DE1751905C

DE1751905C - Inlet and outlet ducts in internal combustion engines

Info

Publication number: DE1751905C
Authority: DE
Inventors: Antonin Dipl Ing Prag Richter
Original assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel, Prag
Publication date: 1971-10-14

Description

ι 2ι 2

Die Erlindiing betrifft einen Einlaö- und Auslall- F i g. 4 Linen HorUonlalschniU durch den Zylin-The invention relates to an inlet and outlet F i g. 4 Linen HorUonlalschniU through the cylinder

kiinal bei Brennkraftmaschinen, welche zur Ausbil- derkopf in einer alternativen Anordnung der Kuiuile, dung einer Drehbewegung der Luft oder des Brenn- die auf den gegenüberliegenden Seiten des Zylinderstüff-Gemisches im Brennraum gekrümmt sind, wobei kopfes ausmünden.kiinal in internal combustion engines, which for the trainer head in an alternative arrangement of the Kuiuile, tion of a rotary movement of the air or the combustion on the opposite sides of the cylinder stuffing mixture are curved in the combustion chamber, with the head opening out.

im Einklang mil dem Sinne der Krümmung des 5 In Fig. I liegt der Mittelpunkt 1 der die Gesial-F.inlaükanals zur Erleichterung der Abgasausströ- tung eines wesentlichen Flächenteils der Kanalwannuing aus dem Zylinder auch der Auslaßkanal im dung bestimmenden Kugel12 in der Achse d-.r Vennl-Sinne der bis dahin andauernden Drehbewegung der führung 4, während er in Fig. 2, 3 und 4 eiwa Gase gekrümmt ist, wobei die beiden Kanäle auf innerhalb der durch die beiden Achsen der Ventilderselben Seite des Zylinderkopfes ausmünden, oder io führungen 4 gehenden Ebene beim Einlaßkanal 9 um jeder Kanal auf einer anderen Seite des Zylinder- das Maß f, und beim Auslaßkanal 10 um das MuIA ,·, kopfes 'iusmiindet. lußerachsig liegt. Durch diese Exzentrizität wird eint;in accordance with the sense of the curvature of the 5 In Fig. I is the center 1 of the Gesial-F.inlaükanals to facilitate the outflow of exhaust gas over a substantial part of the surface area of the duct wannuing from the cylinder also the outlet channel in the dung-determining ball12 in the axis d-.r Vennl-sense the rotation of the guide 4, which has continued until then, while it is shown in FIGS. 2, 3 and 4 Gases is curved, with the two channels opening on within the same through the two axes of the valve Open out on the side of the cylinder head, or io guides 4 level going around the inlet port 9 each channel on a different side of the cylinder - the dimension f, and at the exhaust port 10 around the MuIA, ·, head 'iusmiindet. lies off-axis. This eccentricity unites;

Brennkraftmaschinen mit Einlaß- und Auslaß- gewünschte Unsymmetrie der Lage der Kugeil ,u kanälen, die an verschiedenen Seiten des Zylinder- der Lage des Einlaß- oder Auslaßventils und tkr kopfes angeordnet und in der oben beschriebenen 15 jeweiligen Ventilführung 4 erzielt, aus welcher folgt, Weise ausgebildet sind, sind aus der deutschen Aus- daß die Verschneidungslinie der Nabe 3 der Ventillegesehrift 1 032 072 und der USA.-Patentschrift führung 4 mit der Kugel 2 als Gasleitfläche mit ent-3 331 359 bekannt. Eine Ausgestaltung einer Brenn- sprechend gewähltem und dabei stetig verändertem kraftmaschine mit Einlaß- und Auslaßkanälen, bei Radius 5 abgerundet, in Richtung zum Ventilsit/ ft der die Ladungswechselkanäle an derselben Seite des 10 absinkt, so daß sich im Umfangsbereich der Ventil-Zylinderkopfes vorgesehen sind, geht aus der briti- führungsnabe 3 eine schraubenlinienförmige Gasfüh sehen Patentschrift 401 047 hervor. rung mit entsprechender Steigung ergibt.Internal combustion engines with inlet and outlet desired asymmetry of the position of the ball wedge, u channels on different sides of the cylinder- the location of the inlet or outlet valve and tkr arranged head and achieved in the 15 respective valve guide 4 described above, from which it follows Wise are formed, are from the German Aus that the intersection of the hub 3 of the valve laws 1 032 072 and the USA patent specification 4 with the ball 2 as a gas guide surface with ent-3 331 359 known. An embodiment of a focal-speaking chosen and constantly changing engine with inlet and outlet channels, rounded at radius 5, in the direction of the valve seat / ft which sinks the gas exchange ducts on the same side of the 10, so that in the circumferential area of the valve-cylinder head are provided, a helical gas guide emerges from the guide hub 3 see patent specification 401 047. tion with a corresponding slope results.

