DE102004030555B4

DE102004030555B4 - Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung und Kern zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102004030555B4
Application number: DE102004030555A
Authority: DE
Inventors: Jea-Woong Yi
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: JP2005030392A; US7066139B2; US20050115540A1; JP4450681B2; KR20050006743A; DE102004030555A1

Abstract

Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung, aufweisend ein Verbindungsteil (5), das an einer vorbestimmten Stelle in einem Linearkanal (1) und einem Wirbelkanal (3) in Längsrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff aus einer Einspritzdüse in den Linearkanal (1) und den Wirbelkanal (3) hinein ausgebildet ist, wobei der Linearkanal (1) und der Wirbelkanal (3) außer an dem Verbindungsteil (5) voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einlasskanal eines Motors, und insbesondere einen Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung.
WO 2001/018375 A1 offenbart einen Zylinderkopf für eine Kolbenbrennkraftmaschine, wobei in dem Zylinderkopf ein Linearkanal und ein Wirbelkanal ausgebildet sind. Zwischen dem Linearkanal und dem Wirbelkanal ist ein Verbindungsteil derart ausgebildet, dass die in dem Verbindungsteil eingebaute Einspritzdüse den Kraftstoff direkt in eine Brennkammer hinein einspritzt.
EP 09 24 422 A2 offenbart eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die einen Zylinderkopf aufweist, wobei zwischen zwei Einlasskanälen des Zylinderkopfes ein Verbindungsteil vorhanden ist, dass zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer hinein ausgebildet ist.
DE 35 43 443 C2 und EP 09 71 116 A2 offenbaren jeweils eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, wobei der jeweilige Zylinderkopf zwei Einlasskanäle aufweist.
Im Allgemeinen ist ein Motor mit magerer Verbrennung derart gestaltet, dass er durch Bildung einer starken Verwirbelung der Ansaugluft in der Brennkammer und Einspritzen von Kraftstoff in diese für eine Verbrennung mit einer geringeren Kraftstoffmenge dieselbe Leistung wie ein herkömmlicher Motor erzeugt.
Dementsprechend ist ein Einlasskanal zur Bildung einer starken Verwirbelung von Luft erforderlich, die in die Brennkammer eingelassen wird. Der Einlasskanal wird typischerweise von einem Paar eines Linearkanals und eines Wirbelkanals gebildet, wobei der Linearkanal eine geradlinige Form hat und der Wirbelkanal eine gekrümmte Form hat, um die Strömungsrichtung der Ansaugluft zu verändern.
Der Linearkanal und der Wirbelkanal werden mittels einzelner Kerne hergestellt, die in der Gießform eines Zylinderkopfes verwendet werden.
Um eine bessere Kraftstoffeinsparung zu erreichen und die toxischen Abgase zu reduzieren, sollte eine Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer vorzugsweise in einem vorbestimmten Abstand von einer Ventilfläche platziert werden. Die genaue Einbauposition der Einspritzdüse ist in dem Linearkanal und dem Wirbelkanal, jedoch ist die Einspritzdüse infolge von Herstellungsschwierigkeiten typischerweise im Ansaugrohr platziert.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung zu schaffen, so dass eine bessere Kraftstoffeinsparung erreicht wird und die toxischen Abgase reduziert werden, sowie den Kern zur Herstellung des Einlasskanals bereitzustellen.
Die oben genannten Aufgaben werden mit dem erfindungsgemäßen Einlasskanal gemäß Anspruch 1 und dem erfindungsgemäßen Kern gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Einlasskanals sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Ein Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung weist ein Verbindungsteil auf, das an einer vorbestimmten Stelle eines Linearkanals und eines Wirbelkanals in Längsrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff aus einer Einspritzdüse ausgebildet ist, wobei der Linearkanal und der Wirbelkanal außer an dem Verbindungsteil voneinander getrennt sind.
Ein Kern eines Einlasskanals eines Motors mit magerer Verbrennung weist eine Teilungslinie auf, die geformt ist, um einen Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung mit einem Verbindungsteil herzustellen, das zwei Zylinder aufweist, die von einem Kreis zu einem Linearkanal und einem Wirbelkanal hin mit einem konstanten Winkel abzweigen und in dem einzigen Kreis zusammentreffen, wo eine Einspritzdüse eingebaut ist, um Kraftstoff an den Linearkanal und den Wirbelkanal zu liefern. Die Teilungslinie umfasst eine Außenlinie einer Überschneidungsfläche und eine seitliche Gratlinie der beiden Zylinder, wobei die Überschneidungsfläche durch eine Überschneidung der beiden Zylinder des Verbindungsteils gebildet wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 entsprechend der Trigonometrie eine Vorderansicht, eine Seitenansicht von links, eine Seitenansicht von rechts und eine Draufsicht eines Einlasskanals eines Motors mit magerer Verbrennung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Einlasskanals eines Motors mit magerer Verbrennung aus 1; und
