DE1476218B2 - Ansauganordnung fur Brennkraft maschinen mit Aufladeeffekt - Google Patents

Description

der Resonanzdrehzahl. Wenn die Drehzahl absinkt oder sich erhöht, verschiebt sich die Kurve, wie es beispielsweise durch eine Kurve 3 wiedergegeben ist, bei welcher das Maximum in Richtung des unteren Totpunkts verschoben ist, so daß beim Schließen der Eintrittsöffnung der Druck beträchtlich geringer ist, was einer weniger guten Füllung der Arbeitskammer entspricht.

Die Ansaugleitungen sind daher in Abhängigkeit von der Motordrehzahl unterschiedlich lang, um wenigstens für zwei Motordrehzahlen Resonanz zu erhalten.

Jeder der Vergaserkörper 7 α und 7 b ist über eine Ansaugleitung T₁ bzw. T₂ mit einem Luftfilter 11 verbunden. Die Leitung T₂, die innen sehr glatt ist, hat eine größere Länge als die Leitung T₁ und/oder einen kleineren Querschnitt. Um die Ansaugleitung T₂ bequem anzuordnen, kann sie, wie es in F i g. 3 wiedergegeben ist, um den Luftfilter 11 herumgeführt werden, jedoch sind andere Anordnungen selbstverständlich möglich.

Wenn die Maschine lediglich über die kurze Ansaugleitung T₁ versorgt wird, wird eine Resonanz bei einer Drehzahl- erhalten, die beispielsweise in der Größenordnung von 2500 Umdrehungen je Minute für einen klassischen Tourenwagenmotor liegen kann, wobei die Füllung und das Drehmoment dann optimal sind.

Wenn dagegen die Maschine allein durch die lange Leitung T₂ hindurch versorgt wird, wird eine Resonanz bei einer zweiten Drehzahl N₂ erhalten, die geringer als N₁ ist und beispielsweise 1750 Umdrehungen je Minute betragen kann, entsprechend den Abmessungen der Leitung T₂.

Wenn die Luft oder das Brennstoff-Luft-Gemisch durch beide Ansaugleitungen T₁ und T₂ hindurch angesaugt wird, wird Resonanz für eine Drehzahl erhalten, die über, dabei aber sehr nahe bei der Drehzahl N₁ liegt, wobei beide parallel nebeneinander verlaufenden Ansaugleitungen T₁ und T₂ einer einzigen Leitung äquivalent sind, die kürzer als die kurze Ansaugleitung T₁ ist.

In F i g. 2 sind die Füllungskurven wiedergegeben, die einerseits bei der alleinigen Verwendung der Ansaugleitung T, (Kurve 12) und andererseits bei alleiniger Verwendung der Leitung T₁ (Kurve 13) erhalten werden, wobei die Kurven 12 und 13 ein Füllungsmaximum (Resonanz) bei der Drehzahl N₁ bzw. N₂ ergeben. Die Kurve, welche der gemeinsamen Verwendung der Leitungen T₁ und T₂ entspricht, stimmt praktisch mit der Kurve 13 überein. Die Kurven 12 und 13 schneiden sich bei 14.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist wie folgt: Oberhalb der Drehzahl N₁ sind die beiden Absperrorgane 10 α und 10 b offen, und das Ansaugen erfolgt durch beide Ansaugleitungen T₁ und T₂ (Kurve 13) hindurch. Wenn die Motordrehzahl unter die Drehzahl N₁ sinkt, schließt das Absperrorgan 10 a sich zunehmend vorzugsweise derart, daß es an der Stelle 14 (Fig. 1) vollständig geschlossen ist, die einer Drehzahl N₁ entspricht und zwischen den Drehzahlen N₁ und N₂ liegt. Wenn die Drehzahl weiter sinkt, erfolgt das Ansaugen allein durch die Ansaugleitung T₂ hindurch entsprechend der Kurve 12. Schließlich werden bei der Drehzahl N₂ eine weitere Resonanz, d. h. eine optimale Füllung der Arbeitskammer und damit in maximales Drehmoment erhalten.

Die Werte für N₁ und N₂ und damit die Abmessungen der Ansaugleitungen T₁ und T₂ sind im Rahmen des zu erreichenden Zieles ausgewählt. Für ein Tourenfahrzeug sind die Werte von 1750 und 2500 Umdrehungen je Minute interessant, weil diese Werte Grenzdrehzahlen für das Wiederauftourenkommen entsprechen. Für einen Sportwagen dagegen ist es vorteilhaft, für ,/V₁ einen viel höheren Wert zu wählen, beispielsweise 5000 bis 6000 Umdrehungen je Minute, da diese Motoren ihre maximale Leistung

ίο für hohe Geschwindigkeit geben sollen. Es kann besonders vorteilhaft sein, das Absperrorgan 10 a von der Drehzahl N₁ ab nicht vollständig zu schließen und eine Füllungskurve 15 zu erhalten, wie sie in F i g. 2 punktiert angedeutet ist.

Auf diese Weise kann eine ausgezeichnete Füllung der Arbeitskammer bei zwei Drehzahlen N₁ und N₂ und eine erheblich verbesserte Füllung in einem Drehzahlbereich zwischen N₁ und N₂ und nahe den Drehzahlen N₁ und N₂ erhalten werden.

Die Kraftstoffzufuhr einer Kreiskolbenmaschine wird noch dadurch verbessert, daß die beiden Ansaugleitungen T₁ und T₂ in zwei verschiedenen Eintrittsöffnungen endigen, die in dem Mantel der Maschine gebildet sind, wobei die Anordnung der Öffnungen derart ist, daß die Augenblicke des Schließens durch den Kolben bei dessen Drehung den optimalen Verzögerungen des Schließens der Eintrittsöffnungen für die Drehzahlen N₁ bzw. N₂ entsprechen. In diesem Fall wird die Füllung der Arbeitskammer für jede der beiden Drehzahlen und allgemein in einem Drehzahlbereich, welcher den Drehzahlen N₁ und N₂ genügend nahe liegt, verbessert.

Diese Möglichkeit wird in Verbindung mit F i g. 3 erläutert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Vergaserkörper 7 α und 7 b getrennt mit den Zufuhrleitungen 43 α und 43 b verbunden, die in getrennten Eintrittsöffnungen 44 a und 44 b in dem Mantel 41 münden, wobei die Eintrittsöffnungen durch den Kolben 42 bei dessen Drehung aufeinanderfolgend geschlossen werden, und wobei die Eintrittsöffnung 44 b vollständig abgesperrt ist, bevor das Absperren der Eintrittsöffnung 44 α beginnt.

Die Arbeitsweise dieser Ansauganordnung-ist wie folgt: Bei höheren Drehzahlen, gleich oder höher als N₁, ist das Absperrorgan 10 α offen, und das Absperrorgan 10 b kann ebenfalls offen sein, denn die Ansaugleitung T₂ beeinflußt den Raum der Ansaugleitung T₁ nicht oder nur sehr wenig. Die Füllung ist somit für die Drehzahl N₁ optimal, weil die Verzögerung des Schließens der Eintrittsöffnung gleichfalls maximal ist, da dieses Schließen nicht stattfindet, bevor der Kolben 42 an der Eintrittsöffnung 44 α vorbeigegangen ist, wobei dieser hohe Verzögerungswert günstig ist, um eine hohe Füllung bei hoher Drehzahl zu erhalten. Wenn die Drehzahl sinkt, beginnt das Absperrorgan zu schließen und ist vollständig geschlossen, wenn die Drehzahl den Wert N₂ erreicht, bei welchem lediglich die Leitung T₂ allein verwendet wird. Jetzt ist die Verzögerung des Schließens der Eintrittsöffnung viel geringer, weil der Eintritt mit dem Vorbeigehen des Kolbens 42 an der Öffnung 44 b beendet ist, wobei dieser geringe Verzögerungswert gerade günstig ist, um eine hohe Füllung bei niedriger Drehzahl zu erhalten.

Bei dieser Anordnung erfolgt die Füllung unter ausgzeichneten Bedingungen für die beiden Drehzahlen N₁ und N₉ und unter beträchtlichen verbes-

serten Bedingungen für Drehzahlen zwischen N₁ und N₂ und im umgebenden Bereich von N₁ und N₂.

Es können alle Arten von Absperrorganen verwendet werden.

In dem Fall einer Einspritzmaschine ist jeweils ein Einspritzorgan stromauf der Absperrorgane 10 α und 10 b angeordnet. Die Arbeitsweise ist die gleiche, wie sie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben ist, wobei das Absperrorgan 10 b betätigt wird und das Absperrorgan 10 α sich automatisch schließt, wenn die Drehzahl sinkt.

Die Anzahl der Ansaugleitungen und damit der Eintrittsöffnungen ist nicht notwendigerweise auf zwei beschränkt. In F i g. 3 sind die Eintrittsöffnungen 44 a und 44 b aneinandergrenzend angeordnet, es ist jedoch ersichtlich, daß sie an jeder gewünschten Stelle des Mantels angeordnet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

liehe Drehzahlen in einer möglichst einfachen und

Patentanspruch: wirkungsvollen Ausbildung zu schaffen.

Ansauganordnung für Brennkraftmaschinen Die Lösung besteht bei Anwendung auf eine paral-

mit Aufladeeffekt, bedingt durch drehzahlabhän- IeI- und innenachsige Kreiskolbenmaschine mit

gige Schwingungen im Ansaugsystem, zur Erzie- 5 Schlupfeingriff in der Kombination folgender Merk-

lung einer optimalen Füllung der Arbeitskammer male:

bei mindestens zwei unterschiedlichen Drehzah- _{a) Jeder Ansaugleitung ist eine} Eintrittsöffnung im

en in Form von wenigstens zwei, unterschied- Mantel zugeordnet;

liehe Langen aufweisenden, in die Arbeitskam- _{b) die Eintrittsöffnimg der} Ansaugleitung für hö-

rner über eine Emtnttsoffnung im Mantel mun- io _{her£ Drehzahlen is}f _ _{in Drehr}t_chtung gesehen

denden Ansaugleitungen, von welchen jede mit _ _{nach def Eintrittsöffnung der} Ansaugleitung

einem Absperrorgan versehen einer bestimmten für kleinere Drehzahlen angeordnet;

Drehzahl zugeordnet ist, g e k e η η ζ e ι c h η e t in _{c) das} Absperrorgan in der Ausgangsleitung für hö-

Anwendung auf eine parallel- und innenachsige _{here Drehz}ählen ist drehzahlabhängig, und das

^kolbenmaschine mit Schlupfeingriff durch ₁₅ Absperrorgan in der Ansaugleitung für kleinere

die Kombination folgender Merkmale: Drehzahl ist leistungsabhängig.

a) Jeder Ansaugleitung (T₁, T₂) ist eine Em- ^{ö 5 6}
trittsöffnung (44 α und 44 b) im Mantel (41) Es ist zwar bei einer Kreiskolbenmaschine zur zugeordnet; Vermeidung einer Kondensation des Brennstoffes bei

b) die Eintrittsöffnung (44 a) der Ansauglei- 20 geringen Gasmengen und eines schlechten Anspretung (T₁) für höhere Drehzählen (N₁) ist— chens der-Maschine bekannt, eine besondere Anin Drehrichtung gesehen — nach der Ein- saugleitung für den Teillastbetrieb vorzusehen und trittsöffnung (44 b) der Ansaugleitung (T₂) diese in Umlaufrichtung"cles Kolbens gesehen vor der für kleinere Drehzahlen (N₂) angeordnet; für den Vollastbetrieb in den Mantel des Gehäuses

c) das Absperrorgan (10 a) in der Ansauglei- 25 eintreten zu lassen, damit der auf die zusätzliche Abtung (T₁) für höhere Drehzahlen (N₁) ist sperrklappe wirkende Unterdruck diese nur ab einer drehzahlabhängig, und das Absperrorgan relativ hohen Geschwindigkeit öffnet; aber eine (10 b) in der Ansaugleitung (T₂) für kleinere solche zusätzliche, auf Unterdruck ansprechende Ab-Drehzahlen (N₂) ist leistungsabhängig. sperrklappe ist bei dem Gegenstand der vorliegenden

