DE69407693T2

DE69407693T2 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69407693T2
Application number: DE69407693T
Authority: DE
Inventors: Takashi Hara; Masato Nishigaki
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2014-08-27
Also published as: JPH0763062A; EP0640754B1; US5669348A; EP0640754A1; DE69407693D1; JP3426296B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, die mindestens einen Zylinder mit einer Brennkammer, die darin definiert ist, mindestens drei Einlaßventile, die mindestens ein zentrales Einlaßventil und zwei Seiteneinlaßventile umfassen, und Einlaßkanäle, die dazu zum Zuführen einer Einlaßbeladung zu der Brennkammer zugeordnet sind, aufweist, wobei der Einlaßkanal, der dem zentralen Einlaßventil zugeordnet ist, auf seiner oberen Endseite eine abgeflachte Oberfläche besitzt, die eine im wesentlichen gerade Schräge zum Richten der Strömung der Einlaßbeladung nach unten zu der Mittenachse des Zylinders hin besitzt.
Nach dem Stand der Technik wurde die Lufteinlaßvorrichtung für Maschinen, die drei Lufteinlaßventile pro Zylinder besitzen, zum Beispiel so konfiguriert, wie dies in der japanischen Patentanmedung Sho-63-256000 (1.988) offenbart ist. Diese Lufteinlaßvorrichtung nach dem Stand der Technik ist mit Einlaßventilen, die innerhalb eines konzentrischen Kreises in Bezug auf die Zylinderbohrung ausgerichtet sind, aufgebaut, und diese wurden durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt. Aufgrund dieser Anordnung zeigten die Seitenlufteinlaßventile, in Bezug auf die Mitte, einen relativ großen Neigungswinkel zwischen der axialen Mittenlinie des Mitteneinlaßventils und der Zylinderbohrungsachse.
Zusätzlich wurden die Lufteinlaßkanäle zu der Nähe der Brennkammer hin gerichtet und so gebildet, daß sie durch die Lufteinlaßventile geöffnet und geschlossen werden konnten. Die Kanäle waren so gekrümmt, daß sie zu der Seite des Zylinderkopfs von dem Flächenbereich der Brennkammer aus führten. Die zwei Seitenlufteinlaßkanäle sind unter einem relativ großen Winkel in Bezug auf die Zylinderbohrungen gebildet, wenn in der axialen Nockenwellenrichtung gesehen wird. Anders ausgedrückt besaßen, verglichen mit dem zentralen Lufteinlaßkanal, die zwei Seitenlufteinlaßkanäle einen größeren Neigungswinkel in Bezug auf die Zylinderbohrung, wenn in der axialen Nockenwellenrichtung gesehen wird. Auch war der Innenseitendurchmesser der drei Lufteinlaßkanäle ungefähr äquivalent.
Mit der vorstehend konfigurierten Lufteinlaßvorrichtung nach dem Stand der Technik wurde, wenn Einlaßluft in die Brennkammer von den drei Lufteinlaßkanälen eingesaugt wird, ein vertikaler Wirbel innenseitig des Zylinders um eine Linie herum erzeugt, die parallel zu der Achse der Nockenwelle verläuft, so daß Kraftstoff mit der Luft ungefähr gleichförmig verteilt durch den Zylinder hinweg für eine effiziente Zündung zugeführt wird. Dieser Typ einer verwirbelten Strömung wird als "Taumel" ("Tumble") nachfolgend bezeichnet.
Der Grund, warum diese taumelnde Wirkung innerhalb des Zylinders erzeugt wird, ist derjenige, daß dabei ein großer Neigungswinkel jeder der Lufteinlaßkanäle in Bezug auf die Lufteinlaßventile vorhanden ist. Das heißt, die Trägheit der Luft, die durch die Lufteinlaßkanäle strömt, bewirkt, daß sie auf den Ventilkörper des Lufteinlaßventils unter Eintreten in die Brennkammer auftrifft, und dieser ändert die Richtung der Strömung an der Seite des Ventlls gegenüberliegend zu der Zylinderachse, mit anderen Worten zu der Auslaßventilseite hin. Hierdurch strömt die Einlaßluft von dem Eintritt in die Brennkammer zu der Auslaßventilseite hin, absinkend entlang der Wände des Zylinders. Wenn der Kolben seinen Aufwärtshub beginnt, wird die Strömung so gedreht, daß die vorstehend beschriebene Taumelwirkung erzeugt wird.
Allerdings sind, gerade wenn die vorstehend beschriebene Taurnelwirkung erzeugt wird, Grenzen in Bezug auf den Grad, bis zu dem die Verbrennungseffektivität erhöht werden kann, vorhanden. Dies kommt daher, daß dabei eine große Menge an Einlaßluft, die in die Brennkammer von dem zentralen Lufteinlaßkanal aus fließt, vorhanden ist, und daß Luft in der entgegengesetzten Richtung des vorstehend beschriebenen Taumelns strömt.
Das heißt, daß die Einlaßluft, die in die Brennkammer von dem zentralen Lufteinlaßkanal in die Brennkammer eintritt, unter einem Winkel eintritt, der kleiner als derjenige der zwei Seitenlufteinlaßkanäle ist, und die Luftströmung von ihr wird schärfer nach unten in den Zylinder als die Strömung von den zwei Seitenlufteiniaßkanälen gerichtet, so daß dann, wenn die Strömung auf den Ventilkörper der Lufteinlaßströmung aufschlägt, eine große Komponente der Luft, die zu den Auslaßöffnungen auf der entgegengesetzten Seite fließt, umgelenkt wird.
Aus der DE-A-42 33 640 ist bereits eine Brennkraftmaschine, die drei Einlaßventile besitzt, so wie dies vorstehend erwähnt ist, bekannt. Jeder der drei Einlaßkanäle, die den Einlaßventilen zugeordnet sind, besitzen auf ihrer oberen Endseite eine abgeflachte Oberfläche, die eine im wesentlichen gerade Schräge zum Richten der Strömung der Einlaßbeladung nach unten zu der zentralen Achse des Zylinders hin besitzen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine mit einer verbesserten Verbrennungseffektivität durch Erzeugen eines stärkeren Taumels innenseitig des Zylinderkopfs zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Mittenein- laßventil unter einem Winkel in Bezug auf die Zylinderachse gekippt ist, wobei der Winkel äquivalent zu oder größer als ein Winkel zwischen einer ersten Linie, die durch den Zündpunkt der Zündkerze und einem Endpunkt des mittleren Einlaßventils definiert ist, wobei der Punkt am weitesten von dem Zündpunkt auf der Bodenoberfläche des zentralen Einlaßventils entfernt ist, und einer zweiten Linie senkrecht zu der Zylinderachse ist.
Demgemäß folgt die Luftströmung durch den zentralen Einlaßkanal der geneigten Oberfläche und tritt in die Kammer unter einem Winkel in Bezug auf die Zylinderachse ein, was zu einem gewünschten Grad einer Taumelbewegung führt und demzufolge die Verbrennungseffektivität verbessert.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand von bevorzugten Ausführungsformen davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Figur 1 zeigt eine Oberseitenansicht eines Zylinderkopfs, der mit der Lufteinlaßvorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
Figur 2 stellt eine Bodenansicht eines Zylinderkopfs, der mit der Lufteinlaßvorrichtung der Brennkraftmaschine gemäß der Ausführungsform der Figur 1 ausgestattet ist, dar;
Figur 3 stellt den Zylinderkopf gemäß der Ausführungsform der Figur 1 in einer Ansicht entlang des Pfeils A der Figur 1 dar;
Figur 4 stellt den Zylinderkopf gemäß der Ausführungsform der Figur 1 in einer Ansicht entlang des Pfeils B in Figur 1 dar;
Figur 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Zylinderkopfs, der die Lufteinlaß- und -auslaßventile und den Ventilantriebsmechanismus einsetzt, der entlang der Linie V-V der Figur 2 vorgenommen ist;
Figur 6 zeigt einen vergrößerten Querschnitt, der die Anordnung prinzipieller Teile, wie beispielsweise des Zylinderkopfs, der Einlaß- und Auslaßventile, einer Zündkerze und eines Kolbens, darstellt;
Figur 7 zeigt einen Querschnitt, der entlang der Linie VII-VII der Figur 6 vorgenommen ist;
Figur 8 zeigt eine Oberseitenansicht der oberen Wand der Brennkammer mit den Einlaß- und Auslaßventilen befestigt;
Figur 9 zeigt einen Querschnitt einer Unterteilungwand zwischen zwei Einlaßkanälen der entlang der Linie IX-IX der Figur 2 vorgenommen ist;
Figur 10 zeigt einen Querschnitt des Lufteinlaßkanalflächenbereichs, der entlang der Linie X-X der Figur 2 vorgenommen ist;
Figur 11 stellt ein Querschnittsdiagramm dar, das dazu verwendet wird, die Positionierung des Lufteinlaßventils zu beschreiben, das die zentrale Öffnung öffnet und schließt;
Figur 12 stellt eine Oberseitenansicht der Befestigung des Zylinderkopfs dar;
Figur 13 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A der Figur 12;
Figur 14 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B der Figur 12;
Figur 15 zeigt eine graphische Darstellung, die die Betriebsweise eines sekundären Mischventils in Bezug auf eine Motordrehgeschwindigkeit und eine Motorbelastung darstellt;
Figur 16 zeigt eine Teilbodenansicht eines Zylinderkopfs mit einer Einlaßkanalanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
In diesen Figuren ist 1 ein Zylinderkopf, der in einem V8-Motor verwendet wird. 2 und 3 stellen die primären und sekundären Lufteinlaßöffnungen dar, die sich mit der Seite des Zylinderkopfs 1 für jeden der Zylinder verbinden. Diese Lufteinlaßöffnungen 2 und 3 sind mit den Lufteinlaßkanälen dieser Erfindung konfiguriert. Die Lufteinlaßkanäle sind einströmseitig mit der Außenseitenluft über einen Ausgleichsbehälter, eine Drosselklappe (primäres Mischventil), einen Luftfilter, usw., verbunden, die nicht in den Figuren dargestellt sind. Die doppelpunktierte Linie in Figur 2 stellt die sich verzweigende Einströmseite in dem Zylinderkopf 1 der vorstehenden, primären Lufteinlaßöffnung 2 und der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 dar.
Wie auch in Figur 5 dargestellt ist, ist ein sekundäres Mischventil 4 in der Nähe der Öffnung auf der Einströmseite der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 in diesem Einlaßkanal positioniert. Dieses sekundäre Mischventil 4 ist mit dem Lufteinlaßverteiler-Verbindungs-Material 5 befestigt, das an dem Zylinderkopf 1 befestigt ist. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 ist auf diesem Einlaßverteiler-Verbindungs-Material 5 so befestigt, daß Kraftstoff in die primäre Lufteinlaßöffnung 2 eingespritzt werden kann. Zusätzlich ist, wie in Figur 15 dargestellt ist, dieses sekundäre Mischventil 4 von dem Typ, der sich in Abhängigkeit von dem Volumen der Ansaugluft öffnet und schließt.
Figur 15 zeigt eine graphische Darstellung, die eine Motorbelastung in Abhängigkeit von einer Motorgeschwindigkeit zeigt. D.h. das sekundäre Mischventil 4 wird in dem schraffierten Flächenbereich der graphischen Darstellung der Motorbelastung gegenüber der Motordrehgeschwindigkeit Ulmin geschlossen. In den anderen Flächenbereichen ist es offen.
Der Innenseitendurchmesser der vorstehend erwähnten primären Lufteinlaßöffnung 2 ist größer als derjenige der sekundären Lufteinlaßöffnung 3. Wie in Figur 2 dargestellt ist, verzweigt die Unterteilungswand 7 innenseitig des Zylinderkopfs 1 die Öffnung in zwei, und ausströmseitig öffnen sich diese in die obere Wand 8 der Brennkammer an dem Boden des Zylinderkopfs 1. Zusätzlich ist die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 so gebildet worden, daß sie angrenzend an die primäre Lufteinlaßöffnung 2 ist, und, auf der Ausströmseite, besitzt die primäre Lufteinlaßöffnung 2 zwei angrenzende Öffnungen. Wie in Figur 10 dargestellt ist, sind in dem Flächenbereich der Brennkammer 5 des Zylinderkopfs 1 drei Lufteinlaßöffnungen vorhanden. Wie in der Oberseitenansicht der Figur 2 dargestellt ist, sind, auf der Einströmseite, die Mitten der primären Lufteinlaßöffnung 2 und der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 auf Linien vorhanden, die parallel zu der Mittenlinie des Zylinders liegen.
Die primäre Lufteinlaßöffnung 2 bildet zwei der vorstehend erwähnten 3 Lufteinlaßöffnungen, die zentrale Öffnung 9 und die Seitenöffnung 10 angrenzend dazu. Wie in Figur 10 dargestellt ist, richtet die Lufteinlaßvorrichtung dieser Erfindung einen kleineren, innenseitigen Durchmesser (oder den Querschnittsflächenbereich gemessen in einer Ebene, die die axiale Linie der Öffnung unter einem rechten Winkel schneidet) für die zentrale Öffnung 9 als die Seitenöffnung 10 ein. Zusätzlich besitzt die Seitenöffnung 10 ungefähr denselben Durchmesser an einem ausstömseitigen Abschnitt davon wie die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 und sie ist ungefähr symmetrisch in Bezug auf die zentrale Öffnung 9 gebildet. Die zentrale Öffnung 9 ist als der zentrale Verzweigungskanal konfiguriert, während die Seitenöffnung 10 die Seitenverzweigung aufweist.
In Figur 5 ist 11 das Lufteinlaßventil, das die vorstehend erwähnte zentrale Öffnung 9 öffnet und schließt, und 12 ist das Lufteinlaßventil, das die Seitenöffnung 10 öffnet und schließt. Da die vorstehend erwähnte zentrale Öffnung 9 von einem kleineren Durchmesser als die Seitenöffnung 10 ist, ist das vorstehend erwähnte Lufteinlaßventil 11 im Durchmesser kleiner als das Lufteinlaßventil 12 für die Seitenöffnung. Während das Lufteinlaßventil, das die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 öffnet und schließt, nicht in Figur 5 dargestellt ist, kann dasselbe Ventil wie das vorstehend erwähnte Lufteinlaßventil 12 verwendet werden. 13 sind die Auslaßventile, wobei zwei pro Zylinder vorhanden sind, und 14 sind die Auslaßöffnungen.
15 ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung, die die verschiedenen Einlaß- und Auslaßventile mit der geeigneten Zeitabstimmung öffnet und schließt. Diese Ventilbetätigungsvorrichtung 15 ist von dem herkömmlichen Typ, der aus einer Lufteinlaßnockenwelle 16, einer Auslaßnockenwelle 17, Ventilstößeln 18 und 19 und Ventilfedern 20 und 21, usw., aufgebaut ist. Aufgrund der größenmäßigen Beziehungen der vorstehend erwähnten drei Lufteinlaßventile, wobei das mittlere Lufteinlaßventil 11 von einem kleineren Durchmesser als die Lufteinlaßventile 12 auf beiden Seiten ist, sind die Ventilstößel 18, die Ventilfedern 20 und die anderen zugeordneten Teile von einem kleineren Durchmesser, um sich anzupassen, hergestellt worden. Dies ist der Grund für die unterschiedlichen Durchmesser der Ventilstößelführungen 22 und 23, die sich in die Oberseite des Zylinderkopfs öffnen, wie in Figur 1 dargestellt ist. Ein Ventilstößel 18 ist in die Ventilstößelführung 22 für das zentrale Lufteinlaßventil 11 eingesetzt worden, während Ventilstößel 18 in Ventilstößelführungen 23 auf beiden Seiten für das Lufteinlaßventil 12 eingesetzt worden sind.
In Figur 1 ist 24 die Ventilstößelführung, in die der Ventilstößel 19 für das Auslaßventil 13 eingesetzt worden ist. 25 ist die Kerzenöffnung, in die die Zündkerze 26 (Figur 6) eingeschraubt wird. 27 und 28 sind Nockenlagerzapfen, die die Lufteinlaßnockenwelle 16 und die -auslaßnockenwelle 17 und den Nockenwellenhalter 29 so halten, daß sie sich frei drehen können. 30 stellt Verschraubungsöffnungen für Schrauben 31 (Figur 5) dar, die dazu verwendet werden, um den vorstehend erwähnten Nockenwellenhalter 29 an dem Zylinderkopf 1 zu befestigen. Diese werden zwischen den Lufteinlaßöffnungen 11 und 12 und zwischen Auslaßöffnungen 13,13 für jeden der Zylinder positioniert. Diese Verschraubungsöffnungen, die sich in der Nähe der Zündkerzenöffnungen 25 befinden, sind unter gleichen Abständen von den Mitten der Kerzenöffnungen 25 positioniert worden. Diese Konfiguration ermöglicht die Bildung einer relativ breiten, ringförmigen Dichtfläche 25a um den Umfang der Kerzenöffnungen 25 herum, um dadurch die Dichtung innenseitig und außenseitig der Kerzenöffnungen zu verbessern, wenn der nachfolgend beschriebene Kopfdeckel an dem Zylinderkopf befestigt wird. 32 stellt Verschraubungsöffnungen für die Schrauben (nicht dargestellt) dar, um den Zylinderkopf 1 an dem Zylinderblock 33 (Figur 5) zu sichern. 34 stellt die Öffnungen für die Kopfdeckelschrauben (nicht dargesteltl) dar, die dazu verwendet werden, den nachfolgend beschriebenen Kopfdeckel 35 (Figur 12) an dem Zylinderkopf 1 zu sichern. 36 stellt die Sandablaßöffnungen dar, die dazu verwendet werden, den Sand nach Gießen des Zylinderkopfs 1 auszustoßen.
Nun wird die Struktur der vorstehend erwähnten primären Lufteinlaßöffnung 2 und der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 im Detail beschrieben.
Wie in Figur 5 dargestellt ist, werden die primäre Lufteinlaßöffnung 2 und die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 unter einem Winkel, wenn in der Nockenwellenrichtung gesehen wird, in Bezug auf die Zylinderachse C eingerichtet. Sie sind zu der Seite des Zylinderkopfs von der Öffnung in der Brennkammer in dem Flächenbereich nahe der Brennkammer 5 hin gekrümmt. Es sind Ventilsitze 38 für diese Lufteinlaßkiappen vorhanden, die in der Öffnung auf der Brennkammerseite für diese Öffnungen 2 und 3 angeordnet sind. Die zentrale Öffnung 9 der primären Lufteinlaßöffnung 2 ist so, wie dies vorstehend beschrieben ist, gebildet worden, daß ihr Querschnittsflächenbereich in Bezug auf die axiale Linie des Lufteinlaßkanals kleiner (kleiner im Durchmesser) als diejenige für die Seitenöffnung 10 ist. Zusätzlich ist die Oberseite des vorstehend erwähnten gekrümmten Flächenbereichs (die Zylinderachsenseite) der innenseitigen Wandoberfläche zu einer flachen Form ausgebildet worden. Diese flache Oberfläche ist eine linear schräg verlaufende Oberfläche, die graduell die Einlaßluftströmung nach unten richtet, wenn sie sich der Brennkammer nähert. Die gerade, schräg verlaufende Oberfläche ist mit dem Bezugszeichen 9a in den Figuren 6 und 7 bezeichnet.
Demzufolge tritt die Luftströmung durch die zentrale Lufteinlaßöffnung 9, die durch die Unterteilungswand 7 gebildet ist, und die diese schräg verlaufende Oberrfläche 9a besitzt, in die Brennkammer 5 ohne irgendeine große Änderung in der Richtung der Strömung ein; sie tritt in einer nach unten gerichteten, schräg verlaufenden Strömung zu der Zylinderaxiallinie ein. Während die Richtung der Luftströmung nach unten in den Zylinder durch den vorstehend erwähnten gekrümmten Flächenbereich, unmittelbar bevor die Luft die Brennkammer erreicht, abgelenkt wird, nutzt die gerade, schräg verlaufende Wand innenseitig des Kanals die Trägheit der Strömung entlang der Wandoberfläche aus, um sie in die Brennkammer zu richten. Die Form, die nach dem Stand der Technik in diesem Flächenbereich verwendet ist, ist durch die doppelpunktierte Linie D in Figur 6 dargestellt. Das derzeitige Design ermöglicht allerdings der Luftströmung, daß sie unter einem Winkel in die Brennkammer 5 viel leichter eintritt.
Eine Bohrung wurde verwendet, um die Ventilführungsöffnung 11b für das Einsetzen der Ventilführung 11a für das Lufteinlaßventil 11 in der vorstehend erwähnten, schräg verlaufenden Oberfläche 9a der zentralen Öffnung 9 herzustellen. Die Ventilführungsöffnung 11b wurde durch Bohren von der Seite der Brennkammer aus unter einem Winkel auf der schräg verlaufenden Oberfläche 9a gebildet. Diese Maßnahme minimiert irgendeine Rauhigkeit auf der schräg verlaufenden Oberfläche 9a, um dadurch einen Luftwiderstand zu minimieren. Die Ventilführungsöffnungen für die Seitenöffnung 10 und die sekundäre Öffnung 3 wurden durch Bohren in einer Vertiefung gebildet, die anfänglich in dem oberen Wandflächenbereich der Öffnungen eingerichtet wurde, als der Zylinderkopf gegossen wurde. Mit anderen Worten wurden diese Kerben nur für die großen Öffnungen verwendet; sie wurden für den Fall der zentralen Öffnung 9 vermieden.
Weiterhin besitzt die untere Wandoberfläche des Kanals für die zentrale Öffnung 9 in dem vorstehend erwähnten, gekrümmten Flächenbereich einen winkligen Flächenbereich 9b. Dieser Winkel 9b ist auf der innenseitigen Wandoberfläche des Kanals gebildet und er erhöht den Widerstand der Luftströmung für die Mehrheit der Luft, die durch diesen Flächenbereich strömt; demzufolge reduziert der Winkel 9b die Strömungsrate der Einlaßluft.
Demzufolge fließt die Mehrheit der Einlaßluft, die durch diese zentrale Öffnung 9 in die Brennkammer fließt, nach unten, unter einem Winkel, von der Öffnung in der Brennkammer 5 zu der axialen Linie des Zylinders hin.
Zusätzlich ist ein maskierender Flächenbereich 39 vorhanden, der in der unteren Oberfläche 1a des Zylinderkopfs auf der Seite gegenüberliegend derjenigen der Zylinderachse an der Öffnung für die zentrale Öffnung 9 gebildet ist.
Wie in den Figurn 2 und 6 dargestellt ist, ist dieser maskierende Flächenbereich 39 so geformt, daß er den Seitenflächenbereich des Ventilkörpers des zentralen Lufteinlaßventils 11 umschließt. Die Öffnung für die Seitenöffnugn 10 und die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 erstrecken sich zu dem äußeren, umfangsmäßigen Flächenbereich der oberen Wand der Brennkammer 5. Durch Einschließen dieses maskierenden Flächenbereichs 39 wird, wenn eine niedrige Anhebung für die Lufteinlaßventile 11 und 12 vorliegt, die Strömung der Einlaßluft an einer unteren Kante des maskierenden Flächenbereichs 39 unterbrochen. Dies stellt sicher, daß die Mehrheit des Lufteinlasses zu der Zylindeachse C hin strömen wird.
Die Seitenöffnung 10 ist unter einem Winkel gebildet worden, der größer als derjenige der vorstehend erwähnten zentralen Öffnung 9 in Bezug auf die Achse des Zylinders ist und die Form seines Lufteinlaßkanals unterscheidet sich von derjenigen der zentralen Öffnung 9 dahingehend, daß sie einen annähernd runden Querschnitt über ihre gesamte Länge besitzt. Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform ein Winkel 10a in dem unteren Teil der inneren Wand des Kanals, gerade wie dies für die Mittenöffnung 9 der Fall war, gebildet worden. Die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 besitzt auch einen Lufteinlaßkanal, der ungefähr von derselben Form wie diese Seitenöffnung 10 ist, allerdings ist der Winkelflächenbereich nicht auf der Wandoberfläche gebildet worden. Er wurde so ausgelegt, um, soweit als möglich, einen Widerstand in Bezug auf die Einlaßluftströmung zu minimieren. Die Form der inneren Wandoberfläche des Bodens des gekrümmten Flächenbereichs des Lufteinlaßkanals für die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 ist durch die doppelpunktierte Linie E in Figur 6 dargestellt.
Aufgrund hiervon wird die Einlaßluft, die in die Brennkammer 5 von der Seitenöffnung 10 aus fließt, leicht nach unten durch den gekrümmten Flächenbereich gerichtet, wenn sie in die Brennkammer eintritt, und ihre Trägheit bewirkt, daß sie nach unten unter einem Winkel von der Oberseite der Brennkammer zu der Zylinderachse hin fließt. Weiterhin schlägt die Luftströmung auf das Lufteinlaßventil 12 auf, wenn sie in die Brennkammer eintritt, und dies ändert die Strömungsrichtung zu der Achse des Zylinders hin. Dieser selbe Typ einer Luftströmung wird auch durch die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 produziert. Die Luft, die entlang der Bodenwandoberfläche des gekrümmten Flächenbereichs strömt, besitzt weiterhin ihre Strömungsrate durch den Winkeflächenbereich 10a reduziert.
Die Unterteilungswand 7, die zwischen der zentralen Öffnng 9 und der Seitenöffnung 10 liegt, besitzt einen oberen Teil 7a, der sich, in Bezug auf den unteren Teil 7b, ungefähr parallel zu der Achse der Oberseiten-Lufteinlaßöffnung 10 erstreckt, wie dies in Figur 9 dargestellt ist. Diese Unterteilungswand 7 bewirkt, daß mehr Luft zu der Seitenöffnung 10 hin verteilt wird, um dadurch eine stärkere, taumelnde Wirkung in dem Zylinder zu erzeugen. Wie vorstehend beschrieben ist, besitzt die primäre Lufteinlaßöffnung 2 eine Krümmung nahe der Brennkammer und die Luftsrömung nahe der Oberseite der Krümmung strömt unter einer höheren Geschwindigkeitsrate als diejenige an der Bodenseite der Krümmung.
Das heißt, die Einlaßluft wird mit hoher Strömungsrate zu der Seitenöffnung 10 hin abgelenkt, so daß mehr Luft durch diese Seitenöffnung 10 strömt. Der relativ langsamere Lufteinlaß, der entlang dem Boden der Unterteilungswand 7 fließt, fließt gegen einen relativ niedrigen Widerstand, was demzufolge eine adäquate Einlaßluftströmung sicherstellt.
