DD143940A1 - FRESH AIR FOR HEAVYBREAKING ENGINES WITH INLET DUCT CHANNELS - Google Patents

Description

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Frischluftleitung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit EinlaßdrallkanalenFresh air line for reciprocating internal combustion engines with inlet swirl ducts

Anwendungsgebiet;Field of use;

Die Erfindung betrifft mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere auch solche mit Abgasturboaufladung und Ladeluftkühlung,The invention relates to multi-cylinder reciprocating internal combustion engines, in particular also those with turbocharging and charge air cooling,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;Characteristic of the known technical solutions;

Die zur Erreichung optimaler Betriebsv/erte bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung benötigte, durch entsprechend ausgebildete Einlaßkanäle erzeugte rotierende Luftbewegung im Zylinder wirkt sich bekannterweise nachteilig auf das Startverhalten dieser Brennkraftmaschinen insbesondere bei niedrigen Temperaturen aus» Zur Verminderung der Luftrotation bis zur völligen Drallfreiheit gibt es die verschiedensten, ventilnah oder ventilfern angeordneten Einrichtungen, Letztere, sie sind in der Regel einfacher zu verwirklichen, bestehen zum großen Teil aus im Einlaßkanal befindlichen, nahezu den gesamten Querschnitt abdeckenden, schwenkbaren Regelorganen, die nach dem Anlaßvorgang eine annähernd wirkungslose Position erhalten. In der DD-PS 46 9O6 ist eine derartige Lösung beschrieben.The rotating air movement in the cylinder, which is required to achieve optimum operating values for direct injection diesel engines, is known to have a detrimental effect on the starting behavior of these internal combustion engines, especially at low temperatures. To reduce the air rotation to complete freedom from twist, there are a variety of Ventilnah or valve remote arranged devices, the latter, they are usually easier to implement, consist largely in the inlet channel, almost the entire cross-section covering, pivoting control elements, which receive an approximately ineffective position after the starting process. In DD-PS 46 9O6 such a solution is described.

Etwa am Beginn des Einlaßdrallkanals befindet sich eine um 90° schwenkbare Scheibe, die in Punktionsstellung den Kanalquerschnitt annähernd ausfüllt und lediglich am Rand Ausnehmungen besitzt, die auf die StrömungsVerhältnisse im Drallkanal abgestimmt sein müssen. Dieser nur partielle Luftdruchgang bewirkt dann die angestrebte Drallminderung. Nach dem Anlassen wird die Scheibe um 90° geschwenkt, so daß sie der Frischluft minimalen Widerstand bietet. Dennoch beeinträchtigt das Regelorgan auch inApproximately at the beginning of the intake swirl channel is a pivotable by 90 ° disc, the puncture position approximately fills the channel cross-section and only has recesses at the edge, which must be matched to the flow conditions in the swirl duct. This only partial Luftdruchgang then causes the desired swirl reduction. After starting, the disc is pivoted 90 °, so that it provides minimal resistance to the fresh air. Nevertheless, the regulatory organ also interferes in

-jO dieser Position die Drallerzeugung und somit den Motorbetrieb, Zudem muß der Abstand zwischen dem Scheibenumfang und der Kanalwandung zur Erzielung einer deutlichen Drallminderung nahe Hull sein. Dieser Forderung zu entsprechen erweist sich namentlich bei den häufig komplizierten bzw. unsymmetrischen Kanalquerschnitten als entweder sehr aufwendig oder sogar als unmöglich. Bei Mehrzylindermotoren kommt noch ein aufwendiger Betätigungsmechanismus hinzu, um die durch Koppelelemente miteinander verbundenen Regelorgane zentral einstellen zu können« Schließlich erfordert die Abdichtung der an jeder Zylindereinheit nach außen führenden Bohrung für die Schwenkzapfen des Regelorgans entsprechende Maßnahmen,In addition, the distance between the disk circumference and the duct wall must be close to Hull in order to achieve a significant swirl reduction. To meet this requirement proves to be either very complicated or even impossible, especially in the often complicated or asymmetrical channel cross-sections. In multi-cylinder engines is still a complex operating mechanism is added to centrally adjust the control elements interconnected by coupling elements can «Finally, the sealing of each cylinder unit leading outward bore for the pivot pin of the control device requires appropriate measures,

