DE2928590A1 - FRESH AIR PIPE FOR PISTON PISTON COMBUSTION ENGINES WITH INLET SWIRL CHANNELS - Google Patents

Description

~ 2 DDR-~ 2 GDR

Titel der Erfindung;Title of invention;

Frischluftleitung für Hublcolbenbrennkraftmaschinen mit EinlaßdrallkanälenFresh air line for piston internal combustion engines with inlet swirl channels

Anwendungsgebiet;Field of use;

Die Erfindung betrifft mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere auch solche mit Abgasturboa.ufladung und ladeluftkühlung.The invention relates to multi-cylinder reciprocating internal combustion engines, especially those with exhaust gas turbocharging and intercooling.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen;Characteristics of the known technical solutions;

, Die zur Erreichung optimaler Betriebswerte 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 Luftrota.-tion bis zur völligen Drallfreiheit gibt es die verschiedensten, ventilnah oder ventilfern angeordneten Einrichtungen. Letztere, sie sind in der Kegel einfacher zu verwirklichen, bestehen zum großen Teil aus im Einlaßkanal befindlichen, nahezu den gesamten Querschnitt abdeckenden, schwenkbaren Regelorganene, die nach dem Anlaßvorgang eine annähernd wirkungslose Position erhalten. In der DD-PS 46 906 ist eine derartige Lösung beschrieben., The necessary to achieve optimal operating values in diesel engines with direct injection, by accordingly rotating air movement generated in the cylinder is known to have a detrimental effect on the Starting behavior of these internal combustion engines in particular low temperatures. To reduce air rotation Up to the point where there is no swirl, there is a wide variety of devices arranged close to or remote from the valve. The latter, they are easier to realize in the cone, consist largely of in the inlet channel located, almost the entire cross-section covering, pivotable control organs, which after the starting process a received almost ineffective position. Such a solution is described in DD-PS 46 906.

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Kanalquerschnitt annähernd ausfüllt und lediglich am Rand Ausnehmungen besitzt, die auf die StrömungsVerhältnisse im Drallkanal abgestimmt sein müssen. Dieser nur partielle Luftdurchgang bewirkt dann die angestrebte Drallminderung. Mach dem Anlassen wird die Scheibe um 90° geschwenkt, so daß sie der Frischluft minimalen Widerstand bietet. Dennoch beeinträchtigt das Regelorgan auch in dieser Position die Drallerzeugung und somit d.en Motorbetrieb. Zudem muß der Abstand zwischen dem Scheibenumfang und der Kanalwandung zur Erzielung einer deutlichen Drallminderung nahe Mull 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.Channel cross-section almost completely filled and only at the edge Has recesses that affect the flow conditions must be matched in the swirl channel. This only partial passage of air then brings about the desired reduction in swirl. After starting, the disc is swiveled through 90 ° so that there is minimal resistance to the fresh air offers. However, in this position, too, the control element impairs the generation of swirl and thus the engine operation. In addition, the distance between the disc circumference and the duct wall must be achieved in order to achieve a significant reduction in twist be close to Mull. To meet this requirement proves especially with the often complicated resp. asymmetrical duct cross-sections as either very complex or even impossible, with multi-cylinder engines there is also a complex actuating mechanism to control the control organs connected to one another by coupling elements to be able to adjust centrally. Finally, it requires the sealing of each cylinder unit to the outside leading hole for the pivot pin of the control organ appropriate measures.

Ziel der Erfindung:Aim 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 To reduce actuation of the regulating organs and the negative influence of the regulating organ in its inoperative position to eliminate normal engine operation,

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explain 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" exists in creating a uniform regulating element that - from the opening provided for the swirl-free air supply Apart from that - the fresh air duct on the one hand completely

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abdeckt, andererseits bei normalem Motorbetrieb absolut aus der Frischluftleitung entfernt ist und erforderlichenfalls Zwischenstellungen zur Beeinflussung bestimmter Betriebszustand« erlaubt,covers, on the other hand is absolutely removed from the fresh air line during normal engine operation and if necessary Intermediate positions to influence certain operating conditions «allowed,

Gemäß der Erfindung befindet sich im Bereich der Zylinderabzweigungen 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 is located in the area of the cylinder branches a continuous control element that can be set uniformly for all cylinder branches and both a window corresponding to at least the flow cross section or a slightly larger window and also a window Has flow cross-section largely covering wall. The control element is a flat slide, a rotary slide or, designed as a pivotable cover member, the pivot axis of which is outside the flow cross-sections and extends approximately in the longitudinal direction of the engine.

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 adjustment device, which responds to a certain operating state, for actuation of the regulating member serves to further develop the solution according to the invention.

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 Einlaßkanaltyp 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 Penster in deckungsgleicher Übereinstimmung mit dem Strömungsquersohnitt der Zylinderabzweigungen befinden. Es kann aus Fertigungsgründen notwendig sein, die Fenster sogar noch etwas größer als den Strömungsquersohnitt auszuführen« Darüber hinaus sind die Fenster auch als einseitig offene Ausnehmung denkbar (z. B. Kammschieber).Before starting the internal combustion engine, the control element 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 localized in such a way that the fresh air is largely subject to the influence of the adjoining inlet swirl duct withdraws and increases in the circumferential areas of the inlet valve gap reaches the combustion chamber, which is used to change the original one, which is optimal for generating swirl Speed image. The arrangement of the passage opening is to be matched specifically to each type of inlet channel and usually to be determined or optimized experimentally. After starting up the internal combustion engine the control element is brought into the other end position in which its penster is in congruent correspondence with the flow cross-section of the cylinder branches. For manufacturing reasons, it may be necessary to make the window even somewhat larger than the flow cross-section «In addition, the windows are also conceivable as recesses open on one side (e.g. comb slide).

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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.Idling after starting is also an application of the control organ at any time and also in intermediate positions possible, in particular to enable a reduction in cold smoke and irritants in the exhaust gas.

Ausführungsbeispiel;Embodiment;

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben. Es zeigen: An exemplary embodiment of the solution according to the invention is described in more detail with the aid of the drawing. Show it:

Pig. 1: den Querschnitt durch eine auf dem Zylinderkopf sitzende Motorhaube,Pig. 1: the cross section through one on the cylinder head seated bonnet,

Fig. 2: einen Längsschnitt durch die Motorhaube entsprechend der in Fig. 1 bezeichneten Schnittebene mit dem Regelorgan in wirkungsloser Position undFig. 2: a longitudinal section through the hood accordingly the sectional plane denoted in FIG. 1 with the control element in the ineffective position and

Fig. 3: einen Längsschnitt durch die Motorhaube ent-' sprechend der in Fig. 1 bezeichneten Schnittebene mit dem Regelorgan in Punktionsstellung.Fig. 3: shows a longitudinal section through the engine hood ' speaking of the sectional plane designated in FIG. 1 with the regulating organ in the puncture position.

Gemäß Fig. 1 dient öle-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 a,us 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 Wand der Motorhaube 2 ein Führungsschlitz für den Flachschieber 7» der als längsverschiebbares Regelorgan für die Frischluftzufuhr fungiert.According to FIG. 1, oil-seated on the cylinder head 1 is used Engine hood 2 with its chamber 3 to cover puncture groups, ζ. B. the valve train. In addition, the engine hood 2 has an extending in the engine longitudinal direction Main pipe 4 »from which a, us cylinder branches 5 lead to the inlet swirl channels 6 arranged in the cylinder head 1. Main pipe 4 and cylinder branches 5 form the fresh air line. In the transition area between the main pipe 4 and the cylinder branches 5 is located in the upper and. lower wall of the engine hood 2 a guide slot for the flat slide 7 »as a longitudinally displaceable regulating member acts for the fresh air supply.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Flachschieber 7 Fenster 8 besitzt, die sich in seiner gezeigten linken Endstellung in tibereinstimmung mit den Strömungsquerschnitten 9 der Zylinderabzweigungen 5 befinden.From Fig. 2 it can be seen that the flat slide 7 window 8 has, which in its shown left end position in correspondence with the flow cross-sections 9 of the cylinder branches 5 are located.

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ITm jeden negativen Einfluß z. B. von fertigungsbedingten Maßabweichungen auszuschalten, sind die Fenster 8 noch etwas größer ausgeführt, als es die Strömungsquerschnitte 9 erfordern würden.ITm any negative influence e.g. B. to switch off manufacturing-related dimensional deviations, the windows 8 are still 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 Fig. 2 über das Betätigungselement 10 bis zur Anlage des Anschlages 11 am Verschlußdeckel 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 drallbehaiteten Strömungsanteil soweit verstimmt, daß während des Ansaughubes nahezu Drallfreiheit herrscht.The one in Pig. 3 shown right end position of the flat slide 7 compared to FIG. 2 via the actuating element 10 was moved to the plant of the stop 11 on the closure cover 12, has the consequence that the Flow cross-sections 9 are largely covered by the flat slide 7. The remaining residual openings 13 cause an air flow in the inlet swirl channels which, as a result of its course, results in swirl formation as far as possible withdraws or the swirled flow portion so far out of tune that there is almost no swirl during the intake stroke.

Weben den beschriebenen beiden Endstellungen sind beliebige Zwischenstellungen 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) zulassen.Weaving the two end positions described, any intermediate positions of the flat slide 7 are possible, the a differentiated twist control both manually via known mechanisms (e.g. cable pull) and automatically (e.g. depending on certain company sizes) allow.

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Claims (4)

Patentansprüche;Claims; rl,j Frischluftleitung für Hubkolhenbrennkraftmaschinen mit Einlaß drallkanälen, in "bzw. vor denen verstell bare Regelorgane zum überwiegenden Verschluß des Ansaugquerschnitten "beim Anlassen angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich im Bereich der Zylinderabzweigungen (5) ein durchgehendes Regelorgan befindet, das für alle Zylinderabzweigungen einheitlich einstellbar ist und sowohl ein mindestens dem Strömungsquerschnitt entsprechendes Fenster (8) als auch eine den Strömungsquerschnitt größtenteils abdeckende Wandung aufweist. rl, j fresh air line for reciprocating internal combustion engines with inlet swirl channels, in "or in front of which adjustable bare control elements for the predominant closure of the intake cross-sections" are arranged during starting, characterized in that there is a continuous control element in the area of the cylinder branches (5), which is for all Cylinder branches can be adjusted uniformly and has both a window (8) which corresponds at least to the flow cross section and a wall which largely covers the flow cross section. 2. Frischluftleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Regelorgan ein Flachschieber (7) ist.2. fresh air line according to claim 1, characterized in that the control element is a flat slide (7). 3. Frischluftleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Regelorgan ein Drehschieber ist.3. fresh air line according to claim 1, characterized in that the control element is a rotary valve. 4. Frischluftleitung nach Anspruch 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 claim 1, characterized in that the control member is a pivotable cover member whose pivot axis is outside the Flow cross-sections lies and extends approximately in the engine longitudinal axis. 5» Frischluftleitung nach Anspruch 1 bis 4_f gekennzeichnet dadurch, daß dem Regelorgan eine auf einen bestimmten Betriebszustand ansprechende Verstelleinrichtung zugeordnet iit.5 »Fresh air line according to claim 1 to 4 _f, characterized in that an adjusting device responsive to a specific operating state is assigned to the regulating element. 030014/0586030014/0586 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED