[go: up one dir, main page]

WO2018108298A1 - Zylinderkopf für eine hubkolben-verbrennungskraftmaschine, sowie hubkolben-verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Zylinderkopf für eine hubkolben-verbrennungskraftmaschine, sowie hubkolben-verbrennungskraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2018108298A1
WO2018108298A1 PCT/EP2017/001150 EP2017001150W WO2018108298A1 WO 2018108298 A1 WO2018108298 A1 WO 2018108298A1 EP 2017001150 W EP2017001150 W EP 2017001150W WO 2018108298 A1 WO2018108298 A1 WO 2018108298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
guide
cylinder head
inlet channel
internal combustion
combustion engine
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/001150
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Haefner
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler 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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of WO2018108298A1 publication Critical patent/WO2018108298A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • F02F1/425—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels with a separate deviation element inside the channel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • F02B31/085—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having two inlet valves
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a cylinder head for a reciprocating internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and a
  • Such cylinder heads for reciprocating internal combustion engines and such reciprocating internal combustion engines with such cylinder heads are already well known from the general state of the art and in particular from the production of standard vehicles.
  • the respective reciprocating internal combustion engine is designed to drive the motor vehicle and for this purpose comprises at least one
  • Combustion chamber which is designed as a cylinder.
  • the cylinder is usually formed by a cylinder housing, wherein the cylinder housing and the respective cylinder head of the respective reciprocating internal combustion engine are formed as separately formed and interconnected housing elements.
  • the cylinder head comprises at least one housing element, through which at least one inlet channel is formed. At least air can flow through the inlet channel, wherein the air flowing through the inlet channel can be introduced into the combustion chamber by means of the inlet channel.
  • a fuel-air mixture formed by, for example, a fuel, in particular a liquid fuel, introduced to operate the reciprocating internal combustion engine in the combustion chamber, in particular directly injected, is.
  • the cylinder head has a relative to the housing element movable guide for guiding the intake passage through which air Flow can be influenced by means of the guide.
  • Guiding device designed to be at least substantially tumbleförmige
  • the guide device is referred to, for example, as a charge movement device and is usually adjustable between at least two mutually different states, wherein for example in a first of the states a stronger than the second state tumbleförmige flow of the air is effected by means of the guide.
  • a reciprocating internal combustion engine with such a cylinder head is also known from US 5,671,712 A.
  • Object of the present invention is to develop a cylinder head and a reciprocating internal combustion engine of the type mentioned in such a way that a particularly efficient operation of the reciprocating internal combustion engine can be realized.
  • Patent claim 9 solved.
  • the guide is adapted to an inflow, along which the air from the inlet channel and flows into the combustion chamber, two-dimensional, that is, for example, to vary in oblique or preferably mutually perpendicular planes to influence or.
  • a particularly advantageous flow or charge movement can be effected, with which the air flows into the combustion chamber, which is designed, for example, as a cylinder.
  • the charge movement by means of the guide can be adjusted as needed to different operating conditions of the reciprocating internal combustion engine.
  • the cylinder head according to the invention for example, it is possible, as needed, at least in the Essentially swirl-shaped flow or to adjust an at least substantially tumble- or cylindrical flow of the air, for example, the swirl-shaped flow and the tumble-like flow can be at least substantially independently influenced.
  • the invention is based in particular on the knowledge that conventional
  • Cylinder heads have respective inlet channels with rigid geometry, so that a variation or influencing the inflow direction is not possible. Furthermore, such cylinder heads are known, in whose inlet channels in each case an additional element is arranged, which for example between at least one
  • Partial region of a closed by the air flow cross-section of the respective inlet channel fluidly occluded closed position and at least one
  • Part area releasing Offensteliung is movable. Furthermore, elements are known which can change the flow of the air in terms of their property, thereby adjusting, for example, a swirl or Tumbleströmung the air. Such an element is for example as a flap, in particular as a swirl and / or
  • Inlet flow of the incoming air into the combustion chamber can be varied or influenced one dimensional only to an extremely small extent.
  • a reciprocating internal combustion engine usually has operating points with very complex requirements, a conventional guide can not meet these complex requirements. This results in all map areas in which the
  • the guide device of the cylinder head enables an inflow vector control.
  • inflow vector control is to be understood as meaning that an inflow vector, along which the air flows out of the inlet channel and into the combustion chamber, is two-dimensional and thus adjustable, for example, in the aforementioned planes, and thus variable.
  • the air flowing through the inlet channel is used, for example, to generate a fuel-air mixture in the combustion chamber.
  • This fuel-air mixture is also referred to simply as a mixture and includes the air and a fuel, in particular a liquid fuel, for operating the reciprocating internal combustion engine.
  • the mixture is ignited, for example, at an ignition point, in particular by means of spark ignition.
  • the guide means of the cylinder head according to the invention enables an at least substantially exact adjustment of a turbulence kinetic energy in the mixture at the ignition time. Furthermore, the fuel distribution in the combustion chamber can be varied as needed by adjusting the inflow direction as needed.
  • HC unburned hydrocarbon
  • nitrogen oxides in particular to
  • Nitric oxide (NO) are kept particularly low. In the vicinity of a combustion chamber at least partially limiting and as a combustion chamber wall
  • a very lean mixture can be adjusted, whereby heat losses through the combustion chamber wall in a coolant and a fuel input in oil for lubricating the reciprocating internal combustion engine can be kept particularly low.
  • the guide comprises a first guide element, which is movable relative to the housing element, for varying the inflow direction in a first of the planes.
  • the guide device comprises a second guide element, which is movable relative to the housing element, for varying the inflow direction in a second one of the planes extending obliquely or perpendicular to the first plane.
  • the guide comprises a relative to the
  • Housing element movable third guide element for varying the inflow direction in an obliquely or perpendicular to the first plane and the second plane extending third of the planes.
  • Another embodiment is characterized in that the guide elements are movable independently of each other. As a result, for example, one of
  • Guide elements are moved while the other guide elements are not moved. This makes it possible, for example, to vary the inflow direction in one of the three planes, while a variation of the inflow direction in the other two planes is omitted.
  • the guide elements are movable relative to each other. As a result, the inflow direction can be adjusted particularly needs-based and flexible.
  • the first guide element and / or the second guide element and / or optionally the third guide element is about a pivot axis relative to the housing element
  • Cylinder head are kept very low.
  • pivot axes extend in respective, obliquely or mutually perpendicular planes.
  • pivot axes extend in the planes in which the
  • the first guide element and / or the second guide element and / or optionally the third guide a longitudinal direction, a first length range, a second length range and has a third range of lengths.
  • the first length region has, for example, an outer peripheral side shape of a straight circular cylinder.
  • the respective guide element is formed in the first length region on the outer peripheral side in the manner of an at least substantially straight circular cylinder or the respective guide element points in the first
  • the second longitudinal region follows in the longitudinal direction of extension of the respective guide element on the first longitudinal region, wherein the second longitudinal region has an outer peripheral side shape of a straight circular cylinder.
  • the respective guide element in the second longitudinal region has the shape of an at least substantially straight circular cylinder on the outer peripheral side.
  • the third longitudinal region is arranged in the longitudinal direction of extension of the respective guide element between the first longitudinal region and the second longitudinal region, wherein the third longitudinal region has a recess, by means of which the inflow direction can be varied.
  • the recess or a recess which at least partially delimits the recess is thus opposite the first and second
  • the wall which is, for example, a bottom of the recess, at least substantially arcuate, thereby particularly distract the air flowing through the inlet channel and, for example, the wall on and around flowing air to direct or direct.
  • the respective guide element is, for example, rigid and thus not elastically deformable with respect to an elastomer.
  • the respective guide element is designed, for example, as a folding or adjusting shaft.
  • the first guide element and / or the second guide element and / or optionally the third guide element is elastically deformable, that is flexible and thereby movable relative to the housing element.
  • the respective guide element is formed for example of an elastically deformable material, in particular of an elastomer or rubber, wherein the respective guide element may be formed, for example, as a membrane.
  • a piston In fully manufactured state of the reciprocating internal combustion engine, a piston is received translationally movable in the cylinder formed as a combustion chamber.
  • the piston is translationally movable between a top dead center and a bottom dead center. In its movement from the bottom dead center to the top dead center or vice versa from the top dead center to the bottom Dead center, the piston performs a stroke, which is also referred to as piston stroke.
  • a stroke which is also referred to as piston stroke.
  • piston-stroke dependent for example, by the guide element designed in particular as a control shaft is moved synchronously with a crankshaft or a camshaft of the reciprocating internal combustion engine or rotates.
  • the crankshaft is an output shaft which, for example, on a crankcase of the reciprocating internal combustion engine about an axis of rotation relative to the
  • crankcase is rotatably mounted.
  • the aforementioned piston is pivotally connected via a connecting rod with the crankshaft, so that the translational movements of the piston in the cylinder in a rotational movement of the crankshaft to their
  • the camshaft is driven by the output shaft and is used, for example, to actuate at least one gas exchange valve associated with the combustion chamber. It is conceivable that the respective guide element, at least indirectly, coupled to the crankshaft or with the camshaft or coupled and thus driven by the crankshaft or by the camshaft. As a result, the inflow vector control can be piston-stroke-dependent
  • the guide is adapted to an inflow, along which the air out of the inlet channel and into the
  • Combustion chamber flows in two dimensions can be varied. Advantages and advantageous
  • Embodiments of the cylinder head according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the reciprocating internal combustion engine according to the invention and vice versa.
  • Fig. 1 is a fragmentary schematic perspective view of a
  • Cylinder head with a guide device which is adapted to two-dimensionally vary an inflow direction along which air flows out of an inlet channel of the cylinder head and into a combustion chamber associated with the inlet channel;
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of the guide
  • FIG. 3 a detail of another schematic perspective view of the
  • FIG. 4 shows a detail of a schematic and perspective sectional view of the cylinder head through the inlet channel.
  • Fig. 1 shows a detail in a schematic perspective view of a designated as a whole with 10 cylinder head for a reciprocating internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle such as a
  • the reciprocating internal combustion engine is part of a drive train of the motor vehicle, which is drivable by means of the drive train, in particular by means of the reciprocating internal combustion engine.
  • the reciprocating internal combustion engine is simply referred to as an internal combustion engine or internal combustion engine and is designed for example as a gasoline engine, diesel engine or other internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has a cylinder housing, not shown in the figures, through which at least one combustion chamber designed as a cylinder
  • Internal combustion engine is formed.
  • a piston In fully manufactured state of the internal combustion engine, a piston is received translationally movable in the cylinder, so that the piston is translationally movable relative to the cylinder housing.
  • the piston between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (UT) reciprocate.
  • TDC top dead center
  • UT bottom dead center
  • a stroke which is also referred to as piston stroke.
  • the internal combustion engine further comprises an output shaft designed, for example, as a crankshaft, which is rotatably mounted on a crankcase about an axis of rotation relative to the crankcase.
  • the crankcase is formed integrally with the cylinder housing, so that the cylinder housing
  • crankcase is designed as a cylinder crankcase. Furthermore, it is conceivable that the cylinder housing and the crankcase as separate
  • the piston is connected by a connecting rod articulated to the crankshaft, in particular with a crankpin of the crankshaft, so that the translational movements of the piston in the cylinder in a rotational movement of the crankshaft to their
  • the cylinder head 10 comprises at least one housing element 12, which is for example formed separately from the cylinder housing and connected to the cylinder housing.
  • the housing member 12 is at least one cylinder associated
  • the housing member 12 forms two inlet channels 14, which are associated with the cylinder.
  • the inlet channels 14 are traversed by air, wherein the air flowing through the inlet channels 14 by means of the
  • Inlet channels 14 can be introduced into the associated cylinder.
  • the respective inlet channel 14 is associated with a gas exchange valve, not shown in the figures, designed as an inlet valve, which is held movably on the housing element 12.
  • the inlet valve is relative to the housing element 12
  • the inlet valve In the closed position, the inlet valve obstructs the inlet channel 14 associated with the inlet valve, so that the respective inlet channel 14 is fluidically separated from the cylinder. In the open position, however, the inlet valve gives the
  • the internal combustion engine comprises at least one camshaft, which is rotatably mounted, for example on the cylinder head 10, in particular on the housing element 12, about a second axis of rotation relative to the housing element 12.
  • the second axis of rotation extends at least substantially parallel to the first axis of rotation of the crankshaft.
  • the camshaft in particular via a drive system, can be driven by the crankshaft, so that the respective gas exchange valve can be actuated by means of the camshaft and thus moved from the respective closed position into the respective open position.
  • a respective gas exchange valve associated spring element In the open position, for example, a respective gas exchange valve associated spring element is stretched, so that the
  • the cylinder head 10 and thus the reciprocating internal combustion engine further include a particularly well in conjunction with FIG. 2 recognizable and denoted overall by 16 guide for guiding the respective inlet channel 14 by flowing air whose flow is influenced by the guide 16.
  • each inlet channel 14 is associated with a guide 16.
  • the guide 16 is designed to two-dimensionally vary an inflow direction along which the air flows out of the inlet channel and into the combustion chamber (cylinder).
  • the cylinder is supplied with the air and a fuel, in particular a liquid fuel, for operating the internal combustion engine.
  • the fuel is injected in particular directly into the cylinder.
  • the ignition of the fuel-air mixture which is simply referred to as a mixture, for example, by auto-ignition or by spark ignition by means of a third-party ignition device, which is also referred to as a spark plug.
  • the mixture is ignited at a, in particular predeterminable, ignition time.
  • the guide 16 is an inflow vector control feasible, in the context of which a vector, along which at least the air from the inlet channel 14 flows into the cylinder, is two-dimensionally adjustable or influenced.
  • a two-dimensional variation of the inflow direction which is also known as
  • inlet channel leg The respective inlet channel 14 is also referred to as inlet channel leg.
  • Inlet channel leg with four vanes 18a-d of the respective guide 16 is provided.
  • the guide elements 18a-d are movable, for example, by means of a common actuator or by means of a respective actuator relative to the housing element 12 and thereby adjustable to vary the flow of the air and in particular its inflow direction.
  • the guide elements 18 a-d are thus elements for
  • the guide 16 of a first one of the inlet channels 14 is adjustable independently of the guide 16 of the other inlet channel 14 and vice versa.
  • the guide elements 18a-d of the guide 16 can be moved relative to one another and / or independently of one another and thereby adjusted.
  • the respective guide element 18a-d is designed as an actuating shaft or adjusting roller and can be pivoted about a pivot axis relative to the housing element 12.
  • the pivot axes of the guide elements 18a and 18b extend at least substantially parallel to one another, wherein the pivot axes of the guide elements 18c and 18d extend at least substantially parallel to one another.
  • the pivot axes of the guide elements 18a and 18b extend, for example, in a common first plane, wherein the pivot axes of the guide elements 18c and 18d extend, for example, in a second plane.
  • the planes are, for example, spaced apart from one another and extend at least substantially parallel to one another.
  • the pivot axes of the guide elements 18a and 18b perpendicular to a third plane and the pivot axes of the guide elements 8c and 18d perpendicular to a fourth plane, wherein the fourth plane extends at least substantially perpendicular to the third plane.
  • the respective guide element 18a-d has a longitudinal extension direction, a first longitudinal region 20, a second longitudinal direction
  • Length range 22 and a third length range 24 has. Relative to the direction of longitudinal extent, the length regions 20 and 22 are arranged successively or one behind the other, with the length region 24 in FIG
  • the direction of inflow that is to say a direction along which the air flows out of the respective inlet channel 14 and into the cylinder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (10) für eine wenigstens einen Brennraum aufweisende Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Gehäuseelement (12), durch welches zumindest ein Einlasskanal (14) gebildet ist, mittels welchem zumindest Luft in den Brennraum einleitbar ist, und mit einer relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbaren Leiteinrichtung (16) zum Leiten der den Einlasskanal (14) durchströmenden Luft, deren Strömung mittels der Leiteinrichtung (16) beeinflussbar ist, wobei die Leiteinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal (14) aus- und in den Brennraum einströmt, zweidimensional zu variieren.

Description

Zylinderkopf für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, sowie Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
Derartige Zylinderköpfe für Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen sowie derartige Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen mit solchen Zylinderköpfen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Die jeweilige Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ist dabei dazu ausgebildet, das Kraftfahrzeug anzutreiben und umfasst hierzu wenigstens einen
Brennraum, welcher als Zylinder ausgebildet ist. Der Zylinder ist üblicherweise durch ein Zylindergehäuse gebildet, wobei das Zylindergehäuse und der jeweilige Zylinderkopf der jeweiligen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseelemente ausgebildet sind. Dabei umfasst der Zylinderkopf wenigstens ein Gehäuseelement, durch welches zumindest ein Einlasskanal gebildet ist. Der Einlasskanal ist zumindest von Luft durchströmbar, wobei mittels des Einlasskanals die den Einlasskanal durchströmende Luft in den Brennraum einleitbar ist.
Während eines befeuerten Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine wird beispielsweise mit Hilfe der über den Einlasskanal in den Brennraum einströmenden Luft ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet, indem beispielsweise ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird.
Außerdem weist der Zylinderkopf eine relativ zu dem Gehäuseelement bewegbare Leiteinrichtung zum Leiten der den Einlasskanal durchströmenden Luft auf, deren Strömung mittels der Leiteinrichtung beeinflussbar ist. Üblicherweise ist die
Leiteinrichtung dazu ausgebildet, eine zumindest im Wesentlichen tumbleförmige
Strömung der Luft zu bewirken, sodass die Luft mit einer zumindest im Wesentlichen tumble- beziehungsweise walzenförmigen Strömung in den Brennraum einströmt.
Die Leiteinrichtung wird beispielsweise als Ladungsbewegungseinrichtung bezeichnet und ist üblicherweise zwischen wenigstens zwei voneinander unterschiedlichen Zuständen verstellbar, wobei beispielsweise in einem ersten der Zustände eine gegenüber dem zweiten Zustand stärkere tumbleförmige Strömung der Luft mittels der Leiteinrichtung bewirkt wird. Eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Zylinderkopf ist auch aus der US 5 671 712 A bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zylinderkopf und eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um einen Zylinderkopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und somit beispielsweise energie- beziehungsweise kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leiteinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal aus- und in den Brennraum einströmt, zweidimensional, das heißt beispielsweise in schräg oder vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen zu variieren beziehungsweise zu beeinflussen. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Strömungs- oder Ladungsbewegung bewirkt werden, mit der die Luft in den beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum einströmt. Insbesondere ist es möglich, durch Einstellen der Einströmrichtung eine besonders vorteilhafte
Ladungsbewegung zu realisieren, wobei die Ladungsbewegung mittels der Leiteinrichtung bedarfsgerecht an unterschiedliche Betriebszustände der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann. Mittels des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes ist es beispielsweise möglich, bedarfsgerecht eine zumindest im Wesentlichen drallförmige Strömung oder aber eine zumindest im Wesentlichen tumble- beziehungsweise walzenförmige Strömung der Luft einzustellen, wobei beispielsweise die drallförmige Strömung und die tumbleförmige Strömung zumindest im Wesentlichen unabhängig voneinander beeinflusst werden können.
Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche
Zylinderköpfe jeweilige Einlasskanäle mit starrer Geometrie aufweisen, sodass eine Variierung beziehungsweise Beeinflussung der Einströmrichtung nicht möglich ist. Ferner sind solche Zylinderköpfe bekannt, in deren Einlasskanälen jeweils ein zusätzliches Element angeordnet ist, welches beispielsweise zwischen einer zumindest einen
Teilbereich eines von der Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitts des jeweiligen Einlasskanals fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer den
Teilbereich freigebenden Offensteliung bewegbar ist. Ferner sind Elemente bekannt, welche die Strömung der Luft hinsichtlich ihrer Eigenschaft verändern können, um dadurch beispielsweise eine Drall- oder Tumbleströmung der Luft einzustellen. Ein solches Element ist beispielsweise als Klappe, insbesondere als Drall- und/oder
Tumbleklappe, ausgebildet.
Im Stand der Technik können jedoch die Einströmrichtung und somit eine
Einlassströmung der in den Brennraum einströmenden Luft nur in äußerst geringem Maße eindimensional variiert beziehungsweise beeinflusst werden. Da eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine üblicherweise jedoch Betriebspunkte mit sehr komplexen Anforderungen aufweist, kann eine herkömmliche Leiteinrichtung diese komplexen Anforderungen nicht erfüllen. Dies führt in allen Kennfeldbereichen, in denen die
Strömung der Luft nicht optimal ist, zu Verbrauchs- und Emissionsnachteilen, was nun jedoch mittels des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes vermieden werden kann. Mit anderen Worten können mittels des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes sowohl der Kraftstoffverbrauch als auch die Emissionen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden.
Die Leiteinrichtung des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes ermöglicht insbesondere eine Einströmvektorsteuerung. Unter einer solchen Einströmvektorsteuerung ist zu verstehen, dass ein Einströmvektor, entlang welchem die Luft aus dem Einlasskanal aus- und in den Brennraum einströmt, zweidimensional und somit beispielsweise in den zuvor genannten Ebenen einstellbar und somit variierbar ist. Die den Einlasskanal durchströmende Luft wird beispielsweise genutzt, um in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erzeugen. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird auch einfach als Gemisch bezeichnet und umfasst die Luft und einen Kraftstoff, insbesondere einen flüssigen Kraftstoff, zum Betreiben der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Das Gemisch wird beispielsweise zu einem Zündzeitpunkt, insbesondere mittels Fremdzündung, gezündet. Dabei ermöglicht die Leiteinrichtung des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes eine zumindest im Wesentlichen exakte Einstellung einer turbulenzkinetischen Energie in dem Gemisch zum Zündzeitpunkt. Ferner kann durch die bedarfsgerechte Einstellung der Einströmrichtung die Kraftstoffverteilung im Brennraum bedarfsgerecht variiert werden.
Beispielsweise kann eine sehr homogene Verteilung des Kraftstoffs im Brennraum eingestellt werden, sodass eine besonders hohe Leistung der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist. Ferner ist es denkbar, mittels der
Leiteinrichtung eine zumindest im Wesentlichen heterogene Verteilung des Kraftstoffs im Brennraum einzustellen, sodass beispielsweise im Bereich einer Zündkerze zum Zünden des Gemisches eine besonders hohe Menge an Kraftstoff angeordnet ist, um eine besonders hohe Zündwilligkeit des Gemisches zu realisieren. In einem von dem genannten Bereich unterschiedlichen und beispielsweise gegenüber dem Bereich größeren Hauptvolumen des Brennraumes kann ein mageres beziehungsweise ein gegenüber dem Bereich etwas mageres Gemisch eingestellt werden, um einen vollständigen Ausbrand zu realisieren. Dadurch können die Emissionen an
unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) und an Stickoxiden, insbesondere an
Stickstoffmonoxid (NO), besonders gering gehalten werden. In der Nähe einer den Brennraum zumindest teilweise begrenzenden und auch als Brennraumwand
bezeichneten Wandung kann beispielsweise ein sehr mageres Gemisch eingestellt werden, wodurch Wärmeverluste über die Brennraumwand in ein Kühlmittel sowie ein Kraftstoffeintrag in Öl zum Schmieren der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können.
Um die Einströmrichtung besonders vorteilhaft beeinflussen und insbesondere variieren zu können, ist es bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Leiteinrichtung ein relativ zu dem Gehäuseelement bewegbares erstes Leitelement zum Variieren der Einströmrichtung in einer ersten der Ebenen umfasst. Ferner umfasst die Leiteinrichtung ein relativ zu dem Gehäuseelement bewegbares zweites Leitelement zum Variieren der Einströmrichtung in einer schräg oder senkrecht zur ersten Ebene verlaufenden zweiten der Ebenen. In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Leiteinrichtung ein relativ zu dem
Gehäuseelement bewegbares drittes Leitelement zum Variieren der Einströmrichtung in einer schräg oder senkrecht zur ersten Ebene und zur zweiten Ebene verlaufenden dritten der Ebenen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Leitelemente unabhängig voneinander bewegbar sind. Dadurch kann beispielsweise eines der
Leitelemente bewegt werden, während die anderen Leitelemente nicht bewegt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Einströmrichtung in einer der drei Ebenen zu variieren, während eine Variierung der Einströmrichtung in den anderen beiden Ebenen unterbleibt.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Leitelemente relativ zu einander bewegbar sind. Dadurch kann die Einströmrichtung besonders bedarfsgerecht und flexibel eingestellt werden.
Um dabei die Einströmrichtung besonders effizient und effektiv beeinflussen zu können, ist das erste Leitelement und/oder das zweite Leitelement und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement um eine Schwenkachse relativ zu dem Gehäuseelement
verschwenkbar. Dadurch kann beispielsweise auch der Bauraumbedarf des
Zylinderkopfes besonders gering gehalten werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn die Schwenkachsen in jeweiligen, schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen verlaufen.
Insbesondere verlaufen die Schwenkachsen in den Ebenen, in denen die
Einströmrichtung variierbar ist.
Um einen besonders effizienten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das erste Leitelement und/oder das zweite Leitelement und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement eine Längserstreckungsrichtung, einen ersten Längenbereich, einen zweiten Längenbereich und einen dritten Längenbereich aufweist. Der erste Längenbereich weist beispielsweise eine außenumfangsseitige Form eines geraden Kreiszylinders auf. Mit anderen Worten ist beispielsweise das jeweilige Leitelement in dem ersten Längenbereich außenumfangsseitig nach Art eines zumindest im Wesentlichen geraden Kreiszylinders ausgebildet beziehungsweise das jeweilige Leitelement weist in dem ersten
Längenbereich außenumfangsseitig die Form eines geraden Kreiszylinders auf. Der zweite Längenbereich folgt in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Leitelements auf den ersten Längenbereich, wobei der zweite Längenbereich eine außenumfangsseitige Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Mit anderen Worten weist das jeweilige Leitelement in dem zweiten Längenbereich außenumfangsseitig die Form eines zumindest im Wesentlichen geraden Kreiszylinders auf.
Der dritte Längenbereich ist in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Leitelements zwischen dem ersten Längehbereich und dem zweiten Längenbereich angeordnet, wobei der dritte Längenbereich eine Ausnehmung aufweist, mittels welcher die Einströmrichtung variierbar ist. Die Ausnehmung beziehungsweise eine die Ausnehmung zumindest teilweise begrenzende Wandung ist somit gegenüber dem ersten und zweiten
Längenbereich zurückversetzt. Insbesondere ist die Wandung, welche beispielsweise einen Boden der Ausnehmung ist, zumindest im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet, um dadurch die den Einlasskanal durchströmende und beispielsweise die Wandung an- und umströmende Luft besonders strömungsgünstig ablenken beziehungsweise leiten zu können.
Das jeweilige Leitelement ist beispielsweise starr und somit gegenüber einem Elastomer nicht elastisch verformbar. Dabei ist das jeweilige Leitelement beispielsweise als Klappoder Stellwelle ausgebildet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn das erste Leitelement und/oder das zweite Leitelement und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement elastisch verformbar, das heißt flexibel und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement bewegbar ist. Somit ist das jeweilige Leitelement beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere aus einem Elastomer beziehungsweise Gummi, gebildet, wobei das jeweilige Leitelement beispielsweise als eine Membran ausgebildet sein kann. Mittels des jeweiligen Leitelements kann, insbesondere betriebspunktabhängig, die Strömung der Luft zumindest im Wesentlichen optimal beeinflusst werden, um dadurch einen besonders effizienten und wirkungsgradgünstigen Betrieb der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
In vollständig hergestelltem Zustand der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist in dem als Zylinder ausgebildeten Brennraum ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Der Kolben ist zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt translatorisch bewegbar. Bei seiner Bewegung von dem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt beziehungsweise umgekehrt von dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt führt der Kolben einen Hub aus, welcher auch als Kolbenhub bezeichnet wird. Dabei ist beispielsweise die zuvor beschriebene Einströmvektorsteuerung
kolbenhubabhängig, indem beispielsweise das insbesondere als Stellwelle ausgebildete Leitelement synchron mit einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine bewegt wird beziehungsweise umläuft.
Die Kurbelwelle ist eine Abtriebswelle, welche beispielsweise an einem Kurbelgehäuse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine um eine Drehachse relativ zu dem
Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Dabei ist der zuvor genannte Kolben über ein Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre
Drehachse umgewandelt werden. Die Nockenwelle ist von der Abtriebswelle antreibbar und wird beispielsweise genutzt, um wenigstens ein dem Brennraum zugeordnetes Gaswechselventil zu betätigen. Dabei ist es denkbar, dass das jeweilige Leitelement, zumindest mittelbar, mit der Kurbelwelle beziehungsweise mit der Nockenwelle gekoppelt oder koppelbar und somit von der Kurbelwelle beziehungsweise von der Nockenwelle antreibbar ist. Dadurch kann die Einströmvektorsteuerung kolbenhubabhängig
durchgeführt werden.
Um eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 9 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und somit wirkungsgradgünstiger Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leiteinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal aus- und in den
Brennraum einströmt, zweidimensional variierbar ist. Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines
erfindungsgemäßen Zylinderkopfes, mit einer Leiteinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher Luft aus einem Einlasskanal des Zylinderkopfes aus- und in einen dem Einlasskanal zugeordneten Brennraum einströmt, zweidimensional zu variieren;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht der Leiteinrichtung;
Fig. 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des
Zylinderkopfes; und
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht des Zylinderkopfes durch den Einlasskanal.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Zylinderkopf für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielweise eines
Personenkraftwagens. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist Bestandteil eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs, welches mittels des Antriebsstranges, insbesondere mittels der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, antreibbar ist. Die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine wird einfach auch als Verbrennungskraftmaschine oder Verbrennungsmotor bezeichnet und ist beispielsweise als Ottomotor, Dieselmotor oder aber als andere Verbrennungskraftmaschine ausgebildet.
Die Verbrennungskraftmaschine weist ein in den Fig. nicht dargestelltes Zylindergehäuse auf, durch welches wenigstens ein als Zylinder ausgebildeter Brennraum der
Verbrennungskraftmaschine gebildet ist. In vollständig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine ist in dem Zylinder ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, sodass der Kolben relativ zu dem Zylindergehäuse translatorisch bewegbar ist. Dabei kann sich der Kolben zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) hin- und herbewegen. Bei seiner Bewegung aus dem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt beziehungsweise aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt führt der Kolben einen Hub aus, welcher auch als Kolbenhub bezeichnet wird.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, welche an einem Kurbelgehäuse um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Dabei ist beispielsweise das Kurbelgehäuse einstückig mit dem Zylindergehäuse ausgebildet, sodass das Zylindergehäuse
beziehungsweise das Kurbelgehäuse als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das Zylindergehäuse und das Kurbelgehäuse als separat
voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile ausgebildet sind. Der Kolben ist über einen Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle, insbesondere mit einem Hubzapfen der Kurbelwelle, verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre
Drehachse umgewandelt werden.
Der Zylinderkopf 10 umfasst wenigstens ein Gehäuseelement 12, welches beispielsweise separat von dem Zylindergehäuse ausgebildet und mit dem Zylindergehäuse verbunden ist. Durch das Gehäuseelement 12 ist wenigstens ein dem Zylinder zugeordneter
Einlasskanal gebildet. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass bei dem in den Fig.
veranschaulichten Ausführungsbeispiel das Gehäuseelement 12 zwei Einlasskanäle 14 bildet, welche dem Zylinder zugeordnet sind. Die Einlasskanäle 14 sind von Luft durchströmbar, wobei die die Einlasskanäle 14 durchströmende Luft mittels der
Einlasskanäle 14 in den zugehörigen Zylinder einleitbar ist.
Dem jeweiligen Einlasskanal 14 ist ein in den Fig. nicht dargestelltes, als Einlassventil ausgebildetes Gaswechselventil zugeordnet, welches bewegbar an dem Gehäuseelement 12 gehalten ist. Dabei ist das Einlassventil relativ zu dem Gehäuseelement 12
translatorisch zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbar. In der Schließstellung versperrt das Einlassventil den dem Einlassventil zugeordneten Einlasskanal 14, sodass der jeweilige Einlasskanal 14 von dem Zylinder fluidisch getrennt ist. In der Offenstellung jedoch gibt das Einlassventil den dem
Einlassventil zugeordneten Einlasskanal 14 frei, sodass beispielsweise Luft, die den jeweiligen Einlasskanal 14 durchströmt, aus dem Einlasskanal 14 aus- und in den Zylinder einströmen kann. Um das jeweilige Einlassventil aus der Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen, umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine Nockenwelle, welche beispielsweise an dem Zylinderkopf 10, insbesondere an dem Gehäuseelement 12, um eine zweite Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 12 drehbar gelagert ist. Dabei verläuft beispielsweise die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse der Kurbelwelle. Dabei ist die Nockenwelle, insbesondere über ein Antriebssystem, von der Kurbelwelle antreibbar, sodass das jeweilige Gaswechselventil mittels der Nockenwelle betätigbar und somit aus der jeweiligen Schließstellung in die jeweilige Offenstellung bewegbar ist. In der Offenstellung ist beispielsweise ein dem jeweiligen Gaswechselventil zugeordnetes Federelement gespannt, sodass das
Federelement in der Offenstellung eine Federkraft bereitstellt. Mittels der Federkraft ist das jeweilige Gaswechselventil aus der jeweilige Offenstellung in die jeweilige
Schließstellung bewegbar.
Der Zylinderkopf 10 und somit die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfassen femer eine besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbare und im Ganzen mit 16 bezeichnete Leiteinrichtung zum Leiten der den jeweiligen Einlasskanal 14 durchströmenden Luft, deren Strömung mittels der Leiteinrichtung 16 beeinflussbar ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass jedem Einlasskanal 14 eine Leiteinrichtung 16 zugeordnet ist.
Um nun einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchs-,
wirkungsgradgünstigen und emissionsarmen Betrieb der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist die Leiteinrichtung 16 dazu ausgebildet, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal aus- und in den Brennraum (Zylinder) einströmt, zweidimensional zu variieren.
Während eines befeuerten Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine werden dem Zylinder die Luft und ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Dabei wird der Kraftstoff insbesondere direkt in den Zylinder eingespritzt. Hierdurch entsteht in dem Zylinder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches gezündet und dadurch verbrannt wird. Die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches einfach auch als Gemisch bezeichnet wird, erfolgt beispielsweise durch Selbstzündung oder aber durch Fremdzündung mittels einer Fremdzündeinrichtung, welche auch als Zündkerze bezeichnet wird. Insbesondere wird das Gemisch zu einem, insbesondere vorgebbaren, Zündzeitpunkt gezündet. Mittels der Leiteinrichtung 16 ist eine Einströmvektorsteuerung realisierbar, in deren Rahmen ein Vektor, entlang welchem zumindest die Luft aus dem Einlasskanal 14 in den Zylinder einströmt, zweidimensional einstellbar beziehungsweise beeinflussbar ist. Somit ist eine zweidimensionale Variation der Einströmrichtung, welche auch als
Einströmungsrichtung bezeichnet wird, möglich.
Der jeweilige Einlasskanal 14 wird auch als Einlasskanalschenkel bezeichnet. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass jeder
Einlasskanalschenkel mit vier Leitelementen 18a-d der jeweiligen Leiteinrichtung 16 versehen wird. Die Leitelemente 18a-d sind beispielsweise mittels eines gemeinsamen Aktors oder aber mittels eines jeweiligen Aktors relativ zu dem Gehäuseelement 12 bewegbar und dadurch verstellbar, um die Strömung der Luft und insbesondere deren Einströmrichtung zu variieren. Die Leitelemente 18 a-d sind somit Elemente zur
Strömungsführung, um die den Einlasskanal 14 durchströmende und dabei aus dem Einlasskanal 14 aus- und in den Zylinder einströmende Luft bedarfsgerecht beeinflussen zu können. Die Leiteinrichtung 16 stellt dabei ein einfaches System zur
zweidimensionalen Strömungsbeeinflussung dar. Insbesondere ist es denkbar, dass die Leiteinrichtung 16 eines ersten der Einlasskanäle 14 unabhängig von der Leiteinrichtung 16 des anderen Einlasskanals 14 verstellbar ist und umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Leitelemente 18a-d der Leiteinrichtung 16 relativ zueinander und/oder unabhängig voneinander bewegt und dadurch verstellt werden können.
Besonders gut aus Fig. 2 ist erkennbar, dass bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel das jeweilige Leitelement 18a-d als Stellwelle oder Stellwalze ausgebildet und dabei um eine Schwenkachse relativ zu dem Gehäuseelement 12 verschwenkbar ist. Dabei verlaufen die Schwenkachsen der Leitelemente 18a und 18b zumindest im Wesentlichen parallel zueinander wobei auch die Schwenkachsen der Leitelemente 18c und 18d zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Schwenkachsen der Leitelemente 18a und 18b verlaufen beispielsweise in einer gemeinsamen ersten Ebene, wobei die Schwenkachsen der Leitelemente 18c und 18d beispielsweise in einer zweiten Ebene verlaufen. Dabei sind die Ebenen beispielsweise voneinander beabstandet und verlaufen zumindest im Wesentlichen parallel zueinander. Ferner ist es denkbar, dass die Schwenkachsen der Leitelemente 18a und 18b senkrecht zu einer dritten Ebene und die Schwenkachsen der Leitelemente 8c und 18d senkrecht zu einer vierten Ebene verlaufen, wobei die vierte Ebene zumindest im Wesentlichen senkrecht zur dritten Ebene verläuft. Außerdem ist besonders gut aus Fig. 2 erkennbar, dass das jeweilige Leitelement 18a-d eine Längserstreckungsrichtung, einen ersten Längenbereich 20, einen zweiten
Längenbereich 22 und einen dritten Längenbereich 24 aufweist. Bezogen auf die Längserstreckungsrichtung sind die Längenbereiche 20 und 22 aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet, wobei der Längenbereich 24 in
Längserstreckungsrichtung zwischen den Längenbereichen 20 und 22 angeordnet ist. Dabei weist das jeweilige Leitelement 18a-d in dem jeweiligen Längenbereich 20 beziehungsweise 22 außenumfangsseitig die Form eines zumindest im Wesentlichen geraden Kreiszylinders auf, wobei das jeweilige Leitelement 18a-d in dem Längenbereich 24 eine Ausnehmung 26 zum Leiten beziehungsweise Ablenken der Luft und somit zum Variieren der Einströmrichtung aufweist. Eine die Ausnehmung 26 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzende Wandung 28 des jeweiligen Leitelements 18a-d verläuft beispielsweise zumindest im Wesentlichen bogenförmig, wodurch eine besonders günstige Ablenkung der Luft realisierbar ist.
Aus Fig. 3 und 4 ist die Verschwenkbarkeit der Leitelemente 18a-d und die daraus resultierende Strömungsbeeinflussung beziehungsweise Einströmrichtungsvariation erkennbar. Insbesondere aus Fig. 4 wird deutlich, wie durch Verschwenken
beziehungsweise Verdrehen des jeweiligen, als Stellwelle ausgebildeten Leitelements 18a-d relativ zu dem Gehäuseelement 12 die Einströmrichtung, das heißt eine Richtung, entlang welcher die Luft aus dem jeweiligen Einlasskanal 14 aus- und in den Zylinder einströmt, variiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Zylinderkopf (10) für eine wenigstens einen Brennraum aufweisende Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem
Gehäuseelement (12), durch welches zumindest ein Einlasskanal (14) gebildet ist, mittels welchem zumindest Luft in den Brennraum einleitbar ist, und mit einer relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbaren Leiteinrichtung (16) zum Leiten der den Einlasskanal (14) durchströmenden Luft, deren Strömung mittels der Leiteinrichtung (16) beeinflussbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiteinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal (14) aus- und in den Brennraum einströmt, zweidimensional zu variieren.
Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiteinrichtung (16) zumindest zwei bewegbare Leitelemente (18a, 18b) umfasst.
Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiteinrichtung (16) umfasst:
- ein relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbares erstes Leitelement (18a) zum Variieren der Einströmrichtung in einer ersten Ebene;
- ein relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbares zweites Leitelement (18b) zum Variieren der Einströmrichtung in einer schräg oder senkrecht zur ersten Ebene verlaufenden zweiten Ebene; und ein relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbares drittes Leitelement (18c) zum Variieren der Einströmrichtung in einer schräg oder senkrecht zur ersten Ebene und zur zweiten Ebene verlaufenden dritten Ebene.
4. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitelemente (18a-c) unabhängig voneinander und/oder relativ zueinander bewegbar sind.
5. Zylinderkopf (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Leitelement (18a) und/oder das zweite Leitelement (18b) und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement (18c) um eine Schwenkachse relativ zu dem Gehäuseelement (12) verschwenkbar ist.
6. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwenkachsen in jeweiligen, schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen verlaufen.
7. Zylinderkopf (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Leitelement (18a) und/oder das zweite Leitelement (18b) und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement (18c) aufweist:
- eine Längserstreckungsrichtung;
- einen ersten Längenbereich (20) mit einer außenumfangsseitigen Form eines geraden Kreiszylinders;
- einen in Längserstreckungsrichtung auf den ersten Längenbereich (20) folgenden, zweiten Längenbereich (22) mit einer außenumfangsseitigen Form eines geraden Kreiszylinders; und
- einen in Längserstreckungsrichtung zwischen dem ersten Längenbereich (20) und dem zweiten Längenbereich (22) angeordneten dritten Längenbereich (24) mit wenigstens einer Ausnehmung (26), mittels welcher die Einströmrichtung variierbar ist.
8. Zylinderkopf (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Leitelement (18a) und/oder das zweite Leitelement (18b) und/oder gegebenenfalls das dritte Leitelement (18c) elastisch verformbar und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbar ist.
9. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum, und mit wenigstens einem Zylinderkopf ( 0), welcher aufweist:
- wenigstens ein Gehäuseelement (12), durch welches zumindest ein Einlasskanal (14) gebildet ist, mittels welchem zumindest Luft in den Brennraum einleitbar ist, und
- eine relativ zu dem Gehäuseelement (12) bewegbare Leiteinrichtung (16) zum Leiten der den Einlasskanal (14) durchströmenden Luft, deren Strömung mittels der Leiteinrichtung (16) beeinflussbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiteinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine Einströmrichtung, entlang welcher die Luft aus dem Einlasskanal (14) aus- und in den Brennraum einströmt, zweidimensional zu variieren.
PCT/EP2017/001150 2016-12-17 2017-09-27 Zylinderkopf für eine hubkolben-verbrennungskraftmaschine, sowie hubkolben-verbrennungskraftmaschine Ceased WO2018108298A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016015081.5A DE102016015081A1 (de) 2016-12-17 2016-12-17 Zylinderkopf für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, sowie Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE102016015081.5 2016-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018108298A1 true WO2018108298A1 (de) 2018-06-21

Family

ID=59982324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/001150 Ceased WO2018108298A1 (de) 2016-12-17 2017-09-27 Zylinderkopf für eine hubkolben-verbrennungskraftmaschine, sowie hubkolben-verbrennungskraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016015081A1 (de)
WO (1) WO2018108298A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2035939B1 (de) * 1970-07-20 1972-02-03 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
DE2709519A1 (de) * 1976-03-05 1977-09-08 Nissan Motor Brennkraftmaschine
US5671712A (en) 1994-01-25 1997-09-30 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for engine
JPH10110660A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Yamaha Motor Co Ltd 筒内噴射式エンジン
DE102007020926A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-06 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Luftansaugkanal
EP2131025A1 (de) * 2008-06-06 2009-12-09 General Electric Company Einlasskanäle für Verbrennungsmotoren
WO2011012787A1 (fr) * 2009-07-31 2011-02-03 Peugeot Citroën Automobiles SA Procédé de contrôle d'écoulement d'un fluide d'admission pour un moteur à combustion interne et moteur pour la mise en oeuvre dudit procédé.
EP3073090A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-28 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Ansaugflussanpassung für verbrennungsmotoren

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2035939B1 (de) * 1970-07-20 1972-02-03 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
DE2709519A1 (de) * 1976-03-05 1977-09-08 Nissan Motor Brennkraftmaschine
US5671712A (en) 1994-01-25 1997-09-30 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for engine
JPH10110660A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Yamaha Motor Co Ltd 筒内噴射式エンジン
DE102007020926A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-06 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Luftansaugkanal
EP2131025A1 (de) * 2008-06-06 2009-12-09 General Electric Company Einlasskanäle für Verbrennungsmotoren
WO2011012787A1 (fr) * 2009-07-31 2011-02-03 Peugeot Citroën Automobiles SA Procédé de contrôle d'écoulement d'un fluide d'admission pour un moteur à combustion interne et moteur pour la mise en oeuvre dudit procédé.
EP3073090A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-28 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Ansaugflussanpassung für verbrennungsmotoren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016015081A1 (de) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017120512B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Wasserstoffmotors für ein Kraftfahrzeug
DE102014220177A1 (de) Vorrichtung zu der Veränderung von Verdichtungsverhältnissen
DE102018000706A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
EP1754872A1 (de) Ottomotor mit variabler Ventilsteuerung und einem Betrieb im Atkinsonzyklus
DE102014002625A1 (de) Kolben für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine sowie Zylinderkopf für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE102012016984B4 (de) Turbine für einen Abgasturbolader sowie Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Turbine
WO2018108298A1 (de) Zylinderkopf für eine hubkolben-verbrennungskraftmaschine, sowie hubkolben-verbrennungskraftmaschine
DE102016121025B4 (de) Motorbaugruppe
WO2012143075A1 (de) Kolben für eine hubkolben-brennkraftmaschine
DE102014117763B4 (de) Variables Einlassventil mit Feder
DE102015014753A1 (de) Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens
WO1999005404A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE102015224157A1 (de) Einrichtung zum Betätigen eines Schaltelements einer Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit sowie Verfahren zum Verbinden eines Kurvenscheibenelements mit einer Führungsstange
DE102016111526A1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse und Verfahren
DE102019003538A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine
DE102014014539A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen sowie Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016013370A1 (de) Brennkraftmaschinen vorrichtung zur Durchführung eines Direktstarts
WO2018192821A1 (de) Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs
DE102013016503A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE102015015890A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens
DE3419963A1 (de) Viertakt-verbrennungsmotor mit einer einrichtung zum zurueckfuehren von gasen aus einer abgasleitung in den verbrennungsraum
DE102019127495A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variabler Zweitakt-Mehrtakt-Umschaltung
DE102005062255B4 (de) Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung
DE102016014931A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
DE102020124204A1 (de) Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17777164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17777164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1