WO2001079681A1 - Spark ignited piston internal combustion engine having exhaust gas recirculation - Google Patents

Spark ignited piston internal combustion engine having exhaust gas recirculation Download PDF

Info

Publication number
WO2001079681A1
WO2001079681A1 PCT/EP2001/003958 EP0103958W WO0179681A1 WO 2001079681 A1 WO2001079681 A1 WO 2001079681A1 EP 0103958 W EP0103958 W EP 0103958W WO 0179681 A1 WO0179681 A1 WO 0179681A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas inlet
exhaust gas
cylinder
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/003958
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Knut Habermann
Original Assignee
Fev Motorentechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fev Motorentechnik Gmbh filed Critical Fev Motorentechnik Gmbh
Publication of WO2001079681A1 publication Critical patent/WO2001079681A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B17/00Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06Movable means, e.g. butterfly valves
    • F02B31/08Movable means, e.g. butterfly valves having multiple air inlets, i.e. having main and auxiliary intake passages
    • F02B31/085Movable means, e.g. butterfly valves having multiple air inlets, i.e. having main and auxiliary intake passages having two inlet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/20Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/44Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which a main EGR passage is branched into multiple passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104Intake manifolds
    • F02M35/108Intake manifolds with primary and secondary intake passages
    • F02M35/1085Intake manifolds with primary and secondary intake passages the combustion chamber having multiple intake valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/48Tumble motion in gas movement in cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a spark ignited piston internal combustion engine comprising at least one exhaust gas outlet (5, 6) per cylinder, and each cylinder (1) is provided with at least one gas inlet valve (2, 3) that closes a gas inlet channel off from the cylinder chamber into which at least one exhaust gas recirculation channel (12) opens at a distance from the gas inlet valve. The junction (11) of the exhaust gas recirculation channel (12) opens on an area of the lateral wall of the gas inlet channel (4) in the direction of flow, said area being aligned approximately parallel to the cylinder axis (8).

Description

Bezeichnung: Fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine mitDescription: Spark-ignited piston internal combustion engine with
Abgasrüc.kführungAbgasrüc.kführung
Beschreibungdescription
Eine wirkungsvolle Absenkung der Stickoxid-Emission einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine, die mit Otto- Kraftstoffen betrieben wird, ist bereits durch eine Beeinflussung der Rohemission zu minimieren. Ein Mittel zur Absen- kung der Stickoxid-Emission ist hierbei die externe Abgasrückführung. Hierbei wird aus dem Abgaskanal über eine Bypaß- leitung in den entsprechenden Betriebszuständen (Teillast) Abgas zusammen mit dem Frischgas in die Zylinder zurückgeführt, wie dies beispielsweise in EP-B-0 764 773 dargestellt ist. Die maximale Abgasrückführmenge wird hierbei u. a. durch die Verbrennungstabilität und die mit zunehmender Abgasrückführmenge einsetzenden Verbrennungsaussetzer begrenzt, die dadurch bedingt sind, daß durch die Vermischung von Abgas und Frischgas die Zündfähigkeit und/oder die Brenngeschwindigkeit der Zylinderfüllung herabgesetzt werden.An effective reduction in the nitrogen oxide emission of a spark-ignited piston internal combustion engine that is operated with Otto fuels can already be minimized by influencing the raw emission. External exhaust gas recirculation is a means of reducing nitrogen oxide emissions. Here, exhaust gas together with the fresh gas is returned from the exhaust gas duct via a bypass line in the corresponding operating states (partial load), as is shown, for example, in EP-B-0 764 773. The maximum exhaust gas recirculation quantity is u. a. limited by the combustion stability and the misfires that start with increasing exhaust gas recirculation, which are due to the fact that the ignitability and / or the burning rate of the cylinder charge are reduced by the mixing of exhaust gas and fresh gas.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine die Abgasrückführung so zu verbessern, daß auch bei hohen Rückführraten eine einwand- freie Zündung gewährleistet ist.The invention has for its object to improve the exhaust gas recirculation on a spark-ignited piston internal combustion engine so that proper ignition is ensured even at high recirculation rates.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Abgasauslaß je Zylinder und Abgasrückführung, deren Zylinder jeweils mit wenigstens einem Gaseinlaßventil versehen sind, das einen Gaseinlaßkanal gegenüber dem Zylinderraum abschließt, wobei in den Gaseinlaßkanal mit Abstand vor dem Gaseinlaßventil wenigstens eine Abgasruckfuhrkanal einmündet, wobei die Einmündung des Abgasruckfuhrkanals an einem in etwa parallel zur Zylinderachse ausgerichteten Bereich der Seitenwand des Gaseinlaßkanals in Strömungsrichtung einmündet. Durch diese besondere Anordnung der Einmündung des Abgasrück- führkanals ist es möglich, ohne zusätzliche Einbauten im Gaseinlaßkanal eine Trennung der Stoffströme, d.h. eine Trennung von Frischgemisch bzw. Frischluft und zurückgeführtem Abgas zu bewirken. Das zurückgeführte Abgas wird im Gasein- laßkanal randseitig als "Strähne" geführt und gelangt somit seitlich versetzt zu der im Bereich der Zylinderachse angeordneten Zündkerze in den Zylinderraum. Das bedeutet aber auch, daß die Frischluft (bei Kraftstoffdirekteinspritzung) bzw. das Frischgemisch im wesentlichen ohne Vermischung mit Abgas im nachfolgenden Kompressionshub in den Bereich derThis object is achieved according to the invention by a spark-ignited piston internal combustion engine with at least one exhaust gas outlet per cylinder and exhaust gas recirculation, the cylinders of which are each provided with at least one gas inlet valve, which closes off a gas inlet channel with respect to the cylinder space, with at least one exhaust gas return channel in the gas inlet channel at a distance in front of the gas inlet valve opens, the opening of the exhaust gas recirculation channel opening at a region of the side wall of the gas inlet channel aligned approximately parallel to the cylinder axis in the flow direction. This special arrangement of the outlet of the exhaust gas return guide channel, it is possible to effect a separation of the material flows, ie a separation of fresh mixture or fresh air and recirculated exhaust gas, without additional internals in the gas inlet channel. The recirculated exhaust gas is guided in the edge of the gas inlet channel as a "strand" and thus moves laterally offset to the spark plug arranged in the area of the cylinder axis into the cylinder chamber. However, this also means that the fresh air (in the case of direct fuel injection) or the fresh mixture essentially without mixing with exhaust gas in the subsequent compression stroke into the range of
Zündkerze gelangt, während die in den Zylinderraum eingeführte Abgassträhne im wesentlichen im Wandbereich des Zylinderraums verbleibt. Dies gilt sowohl bei einer Gaseinlaßführung, die im Zylinderinnenraum einen um die Zylinderachse rotieren- den Wirbel erzeugt, als auch bei einer Gaseinlaßführung, die beispielsweise über entsprechende, quer zur Zylinderachse im Gaseinlaßkanal ausgerichtete Leitelemente im Zylinderraum einen sogenannten Tu ble erzeugt, d. h. eine Walzenströmung, die um eine quer zur Zylinderachse ausgerichtete Achse ro- tiert. Im letzteren Falle ist es bei nur einem Gaseinlaßkanal mit nur einem Gaseinlaßventil zweckmäßig, wenn zu beiden Seiten des Gaseinlaßkanals eine Einmündung eines Abgasruckfuhrkanals vorgersehen ist.Spark plug arrives while the exhaust tract introduced into the cylinder space remains essentially in the wall area of the cylinder space. This applies both to a gas inlet guide, which produces a vortex rotating about the cylinder axis in the cylinder interior, and to a gas inlet guide, which, for example, generates a so-called Tu ble in the cylinder chamber via corresponding guide elements aligned transversely to the cylinder axis in the gas inlet channel. H. a roller flow that rotates about an axis oriented transversely to the cylinder axis. In the latter case, in the case of only one gas inlet duct with only one gas inlet valve, it is expedient if an opening of an exhaust gas return duct is provided on both sides of the gas inlet duct.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit zwei Gaseinlaßkanälen je Zylinder, die jeweils durch ein Gaseinlaßventil gegenüber dem Zylinderraum abschließbar sind, vorgesehen, daß jeder Gaseinlaßkanal an wenigstens einem in etwa parallel zur Zylinderachse ausge- richteten Bereich seiner Seitenwand mit einer Einmündung eines Abgasruckfuhrkanals versehen ist. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn jeweils eine Einmündung auf einem außenliegenden Seitenwandbereic eines jeden Gaseinlaßkanals angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, in den Zylinderraum Frischgas bzw. Frischluft und Abgas so einzuführen, daß die Frischgasmenge weitgehend unvermischt im Bereich der Zylin- derachse geführt wird, während die Abgasmenge zu beiden Seiten der Frischgasfüllung im Zylinderraum gehalten wird.In one embodiment of the invention, for a piston internal combustion engine with two gas inlet channels per cylinder, each of which can be closed off from the cylinder space by a gas inlet valve, it is provided that each gas inlet channel has at least one region of its side wall aligned approximately parallel to the cylinder axis with an opening of an exhaust gas pressure return channel is provided. It is particularly expedient here if a junction is arranged on an outer side wall area of each gas inlet channel. This makes it possible to introduce fresh gas or fresh air and exhaust gas into the cylinder space in such a way that the fresh gas quantity is largely unmixed in the area of the cylinder derachse is guided while the amount of exhaust gas is kept on both sides of the fresh gas filling in the cylinder chamber.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorge- sehen, daß die Kolbenbrennkraftmaschine jeweils mit einem im Zylinder geführten Kolben versehen ist, der auf seiner Oberseite zwei mit Abstand zueinander angeordnete parallele und in Richtung der Zylinderachse ausgerichtete Leitflächen aufweist, die sich jeweils zwischen Gaseinlaßventil und Gasaus- laß erstrecken. Durch eine derartige Ausbildung des sogenannten Kolbenbodens kann sowohl bei der Abwärtsbewegung des Kolbens während des Saughubes als auch bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens während des Kompressionshubes die Führung der in den Zylinderraum eingeführten Abgassträhnen im Wandbereich noch gestützt werden.In an expedient embodiment of the invention it is also provided that the piston internal combustion engine is each provided with a piston which is guided in the cylinder and has on its top side two parallel guide surfaces which are arranged at a distance from one another and are oriented in the direction of the cylinder axis and which are located between the gas inlet valve and the gas outlet - let it stretch. With such a configuration of the so-called piston crown, the guidance of the exhaust gas strands introduced into the cylinder chamber can be supported in the wall area both during the downward movement of the piston during the suction stroke and during the upward movement of the piston during the compression stroke.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to schematic drawings of an embodiment. Show it:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine mit 4-Ventil-Technik,1 is a plan view of a cylinder of a piston internal combustion engine with 4-valve technology,
Fig. 2 perspektivisch die Darstellung einer Tumble-2 is a perspective view of a tumble
Strömung während des Saughubes,Flow during the suction stroke,
Fig. 3 schematisch einen Vertikalschnitt gem. derFig. 3 shows schematically a vertical section according to. the
Linie III-III in Fig. 1.Line III-III in Fig. 1.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist ein Zylinder 1 einer Kolben- brennkraftmaschine mit zwei Gaseinlaßventilen 2 und 3 versehen, die einen sich gabelförmig verzweigenden Gaseinlaßkanal 4 gegenüber dem Zylinderraum abschließen. Auf der den Gaseinlaßventilen 2 und 3 gegenüberliegenden Seite sind zwei Gasauslaßventile 5 und 6 vorgesehen, die den Zylinderraum gegen- über einem Gasauslaßkanal 7 abschließen. Im Bereich der Zylinderachse 8 ist in dem dem Zylinderraum auf der Oberseite abschließenden Brennraumdach eine hier durch ein Blitzsymbol
Figure imgf000006_0001
fuhr kann durch" ^Einspritzung in den Gaseinlaßkanal 4" oder du r ch D i rek e i n spr ft zung . in - en- Brennraum erfolgen..
As can be seen in FIG. 1, a cylinder 1 of a piston internal combustion engine is provided with two gas inlet valves 2 and 3, which close off a forked gas inlet channel 4 with respect to the cylinder space. On the side opposite the gas inlet valves 2 and 3, two gas outlet valves 5 and 6 are provided which close off the cylinder chamber from a gas outlet channel 7. In the area of the cylinder axis 8 there is a lightning symbol in the combustion chamber roof that closes the top of the cylinder chamber
Figure imgf000006_0001
can be driven by " ^ injection into the gas inlet duct 4 " or by direct injection. in - en- combustion chamber ..
