DE19902678C2

DE19902678C2 - Mehrzylindrige Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19902678C2
Application number: DE19902678A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Limbers
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-01-23
Filing date: 1999-01-23
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2019-01-24
Also published as: DE19902678A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, der wenigstens einen Auslaßkanal pro Zylinder aufweist, und mit einer Zuführeinrichtung für Sekundärluft, die wenigstens einen in den Zylinderkopf integrierten und in den Auslaßkanal mündenden Sekundärluftkanal aufweist.

Eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift DE 196 42 685 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Einrichtung zur Sekundärluftzufuhr für eine Brennkraftmaschine sind in die Einlaßkanäle einmündende Zweigleitungen dargestellt, die von einer in der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse angeordneten Sammelleitung ausgehen und sich quer zu den Gaswechselkanälen erstrecken. Eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist auch aus der FR 22 02 534 bekannt.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 44 35 555 C1 eine Brennkraftmaschine mit einer Zuführeinrichtung für Sekundärluft bekannt, wobei die dafür erforderlichen Leitungen im wesentlichen in ein Teilgehäuse integriert sind. Dazu ist die Sammelleitung in eine Flanschfläche des Zylinderkopfes eingelassen und führen, ausgehend von der Sammelleitung, Verbindungskanäle zu den Gaswechselkanälen.

Bei diesen Brennkraftmaschinen ist jedoch problematisch, daß die für eine Überprüfung der Schadstoffwerte im Abgas relevanten Sekundärluftkanäle bzw. Verbindungskanäle zwischen den Sekundärluftkanälen und den Auslaßkanälen, die starken Ablagerungen ausgesetzt sind, nur schwer zugänglich sind und daher nicht in zufriedenstellender Weise gereinigt werden können. Außerdem ist es bei diesen Brennkraftmaschinen schwierig, eine homogene Verteilung der Sekundärluft bezüglich der einzelnen Zylindereinheiten zu realisieren. Dies ist besonders schwierig, wenn es sich um eine Brennkraftmaschine mit zwei getrennten Zylinderbänken handelt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einer Zuführeinrich tung für Sekundärluft zu konzipieren, die ohne Demontage des Zylinderkop fes eine Reinigung des Sekundärluftkanals bzw. der Verbindungskanäle von dem Sekundärluftkanal zu den Auslaßkanälen ermöglicht und die ohne gro ßen Aufwand eine homogene Verteilung der Sekundärluft auf die einzelnen Zylindereinheiten erlaubt.

Die Aufgabe wird gelöst, indem der Sekundärluftkanal zumindest teilweise von einem rohrförmigen lösbaren Einsatz mit einer Anzahl von Austrittsöff nungen gebildet ist. Der rohrförmige Einsatz kann im Bedarfsfall einfach aus dem Zylinderkopf herausgezogen werden, so daß der Einsatz selbst sowie die darin befindlichen Austrittsbohrungen auf einfache Weise von innen ge reinigt werden können. Außerdem können Durchmesser und Position der Austrittsbohrungen für die einzelnen Zylindereinheiten frei gewählt werden, ohne daß der Zylinderkopf hierzu einer Änderung unterworfen werden müß te. Dies hat sich insbesondere bei der Feinabstimmung der Sekundärluft verteilung auf die einzelnen Zylindereinheiten bewährt.

Vorteilhaft fluchten die Austrittsöffnungen des rohrförmigen Einsatzes jeweils mit Verbindungskanälen, die von dem Sekundärluftkanal zu den Auslaßka nälen im Zylinderkopf führen. Damit können die Verbindungskanäle sowie die Austrittsöffnungen des im Zylinderkopf fixierten Einsatzes ausgehend von den Auslaßkanälen hergestellt werden, so daß bei der Herstellung der Austrittsöffnungen innerhalb des Einsatzes nur minimale Toleranzen auftre ten. Natürlich können die Austrittsöffnungen aber auch außerhalb des Zylin derkopfes vorgenommen werden.

Besonders vorteilhaft sind die Austrittsöffnungen kleiner dimensioniert als die Verbindungskanäle. Dadurch können sich die von den Abgasen in den Aus laßkanälen herrührenden Verunreinigungen über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine in den Verbindungskanälen anlagern ohne dort stö rend zu wirken, während die Verunreinigungen in den Austrittsöffnungen des herausnehmbaren Einsatzes, welche die Menge der Sekundärluft beein trächtigen können, einfach zu reinigen ist.

Damit die Sekundärluft möglichst genau dimensioniert werden kann, weist der rohrförmige Einsatz jeweils eine Austrittsöffnung pro Zylinder auf. Dies hat zudem den Vorteil, daß hierdurch Kosten für die Einbringung der Aus trittsöffnungen sowie der Verbindungskanäle eingespart werden.

Sind die Austrittsöffnungen dabei als zylinderindividuell definierte Zumeß bohrungen ausgestaltet, so kann auf einfache Weise erreicht werden, daß die durch den Einsatz im Sekundärluftkanal geförderte Sekundärluft auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine homogen verteilt wird, da unter schiedlich lange Wege oder unterschiedliche Geometrien hierdurch ausge glichen werden.

Zweckmäßig weist der Einsatz wenigstens eine Positionsmarkierung auf. Durch die Positionsmarkierung ist der Einsatz auch nach dem Herausziehen, Reinigen und Einführen wieder exakt innerhalb des Sekundärluftkanals posi tionierbar.

In einer besonderen Ausführungsform ist der rohrförmige Einsatz mittels ei nes endständigen Sekundärluftventils oder mittels einer endständigen Ver schlußplatte verdrehsicher am Zylinderkopf befestigt. Dadurch ist gewährlei stet, daß die Austrittsöffnungen und die Verbindungskanäle auch stets mit einander fluchten oder sich zumindest teilweise überdecken.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit einem rohrförmi gen Einsatz für Sekundärluft; und

Fig. 2 den rohrförmigen Einsatz aus Fig. 1.

