DE3934883A1 - Brennkraftmaschine mit einer einblasevorrichtung in einen gaswechselkanal, insbesondere zum lufteinblasen in einen abgaskanal - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einer einblasevorrichtung in einen gaswechselkanal, insbesondere zum lufteinblasen in einen abgaskanal

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Einblasevorrichtung in einen Gaswechselkanal und geht gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches von der DE-A-22 59 548 aus.
Bei der bekannten Brennkraftmaschine wird Luft in einen Abgaskanal eingeblasen, wobei die für die Verteilung der Luft auf die Abgaskanäle einer mehrzylindrigen Brenn­ kraftmaschine vorgesehene Verteilerleitung im Bereich der Trennebene zwischen dem Zylinderkopf und einem Anschlußflansch einer Abgasleitung angeordnet ist. Von der somit in einer Zylinderkopfseite angeordneten Verteilerleitung führt zu jedem Abgaskanal eine unmit­ telbar anschließende Einblaseleitung. Zur Erzielung einer langen Mischungsstrecke im Abgaskanal mündet die Einblaseleitung nahe dem Auslaßventil in den Abgaskanal.
Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist, daß die Einblaseleitung unter einem spitzen Winkel zur Kanal- bzw. Abgasströmungs-Richtung in den Abgaskanal mündet, und somit ein an der Mündung anstehender Abgas-Gegen­ druck von der Luftpumpe zu überwinden ist. Weiter behindert die bekannte Anordnung der Einblaseleitung im Zylinderkopf die Ausgestaltung einer dem Abgaskanal zugeordneten Kühlmittelführung, insbesondere bei flüs­ sigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Vermeiden der vorgenannten Nachteile die gattungsgemäße Brenn­ kraftmaschine so zu gestalten, daß Verteilerleitung und Einblaseleitung der Einblasevorrichtung mittelbar in Verbindung stehen.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße mittelbare Verbindung der Einblase­ leitung mit der Verteilerleitung ergibt in vorteilhafter Weise einen relativ großen Spielraum bei der Wahl einer günstigen Anordnung der Einblaseleitung im Zylinderkopf, ohne jedoch dabei Einschränkungen für die gewünschte Kühlmittelführung um den Gaswechselkanal eingehen zu müssen. Insbesondere kann eine direkt in den Gaswechsel­ kanal mündende Einblaseleitung zur Strömungsrichtung des jeweiligen Mediums unter einem relativ großen Winkel gewählt werden mit dem Ziel, an der Mündung der Einbla­ seleitung einen geringen Strömungsdruck zu haben. Damit kann vorteilhafterweise die Leistung einer Einblasepumpe reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der vorge­ schlagenen Anordnung zwischen Zylinderkopf und Kurbel­ gehäuse eines geteilten Maschinengehäuses unter Einbe­ ziehung der Zylinderkopfdichtung zu sehen, weil damit die mittelbare Verbindung lediglich durch bauliche Abwandlung gegebener Teile verwirklicht werden kann. Zusätzliche Bauteile sind damit im wesentlichen nicht erforderlich.
Die vorerwähnte erfinderische Ausbildung der mittelbaren Verbindung zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse einschließlich der zugehörigen Dichtung eröffnet gemäß mehrerer Unteransprüche alle Möglichkeiten der Anordnung der Verteilerleitung, die je nach Platzangebot und Raumbedarf im Zylinderkopf oder im Kurbelgehäuse oder in beiden über eine Dichtung mit einer als Verbindungslei­ tung dienenden Ausnehmung oder zusätzlich mit einer auf den Querschnitt der Verteilerleitung abgestellten Ausnehmung ausgebildet werden kann. Denkbar ist weiter eine lediglich in der Zylinderkopfdichtung ausgebildete Verteilerleitung mit Verbindungsleitungen zu den im Zylinderkopf angeordneten Einblaseleitungen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung der mittelbaren Verbindung kann ein im Zylinderkopf eine Brennraummulde von einem dem Gaswechselkanal zugeordneten Kühlmittel­ raum trennender Wandabschnitt der Anordnung einer Einblaseleitung dienen, womit in vorteilhafter Weise eine gesonderte Anordnung für die Einblaseleitung im Zylinderkopf entfällt. Erreicht wird damit ferner eine dem Gaswechselkanal bestmöglich angepaßte Kühlmittel­ führung ohne einen strömungsmäßig störenden Vorsprung bzw. einer Sperre.
