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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einlasskrümmer, der
in einem Einlasskanal vorgesehen ist und zum Zuführen von Einlassluft (Ansaugluft)
zu einer Brennkraftmaschine eingerichtet ist.
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In
einem Einlasskanal einer Brennkraftmaschine ist ein Einlasskrümmer vorgesehen,
um eine Einlassluft zu jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zu
verteilen und zuzuführen.
Ein Zwischenbehälter
des Einlasskrümmers
muss eine glatte, innere Form aufweisen, damit er die Einlassluftströmung nicht
stört.
Dies ist dadurch begründet,
dass eine schlechte Einlassluftströmung in dem Zwischenbehälter wahrscheinlich
die Verteilung der Einlassluft zu jedem Zylinder der Brennkraftmaschine
verschlechtert.
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Dementsprechend
wurden verschiedene Einlasskrümmer
vorgeschlagen, die gewisse Maßnahmen
zum Verbessern der Verteilung zu den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine
aufweisen, um nämlich
die Verteilung der Einlassluft unter den Zylindern zu vereinheitlichen.
Ein derartiger Einlasskrümmer
hat zum Beispiel eine Führungswand,
die nahe einem Montagebereich (in dem die Einlassluft strömen wird)
ausgebildet ist, um die Einlassluft zu einem äußeren Zylinder zu führen, und
eine Rippe, die nahe einem Luftausgang ausgebildet ist, um die Einlassluft
zu einem inneren Zylinder gegen die Strömung der Einlassluft von dem
Montagebereich zu dem äußeren Zylinder
zu führen.
Dieser Einlasskrümmer
kann Unterschiede der Einlassluftmengen zwischen dem inneren Zylinder
und dem äußeren Zylinder
reduzieren, um die Verteilung der Einlassluft zu jedem Zylinder
zu verbessern. Bei einem derartigen Einlasskrümmer ist ein Lufteinlassanschluss,
durch den die Einlassluft von einem Einlasskanal zu dem Einlasskrümmer eingeführt wird,
in dem Montagebereich vorgesehen.
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Angesichts
des beschränkten
Montageraums können
einige Einlasskrümmer
anders als der vorstehend beschriebene Einlasskrümmer nicht so konfiguriert
werden, dass ein Lufteinlassanschluss (eine Drosselvorrichtung)
in einem Montagebereich angeordnet ist, nämlich in der Nähe der Mitte
eines Zwischenbehälters
in dessen Längsrichtung.
Daneben kann ein Zwischenbehälter
nicht so ausgelegt werden, dass er eine ausreichende Kapazität aufweist.
In den letzten Jahren wurde insbesondere eine elektronische Steuerung
einer Brennkraftmaschine weiterentwickelt, und somit werden verschiedene Steuervorrichtungen
um die Brennkraftmaschine angeordnet. Somit besteht die Tendenz,
dass sich die Beschränkungen
bei der Montage eines Einlasskrümmers
verstärken.
In einigen Fällen
kann der Lufteinlassanschluss folglich nicht nahe der Mitte des Zwischenbehälters in
dessen Längsrichtung
vorgesehen werden, oder der Zwischenbehälter kann nicht so ausgelegt
werden, dass er eine ausreichende Kapazität hat. In diesen Fällen wird
die Einlassluftströmung
in dem Zwischenbehälter
wahrscheinlich schlecht, was die Verteilung der Einlassluft zu jedem Zylinder
verschlechtert.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einlasskrümmer mit
verbesserter Verteilung der Einlassluft zu jedem Zylinder einer
Brennkraftmaschine vorzusehen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung
dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich,
oder sie können
durch die praktische Umsetzung der Erfindung erlernt werden. Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung können mittels den Vorrichtungen und
Kombinationen verwirklicht und erreicht werden, die insbesondere
in den beigefügten
Ansprüchen
angeführt
sind.
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Um
die Aufgabe der Erfindung zu lösen,
ist ein Einlasskrümmer
zum Zuführen
von Einlassluft zu einer Brennkraftmaschine vorgesehen, mit: einem Zwischenbehälter zum
vorübergehenden
Speichern der Einlassluft; einem Lufteinlassanschluss, durch den
die Einlassluft in den Zwischenbehälter eingeführt wird, wobei der Lufteinlassanschluss
in dem Zwischenbehälter
an einer Position ausgebildet ist, die näher an einem Außenzylinder
der Brennkraftmaschine ist als eine Mitte des Zwischenbehälters in dessen
Längsrichtung;
vielen Zweigeinlasskanäle mit
Einlässen,
die in dem Zwischenbehälter
parallel angeordnet sind, wobei jeder Kanal so konfiguriert ist,
dass er die durch den Lufteinlassanschluss in den Zwischenbehälter eingeführte Einlassluft
zu den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine durch den jeweiligen
Einlass individuell zuführt;
und einer Führungswand,
die in dem Zwischenbehälter
vorgesehen und so konfiguriert ist, dass sie eine Strömungsrichtung
der in dem Zwischenbehälter
eingeführten
Einlassluft so ändert,
dass die Einlassluft zu einem spezifischen Einlass oder mehreren
Einlässen der
Zweigeinlasskanäle
geleitet wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung einen Einlasskrümmer zum
Zuführen
von Einlassluft zu einer Brennkraftmaschine vor, mit: einem Zwischenbehälter zum
vorübergehenden
Speichern der Einlassluft; einem Lufteinlassanschluss, durch den
die Einlassluft in den Zwischenbehälter eingeführt wird; und vielen Zweigeinlasskanäle mit Einlässen, die
in dem Zwischenbehälter
parallel angeordnet sind, wobei jeder Kanal so konfiguriert ist,
dass er die durch den Lufteinlassanschluss in den Zwischenbehälter eingeführte Einlassluft
zu den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine durch den jeweiligen
Einlass individuell zuführt;
wobei der Einlass des Zweigeinlasskanals, durch den die Einlassluft
zu einem äußeren Zylinder
der Brennkraftmaschine zugeführt
wird, einen größeren Flächeninhalt als
der Einlass des Zweigeinlasskanals hat, durch den die Einlassluft
zu einem inneren Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
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Es
ist zu beachten, dass im Falle einer Vierzylinderkraftmaschine der äußere Zylinder
den ersten und den vierten Zylinder darstellt, und dass der innere
Zylinder den zweiten und den dritten Zylinder darstellt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung einen Einlasskrümmer zum
Zuführen
von Einlassluft zu einer Brennkraftmaschine vor, mit: einem Zwischenbehälter zum
vorübergehenden
Speichern der Einlassluft; einem Lufteinlassanschluss, durch den
die Einlassluft in den Zwischenbehälter eingeführt wird; und vielen Zweigeinlasskanälen mit
Einlässen,
die in dem Zwischenbehälter
parallel angeordnet sind, wobei jeder Kanal so konfiguriert ist,
dass er die durch den Lufteinlassanschluss in den Zwischenbehälter eingeführte Einlassluft
zu den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine durch den jeweiligen
Einlass in dividuell zuführt;
wobei ein Intervall zwischen den Einlässen der angrenzenden Zweigeinlasskanäle, durch
die die Einlassluft zu den Zylindern zugeführt wird, deren Einlasshübe sich
bei der Brennkraftmaschine teilweise überlappen, breiter ist als
ein Intervall zwischen den Einlässen
der Zweigeinlasskanäle,
durch die die Einlassluft zu den Zylindern zugeführt wird, deren Einlasshübe sich
nicht überlappen.
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Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die einen Bestandteil dieser Beschreibung bilden, stellen
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, und zusammen mit der Beschreibung dienen sie
zum Beschreiben der Merkmale, Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
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In
den Zeichnungen zeigen
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1 eine
Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Einlasskrümmers eines ersten
Ausführungsbeispieles;
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2 eine
Ansicht einer Positionsbeziehung zwischen Führungswänden in dem Zwischenbehälter und
Zweigeinlasskanälen;
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3 eine
Schnittansicht entlang einer Linie A-B-C-D in der 2;
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4A und 4B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in einem Einlasskrümmer
ohne Führungswand,
die die Luftströmung
zu einem ersten Zylinder #1 angibt;
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5A und 5B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
ohne Führungswand,
die die Luftströmung
zu einen zweiten Zylinder #2 angibt;
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6A und 6B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
ohne Führungswand,
die die Luftströmung
zu einem dritten Zylinder #3 angibt;
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7A und 7B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
ohne Führungswand,
die die Luftströmung
zu einem vierten Zylinder #4 angibt;
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8A und 8B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
des ersten Ausführungsbeispieles,
die die Luftströmung
zu einem ersten Zylinder #1 angibt;
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9A und 9B Ansichten
einer Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
des ersten Ausführungsbeispieles,
die die Luftströmung
zu einem vierten Zylinder #4 angeben;
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10 eine
grafische Darstellung von Durchsatzraten der Einlassluft, die in
die Zylinder strömt;
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11 eine
Schnittansicht einer schematischen Konfiguration eines Einlasskrümmers eines zweiten
Ausführungsbeispieles;
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12 eine
grafische Darstellung von Durchsatzraten der Einlassluft, die in
die Zylinder gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
strömt;
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13 eine
Schnittansicht einer schematischen Konfiguration eines Einlasskrümmers eines dritten
Ausführungsbeispieles;
und
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14 ein
Diagramm von Verbrennungszyklen der Zylinder einer Kraftmaschine.
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Eine
detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Einlasskrümmers, der
die vorliegende Erfindung ausführt,
wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung auf einen Einlasskrümmer angewendet,
der bei einem Einlasssystem einer Viertakt-Vierzylinder-Kraftmaschine
verwendet wird.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Zunächst wird
ein erstes Ausführungsbeispiel
beschrieben. Ein Einlasskrümmer
des ersten Ausführungsbeispiels
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer schematischen
Konfiguration des Einlasskrümmers
des ersten Ausführungsbeispiels.
Die 2 und 3 zeigen Ansichten der Formen
von Führungswänden bei
dem Einlasskrümmer
des ersten Ausführungsbeispiels.
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Ein
Einlasskrümmer 10,
der in der 1 gezeigt ist, ist ein aus Kunststoff
bestehender Einlasskrümmer,
der als ein "Kunststoffeinlasskrümmer" bezeichnet wird,
und der als eine Einlasssystemkomponente in einer Viertakt-Vierzylinder-Kraftmaschine zum
Zuführen
von Luft (Einlassluft), die in einen Einlasskanal eingelassen wird,
zu jedem Zylinder der Kraftmaschine angebracht ist. Dieser Einlasskrümmer 10 hat
einen Zwischenbehälter 20 und
vier Zweigeinlasskanäle
(nachfolgend "Zweigkanäle") 21, 22, 23 und 24.
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Der
Zwischenbehälter 20 hat
einen großen, hohlen
Teil, wie dies in der 2 gezeigt ist, in dem die Einlassluft
vorübergehend
gespeichert wird, um eine Einlasspulsation und Einlassinterferenzen
zu verhindern oder um einen Einlasswirkungsgrad zu erhöhen. Die
Zweigkanäle 21 bis 24 dienen
zum Zuführen
der in dem Zwischenbehälter 20 eingeführten Luft
zu den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine. Bei diesem Ausführungsbeispiel
dient der Zweigkanal 21 für eine Einlassluftzufuhr zu
einem ersten Zylinder #1; der Zweigkanal 22 dient einer
Einlassluftzufuhr zu einem zweiten Zylinder #2; der Zweigkanal 23 dient
einer Einlassluftzufuhr zu einem dritten Zylinder #3 und der Zweigkanal 24 dient
einer Einlassluftzufuhr zu einem vierten Zylinder #4.
