DE1576523B2 - Ansaugsystem fuer eine gemischverdichtende, vierzylindrige brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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zung nicht gelöst werden, da, bedingt durch die Gefahr eines Unterschreitens der Zündgrenze beho-

Zündfolge, eine Ansaugsymmetrie nicht gegeben ist. ben ist. Der dadurch bedingte Gemischausgleich führt

Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der aus der zu einer sehr gleichmäßigen Gemischverteilung, die

französischen Patentschrift 995 885 bekannten Aus- im einzelnen durch die Kalibrierung des Äusgleichs-

gleichsleitung, die zwar zwei Saugrphre miteinander 5 rohres und die Lage seiner Mündungen bestimmt

verbindet, wobei jedoch stromab der Mündungen ' wird und zu ruhigem Lauf des Motors führt und auf

der Ausgleichsleitung in der jeweils geschlossenen Grund der guten Gemischverteilung die Möglichkeit

Ventilposition eine von der durch die Äpsgleichs- bietet, das Gemisch abzumagern und dadurch die

leitung hervorgerufenen Strömung nicht beeinfluß- giftigen Abgaseanteile zu vermindern,

bare, stehende Gemischsäule existiert, die zu einem io Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung

ungleichen Mischungsverhältnis führt. dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Schließlich ist aus der französischen Patentschrift In der Zeichnung zeigt

1250 275 eine Verbindungsleitung an einer Zwei- Fig. 1 ein Ansaugsystem eines Viertakt-Reihen-Zylinder-Brennkraftmaschine bekanntgeworden, bei motors mit außenliegender Ausgleichsleitung,
der diese Leitung lediglich dazu dient, einen Still- 15 Fig.2 das in Fig.! dargestellte Ansaugsystem, stand und Stau der in Bewegung und Stau befind- jedoch mit innenliegender Ausgleichsleitung,
liehen Gemischsäule und damit die Gefahr einer Ab- F i g. 3 ein Ansaugsystem mit getrennten Ansauglagerung von Flüssigkeitstropfen zu verhindern. Un- kanälen und innenliegenden Ausgleichsleitungen,
geachtet des Vorhandenseins der Ausgleichsleitung Die Zylinder 1,2 und 3,4 erhalten das vom Vererhält somit jeder Zylinder immer ein Gemisch unbe- 20 gaser kommende Gemisch über ein Ansaugrohr 5, einflußbarer Zusammensetzung, da diese bekannte das sich in zwei Saugrohrarme 6,7 gabelt. Die Saug-Leitung lediglich eine Verbindung nur zweier be- rohrarme 6,7 sind am Zylinderkopf 8 angeflanscht nachbarter Zylinder darstellt, ohne überhaupt mit und führen sich jeweils in zwei Arme aufteilende dem Problem der Ansaugfolge konfrontiert zu sein. Ansaugkanäle 61 und 71 zu jeweils zwei Zylindern 1,

Die bekannten, symmetrisch ausgebildeten Aus- 25 2 und 3,4. Die angenommene Zündfolge 1-3-4-2 begleichsleitungen können daher auf Grund der Tat- dingt, daß beispielsweise bei dem nacheinander ersache, daß hinsichtlich der Zündfolge eine Änsaug- folgenden Ansaugen der Zylinder 2,1 das im Saugsymmetrie nicht gegeben ist, das Problem des schwan- rohrarm 7 und im Ansaugkanal 71 befindliche Gekenden Mischungsverhältnisses nicht einwandfrei lö- misch ruht und durch von der Ansaugrohr- bzw. sen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, 30 Ansaugkanalwandung abdampfenden Brennstoff angemischverdichtende vierzylindrige Brennkraftma- gereichert wird. Um ein Einleiten dieses angereicherschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei ten Gemisches in den erstansaugenden Zylinder 3 zu denen den Zylindern unabhängig von den sich ent- verhindern, sind die Saugrohrarme 6 und 7 über eine sprechend der Zündfolge ergebenden Ansaugpausen Ausgleichsleitung 9 miteinander verbunden, deren ein im Mischungsverhältnis (Brennstoff/Luft) stets 35 Mündungen 11 und 12 in je einem Ansaugkanal 61,71 möglichst gleiches Gemisch zugeführt wird. liegen. Durch den beim Saughub beispielsweise im

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- erstansaugenden Zylinder 2 verursachten Unterdruck

löst, daß die Mündungen der Ausgleichsleitung in je wird nun nicht nur das vom Ansaugrohr 5 in den

einem Ansaugkanal liegen. Saugrohrarm 6 und den Ansaugkanal 61 gelangende

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird der 40 Vergasergemisch, sondern auch das im Saugrohr-Verbrennungsvorgang in den einzelnen Zylindern arm 7 bzw. im Ansaugkanal 71 befindliche Gemisch vergleichmäßigt, eine Verringerung der giftigen Be- über die Ausgleichsleitung 9 angesaugt,
standteile in den Abgasen erreicht und damit den Der Zylinder 2 erhält kein angereichertes Gemisch, strengen Abgasbestimmungen genügt. Diese Maß- da das im Ansaugkanal 61 durch Verdampfen angenahmen haben zur Folge, daß ein Ansaugkanal mit 45 reicherte Gemisch über die Ausgleichsleitung 9 beruhendem Gemisch über die Ausgleichsleitung mit reits zum Zylinder 4 abgesaugt worden ist. Demnach einem Ansaugkanal verbunden ist, in dem gerade erhält der Zylinder 2 ein im Vergleich zu herkömmangesaugt wird, wobei unter Ansaugkanal der Ab- liehen Motoren mageres Gemisch. Über die Ausschnitt des Ansaugsystems zu verstehen ist, der von gleichsleitung 9 gelangt beim Ansaugen des Zylinder Mündung im Zylinder zur äußeren Begrenzung 50 ders2 zunächst mageres Gemisch in den Saugrohrdes Zylinderkopfes führt. Dabei soll jedes Paar von arm 6 bzw. Ansaugkanal 61, da vor dem Ansaugen Ansaugkanälen über eine Ausgleichsleitung verbun- von Zylinder 2 im Saugrohrarm 7 die Ansaugströden sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mung nach Zylinder 3 und 4 vorhanden war und bei die Ausgleichsleitungen in ihrer Gesamtheit im Zylin- Beginn der Ansaugpause im Saugrohrarm 7 noch derkopf verlaufen, womit der Vorteil verbunden ist, 55 keine Anreicherung des Gemisches durch verdampdaß auf Grund der dadurch gegebenen intensiven fenden Brennstoff von der Saugrohrwandung erfolgt Beheizung des Brennstoff-Luft-Gemisches während ist. Erst im Verlauf der Ansaugpause im Saugrohrdes Ausgleichs-Vorganges eine Homogenität erreicht arm 7 wird das Gemisch angereichert; diese Anreiwird, die bei den bekannten Ausgleichsleitungen, cherung kommt aber dem sonst zu mageren Zylinzumal bei niedriger Außentemperatur, nicht mehr 60 der 1 zugute, wobei gleichzeitig das Gemisch für den gewährleistet ist. danach ansaugenden Zylinder 3 abgemagert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Ausgleichs- Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist die leitungen führt dazu, daß das in einem Ansaugkanal Ausgleichsleitung 9 durch die Wandung der Saugdurch Verdampfen des Brennstoffilms angereicherte rohrarme 6 und 7 so hindurchgeführt, daß die Saug-Gemisch jeweils in einen anderen Ansaugkanal abge- 65 rohrmündungen 11,12 unmittelbar im Bereich des saugt und dabei in mehr oder minder starkem Maße erstansaugenden Zylinders 3 und des zweitansaugendem jeweils zweitansaugenden Zylinder zugeführt den Zylinders 1 liegen und die Gemischanreicherung und dessen Gemisch so angereichert wird, daß die im Saugrohrarm 7 bzw. im Ansaugkanal 71 vornehm-

lieh dem zweitansaugenden Zylinder 1 zugute kommt. Somit wird dem Zylinder 1 mit sonst zu magerem Gemisch das reichere Gemisch aus dem Ansaugkanal 71 und dem Zylinder 3 mit sonst zu reichem Gemisch ein mageres Gemisch aus dem Ansaugkanal 61 zugeführt. Auf ähnliche Weise können selbstverständlich auch die übrigen beiden Zylinder 2 und 4 miteinander verbunden sein.

Mit dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind im wesentlichen die beiden den Zylindern 2 und 3 zugeordneten Ansaugkanäle miteinander verbunden, wobei die Ausgleichsleitung 13 durch den Zylinderkopf 8 hindurchgeführt ist. Der besondere Vorteil dieser Lage der Ausgleichsleitung 13 liegt darin, daß die Ausgleichswirkung durch den kürzeren Weg zwischen den Ansaugkanälen 61 und 71 verstärkt wird und in diesen Kanälen eine sehr gute Gemischaufbereitung stattfindet.

