DE1053862B - Inlet port in the cylinder head of internal combustion engines - Google Patents

Description

Einlaßkanal im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Einlaßkanal für ein im Zylinderkopf einer insbesondere luftverdichteliden Einspritzbrennkraftmaschine hängend angeordnetes Einlaßventil, der vorzugsweise vorn oberen Teil des Zylinderkopfes her steil, z. B. unter einem Winkel voll niaxinial -10'y zur Zylinderachse, einfällt, Mittel zur Aufteilung der durch den Einlaßkanal strömenden Verbrennungsluft in zwei Teilströme und eine Ventilkammer mit kegelschraubenförmigen Umfangswandlungen aufweist.Inlet port in the cylinder head of internal combustion engines The invention relates to an inlet duct for an air compressor in particular in the cylinder head Injection engine suspended inlet valve, which is preferably front upper part of the cylinder head ago steep, z. B. fully niaxinial at an angle -10'y to the cylinder axis, incident, means for dividing the through the intake port flowing combustion air in two partial flows and a valve chamber with conical screw-shaped Has circumferential changes.

Die Erfindung bezweckt, der in den Zylinder einströmenden Verbrennungsluft sowohl eine genügend große Komponente in Umfangsrichtung des Zylinders zu geben, damit einerseits in Verbindung finit dem eingespritzten Brennstoff eine gute Gemischbildung erreicht wird, als auch eine genügend große Komponente in Achsrichtung des Zylinders zu verleihen, damit andererseits eine gute Fiillung erzielt wird, und besteht im wesentliche darin, daß der Einlaßkanal zumindest all dem all die Ventilkammer anschließenden Teil in seinem Ouerschnittsv:erlauf seitlich derart eingeschnürt ist, daß die durch den Einlaßkanal ströinende Verbrennuligsluft in zwei übereinander angeordnete Strömungsanteile aufgeteilt wird, wobei der untere Strömungsanteil in Richtung des Einlaßkanals im wesentlichen geradlinig durch den Ventilspalt geleitet wird und der ollere Strömungsanteil in der Ventilkammer zunächst eine schraubenlinienförmige, zum Ventilsitz hin fallende Drehbewegung um die Ventilachse ausführt und. sich danach voll dein unteren Strömungsanteil durch den Ventilspalt hindurch mitreißen läßt.The invention aims at the combustion air flowing into the cylinder both to give a sufficiently large component in the circumferential direction of the cylinder, thus, on the one hand, a good mixture formation in connection with the injected fuel is achieved, as well as a sufficiently large component in the axial direction of the cylinder to give, so that on the other hand a good filling is achieved, and consists in essential in the fact that the inlet channel adjoins at least all of the valve chamber Part in its cross-section is constricted at the side in such a way that the through Combustion air flowing through the inlet duct in two flow components arranged one above the other is divided, the lower flow portion in the direction of the inlet channel in is guided essentially in a straight line through the valve gap and the ollere flow component in the valve chamber there is initially a helical shape falling towards the valve seat Rotary movement around the valve axis and. then fully your lower part of the flow can be carried away through the valve gap.

Bei einer bekannten Einspritzbrennkraftmaschine ist der Einlaßkana,l derart ausgebildet, daß unter Verineidurig voll Füllungsverlusten eine gute Wirbelbewegung der durch den Ventilspalt tretenden Verbrennungshift an jeder Stelle des Ventiltellerumfanges erzielt wird. Hierbei wird der Verbrennungsluftstrom jedoch nicht schon im Einlaßkanalteil von der Ventilkaminer aufgeteilt, sondern eine Aufteilung findet nur in der Ven.tilkamrner durch zwei Kanäle statt, welche in entgegengesetzter Richtung in unterschiedlichen Höhenabmessungen uni die Ventilführung herumlaufen und sich schließlich miteinander vereinigen.In a known injection internal combustion engine, the inlet duct, l designed in such a way that a good vortex movement under verineidurig full filling losses the combustion shift passing through the valve gap at every point on the valve disk circumference is achieved. In this case, however, the combustion air flow is not already in the inlet duct part divided by the Ventilkaminer, but a division takes place only in the Ven.tilkamrner held by two channels, which in opposite directions in different Height dimensions uni the valve guide run around and eventually with each other unite.

Während bei dieser bekannten Einspritzbrennkraftmaschine angestrebt wird, um den gesamten Ventilumfang herum möglichst gleichartige Strömungsverhältnisse zu erreichen, wird demgegenüber bei dem Gegenstand der Erfindung der Verbrennungsluftstrom derart geführt, daß - über den Ventilumfang gesehen - ein Gebiet bevorzugter Einströmung entsteht, so daß am Ventilumfang aufgezeichnete Durchströmvektoren sowohl hinsichtlich Dichte als auch Länge einen Maximunisektor aufweisen. Die Bildung eines Maximumsektors der Du,rchströmvektoren ist auch unter schwierigen baulichen Verhältnissen erzielbar, und besondere Hilfsmittel brauchen zu diesem Zweck nicht vorgesehen zu werden. Der geradlinig durch den Ventilspalt geleitete Strömungsanteil reißt beim Verlassen der Ventilkammer den die schraubenlinienförmige Bewegung um .den Ventilschaft ausführenden Strömungsanteil mit in den Zylinderraum hinein, so daß sich nicht nur im Idealfall sowohl eine gute Füllurig des Zylinders als auch eine für die Gemischaufbereitung in Verbindung mit .dem eingespritzten Brennstoff günstige Wirbelbewegung der Verbrennungsluft um die Zylinderachse ergibt.While aimed at this known internal combustion engine injection flow conditions that are as similar as possible around the entire valve circumference to achieve, in contrast, the subject of the invention of the combustion air flow Out in such a way that - seen over the valve circumference - an area of preferred inflow arises, so that the flow vectors recorded on the valve circumference both with regard to Density as well as length have a maximum sector. The formation of a maximum sector the flow vector can also be achieved under difficult structural conditions, and special aids do not need to be provided for this purpose. Of the The flow portion that is passed straight through the valve gap ruptures when it leaves the valve chamber which executes the helical movement around .den valve stem Part of the flow into the cylinder chamber, so that not only in the ideal case both a good filling of the cylinder and one for the mixture preparation In connection with the injected fuel, favorable swirling motion of the combustion air around the cylinder axis results.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann die Einschnürung nur an einer Längsseite des Einlaßkanals angeordnet sein, und der Ou-erschnitt des Einlaßkanals kann im Bereich der Einschnürung etwa nierenförmig ausgebildet sein.In a further embodiment of the subject matter of the invention, the constriction be arranged only on one long side of the inlet channel, and the Ou-section of the The inlet channel can be approximately kidney-shaped in the region of the constriction.

Die Einschnürung kann ferner an beiden Längsseiten des Einlaßkanals angeordnet sein, und der Ouerschnitt des Einlaßkanals kann im Bereich der Einschnürung etwa leinniskatena.rtig oder wenigstens länglichrund ausgebildet sein.The constriction can also be on both longitudinal sides of the inlet channel be arranged, and the cross section of the inlet channel can be in the region of the constriction be designed about leinniskatena.rtig or at least oblong.

Schließlich kann der Auslauf des mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen versehenen Teiles der Ventilkammer mit der Mündung des den unteren Strömungsanteil im Einlaßkanal führenden Kanalteiles im wesentlichen übereinstimmen.Finally, the outlet of the with conical screw-shaped circumferential walls provided part of the valve chamber with the mouth of the lower flow portion in the inlet channel leading channel part substantially match.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch .den Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmasch.ine im wesentlichen in der Längsachse des hängend angeordneten E inlaßventils; Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf den Zylinderkopf nach Fig. 1, und Fig: 3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie III-III aus Fig. 1; in Fig.4 ist ein Querschnitt durch den Einlaßkanal nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und in Fig. 5 ist ein solcher Schnitt nach der Linie V-V dargestellt.Fig. 1 shows a section through .the cylinder head of an air-compressing Injection combustion engine essentially in the longitudinal axis of the suspended Inlet valve; Fig.2 shows a plan view of the cylinder head according to Fig. 1, and Fig: 3 shows a section through the cylinder head along the line III-III from FIG. 1; in Fig.4 is a cross section through the inlet channel along the line IV-IV in Fig. 1 and in Fig. 5 such a section is shown along the line V-V.

