DE102023000254A1

DE102023000254A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102023000254A1
Application number: DE102023000254.2A
Authority: DE
Inventors: Werner Holly; Jochen Haefner
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-01-27
Filing date: 2023-01-27
Publication date: 2024-08-01
Also published as: CN120530260A; WO2024156401A1; EP4655495A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum (12), und mit wenigstens einem Zylinderkopf (18), welcher wenigstens ein den Brennraum (12) teilweise begrenzendes Brennraumdach (16) aufweist, welchem zwei Auslasskanäle (20) des Zylinderkopfes (18) und eine an dem Zylinderkopf (18) gehaltene Zündkerze (28) zugeordnet sind, welche zumindest teilweise zwischen den Auslasskanälen (20) angeordnet ist, wobei je Auslasskanal (20) ein zylindrischer Einstich (32) in den jeweiligen Auslasskanal (20) auf einer jeweiligen, der Zündkerze (28) zugewandten Seite (S) des jeweiligen Auslasskanals (20) vorgesehen ist.

The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, with at least one combustion chamber (12), and with at least one cylinder head (18), which has at least one combustion chamber roof (16) partially delimiting the combustion chamber (12), to which two exhaust channels (20) of the cylinder head (18) and a spark plug (28) held on the cylinder head (18) are assigned, which is arranged at least partially between the exhaust channels (20), wherein for each exhaust channel (20) a cylindrical recess (32) is provided in the respective exhaust channel (20) on a respective side (S) of the respective exhaust channel (20) facing the spark plug (28).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise aus der DE 10 2021 000 690 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum und wenigstens einen Zylinderkopf auf, welcher wenigstens ein den Brennraum teilweise begrenzendes Brennraumdach aufweist. Dem Brennraumdach und somit dem Brennraum sind, insbesondere genau, zwei Auslasskanäle des Zylinderkopfes und, insbesondere genau, eine an dem Zylinderkopf gehaltene Zündkerze zugeordnet, welche zumindest teilweise zwischen den Auslasskanälen angeordnet ist.Such an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, is known for example from EN 10 2021 000 690 A1 as known. The internal combustion engine has at least one combustion chamber and at least one cylinder head, which has at least one combustion chamber roof that partially delimits the combustion chamber. The combustion chamber roof and thus the combustion chamber are assigned, in particular precisely, two exhaust ports of the cylinder head and, in particular precisely, a spark plug held on the cylinder head, which is arranged at least partially between the exhaust ports.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb realisierbar ist.The object of the present invention is to further develop an internal combustion engine of the type mentioned at the outset in such a way that particularly efficient operation can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist erfindungsgemäß je Auslasskanal ein zylindrischer Einstich in den jeweiligen Auslasskanal auf einer jeweiligen, der Zündkerze zugewandten Seite des jeweiligen Auslasskanals vorgesehen. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Eine jeweilige, auch als Auslasskanaldurchfluss bezeichnete Luftströmung durch den jeweiligen Auslasskanal hindurch ist für die Leistungsfähigkeit einer auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichneten Verbrennungskraftmaschine entscheidend. Hierfür ist eine jeweilige, auch als Auslasskanal gestaltete und bezeichnete Gestaltung des jeweiligen Auslasskanals entscheidend. Üblicherweise unterliegt die Auslasskanalgestaltung jedoch folgenden Einschränkungen: Zwischen den Auslasskanälen und somit zwischen den Auslasskanälen zugeordneten Auslassventilen ist vorteilhafterweise die Zündkerze positioniert, was jedoch zu einer starken Reduktion eines jeweiligen, luftdurchströmbaren Strömungsquerschnitts des jeweiligen Auslasskanals führen kann. Vorteilhafterweise wird die Zündkerze durch einen Wassermantel zwischen einem Zündkerzenschacht, in welchem die Zündkerze angeordnet ist, und dem jeweiligen Auslasskanal gekühlt, was zu einer weiteren Reduktion des Strömungsquerschnitts führen kann. Die Auslasskanäle werden üblicherweise mittels eines Gusskerns hergestellt, der den Zylinderkopf beispielsweise als Gussbauteil ausgebildet oder einen die Auslasskanäle aufweisenden beziehungsweise bildenden, durch Gießen hergestellten Gusskörper aufweist. Vorteilhafterweise ist der Gusskern nach oben hin entformbar. Hierdurch ergibt sich jedoch eine eigentlich ungünstige Strömungsführung, woraus Ablösungen im jeweiligen Auslasskanal resultieren können, die zu einer weiteren Reduktion des effektiven Strömungsquerschnitts führen können.In order to further develop an internal combustion engine of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that a particularly efficient operation of the internal combustion engine can be achieved, according to the invention a cylindrical recess is provided in the respective exhaust channel on a respective side of the respective exhaust channel facing the spark plug. The invention is based in particular on the following findings and considerations: A respective air flow through the respective exhaust channel, also referred to as exhaust channel flow, is crucial for the performance of an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine or internal combustion engine. For this, a respective design of the respective exhaust channel, also designed and referred to as an exhaust channel, is crucial. However, the exhaust channel design is usually subject to the following restrictions: The spark plug is advantageously positioned between the exhaust channels and thus between the exhaust valves assigned to the exhaust channels, which can, however, lead to a strong reduction in the respective air-flowable flow cross section of the respective exhaust channel. The spark plug is advantageously cooled by a water jacket between a spark plug shaft in which the spark plug is arranged and the respective exhaust channel, which can lead to a further reduction in the flow cross-section. The exhaust channels are usually produced using a cast core, which forms the cylinder head, for example, as a cast component or has a cast body produced by casting that has or forms the exhaust channels. The cast core can advantageously be demolded upwards. However, this actually results in an unfavorable flow guidance, which can result in detachments in the respective exhaust channel, which can lead to a further reduction in the effective flow cross-section.

Mögliche Optionen, um die zuvor genannten Nachteile und Probleme zumindest zu reduzieren oder zu vermeiden, können beispielsweise eine Gussoberfläche mit einer Kegelbearbeitung in einem Ventilsitzring umfassen, was kostengünstig ist, jedoch zu sehr schlechten Strömungseigenschaften führt. Ferner wäre der Einsatz eines 2D-Konturfräsers denkbar. Aus Fertigungsgründen kann dieser jedoch nur parallel zur Zylinderachse gefertigt werden. Dadurch ergeben sich nur moderate Vorteile in der Strömungsführung, hauptsächlich derart, dass man die Wandstärken im Vergleich zu einer Gussoberfläche reduzieren kann, weil man keine Gusstoleranzen vorhalten muss. Dadurch ergeben sich geringfügig größere Kanalquerschnitte, allerdings bleiben starke Ablösungen (Strömungswinkel) begrenzt optimierbar. Es ergeben sich allerdings schon deutliche Mehrkosten (lange Standzeiten). Ferner wäre eine 5-Achs-Bearbeitung des Auslasskanals im Bereich des Ventilsitzrings denkbar, was jedoch zu sehr hohen Kosten führen würde und daher nur für Motorsportanwendungen sinnvoll erscheint. Dadurch realisiert werden kann jedoch eine besonders vorteilhafte Strömungskontur mit vorteilhaften Querschnitten und minimalen Ablösungen, so dass eine maximal effektive Strömungsquerschnittsfläche beziehungsweise maximal effektiver Strömungsquerschnitt dargestellt werden kann.Possible options to at least reduce or avoid the disadvantages and problems mentioned above could include, for example, a cast surface with a cone machining in a valve seat ring, which is cost-effective but leads to very poor flow properties. The use of a 2D contour milling cutter would also be conceivable. For manufacturing reasons, however, this can only be manufactured parallel to the cylinder axis. This only results in moderate advantages in terms of flow guidance, mainly in the fact that the wall thickness can be reduced compared to a cast surface because no casting tolerances have to be maintained. This results in slightly larger channel cross-sections, but strong detachments (flow angle) can only be optimized to a limited extent. However, this does result in significant additional costs (long service life). Furthermore, 5-axis machining of the exhaust channel in the area of the valve seat ring would be conceivable, but this would lead to very high costs and therefore only seems sensible for motorsport applications. However, this makes it possible to realize a particularly advantageous flow contour with advantageous cross-sections and minimal separation, so that a maximum effective flow cross-sectional area or maximum effective flow cross-section can be achieved.

Die Erfindung sieht nun je Auslasskanal einen zylindrischen Einstich in den jeweiligen Auslasskanal und somit pro Auslassventil auf der der Zündkerze zugewandten Seite des jeweiligen Auslasskanals vor. Hierdurch kann auf besonders kostengünstige Weise ein vorteilhaft großer, von Luft durchströmbarer Strömungsquerschnitt des jeweiligen Auslasskanals gewährleistet werden. Der jeweilige, zylindrische Einstich ist eine mechanische Bearbeitung, bei der beispielsweise eine 1D-Bewegung, das heißt eine eindimensionale Bewegung eines Werkzeugs zum Herstellen des jeweiligen Einstiches oder des Zylinderkopfes als Werkstück erfolgt, um den jeweiligen, zylindrischen Einstich herzustellen. Mit anderen Worten kann der jeweilige, zylindrische Einstich durch eine nur eindimensionale Bewegung hergestellt werden, so dass der jeweilige zylindrische Einstich besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Durch den jeweiligen, zylindrischen Einstich kann ein vorteilhaft großer Strömungsquerschnitt des jeweiligen Auslasskanals realisiert werden, und im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen können Strömungswinkel von kritischen Bereichen deutlich optimiert werden. Es wurde gefunden, dass durch die Erfindung 90 Prozent des Durchflusses einer 5-Achs-Bearbeitung realisiert werden kann, wobei jedoch im Vergleich zu einer solchen 5-Achs-Bearbeitung der jeweilige zylindrische Einstich besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auf besonders kostengünstige Weise dargestellt werden.The invention now provides a cylindrical recess for each exhaust port in the respective exhaust port and thus for each exhaust valve on the side of the respective exhaust port facing the spark plug. This makes it possible to ensure an advantageously large flow cross-section of the respective exhaust port through which air can flow in a particularly cost-effective manner. The respective cylindrical recess is a mechanical processing in which, for example, a 1D movement, i.e. a one-dimensional movement of a tool for producing the respective recess or the cylinder head as a workpiece, takes place in order to produce the respective cylindrical recess. In other words, the respective cylindrical recess can be produced by a one-dimensional movement, so that the respective cylindrical recess can be produced particularly quickly and cost-effectively. The respective cylindrical recess can be used to achieve an advantageously large flow cross-section of the respective outlet channel, and compared to conventional solutions, flow angles of critical areas can be significantly optimized. It was found that 90 percent of the flow of a 5-axis machining process can be realized by the invention, but compared to such 5-axis machining, the respective cylindrical recess can be produced particularly cost-effectively. This allows particularly efficient operation of the internal combustion engine to be achieved in a particularly cost-effective manner.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt in:

1 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht einer Verbrennungskraftmaschine auf ein Brennraumdach der Verbrennungskraftmaschine;
2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht der Verbrennungskraftmaschine;
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Verbrennungskraftmaschine entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A; und
4 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Rückansicht der Verbrennungskraftmaschine entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie B-B.

The drawing shows in:

1 a detail of a schematic plan view of an internal combustion engine onto a combustion chamber roof of the internal combustion engine;
2 a schematic and sectional perspective view of the internal combustion engine;
3 a schematic and sectioned side view of the internal combustion engine along a 1 shown section line AA; and
4 a schematic and sectional rear view of the internal combustion engine along a 1 shown cutting line BB.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.

1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Draufsicht eine als Hubkolbenmotor, mithin als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen und ganz vorzugsweise für einen Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist wenigstens einen Brennraum 12 auf, welcher teilweise durch einen Zylinder 14 und teilweise durch ein Brennraumdach 16 (2) der Verbrennungskraftmaschine 10 begrenzt ist. Der Zylinder 14 ist durch ein erstes Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet, wobei das erste Gehäuseelement beispielsweise ein Zylindergehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse, ist. Das Brennraumdach 16 ist durch ein als Zylinderkopf 18 ausgebildetes, zweites Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet, wobei der Zylinderkopf 18 separat von dem ersten Gehäuseelement ausgebildet und mit dem ersten Gehäuseelement verbunden ist. Der Brennraum 12 ist auch teilweise durch einen Kolben begrenzt, welcher translatorisch bewegbar in dem Zylinder 14 angeordnet ist. 1 shows a partial schematic plan view of an internal combustion engine 10 designed as a reciprocating piston engine, thus as a reciprocating piston machine, for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle and very preferably for a passenger car. The internal combustion engine 10 has at least one combustion chamber 12, which is partially defined by a cylinder 14 and partially by a combustion chamber roof 16 ( 2 ) of the internal combustion engine 10. The cylinder 14 is formed by a first housing element of the internal combustion engine 10, wherein the first housing element is, for example, a cylinder housing, in particular a cylinder crankcase. The combustion chamber roof 16 is formed by a second housing element of the internal combustion engine 10 designed as a cylinder head 18, wherein the cylinder head 18 is designed separately from the first housing element and is connected to the first housing element. The combustion chamber 12 is also partially delimited by a piston which is arranged in the cylinder 14 so as to be movable in translation.

Dem Brennraum 12 sind, vorliegend genau, zwei Auslasskanäle 20 zugeordnet, welche durch den Zylinderkopf 18 gebildet, das heißt begrenzt und somit in dem Zylinderkopf 18 verlaufen. Dem jeweiligen Auslasskanal 20 ist, insbesondere genau, ein jeweiliges Auslassventil 22 zugeordnet. Außerdem sind im Brennraum 12, vorliegend genau, zwei Einlasskanäle 24 zugeordnet. Die Einlasskanäle 24 sind ebenfalls durch den Zylinderkopf 18 gebildet, das heißt begrenzt, so dass die Einlasskanäle 24 in dem Zylinderkopf 18 verlaufen. Dem jeweiligen Einlasskanal 24 ist, insbesondere genau, ein jeweiliges Einlassventil 26 zugeordnet. Außerdem ist im Brennraum 12, insbesondere genau, eine Zündkerze 28 zugeordnet, welche separat von dem Zylinderkopf 18 ausgebildet und an dem Zylinderkopf 18 gehalten ist. Beispielsweise weist der Zylinderkopf 18 einen Zündkerzenschacht auf, in welchem die Zündkerze 28 zumindest teilweise angeordnet ist. Erkennbar aus 1 ist auch ein Wassermantel 30, welcher beispielsweise zumindest teilweise in dem Zylinderkopf 18 verläuft und somit durch den Zylinderkopf 18 gebildet ist. Der Wassermantel 30 ist von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbar, welches zumindest Wasser aufweist. Mittels des den Wassermantel 28 durchströmenden Kühlmittels kann die Zündkerze 28 gekühlt werden. Es ist erkennbar, dass die Zündkerze 28 außenumfangsseitig zumindest teilweise von dem Wassermantel 30 umgeben ist, wobei zumindest ein jeweiliger Teilbereich des Wassermantels 30 zwischen der Zündkerze 28 und dem jeweiligen Auslasskanal 20 beziehungsweise dem jeweiligen Auslassventil 22 angeordnet ist. Aus 1 ist erkennbar, dass die Zündkerze 28 zumindest teilweise zwischen den Auslasskanälen 20, insbesondere zwischen den Auslassventilen 22, angeordnet ist. Insbesondere weist der jeweilige Auslasskanal 20 eine jeweilige Eintrittsöffnung auf, über welche der jeweilige Auslasskanal 20 an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, in den Brennraum 12 mündet. Somit kann beispielsweise Abgas aus dem Brennraum 12 die jeweilige Eintrittsöffnung durchströmen und somit über die jeweilige Eintrittsöffnung in den jeweiligen Auslasskanal 20 einströmen, so dass das Abgas aus dem Brennraum 12 über die Auslasskanäle 20 abgeführt werden kann. Dabei ist die Zündkerze 28 zumindest teilweise zwischen den Eintrittsöffnungen der Auslasskanäle 20 angeordnet.The combustion chamber 12 is assigned, in this case, two exhaust ports 20, which are formed by the cylinder head 18, i.e. limited, and thus run in the cylinder head 18. A respective exhaust valve 22 is assigned, in particular, precisely, to the respective exhaust port 20. In addition, in the combustion chamber 12, in this case, two intake ports 24 are assigned. The intake ports 24 are also formed by the cylinder head 18, i.e. limited, so that the intake ports 24 run in the cylinder head 18. In particular, a respective intake valve 26 is assigned, in particular, precisely, to the respective intake port 24. In addition, in the combustion chamber 12, in particular, a spark plug 28 is assigned, which is formed separately from the cylinder head 18 and is held on the cylinder head 18. For example, the cylinder head 18 has a spark plug shaft in which the spark plug 28 is at least partially arranged. As can be seen from 1 is also a water jacket 30, which, for example, runs at least partially in the cylinder head 18 and is thus formed by the cylinder head 18. The water jacket 30 can be flowed through by a liquid coolant, which at least contains water. The spark plug 28 can be cooled by means of the coolant flowing through the water jacket 28. It can be seen that the spark plug 28 is at least partially surrounded by the water jacket 30 on the outer circumference, with at least a respective partial area of the water jacket 30 being arranged between the spark plug 28 and the respective exhaust channel 20 or the respective exhaust valve 22. From 1 it can be seen that the spark plug 28 is arranged at least partially between the exhaust channels 20, in particular between the exhaust valves 22. In particular, the respective exhaust channel 20 has a respective inlet opening, via which the respective exhaust channel 20 itself, that is to say on its own viewed, opens into the combustion chamber 12. Thus, for example, exhaust gas from the combustion chamber 12 can flow through the respective inlet opening and thus flow into the respective exhaust channel 20 via the respective inlet opening, so that the exhaust gas from the combustion chamber 12 can be discharged via the exhaust channels 20. The spark plug 28 is arranged at least partially between the inlet openings of the exhaust channels 20.

Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 auf besonders kostengünstige Weise realisieren zu können, ist je Auslasskanal 20 und somit je Auslassventil 22 ein jeweiliger zylindrischer Einstich 32 in den jeweiligen Auslasskanal 20 auf einer jeweiligen, der Zündkerze 28 zugewandten Seite S des jeweiligen Auslasskanals 20 vorgesehen.In order to be able to realize a particularly efficient operation of the internal combustion engine 10 in a particularly cost-effective manner, a respective cylindrical recess 32 is provided for each exhaust channel 20 and thus for each exhaust valve 22 in the respective exhaust channel 20 on a respective side S of the respective exhaust channel 20 facing the spark plug 28.

Aus 2 ist besonders gut eine jeweilige Kegelbearbeitung 34 des jeweiligen Auslasskanals 20 erkennbar. Außerdem besonders gut aus 2 erkennbar ist der als eindimensionaler Einstich, mithin als 1 D-Einstich ausgebildeter, zylindrischer Einstich 32. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der jeweilige, zylindrische Einstich 32 durch eine nur eindimensionale Relativbewegung zwischen dem Zylinderkopf 18 und einem Werkzeug hergestellt wird, mittels welchem der jeweilige Einstich 32 hergestellt wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem jeweiligen Werkzeug um einen Fräser oder Fräskopf, so dass beispielsweise der jeweilige Einstich 32 eine insbesondere als Fräsung ausgebildete, mechanische Bearbeitung des Zylinderkopfs 18 ist.Out of 2 a respective cone machining 34 of the respective outlet channel 20 is particularly clearly visible. In addition, 2 The cylindrical recess 32, which is designed as a one-dimensional recess, and thus as a 1D recess, can be seen. This is to be understood in particular that the respective cylindrical recess 32 is produced by a one-dimensional relative movement between the cylinder head 18 and a tool by means of which the respective recess 32 is produced. For example, the respective tool is a milling cutter or milling head, so that the respective recess 32, for example, is a mechanical machining of the cylinder head 18, in particular designed as a milling.

In 3 ist eine erste Stromlinie mit 36 veranschaulicht. Die Stromlinie 36 veranschaulicht eine erste Strömung des die jeweilige Eintrittsöffnung durchströmenden und somit über die jeweilige Eintrittsöffnung in den jeweiligen Auslasskanal 20 einströmenden und den jeweiligen Auslasskanal 20 durchströmenden Abgases, wobei es zu der ersten, durch die Stromlinie 36 veranschaulichten Strömung des Abgases kommt oder kommen würde, wenn der jeweilige Auslasskanal 20 den jeweiligen Einstich 32 nicht aufweisen würde. Außerdem veranschaulicht in 3 eine zweite Stromlinie 38 eine zweite Strömung des die jeweilige Eintrittsöffnung durchströmenden und somit über die jeweilige Eintrittsöffnung in den jeweiligen Auslasskanal 20 einströmenden und den jeweiligen Auslasskanal 20 durchströmenden Abgases, wobei es zu der zweiten Strömung dadurch kommt, dass der jeweilige Auslasskanal 20 den jeweiligen, zylindrischen Einstich 32 aufweist. Anhand der Stromlinien 36 und 38 ist erkennbar, dass das durch den jeweiligen Einstich 32 zu einer deutlichen Verbesserung der Strömung des Abgases kommt, so dass ein besonders effizienter und kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 dargestellt werden kann. Außerdem kann der jeweilige Einstich 32 kostengünstig hergestellt werden.In 3 a first flow line is illustrated with 36. The flow line 36 illustrates a first flow of the exhaust gas flowing through the respective inlet opening and thus flowing into the respective outlet channel 20 via the respective inlet opening and flowing through the respective outlet channel 20, wherein the first flow of the exhaust gas illustrated by the flow line 36 occurs or would occur if the respective outlet channel 20 did not have the respective recess 32. In addition, 3 a second streamline 38 a second flow of the exhaust gas flowing through the respective inlet opening and thus flowing into the respective outlet channel 20 via the respective inlet opening and flowing through the respective outlet channel 20, the second flow being caused by the fact that the respective outlet channel 20 has the respective cylindrical recess 32. It can be seen from the streamlines 36 and 38 that the respective recess 32 leads to a significant improvement in the flow of the exhaust gas, so that a particularly efficient and fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10 can be achieved. In addition, the respective recess 32 can be produced inexpensively.

Außerdem ist aus 3 erkennbar, dass der jeweilige Einstich 32 eine erste Mittelachse 40 aufweist. Außerdem weist der Zylinder 14 eine zweite Mittelachse auf, welche auch als Zylinderachse bezeichnet wird. Beispielsweise ist der Zylinder 14 bezüglich seiner Zylinderachse (zweite Mittelachse) zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. In 3 ist mit α ein erster Winkel bezeichnet, wobei die erste Mittelachse 40 mit einer Geraden 42 den ersten Winkel α einschließt. Dabei verläuft die Gerade 42 parallel zur Zylinderachse, die Gerade 42 ist von der Zylinderachse beabstandet. Dabei verläuft die jeweilige erste Mittelachse 40 in einer jeweiligen, parallel zur zweiten Mittelachse (Zylinderachse) verlaufenden und von der zweiten Mittelachse beabstandeten, ersten Ebene, welche parallel zu einer sich mittig zwischen den Auslasskanälen 20, insbesondere zwischen den Eintrittsöffnungen, hindurch erstreckende, zweiten Ebene verläuft, in der die zweite Mittelachse (Zylinderachse) verläuft. In dieser zuvor definierten, ersten Ebene betrachtet schließt die jeweilige, erste Mittelachse 40 mit der jeweiligen, parallel zu der zweiten Mittelachse und in der ersten Ebene verlaufenden Geraden 42 den ersten Winkel α ein, welcher vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 20 Grad bis einschließlich 60 Grad liegt.In addition, 3 It can be seen that the respective recess 32 has a first central axis 40. In addition, the cylinder 14 has a second central axis, which is also referred to as the cylinder axis. For example, the cylinder 14 is at least substantially rotationally symmetrical with respect to its cylinder axis (second central axis). In 3 α denotes a first angle, the first central axis 40 enclosing the first angle α with a straight line 42. The straight line 42 runs parallel to the cylinder axis, the straight line 42 is spaced from the cylinder axis. The respective first central axis 40 runs in a respective first plane running parallel to the second central axis (cylinder axis) and spaced from the second central axis, which runs parallel to a second plane extending centrally between the outlet channels 20, in particular between the inlet openings, in which second central axis (cylinder axis) runs. Viewed in this previously defined first plane, the respective first central axis 40 encloses the first angle α with the respective straight line 42 running parallel to the second central axis and in the first plane, which angle α preferably lies in a range from 20 degrees to 60 degrees inclusive.

In 4 ist mit 44 das zuvor genannte Werkzeug veranschaulicht, mittels welchem der jeweilige, zylindrische Einstich 32 hergestellt wird. Somit veranschaulicht das jeweilige Werkzeug 44 den jeweiligen zylindrischen Einstich 32 selbst. Außerdem ist in 4 ein mit β bezeichneter, zweiter Winkel gezeigt, der beispielsweise von dem jeweiligen Werkzeug 44 insbesondere von dessen dritter Mittelachse, und der zweiten Mittelachse in einer dritten Ebene eingeschlossen wird, in welcher beide Mittelachsen 40 verlaufen. Somit wird beispielsweise der zweite Winkel β in der dritten Ebene betrachtet von der jeweiligen, ersten Mittelachse 40 und der zweiten Mittelachse (Zylinderachse) eingeschlossen, wobei vorzugsweise der zweite Winkel β in einem Bereich von einschließlich 1 Grad bis einschließlich 20 Grad liegt. Hierdurch ist ein jeweiliges, von dem Brennraum 12 abgewandtes, oberes Ende E des jeweiligen Einstiches 32 von der Zündkerze 28 weggeneigt.In 4 44 shows the aforementioned tool by means of which the respective cylindrical recess 32 is produced. Thus, the respective tool 44 illustrates the respective cylindrical recess 32 itself. In addition, 4 a second angle, designated β, is shown, which is enclosed, for example, by the respective tool 44, in particular by its third central axis, and the second central axis in a third plane in which both central axes 40 run. Thus, for example, the second angle β, viewed in the third plane, is enclosed by the respective first central axis 40 and the second central axis (cylinder axis), wherein the second angle β preferably lies in a range from 1 degree to 20 degrees inclusive. As a result, a respective upper end E of the respective recess 32 facing away from the combustion chamber 12 is inclined away from the spark plug 28.

Außerdem ist in 4 der in 4 mit 46 bezeichnete Zündkerzenschacht erkennbar, in welchem die Zündkerze 28 zumindest teilweise angeordnet ist.In addition, 4 the in 4 The spark plug shaft designated 46 can be seen, in which the spark plug 28 is at least partially arranged.

