WO2009149724A1 - Integrierte luftklappe - Google Patents

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WO2009149724A1
WO2009149724A1 PCT/EP2008/004662 EP2008004662W WO2009149724A1 WO 2009149724 A1 WO2009149724 A1 WO 2009149724A1 EP 2008004662 W EP2008004662 W EP 2008004662W WO 2009149724 A1 WO2009149724 A1 WO 2009149724A1
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air
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intake system
air intake
section
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Enno Lohse
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FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
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    • F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
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    • F02M35/10085—Connections of intake systems to the engine having a connecting piece, e.g. a flange, between the engine and the air intake being foreseen with a throttle valve, fuel injector, mixture ducts or the like
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    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
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    • F02M35/1085—Intake manifolds with primary and secondary intake passages the combustion chamber having multiple intake valves
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an air intake system for an internal combustion engine with a controllable air damper.
  • tumble flaps are Controllable flaps in air intake systems, which can cause currents of this kind in operative position, which are called tumble flaps.
  • Swirl flow refers to flows whose axis essentially corresponds to the combustion chamber axis.
  • Controllable flaps in air intake systems, which in the active position cause flows of this type in the combustion chamber, are called swirl flaps.
  • louvers must be controllable, as they also have a throttling effect and are therefore to turn at full load of the engine in a neutral position in which their effect should be minimized, while their effect at partial load of the engine in an operative position should come to full advantage.
  • an intake duct system for internal combustion engines is known in which pivotable tumble flaps are arranged in a screw-on to the cylinder head channel element. They are thus at a significant distance from the gas inlet valves. Its pivot axis corresponds to the direction of Tumbleklappenverlaufes transversely in the inlet channel in the operative position.
  • an air intake system for an internal combustion engine in which a partition wall is arranged in each inlet channel of the cylinder head, which divides the inlet channel transversely into a curvature outside and a curvature inside, wherein a switchable tumble flap the entrance to the channel half on the curvature inside can lock.
  • the axis of rotation of the tumble flap is in this case arranged in an attached to the cylinder head air intake pipe. This is due to a long distance to the opening into the associated cylinder inlet port of the intake port.
  • an air intake system in which the air inlet ducts are divided by a flow divider in the cylinder head transversely into two sub-channels, of which an overhead sub-channel on the outside of the curvature of the inlet channel and a lower sub-channel on the curvature inside of the inlet channel.
  • a controlled opening and closing of the sub-channels is effected by various elements such as roller valves or individual flaps, which are arranged in a screwed-on to the cylinder head actuator.
  • the present invention has for its object to provide an air intake system for internal combustion engines with two gas inlet valves per cylinder, which has simple design, but effective means for influencing the flow of air into the combustion chamber.
  • the solution to this consists in an air intake system for an internal combustion engine with a cylinder head, each having an undivided inlet channel inlet for two gas inlet channels with two gas inlet valves of a cylinder, wherein a partition between the two gas inlet channels downstream from the inlet duct entrance, with an air damper, which lies in the cross-section of an air supply duct and an axis of rotation lying substantially in a cross-sectional plane of the air supply duct and is arranged substantially symmetrical to the longitudinal axes of the gas inlet valves, the damper between a neutral position in which they is aligned in the longitudinal direction of the air supply channel, and an operative position in which it is located transversely in the air supply channel and the channel cross-section partially or completely blocks, is adjustable.
  • the axis of rotation of the air flap in the flow direction in front of the intermediate wall is arranged in alignment with the intermediate wall.
  • the hereby shown system thus sets the air flap in the neutral position in the flow direction centrally on the inlet channel inlet, wherein the contour of the air flap lies within the contour of the intermediate wall between the two inlet channels.
  • the air damper can be turned to neutral position where it produces virtually no additional air resistance.
  • the air damper In the flow direction in front of the air damper may be a flow divider, which obscures the air damper in its neutral position, so that there is an improved flow.
  • the air damper is preferably mounted on a unilaterally protruding from the corresponding housing pivot and adjustable by means of a corresponding pivot lever.
  • the air cap is arranged in an intermediate flange housing which can be inserted between an air manifold and distributor tube and the cylinder head.
  • the air damper can be set so close to the cylinder head that it extends in its neutral position into the undivided inlet duct inlet in the cylinder head, for example with more than 25% of its length.
  • the intermediate wall between the two gas inlet channels of a cylinder is in this case correspondingly set back relative to a Anflansch simulation the cylinder head for the insectsschgephase.
  • the air damper is arranged in an attachment piece, which is integrally molded with the cylinder head.
  • the overall geometry should be essentially the same as before. It is necessary only with a reduced number of parts, the immediate assembly of the air damper in said attachment piece on the cylinder head.
  • a third embodiment consists in that the air flap is arranged in a connection piece, which is integrally formed on a Vietnamesesammei- and manifold.
  • a unitary or multi-part plastic housing for the Lucassammei- and manifold tube cylinder side can be designed so that the air damper is received in this housing. Also hereby a reduced number of parts is connected.
  • the air damper protrudes in the neutral position in each case in the undivided inlet channel cross-section with a portion of its length.
  • an air damper assembly is defined which is relatively insensitive to the position end positions of the damper (operative position / neutral position).
  • the arrangement can be roughly tolerated and thus designed cost.
  • the basic structure of the system provides the ability to vary the valve shape and size and thus the influence on the intake air flow by simply replacing the air damper, without that in the air intake system, that is, in particular in the amflanschgephinuse, any changes must be made. At the same time while the entire adjustment can be maintained unchanged.
  • louvers all cylinders of a cylinder head can be adjusted together.
  • the air flap is designed as a tumble flap, which covers in its operative position a part of the channel cross-section of the air supply channel, in particular lying on the inside of the curvature, by a symmetrical to the axis of rotation X extending part of the channel walls and by a substantially is limited transverse to the axis of rotation X extending line.
  • the Tumbleklappe only a part of the height of the inlet channel entrance.
  • the tumble flap In the active position, the tumble flap is transverse to the uniform inlet channel inlet, wherein it is in its contour of a wall, namely the curvature inside of the inlet channels corresponding wall and thereby covers a part of the channel cross-section.
  • the tumble flap In this operative position, the tumble flap has the function of a flow weir through which the flow is displaced unilaterally, ie the flow velocity is substantially higher on one side of the inlet channels, in particular on the outside of the curve, than on the other side. If this unilateral flow flows through the open intake valves, a roll flow is generated (Aumble), whereby the roll axis is defined as being transverse to the cylinder axis.
  • the roller disintegrates and generates a favorable or required for the mixture formation in the combustion chamber turbulence.
  • the louver is designed as a swirl flap, which covers a part of the channel cross-section of the air supply duct, in particular at least one of the two mutually symmetrical cross-sectional halves, which extends through a region of the duct walls and through a substantially parallel to the axis of rotation X line near the Front edge of the intermediate wall is limited.
  • a lateral displacement takes place within the full channel height, which leads to a preferred outflow of one of the two gas inlet valves, which can result in close proximity to the front edge of the partition to completely block one of the gas inlet valves.
  • a clearly pronounced twist forms, which favors mixture formation in the combustion chamber.
  • the air damper is designed as a throttle flap, in which the active position represents the closed position by the throttle valve covers the channel cross section substantially completely.
  • the throttle valve can occupy substantially all intermediate positions between the neutral position and the closed position, wherein it affects the flow to both gas inlet valves largely uniform, optionally with slight swirling.
  • FIG. 1 shows an air intake system according to the invention in a longitudinal section through the air intake ducts transversely to the axis of rotation of an air flap designed as a tumble flap with the tumble flap open (neutral position).
  • FIG. 2 shows the air intake system according to FIG. 1 in a cross section through the air intake ducts through the axis of rotation of the tumble flap with the tumble flap open.
  • FIG. 3 shows the air intake system according to FIGS. 1 and 2 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve with the tumble flap open.
  • FIG. 4a shows the air intake system according to FIGS. 1, 2 and 3 in a longitudinal section through one of the air intake ducts transversely to the axis of rotation of the tumble flap in the case of a transverse tumble flap (active position).
  • Figure 4b shows an air intake system similar to Figure 4a with integrated into the cylinder head neck.
  • FIG. 5 shows the air intake system according to FIGS. 1, 2, 3 and 4a in a cross section through the air intake passages through the axis of rotation of the tumble flap in the case of a transverse tumble flap.
  • FIG. 6a shows the air intake system according to FIGS. 1, 2, 3, 4a and 5 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve with the tumble flap positioned transversely.
  • FIG. 6b shows a pleasure aspiration system similar to FIG. 6a with an intake nozzle integrated into an air collection and distribution pipe.
  • FIG. 7 shows an inventive air intake system in a longitudinal section through the air intake ducts transversely to the axis of rotation of an air damper designed as a swirl flap with the swirl flap open.
  • FIG. 8 shows the air intake system according to FIG. 7 in a cross section through the air intake passages through the axis of rotation of the swirl flap when the swirl flap is open.
  • FIG. 9 shows the air intake system according to FIGS. 7 and 8 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve with the swirl flap open.
  • FIG. 10a shows the air intake system according to FIGS. 7, 8 and 9 in a longitudinal section through one of the air intake ducts transversely to the axis of rotation of the swirl flap in the case of a transverse swirl flap (operative position).
  • FIG. 10b shows an air intake system similar to that in FIG. 10a with an attachment neck integrated in the cylinder head.
  • FIG. 11 shows the air intake system according to FIGS. 7, 8, 9 and 10a in a cross section through the air intake passages through the axis of rotation of the swirl flap with the swirl flap at a transverse position.
  • FIG. 12 shows the air intake system according to FIGS. 7, 8, 9, 10a and 11 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve in the case of a transverse swirl flap.
  • FIG. 13 shows an air intake system according to the invention in a longitudinal section through the air intake ducts transversely to the axis of rotation of a throttle valve designed as a throttle valve when the throttle valve is open.
  • FIG. 14 shows the air intake system according to FIG. 13 in a cross-section through the air intake passages through the axis of rotation of the throttle valve when the throttle valve is open.
  • FIG. 15 shows the air intake system according to FIGS. 13 and 14 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve when the throttle valve is open.
  • FIG. 16 shows the air intake system according to FIGS. 13, 14 and 15 in a longitudinal section through one of the air intake ducts transversely to the axis of rotation of the throttle valve in the case of a transverse throttle valve (operative position / closed position).
  • FIG. 17 shows the air intake system according to FIGS. 13, 14, 15 and 16 in a cross-section through the air intake passages through the axis of rotation of the throttle flap with the throttle valve in the transverse position.
  • FIG. 18 shows the air intake system according to FIGS. 13, 14, 15, 16 and 17 in a longitudinal section through one of the air intake passages through the axis of the gas exchange valve in the case of a transverse throttle valve.
  • FIG. 1 shows parts of a cylinder head 11 in the region of two gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and an intermediate flange housing 14 flanged thereto with a tumble flap 15 according to the invention in a section along the section line EE according to FIG.
  • the valve stems 16, 17 and the valve plates 18, 19 can be seen.
  • the cylinder head 11 forms a uniform undivided inlet channel inlet 21 at a flange plane 20. At a distance from the flange plane 20, the inlet channel inlet 21 is replaced by an intermediate plane 20. wall 22 in two gas inlet channels 24, 25 divided to the two gas inlet valves 12, 13.
  • Flow divider 27 and tumble flap 15 are shown in plan view, which is clear that they occupy only a portion of the height of the inlet channel entrance 21.
  • the air supply 23 in the intermediate flange housing 14 has the same cross section as the inlet channel inlet 21 in the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing can also form a plurality of identical flow channels for a plurality of adjacent cylinders of the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 toward the cylinder head and a second flange surface 36 toward an air manifold.
  • the cylinder head integrally formed here as insectsschgephinuse components.
  • the realized in the intermediate flange housing components can also merge integrally into an air manifold (intake manifold).
  • the tumble flap 15 is pivotable about its axis of rotation X perpendicular to the image plane.
  • a pivot lever 28 is disposed below the insects 12, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the neutral position of the Tumbleklappe, which is aligned in the flow direction, with flow divider 27 and Tumbleklappe 15 improve the flow to the intermediate wall 22.
  • FIG. 2 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line AA from FIG. 1 through the axis of rotation X of the tumble flap 15.
  • the cylinder head 11 is visible in view.
  • the Tumbleklappe 15 is connected to a pivot 31 which protrudes downwardly from the Eisenflanschgeophuse 14 and sealed with a gasket 32, for example made of Teflon gas-tight.
  • Tumbleklappe 15 and pivot 31 are pressed together, but can also be integrally formed.
  • On the pivot 31, in particular form-fitting the pivot lever 28 is placed, which is secured with a nut 33.
  • a ball head 34 of the ball joint 29 is integrally arranged on which a ball socket 35 of the ball joint is placed, which is connected to the adjusting rod 30.
  • the uniform undivided air supply channel 23 in the area of the intermediate flange housing has an oval cross section. Only in the region of the cylinder head 11, this cross section is divided by the intermediate wall 22 in two gas inlet channels 24, 25, which have substantially circular cross-section substantially. In the gas inlet channels 24, 25, the valve stems 16, 17 can be seen.
  • the cross section of the Tumbleklappe 15 is substantially adapted to the wall cross section of the intermediate wall 22.
  • the height of the tumble flap is about 40% of the channel height of the air supply channel 23. In the neutral position shown here, the tumble flap affects the air intake flow only minimally. The influences are further reduced by the aforementioned flow divider 27.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line D-D from FIG.
  • the Tumbleklappe 15 is shown here as well as the flow divider 27 in side view. It will be appreciated that the flow divider 27 can minimize the flow losses caused by the tumble flap in neutral position.
  • the intermediate wall 22 is shown in side view, the Anstromkante the shape of the Tumbleklappe is adapted.
  • the Tumbleklappe 15 is symmetrical to its axis of rotation X.
  • a valve guide 37 for the valve stem 17 and a valve seat ring 39 for the valve disk 19 can be seen.
  • a cooling water channel 38 is shown.
  • the flange surface 40 of the cylinder head is used for screwing on a cylinder crankcase.
  • FIG. 4 a shows parts of the cylinder head 11 in the region of the gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and the flange housing 14 flanged thereto with a tumble flap 15 according to the invention in a section along the section line FF according to FIG.
  • the cylinder head 11 forms a uniform undivided inlet channel inlet 21 at a flange-on plane 20. from the Anflanschebene 20, the inlet channel inlet 21 is divided by an intermediate wall 22 in two gas inlet channels 24, 25 to the two gas inlet valves 12, 13.
  • the tumble flap 15 is a flow divider 27, the height of which corresponds approximately to the height of the tumble flap 15.
  • Flow divider 27 and tumble flap 15 are shown in plan view, making it clear that they occupy only part of the height of the inlet channel entrance 21.
  • the air supply channel 23 in the intermediate flange housing 14 is of the same cross section as the inlet channel inlet 21 in the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 towards the cylinder head and a second flange surface 27 towards an air collecting tube.
  • the tumble flap 15 is pivotable about its axis of rotation X perpendicular to the image plane.
  • a pivot lever 28 is disposed below the Eisenflanschgephinuses 14, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the operative position of the tumble flap, which is aligned transversely to the flow direction, wherein a unilateral in the inlet channel inlet 21 and the gas inlet channels 24, 25 displaced flow is formed which is displaced to the overhead channel curvature outside.
  • FIG. 5 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line B-B from FIG. 4 through the axis of rotation X of the tumble flap 15.
  • the cylinder head 11 is visible in view. It can be seen that the Tumbleklappe 15 is rotated by means of the pivot lever 28 and the adjusting rod 30 by 90 ° relative to the neutral position. This position can be effected for example with a pressure cylinder which acts on one side and works against a return spring.
  • the pivot lever of several cylinders can be operated with a single adjusting rod.
  • the uniform undivided air supply duct in the area of the intermediate flange housing 23 thus has a unilaterally reduced free cross-section.
  • the upper edge of the tumble flap 15 is substantially rectilinear.
  • the height of the Tumbleklappe is about 40% of the channel height of the air supply channel 23. In the active position shown here, the Tumbleklappe affects the air inlet flow maximum.
  • FIG. 6a shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line C-C from FIG.
  • the tumble flap 15 can be seen here in cross-section, as well as the flow divider 27 shown in side view. It can be seen that the tumble flap can shift the flow on one side to the outside of the curvature in the active position.
  • FIG. 7 shows parts of a cylinder head 11 in the region of two gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and an intermediate flange housing 14 flanged thereto with a swirl flap 15 according to the invention in a section according to the section line E-E of FIG.
  • the cylinder head 11 forms at a Anflanschebene 20 a uniform undivided inlet passage 21.
  • the tumble flap 15 is shown in section, making it clear that it occupies a substantial part of the height of the inlet channel inlet 21.
  • the air supply passage 23 in the intermediate flange housing 14 is of the same cross section as the inlet passage 21 in the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing can also form a plurality of identical flow channels for a plurality of adjacent cylinders of the cylinder head 11.
  • the Intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 towards the cylinder head and a second flange surface 36 towards an air collecting tube.
  • the cylinder head integrally formed here as insectsschgephinuse components.
  • realized in the intermediate flange housing components can also merge integrally into a Lucassammeirohr (intake manifold).
  • the swirl flap 15 is pivotable about its axis of rotation X perpendicular to the image plane.
  • a pivot lever 28 is disposed below the Eisenflanschgephinuses 14, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the neutral position of the swirl flap, which is aligned in the flow direction, wherein the swirl flap 15 improves the flow to the intermediate wall 22.
  • FIG. 8 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line A-A from FIG. 7 through the axis of rotation X of the swirl flap 15.
  • the cylinder head 11 is in.Ansicht recognizable.
  • the swirl flap 15 is connected to a pivot 31 which protrudes downwards out of the intermediate flange housing 14 and is gas-tightly sealed with a seal 32 made, for example, of Teflon.
  • Swirl flap 15 and pivot 31 are pressed together, but can also be integrally formed.
  • On the pivot 31, in particular form-fitting the pivot lever 28 is placed, which is secured with a nut 33.
  • a ball head 34 of the ball joint 29 is integrally arranged on which a ball socket 35 of the ball joint is placed, which is connected to the adjusting rod 30.
  • the uniform undivided air supply channel 23 in the area of the intermediate flange housing has an oval cross section. Only in the region of the cylinder head 11, this cross section is divided by the intermediate wall 22 in two gas inlet channels 24, 25, which have substantially circular cross-section substantially. In the gas inlet channels 24, 25, the valve stems 16, 17 can be seen.
  • the cross section of the swirl flap 15 is substantially adapted to the wall cross section of the intermediate wall 22. The height of the swirl flap corresponds to the full channel height of the air feed channel 23. In the here shown Neutral position, the swirl flap affects the air intake flow only minimally.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line D-D from FIG.
  • the swirl flap 15 is shown here in side view. Furthermore, the intermediate wall 22 is shown in side view, the leading edge of which is adapted to the shape of the swirl flap.
  • the swirl flap 15 is asymmetrical to its axis of rotation X.
  • a cooling water channel 38 is shown.
  • the flange surface 40 of the cylinder head is used for screwing on a cylinder crankcase.
  • FIG. 10 a shows parts of the cylinder head 11 in the region of the gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and the intermediate flange housing 14 flanged thereto with a swirl flap 15 according to the invention in a section according to the section line F-F of FIG.
  • the cylinder head 11 forms at a Anflanschebene 20 a uniform undivided inlet passage 21. With distance from the Anflanschebene 20 of the inlet passage 21 is divided by a partition wall 22 in two gas inlet channels 24, 25 to the two gas inlet valves 12, 13.
  • the air supply passage 23 in the intermediate flange housing 14 is of the same cross section as the intake passage 21 in the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 toward the cylinder head and a second flange surface 36 toward an air intake manifold.
  • the swirl flap 15 is pivotable about its axis of rotation X perpendicular to the image plane.
  • a pivot lever 28 is disposed below the Eisenflanschgephinuses 14, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the active position of the swirl flap, which is aligned transversely to the flow direction, wherein a one-sided in the inlet channel inlet 21 and the gas inlet channels 24, 25 displaced flow arises, which is preferably displaced to the inlet valve 17.
  • FIG. 10b the same details as in FIG. 10a are given the same reference numerals.
  • the foregoing description is referred to. Notwithstanding here is the throttle valve 15 is arranged in an attachment piece 41 which is formed integrally with the cylinder head. The function of the throttle valve remains unaffected.
  • FIG. 11 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line B-B from FIG. 10 through the axis of rotation X of the swirl flap 15.
  • the cylinder head 11 is visible in view. It can be seen that the swirl flap 15 is rotated by 90 ° relative to the neutral position by means of the pivoting lever 28 and the adjusting rod 30. This position can be effected for example with a pressure cylinder which acts on one side and works against a return spring.
  • the pivot lever of several cylinders can be operated with a single adjusting rod.
  • the uniform in the region of the intermediate flange housing undivided air supply channel 23 thereby has a unilaterally reduced free cross-section.
  • the upper edge of the swirl flap 15 is substantially rectilinear.
  • the width of the swirl flap is about 60% of the channel width of the Heilz manufacturedkanals 23. In the active position shown here, the swirl flap affects the maximum air inlet flow.
  • FIG. 12 shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line C-C from FIG. 11.
  • the swirl flap 15 can be seen here in cross section. It will be appreciated that the swirl flap can shift the flow on one side in operative position.
  • FIG. 13 shows parts of a cylinder head 11 in the region of two gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and an intermediate flange housing 14 flanged thereto with a throttle flap 15 according to the invention in a section along the section line EE according to FIG.
  • the cylinder head 11 forms a uniform undivided inlet channel inlet 21 at a flange plane 20.
  • the inlet channel inlet 21 is replaced by an intermediate plane 20.
  • a flow divider 27 Before the throttle valve 15 is a flow divider 27 whose height corresponds approximately to the height of the throttle valve 15.
  • Flow divider 27 and throttle valve 15 are shown in section, which is clear that it occupies a substantial part of the height of the inlet channel inlet 21.
  • the air supply channel 23 in the intermediate flange housing 14 is of the same cross section as the inlet channel inlet 21 in the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing can also form a plurality of identical flow channels for a plurality of adjacent cylinders of the cylinder head 11.
  • the intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 toward the cylinder head and a second flange surface 36 toward an air collecting tube.
  • the cylinder head integrally formed here as insectsschgephinuse components.
  • realized in the intermediate flange housing components can also merge integrally into a Heilsammeirohr (intake manifold).
  • the throttle valve 15 is pivotable about its perpendicular to the image plane rotation axis X.
  • a pivot lever 28 is disposed below the Eisenflanschgephinuses 14, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the neutral position of the throttle valve, which is aligned in the flow direction, wherein the throttle valve 15 improves the flow to the intermediate wall 22.
  • FIG. 14 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line AA from FIG. 13 through the axis of rotation X of the throttle flap 15.
  • the cylinder head 11 is visible in view.
  • the throttle valve 15 is connected to a pivot pin 31 which protrudes downwardly from the Eisenflanschgeophuse 14 and is sealed gas-tight with a seal 32, for example made of Teflon.
  • Throttle valve 15 and pivot 31 are pressed together, but can also be integrally formed.
  • On the pivot 31, in particular form-fitting the pivot lever 28 is placed, which is secured with a nut 33.
  • a ball head 34 of the ball joint 29 is integrally arranged on which a ball socket 35 of the ball joint is placed, which is connected to the adjusting rod 30.
  • the uniform undivided air supply 23 in the region of the intermediate flange housing has an oval cross section. Only in the region of the cylinder head 11, this cross section is divided by the intermediate wall 22 in two gas inlet channels 24, 25, which have substantially circular cross-section substantially. In the gas inlet channels 24, 25, the valve stems 16, 17 can be seen.
  • the cross section of the throttle valve 15 is substantially adapted to the wall cross section of the intermediate wall 22. The height of the throttle valve corresponds to the full channel height of the air supply channel 23. In the neutral position shown here, the throttle affects the air intake flow only minimally. The influences are further reduced by the aforementioned flow divider 27.
  • FIG. 15 shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line D-D from FIG.
  • the throttle valve 15 is shown here as well as the flow divider 27 in side view. It will be appreciated that the flow divider 27 can minimize the flow losses caused by the throttle in neutral.
  • the intermediate wall 22 is shown in side view, the Anstromkante is adapted to the shape of the throttle.
  • the throttle valve 15 is symmetrical to its axis of rotation X.
  • On the cylinder head 11 in addition to the details already mentioned above, a valve guide 37 for the valve stem 17 and a valve seat ring 39 for the valve disk 19 can be seen.
  • a cooling water channel 38 is shown.
  • the flange surface 40 of the cylinder head is used for screwing on a cylinder crankcase.
  • FIG. 16 shows parts of the cylinder head 11 in the region of the gas inlet valves 12, 13 of a cylinder and the intermediate flange housing 14 flanged thereto with a throttle valve 15 according to the invention in a section along the section line FF according to FIG.
  • the cylinder head 11 forms at a Anflanschebene 20 a uniform undivided inlet channel inlet 21. Mit Distance from the Anflanschebene 20, the inlet channel inlet 21 through an intermediate wall 22 in two gas inlet channels 24, 25 to the two gas inlet valves 12,
  • the intermediate flange housing 14 forms a first flange surface 26 toward the cylinder head and a second flange surface 36 toward an air intake manifold.
  • the throttle valve 15 is pivotable about its perpendicular to the image plane rotation axis X.
  • a pivot lever 28 is disposed below the insects 14, which is connected via a hinge 29 with an adjusting rod 30.
  • the position shown here corresponds to the active position of the throttle valve, which is aligned transversely to the flow direction, wherein any flow is suppressed.
  • FIG. 17 shows a cross section through the intermediate flange 14 according to the section line B-B from FIG. 16 through the axis of rotation X of the throttle flap 15.
  • the cylinder head 11 is visible in view. It can be seen that the throttle valve 15 is rotated by means of the pivot lever 28 and the adjusting rod 30 by 90 ° relative to the neutral position. This position can be effected for example with a pressure cylinder which acts on one side and works against a return spring.
  • the pivot lever of several cylinders can be operated with a single adjusting rod.
  • the uniform undivided air supply channel 23 in the area of the intermediate flange housing thus has a closed cross section.
  • FIG. 18 shows a longitudinal section through the gas exchange valve 13 according to the section line CC from FIG. 17.
  • the throttle valve 15 can be seen here in cross section.
  • the flow divider 27 is shown in side view. It can be seen that the throttle in the active position completely obstructs the flow into the combustion chamber. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • Valve plate 0 Flange surface 1 Inlet channel inlet 2 Intermediate wall 3 Air supply channel 4 Gas inlet channel 5 Gas inlet channel 6 Flange surface 7 Flow divider 8 Swing lever 9 Joint 0 Adjusting rod 1 Swivel 2 Seal 3 Nut 4 Ball head 5 Ball cup 6 Flange surface 7 Valve guide Cooling water channel

Landscapes

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Abstract

Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (11), der jeweils einen ungeteilten Einlaßkanaleintritt (21) für zwei Gaseinlaßkanäle (24, 25) mit zwei Gaseinlaßventilen (12, 13) eines Zylinders aufweist, wobei eine Zwischenwand (22) zwischen den beiden Gaseinlaßkanälen (24, 25) stromab vom Einlaßkanaleintritt (21) beginnt, mit einer Luftklappe (15), die im Querschnitt eines Luftzuführkanals (23) liegt und eine Drehachse X aufweist, die im wesentlichen in einer Querschnittsebene des Luftzuführkanals (23) liegt und im wesentlichen symmetrisch zu den Gaseinlaßventilen (12, 13) angeordnet ist, wobei die Luftklappe zwischen einer Neutralstellung, in der sie in Längsrichtung des Luftzuführkanals (23) ausgerichtet ist und einer Wirkstellung, in der sie quer im Luftzuführkanal (23) liegt und den Kanalquerschnitt teilweise oder ganz sperrt, verstellbar ist.

Description

Integrierte Luftklappe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer steuerbaren Luftklappe.
Zur Einflußnahme auf die Luftströmung in Luftansaugsystemen von Brennkraftmaschinen werden verschiedene Mittel eingesetzt, die beispielsweise zur Drallbildung oder zur Tumblebildung der einströmenden Luft führen und damit die Gemischbildung und den Verbrennungsablauf verbessern können.
Mit Tumbleströmung werden walzenförmige Strömungen bezeichnet, deren Achse im wesentlichen quer zur Brennraumachse liegen. Steuerbare Klappen in Luftansaugsystemen, die in Wirkstellung Strömungen dieser Art verursachen können, werden Tumbleklappen genannt.
Mit Drall-Strömung werden Strömungen bezeichnet, deren Achse im wesentlichen der Brennraumachse entspricht. Steuerbare Klappen in Luftansaugsystemen, die in Wirkstellung Strömungen dieser Art im Brennraum bewirken, werden Drall-Klappen genannt.
Die Luftklappen müssen steuerbar sein, da sie auch eine drosselnde Wirkung haben und insofern bei Volllast der Brennkraftmaschine in eine Neutralstellung zu schalten sind in der ihre Wirkung minimiert sein soll, während ihre Wirkung bei Teillast der Brennkraftmaschine in einer Wirkstellung voll zur Geltung kommen soll. Aus der DE 102 36 393 A1 ist ein Ansaugkanalsystem für Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem schwenkbare Tumbleklappen in einem an den Zylinderkopf anschraubbaren Kanalelement angeordnet sind. Sie liegen damit in nennenswerter Entfernung von den Gaseinlaßventilen. Ihre Schwenkachse entspricht der Richtung des Tumbleklappenverlaufes quer im Einlaßkanal in der Wirkstellung.
Aus der WO 00/49279 A1 ist ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem in jedem Einlaßkanal des Zylinderkopfes eine Trennwand angeordnet ist, die den Einlaßkanal quer in eine Krümmungsaußenseite und eine Krümmungsinnenseite teilt, wobei eine schaltbare Tumbleklappe den Eingang zur Kanalhälfte auf der Krümmungsinnenseite sperren kann. Die Drehachse der Tumbleklappe ist hierbei in einem an den Zylinderkopf angesetzten Luftansaugrohr angeordnet. Damit ist eine große Entfernung bis zur in den zugeordneten Zylinder mündenden Einlaßöffnung des Einlaßkanals bedingt.
Aus der WO 01/36795 A1 ist ein Luftansaugsystem bekannt, bei dem die Lufteinlaßkanäle durch einen Strömungsteiler im Zylinderkopf quer in zwei Teilkanäle geteilt werden, von denen ein obenliegender Teilkanal auf der Krümmungsaußenseite des Einlaßkanals und ein untenliegender Teilkanal auf der Krümmungsinnenseite des Einlaßkanals liegt. Ein gesteuertes Öffnen und Schließen der Teilkanäle wird durch verschiedene Elemente wie Walzenschieber oder Einzelklappen bewirkt, die in einer an den Zylinderkopf angeschraubten Stelleinheit angeordnet sind. Auch hierbei ergibt sich eine große Entfernung der Tumbleschieber bzw. Tumbleklappen von der Einlaßöffnung im Zylinderkopf, so daß die Intensität der Tumbleströmung auf Grund der Kanallänge bei Eintritt in den Brennraum bereits reduziert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen mit zwei Gaseinlaßventilen je Zylinder bereitzustellen, welches einfach gestaltete, jedoch wirksame Mittel zur Beeinflussung der Luftströmung in den Brennraum aufweist. Die Lösung hierfür besteht in einem Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, der jeweils einen ungeteilten Einlaßkanaleintritt für zwei Gaseinlaßkanäle mit zwei Gaseinlaßventilen eines Zylinders aufweist, wobei eine Zwischenwand zwischen den beiden Gaseinlaßkanälen stromab vom Einlaßkanaleintritt beginnt, mit einer Luftklappe, die im Querschnitt eines Luftzuführkanals liegt und eine Drehachse aufweist, die im wesentlichen in einer Querschnittsebene des Luftzuführkanals liegt und im wesentlichen symmetrisch zu den Längsachsen der Gaseinlaßventile angeordnet ist, wobei die Luftklappe zwischen einer Neutralstellung, in der sie in Längsrichtung des Luftzuführkanals ausgerichtet ist, und einer Wirkstellung, in der sie quer im Luftzuführkanal liegt und den Kanalquerschnitt teilweise oder ganz sperrt, verstellbar ist.
Hierbei ist die Drehachse der Luftklappe in Strömungsrichtung vor der Zwischenwand und fluchtend mit der Zwischenwand angeordnet.
Das hiermit aufgezeigte System stellt somit die Luftklappe in Neutralstellung in Strömungsrichtung mittig auf den Einlasskanaleintritt ein, wobei die Kontur der Luftklappe innerhalb der Kontur der Zwischenwand zwischen den beiden Einlaßkanälen liegt. Bei Vollast kann die Luftklappe soweit in Neutralstellung gedreht werden, wo sie praktisch keinen zusätzlichen Luftwiderstand erzeugt.
In Strömungsrichtung vor der Luftklappe kann ein Strömungsteiler liegen, der die Luftklappe in ihrer Neutralstellung verdeckt, so daß sich eine verbesserte Anströmung ergibt. Die Luftklappe ist vorzugsweise auf einem einseitig aus dem entsprechenden Gehäuse hervorstehenden Drehzapfen gelagert und mittels eines entsprechenden Schwenkhebels verstellbar.
Nach einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Luftkappe in einem Zwi- schenflanschgehäuse angeordnet ist, der zwischen einem Luftsammei- und Verteilerrohr und dem Zylinderkopf einsetzbar ist. Hierbei kann die Luftklappe so nah an den Zylinderkopf herangesetzt werden, daß sie in ihrer Neutralstellung bis in den ungeteilten Einlaßkanaleintritt im Zylinderkopf hineinreicht, beispielsweise mit mehr als 25 % ihrer Länge. Die Zwischenwand zwischen den zwei Gaseinlaßkanälen eines Zylinders ist hierbei entsprechend gegenüber einer Anflanschfläche des Zylinderkopfes für das Zwischenflanschgehäuse zurückgesetzt.
Nach einer abgewandelten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Luftklappe in einem Ansatzstutzen angeordnet ist, der einstückig mit dem Zylinderkopf gegossen ist. Die Gesamtgeometrie soll hierbei im wesentlichen die gleiche sein wie zuvor. Es ist nur bei reduzierter Teilezahl die unmittelbare Montage der Luftklappe in dem genannten Ansatzstutzen am Zylinderkopf notwendig.
Eine dritte Ausgestaltungsform besteht schließlich darin, daß die Luftklappe in einem Ansatzstutzen angeordnet ist, der einstückig an einem Luftsammei- und Verteilerrohr angeformt ist. Nach dieser Ausgestaltungsform kann ein einheitliches oder mehrteiliges Kunststoffgehäuse für das Luftsammei- und Verteilerrohr zylinderkopfseitig so ausgestaltet werden, daß die Luftklappe in diesem Gehäuse aufgenommen wird. Auch hiermit ist eine reduzierte Teilezahl verbunden. Bei wiederum gleicher Gesamtgeometrie gilt hierbei wieder, daß die Luftklappe in Neutralstellung jeweils in den ungeteilten Einlaßkanalquerschnitt mit einem Teil ihrer Länge hineinragt.
Mit dem hier beschriebenen Luftansaugsystem ist eine Luftklappenanordnung definiert, die relativ unempfindlich gegenüber den Lageendpositionen der Luftklappe ist (Wirkstellung/Neutralstellung). Damit kann die Anordnung entsprechend grob toleriert und damit kostengünstig ausgelegt werden.
Der grundsätzliche Aufbau des Systems bietet die Möglichkeit, die Klappenform und -große und damit den Einfluß auf die Ansaugluftströmung durch einfachen Austausch der Luftklappe zu variieren, ohne daß im Luftansaugsystem, das heißt insbesondere im Zwischenflanschgehäuse, irgendwelche Änderungen erfolgen müssen. Gleichzeitig kann dabei der gesamte Verstellantrieb unverändert beibehalten werden.
Zur Verstellung kann beispielsweise ein pneumatischer Stellzylinder dienen, der gegen eine Rückstellfeder arbeitet und eine Verstellstange verschiebt. Mit einer einzigen Verstellanordnung können die Luftklappen sämtlicher Zylinder eines Zylinderkopfes gemeinsam verstellt werden.
Mit den vorbezeichneten Mitteln wird ein Luftansaugsystem bereitgestellt, das bei geringem Bauaufwand eine hochwirksame Beeinflussung der Ansaugluftströmung in großer Nähe zum Brennraum darstellen kann. In einer ersten Ausführungsform ist die Luftklappe als Tumble-Klappe ausgeführt, die in ihrer Wirkstellung einen Teil des Kanalquerschnitts des Luftzuführkanals abdeckt, insbesondere den auf der Krümmungsinnenseite liegenden Teil, der durch einen sich symmetrisch zur Drehachse X erstreckenden Teil der Kanalwandungen und durch eine im wesentlichen quer zur Drehachse X verlaufende Linie begrenzt ist. Hierbei weist die Tumbleklappe nur einen Teil der Höhe des Einlaßkanalseintritts auf. In Wirkstellung steht die Tumbleklappe quer vor dem einheitlichen Einlaßkanaleintritt, wobei sie in ihrer Kontur einer Wandung, nämlich der der Krümmungsinnenseite der Einlaßkanäle entsprechenden Wandung anpaßt ist und dabei einen Teil des Kanalquerschnittes abdeckt. In dieser Wirkstellung hat die Tumbleklappe die Funktion eines Strömungswehrs, durch das sich die Strömung einseitig verlagert, d. h. die Strömungsgeschwindigkeit ist auf einer Seite der Einlaßkanäle, insbesondere auf der Krümmungsaußenseite, wesentlich höher als auf der anderen Seite. Strömt diese einseitige Strömung über die geöffneten Einlaßventile wird eine Walzenströmung erzeugt (Aumble), wobei die Walzenachse definitionsgemäß quer zur Zylinderachse liegt. Während der Kompression der Brennraumladung nach dem Schließen der Einlaßventile zerfällt die Walze und erzeugt eine für die Gemischbildung im Brennraum günstige bzw. erforderliche Turbulenz.
In einer zweiten Ausführungsform ist die Luftklappe als Drallklappe ausgeführt, die in Wirkstellung ein Teil des Kanalquerschnitts des Luftzuführkanals abdeckt, insbesondere zumindest eine der beiden zueinander symmetrischen Querschnittshälften, der durch einen Bereich der Kanalwandungen und durch eine im wesentlichen parallel zur Drehachse X verlaufende Linie nahe der Vorderkante der Zwischenwand begrenzt ist. Hierdurch findet eine seitliche Verlagerung innerhalb der vollen Kanalhöhe statt, die zu einer bevorzugten Ausströmung eines der beiden Gaseinlaßventile führt, die bei großer Nähe zur Vorderkante der Zwischenwand zur völligen Sperrung eines der Gaseinlaßventile führen kann. Hierdurch bildet sich definitionsgemäß beim Einströmen in den Brennraum ein deutlich ausgeprägter Drall, der die Gemischbildung im Brennraum begünstigt.
Nach einer dritten Ausführungsform ist die Luftklappe als Drosselklappe ausgeführt, bei der die Wirkstellung die Schließstellung darstellt, indem die Drosselklappe den Kanalquerschnitt im wesentlichen vollständig abdeckt. Die Drosselklappe kann im wesentlichen alle Zwischenstellungen zwischen Neutralstellung und Schließstellung einnehmen, wobei sie die Strömung zu beiden Gaseinlaßventilen weitgehend gleichmäßig beeinflußt, gegebenenfalls unter leichter Drallbildung.
Drei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Luftansaugsystems sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Luftansaugsystem in einem Längsschnitt durch die Luftansaugkanäle quer zur Drehachse einer als Tumbleklappe ausgeführten Luftklappe bei geöffneter Tumbleklappe (Neutralstellung).
Figur 2 zeigt das Luftansaugsystem nach Figur 1 in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Tumbleklappe bei geöffneter Tumbleklappe.
Figur 3 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 1 und 2 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei geöffneter Tumbleklappe.
Figur 4a zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 1 , 2 und 3 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle quer zur Drehachse der Tumbleklappe bei quergestellter Tumbleklappe (Wirkstellung).
Figur 4b zeigt ein Luftansaugsystem ähnlich wie in Figur 4a mit in den Zylinderkopf integrierten Ansatzstutzen.
Figur 5 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 1 , 2, 3 und 4a in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Tumbleklappe bei quergestellter Tumbleklappe. Figur 6a zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 1 , 2, 3, 4a und 5 in einem Längsschnitt durch einen der die Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei quergestellter Tumbleklappe.
Figur 6b zeigt ein Lustansaugsystem ähnlich wie in Figur 6a mit einem an ein Luftsammei- und Verteilerrohr integrierten Ansaufstutzen.
Figur 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Luftansaugsystem in einem Längsschnitt durch die Luftansaugkanäle quer zur Drehachse einer als Drallklappe ausgeführten Luftklappe bei geöffneter Drallklappe.
Figur 8 zeigt das Luftansaugsystem nach Figur 7 in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Drallklappe bei geöffneter Drallklappe.
Figur 9 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 7 und 8 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei geöffneter Drallklappe.
Figur 10a zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 7, 8 und 9 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle quer zur Drehachse der Drallklappe bei quergestellter Drallklappe (Wirkstellung).
Figur 10b zeigt ein Luftansaugsystem ähnlich wie in Figur 10a mit einem in den Zylinderkopf integrierten Ansatzstutzen.
Figur 11 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 7, 8, 9 und 10a in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Drallklappe bei quergestellter Drallklappe.
Figur 12 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 7, 8, 9, 10a und 11 in einem Längsschnitt durch einen der die Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei quergestellter Drallklappe. Figur 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Luftansaugsystem in einem Längsschnitt durch die Luftansaugkanäle quer zur Drehachse einer als Drosselklappe ausgebildeten Luftklappe bei geöffneter Drosselklappe.
Figur 14 zeigt das Luftansaugsystem nach Figur 13 in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Drosselklappe bei geöffneter Drosselklappe.
Figur 15 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 13 und 14 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei geöffneter Drosselklappe.
Figur 16 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 13, 14 und 15 in einem Längsschnitt durch einen der Luftansaugkanäle quer zur Drehachse der Drosselklappe bei quergestellter Drosselklappe (Wirkstellung/Schließstellung).
Figur 17 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 13, 14, 15 und 16 in einem Querschnitt durch die Luftansaugkanäle durch die Drehachse der Drosselklappe bei quergestellter Drosselklappe.