In Ausgestaltung der in einem gegebenen Wandabschnitt angeordneten Einblaseleitung kann diese nahe einem Gaswechselventil direkt in den Gaswechselkanal münden, wobei die mittelbare Verbindung eine Anordnung der Einblaseleitung mit einer im Gaswechselkanal druck­ günstig liegenden Mündung erlaubt.
In einer anderen Ausgestaltung der in einem gegebenen Wandabschnitt angeordneten Einblaseleitung steht diese mit einem im Zylinderkopf einem Ventilsitzring zugeord­ neten Ringkanal in Verbindung, wobei der Ventilsitzring mit Überströmöffnungen vom Ringkanal in den Gaswechsel­ kanal versehen ist.
Insbesondere die vorgenannte Ausgestaltung kann sowohl in einem abgasseitigen als auch in einem ansaugseitigen Gaswechselkanal Anwendung finden. Im ersten Fall zum Zuführen von Luft in einen Abgaskanal, im letzteren Fall zur Erzeugung verwirbelter Ansaugluft oder der Zuführung eines gasförmigen Brennstoffes in die Ansaugluft eines Ansaugkanals.
Schließlich ist im letzten Anspruch eine Ausgestaltung für mehrflutige, gleichgeartete Gaswechselkanäle be­ schrieben, die insbesondere für Zwillings-Abgaskanäle geeignet ist.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einer Luft-Einblasevorrichtung in einen Abgaskanal beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Abschnitt einer Brennkraftmaschine mit Zylinderkopf und Kurbelgehäuse im Bereich der Dichtung im Schnitt mit direkt in den Abgas­ kanal mündender Einblaseleitung,
Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung mit einer mit einem Ringkanal um einen Ventilsitz verbun­ denen Einblaseleitung, und
Fig. 3 einen Abschnitt der Dichtung in Draufsicht.
Ein Maschinengehäuse 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine ist in einen Zylinderkopf 2 und in ein Kurbelgehäuse 3 geteilt, wobei Zylinderkopf 2 und Kurbelgehäuse 3 unter Zwischenlage einer Dichtung 4 gegeneinander verspannt sind. Im Zylinderkopf 2 ist eine Brennraummulde 5 angeordnet, die mit einem Abgaskanal 6 in Verbindung steht. Der Abgaskanal 6 steht mit dem aus Brennraummulde 5 und im Kurbelgehäuse 3 ausgebildeten Hubraum 7 umfassenden Brennraum 8 über ein gesteuertes Hubventil 9 in periodischer Verbindung. In das in den Abgaskanal 6 periodisch eintretende Abgas wird mittels einer Einblasevorrichtung 10 mittels einer nicht darge­ stellten Luftpumpe Luft eingeblasen.
Die Einblasevorrichtung 10 umfaßt eine im Bereich der Trennebene 11 zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Kurbelgehäuse 3 angeordnete Verteilerleitung 12. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist die Verteilerlei­ tung 12 im Kurbelgehäuse 3 zur trennebenseitigen An­ schlußfläche 13 hin als offene Rinne 14 ausgebildet. Wie aus Fig. 1 weiter hervorgeht, kann die Verteilerlei­ tung 12 gemäß der gestrichelten Linie auch im Zylinder­ kopf 2 angeordnet sein. Die Verteilerleitung 12 steht mit einer im Zylinderkopf 2 angeordneten Einblaselei­ tung 15 in mittelbarer Verbindung über eine in der Dichtung 4 zwischen Zylinderkopf 2 und Kurbelgehäuse 3 angeordnete Ausnehmung 16, die als Verbindungsleitung 17 zwischen der Verteilerleitung 12 und der Einblaselei­ tung 15 dient. Diese über die Ausnehmung 16 in der Dichtung 4 erzielte mittelbare Verbindung ermöglicht es, die Einblaseleitung 15 von der trennebenseitigen An­ schlußfläche 18 des Zylinderkopfes 2 aus in einem zur Anschlußfläche 18 im wesentlichen quergerichteten Wandabschnitt 19 anzuordnen. Der die Einblaseleitung 15 aufnehmende Wandabschnitt 19 ist zwischen einem dem Gaswechselkanal 6 benachbarten Kühlmittelraum 20 und der im Zylinderkopf ausgebildeten Brennraummulde 5 angeord­ net. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich, mündet die Einblaseleitung 15 über den Wandabschnitt 19 in den Gaswechselkanal 6 stromab des Hubventil 9 in geringer Entfernung und zur Strömungsrichtung des Abgases im wesentlichen quergerichtet. Damit ergibt sich an der Mündung der Einblaseleitung 15 ein wesentlich gerin­ gerer, von der nicht dargestellten Luftpumpe zu über­ windender Gegendruck.
Bei der Ausbildungsvariante nach Fig. 2 steht die Einblaseleitung 15 mit einem im Zylinderkopf 2 einem Ventilsitzring 21 des nicht gezeigten Hubventils 9 zugeordneten Ringkanal 22 in Verbindung, wobei der Ventilsitzring 21 mit Überströmöffnungen 23 aus dem Ringkanal 22 in den Gaswechselkanal 6 versehen ist.
Fig. 3 zeigt schließlich eine weitere Ausbildungs­ variante der Verteilerleitung 12, die hiernach mittels einer weiteren Ausnehmung 24 in der Dichtung 4 ausge­ bildet ist. Weiter kann die als Verbindungsleitung 17 dienende Ausnehmung 16 der Dichtung 4 im zylindersei­ tigen Endbereich in der Leitungsbreite so gestaltet sein, daß ein einwandfreier mediumsführender Anschluß mehrerer Einblaseleitungen 15 erreicht ist. Eine der­ artige Ausbildung ist beispielsweise für in Zwillings­ anordnung vorgesehene Gaswechselkanäle denkbar.
Zur weiteren Ausgestaltung der Verteilerleitung 12 sei noch nachgetragen, daß diese aus im Zylinderkopf 2 und im Kurbelgehäuse 3 angeordneten Rinnen 14 gebildet sein kann, die miteinander über die weitere, kanalartige Ausnehmung 24 der Dichtung 4 in Verbindung stehen. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere bei relativ dünnen Wänden von Zylinderkopf 2 und Kurbelgehäuse 3 mit relativ flachen Rinnen 14 an, wobei der erforderliche Querschnitt der Verteilerleitung 12 über die Ausneh­ mung 24 in der Dichtung 4 erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Einblasevorrichtung 10 ist nicht auf abgasseitige Gaswechselkanäle beschränkt, sie kann auch für ansaugseitige Gaswechselkanäle Verwendung finden.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit einer Einblasevorrichtung in einen Gaswechselkanal, insbesondere zum Luftein­ blasen in einen Abgaskanal,
  • - bei der eine in den Gaswechselkanal (6) mündende Einblaseleitung (15) mit einer im Maschinengehäu­ se (1) im Bereich einer Bauteil-Trennebene (11) angeordneten Verteilerleitung (12) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verteilerleitung (12) im Bereich der Trennebene (11) des in Kurbelgehäuse (3) und Zylinderkopf (2) geteilten Maschinengehäuses (1) angeordnet ist, und
  • - eine zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse vorgesehene Dichtung (4) zumindest eine als Ver­ bindungsleitung (17) zwischen Verteilerleitung (12) und Einblaseleitung (15) dienende Ausnehmung (16) aufweist, wobei
  • - die Einblaseleitung (15) von der trennebenseitigen Anschlußfläche (18) des Zylinderkopfes (2) aus in einem zur Anschlußfläche (18) im wesentlichen quergerichteten Wandabschnitt (19) angeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerlei­ tung (12) im Zylinderkopf (2) oder im Kurbelge­ häuse (3) zur jeweiligen trennebenseitigen An­ schlußfläche (13, 18) hin als offene Rinne (14) ausgebildet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerlei­ tung (12) in der Dichtung (4) mittels einer wei­ teren Ausnehmung (24) ausgebildet ist.
4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerlei­ tung (12) zumindest aus einer im Zylinderkopf (2) oder im Kurbelgehäuse (3) angeordneten Rinne (14) und der weiteren Ausnehmung (24) in der Dich­ tung (4) gebildet ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere für flüssigkeits­ gekühlte Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einblaselei­ tung (15) aufnehmende Wandabschnitt (19) zwischen einem dem Gaswechselkanal (6) benachbarten Kühl­ mittelraum (20) und einer im Zylinderkopf (2) ausgebildeten Brennraum-Mulde (5) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaselei­ tung (15) über den Wandabschnitt (19) in den Gaswechselkanal (6) nahe einem Gaswechselventil (Hubventil 9) mündet.
7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Einblaseleitung (15) mit einem im Zylinder­ kopf (2) einem Ventilsitzring (21) zugeordneten Ringkanal (22) in Verbindung steht, wobei
  • - der Ventilsitzring (21) mit Überströmöffnungen (23) aus dem Ringkanal (22) in den Gaswechselkanal (6) versehen ist.
8. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Dichtung (4) mittels der Ausnehmung (16) gebildete Verbindungs­ leitung (17) im der Verteilerleitung (12) abgewand­ ten Endbereich mit mehreren Einblaseleitungen (15) mediumsführend in Verbindung steht.
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