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für Anordnung und Betätigung der Regelorgane zu verringern und den negativen Einfluß des Regelorgans in seiner Außerfunktionsstellung auf den normalen Motorbetrieb zu beseitigen.The aim of the invention is to reduce the cost of arrangement and operation of the control organs and to eliminate the negative influence of the control element in its inoperative position on the normal engine operation.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die durch die Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht darin, ein einheitliches Regelorgan zu schaffen, das - von der vorgesehenen Öffnung für die drallfreie Luftzufuhr abgesehen - die Frischluftleitung einerseits völligThe technical problem to be solved by the invention is to provide a uniform control element, which - apart from the intended opening for the twist-free air supply - the fresh air line on the one hand completely

abdeckt, andererseits bei normalem Motorbetrieb absiut aus der Frischluftleitung entfernt ist und erforderlichenfalls Zwischenstellungen zur Beeinflussung bestimmter Betriebszustände erlaubt·On the other hand, during normal engine operation, it is completely removed from the fresh air line and, if necessary, intermediate positions are permitted for influencing certain operating states.

Gemäß der Erfindung befindet sich, im Bereich der Zylinderabzv/eigungen ein durchgehendes Regelorgan, das damit für alle Zylinderabzweigungen einheitlich einstellbar ist und sowohl ein mindestens dem Strömungsquerschnitt entsprechendes oder etwas größeres Fenster als auch eine den Strömungsquerschnitt größtenteils abdeckende Wandung aufweist· Das Regelorgan ist als Flachschieber, als Drehschieber bzw· als schwenkbares Abdeckorgan ausgebildet, dessen Schwenkachse außerhalb der Strömungsquerschnitte liegt und sich etwa in der Motorlängsrichtung erstreckt«According to the invention, in the area of the cylinder deviations, there is a continuous control element which is uniformly adjustable for all cylinder branches and has both a window corresponding at least to the flow cross section or slightly larger and a wall largely covering the flow cross section. The control element is a flat slide , designed as a rotary valve or as a pivotable cover member whose pivot axis lies outside the flow cross-sections and extends approximately in the motor longitudinal direction.

-j5 Die Zuordnung einer automatischen Verstelleinrichtung, die auf einen bestimmten Betriebszustand anspricht, zur Betätigung des Regelorgans dient der weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung·The assignment of an automatic adjusting device, which responds to a specific operating state, for actuating the regulating member serves the further embodiment of the inventive solution.

Vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine wird das Regelorgan in eine Stellung gebracht, in der seine Wandung den größten Teil des Durchgangsquerschnittes der Zylinderabzweigungen verdeckt· Die verbleibende Durchlaßöffnung ist derart zu lokalisieren, daß die Frischluft sich weitestgehend dem Einfluß des sich anschließenden Einlaßdrallkanals entzieht und verstärkt in Umfangsbereichen des Einlaßventilspaltes zum Brennraum gelangt, die zur Veränderung des ursprünglichen, für die Drallerzeugung optimalen Geschwindigkeitsbildes führten« Die Anordnung der Durchlaßöffnung ist auf jeden Sinlaßkanaltyp spezifisch abzustimmen und in der Regel experimentell zu ermitteln bzw· zu optimieren· Nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine wird das Regelorgan in die andere Endstellung gebracht, in der sich seine Fenster in deckungsgleicher Übereinstimmung mit dem Strömungsquerschnitt der Zylinderabzweigungen befinden. Es kann aus Fertigungsgründen notwendig sein, die Fenster sogar noch etwas größer als den Strömungsquerschnitt auszuführen· Darüber hinaus sind die Fenster auch als einseitig offene Ausnehmung denkbar (z· B· Kammschieber)«Before starting the internal combustion engine, the control element is brought into a position in which its wall covers most of the passage cross section of the cylinder branches · The remaining passage opening is to be located so that the fresh air largely as far as the influence of the subsequent intake twist channel and amplified in peripheral areas The arrangement of the passage opening is specific to each type of Sinlaßkanaltyp and usually determined experimentally or to optimize after commissioning of the internal combustion engine, the control element is in the brought other end position in which its windows are in congruent agreement with the flow cross-section of the cylinder branches. For reasons of production, it may be necessary to make the windows even larger than the flow cross section. In addition, the windows are also conceivable as a recess open on one side (eg, comb slider).

Zur Optimierung bestimmter Betriebszustände, z. B. des Leerlaufes nach dem Anlassen, ist darüber hinaus eine Anwendung des Regelorgans jederzeit und auch in Zwischenstellungen möglich, um insbesondere eine Reduzierung des Kaltrauches und der Reizstoffe im Abgas zu ermöglichen.To optimize certain operating conditions, eg. As the idle after starting, in addition, an application of the control element at any time and in intermediate positions is possible to allow in particular a reduction of the cold smoke and the irritants in the exhaust gas.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben. Es zeigen:Reference to the drawings, an embodiment of the inventive solution is described in detail. Show it:

Pig. 1: den Querschnitt durch eine auf dem Zylinderkopf sitzende Motorhaube,Pig. 1: the cross section through a hood sitting on the cylinder head,

Pig. 2: einen Längsschnitt durch die Motorhaube entsprechend der in Pig, 1 bezeichneten Schnittebene mit dem Regelorgan in wirkungsloser Position undPig. 2: a longitudinal section through the bonnet according to the section indicated in Pig, 1 with the control element in an ineffective position and

Pig. 3: einen Längsschnitt durch die Motorhaube entsprechend der in Pig. 1 bezeichneten Schnittebene mit dem Regelorgan in Punktionsstellung,Pig. 3: a longitudinal section through the hood according to the in Pig. 1 designated sectional plane with the control organ in puncture position,

Gemäß Pig. 1 dient die auf dem Zylinderkopf 1 sitzende Motorhaube 2 mit ihrer Kammer 3 zur Abdeckung von Punktionsgruppen, ζ. B, des Ventiltriebs. Außerdem besitzt die Motorhaube 2 ein sich in Motorlängsrichtung erstreckendes Hauptrohr 4» von dem aus Zylinderabzweigungen 5 zu den im Zylinderkopf 1 angeordneten Einlaßdrallkanälen 6 führen, Hauptrohr 4 und Zylinderabzweigungen 5 bilden die Frischluftleitung. Im Übergangsbereich zwischen Hauptrohr 4 und den Zylinderabzweigungen 5 befindet sich in der oberen und unteren Viand der Motorhaube 2 ein Führungsschlitz für den Flachschieber 7, der als längsverschiebbares Regelorgan'-für die Frischluftzufuhr fungiert.According to Pig. 1 is the seated on the cylinder head 1 hood 2 with its chamber 3 to cover puncture groups, ζ. B, the valve train. In addition, the hood 2 has a extending in the engine longitudinal direction of the main pipe 4 »lead from the cylinder branches 5 to the arranged in the cylinder head 1 intake swirl channels 6, the main pipe 4 and cylinder branches 5 form the fresh air line. In the transition region between the main pipe 4 and the cylinder branches 5 is located in the upper and lower Viand the hood 2, a guide slot for the flat slide 7, which acts as längsverschiebbares Regelorgan'-for the supply of fresh air.

Aus Pig» 2 ist ersichtlich, daß der Flachschieber 7 Penster 8 besitzt, die sich in seiner gezeigten linken Endstellung in Übereinstimmung mit den Strömungsquerschnitten 9 der Zylinderabzweigungen 5 befinden.From Pig »2 it can be seen that the flat slide 7 has a penster 8, which are in its left end position shown in accordance with the flow cross sections 9 of the cylinder branches 5.

- 5 - -£ H i £ f #- 5 - - £ H i £ f #

Um Jeden negativen Einfluß ζ· B. von fertigungsbedingten Maßabweichungen auszuschalten, sirfd die Fenster 8 noch etwas größer ausgeführt, als es die Strömungsquerschnitte 9 erfordern würden·In order to eliminate any negative influence fert B. on production-related dimensional deviations, the windows 8 are made somewhat larger than the flow cross-sections 9 would require.

