DE1053862B

DE1053862B - Einlasskanal im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1053862B
Application number: DED26133A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erwin Eisele; Dipl-Ing Helmut Schaefer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1957-08-02
Filing date: 1957-08-02
Publication date: 1959-03-26
Also published as: CH365580A

Description

Einlaßkanal im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Einlaßkanal für ein im Zylinderkopf einer insbesondere luftverdichteliden Einspritzbrennkraftmaschine hängend angeordnetes Einlaßventil, der vorzugsweise vorn oberen Teil des Zylinderkopfes her steil, z. B. unter einem Winkel voll niaxinial -10'y zur Zylinderachse, einfällt, Mittel zur Aufteilung der durch den Einlaßkanal strömenden Verbrennungsluft in zwei Teilströme und eine Ventilkammer mit kegelschraubenförmigen Umfangswandlungen aufweist.
Die Erfindung bezweckt, der in den Zylinder einströmenden Verbrennungsluft sowohl eine genügend große Komponente in Umfangsrichtung des Zylinders zu geben, damit einerseits in Verbindung finit dem eingespritzten Brennstoff eine gute Gemischbildung erreicht wird, als auch eine genügend große Komponente in Achsrichtung des Zylinders zu verleihen, damit andererseits eine gute Fiillung erzielt wird, und besteht im wesentliche darin, daß der Einlaßkanal zumindest all dem all die Ventilkammer anschließenden Teil in seinem Ouerschnittsv:erlauf seitlich derart eingeschnürt ist, daß die durch den Einlaßkanal ströinende Verbrennuligsluft in zwei übereinander angeordnete Strömungsanteile aufgeteilt wird, wobei der untere Strömungsanteil in Richtung des Einlaßkanals im wesentlichen geradlinig durch den Ventilspalt geleitet wird und der ollere Strömungsanteil in der Ventilkammer zunächst eine schraubenlinienförmige, zum Ventilsitz hin fallende Drehbewegung um die Ventilachse ausführt und. sich danach voll dein unteren Strömungsanteil durch den Ventilspalt hindurch mitreißen läßt.
Bei einer bekannten Einspritzbrennkraftmaschine ist der Einlaßkana,l derart ausgebildet, daß unter Verineidurig voll Füllungsverlusten eine gute Wirbelbewegung der durch den Ventilspalt tretenden Verbrennungshift an jeder Stelle des Ventiltellerumfanges erzielt wird. Hierbei wird der Verbrennungsluftstrom jedoch nicht schon im Einlaßkanalteil von der Ventilkaminer aufgeteilt, sondern eine Aufteilung findet nur in der Ven.tilkamrner durch zwei Kanäle statt, welche in entgegengesetzter Richtung in unterschiedlichen Höhenabmessungen uni die Ventilführung herumlaufen und sich schließlich miteinander vereinigen.
Während bei dieser bekannten Einspritzbrennkraftmaschine angestrebt wird, um den gesamten Ventilumfang herum möglichst gleichartige Strömungsverhältnisse zu erreichen, wird demgegenüber bei dem Gegenstand der Erfindung der Verbrennungsluftstrom derart geführt, daß - über den Ventilumfang gesehen - ein Gebiet bevorzugter Einströmung entsteht, so daß am Ventilumfang aufgezeichnete Durchströmvektoren sowohl hinsichtlich Dichte als auch Länge einen Maximunisektor aufweisen. Die Bildung eines Maximumsektors der Du,rchströmvektoren ist auch unter schwierigen baulichen Verhältnissen erzielbar, und besondere Hilfsmittel brauchen zu diesem Zweck nicht vorgesehen zu werden. Der geradlinig durch den Ventilspalt geleitete Strömungsanteil reißt beim Verlassen der Ventilkammer den die schraubenlinienförmige Bewegung um .den Ventilschaft ausführenden Strömungsanteil mit in den Zylinderraum hinein, so daß sich nicht nur im Idealfall sowohl eine gute Füllurig des Zylinders als auch eine für die Gemischaufbereitung in Verbindung mit .dem eingespritzten Brennstoff günstige Wirbelbewegung der Verbrennungsluft um die Zylinderachse ergibt.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann die Einschnürung nur an einer Längsseite des Einlaßkanals angeordnet sein, und der Ou-erschnitt des Einlaßkanals kann im Bereich der Einschnürung etwa nierenförmig ausgebildet sein.
Die Einschnürung kann ferner an beiden Längsseiten des Einlaßkanals angeordnet sein, und der Ouerschnitt des Einlaßkanals kann im Bereich der Einschnürung etwa leinniskatena.rtig oder wenigstens länglichrund ausgebildet sein.
Schließlich kann der Auslauf des mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen versehenen Teiles der Ventilkammer mit der Mündung des den unteren Strömungsanteil im Einlaßkanal führenden Kanalteiles im wesentlichen übereinstimmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch .den Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmasch.ine im wesentlichen in der Längsachse des hängend angeordneten E inlaßventils; Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf den Zylinderkopf nach Fig. 1, und Fig: 3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie III-III aus Fig. 1; in Fig.4 ist ein Querschnitt durch den Einlaßkanal nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und in Fig. 5 ist ein solcher Schnitt nach der Linie V-V dargestellt.
Der Zylinderkopf 1 auf dem Zylinder 2 einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine ist mit einem parallel zur Zylinderlängsachse hängend angeordneten Einlaßventil3 versehen. Der Einlaßkanal4 mit seinem Eintrittsquerschnitt 5 an der Oberseite 6 des Zylinderkopfes 1 fällt im wesentlichen unter einem Winkel a von etwa 40' zur Zylinderlängsachse ein und bildet Tiber dem Ventilsitz? die Ventilkamnier8, durch welche sich der Schaft-9 des Ventils und teilweise--die Ventilführung 10 erstreckt. Die Ventilkammer 8 ist mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen 11 mit nach dein Ventilsitz 7 hin abnehmender Steigung versehen.
Wie insbesondere aus Fig. 2 und aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind die Umfangswandungen 12 des Einlaßkanals 4 beiderseits mit Einschnürungen 13 versehen. Diese Einschnürungen erstrecken sich nahezu über den gesamten V erlauf des Einlaßkanals 4, von der Ventillcammer 8 ausgehend bis etwa an den Eintrittsquerschnitt 5 des Einlaßkanals.
Von dem Kolben der Brennkraftmaschine durch den Einlaßkanal 4 in den Zylinder 2 gesaugte oder von einem Gebläse in ihn hineingeförderte Verbrennungsluft wird durch die seitlich längs des Einlaßkanals angeordneten Einschnürungen 13 in zwei übereinanderliegende Strömungsabteile aufgeteilt, nämlich in den den unteren Teil des Einlaßkanals durchströmendenAnteil 14 und in den den oberen Teil des Einlaßkanals durchströmenden Anteil 15. Der untere Strömungsantei114 wird durch den Einlaßkanal ohne irgendwelche Drosselungen im wesentlichen in gerader Richtung tangential zum Ventilschaft durch die Ventilkammer 8 und durch den Ventilspalt 16 in den. Zylinder 2 geleitet. Der obere Strömungsanteil 15 gelangt in den oberen Teil der Ventilkammer 8, wird dort durch die kegelschraubenförmig ausgebildeten Umfangswandungen 11 der Ventilkammer zu einer schraubenlinienförmigen, zum Ventilsitz hin fallenden Drehbewegung um den Ventilschaft 9 gezwungen. Noch vor dem Austritt des Strömungsanteiles 15 aus der Ventilkammer 8 wird dieser Strömungsteil nach einer Drehung von etwa 360° um die Ventilachse von dem unteren Strömungsanteil 14 erfaßt und von diesem durch den Ventilspalt 16 mitgerissen. Der Strömungsanteil 14 liefert in der Gesamtmenge der einströmenden Verbrennungsluft hauptsächlich eine Komponente im wesentlichen in Achsrichtung des Zylinders zur Erzielung einer guten Füllung, während der Ströinungsantei115 hauptsächlich eine Komponente im wesentlichen in Umfangsrichtung des Zylinders zur Erzielung einer guten Gemischbildung erzeugt.

Claims

PATENT AVSPYCCHC: 1. Einlaßkanal für ein im Zylinderkopf einer insbesondere luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine hängend angeordnetes Einlaßventil, der vorzugsweise vom oberen Teil des Zylinderkopfes her steil, z. B. unter einem Winkel von maximal 40° zur Zylinderachse, einfällt, Mittel zur Aufteilung der durch den Einlaßkanal strömenden Verbrennungsluft in zwei Teilströme und eine Ventilkammer mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal zumindest an dem an die Ventilkammer anschließenden Teil in seinem Ouerschnittsverlauf seitlich derart eingeschnürt ist, daß die durch den Einlaßkanal strömende Verbrennungsluft in zwei übereinander angeordnete Strömungsanteile aufgeteilt wird, wobei der untere Strömungsanteil in Richtung des Einlaßkanals im wesentlichen geradlinig durch den Ventilspalt geleitet wird und der obere Strömungsanteil in der Ventilkammer zunächst eine schraubenförmige, zum Ventilsitz hin fallende Drehbewegung um die Ventilachse ausführt und sich danach von dein unteren Strömungsanteil durch den Ventilspalt hindurch mitreißen läßt.
2. Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung nur an einer Längsseite des Einlaßkanals angeordnet ist und der Ouerschnitt des Einlaßkanals im Bereich der Einscln lürung etwa nierenförmig ausgebildet ist.
3. Einlaßlcanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung an beiden Längsseiten des Einlaßkanals angeordnet ist und der Ouersch.nitt des Einlaßkanals im Bereich der Einschnürung etwa lenmiskatenartig oder wenigstens länglichruüd ausgebildet ist.
4. Einlaßkanal nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf des mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen versehenen Teiles der Ventilkammer mit der Mündung des den unteren Strömungsanteil im Einlaßkanal führenden Kanalteiles im wesentlichen übereinstimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift N r. 589108; französische Patentschrift Nr. 1134506; britische Patentschrift Nr. 642 808; USA.-Patentschriften Nr. 2 614 549, 2 686 514.