Um auch bei innenliegenden Ausgleichsleitungen einen gezielten Gemischausgleich zwischen erstansaugenden Zylindern mit zu reichem Gemisch und zweitansaugenden Zylindern mit zu armem Gemisch zu ermöglichen, kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß F i g. 3 bei Zylinderköpfen mit weitgehend getrennten Ansaugkanälen 62,63 und 72,73 der Einlaß des Zylinders 3 über eine innenliegende Ausgleichsleitung 14 direkt mit dem Ansaugkanal 62 bzw. dem Zylindereinlaß des Zylinders 1 verbunden sein, während sich zwischen den Zylindern 2 und 4 eine Ausgleichsleitung 15 mit ihren Mündungen 11' und 12' erstreckt, so daß jeweils ein Zylinder 2, 3 mit zu

ίο reichem Gemisch mit einem Zylinder 1,4 mit zu armem Gemisch verbunden ist. Auf diese Weise läßt sich ein völliger Gemischausgleich erreichen, der nicht nur zu einem sehr ruhigen Motorlauf im unteren Drehzahlbereich führt, sondern auch die Möglichkeit schafft, das Gemisch so weit abzumagern, daß der Anteil der giftigen Abgasebestandteile außerordentlich gering ist.

Derselbe Effekt wie mit den innenliegenden Ausgleichsleitungen gemäß Fig. 3 läßt sich auch mit außenliegenden Ausgleichsleitungen erreichen, wenn diese durch die Wandungen der Saugrohrarme hindurchgeführt sind und ihre beiden Mündungen entsprechend in den Kanälen 62,72 bzw. 63,73 liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Zündfolge die Zylinder 2 und 3 nach der Pause Patentansprüche: (54Q°) jeweils zuerst ansaugen. Dieser Ansaugfolgetakt führt nun zwangläufig zu einer ungleichförmi-

1. Ansaugsystem für eine gemischverdichtende, gen Gemischverteilung, die insbesondere bei Vollast vierzylindrige Brennkraftmaschine mit einem sich 5 im unteren Drehzahlbereich und im Teillastbereich zwischen einem Vergaser und den Zylinderein- ein zu reiches Gemisch für die zuerst ansaugenden lassen erstreckenden zweiarmigen Ansaugrohr, Zylinder und damit eine unangenehme Erhöhung des bei dem jeder Saugrohrarm in einen Ansaug- Anteils der giftigen Abgasbestandteile bedingt. Dies kanal übergeht und jeder Ansaugkanal sich in erklärt sich daraus, daß der Vergaser ein stets gleichzwei Arme, die je einem Zylinder zugeordnet io bleibendes Brennstoff-Luft-Gemisch liefert, dessen sind, aufteilt, an deren Ende sich je ein Einlaß- Brennstoffanteil im oberen Drehzahlbereich sowohl ventil eines Zylinders befindet, und mit einer bei Vollast als auch bei Teillast infolge der hohen Ausgleichsleitung zwischen den den beiden Saug- Luftgeschwindigkeit bzw. des hohen Saugrohrunterrohrarmen zugeordneten Strömungswegen, da- drucks gut zerstäubt ist. Bei Vollast und niedrigen durch gekennzeichnet,, daß die Mün- 15 Drehzahlen erfolgt dagegen wegen der geringen Luftdungen (11,12,1Γ, 12') der Ausgleichsleitung geschwindigkeit im Vergaser keine ausreichende Ge-(9, 13, 14, 15) in je einem Ansaugkanal (61, 62, mischaufbereitung mehr, zumal auch die bei VoIl-63,71,72,73) liegen. last völlig geöffnete Drosselklappe keine Geschwin-

2. Ansaugsystem gemäß Patentanspruch 1, da- digkeitserhöhung des Gemisches bewirkt. Außerdem durch gekennzeichnet, daß jedes Paar von An- 20 kommt es infolge des geringen Saugrohrunterdrucks saugkanälen (61, 62, 63,71,72,73) über eine Aus- nicht zu einem ausreichenden Verdampfen des Brenngleichsleitung (9,13,14,15) verbunden ist. Stoffs, so daß sich im Gemisch mitgeführte Brenn-

3. Ansaugsystem nach einem der vorhergehen- stofftropfen an der Saugrohrwandung niederschladen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gen. Der auf der Saugrohrinnenwand niedergeschla-Ausgleichsleitungen (13,14,15) in ihrer Gesamt- 25 gene Brennstoffilm bewegt sich in Richtung der Anheit im Zylinderkopf (8) verlaufen. saugkanäle des Zylinderkopfes, dessen hohe Temperatur jedoch zu einem Verdampfen des Brennstoffs führt.

