DE19510723B4

DE19510723B4 - Saugrohranlage für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19510723B4
Application number: DE19510723A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. Hannibal; Klaus Dipl.-Ing. Fuoß; Peter Dipl.-Ing. Hübschle (FH); Ralf Dipl.-Ing. Kunzemann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2015-03-25
Also published as: DE19510723A1

Abstract

Saugrohranlage für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Ansaugverteiler, von dem lange und kurze Einzelsaugrohre zu den zylinderkopfseitigen Einlaßkanälen führen, wobei zumindest in den kurzen Einlaßkanälen schaltbare Absperrelemente vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Die beiden Zylinderreihen der Brennkraftmaschine sind mit einem gemeinsamen Zylinderkopf (12) abgedeckt, dessen Einlaßkanäle (14, 16) in beide Zylinderkopfseiten münden;
b) der Ansaugverteiler (22) und die Einzelsaugrohre (24 bis 38) sind im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der Ansaugverteiler (22) über dem Zylinderkopf (12) angeordnet und die Einzelsaugrohre beiderseits daran anschließend an die Zylinderkopfseiten herangeführt sind;
c) die kurzen Einzelsaugrohre (24 bis 30) verlaufen radial innerhalb der langen Einzelsaugrohre (32 bis 38) bis zur angrenzenden Wand (58, 60) des Ansaugverteilers (22); und
d) die langen Einzelsaugrohre (32 bis 38) sind innerhalb des Ansaugverteilers (22) in die Nähe der jeweiligen, gegenüberliegenden Wand (58, 60) des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugrohranlage für eine Hubkolben-Brennkraft maschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Saugrohranlage zeigt die DE 42 28 334 A1 , die für eine Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder ausgelegt ist, wobei der Zylinderwinkel 60° oder mehr betragen dürfte. Dadurch ist zwischen den Zylinderreihen ein etwa V-förmiger Bauraum gebildet, in dem die relativ kompakte und voluminöse Saugrohranlage unterbringbar ist. Die Saugrohranlage ist gebildet durch einen zentral liegenden Ansaugverteiler, um dessen Längsachse herum spiralförmig die Einzelsaugrohre verlegt sind, wobei über schaltbare Absperrelemente kurze oder lange Einzelsaugrohre mit dem Ansaugverteiler verbindbar sind.

Zudem ist aus der DE 36 33 929 A1 eine Luftansauganlage für Boxer oder V-Motoren bekannt, die zwei Einlassventile aufweisen, wobei das eine Einlassventil durch ein kurzes und das andere Einlassventil durch ein langes Einzelsaugrohr mit Frischluft versorgt wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft für Brennkraftmaschinen mit weiten Zylinderwinkeln verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Saugrohranlage der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die bei günstigen baulichen Abmessungen und einer unkomplizierten Konstruktion insbesondere für Brennkraftmaschinen mit relativ engen Zylinderwinkeln verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist die Saugrohranlage im wesentlichen U-förmig mit einem über dem Zylinderkopf liegenden Ansaugverteiler ausgebildet, in dem teilweise die Einzelsaugrohre verlaufen, die wiederum den Zylinderkopf beiderseits umgreifend an die Einlaßkanäle im Zylinderkopf angeschlossen sind. Die Saugrohranlage ist dementsprechend in enger Anschmiegung an die Peripherie des Zylinderkopfes ausgeführt, so daß sie nur geringen zu sätzlichen Bauraum benötigt. Die zu der angestrebten Resonanzaufladung erforderlichen Saugrohrlängen werden durch entsprechende Krümmungsabschnitte der Einzelsaugrohre und insbesondere durch die Fortführung der langen Einzelsaugrohre innerhalb des vorzugsweise flach rechteckförmigen Ansaugverteilers bereitgestellt.

Bevorzugt können die Absperrelemente in den kurzen Einzelsaugrohren durch walzenförmige Drehschieber gebildet sein, die als eine Baueinheit in entsprechende Längsbohrungen in Wandabschitte der Einzelrohre einsetzbar sind. Die aufwendige Einstellung von Einzelelementen bei der Montage der Absperrelemente kann dadurch entfallen.