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 1 mit einer Teilungslinie eines Kerns für die Herstellung eines Einlasskanals eines Motors mit magerer Verbrennung.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf 1 bis 3 ist ein Verbindungsteil 5 an einer vorbestimmten Stelle eines Linearkanals 1 und eines Wirbelkanals 3 in Längsrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff aus einer Einspritzdüse ausgebildet, wobei der Linearkanal 1 und der Wirbelkanal 3 einen Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung bilden. Der Linearkanal 1 und der Wirbelkanal 3 sind außer an der Stelle des Verbindungsteils 5 voneinander getrennt.
Das Verbindungsteil 5 ist etwa 90–120 mm von einer Ventilfläche weg angeordnet. Der Einbau einer Einspritzdüse an dieser vorbestimmten Stelle verbessert die Kraftstoffeinsparung und reduziert erheblich die toxischen Abgase.
Das Verbindungsteil 5 weist zwei Zylinder 9 und erweiterte Abschnitte auf. Die beiden Zylinder 9 zweigen von einem Kreis 7 zu dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3 hin mit einem konstanten Winkel ab. Die Zylinder 9 treffen in dem einzigen Kreis 7 zusammen, wo das vordere Ende der Einspritzdüse eingebaut ist. Die erweiterten Abschnitte sind um die Zylinder 9 herum ausgebildet.
Der Linearkanal 1 und der Wirbelkanal 3 sollten voneinander getrennt sein, um eine wirksame Verwirbelung im Fahrbereich bei magerer Verbrennung des Motors zu bilden. Daher sind, um die Trennung zwischen dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3 außer an dem Verbindungsteil 5 beizubehalten, der Linearkanal 1 und der Wirbelkanal 3 derart konfiguriert, dass sie nur an einer Überschneidungsfläche 11, wo die beiden Zylinder 9 des Verbindungsteils 5 einander überschneiden, miteinander verbunden sind.
Die erweiterten Abschnitte sind derart ausgebildet, dass sie die Querschnittsfläche der Zylinder 9 an dem Verbindungsabschnitt mit dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3 erweitern, wobei die Zylinder 9 sowohl mit dem Linearkanal 1 als auch mit dem Wirbelkanal 3 verbunden sind. Diese Konfiguration verhindert die Erscheinung der Wandbefeuchtung, die auftritt, wenn Kraftstoff, der in das Verbindungsteil 5 hineingespritzt wird, an der Wand des Zylinders kondensiert.
Ein erster erweiterter Abschnitt 13 ist derart konfiguriert, dass sich dessen Querschnittsfläche von dem Zylinder 9 in Richtung zu der Brennkammer (zu der unteren Seite des Zylinders 9) erweitert. Ein zweiter erweiterter Abschnitt 15 ist in einem spitzen Winkel zwischen dem Linearkanal 1 und dem Zylinder 9 und in einem spitzen Winkel zwischen dem Wirbelkanal 3 und dem Zylinder 9 in Richtung zu dem Ansaugrohr ausgebildet.
Der so ausgebildete Einlasskanal des Motors mit magerer Verbrennung bildet eine gleichmäßige Verwirbelung der Ansaugluft wie bei dem herkömmlichen System durch Erreichen einer ausreichenden Trennung zwischen dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3. Gleichzeitig ist die Einspritzdüse an einer genauen Stelle des Linearkanals 1 und des Wirbelkanals 3 eingebaut, wodurch die Kraftstoffeinsparung optimiert wird und die toxischen Abgase reduziert werden.
Die erweiterten Abschnitte 15, die im spitzen Winkel zwischen dem Zylinder 9 und dem Linearkanal 1 und im spitzen Winkel zwischen dem Zylinder 9 und dem Wirbelkanal 3 ausgebildet sind, weisen Flächen 17 auf, die zwischen dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3 einander zugewandt sind und derart konfiguriert sind, dass sie jeweils auf mehr als oder gleich fünf Grad von der Mittelfläche zwischen dem Linearkanal 1 und dem Wirbelkanal 3 erweitert sind. Diese Konfiguration berücksichtigt einen Entwurf des Formteils zur Herstellung eines Kerns, der zum Formen des Einlasskanals mit der obigen Form erforderlich ist.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Teilungslinie P/L eine Außenlinie der Überschneidungsfläche 11 und eine seitliche Gratlinie 19 der beiden Zylinder 9, wobei die Überschneidungsfläche 11 durch eine Überschneidung der beiden Zylinder des Verbindungsteils 5 gebildet wird.
Somit kann, sobald die P/L, der Entwurf und der Kern zum Integrieren des Linearkanals 1 und des Wirbelkanals 3 angefertigt sind, der Einlasskanal des Motors mit magerer Verbrennung mit integriertem Linearkanal und Wirbelkanal leicht geformt werden, wodurch die Herstellungsschwierigkeiten und die durch eine separate Herstellung der Kerne für den Linearkanal und den Wirbelkanal erhöhten Kosten erheblich reduziert werden.
Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass der Linearkanal und der Wirbelkanal durch einen integrierten Kern geformt werden und die Einspritzdüse an einer genauen Einbaustelle des Linearkanals und des Wirbelkanals eingebaut ist, was zur Erleichterung der Herstellung des Zylinderkopfes, zur Verbesserung der Kraftstoffeinsparung und zur Reduzierung der toxischen Abgase beiträgt.

Claims

Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung, aufweisend ein Verbindungsteil (5), das an einer vorbestimmten Stelle in einem Linearkanal (1) und einem Wirbelkanal (3) in Längsrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff aus einer Einspritzdüse in den Linearkanal (1) und den Wirbelkanal (3) hinein ausgebildet ist, wobei der Linearkanal (1) und der Wirbelkanal (3) außer an dem Verbindungsteil (5) voneinander getrennt sind.
Einlasskanal nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil (5) zwei Zylinder (9), die von einem Kreis (7) zu dem Linearkanal (1) und dem Wirbelkanal (3) hin mit einem konstanten Winkel abzweigen und in dem einzigen Kreis (7) zusammentreffen, wo die Einspritzdüse eingebaut ist, und erweiterte Abschnitte (13, 15) aufweist, die um die Zylinder (9) herum ausgebildet sind.
Einlasskanal nach Anspruch 2, wobei der Linearkanal (1) und der Wirbelkanal (3) derart konfiguriert sind, dass sie nur an einer Überschneidungsfläche (11), wo die beiden Zylinder (9) des Verbindungsteils (5) einander überschneiden, miteinander verbunden sind.
Einlasskanal nach Anspruch 2, wobei die erweiterten Abschnitte (13, 15) derart ausgebildet sind, dass sie die Querschnittsfläche der Zylinder (9) an einem Verbindungsabschnitt mit dem Linearkanal (1) und dem Wirbelkanal (3) erweitern, wobei die Zylinder (9) sowohl mit dem Linearkanal (1) als auch mit dem Wirbelkanal (3) verbunden sind, und dass sie in einem spitzen Winkel zwischen dem Zylinder (9) und dem Linearkanal (1) und in einem spitzen Winkel zwischen dem Zylinder (9) und dem Wirbelkanal (3) ausgebildet sind und Flächen (17) aufweisen, die zwischen dem Linearkanal (1) und dem Wirbelkanal (3) einander zugewandt sind und derart konfiguriert sind, dass sie jeweils auf mehr als oder gleich fünf Grad von der Mittelfläche zwischen dem Linearkanal (1) und dem Wirbelkanal (3) erweitert sind.
Einlasskanal nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil (5) etwa 90–120 mm von einer Ventilfläche angeordnet ist.
Kern eines Einlasskanals eines Motors mit magerer Verbrennung, aufweisend eine Teilungslinie (P/L), die geformt ist, um einen Einlasskanal eines Motors mit magerer Verbrennung mit einem Verbindungsteil (5) herzustellen, das zwei Zylinder (9) aufweist, die von einem Kreis (7) in einen Linearkanal (1) und einen Wirbelkanal (3) mit einem konstanten Winkel abzweigen und in dem einzigen Kreis (7) zusammentreffen, wo eine Einspritzdüse eingebaut ist, um Kraftstoff in den Linearkanal (1) und den Wirbelkanal (3) hinein zu liefern, wobei die Teilungslinie (P/L) eine Außenlinie einer Überschneidungsfläche (11) und eine seitliche Gratlinie (19) der beiden Zylinder (9) umfasst und die Überschneidungsfläche (11) durch eine Überschneidung der beiden Zylinder (9) des Verbindungsteils (5) gebildet wird.