30 Erfindung nicht vorhanden. Vielmehr soll erfindungsgemäß bei verschiedenen Drehzahlen eine mög-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugan- liehst optimale Füllung der Arbeitskammer erzielt Ordnung für Brennkraftmaschinen mit Aufladeeftekt, werden, und aus diesem Grunde sind mehrere Einbedingt durch drehzahlabhängige Schwingungen im trittsöffnungen vorgesehen, von denen für die höhere Ansaugsystem, zur Erzielung einer optimalen Fül- 35 Drehzahl beide, für die kleinere Drehzahl aber nur lung der Arbeitskammer bei mindestens zwei unter- eine frei ist und benutzt wird. Außerdem ist erfinschiedlichen Drehzahlen in Form von wenigstens dungsgemäß das Schließen der Eintrittsöffnungen zwei, unterschiedliche Längen aufweisenden, in die darauf abgestellt, daß die für jede Drehzahl eigen-Arbeitskammer über eine Eintrittsöffnung im Mantel tümliche Schwingung in der Ansaugleitung zu dem mündenden Ansaugleitungen, von welchen jede mit 40 Zeitpunkt in der Eintrittsöffnung steht, der dem einem Absperrorgan versehen einer bestimmten Schließvorgang direkt vorangeht. Dieser Effekt wird Drehzahl zugeordnet ist. Eine derartige Ansaugan- durch die Lage der Eintrittsöffnungen zueinander erordnung einer Brennkraftmaschine ist aus der deut- zielt und bewirkt daher mit sehr einfachen Mitteln sehen Patentschrift 976 269 bekannt. eine optimale Füllung der Arbeitskammer bei unter-

Bei dieser bekannten Ansauganordnung sind zwei 45 schiedlichen Drehzahlen.

, oder mehrere Ansaugleitungen vorgesehen, von de- Der Erfindungsgegenstand wird nächstehend an

' nen jede in ihrer Länge für eine der bevorzugten Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Drehzahlen einer Brennkraftmaschine mit hin- und F i g. 1 ist eine graphische Darstellung mit Kurven

hergehendem Kolben derart bemessen ist, daß die des Drucks des Arbeitsmediums in der Eintrittsöff-

beim öffnen der Eintrittsöffnung in der Ansauglei- 50 nung einer Arbeitskammer einer Brennkraftmaschine

tung eintretende Unterdruckwelle nach ihrer Reflek- in Abhängigkeit der Kolbenstellung;

tion am offenen Ende der Leitung als Überdruck F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, in welcher

kurz vor Abschluß der Eintrittsöffnung vor dieser die Füllung der Arbeitskammer bei verschiedenen

eintrifft und so die Füllung in dem Zylinder nach Drehzahlen wiedergegeben ist;

Druck und Menge erhöht. Zu diesem Zweck wird 55 F i g. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer eine der Ansaugleitungen durch Öffnen ihres Ab- Ausführungsfonn gemäß der Erfindung, die bei Sperrventils an eine einzige Eintrittsöffnung ange- Kreiskolbenmaschinen anwendbar ist.
schlossen, die ihrerseits z.B. bei Viertaktmaschinen Die in Fig. 1 voll ausgezogene Kurve 1 zeigt die in die Arbeitskammer mündet. Die Lage der Ein- Änderungen des Druckes der Luft oder des Lufttrittsöffnung ist also bei beiden durch den Aufladeef- 60 Brennstoff-Gemischs in der Eintrittsöffnung einer fekt begünstigten Drehzahlen die gleiche, so daß vor Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der KoI-der Eintrittsöffnung eine Strömungsumlenkung erfor- benstellung. Der Druck erreicht bei 2 ein Maximum, derlich ist und der Zeitpunkt des Schließens der Ein- und das Schließen des Eintritts muß mit diesem Matrittsöffnung den Aufladeeffekt nicht unterstützt. ximum übereinstimmen, um eine optimale Füllung

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde 65 der Arbeitskammer und damit ein maximales Drehliegende Aufgabe darin, eine Ansauganordnung für moment zu erhalten. Dies wird für eine gegebene eine parallel- und innenachsige Kreiskolbenmaschine Ausführung der Ansaugleitung nur für eine bemit Schlupfeingriff für zwei oder mehr unterschied- stimmte Drehzahl des Motors erhalten, nämlich bei