Die in Pig· 3 dargestellte rechte Endstellung des Flachschiebers 7> der im Vergleich zur Pig· 2 über das Betätigungselement 10 bis zur Anlage des Anschlages 11 am Yerschlußdeckel 12 verschoben wurde, hat zur Folge, daß die Strömungsquerschnitte 9 größtenteils vom Flachschieber 7 verdeckt werden. Die verbleibenden Restöffnungen 13 bewirken in den Einlaßdrallkanälen eine Luftströmung, die sich infolge ihres Verlaufs weitestgehend einer Drallbildung entzieht bzw. den drallbehafteten Strömungsanteil soweit verstimmt, daß während des Ansaughubes nahezu Drallfreiheit herrscht.The illustrated in Pig · 3 right end position of the flat slide 7> has been moved compared to Pig · 2 on the actuator 10 until the abutment of the stop 11 on Yerschlußdeckel 12, has the consequence that the flow cross sections 9 are largely covered by the flat slide 7. The remaining residual openings 13 cause in the inlet swirl ducts an air flow which as far as possible escapes due to their course a swirl formation or detunes the swirling flow fraction so far that prevails almost swirl freedom during the intake stroke.

Neben den beschriebenen beiden Endstellungen sind beliebige Zwischensteilungen des Flachschiebers 7 möglich, die eine differenzierte Drallregelung sowohl auf manuellem Weg über bekannte Mechanismen (z. B· Seilzug) als auch automatisch (z. B. in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsgrößen) denkbar·In addition to the two end positions described, arbitrary intermediate divisions of the flat slide 7 are possible, which are conceivable for a differentiated swirl control both manually and via known mechanisms (eg cable pull) or automatically (eg depending on specific operating variables).

Claims (5)

- Ό - £ P d fi !!>-> Erfindungsanspruch:- Ό - £ P d fi>> -> claim for invention: 1· Frischluftleitung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Einlaßdrallkanälen, in bzw· vor denen verstellbare Regelorgane zum überwiegenden Verschluß des Ansaugquerschnittes beim Anlassen angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich im Bereich der Zy linder ab zweigungen (5) ein durchgehendes pLegelorgan befindet, das für alle Zylinderabzweigungen einheitlich einstellbar ist und sowohl ein mindestens dem Ströiaungsquerschnitt entsprechendes Fenster (8) als auch eine den Strömungsquerschnitt größtenteils abdeckende Wandung aufweist·1 · fresh air line for reciprocating internal combustion engines with inlet swirl ducts, in or above which adjustable control organs for predominant closure of Ansaugquerschnittes are arranged when starting, characterized in that in the range of Zy from branches (5) is a continuous pLegelorgan, uniform for all cylinder branches is adjustable and has both a at least the Ströiaungsquerschnitt corresponding window (8) and a flow cross-section largely covering wall · 2· Frischluftleitung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Regelorgan ein Flachschieber (7) ist·2 · fresh air line according to point 1, characterized in that the control element is a flat slide (7) · 3· Frischluftleitung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Regelorgan ein Drehschieber ist,3 · fresh air line according to item 1, characterized in that the control element is a rotary valve, 4· Frischluftleitung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Regelorgan ein schwenkbares Abdeckorgan ist, dessen Schwenkachse außerhalb der Strömungsquerschnitte liegt und sich etwa in Motorlängsachse erstreckt·4 · fresh air line according to point 1, characterized in that the control element is a pivotable cover member whose pivot axis lies outside the flow cross-sections and extends approximately in the motor longitudinal axis. 5· Frischluftleitung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß dem Regelorgan eine auf einen bestimmten Betriebssustand ansprechende Verstelleinrichtung zugeordnet ist·5 · Fresh-air line according to items 1 to 4, characterized in that the regulating member is associated with an adjusting device which responds to a specific operating condition · Hierzu 1 Saite ZeichnungenFor this 1 string drawings