Hü Abstand vor- d≤Ji-Beglnn . der Zexzwei gτmg 10- des Gaseinlaß- kanais 4" is auf" "d&fi beiden in etwa parallel zur Zyliήderach- se..8. aja-sgerich_Leten._Re.re ch- der, fiei± nwandungen_. d s-Gasaia- la-ü&anals 4 jesjeils" e^e^- iπmüadüng IT-I und 11.2 eines Ab- gaarüekführ kana s- .12^L-.und-._.L21^-Z-,angeΩr net , die als age gjfc - - i ie: mit. einerr z ntralm S- ga^rüick üItr ϊeitung 13 verbunden sin , die die
Figure imgf000006_0002
den einzpTriert .Z Lin — de.r-ιι. ans der- Äbgasle±£.uπg 7"-πι±±- -Btrgas ve so gte 13a," der Abgas- leitung 13 ist..-ein üδer. die xfiai-S.t-e3-ie .uixg- anstenf-rftares. yen- -fc±3 angeordnet:^ sor-.dafc- ±ιr: den, entsprechende Iiasttoereicben
Figure imgf000006_0003
üöer die hier -nicht näher darge-, stellte:
Figure imgf000006_0004
dbess- Ventils 14 d±er Ab- gasrüekführmenge eingestellt werden käϊiπ. Die Abgas rückfähr-, kanäle 12.1 und- 12-.- 2- mÖÄäe»-
Figure imgf000006_0005
rlachen Winkel . n: den Gaseinlaßkanal 4 ein, u das Abgas möglichst in Waπdnah zu .
Hü distance before d≤Ji-Beglnn. the Zexzwei gτmg 10- of the gas inlet channel 4 " is on " "d & fi both approximately parallel to the Zyliήderachs- ..8. aja-sgerich_Leten._Re.re ch- der, fiei ± nwandungen_. d s-Gasaia- la- ü & anals 4 jesjeils " e ^ e ^ - iπmüadüng IT-I and 11.2 an Abgaarüekführ kana s- .12 ^ L-.und -._. L21 ^ - Z-, angeΩr net, which as age gjfc - - i ie : With. one z ntralm S- ga ^ rüick üItr ϊeitung 13 are connected, the
Figure imgf000006_0002
the imported .Z Lin - de.r-ιι. ans der- Äbgasle ± £ .uπg 7 "-πι ±.... - -Btrgas ve so gte 13a, " the exhaust pipe 13 is ..- a δer. the xfiai-St-e3-ie .uixg- anstenf-rftares. yen- -fc ± 3 arranged: ^ sor-.dafc- ± ιr: the corresponding Iiasttoereicben
Figure imgf000006_0003
About the - not shown here, presented:
Figure imgf000006_0004
dbess- valve 14 d ± of the exhaust gas recirculation quantity can be adjusted. The exhaust gas return channels 12.1 and- 12 -.- 2- mÖÄäe »-
Figure imgf000006_0005
laugh angle. n: the gas inlet channel 4, u close the exhaust gas as close to the wall as possible.
2Θ-- halten. Durch -eϊii-e- eweils- di^ stroH-aufli gende Kaüfcoder Einmündung 11.1 _bzw^ 11. zumindest teilweise überdeckende können- d-ag-ek- isen- Ventari-£ £efet: insbesondere-, bei . drosselfreien Kσl&en&rennkraftmasehinen die Zuströπtbedingun- gen-i-üx- das Abgas- günstig- beeinflußt- werden .Hold 2Θ--. By -eϊii-e- sometimes- di ^ stroH-aufli aufende küfcoder mouth 11.1 _bzw ^ 11. at least partially covering- d-ag-ek- isen- Ventari- £ £ efet: in particular-, at. throttle-free Kσl & en & rennkraftmasehinen the inflow conditions-i-üx- the exhaust gas-favorable- be influenced.
