DE3400926A1 - Einlassanlage fuer einen mit mehreren einlassventilen ausgestatteten verbrennungsmotor - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die mit mehreren Einlassventilen je Zylinder ausgestatteten Verbrennungsmotoren sind durch Literleistungen gekennzeichnet, die hoher als diejenigen sind, die sich bei gleichen Bedingungen bei mit einzelnen Einlassventilen ausgestatteten Motoren erzielen lassen, weil sie den Betrieb mit grösseren wirksamen Einlassquerschnitten gestatten und sich die Zylinder, besonders in den höheren Drehzahlbereichen, daher mit entsprechend höherem Füllungsgrad mehr füllen.

Bei den Motoren dieser Bauart lässt sich der Füllungsgrad der Zylinder auch durch Anwendung unterschiedlicher Profile und Steuerzeiten für die Steuernocken der einzelnen Einlassventile der Zylinder verbessern, weil jedes Profil für einen bestimmten Drehzahlbereich des Motors optimiert v/erden kann.

Insbesondere kann man im Fall von zwei Einlassventilen je Zylinder die Profile der beiden Steuernocken derselben so wählen, dass das eine eine wirksame Zylinderfüllung bei den niedrigeren Drehzahlen ermöglicht, während das andere in der Lage ist, den Füllungsgrad bei den höheren Drehzahlen zu optimieren.

Ein Nocken, der zum Beispiel eine länger*.; Öffnungszeit als der andere mit grösseren Vor- und Nachverstellwinkeln beim Öffnen und beim Schliessen hat, verbessert den Füllungsgrad in den höheren Drehzahlbereichen, weil dadurch während der Überschneidung mit dem Auslassventil die Zylinderspülung gefördert wird und die in der in den Zylinder eintretenden Luft- bzw. Gemischsäule vorhandenen Trägheit- und Resonanzerscheinungen ausgenützt v/erden.

Ein Nocken dagegen, der eine kürzere Öffnungszeit hat, ist

in den niedrigeren Drehzahlbereichen wirksam, weil dadurch der Rückfluss der Verbrennungsgase beim Einlass während der Überschneidung mit dem Auslassventil sowie eine Zurückweisung von frischem Gemisch seitens des Zylinders beim Einlass im Verdichtungshub verhindert werden.

Jedoch können auch diese Motoren eine gewisse Verschlechterung des Füllungsgrades zeigen, wenn sie bei niedriger Drehzahl mit starken Öffnungen der Drossel bzw. Drosseln der Luft oder des angesaugten Gemisches laufen.

Unter diesen Bedingungen kann nämlich durch das Einlassventil, das eine längere beim Öffnen vorverstellte und beim Schliessen nachverstellte Öffnungszeit hat, ein Teil der Frischladung wegen des verzögerten Schliessens des Ventils in die Einlassleitung zurückfHessen, weil der den Verdichtungshub beginnende Kolben in Ermangelung der Trägheitswirkung einen gewissen Druck auf die Frischladung ausübt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Füllungsverluste zu vermeiden, und zwar durch Anordnung von Rückschlagventilen in der Einlassleitung, die das Ventil mit der längeren Öffnungszeit speist, wobei diese Rückschlagventile den Luft- bzw. Gemischzufluss zum Zylinder gestatten und den umgekehrten Fluss von der Einlassleitung nach aussen verhindern.

Bei dieser Lösung gelangt die Luft oder das frische Gemisch, das durch das Einlassventil in den Zylinder eingeführt wird, in die Einlassleitung durch die Rückschlagventile, die sich während des Einlasshubes des Zylinders öffnen, wenn sie unter einem gewissen Druckunterschied stehen. Das frische Gemisch, das in den niedrigeren Drehzahlbereichen des Motors wegen des verzögerten Schliessens des Einlassventils aus

dem Zylinder in die Einlassleitung zurückfliesst, wird dagegen in dieser Leitung durch die Rückschlagventile zurückge- * halten, die geschlossen bleiben, da der das öffnen auslösende Druckunterschied fehlt: so wird in der Einlassleitung zwischen Rückschlagventilen und Einlassventil ein Rückstau an einen gewissen Überdruck aufweisendem Gemisch bewirkt, das daher am Anfang des anschliessenden Einlasshubes in den Zylinder zurückfliessen kann und dadurch die Ladungsdichte im Zylinder erhöht sowie das Austreten der Verbrennungsgase während der Überschneidung mit dem Auslassventil fördert. Es ergibt sich daraus eine deutliche Verbesserung der Motorfüllung im niedrigeren Drehzahlbereich.

Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand der beiliegenden Figuren 1 und 2 näher beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung .als nicht beschränkendes Beispiel darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 den Kopf eines mit einer erfindungsgemässen Einlassanlage ausgestatteten Motors im Teilschnitt und

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Bezugsebene II-II von Fig. 1.

In Fig. 1 sind mit 10, 1', 12 drei der Leitungen des Ansaugkrümmers 13 eines Vierzylinder-Reihenmotors und mit 14 insgesamt der Zylinderkopf bezeichnet. Durch die Leitungen 10, 11, 12 fliesst das Luft- und Benzingemisch oder eventuell nur die Luft, das oder die dem Motor zugeführt werden soll. In der Figur ist bzw. sind die Drossel bzw. Drosseln nicht dargestellt, die in der Regel vor oder in den Leitungen 10, 11, 12 zum Regeln der Kraftstoffzufuhr angeordnet sind.

In der Figur ist insgesamt mit 15 ein Anschlussblock bezeich-

'net, der mit den zu den Leitungen 10, 11, 12 koaxialen Leitungen 16, 17, 18 ausgestattet ist und Aufnahmen für die Körper 19, 20, 21 aufweist, in denen weitere, von den ersten abzv/eigende Leitungen 22, 23, 24 und 25, 26 ausgebildet sind. Mit 27, 2 8 sind Haltestifte der Körper 19, 20 im Block 15 und mit 31, 32, 33 die dazwischen angeordneten Dichtungsringe bezeichnet.

Die Leitungen 22, 23, 24 schliessen sich an die im Kopf ausgebildeten Leitungen 34, 35, 36 an, die mit den Einlassventilen 37, 38, 39 verbunden sind. Die Abzweigleitungen 2 5 und 26 münden durch die Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 in die Kanäle 42 und 43 ein, die sich ihrerseits an die im Zylinderkopf ausgebildeten und mit den Einlassventilen 46 und 47 versehenen Leitungen 44 und 45 anschliessen.

Die Rückschlagventile 40 und 41 bestehen aus den vorgespannten Federlaraellen, die an den Wänden 48 und 49 der Körper 20 und 21 mit den eingenieteten Bolzen 50, 51, 52, 53 und den dazwischen angeordneten Bogenkeilen 54 und 55 befestigt sind, die für die Lamellen als Anschlag dienen.

In Fig. 1 ist der umfang der im Kopf 14 ausgebildeten Verbrennungskammern 56, 57, 58 gestrichelt dargestellt. Mit 59, 60, 61 sind die Auslassventile der Zylinder und mit 62, 63, 64, 65 die Zündkerzen, jeweils zwei für jeden Zylinder, bezeichnet. Dann sind mit 66, 67, 68 die im Zylinderkopf ausgebildeten Auslassleitungen bezeichnet, die in die Leitungen 69, 70, 71 des Auspuffkrümrners münden. Schliesslich sind in Fig. 1 mit 73 und 74 die Hohlräume für das Kühlwasser des Zylinderkopfes bezeichnet.

Insbesondere wird jeder Zylinder durch zwei Einlassventile

unterschiedlicher Abmessungen, und zwar ein kleineres, wie 46 und 47, und ein grösseres Einlassventil, wie 37 und 38, gespeist, um die.Geschwindigkeit des durch ein Ventil, und zwar durch das kleinere Ventil, fliessenden Stromes zu erhöhen und eine Turbulenz zu bewirken, die das in den Zylinder eintretende Luft- und Benzingemisch inniger vermischt und die Verbrennung verbessert.