Zu den Mitteln, welche eine Vervollkommnung Die Steilheit dieser schraubenförmigen Gasfüh-To the means which perfect the steepness of this helical gas guide

des Verbrennungsvorganges sowohl bei nach dem rungsfläche ist abhängig von dem Maß der Exzentri-Otto-als auch nach dem Dieselverfahren arbeitenden as zität e_i bzw. e.,, welches derart gewählt wird, dali Brennkraftmaschinen ermöglichen, gehört unter an- eine gleichgerichtete Durchströmung der Ladung derem auch eine L.iensive Drehbewegung des Brenn- durch die Kanäle mit kieinstmöglicher Drosselung stoff-Luft-Gemisches im Brennraum, die durch einen dieser Durchströmung gewährleistet ist. Dies erreicht schraubenlinienförmig ausgebildeten Einlaßkanal her- man durch eine entsprechend gewählte Kugel- bzw. vorgerufen wird. Die Drehbewegung, welche schon 30 Ellipsoidgestalt als Ausgangselement für die Ausim Einlaßkanal entsteht, wird im Verlaufe der Ex- bildung des wesentlichen Flächenbereichs der schraupansion aufrechterhalten, so daß auch das Ausstoßen · benlinienförmigen Gasführung des Kanals, an den der Abgase durch den Auslaßkanal in die Auslaß- die öffnung 7 des Ventilsitzes 6 und zugleich auch leitung günstig beeinflußt wird. der äußere Kanalteil 8 des Einlaßkanals 9 bzw. desthe combustion process both after the approximate area is dependent on the degree of eccentric Otto as well as working according to the diesel process e _i or e. ,, which is selected in such a way that internal combustion engines enable, among other things, a rectified flow of the Load the combustion chamber with an extensive rotary movement through the ducts with the least possible throttling of the material-air mixture in the combustion chamber, which is ensured by one of these flow-throughs. This is achieved by means of an inlet channel designed in the shape of a helix, by means of an appropriately selected spherical or pre-selected channel. The rotary movement, which is already an ellipsoidal shape as the starting element for the outlet in the inlet channel, is maintained in the course of the expansion of the essential surface area of the planar expansion, so that the ejection of the gas flow through the channel, to which the exhaust gases pass through the outlet channel and into the outlet - The opening 7 of the valve seat 6 and at the same time also the line is favorably influenced. the outer channel part 8 of the inlet channel 9 or the

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das 35 Auslaßkanals 10 stetig anschließen.
Ausschieben dieser Abgase, die bis dahin der Wir- Gegebenenfalls ist der Eintrittsteil des Einlaß-The invention is based on the object of connecting the outlet duct 10 continuously.
Pushing out these exhaust gases, which up to then the we- Possibly is the entry part of the inlet

kung der abfallenden Drehbewegung unterliegen, zu kanals9 durch die Wandung II, welche den Strom erleichtern. der eintretenden Ladung an den kugel- oder ellipsen-kung of the falling rotary motion, to kanals9 through the wall II, which the current facilitate. the incoming charge at the spherical or elliptical

Diese Aufgabe wird bei Brennkraftmaschinen der förmigen Umfangsteil heranführt, einseitig und stetig eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch 40 verengt, womit eine Drehbewegung der Ladung eingelöst, daß bei in an sich bekannter Weise schrau- geleitet wird, die sich durch die schon erwähnte bcnlinienförmig gekrümmtem Einlaßkanal auch der Gestaltung der Übergangsfläche in eine schraubende Auslaßkanal schraubenförmig gekrümmt ist. Bewegung ändert.In internal combustion engines, this task is brought up by the shaped peripheral part, unilaterally and continuously initially described type according to the invention thereby narrowed 40, which redeemed a rotary movement of the load, that in a manner known per se, screwing is carried out through the already mentioned Linearly curved inlet channel also the design of the transition surface into a screw one Outlet channel is curved helically. Movement changes.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß keine In ähnlicher Weise ist der Auslaßkanal 10 geunerwünscht starke Änderung der Strömungsrichtung 45 staltet, jedoch mit dem Unterschied, daß die Drehder abströmenden Abgase und damit auch kein Er- bewegung der aus dem Zylinder abströmenden Abschweren des Ausströmens dieser Gase in die Atmo- gase im Anfangsteil des Auslaßkanals 10 in eine sphärc auftritt. Ein weiterer Vorteil der schrauben- schraubenlinienförmige Bewegung umgewandelt wird, linienförmige!! Krümmung des Auslaßkanals liegt Der sich allmählich vergrößernde Querschnitt des darin, daß durch das Erleichtern der Drehbewegung 50 ausmündenden Auslaßkanals 10, der einseitig durch der abströmenden Abgase am Ende des Auslaß- die Wandung 12 abgeflacht ist, erleichtert das Abhubes, diese Schraubenkrümmung zugleich zum Aus- strömen der Gase aus dem Zylinderkopf,
bilden der Drehbewegung der angesaugten Ladung Die Anordnung des Einlaß- und des Auslaß-This configuration ensures that there is no undesirably strong change in the direction of flow 45 in the outlet channel 10, but with the difference that the rotation of the exhaust gases and thus also no movement of the exhaust gases flowing out of the cylinder is detrimental to the outflow of these gases occurs in the atmospheric gases in the initial part of the outlet channel 10 in a spherical manner. Another benefit of converting helical helical movement is linear !! The gradually increasing cross-section of the outlet channel 10, which opens out on one side due to the exhaust gases flowing out at the end of the outlet, facilitates the lift, this screw curvature at the same time to the outlet. the gases flow out of the cylinder head,
form the rotary motion of the sucked-in charge The arrangement of the inlet and outlet

am Anfang des Ansaugens beiträgt. kanals 9, 10, die grundsätzlich an sich gleich oderat the beginning of the suction. channel 9, 10, which are basically the same or

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, 55 zumindest ähnlich sind, ist bedingt durch die gegendaß bei AusmUndung auf derselben Seite des Zy- läufige Richtung der Strömung der Oase in diesen linderkopfes die Kanäle zueinander spiegelbildlich Kanälen. Bei Ausmünden beider Kanäle auf der sind. gleichen Zylinderkopfseite stellt der Auslaßkanal 10One embodiment of the invention consists in the fact that 55 are at least similar, due to the fact that at the outlet on the same side of the cylinder, the direction of the flow of the oasis in it is continuous linderkopfes the channels to each other mirror-inverted channels. When both channels flow out on the are. The exhaust port 10 is on the same side of the cylinder head

Nachstehend ist ein Ausfiihrungsbeispiel und eine annähernd ein Spiegelbild des Einlaßkanals 9 dar, Abwandlungsform der erfindungsgemäß ausgebilde- 60 und zwar in bezug auf die Zylinderkopfquerebene ten Gaswechselkanäle an Hand der Zeichnung be- zwischen den beiden Kanälen. Damit wird erreicht, schrieben. Es zeigt daß das Ausströmen der Abgase aus dem ZylinderBelow is an exemplary embodiment and an approximately mirror image of the inlet channel 9, Modification of the 60 designed according to the invention, specifically with respect to the cylinder head transverse plane th gas exchange channels on the basis of the drawing between the two channels. This achieves wrote. It shows that the exhaust gases are flowing out of the cylinder