Der Zylinderkopf 1 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine weist pro Zy linder zwei Einlaßventile 2 und zwei Auslaßventile 3 auf. Die Einlaßventile 2 und die Auslaßventile 3 werden über nicht gezeigte Tassenstößel von zwei parallelen Nockenwellen 4, 4' gesteuert. Zu den von den Einlaßventilen 2 und den Auslaßventilen 3 beherrschten Einlaßöffnungen 5 und Außlaßöff nungen 6, die in eine gemeinsame Brennraumkuppel 7 münden, führt jeweils ein Einlaßkanal 8 bzw. ein Auslaßkanal 9. Zwischen den Einlaßventilen 2 und den Auslaßventilen 3 und oberhalb der Auslaßöffnung 6 ist im Zylinder kopf 1 ein durchgehender gerader Sekundärluftkanal 10 angeordnet, der mit einer nicht näher gezeigten Zuführeinrichtung für Sekundärluft in Verbindung steht. Dieser Sekundärluftkanal 10 liegt zu den beiden Nockenwellen 4, 4' parallel und ist mittels eines senkrecht dazu angeordneten Verbindungska nals 11 mit dem ebenfalls weitgehend senkrecht dazu angeordneten Aus laßkanal 9 des Zylinderkopfes 1 verbunden. Der Sekundärluftkanal 10 sowie der Verbindungskanal 11 können aufgrund ihrer großen Durchmesser bereits beim Gießen des Zylinderkopfes 1 hergestellt werden.

In den Sekundärluftkanal 10 ist ein rohrförmiger Einsatz 12 aus einem korro sionsbeständigen Material eingeschoben, der eine Anzahl von äquidistanten am Umfang positionierten Austrittsöffnungen 13 für Sekundärluft aufweist. Die Austrittsöffnungen 13 sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen so wohl mit den Verbindungskanälen 11 als auch mit den Auslaßöffnungen 6 des Zylinderkopfes 1 fluchten.

Dabei ist pro Zylinder eine Austrittsöffnung 13 vorgesehen, die zu einem der beiden Auslaßkanäle 9 führt. Damit die durch die Austrittsöffnung 13 in dem rohrförmigen Einsatz 12 geförderte Sekundärluftmenge etwa gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder verteilt wird, sind die Durchmesser der Austrittsöff nungen 13 jeweils auf die Länge des Sekundärluftkanals 10 bzw. auf dessen Geometrie abgestimmt.

Zudem ist der Durchmesser der Austrittsöffnungen 13 mit bis zu 6 Millime tern deutlich kleiner gewählt als der Durchmesser der Verbindungskanäle 11, der ca. 10 Millimeter beträgt. Somit können sich in den Verbindungskanälen 11 Ablagerungen aus dem Abgas der Brennkraftmaschine festsetzen, ohne daß es dadurch zu einer Beeinträchtigung der in die Auslaßkanäle 9 geför derten Sekundärluftmenge kommt, welche allein durch den kleineren Durchmesser der Austrittsöffnungen 13 bestimmt wird.

Damit der rohrförmige Einsatz 12 innerhalb des Sekundärluftkanals 10 nicht verdreht oder verschoben werden kann, sind an seinem einen Ende Positi onsmarkierungen 14 angeordnet. Diese Positionsmarkierungen 14 erlauben eine eindeutige Positionierung, so daß der Einsatz 12 jederzeit zu Reini gungszwecken herausnehmbar und anschließend wieder einsetzbar ist. Zur Fixierung sollte der rohrförmige Einsatz 12 an seinem anderen Ende zudem mit einem Sekundärluftventil verbunden sein, welches an der Stirnseite des Zylinderkopfes 1 befestigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der rohrförmige Einsatz 12 an seinem einen bzw. anderen Ende aber auch mit einer Verschlußplatte versehen sein, die an der Rückseite des Zylinderkopfes 1 anbringbar ist. Somit kann im Fall, daß sich aus dem Abgas Rückstände in den Austrittsöffnungen 13 ablagern, der rohrförmige Einsatz 12 aus dem Zy linderkopf 1 herausgezogen werden und können die jetzt leicht zugänglichen Austrittsöffnungen 13 gereinigt werden, bevor der Einsatz 12 wieder in den Sekundärluftkanal 10 des Zylinderkopfes 1 eingeschoben wird.

Claims

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit
einem Zylinderkopf, der wenigstens einen Auslaßkanal pro Zylin der aufweist, und
einer Zuführeinrichtung für Sekundärluft, die wenigstens einen in den Zylinderkopf integrierten und in den Auslaßkanal mündenden Sekundärluftkanal aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sekundärluftkanal (10) zumindest teilweise von einem rohrförmigen lösbaren Einsatz (12) mit einer Anzahl von Austrittsöffnungen (13) für Sekundärluft gebildet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (13) des rohrförmigen Einsatzes (12) jeweils mit Verbindungskanälen (11) fluchten, die von dem Sekundärluftkanal (10) zu den Auslaßkanälen (9) im Zylinderkopf (1) führen.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (13) kleiner dimensioniert sind als die Verbin dungskanäle (11).

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß pro Zylinder jeweils eine Austrittsöffnung (13) vorge sehen ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (13) als zylinderindividuell de finierte Zumeßbohrungen ausgestaltet sind.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz (12) wenigstens eine Positionsmarkie rung (14) aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz (12) mittels eines endständigen Sekun därluftventils verdrehsicher im Zylinderkopf (1) befestigt ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz (12) mittels einer endständigen Ver schlußplatte verdrehsicher im Zylinderkopf (1) befestigt ist.