Der Zylinderkopf 1 auf dem Zylinder 2 einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine ist mit einem parallel zur Zylinderlängsachse hängend angeordneten Einlaßventil3 versehen. Der Einlaßkanal4 mit seinem Eintrittsquerschnitt 5 an der Oberseite 6 des Zylinderkopfes 1 fällt im wesentlichen unter einem Winkel a von etwa 40' zur Zylinderlängsachse ein und bildet Tiber dem Ventilsitz? die Ventilkamnier8, durch welche sich der Schaft-9 des Ventils und teilweise--die Ventilführung 10 erstreckt. Die Ventilkammer 8 ist mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen 11 mit nach dein Ventilsitz 7 hin abnehmender Steigung versehen.The cylinder head 1 on the cylinder 2 of an air-compressing injection internal combustion engine is with an inlet valve 3 suspended parallel to the longitudinal axis of the cylinder Mistake. The inlet channel 4 with its inlet cross section 5 at the top 6 of the cylinder head 1 falls essentially at an angle α of about 40 'to Cylinder longitudinal axis and forms Tiber the valve seat? die Ventilkamnier8, through which extends the stem-9 of the valve and partially - the valve guide 10. The valve chamber 8 is conical screw-shaped circumferential walls 11 with after your Valve seat 7 provided towards decreasing slope.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind die Umfangswandungen 12 des Einlaßkanals 4 beiderseits mit Einschnürungen 13 versehen. Diese Einschnürungen erstrecken sich nahezu über den gesamten V erlauf des Einlaßkanals 4, von der Ventillcammer 8 ausgehend bis etwa an den Eintrittsquerschnitt 5 des Einlaßkanals.As can be seen in particular from Fig. 2 and from Figs. 4 and 5, are the circumferential walls 12 of the inlet channel 4 with constrictions 13 on both sides Mistake. These constrictions extend almost over the entire course of the inlet channel 4, starting from the valve chamber 8 up to approximately the inlet cross section 5 of the inlet port.

Von dem Kolben der Brennkraftmaschine durch den Einlaßkanal 4 in den Zylinder 2 gesaugte oder von einem Gebläse in ihn hineingeförderte Verbrennungsluft wird durch die seitlich längs des Einlaßkanals angeordneten Einschnürungen 13 in zwei übereinanderliegende Strömungsabteile aufgeteilt, nämlich in den den unteren Teil des Einlaßkanals durchströmendenAnteil 14 und in den den oberen Teil des Einlaßkanals durchströmenden Anteil 15. Der untere Strömungsantei114 wird durch den Einlaßkanal ohne irgendwelche Drosselungen im wesentlichen in gerader Richtung tangential zum Ventilschaft durch die Ventilkammer 8 und durch den Ventilspalt 16 in den. Zylinder 2 geleitet. Der obere Strömungsanteil 15 gelangt in den oberen Teil der Ventilkammer 8, wird dort durch die kegelschraubenförmig ausgebildeten Umfangswandungen 11 der Ventilkammer zu einer schraubenlinienförmigen, zum Ventilsitz hin fallenden Drehbewegung um den Ventilschaft 9 gezwungen. Noch vor dem Austritt des Strömungsanteiles 15 aus der Ventilkammer 8 wird dieser Strömungsteil nach einer Drehung von etwa 360° um die Ventilachse von dem unteren Strömungsanteil 14 erfaßt und von diesem durch den Ventilspalt 16 mitgerissen. Der Strömungsanteil 14 liefert in der Gesamtmenge der einströmenden Verbrennungsluft hauptsächlich eine Komponente im wesentlichen in Achsrichtung des Zylinders zur Erzielung einer guten Füllung, während der Ströinungsantei115 hauptsächlich eine Komponente im wesentlichen in Umfangsrichtung des Zylinders zur Erzielung einer guten Gemischbildung erzeugt.Combustion air sucked into the cylinder 2 by the piston of the internal combustion engine through the inlet duct 4 or conveyed into it by a fan is divided by the constrictions 13 arranged laterally along the inlet duct into two superimposed flow compartments, namely into the part 14 flowing through the lower part of the inlet duct and into the portion 15 flowing through the upper part of the inlet channel. The lower flow portion is through the inlet channel without any restrictions essentially in a straight direction tangential to the valve stem through the valve chamber 8 and through the valve gap 16 into the. Cylinder 2 directed. The upper flow portion 15 reaches the upper part of the valve chamber 8, where it is forced by the conical screw-shaped circumferential walls 11 of the valve chamber to a helical rotary movement around the valve stem 9 falling towards the valve seat. Even before the flow component 15 exits from the valve chamber 8, this flow component is captured by the lower flow component 14 after a rotation of approximately 360 ° around the valve axis and is carried along by the latter through the valve gap 16. In the total amount of incoming combustion air, the flow portion 14 mainly provides a component essentially in the axial direction of the cylinder to achieve good filling, while the flow portion mainly produces a component essentially in the circumferential direction of the cylinder to achieve a good mixture formation.

Claims (4)

PATENT AVSPYCCHC: 1. Einlaßkanal für ein im Zylinderkopf einer insbesondere luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine hängend angeordnetes Einlaßventil, der vorzugsweise vom oberen Teil des Zylinderkopfes her steil, z. B. unter einem Winkel von maximal 40° zur Zylinderachse, einfällt, Mittel zur Aufteilung der durch den Einlaßkanal strömenden Verbrennungsluft in zwei Teilströme und eine Ventilkammer mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal zumindest an dem an die Ventilkammer anschließenden Teil in seinem Ouerschnittsverlauf seitlich derart eingeschnürt ist, daß die durch den Einlaßkanal strömende Verbrennungsluft in zwei übereinander angeordnete Strömungsanteile aufgeteilt wird, wobei der untere Strömungsanteil in Richtung des Einlaßkanals im wesentlichen geradlinig durch den Ventilspalt geleitet wird und der obere Strömungsanteil in der Ventilkammer zunächst eine schraubenförmige, zum Ventilsitz hin fallende Drehbewegung um die Ventilachse ausführt und sich danach von dein unteren Strömungsanteil durch den Ventilspalt hindurch mitreißen läßt. PATENT AVSPYCCHC: 1. Inlet port for an inlet valve which is suspended in the cylinder head of a particularly air-compressing internal combustion engine and which is preferably steep from the upper part of the cylinder head, e.g. B. at an angle of a maximum of 40 ° to the cylinder axis, has means for dividing the combustion air flowing through the inlet channel into two partial flows and a valve chamber with conical screw-shaped circumferential walls, characterized in that the inlet channel at least on the part adjoining the valve chamber in its The cross-section is constricted laterally in such a way that the combustion air flowing through the inlet duct is divided into two flow components arranged one above the other, the lower flow component being directed essentially in a straight line through the valve gap in the direction of the inlet duct and the upper flow component in the valve chamber initially being helical towards the valve seat executes falling rotational movement around the valve axis and then can be carried away by the lower flow portion through the valve gap. 2. Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung nur an einer Längsseite des Einlaßkanals angeordnet ist und der Ouerschnitt des Einlaßkanals im Bereich der Einscln lürung etwa nierenförmig ausgebildet ist. 2. Inlet port according to claim 1, characterized characterized in that the constriction is arranged only on one longitudinal side of the inlet channel and the cross-section of the inlet channel in the region of the constriction is approximately kidney-shaped is trained. 3. Einlaßlcanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung an beiden Längsseiten des Einlaßkanals angeordnet ist und der Ouersch.nitt des Einlaßkanals im Bereich der Einschnürung etwa lenmiskatenartig oder wenigstens länglichruüd ausgebildet ist. 3. Einlaßlcanal according to claim 1, characterized in that the Constriction is arranged on both longitudinal sides of the inlet channel and the Ouersch.nitt of the inlet channel in the area of the constriction about lenmiskat-like or at least is elongated. 4. Einlaßkanal nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf des mit kegelschraubenförmigen Umfangswandungen versehenen Teiles der Ventilkammer mit der Mündung des den unteren Strömungsanteil im Einlaßkanal führenden Kanalteiles im wesentlichen übereinstimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift N r. 589108; französische Patentschrift Nr. 1134506; britische Patentschrift Nr. 642 808; USA.-Patentschriften Nr. 2 614 549, 2 686 514.4. Inlet channel according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the outlet of the conical screw-shaped circumferential walls provided part of the valve chamber with the mouth of the lower flow portion in the inlet channel leading channel part substantially coincides. Into consideration Drawn publications: German patent specification No. 589108; French patent specification No. 1134506; British Patent No. 642,808; U.S. Patent No. 2,614 549, 2,686,514.