Z5Z5
Die-, Rücks römung .des flhgπses ..aiαs ..d&r.-Abgasleitung 7 -in dieDie-, Rücks romanung .des flhgπses ..aiαs ..d & r. -Exhaust pipe 7 -in the
GaseinXäßkanäle- ^ "erfolgt" bei" gedrosselten Motoren ber das durc-h—den Überdruck l,in_.df.r . Abgaffl ii-nng 7 einerseits- -un - en Unterdrück in" en. Gäseittläßlcänälen 4~ andererseits BestehendeGaseinXäßkanäle- ^ " takes place " with " throttled engines over the h-h - the overpressure l, in_.df.r. Abgaffl ii-nng 7 on the one hand - -un - und suppressing in " en. Gäseittläßlcänänen 4 ~ on the other hand existing ones
30 Druckgef alle .30 pressure sensitive.
Bei Kolbenbrennkraftmaschinp.r) -mf tf-rnϊf*(i re>i t*τ~ Last-Steuerung sind jeweils Einxiclxtuiijrj" vörzn-srelrenr die bei Teillast in jeweils einem Teilkanal eines GaaeiJilas≤e-a..den Auf bau— e 1 nes ün- 35- terdxucks bewirken. - With piston internal combustion engine r.-mf tf-rnϊf * (i re> it * τ ~ load control are Einxiclxtuiijrj "vörzn-srelren r those at partial load in each subchannel of a GaaeiJilas≤ea..the structure 1 e cause uter- 35- terdxucks -
ΘERICHTIGTES BLATT (REGEL 91} ISA/EP Wird im Teillastbetrieb das Ventil 14 entsprechend geöffnet, dann wird über die Einmündungen 11.1 und 11.2 in den Gaseinlaßkanal 4 jeweils zu beiden Seiten Abgas eingesaugt, das aufgrund der Strömungsverhältnisse in zwei Teilsträhnen zu beiden Seiten des angesaugten Frischgasgemischs in den Zylinderraum geführt wird.CORRECTED SHEET (RULE 91} ISA / EP If the valve 14 is opened accordingly in partial load operation, then exhaust gas is sucked in through the orifices 11.1 and 11.2 into the gas inlet channel 4 on both sides, which exhaust gas is guided into the cylinder space in two partial strands on both sides of the fresh gas mixture drawn in.
In Fig. 2 ist schematisch für eine Führung der Brennraumfüllung in Form einer Tumble-Strömung dieser Strömungsverlauf dargestellt. Der vollausgezogene Pfeil 15 versinnbildlicht hierbei den Strömungsweg der Frischgasmenge, während die beiden nur durch eine Umrandung dargestellten Pfeile 16 den Strömungsweg der beiden Abgassträhnen symbolisieren.This flow profile is shown schematically in FIG. 2 for guiding the combustion chamber filling in the form of a tumble flow. The fully drawn arrow 15 symbolizes the flow path of the fresh gas quantity, while the two arrows 16, which are only shown by a border, symbolize the flow path of the two exhaust gas strands.
Der in Fig. 3 dargestellte schematische Schnitt, der eine Ansicht gegen die Gaseinlaßventile 2 und 3 zeigt, läßt auch eine besondere Kolbenausbildung erkennen. Der Kolben 17 ist hierbei auf seiner Oberseite mit zwei sich in Richtung der Zylinderachse 8 erstreckenden parallelen Leitflächen 18 ver- sehen, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zur Außenseite hin eine auf dem Kolbenboden erhöht angeordnete Mulde 19 begrenzen. Durch diese beiden Leitflächen 18 kann die durch die seitlichen Einmündungen der Abgasrückführkanäle in den Gaseinlaßkanal bewirkte Teilung der Stoffströme in ei- nen im wesentlichen zentralen Frischgasstrom einerseits und zwei seitliche strähnenartige Abgasströme andererseits während der Abwärtsbewegung des Kolbens und während der Aufwärtsbewegung des Kolben so weit aufrechtzuerhalten, daß im unmittelbaren Nahbereich der Zündkerze 9 im wesentlichen un- verdünntes Frischgas vorhanden ist, wenn der Kolben 17 sich der oberen Totpunktstellung zum Zündzeitpunkt nähert.The schematic section shown in Fig. 3, which shows a view against the gas inlet valves 2 and 3, also shows a special piston design. The piston 17 is provided on its upper side with two parallel guide surfaces 18 which extend in the direction of the cylinder axis 8 and which, in the exemplary embodiment shown here, delimit a trough 19 which is arranged on the piston head in an elevated manner. By means of these two guide surfaces 18, the division of the material flows into an essentially central fresh gas flow, on the one hand, and two lateral, strand-like exhaust gas flows, on the other hand, caused by the lateral openings of the exhaust gas recirculation channels into the gas inlet channel, can be maintained as far as possible during the downward movement of the piston and during the upward movement of the piston. that essentially undiluted fresh gas is present in the immediate vicinity of the spark plug 9 when the piston 17 approaches the top dead center position at the time of ignition.
Will man statt der in Fig. 2 dargestellten Tumble-Strömung im Zylinderraum, d. h. der Ausbildung einer Gasströmung, die um eine quer zur Zylinderachse 8 ausgerichtete Achse rotiert, einen sogenannten Wirbel oder Drall im Zylinderraum erzeugen, d. h. eine Gasströmung, die um die Zylinderachse 8 rotiert, dann wird nur eine seitliche Einmündung in einen Gaseinlaßkanal vorgesehen, um eine Führung der "Abgassträhne" an der Zylinderwandung sicherzustellen, auch bei dieser Ausgestaltung ist ein entsprechend Fig. 3 ausgestalteter Kolbenboden mit Leitflächen 18 hilfreich, die koaxial zur Zylinderachse gekrümmt sein können, um eine Führung der wandnahen Strömung als Drallströmung zu unterstützen. Instead of the tumble flow shown in FIG. 2, i.e. the formation of a gas flow that rotates about an axis oriented transversely to the cylinder axis 8, if a so-called vortex or swirl is to be generated in the cylinder space, ie a gas flow that is about the cylinder axis 8 rotated then only a lateral opening into a gas inlet channel is provided in order to ensure guidance of the “exhaust gas streak” on the cylinder wall. Also in this embodiment, a piston crown configured in accordance with FIG. 3 with guide surfaces 18, which can be curved coaxially to the cylinder axis, is helpful Support the flow close to the wall as a swirl flow.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Abgaslauslaß (5, 6) je Zylinder, deren Zylinder (1) je- weils mit wenigstens einem Gaseinlaßventil ( 2 , 3) versehen sind, das einen Gaseinlaßkanal (4) gegenüber dem Zylinderraum abschließt, in den mit Abstand vor dem Gaseinlaßventil wenigstens ein Abgasruckfuhrkanal (12) einmündet, wobei die Einmündung (11) des Abgasruckfuhrkanals (12) an einem in etwa parallel zur Zylinderachse (8) ausgerichteten Bereich der1. Spark-ignited piston internal combustion engine with at least one exhaust gas outlet (5, 6) per cylinder, the cylinders (1) of which are each provided with at least one gas inlet valve (2, 3), which closes a gas inlet channel (4) opposite the cylinder chamber, into which At least one exhaust gas recirculation channel (12) opens at a distance upstream of the gas inlet valve, the opening (11) of the exhaust gas recirculation channel (12) at an area approximately aligned with the cylinder axis (8)
Seitenwand des Gaseinlaßkanals (4) in Strömungsrichtung einmündet.Side wall of the gas inlet channel (4) opens in the direction of flow.
2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, mit zwei Gasein- laßventilen je Zylinder, die den Gaseinlaßkanal jeweils gegenüber dem Zylinderraum abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaßkanal (4) an wenigstens einem in etwa parallel zur Zylinderachse (8) ausgerichteten Bereich seiner Seitenwand mit einer Einmündung (11) eines Abgasruckfuhrkanals (12) versehen ist.2. Piston internal combustion engine according to claim 1, with two gas inlet valves per cylinder, each closing the gas inlet channel with respect to the cylinder space, characterized in that the gas inlet channel (4) on at least one approximately parallel to the cylinder axis (8) aligned region of its side wall with a Mouth (11) of an exhaust gas recirculation channel (12) is provided.
3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Einmündung (11.1, 11.2) auf beiden außenliegenden Seitenbereichen des Gaseinlaßkanals (4) angeordnet ist.3. Piston internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that in each case an opening (11.1, 11.2) is arranged on both outer side regions of the gas inlet channel (4).
4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruchl, 2 oder 3 mit jeweils einem im Zylinder (1) geführten Kolben (17), der auf seiner Oberseits (2) in Richtung der Zylinderachse (8) ausge- richtete, vorzugsweise parallele Leitflächen (18) aufweist, die sich jeweils zwischen Gaseinlaßventil (2, 3) und Gasauslaß (5, 6) erstrecken. 4. Piston internal combustion engine according to claim 1, 2 or 3, each with a piston (17) guided in the cylinder (1), which has on its upper side (2) in the direction of the cylinder axis (8), preferably parallel guide surfaces (18) extend between the gas inlet valve (2, 3) and gas outlet (5, 6).
PCT/EP2001/003958 2000-04-13 2001-04-06 Spark ignited piston internal combustion engine having exhaust gas recirculation WO2001079681A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10018319A DE10018319A1 (en) 2000-04-13 2000-04-13 Piston engine with spark ignition; has exhaust gas return channel opening into side wall of gas inlet channel parallel to cylinder axis and in flow direction
DE10018319.0 2000-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001079681A1 true WO2001079681A1 (en) 2001-10-25

Family

ID=7638604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/003958 WO2001079681A1 (en) 2000-04-13 2001-04-06 Spark ignited piston internal combustion engine having exhaust gas recirculation

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10018319A1 (en)
WO (1) WO2001079681A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307456B4 (en) * 2003-02-21 2007-10-31 Audi Ag Method and device for operating an internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0586123A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Hitachi, Ltd. Air intake arrangement for internal combustion engine
EP0719916A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-03 Institut Français du Pétrole Method and device for recirculating exhaust gas for a spark ignited 4-cycle engine
GB2307717A (en) * 1995-11-29 1997-06-04 Ford Motor Co Stratified charge engine with controlled exhaust gas recirculation
EP0764773B1 (en) 1995-09-22 1999-08-18 AVL List GmbH Four stroke internal combustion engine
DE19925256A1 (en) * 1998-06-03 1999-12-09 Suzuki Motor Co Combustion chamber structure for IC engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0586123A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Hitachi, Ltd. Air intake arrangement for internal combustion engine
EP0719916A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-03 Institut Français du Pétrole Method and device for recirculating exhaust gas for a spark ignited 4-cycle engine
EP0764773B1 (en) 1995-09-22 1999-08-18 AVL List GmbH Four stroke internal combustion engine
GB2307717A (en) * 1995-11-29 1997-06-04 Ford Motor Co Stratified charge engine with controlled exhaust gas recirculation
DE19925256A1 (en) * 1998-06-03 1999-12-09 Suzuki Motor Co Combustion chamber structure for IC engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE10018319A1 (en) 2001-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3347112C2 (en)
DE19619782C2 (en) Intake system for an internal combustion engine
DE3713628C2 (en) Intake system for internal combustion engines
DE60025354T2 (en) TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE3314876C2 (en)
DE10110986B4 (en) Four-stroke internal combustion engine with at least two intake valves
DE19741380C2 (en) Reciprocating internal combustion engine with direct fuel injection via an injector arranged on the inlet side
EP0764773B1 (en) Four stroke internal combustion engine
DE3733678A1 (en) SUCTION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102008058612B4 (en) Internal combustion engine and exhaust valve housing and Rezirkulationsgassammelbehälter this
DE2727826C2 (en) Gas injection device for an internal combustion engine
DE2921300A1 (en) Induced swirl IC piston engine - has throttle valve and contoured vane in inlet duct to produce eccentric gas flow
DE19730660A1 (en) Spark ignition engine with direct fuel injection
EP1272748B1 (en) Internal combustion piston engine with direct fuel injection by means of an injector that is arranged on the input side
DE10354682B4 (en) Reciprocating internal combustion engine with direct fuel injection via an injector arranged on the inlet side
EP0611885A1 (en) Fuel injector valve for an internal combustion piston engine
DE10326054B4 (en) Device for operating a reciprocating internal combustion engine
WO2001079681A1 (en) Spark ignited piston internal combustion engine having exhaust gas recirculation
DE4012492A1 (en) Scavenging of two-stroke IC engine - has projection on wall of inlet port which deflects air to side of cylinder
DE2230234C3 (en) Spark-ignited four-stroke internal combustion engine
DE112005001955B4 (en) Internal combustion engine
DE2634334A1 (en) COMBUSTION MACHINE
DE4418844C2 (en) Two-stroke internal combustion engine with charging cylinder
DE2731687C3 (en) Otto engine with a combustion chamber with a spark plug and an antechamber
EP1251254B1 (en) Four-stroke internal combustion engine having swirl generating intake port

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP