DE1048438B

DE1048438B - Viertaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1048438B
Application number: DENDAT1048438D
Authority: DE
Inventors: Heunch Augsburg Josef
Original assignee: Maschinenfabrik Augsburg Nürnberg A G Augsburg
Publication date: 1959-01-08

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Einlaßkanal, welcher um etwa 90° abgewinkelt ist und dessen Achse wenigstens annähernd in einer Ebene verläuft, in der wenigstens annähernd auch die Achse des Einlaufventil liegt, wobei der in Richtung senkrecht zur Ventilachse ankommende Luftstrom durch eine den Querschnitt des Einlaßkanals teilweise versperrende Luftführungsfläche in einen anderen Querschnittsteil des Einlaßkanals abgelenkt wird.

Bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei solchen mit direkter Einspritzung des Brennstoffes, ist für eine vollkommene Verbrennung eine gute Durchwirbelung von Luft und Brennstoff erforderlich. Man hat daher bereits durch Anordnung sogenannter Wirbelschirme od. dgl. eine zusätzliche Luftbewegung im Zylinder erzeugt, wodurch die zwischen den Brennstoffstrahlen befindliche verdichtete Luft an die Brennstofifteiilchen herangeführt wird und auf diese Weise -möglichst viel Sauerstoff an der Verbrennung teilnimmt.

Beispielsweise kann durch eine besonders günstige Führung des Zuströmkanals eine tangentiäle Ablenkung der Luft im Zylinder erreicht werden, jedoch ist eine solche Luftführung bei mehrventiligen Zylinderköpfen infolge der beschränkten Platzverhältnisse nicht immer möglich.

Bei Wirbelschirmventilen hingegen ist ein Verstell- und Führungsmechanismus erforderlich, um ein Arbeiten des Ventils' in der günstigsten Winkelstellung des Schirmkragens zu ermöglichen. Dies wirkt sich insbesondere bei mehrventiligen Zylinderdeckeln nachteilig aus, da der ^: Mechanismus infolge der ungünstigen Abmessungen nicht ohne weiteres im Zylinderdeckel unterzubringen ist. Da sich das Ventil nicht frei drehen kann, treten außerdem am Sitz derartiger A^entile örtliche Korrosionen auf.
: Bei den weiterhin bekanntgewordenen, an der Ventilschaftführung im 'Zuströmkanal fest angebrachten konzentrischen Ringdüsen wird-im Ventildurohtrittsquerschnitt zwar eine bessere Luftmengenverteiluing und demzufolge eine geringere örtliche Korrosion erreicht, eine Luftdrehung im Brennraum ist dabei allerdings nicht zu erreichen.

Man hat ferner Leitrippen auf der Ober- und Unterseite des Einlaßventiltel.lers sowie an der Ober- und Unterseite des fest eingebauten Ventilsitzringes angebracht. Dadurch soll ebenfalls eine günstige Luftdrehung beim Ansaugen und Verdichten hervorgerufen werden. Die Wirkung der angestrebten Luftbewegung im Brennraum ist jedoch infolge kleinerer, nur um das Ventil entstehender örtlicher Wirbel sehr gering, selbst dann, wenn mehrere Leitrippen angebracht werden.

Anmelder:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G., Augsburg 2, Stadtbachstr. 7

Josef Heurich, Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

Leitrippen beiderseits des Ventiltellers erschweren die Fertigung des meist als Drehteil hergestellten Ventils, vergrößern die schädliche Masse und verteuern die Herstellung. Aus konstruktiven Gründen müssen derartige Leitrippen am Ventil selbst in ihrer Anzahl beschränkt und nur verhältnismäßig klein und dünn ausgeführt werden, um den freien Durchtrittsquerschnitt im Ventilsitz nicht zu verringern sowie die Massenkräfte in erträglichen Grenzen zu halten. Aus diesem Grunde dürfen sie auch nicht beliebig weit in den Zuströmkanal bzw. in den Brennraum hineinragen, da sonst Deformationen eintreten. Andererseits ermöglicht der im oberen Totpunkt befindliche Kolben entweder keine in den Brennraum ragenden Leitrippen, oder es sind namentlich bei Ventilüberschneidung tiefere Ventiltaschen im Kolben erforderlich, welche den Brennraum wiederum unregelmäßig gestalten und den guten Ablauf der Verbrennung ungünstig beeinflussen. Gerade bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen ist jedoch eine starke Luftbewegung im Brennraum und Ventilüberschneidung zwecks intensh^er Spülung notwendig. Durch Anbringung zusätzlicher Leitrippen an der Unterseite des Ventiltellers würden demzufolge die Ventiltasohen weiter nachteilig vergrößert. Außerdem würden sich beim Verdichtungshub die durch die in die Ventiltaschen hineinragenden Leitrippen erzeugten örtlichen Wirbel nur innerhalb der Taschen ausbilden und den übrigen Brennraum gar nicht oder nur spärlich erfassen. Diesen Mangel weisen fast ausschließlich auch Leitrippen an der Ober- und Unterseite des feststehenden Ventilsitzes auf, die sowohl in den Brennraum als auch in den Zuströmkanal ragen.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung sind in einem ringförmigen Einlaßkanal radial angeordnete Leitflächen vorgesehen, welche der einströmenden Luft eine Drehbewegung verleihen sollen. Eine intensive Verwirbelung der Luft kann damit jedoch nicht erreicht werden.

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Es ist auch eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der im Einlaßkanal eine den Querschnitt desselben teilweise versperrende Luftführungsfläche zum Ablenken des Luftstroms in einen anderen Querschnittsteil des Einlaßkanals vorgesehen ist. Diese Fläche dient jedoch lediglich dazu, die angesaugte Luft vorzuwärmen; eine Durchwirbelung der Luft im Brennraum kann damit ebenfalls nicht bewirkt werden.

Dieser Nachteil kann bei einer Viertaktbrennkraftmaschine mit einem etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Einlaßkanal, welcher um etwa 90° abgewinkelt ist und dessen Achse wenigstens annähernd in einer Ebene verläuft, in der wenigstens annähernd auch die Achse des Einlaßventils liegt, wobei der in Richtung senkrecht zur Ventilachse ankommende Luftstrom durch eine den Querschnitt des Eimlaßkanals teilweise versperrende Luftführungsfläche in einen anderen Querschnittsteil des Einlaßkanals abgelenkt wird, ernndungsgemäß dadurch behoben werden, daß die Luftführungsfläche aus zur Ventilachse radialen bzw. die Ventilführutig und den Ventilschaft tangierenden Ebenen gebildet ist, welche eine der, in der Richtung des vor der Abwinkelung herrschenden Luftstromes gesehen, zu beiden Seiten des Ventils vorhandenen Hälften des Einlaßkanals in der ganzen Höhe versperrt und bis dicht an den Ventilteller reicht.

Durch diese Maßnahmen wird der senkrecht auf die Leitfläche auftreffende Luftstrom einerseits teilweise nach unten unigelenkt und strömt bei geöffnetem Ventil praktisch senkrecht bzw. mit einer steilen Drehung durch eine schaufeiförmige Kante der Leitfläche in den Zylinder. Der andere Teil hingegen strömt ungehindert ein bzw. wird durch die Leitwand seitlich abgelenkt und um den Ventilschaft spiralförmig herumgeführt, so daß dadurch eine flacher drehende Luftbewegung im Brennraum verursacht wird. Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Luftführungsfläche besteht auch darin, daß diese bei bereits in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschinen nachträglich ohne weiteres im Zuströmkanal der Ventile bei geringstem Aufwand angeordnet werden kann. Insbesondere ist die Leitfläche aber bei drehbar ausgebildeten Ventilen zweckmäßig, weil infolge der Befestigung an der Zylinderdeckelwand stets die gleiche Stellung beibehalten wird.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine mit der Leitfläche,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

Im Zuströmkanal 1 des Zylinderdeckels einer Brennkraftmaschine ist in bekannter Weise das Ventil 2 in der Führung 3 gelagert. Erfindungsgemäß ist ferner im Kanal 1 eine im wesentlichen ebene Leitwand 4 vorgesehen, die in einer parallel zur Ventilachse verlaufenden Ebene angeordnet ist. Diese Leitwand wird zweckmäßigerweise an der Wand des Zuströmkanals 1, wie bei 5 angedeutet, befestigt und im rechten Winkel zur Einströnirichtung abgebogen und tangential an die Ventilführung 3 herangeführt. Am unteren, dem Ventilteller zugewendeten. Rand ist die Leitfläche, wie bei 6 angedeutet, vorteilhafterweise leicht abgewinkelt. In dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Leitfläche über die ganze "Höhe des Zuströmkanales 1 und ist einseitig zwischen Kanalwand und Ventilführung 3 vorgesehen. An den Übergängen vom Zylinderdeckel zur Ventilführung 3 und von der Führung zum Ventilschaft ist

ίο die Leitwand: mit Einschnitten 4 a versehen, so daß einzelne Lappen gebildet werden, welche entsprechend dem unterschiedlichen Durchmesser unter verschiedenem Winkel abgebogen werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die in den Kanal einströmende Luft erfährt nun, wie mit den Pfeilen 7 angedeutet, einerseits eine direkte Ablenkung, im wesentlichen nach unten, und andererseits eine mit Pfeilen 8 angedeutete Drehbewegung, wodurch sich durch die verschieden gerichteten Luftbewegungen im Brennraum eine gute Durchwirbelung von Luft und eingespritztem Brennstoff ergibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Einlaßkanal, welcher um etwa 90° abgewinkelt ist und dessen Achse wenigstens annähernd in einer Ebene verläuft, in der wenigstens annähernd auch die Achse des Einlaßventiles liegt, wobei der in Richtung senkrecht zur Ventilachse ankommende Luftstrom durch eine den Querschnitt des Einlaßkanals teilweise versperrende Luftführungsfläche in einen anderen Querschnittsteil des Einlaßkanails abgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsfläche (4), eine der, in der Richtung des vor der Abwinkelung herrschenden Luftstromes gesehen, zu beiden Seiten des Ventils vorhandenen Hälften des Einlaßkanals in der ganzen Höhe versperrend, aus zur Ventilachse radialen bzw. die Ventilfübrung und den Ventilschaft tangierenden Ebenen gebildet ist und bis dicht an den Ventilteller reicht.

2.Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftführungsfläche ein Luftführungsblech (4) dient, welches mit Querschlitzen (4 a) versehen ist, und die dadurch entstehenden Lappen den Konturen von Ventilführung und -schaft angepaßt sind.

ß-Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftführungsblech an der Kanalwand befestigt ist.

4.Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventilteller (2) zugewandte Rand (6) des Luftführungsbleches in an sich bekannter Weise abgewinkelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 138 523;
französische Patentschrift Nr. 635 921;
USA.-Patentschrift Nr. 1 529 189.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

728/87 12. 58