Ausserdem sind zur Steuerung der grösseren Ventile 37, 38,

39 Nocken vorgesehen, die engere Öffnungswinkel als die Nokken aufweisen, die die kleineren Ventile 46 und 47 betätigen. Letztere arbeiten daher mit grösseren Vor- und Nachverstellwinkeln beim Öffnen und beim Schliessen, um die Füllung im höheren Drehzahlbereich zu verbessern, während die ersten mit engeren Vor- und Nachverstellv/inkeln beim Öffnen und beim Schliessen arbeiten, um im niedrigeren Drehzahlbereich Füllungsverluste zu verhindern.

Darüber hinaus sind erfindungsgemäss die Abzweigeinlassleitungen, wie 25 und 26, mit Lamellen-Rückschlagventilen, wie

40 und 41, versehen, die den Eintritt von Luft oder Gemisch in die Leitungen 44 und 45 während der Einlasshübe der entsprechenden Zylinder gestatten, wenn im Bereich der Lamellen 40 und 41 ein Druckunterschied erzeugt wird, der ihre Vorspannung überwinden und sie bis zum Anschlag gegen die Bogenkeile 54 und 55 anheben kann.

Sinkt dagegen dieser Druckunterschied unterhalb des zum überwinden der Vorspannung erforderlichen Wertes, so schliessen die Lamellen 40 und 41 die Leitungen 44 und 45 und das Gemisch, das wegen der.groäsen Schliessverzögerungswinkel der "Ventile A6 und 47 bei im niedrigeren Drehzahlbereich mit starken Öffnungen der Drossel oder. Drosseln laufendem Motor

aus den Zylindern in die Einlassleitungen 44 und 45 zurückströmen kann, wird in diesen Leitungen 44 und 45. zurückgehalten und daran gehindert, nach den Einlassleitungen 10, 11, 12 zurückzufliessen. Dadurch wird in den Leitungen 44 und ein Rückstau an Gemisch bewirkt, das einen gewissen Überdruck aufweist und daher in der Lage ist, am Anfang des anschliessenden Einlasshubes in den entsprechenden Zylinder zurückzufliessen, wodurch die Frischladungsdichte erhöht und der Austritt der Verbrennungsgase mit Spülwirkung während der Überschneidung mit den Auslassventilen 59, 60, 61 gefördert wird. Damit lässt sich eine beträchtliche Verbesserung der Motorfüllung in den niedrigeren Drehzahlbereichen erzielen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Rückschlagventile 40 und 41 vor den im Zylinderkopf 14 ausgebildeten Einlassleitungen angeordnet und ihr Abstand von den Einlassventilen ist daher ausreichend, um sie vor den Viarmebeanspruchungen zu schützen, die wegen eines eventuellen Rückflusses der Verbrennungsgase in die Einlassleitungen entstehen können.

Claims (3)

1. Patentanmeldung . ': .

   ALFA ROMEO AUTO S.p.A.

   Einlassanlage für einen mit mehreren Einlassventilen ausgestatteten Verbrennungsmotor

   PATENTANS P RUCKE

   Λ Einlassanlage für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der mit mehreren Einlassventilen je Zylinder und mit entsprecheien Einlassleitungen ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Einlassleitungen eines jeden Zylinders mit mit dem entsprechenden Einlassventil in Reihe geschalteten Rückschlagventilen versehen ist, die den Zufluss zum Zylinder gestatten und den umgekehrten Fluss von der Einlassleitung nach aussen verhindern-
2. 2. Einlassanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile in derjenigen Einlassleitung eines jeden Zylinders angeordnet sind, die mit dem Ein-

   lassventil mit der längeren Öffnungszeit ausgestattet ist.
3. 3. Einlassanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Rückschlagventile in derjenigen Einlassleitung eines jeden Zylinders angeordnet sind, die mit dem Einlassventil mit dem kleinsten Durchlassquerschnitt ausgestattet ist.

   ^. Einlassanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus im Zylinderkopf ausgebildeten Einlassleitungen und aus in einem Anschlussblock ausgebildeten und mit den ersten verbundenen Einlassleitungen besteht, wobei die Rückschlagventils im Anschlussblock im Bereich der einen der Einlassleitungen eines jeden Zylinders gelagert sind.