Diese Verdampfung des Brennstoffs führt nun

30 während der Ansaugpausen vor dem Arbeitsbeginn der beiden erstansaugenden Zylinder 2 und 3 zu einer

Die. Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem Anreicherung des in den betreffenden Saugrphrarmen für eine gemischverdichtende vierzylindrige Brenn- ruhenden Gemisches. Abgesehen von der mit einer kraftmaschine mit einem sich zwischen einem Verga- Gemischanreicherung verbundenen Vermehrung der ser und den Zylindereinlässen erstreckenden zwei- 35 giftigen Abgasbestandteile kann die Anreicherung armigen Ansaugrohr, bei dem jeder Saugrohrarm in unter Umständen so stark sein, daß die Zündgrenze einen Ansaugkanal übergeht und jeder Ansaugkanal erreicht oder überschritten wird, während die Gesich in zwei Arme, die je einem Zylinder zugeordnet mischverarmung für die zweitansaugenden Zylinder sind, aufteilt, an deren Ende sich je ein Einlaßventil so weit gehen kann, daß die untere Zündgrenze ereines Zylinders befindet, und mit einer Ausgleichs- 40 reicht oder gar unterschritten wird. Dieser Nachteil leitung zwischen den den beiden Saugrohrarmen zu- äußert sich in unruhigem Motorlauf und Verbrengeordneten Strömungswegen. nungsaussetzem bei noch kalter Maschine und darin,

Reihenmotoren dieser Art, wie sie aus der fran- daß die Fördermenge der Beschleunigerpumpe beim zösischen Patentschrift 1 026 238 bekannt sind, be- Beschleunigen nicht mehr auf das für jeden Zylinder sitzen aus baulichen Gründen eine Zündfolge, die 45 optimale Gemisch eingestellt werden kann. Eine nicht der Anordnung der Zylinder entspricht, son- generelle Gemischabmagerung verbietet sich jedoch, dern beispielsweise bei fortlaufender Bezifferung der da ihr auch die zweitansaugenden Zylinder unterZylinder 1-3-4-2 oder 1-2-4-3 beträgt. Daraus ergibt worfen sein würden, so daß es für diese Zylinder sich der Nachteil einer ungleichförmigen Saugfolge leicht zu einer Unterschreitung der Zündgrenze komin den Saugrohrarmen, was nachfolgend am Beispiel 50 men kann.

des Vierzylinder-Viertakt-Reihenmotors erläutert Die geschilderten Nachteile treten auch an Vierwerden soll. zylinder-Viertakt-Boxermotoren auf, bei denen die

Bei diesen Motoren ist der Vergaser an ein sich Saugrohrarme zu den Zylindern 1 und 2 sowie 3 und

in zwei Arme gabelndes Ansaugrohr angeschlossen, 4 führen. Aus der üblichen Zündfolge von 1-4-3-2

dessen einer Arm zu den Zylindern 1 und 2 und des- 55 ergibt sich, daß die Zylinder 2 und 4 zuerst ansaugen

sen anderer Arm zu den Zylindern 3 und 4 führt. Aus und daher ein zu reiches Gemisch erhalten, während

der angenommenen Zündfolge 1-3-4-2 ergibt sich, für die Zylinder 1 und 3 das Gemisch zu arm ist.

daß die nebeneinanderliegenden Zylinder 2 und 1 Bei der aus der franzöisischen Patentschrift

unmittelbar hintereinander ansaugen, so daß wäh- 1026 238 bekannten Brennkraftmaschine ist zwar

rend dieser Zeit in dem zu den Zylindern 3 und 4 60 eine die Saugrohrarme verbindende Ausgleichsleitung

führenden Saugrohrarm so lange keine Strömung vorgesehen, die jedoch auf Grund der Tatsache, daß

entsteht, bis die Zylinder 3 und 4 unmittelbar nach- jede ihrer Mündungen mit erst- und zweitansaugen-

einander ansaugen und dann das Gemisch im zu den den Zylindern gleichzeitig verbunden ist, nur zu

Zylindern 1 und 2 führenden Saugrohrarm zur Ruhe einem gewissen Ausgleich der während des öffnungs-

kommt. 65 bzw. Schließ Vorgangs entstehenden Druckschwan-

Der Ansaugfolgetakt der Zylinder ergibt sich, be- knungen führt. Mit diesen bekannten Maßnahmen

zogen auf die Winkelstellung der Kurbelwelle zu 180, kann jedoch das Problem der sich aus der Zündfolge

540, 180, 540°, so daß bei der angenommenen ergebenden Änderungen der Gemischzusammenset-