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Der
Zwischenbehälter 20 ist
in seiner Seitenwand mit einem Lufteinlassanschluss 25 ausgebildet, durch
den die Einlassluft in den Zwischenbehälter 20 eingeführt wird.
Dieser Lufteinlassanschluss 25 ist an einem Ende mit einem
Flansch 26 für
eine Verbindung mit einer Drosselvorrichtung versehen. Wenn der
Einlasskrümmer 10 in
der Kraftmaschine angebracht ist, ist der Flansch 26 mit
der Drosselvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, die ein Drosselventil zum
Regulieren einer Einlassluftmenge aufweist.
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Die
Einlassluft, deren Durchsatzrate durch die Drosselvorrichtung reguliert
wird, kann in den Zwischenbehälter 20 durch
den Lufteinlassanschluss 25 strömen. Hierbei ist die Position
der Drosselvorrichtung aufgrund einer Begrenzung eines Montageraums
begrenzt. Der Lufteinlassanschluss 25 ist somit an einer
Position ausgebildet, die näher
an einer Seite eines äußeren Zylinders
(ein erster Zylinder #1 bei diesem Ausführungsbeispiel) ist, und nicht
in der Mitte des Zwischenbehälters 20 in
der Längsrichtung.
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Ein
Ende des Zwischenbehälters 20 ist
mit einem EGR-Einlassanschluss 27 ausgebildet,
an dessen Ende ein Flansch 28 für eine Verbindung mit einem
EGR-Rohr angebracht ist. Dieser Flansch 28 ist mit einem
nicht gezeigten EGR-Rohr gekoppelt, um einen Teil des Abgases von
einem Abgassystem zu einem Einlasssystem rückzuführen. Dementsprechend kann
ein Teil des Abgases in den Einlasskrümmer 10 zurückkehren.
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Die
Zweigkanäle 21 bis 24 sind
in einer Seitenwand des Zwischenbehälters 20 angeordnet,
die einer anderen Seitenwand gegenüberliegt, die mit dem Lufteinlassanschluss 25 ausgebildet
ist. insbesondere sind die Zweigkanäle 21 bis 24 mit
dem Zwischenbehälter 20 durch
vordere Enden (Einlassseiten) der Zweigkanäle 21 bis 24 verbunden,
die in dem Zwischenbehälter 20 eingefügt sind.
Einlässe 21a bis 24a der
Zweigkanäle 21 bis 24 sind
in einer Reihe (parallel) in gleichen Intervallen (in ungefähr gleichen Abständen zwischen
zwei angrenzenden Anschlüssen)
in dem Zwischenbehälter 20 angeordnet.
Diese Einlässe 21a bis 24a haben
einen ungefähr
gleichen Öffnungsflächeninhalt,
und die Zweigkanäle 21 bis 24 haben
ungefähr
die gleiche Kanallänge.
Die Einlässe 21a bis 24a der
Zweigkanäle 21 bis 24 sind
so platziert, dass ihre Achsen mit der Achse des Lufteinlassanschlusses 25 nicht
vertikal ausgerichtet sind, wie dies in der 3 gezeigt
ist. Insbesondere sind die Einlässe 21a bis 24a der
Zweigkanäle 21 bis 24 in
dem Zwischenbehälter 20 so
angeordnet, dass sich jede Achse der Einlässe 21a bis 24a unter
der Achse des Lufteinlassanschlusses 25 befindet.
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Der
Zwischenbehälter 20 ist
mit drei Führungswänden versehen,
nämlich
einer ersten Führungswand 31,
einer zweiten Führungswand 32 und einer
dritten Führungswand 33,
wie dies in den 2 und 3 gezeigt
ist. Diese Führungswände 31 bis 33 bestehen
aus dem gleichen Material (Kunststoff bei diesem Ausführungsbeispiel)
wie der Einlasskrümmer 10.
Die Führungswände 31 bis 33 dienen zum Ändern der
Strömungsrichtung
der Einlassluft in dem Zwischenbehälter 20, um die Einlassluft
gleichmäßig zu den
Zweigkanälen 21 bis 24 zu
verteilen.
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Die
erste Führungswand 31 ist
eine Plattenwand mit einer flachen Form im Querschnitt, die an dem
Zweigkanal 21 angebracht ist, wie dies in den 2 oder 3 gezeigt
ist. Wie dies in der 3 konkret gezeigt ist, ist die
erste Führungswand 31 schräg nach oben
hin zu einer oberen Kante des Einlasses 21a des Zweigkanals 21 befestigt.
Diese erste Führungswand 31 dient
zum Ändern
der Strömungsrichtung
der Einlassluft in dem Zwischenbehälter 20, um die Einlassluftmenge
zu vermehren, die in den Zweigkanal 21 strömen kann.
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Die
zweite Führungswand 32 ist
eine Plattenwand mit einer flachen Form im Querschnitt, die zwischen
der Achse des Lufteinlassanschlusses 25 und der Achse des
Zweigkanals 22 platziert ist, wie dies in der 2 gezeigt
ist. Wie dies insbesondere in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist die zweite Führungswand 32 schräg zu dem
Boden des Zwischenbehälters 20 befestigt,
um eine Strömung
der Luft, die durch den Lufteinlassanschluss 25 in dem
Zwischenbehälter 20 eingeführt wurde,
zu den Zweigkanälen 23 und 24 zu
ermöglichen.
Diese zweite Führungswand 32 dient
zum Ändern
der Strömungsrichtung der
Einlassluft in dem Zwischenbehälter 20,
um die Luftmenge zu vermehren, die in den Zweigkanal 24 strömen kann.
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Die
dritte Führungswand 33 ist
eine Plattenwand mit einer gekrümmten
oder kreisbogenartigen Form im Querschnitt in einem Raum 20a,
der durch eine Außenwand
um den jeweiligen Auslass der Zweigkanäle 21 bis 24 und
einer Innenwand des Zwischenbehälters 20 definiert
ist, wie dies in den 2 oder 3 gezeigt
ist. Wie dies noch konkreter in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist die dritte Führungswand 33 an
oberen Abschnitten der Einlässe 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23 so
befestigt, dass beide Enden der dritten Führungswand 33 nahe äußeren Kanten
der Einlässe 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23 angeordnet
sind. Diese dritte Führungswand 33 dient
zum Ändern
der Strömungsrichtung
der Einlassluft in dem Raum 20a in dem Zwischenbehälter 20,
um die Einlassluftmenge zu vermehren, die in den Zweigkanal 24 strömen kann.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10,
der gemäß der vorstehenden
Beschreibung aufgebaut ist, tritt die Luft, die durch eine nicht
gezeigte Luftreinigungsvorrichtung gefiltert wird, durch die nicht
dargestellte Drosselvorrichtung hindurch und wird in den Zwischenbehälter 20 durch
den Lufteinlassanschluss 25 eingeführt. Dabei wird die Menge der
in den Zwischenbehälter 20 eingeführten Luft
durch die nicht dargestellte Drosselvorrichtung reguliert. Anders
gesagt wird ein Öffnungsgrad
eines Drosselventils der Drosselvorrichtung gesteuert, um die Luftmenge
zu regulieren, die in den Zwischenbehälter 20 einzuführen ist.
Die in den Zwi schenbehälter 20 eingeführte Luft
wird zu den Zweigkanälen 21 bis 24 verteilt
und dann zu den Zylindern (#1 bis #4) der Kraftmaschine zugeführt.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
befindet sich der Lufteinlassanschluss 25 nicht nahe der
Mitte des Zwischenbehälters 20 in
dessen Längsrichtung.
Darüber
hinaus hat der Zwischenbehälter 20 keine
ausreichend große
Kapazität.
Dies ist dadurch begründet,
dass der Zwischenbehälter 20 nicht
so ausgelegt werden kann, dass er eine größere Kapazität hat, und
zwar aufgrund der Begrenzung des Montageraums des Einlasskrümmers 10 in
einem Motorraum. Wenn sich der Lufteinlassanschluss 25 nicht
nahe der Mitte des Zwischenbehälters 20 in
der Längsrichtung
befindet und der Zwischenbehälter 20 keine
ausreichende Kapazität
hat, kann der Einlasskrümmer 10 die
Einlassluft nicht gleichmäßig zu den
Zweigkanälen 21 bis 24 verteilen,
was die Verteilung der Einlassluft verschlechtert.
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Hierbei
wurde eine Simulationsanalyse (CAE-Analyse) bei jedem Zweigkanal
(jedem Zylinder) ausgeführt,
um die Einlassluftströmung
in einem Einlasskrümmer
ohne Führungswände 31 bis 33 (das
heißt
bei einem nicht verbesserten Einlasskrümmer) und die Einlassluftströmung in
den Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispieles
zu analysieren. Die Analyseergebnisse sind in den 4 bis 10 gezeigt.
Die 4A bis 7B zeigen
Ansichten der Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer
ohne Führungswände 31 bis 33.
Insbesondere zeigen die 4A und 4B eine
Luftströmung
zu dem ersten Zylinder #1; die 5A und 5B zeigen
eine Luftströmung
zu dem zweiten Zylinder #2; die 6A und 6B zeigen
eine Luftströmung
zu dem dritten Zylinder #3 und die 7A und 7B zeigen
eine Luftströmung
zu dem vierten Zylinder #4. Die 8A, 8B, 9A und 9B zeigen
An sichten der Einlassluftströmung
in dem Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels.
Insbesondere zeigen die 8A und 8B eine
Luftströmung
zu dem ersten Zylinder #1, und die 9A und 9B zeigen
eine Luftströmung
zu dem vierten Zylinder #4. Die 10 zeigt
eine grafische Darstellung einer Durchsatzrate der Einlassluft,
die in die jeweiligen Zylinder hinein strömt.
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Wie
dies aus der 10 ersichtlich ist, ist die Einlassluftmenge
zu dem zweiten Zylinder #2 bei dem nicht verbesserten Einlasskrümmer ohne
Führungswände 31 bis 33 am
Größten. Die
Einlassluftmengen zu dem ersten und vierten Zylinder #1 und #4 sind
kleiner als jene zu dem zweiten und dem dritten Zylinder #2 und
#3. Dies zeigt, dass der nicht verbesserte Einlasskrümmer die
Einlassluft nicht gleichmäßig zu den
jeweiligen Zylindern (dem jeweiligen Zweigkanälen) verteilen kann, was zu
einer schlechten Verteilung der Einlassluft führt. Aus diesen Ergebnissen
wird geschlossen, dass nur die Einlassluftmenge vermehrt werden
muss, die zu dem ersten und dem vierten Zylinder #1 und #4 zugeführt wird, um
die Verteilung der Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern zu verbessern
und die Einlassluftverteilung des Einlasskrümmers zu steigern.
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Der
Grund, warum eine große
Einlassluftmenge zu dem zweiten und dem dritten Zylinder #2 und
#3 bei dem nicht verbesserten Einlasskrümmer zugeführt wird, wird hierbei folgendermaßen umschrieben.
Fast die gesamte Einlassluft, die in den Zwischenbehälter 20 eingeführt wird,
wird direkt zu dem jeweiligen Zweigkanal 22 und 23 zugeführt, durch
die die Luft zu dem zweiten und dem dritten Zylinder #2 und #3 zugeführt wird,
ohne dass sie in den Raum 20a in dem Zwischenbehälter 20 strömt, wie dies
in den 5A, 5B, 6A und 6B gezeigt
ist. Die Einlassluftmenge zu dem zweiten Zylinder #2 ist größer als
jene zu dem dritten Zylinder #3, da sich der Zweigkanal 22 zum
Zuführen
der Einlassluft zu dem zweiten Zylinder #2 näher an dem Lufteinlassanschluss 25 des
Zwischenbehälters 20 angeordnet
ist.
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Andererseits
ist die Einlassluftmenge zu dem ersten Zylinder #1 am Kleinsten.
Dies ist dadurch begründet,
dass die durch den Lufteinlassanschluss 25 in den Zwischenbehälter 20 eingeführte Einlassluft wahrscheinlich
in einer größeren Menge
zu dem Raum 20a strömt
und dann in einem weit verschweiften Pfad entlang der Innenwand
des Zwischenbehälters 20 wandert,
um in den Zweigkanal 21 zu strömen, wie dies in den 4A und 4B gezeigt
ist, anstatt dass sie direkt in den Zweigkanal 21 zum Zuführen der
Einlassluft zu dem ersten Zylinder #1 strömt.
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Bei
dem nicht verbesserten Einlasskrümmer ist
darüber
hinaus die Lufteinlassmenge zu dem vierten Zylinder #4 kleiner,
da der Einlass des entsprechenden Zweigkanals 24 von dem
Lufteinlassanschluss 25 am weitesten weg angeordnet ist.
Als ein anderer Grund, wie er in den 7A und 7B gezeigt
ist, strömt
die durch den Lufteinlassanschluss 25 in den Zwischenbehälter 20 eingeführte Einlassluft
wahrscheinlich in den Raum 20a und wandert dann entlang
eines weit verschweiften Pfades entlang der Innenwand des Zwischenbehälters 20,
wodurch sie indirekt in den Zweigkanal 24 zum Zuführen der
Einlassluft zu dem vierten Zylinder #4 strömt.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
ist der Zwischenbehälter 20 daher
mit den Führungswänden 31 bis 33 versehen,
wie dies vorstehend beschrieben ist, um die Einlassluftmenge zu
vermehren, die zu dem ersten und dem vierten Zylinder #1 und #4
(den Zweigkanälen 21 und 24)
zuzuführen
ist.
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Die
erste Führungswand 31 ist
so platziert, dass sie die Einlassluftmenge vermehrt, die zu dem Zweigkanal 21 (dem
ersten Zylinder #1) zuzuführen ist.
Wie dies in den 8A und 8B gezeigt
ist, wird dementsprechend ein Teil der Einlassluft, die in dem Zwischenbehälter 20 eingeführt wurde
und tendenziell in den Raum 20a strömt, durch die erste Führungswand 31 so
geleitet, dass sie direkt in den Zweigkanal 21 strömt. Anders
gesagt ändert
die erste Führungswand 31 die
Strömungsrichtung
der Einlassluft, die in den Zwischenbehälter 20 eingeführt wurde
und tendenziell in den Raum 20a strömt, um die Einlassluft zum
Strömen
in den Raum 20a zu veranlassen, damit sie in den Zweigkanal 21 strömt. Wie dies
in der 10 gezeigt ist, wird folglich
die Einlassluftmenge vermehrt, die in den Zweigkanal 21 strömt, wodurch
die Einlassluftmenge zu dem ersten Zylinder #1 vermehrt wird.
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Die
zweite Führungswand 32 und
die dritte Führungswand 33 sind
so angeordnet, dass sie die Einlassluftmenge vermehren, die zu dem
Zweigkanal 24 (dem vierten Zylinder #4) zuzuführen ist.
Wie dies in den 9A und 9B gezeigt
ist, wird ein Teil der Einlassluft, die in den Zwischenbehälter 20 eingeführt wird,
um in den Raum 20a des Zwischenbehälters 20 zu strömen, durch
die dritte Führungswand 33 so
geleitet, dass sie zu dem Zweigkanal 24 strömt, ohne
dass sie entlang der Innenwand des Zwischenbehälters 20 wandert.
Außerdem
ist gezeigt, dass ein anderer Teil der Einlassluft, die in dem Zwischenbehälter 20 eingeführt wird,
durch die zweite Führungswand 32 so
geleitet wird, dass sie direkt in den Zweigkanal 24 strömt, ohne
dass sie in den Raum 20a des Zwischenbehälters 20 strömt. Durch
die zweite Führungswand 32 und
die dritte Führungswand 33 wird
die Strömungsrichtung
der Einlassluft geändert,
die in den Zwischenbehälter 20 eingeführt wird
und zu dem Zweigkanal 24 strömt. Insbesondere wird die Einlassluft,
die durch den Lufteinlassanschluss 25 in dem Zwischenbehälter 20 strömt, zum Strömen in den
Zweigkanal 24 gezwungen. Infolge dessen kann eine große Einlassluftmenge
in den Zweigkanal 24 strömen, wie dies in der 10 gezeigt
ist, und somit kann die Einlassluftmenge zu dem vierten Zylinder
#4 vermehrt werden.
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Der
Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen Ausführungsbeispieles,
der vorstehend beschrieben ist und die Führungswände 31 bis 33 in
dem Zwischenbehälter 20 aufweist,
kann die Einlassluftmenge vermehren, die zu den Zweigkanälen 21 und 24 zu verteilen
ist, wie dies in der 10 gezeigt ist, um dadurch die
Einlassluftmenge zu vermehren, die zu dem ersten und dem vierten
Zylinder #1 und #4 zuzuführen
ist, und er verringert außerdem
die Einlassluftmenge, die zu den Zweigkanälen 22 und 23 zu
verteilen ist, um dadurch die Einlassluftmenge zu reduzieren, die
zu dem zweiten und dem dritten Zylinder #2 und #3 zuzuführen ist.
Als Grund, warum die Einlassluftmenge verringert wird, die in die
Zweigkanäle 22 und 23 strömt, wird
angenommen, dass die Strömungsrichtung
der Einlassluftströmung,
die direkt in die Zweigkanäle 22 und 23 von
dem Lufteinlassanschluss 25 strömt, durch die zweite Führungswand 32 geändert wird.
Wie dies in der 10 gezeigt ist, wird die Einlassluft
folglich mit ungefähr
der gleichen Menge zu jedem des ersten bis vierten Zylinders #1 bis
#4 zugeführt.
Gemäß dem Einlasskrümmer 10 kann
die Verteilung der Einlassluft auch dann verbessert werden, wenn
sich der Lufteinlassanschluss 25 nicht nahe der Mitte des
Zwischenbehälters 20 in dessen
Längsrichtung
befindet und der Zwischenbehälter 20 keine
ausreichende Kapazität
hat.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
wie er vorstehend im Einzelnen beschrieben wurde, sind die erste
bis dritte Führungswand 31 bis 33 in
dem Zwischenbehälter 20 vorgesehen.
Dies ermöglicht
es, eine langsame Verteilung der Einlassluft zu verbessern, die
aus der Konfiguration resultiert, dass sich der Lufteinlassanschluss 25 nicht
nahe der Mitte des Zwischenbehälters 20 in
dessen Längsrichtung
befindet und dass der Zwischenbehälter 20 keine ausreichende
Kapazität
hat. Bei dem Einlasskrümmer 10 kann
dementsprechend die in dem Zwischenbehälter 20 eingeführte Einlassluft
nahezu gleichmäßig zu den
Zweigkanälen 21 bis 24 verteilt
werden. Gemäß dem Einlasskrümmer 10 ist
es möglich,
die Einlassverteilung auch dann zu verbessern, wenn sich der Lufteinlassanschluss 25 nicht
nahe der Mitte des Zwischenbehälters 20 in
der Längsrichtung
befindet und der Zwischenbehälter 20 keine
ausreichende Kapazität
aufweist.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
wird nachfolgend beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel hat im wesentlichen
die identische Basisstruktur wie das erste Ausführungsbeispiel, außer dass
keine Führungswand
in dem Zwischenbehälter
vorgesehen ist und die Zweigkanäle
Einlässe
mit unterschiedlichen Öffnungsflächeninhalten
aufweisen. Somit werden identischen Komponenten zu dem ersten Ausführungsbeispiel
dieselben Bezugszeichen zugewiesen, und deren Beschreibungen werden
weggelassen, sofern dies angemessen ist. Der Einlasskrümmer des
zweiten Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend beschrieben, wobei sich auf Unterschiede von dem
ersten Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die 11 und 12 konzentriert
wird. Die 11 zeigt eine Schnittansicht
des Einlasskrümmers
des zweiten Ausführungsbeispiels.
Die 12 zeigt eine grafische Darstellung einer Durchsatzrate der
Einlassluft, die in dem jeweiligen Zylinder strömt.
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Wie
dies in der 11 gezeigt ist, ist ein Einlasskrümmer 10a des
zweiten Ausführungsbeispiels so
ausgelegt, dass Einlässe 21b und 24b der
Zweigkanäle 21 und 24 einen
größeren Flächeninhalt
(Öffnungsflächeninhalt)
als Einlässe 22a und 23a der Zweigkanäle 22 und 23 haben.
Insbesondere ist der Flächeninhalt
von jedem Einlass 21b, 24b in einem Bereich von
ungefähr
dem 1,2- bis 1,5-fachen
Flächeninhalt
des jeweiligen Einlasses 22a, 23a der Zweigkanäle 22 und 23 bestimmt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Flächeninhalt
der jeweiligen Einlässe 21b und 24b ungefähr um das
1,3-fache größer als
der Flächeninhalt
der jeweiligen Einlässe 22a und 23a.
Die Einlässe 21b und 24b der
Zweigkanäle 21 und 24 haben
ungefähr
den gleichen Flächeninhalt.
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Die
Einlassluftmenge, die in die Zweigkanäle 21 und 24 strömt, ist
wahrscheinlich geringer als jene, die in die Zweigkanäle 22 und 23 strömt, wie
dies vorstehend erwähnt
wurde (unter Bezugnahme auf die nicht verbesserte Konfiguration,
wie in der 12 gezeigt ist). Dies ist dadurch
begründet,
dass, wie dies in den 4A bis 7B gezeigt
ist, die Einlassluft direkt von dem Lufteinlassanschluss 25 zu den
Zweigkanälen 22 und 23 strömen kann,
wohingegen die Einlassluft wahrscheinlich in die Zweigkanäle 21 und 24 strömt, indem
sie einen weit verschweiften Pfad entlang der Innenwand des Zwischenbehälters 20 wandert,
anstatt dass sie direkt aus dem Lufteinlassanschluss 25 strömt.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10a ist
andererseits der Flächeninhalt
der jeweiligen Einlässe 21b und 24b der
Zweigkanäle 21 und 24 so
bestimmt, dass er größer (ungefähr das 1,3-fache)
als jener der Einlässe 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23 ist. Wie
dies in der 12 gezeigt ist, kann daher die Einlassluftmenge,
die in die Zweigkanäle 21 und 24 zum
Zuführen
der Einlassluft zu dem ersten und vierten Zylinder #1 und #4 strömen kann,
auf ungefähr das
gleiche Niveau wie die Einlassluftmenge vermehrt werden, die in
die Zweigkanäle 22 und 23 strömen kann.
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Gemäß dem Einlasskrümmer 10a des
zweiten Ausführungsbeispiels
kann die Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern #1 bis #4 ohne
Unterschiede zwischen ihnen verteilt werden, wodurch die Verteilung
der Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine verbessert
wird.
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Falls
experimentell herausgefunden wurde, dass die Einlassluftmenge klein
ist, die in den Zweigkanal 24 strömen kann, kann der Einlasskrümmer 10a des
zweiten Ausführungsbeispiels
auch so ausgelegt sein, dass der Flächeninhalt des Einlasses 24b des
Zweigkanals 24 größer ist
als jener des Einlasses 21b des Zweigkanals 21.
Insbesondere müssen
die Zweigkanäle 21 und 24 zum
Zuführen
der Einlassluft zu den äußeren Zylindern,
das heißt
zu dem ersten und vierten Zylinder #1 und #4, nur so ausgelegt sein,
dass der Flächeninhalt
des Einlasses 24b des Zweigkanals 24, der von
dem Lufteinlassanschluss 25 am weitesten weg ist, größer ist
als jener des Einlasses 21b des Zweigkanals 21,
der dem Lufteinlassanschluss 25 am Nächsten ist.
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Auch
wenn bei einer derartigen Konfiguration die geschätzte Einlassluftmenge
klein ist, die in den Zweigkanal 24 strömt, kann die Einlassluftmenge,
die in den Zweigkanal 24 strömen kann, auf ungefähr das gleiche
Niveau zuverlässig
vermehrt werden wie bei der Einlassluft, die in die anderen Zweigkanäle 21 und 23 strömen kann.
Folglich ist es möglich,
die Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine ohne
Unterschiede zwischen ih nen zuzuführen und somit die Verteilung
der Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern zuverlässig zu
verbessern.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
wird beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel
hat im wesentlichen die identische Basisstruktur des ersten Ausführungsbeispiels,
außer
dass keine Führungswand
in dem Zwischenbehälter
vorgesehen ist und die Einlässe
der Zweigkanäle
in unterschiedlichen Intervallen (Abstände von Anschluss zu Anschluss)
angeordnet sind. Somit werden identischen Komponenten zu dem ersten
Ausführungsbeispiel
die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und deren Beschreibungen
werden weggelassen, sofern dies angemessen ist. Der Einlasskrümmer des
dritten Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend beschrieben, wobei sich auf Unterschiede von dem
ersten Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die 13 und 14 konzentriert
wird. Die 13 zeigt eine Schnittansicht
des Einlasskrümmers
des dritten Ausführungsbeispiels.
Die 14 zeigt ein Diagramm von Verbrennungszyklen des
Zylinders der Kraftmaschine.
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Wie
dies in der 13 gezeigt ist, ist ein Einlasskrümmer 10b des
dritten Ausführungsbeispiels so
ausgelegt, dass ein Intervall (Abstand von Anschluss zu Anschluss)
zwischen den Einlässen 21a und 22a der
Zweigkanäle 21 und 22 und
ein Intervall (ein Abstand von Anschluss zu Anschluss) zwischen den
Einlässen 23a und 24a der
Zweigkanäle 23 und 24 breiter
sind als ein Intervall (ein Abstand von Anschluss zu Anschluss)
zwischen den Einlässen 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23.
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Falls
die Zylinder in der Reihenfolge #1, #3, #4 und #2 gezündet werden,
enthält
der Zyklus von jedem Zylinder vier Hübe: Saughub (Einlasshub), Verdichtungshub,
Leistungshub (Expansionshub) und Auslasshub werden in der Zeitgebung
wiederholt, wie sie in der 14 gezeigt
ist. Bei dem Einlasshub eines gewissen Zylinders wird ein Einlassventil
eines anderen Zylinders gleichzeitig geöffnet ("Einlassventilüberlappung" von verschiedenen Zylindern).
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Genauer
gesagt überlappt
sich der Einlasshub des zweiten Zylinders #2 mit dem Einlasshub des
ersten Zylinders #1. Der erste und der zweite Zylinder #1 und #2
sind angrenzend angeordnet, und somit wird der Einlasshub des ersten
Zylinders #1 stark durch den Einlasshub des zweiten Zylinders #2 aufgrund
der Einlassventilüberlappung
gestört.
Der Einlasshub des dritten Zylinders #3 überlappt sich mit dem Einlasshub
des vierten Zylinders #4. Der dritte und der vierte Zylinder #3
und #4 sind außerdem
angrenzend angeordnet, und somit wird der Einlasshub des vierten
Zylinders #4 stark durch den Einlasshub des dritten Zylinders #3
aufgrund der Einlassventilüberlappung
gestört.
Somit hat die Einlassluftmenge zu dem ersten und dem vierten Zylinder
#1 und #4 die Tendenz, dass sie geringer wird.
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Andererseits überlappt
sich der Einlasshub des vierten Zylinders #4 mit dem Einlasshub
des zweiten Zylinders #2. Jedoch sind der zweite und der vierte
Zylinder #2 und #4 voneinander entfernt angeordnet, wobei der dritte
Zylinder #3 dazwischen angeordnet ist. Der Einlasshub des zweiten
Zylinders #2 wird daher wahrscheinlich nicht durch den Einlasshub
des vierten Zylinders #4 aufgrund der Einlassventilüberlappung
gestört.
Der Einlasshub des ersten Zylinders #1 überlappt sich mit dem Einlasshub
des dritten Zylinders #3. Jedoch sind der erste und der dritte Zylinder
#1 und #3 auch entfernt voneinander angeordnet, wobei der Zylinder
#2 dazwischen angeordnet ist. Der Einlasshub des drit ten Zylinders
#3 stört
daher wahrscheinlich nicht den Einlasshub des ersten Zylinders #1
aufgrund der Einlassventilüberlappung.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10b des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
sind dementsprechend das Intervall (Abstand von Anschluss zu Anschluss)
zwischen den Einlässen 21a und 22a der Zweigkanäle 21 und 22 und
das Intervall (Abstand von Anschluss zu Anschluss) zwischen den
Einlässen 23a und 24a der
Zweigkanäle 23 und 24 so
bestimmt, dass sie breiter sind als das Intervall (Abstand von Anschluss
zu Anschluss) zwischen den Einlässen 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23. Von
den Paaren der angrenzenden Zweigkanäle 21 und 22, 22 und 23 sowie 23 und 24 sind
die Zweigkanalpaare zum Zuführen
der Einlassluft zu den Zylindern, deren Einlasshübe sich teilweise überlappen, nämlich die
Einlässe 21a und 22a der
Zweigkanäle 21 und 22 und
die Einlässe 23a und 24a der
Zweigkanäle 23 und 24 in
Intervallen angeordnet, die breiter sind als bei den Einlässen 22a und 23a der
Zweigkanäle 22 und 23 zum
Zuführen
der Einlassluft zu den Zylindern, deren Einlasshübe sich nicht überlappen.
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Bei
dem Einlasskrümmer 10b sind
die Zweigkanäle 21 und 22 zum
Zuführen
der Einlassluft zu dem ersten und zweiten Zylinder #1 und #2, die die
Einlassventilüberlappung
verursachen, in einem breiteren Abstand von Anschluss zu Anschluss
(Teilungsabstand) angeordnet, und außerdem sind die Zweigkanäle 23 und 24 zum
Zuführen
der Einlassluft zu dem dritten und vierten Zylinder #3 und #4, die
die Einlassventilüberlappung
verursachen können,
in einem breiteren Abstand von Anschluss zu Anschluss (Teilungsabstand)
angeordnet. Dementsprechend wird eine Störung von diesen Zweigkanälen 21 bis 24 durch
den Einlasshub eines anderen Zylinders verhindert. Dies ermöglicht es,
eine Verringerung der Einlassluftmenge entgegen der Einlassinterferenz
zu verhindern, die zu dem ersten und dem vierten Zylinder #1 und
#4 zuzuführen
ist, das heißt,
die Einlassluftmenge zu dem ersten und vierten Zylinder #1 und #4
zu vermehren. Daher ist es möglich,
Unterschiede der Einlassluftmenge zu reduzieren, die zu dem ersten
bis vierten Zylinder #1 bis #4 zuzuführen ist.
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Gemäß dem Einlasskrümmer 10b des
dritten Ausführungsbeispiels
kann die Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern #1 bis #4 ohne
Unterschiede zwischen den Zylindern zugeführt werden, wodurch die Einlassluftverteilung
zu den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine verbessert wird.
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Falls
experimentell herausgefunden wurde, dass die Einlassluftmenge klein
ist, die in den Zweigkanal 24 strömen kann, kann der Einlasskrümmer 10b des
dritten Ausführungsbeispiels
auch so ausgelegt sein, dass der Flächeninhalt des Einlasses 24a des
Zweigkanals 24 größer ist
als jener des Einlasses 21a des Zweigkanals 21.
Insbesondere müssen die
Zweigkanäle 21 und 24 zum
Zuführen
der Einlassluft zu den äußeren Zylindern,
das heißt
zu dem ersten und vierten Zylinder #1 und #4 nur so ausgelegt sein,
dass der Flächeninhalt
des Einlasses 24a des Zweigkanals 24, der von
dem Lufteinlassanschluss 25 am weitesten entfernt ist,
größer ist
als jener des Einlasses 21a des Zweigkanals 21,
der dem Lufteinlassanschluss 25 am Nächsten ist.
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Bei
einer derartigen Konfiguration und der Vermehrung der Einlassluftmenge,
die durch eine geringere Interferenz durch den Einlasshub eines
anderen Zylinders erreicht wird, kann die Einlassluftmenge, die
in den Zweigkanal 24 strömen kann, auch dann weiter
vermehrt werden, wenn die geschätzte Einlassluftmenge
klein ist, die in den Zweigkanal 24 strömt. Folglich ist es möglich, die
Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern der Kraftma schine ohne Unterschiede
zwischen den Zylindern zuzuführen
und somit die Verteilung der Einlassluft zu den jeweiligen Zylindern
zuverlässig
zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele
beschränkt
und kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne dass ihre
wesentlichen Charakteristika verlassen werden. Zum Beispiel kann die
Erfindung nicht nur auf den Einlasskrümmer angewendet werden, der
in einer Vierzylinderkraftmaschine wie bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
angebracht ist, sondern auch auf einen anderen Einlasskrümmer, der
in eine Drei-, Sechs-, oder Mehrzylinderkraftmaschine angebracht wird.
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Darüber hinaus
können
das erste bis dritte Ausführungsbeispiel
beliebig kombiniert werden, wodurch Synergieeffekte bereitgestellt
werden.
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Während das
gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist klar,
dass diese Offenbarung dem Zwecke der Darstellung dient und dass
verschiedene Änderungen
und Abwandlungen geschaffen werden können, ohne dass der Umfang
der Erfindung verlassen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.