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Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit gleichmäßigerLeistungscharakteristik
` i Die Erfindung-betrifft eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine,- bei. welcher-
zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Leistungscharakteristik über den gesamten Drehzahlbereich.
die Anzahl der Zylinder in mindestens. zwei Gruppen unterteilt ist und zu jeder
Zylindergruppe eine _ eigene Einrichtung zur Versorgung der einzelnen Zylinder der
Gruppe mit Kraftstoff-LuftrGemisch vorgesehen ist.
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Es ist bekannt, daß bei- Auslegung einer Brenn= kraftmaschine auf
niedrige Drehzahl, d. h., daß eine hohe Ansaugwirksamkeit und dementsprechend große
Leistungsabgabe bei niedrigen Drehzahlen angestrebt wird, die Ansaugrohre für einen
derartigen Motor vergleichsweise lang sein müssen. Soll umgekehrt ein Zylinder bzw.
ein Motor als Hochdrehzahlmotor ausgelegt sein, d. h., eine gute Ansaugwirksamkeit
und entsprechend hohe Leistungsabgabe bei hohen Drehzahlen haben, so muß das Ansaugrohr
dafür vergleichsweise kurz sein.
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Dieses Prinzip macht sich die vorliegende Erfindung zunutze, um einen
mehrzylindrigen Verbrennungsmotor zu schaffen, der eine gleichmäßig verlaufende
Leistungscharakteristik aufweist.
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Es ist hierzu bereits vorgeschlagen worden, die Ansaugleitung der
Maschine durch Einzelrohre für jeden Zylinder zu bilden und dadurch die Resonanzschwingungen
zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrads auszunutzen, wobei sogar für den Optimalfall
drehzahlabhängig gesteuerte Resonanzlängen vorgesehen sein können, so daß damit
nicht nur = wie eingangs als bekannt herausgestellt-über die Vergaserbetätigung
bei getrennten Zylindergruppen zugeordneten Einzelvergasern mit dem Ziel einer gleichmäßigen
Leistungscharakteristik über den gesamten Drehzahlbereich auf die Maschine eingewirkt
wird, sondern auch die Vorgänge in der Ansaugleitung zwischen Vergaser und Zylindern
berücksichtigt werden.
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Indessen ist eine Anpassung der Resonanzlängen mit komplizierten Vorrichtungen
verbunden.
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Es ist die wesentliche, der -Erfindung zugrunde liegende Aufgabe,
eine gleichmäßige Leistungscharakteristik über den gesamten Drehzahlbereich zu erhalten,
ohne daß das Ansaugsystem der Maschine kompliziert wird.
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Demgemäß schlägt die Erfindung bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
der eingangs erläuterten Gattung vor, daß in an sich bekannter Weise mit den Einrichtungen
zur Kraftstoffversorgung eine ungleiche Beaufschlagung der Zylindergruppen erzielt
wird und daß mindestens eine Zylindergruppe im niedrigen Drehzahlbereich und mindestens
eine andere Zylindergruppe im hohen Drehzahlbereich der Maschine eine große Leistung
abgibt. -Vorzugsweise haben dabeidie von den einzelnen Zylindern der einen Gruppe
zu dem entsprechenden Vergaser führenden Ansaugrohre -eine vergleichsweise große
Länge, während die Ansaugrohre, die die zweite Gruppe der Zylinder mit dem zugeordneten
Vergaser verbinden, eine vergleichsweise kurze Länge haben. Daraus folgt, daß die
Charakteristik- der Gesamtleistung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors verhältnismäßig
gleichmäßig über den gesamten Drehzahlbereich des Motors verläuft.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Ansaug-Ausnutzung
des Motors und damit die Leistungsabgabe durch Ausnutzung der Pulsationsschwingungen,
die im Ansaugsystem auftreten, erhöht werden.
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Dies geschieht gemäß einem die Erfindung weiter ausbildenden Vorschlag
dadurch, daß in jeder
Zylindergruppe die Zeitintervalle zwischen
den Ansang- bzw. Zündzeitpunkten der einzelnen 'Zylinder gleich groß gehalten werden.
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Zahreiche den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Merekmale
,ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung beispielsweise
dargestellten Ausführungsförin sowie': den Unteransprüchen. In der Zeichnung ist
F i g. 1 die schematische Darstellung eines -vierzylindrigen Motörsgemäß der $rfinduiig-
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F i g.-2 eine graphische Darstellung der Leistungscharakteristik eines
Motors gemäß F i g. 1, F i g. 3 die graphische Darstellung der Intervalle der Ansaugzeitpunkte
in einer erfindungsgemäßen Zylindergruppe, F i g. 4 die graphische Darstellung der
Intervalle der Ansaugzeitpunkte einer zweiten Zylindergruppe gemäß der Erfindung.
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F i g. 5 die schematische :Darstellung-' eines' konventionellen Viertakt-Zweizylindermotors
.und -F i g. 6 die schematische Darstellung der Ansaugzeitpunkt-Intervalle des Motors
gemäß F i g. 5.
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In der Zeichnung ist die Anordnung einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine
dargestellt. Im einzelnen sind in F i g: 1 vier Zylinder 1, 2, 3 und 4 dargestellt,
die die Zündfolge 1; 2, 4, 3 haben. -Die Zylinder 1 bis 4- sind in- eine erste Sruppe,
enthaltend die Zylinder 1 und 4, -und eine zweite Gruppe mit den Zylindern 2 und
3 unterteilt. Jeder Zylinder der ersten Gruppe ist über ein entsprechendes vergleichsweise
langes Ansaugrohr 1 a bzw. 4 a mit einem gemeinsamen üblichen Vergaser 5 verbunden,
wodurch die Gruppe als Gruppe für den niedrigen Drehzahlbereich ausgebildet ist.
Die Zylinder 2 und 3 in der zweiten Gruppe sind demgegenüber durch entsprechende
vergleichsweise kurze Ansaugrohre 2 a bzw. 3 a mit einem gemeinsamen üblichen Vergaser
6 verbunden, so daß diese Zylindergruppe als Gruppe vom Hochdrehzahltyp ausgebildet
ist.
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Auf diese Weise folgt die Charakteristik der abgegebenen Leistung
der erstgenannten Zylindergruppe der Kurve X in F i g: 2,. und die Leistungscharakteristik
der,zweiten Gruppe mag der Kurve Y in F i g. 2 folgen, so daß die resultierende
Leistungscharakteristik des Motors durch eine Kurve Z dargestellt wird, die vergleichsweise
flach vom niedrigen bis zum hohen Drehzahlbexeich verläuft.
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Es ist bekannt, daß die Aufladung eines Motorzylinder'serhöht werden
kann, wenn man sich die im Ansaugrohr entstehenden Pulsationsschwingungen zunutze
macht. Insbesondere kann die Aufladung eines Zylinders dann verbessert werden, wenn
das Einlaßventil gerade bei Ankunft des positiven Teiles der Druckwelle geöffnet
wird. Sind jedoch zwei Zylinder mit einem gemeinsamen Vergaser verbunden; so übt
die durch den einen Zylinder ausgelöste Pulsafion einen Einfluß auf den anderen
Zylinder aus, so daß für beide Zylinder nicht immer die gleicheu_.Schwingungsbedingungen
gegeben sind. Betrachtet man beispielsweise einen Viertakt-Zweeylindermotor mit
einem Zylinder 1' und einem Zylinder 2', die durch ihre entsprechenden Ansaugrohre
l' a und 2'a mit einem einfachen gemeinsamen Vergaser 3 ;- wie in F i g. 5 dargestellt,
verbunden sind, wenn'der Kurbel wellwinkel 180° beträgt, so sind die Intervalle
zwischen den Ansaugzeitpunkten für diese beiden Zylinder nicht gleich, sondern die
Ansaugzeitpunkte wiederholen "sich 4näch .180 und -5400, wie in F i g. 6 dargestellt.
Demzufolge sihd" in diesem Fall, auch wenn die Ansaugrohre 1'a und 2'k gleich lang
sind, die Pulsationen des Ansaugzeitpunktes des Zylinders 1' und da- s-des
an- deten Zylinders 2' nicht immer gleich. Mit anderen Worten,- der' Schwingungseffekt
im Änsaugsystem ist, hervorgerufen durch die beiden Zylinder 1' und 2', -nickt immer
gleich.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, besteht ein den Gegenstand der Erfindung
weiter ausbildendes Merkmal darin, daß in jeder Zylindergruppe die Zeitintervalle
zwischen den Ansang- bzw. Zündzeitpunkten der einzelnen Zylinder gleich groß sind
und zugleich die Ansaugrohre zu den einzelnen Zylindern gleiche Länge haben.
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In der dargestellten Ausführungsform liegen,die Ansaugzeitpunkte -ersten
Gruppe in gleichen der 'beiden Zeitintervallen Zylinder! - -und vörl 4'-der 360°
(F i g= 3). Die Ansaugzeitpunkte der:Zyllinder 2 und 3 der zweiten Zylindergruppe
liegen ebenfalls in gleichen Intervallen von 360°, woe in F i-g. 4 dargestellt.
Darübei hinaus haben die beiden Ansaugrohre 1 a und 4 a in der ersten Gruppe gleiche
Länge, und die beiden Ansaugrohre 2-a und 3 a in der zweiten Zylindergruppe sind
ebenfalls gleich lang. Folglich ist jeder der beiden Zylinder in jeder Gruppe dem
gleichen Schwingungsrhythmnsausgesetzt, so daß die Leistungssteigerung, die auf
der Ausnutzung , des Pulsationseffektes beruht; auf jeden Fall ausgenutzt werden
kann.