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DE2000057A1 - Swirl-generating inlet duct - Google Patents

Swirl-generating inlet duct

Info

Publication number
DE2000057A1
DE2000057A1 DE19702000057 DE2000057A DE2000057A1 DE 2000057 A1 DE2000057 A1 DE 2000057A1 DE 19702000057 DE19702000057 DE 19702000057 DE 2000057 A DE2000057 A DE 2000057A DE 2000057 A1 DE2000057 A1 DE 2000057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inlet
valve
axis
constriction
valve seat
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE19702000057
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Blank Hans Juergen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Energy Solutions GmbH
Original Assignee
Motoren Werke Mannheim AG
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 Motoren Werke Mannheim AG filed Critical Motoren Werke Mannheim AG
Priority to DE19702000057 priority Critical patent/DE2000057A1/en
Priority to ES377562A priority patent/ES377562A1/en
Publication of DE2000057A1 publication Critical patent/DE2000057A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02F1/4228Helically-shaped channels 
    • 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
    • F02M1/00Carburettors with means for facilitating engine's starting or its idling below operational temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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
    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/43Arrangements for supplying air, fuel or auxiliary fluids to a combustion space of mixture compressing engines working with liquid fuel
    • F02M2700/4302Arrangements for supplying air, fuel or auxiliary fluids to a combustion space of mixture compressing engines working with liquid fuel whereby air and fuel are sucked into the mixture conduit
    • F02M2700/4392Conduits, manifolds, as far as heating and cooling if not concerned; Arrangements for removing condensed fuel
    • 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

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  • 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)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Drallerzeugender Einlaßkanal Die Erfindung bezieht; Fich auf einen drallerzeugenden Einlaß= kanal für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung des Brennstoffes in eine Kolbenmulde, der von einer an der Oberseite des Zylinderkopfes liegenden Eintrittsöffnung zu einer Ventilkammer führt, an die sich ein im Boden des Zylinderkopfes in der Nähe des Zylinderumfanges liegender Ventilsitz anschließt, mit dem ein hangend angeord= netes Einlaßventil zusammenarbeitet. In Richtung der Einlaß= ventilachse gesehen, verläuft die Skelettlinie des Einlaßkanales von der im Wesentlichen ati'erhaib des Zylinderumfanges liegenden Eintrittsöffnung etwa zu der Stelle hin, an der sich Ventilsitz und Zylinderumfang am nächsten liegen und weist dort eine an= nähernd tangential zum Ventilsitz verlaufende Richtung auf. Swirl-generating inlet port The invention relates to; Fich on one Swirl-generating inlet = channel for internal combustion engines, especially diesel engines with direct injection of the fuel into a piston recess, which starts from one the top of the cylinder head lying inlet opening to a valve chamber leads to which a is located in the bottom of the cylinder head near the cylinder circumference adjoining a lying valve seat, with which a hanging arranged inlet valve cooperates. The skeleton line runs in the direction of the inlet valve axis of the inlet channel from the substantially ati'erhaib of the cylinder circumference Inlet opening towards the point where the valve seat and cylinder circumference meet are closest and has a = approximately tangential to the valve seat there Direction on.

Ferner ist der Einlaßkanal vor seinem Eintritt in die Ventil= kammer derart einge@@hnürt, daß er, bezogen auf die Einlaß= ventilachse außerhalb des Ventilführungsauges verläuft.Furthermore, the inlet channel is before its entry into the valve = chamber in such a way that it, in relation to the inlet valve axis, is outside the valve guide eye runs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, sowohl einen für die Vermischung des eingespritzten Brennstoffes mit der Verbrennungs= luft geeigneten Drehwirbel in der Kolbenmulde zu erzeugen, als auch eine gute Zylinderfüllung d.h. einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Diese beiden Forderungen sind an sich gegensätzlicher Natur, da die Erzeugung eines für die Gemischbildung bei schnellaufenden Dieselmaschinen geeigneten intensiven Drehwirbels eine hohe Luftgeschwindigkeit im Einlaßkanal erfordert, die bei dem vor= liegenden steil abfallenden Verlauf des Einlaßkanales nur durch eine Verengung desselben erreichbar ist, die eine Drosselstelle darstellt. Andererseits ist eine gute Zylinderfüllung im allge= meinen nur bei ungedrosselter Einströmung zu erreichen. Daher besteht die Aufgabe der Erfindung im Besonderen darin, die Winschnürung so auszubilden, daß ein genügend intensiver Dreh= wirbel im Verein mit möglichst geringen Drosselverlusten er= zeugt wird.The object of the invention is to provide both one for mixing of the injected fuel with the combustion air suitable swirl in the piston recess, as well as a good cylinder filling i.e. a high to ensure volumetric efficiency of the internal combustion engine. These two Demands are of opposing nature, since the generation of one for the mixture formation in the case of high-speed diesel engines, a high level of intense swirl is suitable for high-speed diesel engines Air speed in the inlet duct requires that in the case of the steeply sloping one in front Course of the inlet channel can only be achieved through a narrowing of the same, the represents a throttle point. On the other hand, a good cylinder filling is in general = say can only be achieved with unthrottled inflow. Hence the object of the invention In particular, to train the winch lacing in such a way that it is sufficiently intense Rotation vortex is generated in conjunction with the lowest possible throttle losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden Gestal= tungsmerkmale a) bis d) des eingangs beschriebenen Ejnlaßkanales gelöst.According to the invention, this object is achieved by the following design features a) to d) of the inlet channel described at the outset solved.

a) Die Ventilkammer hat, in Richtung der isinlaßventilachse vom Zylinderkopfboden bis zur Stirnseite des Ventilführungsauges gemessen, eine Hohe, die gleich oder kleiner als der Innendurch= messer des Ventilsitzes ist.a) The valve chamber has, in the direction of the inlet valve axis, from the bottom of the cylinder head measured up to the face of the valve guide eye, a height that is equal to or is smaller than the inside diameter of the valve seat.

Diese Gestalt der Ventilkammer unterstützt die Fortpflanzung des durch den einseitig einmündenden Einlaßkanal in der Ventil= kammer erzeugten Drehwirhels in den Zylinderf bzw. in die Kolben mulde durch das geöffnete Einlaßventil. Außerdem werden durch die geringe Höne der Ventilkammer Toträume vermieden, in denen sich schädliche Sekundärwirbel bilden könnten.This shape of the valve chamber supports the propagation of the through the unilaterally opening inlet channel in the valve = chamber generated rotary vortex into the cylinder or into the piston through the open inlet valve. aside from that are avoided by the low hone of the valve chamber dead spaces in which harmful secondary eddies could form.

b) Die Fläche eines senkrecht zur kelettlinie durch die engste Stelle der Einschnürung gelegten Querschnittes entspricht etwa 60 % des freien Querschnittes im Bereich des Ventilsitzes bei voll geöffnetem Einlaßventil.b) The area of a perpendicular to the skeleton line through the narrowest point The cross-section of the constriction corresponds to about 60% of the free cross-section in the area of the valve seat with the inlet valve fully open.

Dieses Merkmal bewirkt die zur erzeugung eines intensiven Dreh wirbels erforderliche hohe Luftgeschwindigkeit am Eintritt in die Ventil kammer.This feature causes the generation of an intense rotating vortex required high air velocity at the inlet into the valve chamber.

c) Die Einschnürung erstreckt; sich in Richtung der Skelettlinie iiber einen Bereich, der kleiner ist, als die Hälfte der länge der Skelettlinie von der sintrittsöffnung bis zu dem Schnitt durch die engste Stelle der Einschnürung.c) The constriction extends; over in the direction of the skeleton line an area smaller than half the length of the skeleton line of the opening up to the cut through the narrowest point of the constriction.

Die verhältnismäßig geringe Länge des eingeschnürten Bereiches vermeidet eine ins Gewicht fallende Drosselung, wodurch eine gute Zylinderfüllung erreicht wird.The relatively short length of the constricted area avoids a significant throttling, whereby a good cylinder filling is achieved will.

d) Die Fläche eines senkrecht zur Skelettlinie durch den Einlaß= kanal näher dem Schnitt durch die engste Stelle der Einschnürung als der Eintrittsöffnung gelegten Schnittes ist gleich oder größer als der freie Querschnitt im Bereich des Ventilsitzes bei vollgeöffnetem Einlaßventil und etwa gleich der Fläche der Eintrittsöffnung.d) The area of a channel perpendicular to the skeleton line through the inlet = channel closer to the cut through the narrowest point of the constriction than the entry opening laid cut is equal to or greater than the free cross-section in the area of the Valve seat when the inlet valve is fully open and approximately equal to the area of the inlet opening.

Durchflußmengenmessungen haben ergeben, daß es für eine gute Zylinderfüllung wichtig ist, daß der Einlaßkanal auf einem möglichst großen Teil seiner Länge völlig ohne Verengung ist und daß auch relativ schroffe querschnittsänderungen keine schädlichen Wirkungen haben, vorausgesetzt, daß die Strömung beschleunigt verläuft. Das Merkmal d) entspricht diesen Erkenntnissen und arbeitet eng mit; den Merkmalen b) und c) zusammen.Flow measurements have shown that it is necessary for a good cylinder charge It is important that the inlet duct is completely over as large a part of its length as possible is without constriction and that even relatively abrupt changes in cross-section are not harmful Have effects provided that the flow is accelerated. The characteristic d) corresponds to this knowledge and works closely with it; features b) and c) together.

en vorgenannten Erkenntnissen entspricht ebenfalls, daß, in Richtung einer durch die Einlaßventilachse und symmetrisch zur Eintrittsöffnung verlaufenden T;bene, sowie senkrecht zur Ein= laßventilachse gesehen, eine an die ventilsitzseitige Begrenzung des Einlaßkanales in der Nähe der Einschnürung angelegte Tangente einen Winkel mit dem Zylinaerkopfboden einschließt, der kleiner als 45° ist. Außerdem scheint dieser Wandverlauf der in die Ventilkammer eintretenden Luft eine Richtung zu geben, die dem Zustandekommen und der Aufrechterhaltung des angestrebten Drehwirbels während des Einlaßhubes und während des Verdichtungs= hubes f(;rderlich Ist.The aforementioned knowledge also corresponds to that, in the direction of one running through the inlet valve axis and symmetrically to the inlet opening T; level, as well as perpendicular to the inlet valve axis, one on the valve seat side Bounding the inlet channel in the vicinity of the constriction a tangent applied Includes angle with the Zylinaerkopfboden that is less than 45 °. aside from that this wall course of the air entering the valve chamber seems to be in one direction to give the creation and maintenance of the desired vortex during the intake stroke and during the compression stroke f (; rderlich Ist.

Lem vorgenannten Zweck dient auch, daß die Form des engsten (uersclmittes der Einschnürung angenähert einer Ellipse gleicht, deren zzoße Achse, in Richtung der Einlaßventilachse gesehen, etwa tangential zaa Ventilsitz verlÄuft.The aforementioned purpose also serves to ensure that the shape of the narrowest (uersclmittes the constriction approximately resembles an ellipse, the zzoße axis of which, in the direction seen from the inlet valve axis, roughly tangential to the valve seat.

Weitere in den Anspriichen, der Beschreibung und der Zeichnung enthaltenen Merkmale dienen ebenfalls in vorteilhafter Weise den vorgenannten Zwecken.Others contained in the claims, the description and the drawing Features also serve the aforementioned purposes in an advantageous manner.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch Einlaßkanal und Ventil kammer längs der linie I-I in Fig. 2.Fig. 1 shows a section through the inlet channel and valve chamber longitudinally the line I-I in Fig. 2.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles 1) in Fig. 1, wobei Einlaßkanal und Ventilkammer ebenso wie in den folgenden Figuren korperlich dargestellt sind.Fig. 2 shows a plan view in the direction of arrow 1) in Fig. 1, wherein the inlet channel and valve chamber are physical as in the following figures are shown.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht in Richtung der Pfeile III in Fig. 1 und 2.Fig. 5 shows a view in the direction of arrows III in Fig. 1 and 2.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht in Richtung der Pfeile IV in Fig. 1 und 2.Fig. 4 shows a view in the direction of arrows IV in Fig. 1 and 2.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt lurch den Einlaßkanal längs der Linie V-V in Fig. 1.Fig. 5 shows a section through the inlet channel along the line V-V in Fig. 1.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Einlaßkanal längs der Linie VI-VI in Fig. 1.Fig. 6 shows a section through the inlet channel along the line VI-VI in Fig. 1.

In Fig. 2, 3 und 4 sind die Lagen der Schnitte Fig. 5 und 6 durch die entsprechenden Durchdringungslinien markiert.In Fig. 2, 3 and 4, the positions of the sections Fig. 5 and 6 are through the corresponding penetration lines are marked.

In der folgenden Beschreibung ist aus Gründen der besseren Unterscheidung nur die Partie, die sich von der Eintritts= öffnung 1 bis zur Ventilkammer 2 erstreckt, als Einlaßkanal 3 bezeichnet, obwohl die Ventilkammer normalerweise als Bestand teil des Einlaßkanales anzusehen ist. Dies vorausgesetzt, ver= läuft die Skelettlinie 4 äes Einlaßkanales 3 in Richtung der Einlaßventilachse 5 gesehen, d.h. wie in Fig. 2 dargestellt, von der im wesentlichen außerhalb des Zylinderumfanges 7 ge= legenen Eintrittsöffnung 1 etwa zu der Stelle 8 hin, an der sich der Ventilsitz 9 und der Sylinderumfang 7 am nächsten liegen. Mit dem Ventilsitz 9 arbeitet das hängend angeordnete Einlaßventil 6 zusammen. Die Skelettlinie 4 weist in der Nähe der Stelle 8 eine etwa tangential zu dem Ventilsitz 9 verlau= fende Richtung auf. Das bedeutet, daß die Skelettlinie 4 in Fig. 2 sowohl den Ventilsitz 9 berühren, als auch in seiner Walhe vorbeiführen kann. In Bezug auf die Lage der Eintritts= öffnung 1 zum Zylinderumfang 7 bedeutet "im wesentlichen", daß in Fig. 2 die Begrenzung der Eintritts öffnung 1 entweder gerade den Zylinderumfang 7 beriihtt oder ihn etwas überschneidet, so daß er größte Teil der Eintrittsöffnung 1 außerhalb des Zylin= derumfangs 7 1 wiegt. Dadurch ergibt sich in Blickrichtung der Fig. 1 ein ziemlich steiler Vcrlauf der Skelettlinie 4, die kurz vor ihrer Einmündung in die Ventilkammer 2 einen Winkels von etwa 50° mit dem Z;ylinderkopfboden 10 bildet. Die durch das zeoffnete Einlaßventil 6 strömende Luft, deren Richtung im wesentlichen durch den Verlauf der kelettlinie 4 kurz vor der Einmündung in die Ventilkammer 2 bestimmt wird, hat demnach nur eine relativ kleine parallel zum Zylinderkopfboden 10 verlaufende Komponente, die in erster Linie der Erzeugung des angestrebten Drehwirbels um die Zylinderachse 11 dient. Um dennoch einen für die Mischung von Brennstoff und Luft genügend intensiven Drehwirbel zu erhalten, muß die Geschwindigkeit der in die Ventilkammer 2 eintretenden Luft relativ hoch sein. Das wird erreicht durch die Einschnürung 12, die bewirkt, daß der Ein= kanal 3, bezogen auf die Einlaßventilachse 5 an dieser Stelle außerhalb deo Ventilführungsauges 13 verläuft. Die Fläche des Schnittes VI-VI durch die engste Stelle der Einschnürung 12 entspricht etwa 60 27 des freien Querschnittes im Bereich des Ventilsitzes 9 bei geöffnetem Einlaßventil 6, das in dieser Lage in Fig. 1 dargestellt ist. Infolge dieser erheblichen Ver= engung ist die Geschwindigkeit der in die Ventilkammer 2 ein= tretenden Luft hoch, so daß trotz der steilen Zuströmrichtung ein genügend intensiver Drehwirbel um die Zylinderachse 11 beim Einlaßhub erzeugt wird. Die Form des Querschnittes VI-VI ähnelt einer Ellipse, deren große Achse 14 in der Blickrichtung von Fig. 2 etwa tangential zum Ventilsitz 9 verläuft. Wie ins besonders aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich die Ein schnürung 12 in Richtung der Skelett linie 4 über einen Bereich, der kleiner ist als die Hälfte der Länge der Skelettlinie 4 von der Eintrittsöffnung 1 bis zu dem Schnitt VI-VI durch die engste Stelle der Einschnürung 12. Der von der Einschnürung 12 eingenommene Bereich liegt zwischen der Ventilkammer 2 und dem Schnitt V-V, an dem der Querschnitt des Einlaßkanales 3 min= destens gleich dem freien Querschnitt im Bereich des Ventil= sitzes 9 bei voll geöffnetem Einlaßventil 6 ist. Da der Schnitt V-V dem Schnitt VT-VI wesentlich näher liegt als der Eintritts öffnung 1 und da der Schnitt VI-VI in nächster Nähe der Ventil= kammer 2 durch die Einschnürung 12 gelegt ist, erstreckt sich der Bereich der Einschnurung, wie oben angegeben, nur über einen relativ kleinen Teil der Gesamtlänge des inlaßkanales 3.In the following description is for the sake of better distinction only the part that extends from the inlet opening 1 to the valve chamber 2, referred to as inlet port 3, although the valve chamber is normally as an inventory part of the inlet duct is to be seen. Assuming this, the skeleton line runs 4 äes inlet channel 3 seen in the direction of the inlet valve axis 5, i.e. as in Fig. 2 shown, from the substantially outside the cylinder circumference 7 ge = laid inlet opening 1 approximately to the point 8 at which the valve seat is 9 and the cylinder circumference 7 are closest. This works with the valve seat 9 hanging inlet valve 6 together. The skeleton line 4 points in the vicinity the point 8 is approximately tangential to the valve seat 9 = fende direction. This means that the skeleton line 4 in Fig. 2 touch both the valve seat 9, as well as in its whale. Regarding the location of the entry = Opening 1 to the cylinder circumference 7 means "essentially" that in FIG. 2 the limitation the inlet opening 1 either just touches the cylinder circumference 7 or it just a little overlaps, so that he most of the inlet opening 1 outside of the cylinder = the circumference weighs 7 1. This results in a pretty much in the direction of view of FIG steep course of the skeleton line 4, which shortly before its confluence with the valve chamber 2 forms an angle of approximately 50 ° with the cylinder head base 10. The through the zeopnete inlet valve 6 flowing air, the direction of which essentially through the Course of the skeleton line 4 is determined shortly before the confluence in the valve chamber 2 is, therefore has only a relatively small parallel to the cylinder head base 10 Component that is primarily responsible for generating the desired rotational vortex around the Cylinder axis 11 is used. In order to still have one for the mixture of fuel and air To obtain enough intense vortex, the speed of the valve chamber must be 2 entering air must be relatively high. This is achieved through the constriction 12, which causes the 3, based on the inlet valve axis 5 on this Place outside deo valve guide eye 13 runs. The area of the section VI-VI the narrowest point of the constriction 12 corresponds to approximately 60 27 of the free cross section in the area of the valve seat 9 with the inlet valve 6 open, which in this position is shown in FIG. As a result of this considerable narrowing, the speed is the air entering the valve chamber 2 = high, so that despite the steep inflow direction a sufficiently intense swirl around the cylinder axis 11 at Intake stroke is produced. The shape of the cross-section VI-VI resembles an ellipse, whose large Axis 14 runs approximately tangentially to valve seat 9 in the direction of view of FIG. 2. As can be seen in particular from FIG. 1, the lacing 12 extends in the direction of the skeleton line 4 over an area that is smaller than half the length of the skeleton line 4 from the inlet opening 1 to the section VI-VI through the narrowest point of the constriction 12. The one occupied by the constriction 12 Area lies between the valve chamber 2 and the section V-V at which the cross-section of the inlet channel 3 min = at least equal to the free cross section in the area of the valve = seat 9 with the inlet valve 6 fully open. Because the cut V-V is the cut VT-VI is much closer than the inlet opening 1 and because the section VI-VI in close proximity to the valve = chamber 2 is placed through the constriction 12, extends As indicated above, the area of the constriction is only relatively small Part of the total length of the inlet channel 3.

Dadurch bleiben die Drosselverluste niedrig und die Zylinder= füllung wird praktisch überhaupt nicht beeinträchtigt. Dem Zustandekommen dieses erfolges dient auch das Merkmal, daß die Fläche des Schnittes V-V etwa gleich der Fläche der dintrittsöffnung 1 ist. In Richtung der Fig. 3 und 4, d.h. senkrecht zur Schnittebene I-l geschen, schließt eine Tangente, die an die dem ventilsitz 9 zugewandte Begrenzung 15 das Einlaßkanales 3 in der Nähe der Einschnürung 12 angelegt ist, mit dem Zylinderkopfboden 10 einen Winkel ß ein, der im vorliegenden Falle 30° beträgt. Dieser Wandverlauf gibt der in die Ventilkammer 2 einstromenden Luft eine zum Zylinderumfang 7 hin ziel ende Richtung, wns bewirkt, dal3 die überwiegende Menge der durch das geöffnete Einlaßventil 6 in den von dem Umfang 7 begrenzten Zylinder einrtrömenden Luft in die Nähe des Zylinderumfanges gelangt und demzufolge die Anfachung des Drehwirbels in der wirksamsten Art und Weise, (I.h. möglichst weit außen an der im Zylinder ruhenden Luftmasse angreifend, bewerkstelligt. Unter stützend wirkt dabei, daß die in Bezug auf die Zylinderachse 11 äußere Begrenzung 16 des Einlaßkanales 3 nach außen gewölbt verläuft. Die Ventilkammer 2 wird von dem Einlaßkanal 3 einseitig angeschnitten. Die nicht angeschnittene Hälfte 17 weist die Gestalt eines Drehkörpers auf, dessen Drehachse mit der Einlaß= ventilachse 5 übereinstimmt und dessen Radius etwa gleich oder kleiner als der innere Radius des Ventilsitzes 9 ist. Der Radius des Drehkörpers 17 wird mit zunehmender Annäherung an das Ventil führungsauge kleiner. Die Höhe der Ventilkammer 2 gemessen in Richtung der EinlaI3ventilachse 5 vom Zylinderkopfboden 10 bis zur Stirnseite des Ventilführungsauges 13 ist etwa gleich dem Innendurchmesser des Ventilsitzes 9, der sich an die Ventil= kammer anschließt. Die Eintrittsöffnung 1 liegt an der Oberseite 18 des Zylinderkopfes. An die Eintrittsöffnung 1 kann sich ein nicht dargestellter Krümmer anschließen, der sich in ein parallel oder schräg zum Zylinderkopfboden 10 verlaufendes Rohr fortsetzt, an das ein ebenfalls nicht dargestelltes Sammelrohr oder ein Luftfilter anschließt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Dieselmotor mit einer Bohrung von 90 mm und einem Hub von 100 mm mit direkter Einspritzung des Brenn= stoffes mit hilfe einer Vierlocheinspritzdüse in eine leicht außerl"ittig zlir Zylinderachse 11 liegende Kolbenmulde 19, die ebenso wie die Spitze 20 der Linspritzdüse in Fig. 2 angedeutet ist. Als Skelettlinie 4 wird in vorstehendem Zusammenhang eine Linie angesehen, welche die gemeinsamen Mittelpunkte von Kreisen miteinander verbindet, die in den Ebenen der Schnitte V-V und VI-VI sowie der Eint;rittsöl-Unung 1 in Qen Einlaßkanal 3 einbe= schrieben sind, wobei. in weder der genannten drei Ebenen äeweils ein möglichst großer und ein möglichst kleiner Kreis von einem gemeinsamen Mittelpunkt ausgehend in den Einlaßkanal einbeschrie= ben sind.As a result, the throttling losses remain low and the cylinder filling is practically not affected at all. The realization of this success also serves the feature that the area of the section V-V is approximately equal to the area the entrance opening is 1. In the direction of Figures 3 and 4, i.e. perpendicular to the cutting plane I-l geschen closes a tangent to the limit facing the valve seat 9 15, the inlet channel 3 is applied in the vicinity of the constriction 12, with the cylinder head base 10 an angle β, which in the present case is 30 °. This wall course gives the air flowing into the valve chamber 2 towards the cylinder circumference 7 target end direction, wns causes the predominant amount of the opened Intake valve 6 in the air flowing into the cylinder delimited by the circumference 7 comes close to the cylinder circumference and consequently the fanning of the vortex in the most effective way, (i.e. as far outside as possible on the inside of the cylinder Attacking stationary air mass, accomplished. The fact that the with respect to the cylinder axis 11 outer limit 16 of the inlet port 3 according to curved on the outside. The valve chamber 2 is from the inlet port 3 cut on one side. The not cut half 17 has the shape a rotating body, the axis of rotation of which coincides with the inlet valve axis 5 and its radius approximately equal to or smaller than the inner radius of the valve seat 9 is. The radius of the rotating body 17 increases as the valve is approached leading eye smaller. The height of the valve chamber 2 measured in the direction of the inlet valve axis 5 from the cylinder head base 10 to the end face of the valve guide eye 13 is approximately equal to the inner diameter of the valve seat 9, which connects to the valve = chamber. The inlet opening 1 is located on the top 18 of the cylinder head. At the entrance opening 1 can be followed by an elbow, not shown, which turns into a parallel or continues obliquely to the cylinder head base 10 pipe to which a likewise not shown manifold or an air filter connects. The depicted Embodiment relates to a diesel engine with a bore of 90 mm and a stroke of 100 mm with direct fuel injection with the aid a four-hole injection nozzle in a slightly outward direction from the cylinder axis 11 Piston recess 19, which, like the tip 20 of the lens injection nozzle, is indicated in FIG. 2 is. In the above context, a line is regarded as a skeleton line 4, which connects the common centers of circles that appear in the Levels of the sections V-V and VI-VI as well as the Eint; rittsöl-Unung 1 in Qen inlet port 3 are inscribed, where. in neither of the three above-mentioned levels, either as far as possible large and as small a circle as possible starting from a common center point are inscribed in the inlet duct.

Claims (5)

PatentansprücheClaims 1. Drallerzeugender einlaßkanal für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung des Brennstoffes in eine Kolbenmulde, der von einer an der Ober= seite des Zylinderkopfes liegenden Eintritts öffnung zu einer Ventilkammer führt, an die sich ein im Boden des Zylinderkopfes in der Nähe des Zylinderumfanges liegender Ventilsitz anschließt, mit dem ein hängend angeordnetes Einlaßventil zusammenarbeitet, wobei in Richtung der Einlaßventilachse gesehen, die Skelettlinie des Einlaßkanales von der im wesentlichen außerhalb des Zylinderumfanges liegenden Eintrittsöffnung etwa zu der Stelle hin verläuft, an der sich Ventilsitz und Zylinderumfang am nächsten liegen und dort eine annähernd tangential zum Ventil.1. Swirl-generating inlet duct for internal combustion engines, in particular Diesel engines with direct fuel injection into a piston recess, from an inlet opening on the top of the cylinder head leads to a valve chamber, to which there is a in the bottom of the cylinder head in the Close to the cylinder circumference lying valve seat connects, with which a suspended Inlet valve cooperates, seen in the direction of the inlet valve axis, the skeleton line of the inlet channel from the substantially outside of the cylinder circumference lying inlet opening runs approximately towards the point at which the valve seat is and cylinder circumference are closest and there one is approximately tangential to the valve. sitz verlaufende Richtung aufweist, wobei ferner der Einlaß= kanal kurz vor seinem eintritt in die Ventilkammer derart ein= geschnürt ist, daß er bezogen auf die Einlaßventilachse außer= halb des Ventilführungsauges verläuft, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Ventiikam'ner (2) hat in Richtung der Einlaßventilachse (5) vom Zylinderkopfboden (10) bis zur Stirnseite des Ventil= führungsauges (13) gemessen eine Höhe, die gleich ofer kleiner als der Innendurchmesser des Ventilsitzes (9) ist. seat extending direction, furthermore the inlet = channel shortly before it enters the valve chamber, it is laced in such a way that it is related runs on the inlet valve axis outside of the valve guide eye, marked by the following features: a) The valve chamber (2) has in the direction of the inlet valve axis (5) from the bottom of the cylinder head (10) to the face of the valve = guide eye (13) measured a height that is equal to or less than the inside diameter of the valve seat (9) is. b) Die Fläche eines senkreciit zur Skelettlinie (4) durch die engste Stelle der Xinschnürung (1G) gelegten Querschnittes (VI-VI) entspricht etwa 60 % des freien Querschnittes im Bereich des Ventilsitzes (95 bei voll geöffnetem Einlaßventil (6). b) The area of a perpendicular to the skeleton line (4) through the narrowest Place of the Xin constriction (1G) of the laid cross-section (VI-VI) corresponds to about 60% of the free cross-section in the area of the valve seat (95 with the inlet valve fully open (6). c) Di.e Einschnürung (12) erstreckt sich in Richtung der Skelett= linie (4) über einen Bereich, der kleiner ist als die Hälfte der Länge der Skelettlinle von der Eintrittsöffnung (1) bis zu dem Schnitt (VI-VI) durch die engste Stelle der Einschnürung. c) The constriction (12) extends in the direction of the skeleton = line (4) over an area less than half the length of the skeletal line from the inlet opening (1) to the section (VI-VI) through the narrowest point the constriction. d) Die Fläche eines senkrecht zur Skelettlinie (4) durch den Einlaßkanal (3) näher dem Schnitt (VI-VI) durch die engste Stelle der Einschnürung (12) als der Eintitteöffnung (1) ge= legten Schnittes (V-V) ist gleich oder größer als der freie Querschnitt im Bereich des Ventilsitzes (9) bei voll geöffnetem Einlaßventil (6) und etwa gleich der Fläche der Eintritts= öffnung.d) The area of a perpendicular to the skeleton line (4) through the inlet channel (3) closer to the section (VI-VI) through the narrowest point of the constriction (12) than the entrance opening (1) ge = laid cut (V-V) is equal to or greater than that Free cross-section in the area of the valve seat (9) when the inlet valve is fully open (6) and approximately equal to the area of the inlet opening. 2. Drallerzeugender Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, in Richtung einer durch die Einlaßventils achse (5). und symmetrisch zur .Eintrittsöffnung (1) verlaufenden Ebene (T-I), sowie senkrecht zur Einlaßventilachse gesehen, eine an die ventilsitzseitige Begrenzung (15) des Einlaßkanales (3) in der Nähe der Einschnürung (12) angelegten Tangente einen Winkel (ß) mit dem Z1yiinderkopfboden (10) einschließt, der kleiner als 450 ist.2. Swirl-generating inlet channel according to claim 1, characterized in that that, in the direction of an axis through the inlet valve (5). and symmetrical to the inlet opening (1) extending plane (T-I), as well as seen perpendicular to the inlet valve axis, a to the valve seat-side limit (15) of the inlet channel (3) in the vicinity of the constriction (12) the applied tangent forms an angle (ß) with the cylinder head base (10), which is less than 450. 3. Drallerzeugender Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des engsten Querschnittes (VI-VI) der Einschnürung (12) angenshert einer Ellipse gleicht, deren große Achse (14) in Richtung der Einlaßventilachse (5) gesehen etwa tangential zum Ventilsitz (9) verläuft.3. Swirl-generating inlet channel according to claim 1, characterized in that that the shape of the narrowest cross section (VI-VI) of the constriction (12) approximates resembles an ellipse whose major axis (14) is in the direction of the inlet valve axis (5) runs approximately tangentially to the valve seat (9). 4. Drallerzeugender Einlaßkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, in der angegebenen Richtung gesehen, die in Bezug auf die Zylinderachse (11) äußere Begrenzung (16) des Einlaßkanales (3) nach außen gewölbt verläuft.4. Swirl-generating inlet channel according to claim 2, characterized in that that, seen in the indicated direction, which in relation to the cylinder axis (11) outer boundary (16) of the inlet channel (3) is curved outward. 5. Drallerzeugender Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'lie Ventilkammer (2) in ihrer nicht von dem Einlaßkanal (5) angeschnittenen Hälfte (17) die Gestalt eino Di-ohk'irpers aufweist, dessen Drehachse mit der Einlaß ventilachse (5) übereinstimmt und dessen Radius etwa gleich oder kleiner als die innere Radius des Ventilsitzes (9) ist, sowie mit; zunehmender annäherung an das Ventilführungsauge (13) kleiner wird.5. Swirl-generating inlet channel according to claim 1, characterized in that that 'lie valve chamber (2) in their not cut from the inlet channel (5) Half (17) has the shape of a Di-ohk'irpers, whose axis of rotation with the inlet valve axis (5) matches and its radius is approximately equal to or smaller than that inner radius of the valve seat (9), as well as with; increasing approach to that Valve guide eye (13) becomes smaller.
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CN1109810C (en) * 1999-06-15 2003-05-28 株式会社久保田 Straight tube type air inlet and screw air inlet for engine

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