F i g. I einen Vertikalschnitt durch den Zylinder- denselben Drehen hat wie das Einströmen und die kopf in der Ebene AΆ nach Fig. 2, Drehbewegung der Ladung im Zylinderkopf, wieF i g. I has a vertical section through the cylinder - the same turning as the inflow and the head in the plane AΆ according to Fig. 2, rotational movement of the charge in the cylinder head, as

F i g. 2 einen Hnrizontulschtiitt durch den Zylin- 6$ aucfi in F i g. 2 durch die Krümmungslinie und durch dsrkupf in der Ebene B-Ii nach Fig. I, den mit entsprechenden Pfeilen bezeichneten Strö-F i g. 2 a Hnrizontulschtiitt through the cylinder 6 $ also in F i g. 2 through the line of curvature and through dsrkupf in the plane B-Ii according to FIG.

FIg. 3 einen Vcrtikalschnitt durch den Zylinder- mungsverlauf veranschaulicht ist. konf in der Ebene C-T nach Fig. 2 und Wenn zwar in Fig. 2 beide Kanäle auf derselbenFIg. 3 shows a vertical section through the course of the cylinder curvature. conf in the plane C-T according to Fig. 2 and if in Fig. 2 both channels on the same

Zylinderkopfseite ausmünden, können sie auch auf einander gegenüberliegenden Seiten ausmünden, wie es als Abwandlungsform in F i g. 4 veranschaulicht ist. Dann muli selbstverständlich auch die Anordnung der beiden Kanäle entsprechend angepaßt werden, damit beim Ausströmen der Abgase aus dem Zylinder die Strömung auch in den Aiislaßkanal 10 mit der gleichen Drallströmungsrichtung einströmt, mit der sie aus dem Einlaßkanal 9 in den Zylinder eiinrat. In diesem Fall sind die beiden Kanäle nicht mehr in bezug auf die zwischen ihnen liegende Querebene symmetrisch, die Lage des Auslaßkanals 10 ergibt sich vielmehr aus der des Einlaßkanals 9 angenähert durch eine IKD -Drehung um die Zylinderachse, wobei jedoch als Formabweichung die Maße de Exzentrizität c, und c, der Kugelmittelpunkte nicht mehr beide von den Achsen der Ventilführungen 4 in einander entgegengesetzten Richtungen bzw. in bezug auf die Zylinderachse e'wa radial nach außen, sondern von den Achsen der Venlilführungen in der gleichen Richtung liegen.Open out on the cylinder head side, they can also open out on opposite sides, as shown as a modification in FIG. 4 is illustrated. Then, of course, the arrangement of the two channels must be adapted accordingly so that when the exhaust gases flow out of the cylinder, the flow also flows into the outlet channel 10 with the same swirl flow direction with which it entered the cylinder from the inlet channel 9. In this case, the two channels are no longer symmetrical with respect to the transverse plane lying between them, the position of the outlet channel 10 results rather from that of the inlet channel 9 approximated by an IKD rotation around the cylinder axis, although the shape deviation is the degree of eccentricity c, and c, of the spherical centers no longer lie both of the axes of the valve guides 4 in mutually opposite directions or radially outward with respect to the cylinder axis e'wa, but rather lie in the same direction from the axes of the valve guides.

Claims

Patent claims:

I inlet and outlet ducts in Hrennkmftmaschincn, which are curved for the formation of the original movement of the air or the engine gate-C.cniches in the combustion chamber, whereby in accordance with the sense of the curvature of the emission duct to facilitate the exhaust gas discharge from the cylinder also the exhaust duct Γ the sense of the up to then continuous rotating movement H, 'r r.iv «oekkrmmt. where the two sides of the cylinder head or each channel opens out on the other side of the cylinder head, so that the back η shows η ei that in an inherently Iu-Wnnnicr way, helically gckrumm- ¹ Z F- Inlet channel (9) also the outlet channel. (10) is curved in a helical shape.

"Inlet and outlet / A canal according to claim I. characterized in that with the opening on the same side of the cylinder head Kanäfei 1% are mirror images of each other.

1 sheet of drawings