Figur 18 zeigt das Luftansaugsystem nach den Figuren 13, 14, 15, 16 und 17 in einem Längsschnitt durch einen der die Luftansaugkanäle durch die Achse des Gaswechselventils bei quergestellter Drosselklappe.
In Figur 1 sind Teile eines Zylinderkopfes 11 im Bereich zweier Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und ein an diesen angeflanschtes Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Tumbleklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie E-E nach Figur 3 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Abstand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwi- schenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12, 13 geteilt. Vor der Tumbleklappe 15 befindet sich ein Strömungsteiler 27, dessen Höhe etwa der Höhe der Tumbleklappe 15 entspricht. Strömungsteiler 27 und Tumbleklappe 15 sind in Draufsicht gezeigt, womit deutlich wird, daß sie nur einen Teil der Höhe des Einlaßkanaleintritts 21 einnehmen. Der Luftzufuhr 23 im Zwischen- flanschgehäuse 14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11.
Wie die jeweils seitlich abgebrochene Darstellung des Zwischenflanschgehäuses 14 zeigt, kann das Zwischenflanschgehäuse auch mehrere gleichartige Strömungskanäle für mehrere nebeneinander liegende Zylinder des Zylinderkopfes 11 bilden. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 36 zu einem Luftsammelrohr hin. Abweichend von der gezeigten Ausführung ist es möglich, daß der Zylinderkopf die hier als Zwischenflanschgehäuse ausgebildeten Bauteile einstückig ausbildet. Andererseits können die im Zwischenflanschgehäuse verwirklichten Bauteile auch einstückig in ein Luftsammelrohr (Ansaugkrümmer) übergehen.
Die Tumbleklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Neutralstellung der Tumbleklappe, die in Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei Strömungsteiler 27 und Tumbleklappe 15 die Anströmung zur Zwischenwand 22 verbessern.
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie A-A aus Figur 1 durch die Drehachse X der Tumbleklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11 ist in Ansicht erkennbar. Es wird sichtbar, daß die Tumbleklappe 15 mit einem Drehzapfen 31 verbunden ist, der nach unten aus dem Zwischenflanschgehäuse 14 herausragt und mit einer Dichtung 32 zum Beispiel aus Teflon gasdicht abgedichtet ist. Tumbleklappe 15 und Drehzapfen 31 sind miteinander verpreßt, können jedoch auch einstückig ausgebildet werden. Auf den Drehzapfen 31 ist insbesondere formschlüssig der Schwenkhebel 28 aufgesetzt, der mit einer Mutter 33 gesichert ist. Am Schwenkhebel 28 ist ein Kugelkopf 34 des Kugelgelenks 29 einstückig angeordnet, an dem eine Kugelschale 35 des Kugelgelenks aufgesetzt ist, der mit der Verstellstange 30 verbunden ist.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzuführkanal 23 hat einen ovalen Querschnitt. Erst im Bereich des Zylinderkopfes 11 wird dieser Querschnitt durch die Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 geteilt, die im wesentlichen jeweils Kreisquerschnitt haben. In den Gaseinlaßkanälen 24, 25 sind die Ventilschäfte 16, 17 erkennbar. Der Querschnitt der Tumbleklappe 15 ist im wesentlichen dem Wandquerschnitt der Zwischenwand 22 angepaßt. Die Höhe der Tumbleklappe liegt bei etwa 40% der Kanalhöhe des Luftzuführkanals 23. In der hier gezeigten Neutralstellung beeinflußt die Tumbleklappe die Lufteinlaßströmung nur minimal. Die Einflüsse sind durch den zuvor genannten Strömungsteiler 27 weiterst- gehend reduziert.
In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie D-D aus Figur 2 dargestellt. Die Tumbleklappe 15 ist hier ebenso wie der Strömungsteiler 27 in Seitenansicht gezeigt. Es wird erkennbar, daß der Strömungsteiler 27 die durch die Tumbleklappe in Neutralstellung verursachten Strömungsverluste minimieren kann. Weiterhin ist in Seitenansicht die Zwischenwand 22 gezeigt, deren An- stromkante der Form der Tumbleklappe angepaßt ist. Die Tumbleklappe 15 ist symmetrisch zu ihrer Drehachse X. Am Zylinderkopf 11 sind neben den bereits zuvor benannten Einzelheiten eine Ventilführung 37 für den Ventilschaft 17 sowie ein Ventilsitzring 39 für den Ventilteller 19 erkennbar. Daneben ist ein Kühlwasserkanal 38 gezeigt. Die Flanschfläche 40 des Zylinderkopfes dient der Anschraubung auf einem Zylinderkurbelgehäuse.
In Figur 4a sind Teile des Zylinderkopfes 11 im Bereich der Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und das an diesen angeflanschte Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Tumbleklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie F-F nach Figur 6 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Ab- stand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12, 13 geteilt. Vor der Tumbleklappe 15 befindet sich ein Strömungsteiler 27, dessen Höhe etwa der Höhe der Tumbleklappe 15 entspricht. Strömungsteiler 27 und Tumbleklappe 15 sind in Draufsicht gezeigt, womit deutlich wird, daß sie nur einen Teilder Höhe des Einlaßkanaleintritts 21 einnehmen. Der Luftzuführkanal 23 im Zwischen- flanschgehäuse 14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 27 zu einem Luftsammeirohr hin.
Die Tumbleklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Wirkstellung der Tumbleklappe, die quer zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei eine einseitige im Einlaßkanaleintritt 21 und den Gaseinlaßkanälen 24, 25 verlagerte Strömung entsteht die zur obenliegenden Kanalkrümmungsaußenseite verlagert ist.
In Figur 4b sind gleiche Einzelheiten wie in Figur 4a mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Abweichend davon ist die Tumpleklappe 15 in einem Ansatzstutzen 41 angeordnet, der einstückig mit dem Zylinderkopf 11 ausgebildet ist. Die Tumpleklappe 15 ist hiervon unberührt.
In Figur 5 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie B-B aus Figur 4 durch die Drehachse X der Tumbleklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11 ist in Ansicht erkennbar. Es wird sichtbar, daß die Tumbleklappe 15 mittels des Schwenkhebels 28 und der Verstellstange 30 um 90° gegenüber der Neutralstellung gedreht ist. Diese Stellung kann zum Beispiel mit einem Druckzylinder bewirkt werden, der einseitig wirkt und gegen eine Rückstellfeder arbeitet. Hierbei können auch die Schwenkhebel mehrerer Zylinder mit einer einzigen Verstellstange betätigt werden.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzuführkanal 23 hat hierdurch einen einseitig reduzierten freien Querschnitt. Die Oberkante der Tumbleklappe 15 ist im wesentlichen geradlinig. Die Höhe der Tumbleklappe liegt bei etwa 40% der Kanalhöhe des Luftzuführkanals 23. In der hier gezeigten Wirkstellung beeinflußt die Tumbleklappe die Lufteinlaßströmung maximal.
In Figur 6a ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie C-C aus Figur 5 dargestellt. Die Tumbleklappe 15 ist hier im Querschnitt erkennbar, ebenso wie der Strömungsteiler 27 in Seitenansicht gezeigt. Es wird erkennbar, daß die Tumbleklappe in Wirkstellung die Strömung einseitig zur Krümmungsaußenseite verlagern kann.
In Figur 6b sind gleiche Einzelheiten wie in Figur 6a mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Abweichend ist hier die Tumpleklappe in einem Ansatzstutzen 43 angeordnet, die einstückig mit einem Luftsammei- und Verteilerrohr 42 ausgebildet ist, das am Zylinderkopf 11 angeschraubt ist. Die Funktion der Tumbleklappe 15 ist hiervon unberührt.
In Figur 7 sind Teile eines Zylinderkopfes 11 im Bereich zweier Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und ein an diesen angeflanschtes Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Drallklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie E-E nach Figur 9 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Abstand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12, 13 geteilt. Die Tumbleklappe 15 ist im Schnitt gezeigt, womit deutlich wird, daß sie einen wesentlichen Teil der Höhe des Einlaßkanaleintritts 21 einnimmt. Der Luftzuführkanal 23 im Zwischenflanschgehäuse 14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11.
Wie die jeweils seitlich abgebrochene Darstellung des Zwischenflanschgehäuses 14 zeigt, kann das Zwischenflanschgehäuse auch mehrere gleichartige Strömungskanäle für mehrere nebeneinander liegende Zylinder des Zylinderkopfes 11 bilden. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 36 zu einem Luftsammeirohr hin. Abweichend von der gezeigten Ausführung ist es möglich, daß der Zylinderkopf die hier als Zwischenflanschgehäuse ausgebildeten Bauteile einstückig ausbildet. Andererseits können die im Zwischenflanschgehäuse verwirklichten Bauteile auch einstückig in ein Luftsammeirohr (Ansaugkrümmer) übergehen.
Die Drallklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Neutralstellung der Drallklappe, die in Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei die Drallklappe 15 die Anströmung zur Zwischenwand 22 verbessert.
In Figur 8 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie A-A aus Figur 7 durch die Drehachse X der Drallklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11. ist in.Ansichterkennbar. Es wird sichtbar, daß die Drallklappe .15 mit einem Drehzapfen 31 verbunden ist, der nach unten aus dem Zwischenflanschgehäuse 14 herausragt und mit einer Dichtung 32 zum Beispiel aus Teflon gasdicht abgedichtet ist. Drallklappe 15 und Drehzapfen 31 sind miteinander verpreßt, können jedoch auch einstückig ausgebildet werden. Auf den Drehzapfen 31 ist insbesondere formschlüssig der Schwenkhebel 28 aufgesetzt, der mit einer Mutter 33 gesichert ist. Am Schwenkhebel 28 ist ein Kugelkopf 34 des Kugelgelenks 29 einstückig angeordnet, an dem eine Kugelschale 35 des Kugelgelenks aufgesetzt ist, der mit der Verstellstange 30 verbunden ist.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzuführkanal 23 hat einen ovalen Querschnitt. Erst im Bereich des Zylinderkopfes 11 wird dieser Querschnitt durch die Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 geteilt, die im wesentlichen jeweils Kreisquerschnitt haben. In den Gaseinlaßkanälen 24, 25 sind die Ventilschäfte 16, 17 erkennbar. Der Querschnitt der Drallklappe 15 ist im wesentlichen dem Wandquerschnitt der Zwischenwand 22 angepaßt. Die Höhe der Drallklappe entspricht der vollen Kanalhöhe des Luftzuführkanals 23. In der hier gezeig- ten Neutralstellung beeinflußt die Drallklappe die Lufteinlaßströmung nur minimal.
In Figur 9 ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie D-D aus Figur 8 dargestellt. Die Drallklappe 15 ist hier in Seitenansicht gezeigt. Weiterhin ist in Seitenansicht die Zwischenwand 22 gezeigt, deren Anströmkante der Form der Drallklappe angepaßt ist. Die Drallklappe 15 ist unsymmetrisch zu ihrer Drehachse X. Am Zylinderkopf 11 sind neben den bereits zuvor benannten Einzelheiten eine Ventilführung 37 für den Ventilschaft 17 sowie ein Ventilsitzring 39 für den Ventilteller 19 erkennbar. Daneben ist ein Kühlwasserkanal 38 gezeigt. Die Flanschfläche 40 des Zylinderkopfes dient der Anschraubung auf einem Zylinderkurbelgehäuse.
In Figur 10a sind Teile des Zylinderkopfes 11 im Bereich der Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und das an diesen angeflanschte Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Drallklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie F-F nach Figur 12 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Abstand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12, 13 geteilt. Der Luftzuführkanal 23 im Zwischenflanschgehäuse 14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 36 zu einem Luftsammelrohr hin.
Die Drallklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Wirkstellung der Drallklappe, die quer zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei eine einseitige im Einlaßkanaleintritt 21 und den Gaseinlaßkanälen 24, 25 verlagerte Strömung entsteht, die bevorzugt zum Einlaßventil 17 verlagert ist. In Figur 10b sind gleiche Einzelheiten wie in Figur 10a mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Abweichend ist hier die Drosselklappe 15 in einem Ansatzstutzen 41 angeordnet, der einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist. Die Funktion der Drosselklappe bleibt hiervon unberührt.
In Figur 11 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie B-B aus Figur 10 durch die Drehachse X der Drallklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11 ist in Ansicht erkennbar. Es wird sichtbar, daß die Drallklappe 15 mittels des Schwenkhebels 28 und der Verstellstange 30 um 90° gegenüber der Neutralstellung gedreht ist. Diese Stellung kann zum Beispiel mit einem Druckzylinder bewirkt werden, der einseitig wirkt und gegen eine Rückstellfeder arbeitet. Hierbei können auch die Schwenkhebel mehrerer Zylinder mit einer einzigen Verstellstange betätigt werden.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzuführkanal 23 hat hierdurch einen einseitig reduzierten freien Querschnitt. Die Oberkante der Drallklappe 15 ist im wesentlichen geradlinig. Die Breite der Drallklappe liegt bei etwa 60% der Kanalbreite des Luftzführkanals 23. In der hier gezeigten Wirkstellung beeinflußt die Drallklappe die Lufteinlaßströmung maximal.
In Figur 12 ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie C-C aus Figur 11 dargestellt. Die Drallklappe 15 ist hier im Querschnitt erkennbar. Es wird erkennbar, daß die Drallklappe in Wirkstellung die Strömung einseitig verlagern kann.
In Figur 13 sind Teile eines Zylinderkopfes 11 im Bereich zweier Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und ein an diesen angeflanschtes Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Drosselklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie E-E nach Figur 15 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Abstand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwi- schenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12, 13 geteilt. Vor der Drosselklappe 15 befindet sich ein Strömungsteiler 27, dessen Höhe etwa der Höhe der Drosselklappe 15 entspricht. Strömungsteiler 27 und Drosselklappe 15 sind im Schnitt gezeigt, womit deutlich wird, daß sie einen wesentlichen Teil der Höhe des Einlaßkanaleintritts 21 einnimmt. Der Luftzuführkanal 23 im Zwi- schenflanschgehäuse 14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11.
Wie die jeweils seitlich abgebrochene Darstellung des Zwischenflanschgehäuses 14 zeigt, kann das Zwischenflanschgehäuse auch mehrere gleichartige Strömungskanäle für mehrere nebeneinander liegende Zylinder des Zylinderkopfes 11 bilden. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 36 zu einem Luftsammeirohr hin. Abweichend von der gezeigten Ausführung ist es möglich, daß der Zylinderkopf die hier als Zwischenflanschgehäuse ausgebildeten Bauteile einstückig ausbildet. Andererseits können die im Zwischenflanschgehäuse verwirklichten Bauteile auch einstückig in ein Luftsammeirohr (Ansaugkrümmer) übergehen.
Die Drosselklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Neutralstellung der Drosselklappe, die in Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei die Drosselklappe 15 die Anströmung zur Zwischenwand 22 verbessert.
In Figur 14 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie A-A aus Figur 13 durch die Drehachse X der Drosselklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11 ist in Ansicht erkennbar. Es wird sichtbar, daß die Drosselklappe 15 mit einem Drehzapfen 31 verbunden ist, der nach unten aus dem Zwischenflanschgehäuse 14 herausragt und mit einer Dichtung 32 zum Beispiel aus Teflon gasdicht abgedichtet ist. Drosselklappe 15 und Drehzapfen 31 sind miteinander verpreßt, können jedoch auch einstückig ausgebildet werden. Auf den Drehzapfen 31 ist insbesondere formschlüssig der Schwenkhebel 28 aufgesetzt, der mit einer Mutter 33 gesichert ist. Am Schwenkhebel 28 ist ein Kugelkopf 34 des Kugelgelenks 29 einstückig angeordnet, an dem eine Kugelschale 35 des Kugelgelenks aufgesetzt ist, der mit der Verstellstange 30 verbunden ist.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzufuhr 23 hat einen ovalen Querschnitt. Erst im Bereich des Zylinderkopfes 11 wird dieser Querschnitt durch die Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 geteilt, die im wesentlichen jeweils Kreisquerschnitt haben. In den Gaseinlaßkanälen 24, 25 sind die Ventilschäfte 16, 17 erkennbar. Der Querschnitt der Drosselklappe 15 ist im wesentlichen dem Wandquerschnitt der Zwischenwand 22 angepaßt. Die Höhe der Drosselklappe entspricht der vollen Kanalhöhe des Luftzuführkanals 23. In der hier gezeigten Neutralstellung beeinflußt die Drosselklappe die Lufteinlaßströmung nur minimal. Die Einflüsse sind durch den zuvor genannten Strömungsteiler 27 weiterst- gehend reduziert.
In Figur 15 ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie D-D aus Figur 14 dargestellt. Die Drosselklappe 15 ist hier ebenso wie der Strömungsteiler 27 in Seitenansicht gezeigt. Es wird erkennbar, daß der Strömungsteiler 27 die durch die Drosselklappe in Neutralstellung verursachten Strömungsverluste minimieren kann. Weiterhin ist in Seitenansicht die Zwischenwand 22 gezeigt, deren Anstromkante der Form der Drosselklappe angepaßt ist. Die Drosselklappe 15 ist symmetrisch zu ihrer Drehachse X. Am Zylinderkopf 11 sind neben den bereits zuvor benannten Einzelheiten eine Ventilführung 37 für den Ventilschaft 17 sowie ein Ventilsitzring 39 für den Ventilteller 19 erkennbar. Daneben ist ein Kühlwasserkanal 38 gezeigt. Die Flanschfläche 40 des Zylinderkopfes dient der Anschraubung auf einem Zylinderkurbelgehäuse.
In Figur 16 sind Teile des Zylinderkopfes 11 im Bereich der Gaseinlaßventile 12, 13 eines Zylinders und das an diesen angeflanschte Zwischenflanschgehäuse 14 mit einer erfindungsgemäßen Drosselklappe 15 in einem Schnitt gemäß der Schnittlinie F-F nach Figur 18 dargestellt. Von den Gaseinlaßventilen sind jeweils die Ventilschäfte 16, 17 sowie die Ventilteller 18, 19 zu erkennen. Der Zylinderkopf 11 bildet an einer Anflanschebene 20 einen einheitlichen ungeteilten Einlaßkanaleintritt 21. Mit Abstand von der Anflanschebene 20 wird der Einlaßkanaleintritt 21 durch eine Zwischenwand 22 in zwei Gaseinlaßkanäle 24, 25 zu den beiden Gaseinlaßventilen 12,
13 geteilt. Vor der Drosselklappe 15 befindet sich ein Strömungsteiler 27, dessen Höhe etwa der Höhe der Drosselklappe 15 entspricht. Strömungsteiler 27 und Drosselklappe 15 im Schnitt gezeigt, womit deutlich wird, daß sie die volle Höhe des Einlaßkanaleintritts 21 einnehmen. Der Luftzuführkanal 23 im Zwischenflanschgehäuse
14 ist querschnittsgleich mit dem Einlaßkanaleintritt 21 im Zylinderkopf 11. Das Zwischenflanschgehäuse 14 bildet eine erste Flanschfläche 26 zum Zylinderkopf hin und eine zweite Flanschfläche 36 zu einem Luftsammeirohr hin.
Die Drosselklappe 15 ist um ihre senkrecht zur Bildebene stehende Drehachse X schwenkbar. Hierfür ist unterhalb des Zwischenflanschgehäuses 14 ein Schwenkhebel 28 angeordnet, der über ein Gelenk 29 mit einer Verstellstange 30 verbunden ist. Die hier gezeigte Stellung entspricht der Wirkstellung der Drosselklappe, die quer zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wobei jegliche Strömung unterdrückt wird.
In Figur 17 ist ein Querschnitt durch den Zwischenflansch 14 gemäß der Schnittlinie B-B aus Figur 16 durch die Drehachse X der Drosselklappe 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 11 ist in Ansicht erkennbar. Es wird sichtbar, daß die Drosselklappe 15 mittels des Schwenkhebels 28 und der Verstellstange 30 um 90° gegenüber der Neutralstellung gedreht ist. Diese Stellung kann zum Beispiel mit einem Druckzylinder bewirkt werden, der einseitig wirkt und gegen eine Rückstellfeder arbeitet. Hierbei können auch die Schwenkhebel mehrerer Zylinder mit einer einzigen Verstellstange betätigt werden.
Der im Bereich des Zwischenflanschgehäuse einheitliche ungeteilte Luftzuführkanal 23 hat hierdurch ein verschlossenen Querschnitt.
In Figur 18 ist ein Längsschnitt durch das Gaswechselventil 13 gemäß der Schnittlinie C-C aus Figur 17 dargestellt. Die Drosselklappe 15 ist hier im Querschnitt erkennbar. Der Strömungsteiler 27 ist in Seitenansicht gezeigt. Es wird erkennbar, daß die Drosselklappe in Wirkstellung die Strömung in den Brennraum vollständig versperrt. Bezugszeichenliste
11 Zylinderkopf
12 Gaswechselventil
13 Gaswechselventil
14 Zwischenflansch
15 Tumbleklappe
16 Ventilschaft
17 Ventilschaft
18 Ventilteller
19 Ventilteller 0 Flanschfläche 1 Einlaßkanaleintritt 2 Zwischenwand 3 Luftzuführkanal 4 Gaseinlaßkanal 5 Gaseinlaßkanal 6 Flanschfläche 7 Strömungsteiler 8 Schwenkhebel 9 Gelenk 0 Verstellstange 1 Drehzapfen 2 Dichtung 3 Mutter 4 Kugelkopf 5 Kugelschale 6 Flanschfläche 7 Ventilführung Kühlwasserkanal
Ventilsitzring
Flanschfläche
Ansatzstutzen
Luftsammei- und Verteilerrohr
Ansatzstutzen

Claims

Integrierte Luftklappe
1. Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (11 ), der jeweils einen ungeteilten Einlaßkanaleintritt (21) für zwei Gaseinlaßkanäle (24, 25) mit zwei Gaseinlaßventilen (12, 13) eines Zylinders aufweist, wobei eine Zwischenwand (22) zwischen den beiden Gaseinlaßkanälen (24, 25) stromab vom Einlaßkanaleintritt (21) beginnt, mit einer Luftklappe (15), die im Querschnitt eines Luftzuführkanals (23) liegt und eine Drehachse X aufweist, die im wesentlichen in einer Querschnittsebene des Luftzuführkanals (23) liegt und im wesentlichen symmetrisch zu den Gaseinlaßventilen (12, 13) angeordnet ist, wobei die Luftklappe zwischen einer Neutralstellung, in der sie in Längsrichtung des Luftzuführkanals (23) ausgerichtet ist und einer Wirkstellung, in der sie quer im Luftzuführkanal (23) liegt und den Kanalquerschnitt teilweise oder ganz sperrt, verstellbar ist.
2. Luftansaugsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in einem Zwischenflanschgehäuse (14) angeordnet ist, das zwischen einem Luftsammei- und Verteilerrohr und dem Zylinderkopf (11 ) einsetzbar ist.
3. Luftansaugsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in einem Ansatzstutzen (41) angeordnet ist, der ein- stückig mit dem Zylinderkopf (11) gegossen ist.
4. Luftansaugsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in einem Ansatzstutzen (43) angeordnet ist, der einstückig an einem Luftsammei- und Verteilerrohr (42) angeformt ist.
5. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) im Luftzuführkanal (23) auf der der Krümmungsinnenseite der anschließenden Gaseinlaßkanäle (24, 25) entsprechenden Seite angeordnet ist.
6. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) auf einem aus dem Zwischenflanschgehäuse (14) oder dem Ansatzstutzen austretenden Drehzapfen (31) angeordnet ist.
7. Luftansaugsystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehzapfen (31) mit einem Dichtring (32) im Zwischenflanschgehäuse (14) oder im Ansatzstutzen gasdicht abgedichtet ist.
8. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in Wirkstellung zumindest bereichsweise an den Kanalquerschnitt der nachfolgenden Gaseinlaßkanäle (24, 25) angepaßt ist.
9. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftklappe (15) ein in Strömungsrichtung ausgerichteter Strömungsteiler (27) vorgeschaltet ist.
10. Luftansaugsystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) und der Strömungsteiler (27) gleiche Höhe aufweisen.
11. Luftklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse X der Luftklappe 15 in Strömungsrichtung vor der Zwischenwand (22) fluchtend mit der Zwischenwand (22) angeordnet ist.
12. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in Neutralstellung bis an die Vorderkante der Zwischenwand (22) reicht.
13. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) in Neutralstellung in den im Zylinderkopf gelegenen Einlaßkanaleintritt (21) hineinreicht, insbesondere mit mehr als 25 % ihrer Längserstreckung.
14. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) als Tumble-Klappe ausgebildet ist und in Wirkstellung einen Teil des Kanalquerschnitts des Luftzuführkanals (23) abdeckt, der durch einen sich symmetrisch zur Drehachse X erstreckenden Bereich der Kanalwandungen und durch eine im wesentlichen quer zur Drehachse X verlaufende Linie begrenzt ist. (Fig. 1-6)
15. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftklappe (15) als Drall-Klappe ausgebildet ist und in Wirkstellung einen Teil des Kanalquerschnitts des Luftzuführkanals (33) abdeckt, der durch einen Bereich der Kanalwandungen und durch eine im wesentlichen parallel zur Drehachse X verlaufende Linie nahe einer Vorderkante der Zwischenwand (22) begrenzt ist. (Fig. 7-12)
16. Luftansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (15) als Drosselklappe ausgebildet ist und in Wirkstellung den Kanalquerschnitt des Luftzuführkanals im wesentlichen vollständig abdeckt. (Fig. 13-18)
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