Zur Erzielung einer wirkungsvollen Resonanzaufladung sollte der Querschnitt der kurzen Einzelsaugrohre 30 % bis 40 % des Gesamtsaugrohrquerschnittes betragen.

Ferner können in dem Ansaugverteiler pfeifenartige Durchgänge vorgesehen sein, die mit darunterliegenden Anschlußöffnungen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine fluchten und durch die hindurch beispielsweise Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen montierbar sind. Die pfeifenförmigen Durchgänge, die bevorzugt beim Gießen der Saugrohranlage mit hergestellt werden, tragen zudem zur Festigkeit und Verwindungssteifigkeit des Ansaugverteilers bzw. der gesamten Saugrohranlage bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

1 eine Saugrohranlage für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmiger Zylinderanordnung in einem Querschnitt;

2 eine Draufsicht auf die stark schematisierte Saugrohranlage nach 1;

3 einen Schnitt gemäß Linie III-III der 2 durch einen Abschnitt des Ansaugverteilers mit einem pfeifenförmigen Durchgang.

Die in den Figuren dargestellte Saugrohranlage 10 ist im Querschnitt gesehen im wesentlichen U-förmig ausgebildet und über dem gemeinsamen Zylinderkopf 12 einer nicht näher dargestellten V-Hubkolben-Brennkraftma schine mit einem Zylinderwinkel von z. B. 10° an die zu beiden Seiten des Zylinderkopfes 12 mündenden Einlaßkanäle 14, 16 über Flansche 18, 20 angeschlossen.

Die Saugrohranlage 10 setzt sich im wesentlichen zusammen aus einem im Querschnitt (und im Längsschnitt – nicht dargestellt) flach rechteckförmigen Ansaugverteiler 22, von dem je Zylinder der Brennkraftmaschine (hier vier Zylinder) kurze Einzelsaugrohre 24, 26, 28, 30 und lange Einzelsaugrohre 32, 34, 38, 36 abgehen, die über entsprechende Krümmungsabschnitte (vgl. 1) den Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine eng umfassend zu den jeweiligen Einlaßkanälen 14,16 geführt sind, wobei die kurzen und langen Einzelsaugrohre jeweils im Bereich der Flansche 18,20 zusammengeführt sind.

In den Verbindungswänden der kurzen Einzelsaugrohre 24 bis 30 sind fluchtende Längsbohrungen 40, 42 eingearbeitet, in die als Absperrelemente walzenförmige Drehschieber 44, 46 eingesetzt sind, die mit je Einzelsaugrohr 24 bis 30 einem strömungsgünstigen Kanalabschnitt 48, 50 versehen sind. Die über eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung verdrehbaren Drehschieber 44, 46 verbinden in der gezeichneten Offenposition die kurzen Einzelsaugrohre 24 bis 30 mit dem Ansaugverteiler 12, während sie in einer um 90° verdrehten Position die Einzelsaugrohre absperren und damit die langen Einzelsaugrohre 32 bis 38 aktiv schalten.

In dem sich über die gesamte Länge der Brennkraftmaschine und dicht oberhalb der Ventilhaube 52 des Zylinderkopfes 12 sich erstreckenden Ansaugverteiler sind mehrere, pfeifenförmige Durchgänge 54 vorgesehen, die in einer Flucht mit entsprechenden Anschlußöffnungen 56 in der Ventilhaube 52 liegen und die zur Montage von Zündkerzen durch die pfeifenförmigen Durchgänge hindurch dienen.

Während die kurzen Einzelsaugrohre 24 bis 30 bezüglich der Krümmungsabschnitte radial innerhalb der langen Einzelsaugrohre 32 bis 38 bis zur jeweils angrenzenden Seitenwand 58, 60 des Ansaugverteilers 22 verlaufen (vgl. 1), sind die langen Einzelsaugrohre 32 bis 38 durch die Wand 58, 60 hindurch jeweils bis in die Nähe der gegenüberliegenden Seitenwand 58, 60 fortgeführt, wobei in der Draufsicht diese Rohrabschnitte zueinander versetzt und parallel verlaufend angeordnet sind.

Der Querschnitt der kurzen Einzelsaugrohre 24 bis 30 beträgt 35% des Gesamtsaugrohrquerschnittes, wodurch bei den gewählten Einzelsaugrohrlängen eine wirksame Resonanzaufladung erzielt ist.

Im unteren Drehzahl- und Lastbereich der Brennkraftmaschine sind über die Drehschieber 44, 46 die kurzen Einzelsaugrohre 24 bis 30 geschlossen, so daß die von der Brennkraftmaschine angesaugte Verbrennungsluft über ein nicht dargestelltes Drossenklappenteil in den Ansaugverteiler 12 und von diesem über die langen Einzelsaugrohre 32 bis 36 zu den Einlaßkanälen 14, 16 der Brennkraftmaschine strömt. Dabei wird aufgrund der Abstimmung der Saugrohranlage 10 eine Resonanzaufladung erzielt, die sich aufgrund der Gasschwingungen innerhalb der Saugrohranlage einstellt. Im höheren Drehzahl- und/oder Lastbereich der Brennkraftmaschine werden über die Drehschieber 44, 46 die kurzen Einzelsaugrohre 32 bis 38 geöffnet, wodurch nunmehr der Hauptanteil der Verbrennungsluft über die kurzen Einzelsaugrohre mit geringerem Ansaugwiderstand zugeführt wird.

Claims

Saugrohranlage für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Ansaugverteiler, von dem lange und kurze Einzelsaugrohre zu den zylinderkopfseitigen Einlaßkanälen führen, wobei zumindest in den kurzen Einlaßkanälen schaltbare Absperrelemente vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die beiden Zylinderreihen der Brennkraftmaschine sind mit einem gemeinsamen Zylinderkopf (12) abgedeckt, dessen Einlaßkanäle (14, 16) in beide Zylinderkopfseiten münden; b) der Ansaugverteiler (22) und die Einzelsaugrohre (24 bis 38) sind im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der Ansaugverteiler (22) über dem Zylinderkopf (12) angeordnet und die Einzelsaugrohre beiderseits daran anschließend an die Zylinderkopfseiten herangeführt sind; c) die kurzen Einzelsaugrohre (24 bis 30) verlaufen radial innerhalb der langen Einzelsaugrohre (32 bis 38) bis zur angrenzenden Wand (58, 60) des Ansaugverteilers (22); und d) die langen Einzelsaugrohre (32 bis 38) sind innerhalb des Ansaugverteilers (22) in die Nähe der jeweiligen, gegenüberliegenden Wand (58, 60) des Ansaugverteilers fortgeführt.
Saugrohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugverteiler (22) im Querschnitt flach rechteckförmig und über die Länge des Zylinderkopfes (12) verlaufend ausgeführt ist.
Saugrohranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ansaugverteilers (22) pfeifenartige Durchgänge (54) vorgesehen sind, die mit darunterliegenden Anschlußöffnungen (56) im Zylinderkopf (12) der Brennkraftmaschine (10) fluchten.
Saugrohranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge (54) zur Montage von Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen dienen.
Saugrohranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrelemente in den kurzen Einzelsaugrohren (24 bis 30) durch walzenförmige Drehschieber (44, 46) gebildet sind, die je Einzelsaugrohr (24 bis 30) mit strömungsgünstig verlaufenden Kanalabschnitten (48, 50) in der Offenposition versehen sind.
Saugrohranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (44,46) je Zylinderkopfseite einstöckig ausgebildet und in einer fluchtenden Längsbohrung (40,42) der miteinander verbundenen, kurzen Einzelsaugrohre (24 bis 30) drehbar gelagert sind.
Saugrohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der kurzen Einzelsaugrohre (24 bis 30) 30 % bis 40 % des Gesamtsaugrohrquerschnittes beträgt.