.17. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the length of the inlet channel is variable, in particular continuously variable.
18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Bypass-Kanal in einem mit vier oder fünf Ventilen versehenen Zylinderkopf entlang der Außenseite der Brennraumwand zu beiden Seiten an der zentral sitzenden Zündkerze vorbeiläuft oder durch einen Mittelsteg, in dessen Verlauf die Zündkerze liegt, in zwei Teilkanäle längsgeteilt ist.18. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the bypass channel in a cylinder head provided with four or five valves along the outside of the combustion chamber wall on both sides by the centrally located spark plug or by a central web, in the course of which the spark plug is longitudinally divided into two subchannels.
19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Sperrventil zwischen zwei Einlaßventilen positioniert ist, wobei der Ventilschaft des Sperrventils von der Nockenwelle aus gesehen nach unten verlaufend stärker zur Auslaßseite hin geneigt ist als die zueinander parallelen Ventilschäfte der Einlaßventile, so daß der untere Rand des VentilSchaftes des Sperrventils bezüglich der Einlaßventile etwas versetzt nach innen in Richtung auf die Auslaßseite hin angeordnet ist.19. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the shut-off valve is positioned between two inlet valves, the valve stem of the shut-off valve viewed from the camshaft is inclined downward more towards the outlet side than the parallel valve stems of the inlet valves, so that the lower edge of the valve stem of the check valve is arranged somewhat offset inwards towards the outlet side with respect to the inlet valves.
20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anordnung der Steuernocken für die beiden Einla߬ ventile sowie des Steuernockens für das Sperrventil auf einer oben liegenden Nockenwelle identisch mit der Anordnung der drei Steuernocken für die drei Einlaßventile in einem Fünfventil-Zylinderkopf ist, wobei der mittlere der drei Nocken der Nocken für das Sperrventil ist.20. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the arrangement of the control cam for the two Einla߬ valves and the control cam for the check valve on an overhead camshaft is identical to the arrangement of the three control cams for the three intake valves in a five-valve -Cylinder head, with the middle of the three cams being the cams for the check valve.
21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Bypass-Kanal eine Vielzahl von Bypass-Nebenkanälen aufweist, die vom Bypass-Kanal an Stellen abzweigen, die in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Sperrventil liegen, und sich wieder mit dem Bypass-Kanal an Stellen vereinigen, die in Strömungsrichtung gesehen vor der Abgasstrahlpumpe liegen.21. Device according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the bypass channel has a plurality of bypass secondary channels that branch from the bypass channel at locations that in As seen in the direction of flow, lie behind the shut-off valve, and reunite with the bypass duct at points which are in front of the exhaust gas jet pump as seen in the direction of flow.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 17 oder 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Bypass-Kanal bei Motoren, bei denen das Einlaß- und Auslaßventil auf der gleichen Zylinderseite liegt, außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet ist. 22. Device according to one of claims 1-17 or 21, characterized gekenn¬ characterized in that the bypass channel is arranged outside of the cylinder head in engines in which the intake and exhaust valve is on the same cylinder side.
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