AT396968B - Ansaugeinrichtung an brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

AT396968B

Die Eifindung bezieht sich auf eine Ansaugeinrichtung an Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit einem Einlaßabsperrorgan und einem zu diesem führenden, im Zylinderkopf angeordneten Einlaßkanal je Zylinder, wobei zwei durch eine Trennwand getrennte, vor dem Einlaßabsperrorgan zusammengeführte Ansaugkanäle vorgesehen sind, deren Ladungen sich in allen Eigenschaften und Zuständen gleichen und sich in einem der beiden Ansangkanäle ein von Betriebsparametem der Brennkraftmaschine gesteuertes Absperrorgan befindet.

Die Leistungsäbgäbe einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung bei Vollast hängt bei einer gegebenen Bauart und Größe von der Luftmenge oder Gemischmenge ab, welche je Arbeitszyklus in die Zylinder eingebracht werden kann, gleichgültig ob es sich um selbstzündende Brennverfahren (Diesel-Biennkraftmaschinen) oder Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung handelt.

Bei solchen Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die Füllung der Zylinder mit Frischluft oder Gemisch sowohl bei freisaugenden als auch bei aufgeladenen Maschinen dadurch zu verbessern, daß man die durch die Kolbenbewegung erzeugte Gasbewegung im Saugrohr dazu benutzt, gegen Ende der Ansaugphase vor dem Einlaßorgan durch das Abbremsen der bewegten Gassäule eine Druckerhöhung zu erzeugen. Derartige bekannte dynamische Ansaugsysteme weisen aber den Nachteil auf, nur in einem begrenzten Bereich der Betriebsparameter, insbesondere der Drehzahl, eine Steigerung der Füllung des Brennraumes zu ermöglichen. Dabei ist überdies bei solchen Systemen zu beobachten, daß sie in angrenzenden Parameterbereichen den umgekehrten Effekt bewirken können und wiederum zu einer Verminderung des Füllgrades des Brennraumes führen.

In der US-PS 4,271.803 wird eine Ansaugeinrichtung an Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art beschrieben, bei der ein größerer und ein kleinerer Ansaugkanal unmittelbar über dem Einlaßorgan, nämlich über dem Ventilteller, enden. Aus diesem Grunde hat diese Ansaugeinrichtung den Nachteil, daß es bei einer gleichzeitigen Öffnung der beiden Kanäle zu unerwünschten Turbulenzen der Strömung des durch das Einlaßorgan hindurchtretenden Mediums kommt Falls nur der kleinere Kanal geöffnet ist, so kann sich das durch die Öffnung austretende Medium im Brennraum nicht gleichmäßig verteilen, was gleichfalls unerwünscht ist und zu einer Verschlechterung des Füllgrades führt.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Ansaugeinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß über den gesamten nutzbaren Betriebsbereich, insbesondere den Drehzahlbeieich, eine Erhöhung des Füllgrades des Biennraumes ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wir dies dadurch erreicht, daß die beiden Ansaugkanäle am Beginn des Einlaßkanals zusammengeführt sind, und daß die Trennwand zwischen den beiden Ansaugkanälen - von der Einströmöffnung in den Zylinderkopf aus gesehen - bis in jenen Bereich geführt ist, in dem die Krümmung des zum Einlaßabsperrorgan führenden Einlaßkanals beginnt. Dabei arbeiten beispielsweise im oberen Drehzahl- öder Lastbereich beide Ansaugkanäle zusammen, wogegen im unteren Bereich einer der beiden Ansaugkanäle gesperrt wird. Es ergibt sich dadurch praktisch über den gesamten Parameterbereich eine Füllungserhöhung durch das Abbremsen der die Ansaugkanäle durchströmenden Gassäule gegen Ende jeder Ansaugphase.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein die beiden Ansaugkanäle enthaltendes Rohr in Strömungsrichtung bogenförmig gekrümmt ist, was im Hinblick auf die üblicherweise gedrängte Bauweise moderner Brennkraftmaschinen Vorteile hinsichtlich des Bedarfes an zusätzlichem Bauraum für den geteilten Ansaugkanal bringt

Bei einer Ausführungsvariante, bei der die beiden Ansaugkanäle von zwei ineinander angeordneten Rohren gebildet sind, kann es von Vorteil sein, wenn nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung die beiden Rohre unterschiedliche Krümmungsradien und/oder Krümmungsmittelpunkte aufweisen und an zumindest einer Stelle ihres Innen- bzw. Außenumfanges miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine einfache Festlegung der beiden Kanalteile relativ zueinander, bietet Vorteile beim Herstellen - beispielsweise bei gegossenen -Ansaugkanalrohren und ermöglicht in gewissen Grenzen auch eine weitere Beeinflussung der Strömung zumindest im äußeren Ansaugkanal. Die Ausführungsform, bei welcher die beiden Ansaugkanäle durch zwei im wesentlichen konzentrisch angeordnete Rohre gebildet sind, hat sich besonders bei Brennkraftmaschinen, bei denen durch konstruktive Mittel eine Rotation der Frischladung um die Zylinderachse erzwungen ist, bewährt Das innere Rohr, in welchem das Absperrorgan angeordnet ist, kann weiters, bei an der Brennkraftmaschine montierter Ansaugeinrichtung, in den Einlaßkanal hineinragen, wobei durch die letztere Maßnahme Baulänge gespart wird. Durch die konzentrische Anordnung kommt es auch bei geschlossenem Absperrorgan im inneren Rohr im niederen Drehzahlbereich nicht zu einer Strömungsablösung der durchströmenden Frischluft von der Kanalwand im Bereich des Einlaßkanaleintrittes. Eine derartige Strömungsablösung könnte zu einer Abnahme der drallerzeugenden Wirkung der üblichen Drallkanäle führen, da diese in ihrer Wirkung empfindlich in Bezug auf die Gestaltung und damit Auswirkung der stromaufwärts liegenden Bauteile sind. Die Aufrechterhaltung eines entsprechenden Dralls ist insbesondere bei Dieselbrennverfahren mit Luftrotation von großer Bedeutung; besondere beispielsweise für den Rauchwert der Abgase.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 schematisch verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Ansaugeinrichtung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein mit dem Einlaßventil (1) des Brennraumes (2) einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine in Verbindung stehendes Rohr (3) durch eine in dessen Längsrichtung verlaufende Trennwand (4) in zwei Ansaugkanäle (5, 6) unterteilt. Diese Ansaugkanäle (5,6) vereinigen sich -2-

Claims (3)

1. AT 396 968 B knapp vor dem Einlaßventil (1) an der Mündung in den Einlaßkanal (1'). Im Ansaugkanal (5) ist ein über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter, beispielsweise der Last oder der Drehzahl, der Brennkraftmaschine gesteuertes Absperrorgan (7) angeordnet, das zusätzlich zu einem die gesamte durch die Ansaugkanäle (5,6) strömende 5 Gasmenge regelnden Steuerorgan, z. B. eine hier nicht dargestellte Drosselklappe, vorgesehen ist. Dieses Absperrorgan (7) kann in Abhängigkeit vom Aufbau der Brennkraftmaschine, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, nahe dem Eingang des Ansaugkanals (5), in dessen Mittelbereich oder in dessen dem Einlaßventil (1) zugekehrten Endbereich angeordnet sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, die insbesondere für Brennverfahren, die mit einer Rotation der 10 Frischladung um die Achse des Brennraumes (2) arbeiten, gedacht ist, ist ein einen Ansaugkanal (5') bildendes Rohr (4') konzentrisch im Rohr (3) gehalten. In diesem Rohr (4') ist ebenfalls ein steuerbares Absperrorgan (7) angeordnet, welches den durch dieses Rohr (4') gebildeten Ansaugkanal (5') beispielsweise im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine sperrt. Auch in diesem Falle kann das Absperrorgan (7) an den in Bezug auf die Fig. 1 angegebenen Stellen im 15 Ansaugkanal (5') angeordnet werden. Durch die in beiden Fällen gegebene beispielsweise drehzahlabhängige Steuerung des Absperrorgans (7) kann über den nutzbaren gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine die Strömungsgeschwindigkeit der Frischluft durch die Kanäle (5, 6) bzw. (5', 6’) dazu ausgenützt werden, daß es gegen Ende einer jeden Ansaugphase zu einem durch das Abbremsen der bewegten Gassäule bedingten Druckanstieg und so zu einem 20 erhöhten Füllgrad des Brennraumes (2) kommt. Die ineinander angebrachten, die Ansaugkanäle (5’, 6') bildenden Rohre (3, 4') können - wie in Fig. 3 schematisch dargestellt - auch in Strömungsrichtung gekrümmt ausgeführt werden, wobei das innere Rohr (4') dann nicht nur durchgehend konzentrisch positioniert werden kann, sondern im Krümmerbereich auch an zumindest einer Stelle (8) an der Krümmerinnenseite des äußeren Rohres (3) zu liegen kommen und mit diesem 25 in Verbindung stehen kann. Abgesehen von den dargestellten und besprochenen Ausführungen könnte auch eine weitere Unterteilung des Ansaugkanales, beispielsweise in drei oder vier voneinander getrennte Kanalteile vorgenommen werden, welche jeweils getrennt regelbare Absperrorgane aufweisen. Obwohl eine derartige Ausbildung konstruktiv relativ aufwendig ist, könnte damit eine für gewisse Anwendungsfälle sehr vorteilhafte weitergehende .30 Einflußnahme auf den Füllgrad erreicht werden. 35 PATENTANSPRÜCHE 1. Ansaugeinrichtung an Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit einem Einlaßabsperrorgan und einem zu diesem führenden, im Zylinderkopf angeordneten Einlaßkanal je Zylinder, wobei zwei durch eine Trennwand getrennte, vor dem Einlaßabsperrorgan zusammengeführte Ansaugkanäle vorgesehen sind, deren Ladungen sich in allen Eigenschaften und Zuständen gleichen und sich in einem der beiden Ansaugkanäle ein von Betriebsparametem der Brennkraftmaschine gesteuertes Absperrorgan befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden 45 Ansaugkanäle (5,6; 5', 6') am Beginn des Einlaßkanals (Γ) zusammengeführt sind, und daß die Trennwand (4; 4') zwischen den beiden Ansaugkanälen (5,6; 5*, 6') - von der Einströmöffnung in den Zylinderkopf aus gesehen - bis in jenen Bereich geführt ist, in dem die Krümmung des zum Einlaßabsperrorgan (1) führenden Einlaßkanals (1*) beginnt.
2. 2. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Ansaugkanäle (5', 6') enthaltendes Rohr (3) in Strömungsrichtung bogenförmig gekrümmt ist (Fig. 3).
3. 3. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 2, bei der die beiden Kanäle von zwei ineinander angeordneten Rohren gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre (3, 4') unterschiedliche Krümmungsradien 55 und/oder Krümmungsmittelpunkte aufweisen und an zumindest einer Stelle (8) ihres Innen- bzw. Außenumfanges miteinander verbunden sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3- 60