Das Werkzeug 44 weist beispielsweise einen ersten Durchmesser, insbesondere einen ersten Innendurchmesser auf, wobei beispielsweise der erste Durchmesser in einem Bereich von einschließlich 5 mm bis einschließlich 16 mm liegt. Beispielsweise korrespondiert der erste Durchmesser mit einem jeweiligen, zweiten Durchmesser, insbesondere in einem jeweiligen, ersten Innendurchmesser, des jeweiligen, zylindrischen Einstichs 32. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass der jeweilige, zweite Durchmesser des jeweiligen, zylindrischen Einstichs 32 in einem Bereich von einschließlich 5 mm bis einschließlich 16 mm liegt.The tool 44 has, for example, a first diameter, in particular a first inner diameter, wherein, for example, the first diameter is in a range from 5 mm to 16 mm inclusive. For example, the first diameter corresponds to a respective second diameter, in particular in a respective first inner diameter, of the respective cylindrical recess 32. Thus, it is provided, for example, that the respective second diameter of the respective cylindrical recess 32 is in a range from 5 mm to 16 mm inclusive.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212: BrennraumCombustion chamber
1414: Zylindercylinder
1616: BrennraumdachCombustion chamber roof
1818: ZylinderkopfCylinder head
2020: AuslasskanalExhaust channel
2222: Auslassventiloutlet valve
2424: EinlasskanalInlet channel
2626: EinlassventilInlet valve
2828: Zündkerzespark plug
3030: WassermantelWater jacket
3232: zylindrischer Einstichcylindrical recess
3434: KegelbearbeitungTaper machining
3636: erste Stromliniefirst streamline
3838: zweite Stromliniesecond streamline
4040: erste Mittelachsefirst central axis
4242: GeradeStraight
4444: WerkzeugTool
4646: ZündkerzenschachtSpark plug shaft
EE: EndeEnd
SS: SeitePage
αα: erster Winkelfirst angle
ββ: zweiter Winkelsecond angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102021000690 A1 [0002]

Claims

Internal combustion engine (10) for a motor vehicle, with at least one combustion chamber (12), and with at least one cylinder head (18) which has at least one combustion chamber roof (16) which partially delimits the combustion chamber (12), to which two exhaust channels (20) of the cylinder head (18) and a spark plug (28) held on the cylinder head (18) are assigned, which is arranged at least partially between the exhaust channels (20), characterized in that for each exhaust channel (20) a cylindrical recess (32) is provided in the respective exhaust channel (20) on a respective side (S) of the respective exhaust channel (20) facing the spark plug (28).

Internal combustion engine (10) after Claim 1 , characterized in that the respective cylindrical recess (32) has a respective first central axis (40), wherein the combustion chamber (12) is partially delimited by a cylinder (14) of the internal combustion engine (10), the cylinder (14) of which has a second central axis.

Internal combustion engine (10) after Claim 2 , characterized in that the respective first central axis (40) runs in a respective first plane running parallel to the second central axis and spaced from the second central axis, and in the respective first plane, which runs parallel to a second plane extending centrally between the outlet channels (20) and in which the second central axis runs, encloses a first angle (α) with a straight line (42) running parallel to the second central axis and in the first plane, which angle lies in a range from 20 degrees to 60 degrees inclusive.

Internal combustion engine (10) after Claim 2 or 3 , characterized in that the respective first central axis (40), viewed in a third plane in which both first central axes (40) run, encloses a second angle (β) with the second central axis, which lies in a range from 1 degree to 20 degrees inclusive, whereby a respective end (E) of the respective recess (32) facing away from the combustion chamber (12) is inclined away from the spark plug (28).

Internal combustion engine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective recess (32) has a respective diameter which lies in a range from 5 millimeters to 16 millimeters inclusive.