Zusätzlich führt die vorstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff zu der primären Lufteinlaßöffnung 2 zu, und, wie in Figur 2 dargestellt ist, wird, wenn diese primäre Lufteinlaßöffnung 2 in der axialen Richtung des Zyinders betrachtet wird, die Kraftstoffeinspritzvorrichtng 6 in der Mitte des einströmseitigen Flächenbereichs der primären Lufteinlaßöffnung 3 positioniert. Wie in dieser Figur dargestellt ist, ebenso wie in Figur 5, wird der Kraftstoff in zwei Richtungen eingespritzt: zu der zentralen Öffnung 9 und zu der Seitenöffnung 10. Der Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 eingespritzt wird, wird durch die doppelpunktierten Linien F in den Figuren 2 und 5 angezeigt; die Vorrichtung ist so eingestellt, um den Kraftstoff in der Richtung der Mitten der Lufteinlaßventile 11 und 12 einzuspritzen. Wenn die zentrale Öffnung 9 und die Seitenöffnung 10 von der Oberseite aus betrachtet werden, erstrecken sie sich nicht in einer parallelen Art und Weise, so daß die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in dem Lufteinlaßverteiler-Verbindungs-Material 5 befestigt wird, so daß sie leicht in Bezug auf eipe axiale Linie 6a gedreht wird, so daß der Kraftstoff ungefähr zu den jeweiligen Öffnungen eingespritzt wer den kann.
Zusätzlich besitzt das Lufteinlaßventil 11, das die zentrale Öffnung 9 der primären Lufteinlaßöffnung 2 öffnet und schließt, eine total flache Bodenoberfläche, wie in den Figuren 6 und 8 dargestellt ist. Die anderen Lufteinlaßventile 12 und die Auslaßventile 13 setzen die herkömmlichen, leichtgewichtigen Ventile ein, so daß deren Bodenoberfläche eine kappenförmige Vertiefung 40 in der Mitte besitzt. Auch ist dieses Lufteinlaßventil 11 um einen Winkel α in Bezug auf die Achsenlinie C&sub1; gekippt, wie dies in Figur 11 dargestellt ist. In Figur 11 ist C&sub1; eine imaginäre Linie, die parallel zu der Zylinderachsenlinie verläuft. Demgemäß wird der vorstehend erwähnte Winkel α so eingestellt, daß er äquivalent zu, oder gerinfüging größer, als ein Winkel β ist, der der Winkel ist, der durch die imaginäre Linie P gebildet ist, die durch den Zündpunkt 26a der Zündkerze 26 und den Endpunkt 11 c, der am weitesten von dem Zündpunkt 26a auf der Bodenoberfläche des Lufteinlaßventils 11 entfernt ist, hindurchführt; und eine imaginäre Linie C&sub2;, die senkrecht zu der Zylinderachse C liegt und die sich zu dem vorstehend erwähnten Endpunkt 11c aus erstreckt (z.B. liegt C&sub2; parallel zu der Bodenoberfläche des Zylinderkopfs). In diesem Beispiel werden die Winkel α und β so eingestellt, daß sie ungefähr äquivalent sind. Aufgrund hiervon wird das Lufteinlaßventil 11 oberhalb des Zündpunkts 26a, wie in Figur 6 dargestellt ist, von der imaginären Verlängerung der Bodenoberfläche des Ventils positioniert. Die doppelpunktierte Linie G, die von dem Zündpunkt 26a in Figur 6 aus strahlt, stellt die Ausbreitung der Flamme von der Zündkerze 26 dar. Das Bezugszeichen 41 in Figur 6 zeigt den Kolben an.
Die Konfiguration dieses zentralen Lufteinlaßventils 11 stellt sicher, daß dort ein wenig unverbrannter Kraftstoff nach dem Zündvorgang vorhanden ist, und stellt das Erzielen höherer Niveaus einer Kraftstoffeffizienz sicher. Der Grund hierfür ist wie folgt. Unter den drei Lufteinlaßventilen ist dieses zentrale Lufteinlaßventil 11 unter einem kleineren Winkel in Bezug auf die Zylinderachse C gekippt als die Seitenlufteinlaßventile 12,12, und sein Boden ist auch flacher als derjenige der Seitenlufteinlaßventile 12,12. Aufgrund dieser Konfiguration kann, wenn von dem Zündpunkt zu dem Lufteinlaßventil 11 hin gesehen wird, dort ein abgeschatteter Flächenbereich vorhanden sein, der sich auf der Unterseite des Ventils 11 entwickelt, wo die Luft/Kraftstoff-Mischung, die in diesem abgeschatteten Flächenbereich vorhanden ist, in Bezug auf eine Verbrennungsausbreitung resistent sein wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist allerdings nicht nur die Vertiefung in dem Boden des zentralen Lufteinlaßventils 11 eliminiert worden, sondern, wie vorstehend beschrieben ist, wurde der Winkel α 50 eingestellt, daß er ungefähr äquivalent zu dem Winkel β ist, und die Bodenoberfläche höher als der Zündpunkt 26a ist, so daß dies den vorstehend beschriebenen, abgeschatteten Flächenbereich eliminiert, um dadurch eine sichergestellte Verbrennungsausbreitung durch den gesamten Flächenbereich hinweg sicherzustellen. Ein leichteres Gewicht kann durch Gestalten des Winkels α größer als der Winkels β erreicht werden, und falls dies vorgenommen wird, kann die Vertiefung in das zentarle Lufteinlaßventil 11 eingeschlossen werden.
Die Struktur, die vorstehend beschrieben ist, ist bei beiden Zylinderköpfen 1 in einem Motor vom V8-Typ für jede Rückseite der Kolben angewandt. Figur 12 stellt einen solchen Zylinderkopf 1 dar, der auf dem Zylinderblock 33 befestigt ist. Die Lufteinlaß- und Auslaßventilbefestigungen sind in Figur 12 weggelassen. An dieser Stelle wird die Struktur des Zylinderkopfs 1 beschrieben werden.
Wie in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellt ist, ist dort eine Dichtwand 42 auf jedem Ende des Zylinderkopfs 1 in Bezug auf die axiale Richtung der Nockenwelle gebildet, wobei die Dichtwand 42 teilweise die Nockendrehzapfen 27 und 25 abdeckt, die die Enden der Einlaß- und Auslaßnockenwellen 17 und 17 halten. Die Oberseitenoberfläche dieser Dichtwand 42 ist so gebildet, daß sie mit anderen Teilen in dem Zylinderkopf nivelliert ist. Sie ist so gebildet, um sich deutlich über die Breite des Zylinderkopfs 1 (Links- Rechts-Richtung in Figur 1) ohne eine Unterbrechung zu erstrecken. Dort sind gekerbte Flächenbereiche 43 vorhanden, die in der Dichtwand 42 für die vorstehend erwähnten Nockendrehzapfen 27, 28 gebildet sind.
Um einen V8-Motor, der diesen Zylinderkopf 1 verwendet, zu montieren, würden zuerst zwei Zylinderköpfe präpariert werden. Dann würde die Oberseite der Dichtwand 42 auf einem der Zylinderköpfe 1, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, weggefräst werden, und die Bodendichtwand 42 (in Figur 1) des anderen Zylinderkopfs würde auch weggefräst werden. Diese weggeschnittenen Flächenbereiche der Dichtwand 42 legen die Nockendrehzapfen 27 und 28 frei.
Einer der Zylinderköpfe mit dem Dichtwandflächen bereich 42 weggefräst, wie vorstehend beschrieben ist, wird dann um 180º in der axialen Richtung in Bezug auf den anderen gedreht, so daß nicht nur die entsprechende primäre Lufteinlaßöffnung 2 und sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 einander gegenüberliegen, sondern der Flächenbereich, wo die Dichtwand 42 weggeschnitten wurde, ist zu der Vorderseite nach dem Befestigen auf dem Zylinderblock 33 positioniert. Das, was mit der "Vorderseite" des Motors gemeint ist, ist die Seite, wo der Nockenantriebsmechanismus befestigt ist. Das heißt, daß, wie in Figur 12 dargestellt ist, der weggefräste Bereich ermöglicht, daß die Einlaß- und Auslaßnockenwellen 16 und 17 über den Zylinderkopf vorstehen. Diese Enden der Einlaß- und Auslaßnocken 16 und 17 werden dann in den Nockenwellenantriebsmechanismus eingeschlossen.
Separate Nockenwellenantriebsmechanismen werden für jede Zylinderreihe bei V8-Motoren verwendet; wie in Figur 12 dargestellt ist, ist ein erster Riemenantriebsmechanismus 44 für die Einlaß- und Auslaßnockenwelle 16 und 17 vorhanden, der durch die Kurbelwelle 45 des Motors angetrieben wird, und zwar mittels einer zweiten Riemenantriebseinrichtung 46. Die erste Antriebseinrichtung ist so befestigt, daß sie nach links und nach rechts in Bezug auf die Kurbelwelle 45 verschiebbar ist. In dieser Ausführungsform in Verbindung mit einem V8-Motor ist die konventionelle Versetzung L für die Zylinderköpfe als Dimension L in Figur 12 dargestellt.
Als nächstes werden ein vorderer Deckel 51 an dem vorderen Ende des Zylinderblocks und Zylinderköpfe an der Vorderseite des Motors befestigt. Weiterhin wird ein Kopfdekkel 45 auf der Oberseite des Zylinderkopfs 1 und der vorstehend erwähnten Frontabdekkung 51 befestigt, so daß ihre Dichtoberfläche auf der Oberseitendichtfläche des Zylinderkopfs ruht. Es sind auch vorstehende Wände 52-55 auf der Vorder- und Rückseite des Zylinderkopfs 1 in der axialen Richtung der Kurbelwelle (an der Vorder- und Rückseite des Motors) vorhanden, an denen die Frontabdeckung über ein Dichtmaterial (nicht dargestellt) befestigt ist.
Die vorstehend erwähnten vorstehenden Wände 52-55 sind mit einer Länge gebildet, um die vorstehend beschriebene Versetzungslänge L aufzunehmen, so daß dann, wenn einer der Zylinderköpfe nach hinten in Bezug auf den anderen verschoben wird, wenn er befestigt wird, die vorstehende Endoberfläche der Wände (an dem vorderen und hinteren Ende des Motors jeweils) in derselben jeweiligen Ebene liegen werden. Mit anderen Worten sind die Dimensionen der vorstehenden Wände 54, 55 der vorderen Seite des Motors des einen Zylinderkopfs 1, der nach hinten verschoben worden ist (der Zylinderkopf 1 auf der rechten Seite in Figur 12), länger als diejenigen der vorstehenden Wände 52, 53 auf dem anderen Zylinderkopf. Diese Anordnungen eliminieren irgendwelche Differenzen zwischen den Zylinderreihen, wo die vordere Abdeckung befestigt wird; alle Dichtoberflächen liegen innerhalb derselben Ebene.
Wie in den Figuren 13 und 14 dargestellt ist, ist die Kopfabdeckung auf den Dichtoberflächen auf der Oberseite des Zylinderkopfs 1 und auf der Oberseite der vorstehend erwähnten Frontabdeckung 51 über ein Dichtmaterial 56, das sandwichartig dazwischengefügt ist, befestigt. Die doppelpunktierte Linie, die innerhalb der äußeren Umfangslinie für den Kopfdeckel 35 in Figur 12 liegt, stellt die innere Grenze der Dichtoberfläche dar, die auf dem Boden des Kopfdeckels 35 gebildet ist. Durch Befestigen des Kopfdeckels 35 in dieser Art und Weise ist es möglich, den Ventilbetätigungsmechanismus 15 und die Nockenwellenantriebsmechanismen einzuhüllen.
Als nächstes wird die Betriebsweise der vorstehend beschriebenen Motorlufteinlaßvorrichtung erläutert werden. Wenn sich die Motordrehzahlen (U/min) in dem niedrigen Bereich befinden und ein minimaler Lufteinlaß vorhanden ist, wird das sekundäre Mischventil 4 geschlossen, so daß der Lufteinlaß in die Brennkammer über die primäre Lufteinlaßöffnung 2 alleine erfolgt. Luft, die über diese primäre Lufteinlaßöffnung 2 strömt, wird zu den Seiten der mittleren Öffnung 9 und der Seitenöffnung 10 durch die Unterteilungswand 7 unterteilt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 spritzt Kraftstoff ein und er wird in diesen Öffnungen zu einer Luftlkraftstoff-Mischung gemischt. Zu diesem Zeitpunkt ist die zentrale Lufteinlaßöffnung 9 kleiner als die Seitenöffnung 10, so daß mehr Einlaßluft durch die Seitenöffnung 10 als durch die zentrale Öffnung 9 strömt.
Da der Winkel der Seitenöffnung 10 in Bezug auf die axiale Linie des Zylinders C zu einem Winkel größer als derjenige der zentralen Öffnung 9 gekippt ist, strömt das Luft/Kraftstoff-Gemisch von der Seitenöffnung 10 nach unten und von der Oberseite der Brennkammer 5 zu der Zylinderachse unter einem relativ scharfen Winkel. Die Luft/Kraftstoff-Mischung, die in die Brennkammer von der zentralen Öffnung 9, aufgrund der Wirkung der schräg verlaufenden Oberfläche 9a, dem Winkel 9b und dem maskierenden Flächenbereich 9, eintritt, strömt auch nach unten von der Oberseite der Brennkammer 5 zu der Zylinderachse hin in einer ähnlichen Art und Weise. Das heißt, es wird ein Taumel, der duroh den Pfeil T in Figur 5 dargestellt ist, innerhalb des Zylinders erzeugt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da dabei eine relativ höhere Luftströmung durch die Seitenöffnung 10 als durch die zentrale Öffnung 9 vorhanden ist, wie in Figur 2 dargestellt ist, eine Luftströmung, die sich nach links um die Zylinderachse dreht, ebenso erzeugt. Diese Luftströmung wird als "Wirbel" bezeichnet.
Demzufolge wird, wenn Taumel- und Wirbelströmungen innerhalb des Zylinders erzeugt worden sind, die Luft-Kraftstoff-Mischung gleichmäßig verteilt, was eine effiziente Flammenausbreitung durch den Zylinder beim Zünden liefert. Während einer Zündung breitet sich die Flamme in einer Art und Weise, die durch die doppelpunktierte Linie G in Figur 6 dargestellt ist, innerhalb der Brennkammer 5 aus. Das Material, das für die Wände der Brennkammer 5 verwendet ist, ist ein solches, das zu dem Zündpunkt 26a der Zündkerze 26 hin freigelegt werden kann, so daß die Flammenausbreitung direkt die innere Wand erreicht. Allgemein setzten Lufteinlaßvorrichtungen, die mit drei Einlaßventilen ausgestattet sind, ein zentrales Einlaßventil, das einen nahezu horizontalen Ventilkörper besitzt, ein, und seine Bodenoberfläche wird nicht richtig zu dem Zündpunkt 26 hin freigelegt. Falls dabei eine Vertiefung, die in dem Ventilkörper gebildet ist, vorhanden ist, werden unverbrannte Gase entsprechend in dem vertieften Flächenbereich verbleiben. Allerdings hat in der vorliegenden Ausführungsform das zentrale Lufteinlaßventil, das nahezu horizontal ist, keine Vertiefung in dem Ventilkörper, so daß kein unverbranntes Gas verbleiben kann. Weiterhin wird gemäß der Erfindung dieses Lufteinlaßventil 11 unter einem Winkel α in Bezug auf die Zylinderachse C gekippt, der äquivalent zu oder größer als der Winkel β ist, der zwischen der imaginären Linie P, die von dem Zündpunkt zu dem Endpunkt 11c des Lufteinlaßventils läuft, wobei der Endpunkt am weitesten von dem Zündpunkt auf der Bodenoberfläche des Einlaßventils 11 entfernt ist, und einer imaginären Linie C&sub2;, die sich senkrecht zu der Zylinderachse erstreckt, gebildet ist, so daß die Verlängerung der Bodenoberfläche des Einlaßventils höher liegt als der Zündpunkt, um dadurch Reste unverbrannter Gase zu verhindern.
Wenn die Maschine in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet, ist das sekundäre Mischventil 4 offen, um einen Lufteinlaß über die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 ebenso zu schaffen. Diese sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 ist annähernd von derselben Form wie die vorstehend erwähnte Seitenlufteinlaßöffnung 10, so daß dann, wenn Einlaßluft in den Zylinder von der sekundären Lüfteinlaßöffnung 3 angezogen wird, der vorstehend erwähnte Taumel T stärker wird.
Demgemäß wird in der vorstehend beschriebenen Lufteinlaßvorrichtung die Einlaßluft von der Mittenöffnung 9 von einer Strömung zu der entgegengesetzten Seite der Zylinderachse eingeschränkt, um dadurch eine starke Taumelwirkung in dem rechtsseitigen Taumel in Figur 5 zu erzeugen, so daß der Kraftstoff gleichmäßig über den Zylinder verteilt wird, was eine Flammenausbreitung über den gesamten Flächenbereich sicherstellt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurden eine primäre Lufteinlaßöffnung 2 und eine sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 in dem Zylinderkopf gebildet und die primäre Lufteinlaßöffnung 2 wurde in eine zentrale Öffnung 9 und eine Seitenöffnung 10 verzweigt, allerdings kann die gesamte Struktur der Lufteinlaßkanäle gegenüber dem vorstehenden Design, wie dies geeignet ist, modifiziert werden. Das heißt, die individuellen Lufteinlaßöffnungen könnten separat in dem Zylinderkopf gebildet werden und sie würden mit der Ausströmseite des Zylinderkopfs verbunden werden. Auch würde es, wie in Figur 16 dargestellt ist, möglich sein, einen Verbindungskanal zu haben, um die primäre Lufteinlaßöffnung 2 mit der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 zu verbinden.
Figur 16 stellt ein Beispiel einer Ausführungsform eines anderen Lufteinlaßkanals dar. In der Figur sind Teile, die äquivalent zu solchen sind, die in Figur 2 vorstehend beschrieben sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet worden, und eine Erläuterung solcher gemeinsamer Teile wird weggelassen werden. In Figur 16 ist ein Verbindungskanal, der die primäre Lufteinlaßöffnung 2 mit der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 verbindet. Dieser Verbindungskanal ist ausströmseitig der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 für beide Öffnungen 2 und 3 gebildet. Dieser Verbindungskanal wurde durch eine Bohrung 62 hergestellt, die in derselben Figur erscheint. Beim Bilden des Verbindungskanals 61 wird der Bohrer 62 an der einströmseitigen Öffnung der Lufteinlaßöffnung 2 eingesetzt und zu der Innenseite hin gedrückt.
Unter Verwendung dieses Verbindungskanals 61, um die primäre Lufteinlaßöffnung 2 mit der sekundären Lufteinlaßöffnung 3 zu verbinden, wenn das sekundäre Mischventil 4 geschlossen wird, kann ein negativer Druck einen Lufteinlaß über die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 über den Verbindungskanal 61 bewirken. Demzufolge können Kraftstoff und Luft über die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 eintreten, gerade wenn das sekundäre Ventil 4 geschlossen ist, und diese Anordnung ermöglicht die Kühlung des Lufteinlaßventils 12, das durch die sekundäre Lufteinlaßöffnung 3 verwendet ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, verwendet die Motorlufteinlaßvorrichtung einen reduzierten Querschnitt für die zentrale Öffnung und setzt einen schräg verlaufenden Flächenbereich in der Nähe ihres Eintritts in die Brennkammer ein, der eine flache Form so besitzt, daß die Luftströmung der Einlaßluft in einer linear nach unten gerichteten Schräge in der Nähe der Brennkammer strömt. Da der Querschnitt dieses zentralen Lufteinlaßkanals kleiner ist, als dies die anderen sind, ist die Lufteinströmung vergleichbar kleiner. Die gewinkelte Oberfläche in dem Flächenbereich ermöglicht, daß die Strömung in großem Umfang ungestört verbleibt, wenn sie in die Brennkammer auf einer Abwärtsschrägen eintritt. Das heißt, die Menge an Luft, die von dem zentralen Lufteinlaßkanal aus fließt, ist verringert worden, und der Eintrittswinkel in die Brennkammer ist ungefähr äquivalent zu dem Winkel einer Strömung von den anderen Öffnungen gemacht worden.
Dies ermöglicht die Erzeugung einer starken, taumelnden Wirkung innenseitig des Zylinders, um den Kraftstoff gleichmäßig über das gesamte Volumen des Zyinders hinweg zu verteilen und über dieses eine Zündflammenausbreitung sicherzustellen. Dies verbessert die Verbrennungseffektivität.
Die Motorlufteinlaßvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schafft zusätzlich einen eine Luftströmung einschränkenden Winkel auf der Innenseitenwand des Lufteinlaßkanals des zentralen Lufteinlaßkanals, ausströmseitig des gekrümmten Flächenbereichs, und sie richtet, zusätzlich, einen maskierenden Flächenbereich für die Öffnungen dieser zentralen Lufteinlaßöffnung in die Oberseite der Brennkammer auf der Seite der Öffnung ein, die sich auf der entgegengesetzten Seite zu der Zylinderaxiallinie befindet. Demzufolge trifft die Einlaßluft, die stromabwärts von dem gekrümmten Flächenbereich des Kanals fließt, auf einen hohen Widerstand, der ihre Strömungsrate verlangsamt. Wenn die Größe einer Anhebung des Einlaßventils gering ist, dann schneidet der maskierende Flächenbereich die Luftströmung zu der entgegengesetzten Seite der Zylinderbohrungslinie ab.
Demgemäß wird, wenn die Größe einer Anhebung des Einlaßventils gering ist, die Luft, die in die Brennkammer von dem zentralen Lufteinlaßkanal eintritt, primär zu der axialen Linie des Zylinders hin gerichtet, um weiterhin die Taumewirkung darin zu verstärken.
Die Motorlufteinlaßvorrichtung sieht vorzugsweise eine Unterteilungswand vor, um einen der Seitenlufteinlaßkanäle in einen Seiten- und zentralen Lufteinlaßkanal in einer solchen Art und Weise zu unterteilen, daß eine relativ schnellere Strömung von Einlaßluft an der Oberseite des Lufteinlaßkanals als an dem Boden vorhanden ist. Dies verstärkt weiterhin die Taumelwirkung.

Claims

1. Brennkraftmaschine umfasssend zumindest einen Zylinder mit einer darin festgelegten Brennkammer (5), zumindest drei Einlaßventile (11,12) einschließlich von zumindest einem zentralen Einlaßventil (11) sowie zwei Seiteneinlaßventile (12) und zu diesen zugeordnete Einlaßkanäle (3, 9,10), um eine Einlaßbeschickung dieser Brennkammer (S) zuzuführen, wobei der dem zentralen Einlaßventil (11) zugeordnete Einlaßkanal (9) an seiner oberen Endseite eine abgeflachte Oberfläche (9a) aufweist mit einer im wesentlichen gradlinig verlaufenden Abschrägung, um den Fluß der Einlaßbeschickung nach unten in Richtung der zentralen Achse des Zylinders zu leiten, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Einlaßventil (11) bezüglich zu der Zylinderachse (C) um einen Winkel (α) gekippt ist, dieser Winkel (a) gleich oder größer ist als ein Winkel (13) zwischen einer ersten Linie (P), die von dem Zündpunkt (26a) einer Zündkerze (26) sowie von einem Endpunkt (11 c) des zentralen Einlaßventiles (11) festgelegt ist, wobei dieser Punkt (11 c) am weitesten von dem Zündpunkt (26a) auf der unteren Oberfläche des zentralen Einlaßventils (11) entfernt ist, und einer zweiten Linie (C&sub2;), die senkrecht zu der Zylinderachse (C) verläuft.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Seiteneinlaßkanal (10) einem ersten dieser Seiteneinlaßventile (12) zugeordnet ist und daß ein zweiter Seiteneinlaßkanal (3) einem zweiten dieser Seiteneinlaßventile (12) zugeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Einlaßkanal (9), der dem zentralen Einlaßventil (11) zugeordnet ist, in seinem Öffnungsabschnitt einen geringeren Querschnitt aufweist als die anderen Einlaßkanäle (3,10).

4. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Einlaßkanal (9) an seiner unteren Innenseite, der gradlinig verlaufenden Oberfläche (9a) diametral gegenüberliegend mit einer winkeligen Oberfläche (9b) versehen ist.

5. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein abdeckender Vorsprung (39) an einer inneren Oberfläche des Zylinders, der die Brennkammer (5) festlegt, angeordnet ist, wobei dieser abdeckende Vorsprung (39) die Öffnung des zentralen Einlaßkanals (9) in die Brennkammer (S) auf deren der Zylinderachse gegenüberliegenden Seite teilweise umgibt.

6. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Einlaßkanal (9) und zumindest der erste Seiteneinlaßkanal (10) von einem einzigen primären Einlaßkanal (2) auf der stromaufwärtigen Seite abzweigen, wobei ein oberer Abschnitt (7a) einer Trennwand (7) zwischen dem zentralen Einlaßkanal (9) und dem ersten Seiteneinlaßkanal (10) sich im wesentlichen parallel zu der Achse des Seiteneinlaßkanals (10) erstreckt.

7. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein sekundäres Mischventil (4) in dem zweiten Seiteneinlaßkanal (3) angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Seiteneinlaßkanal (10) sich von seiner Öffnung in die Brennkammern (5) in Richtung einer Zylinderseite mit einem Winkel erstreckt, der größer ist als derjenige zwischen dem zentralen Einlaßkanal (9) und der Zylinderachse (C).

9. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Seiteneinlaßkanal (10) und der zweite Seiteneinlaßkanal (3) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

10. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Ansprüche 7 bis 9 von dem Anspruch 6 abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (6) vorgesehen ist zum Einspritzen von Kraftstoff in den primären Einlaßkanal (2) stromaufwärts der Trennwand (7).

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal (61) zum Verbinden des primären Einlaßkanales (2) mit dem zweiten Seiteneinlaßkanal (3) stromabwärts der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (6) und des sekundären Mischventils (4) ausgebildet ist.

12. Brennkraftmaschne nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal (61) zum Verbinden des primären Einlaßkanales (2) mit dem zweiten Seiteneinlaßkanal (3) stromabwärts der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (6) und des sekundären Mischventils (4) ausgebildet ist.