DE19544243A1 - Vorrichtung zur Veränderung der Länge von Luftansaugleitungen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, durch die Verwendung von längenschaltbaren Saugrohren bei Brennkraft­ maschinen einen über den Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine gegenüber konventio­ nellen Saugrohren verbesserten Drehmomentverlauf zu erzielen.

So ist z. B. aus der EP 03 82 596 B1 eine Lufteinlaßvorrichtung für Brennkraftmaschinen be­ kannt, in welcher jedem Zylinder ein absperrbares kurzes so wie ein ständig geöffnetes lan­ ges Saugrohr zugeordnet sind. In einem Drehzahlbereich erfolgt die Zuströmung aus­ schließlich über das lange Saugrohr, wobei das kurze, abgesperrte Saugrohr wirkungslos und ohne Funktion ist.

Aus der gattungsbildenden DE-PS 9 57 802 ist es bekannt, zur Anpassung der Länge der Luftansaugleitungen an die Drehzahl der Brennkraftmaschine, in einem mit einer Zuströmöffnung für Frischluft versehenen Sammlervolumen, von welchem aus zylinder­ individuelle Rohrleitungen mit den Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind, als verschwenkbare Walze ausgebildete Schiebermittel zur Veränderung der effektiven An­ saugleitungslänge vorzusehen. Hierbei ist in einer die kürzeste Ansaugleitungslänge ein­ stellenden Position ein wesentlicher Teil des die Walze aufnehmenden Gehäuses wirkungs­ los abgekoppelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, welche bei Erzielung eines kompakten Bauvolumens und Gewichtsvorteilen eine Verände­ rung der Länge der Luftansaugleitungen zu erzielen, ohne daß dabei Teile der Ansaugrohre wirkungslos abgekoppelt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den zylinderindividuellen Rohrleitungen jeweils zylinderindividuelle, mit einer Zuströmöffnung versehene Saugrohre angeordnet sind, welche frischluftzuführend an das Sammlervolumen angeschlossen sind. In diesem ist ein axial von einer ersten in zweite Stellung in Längsrichtung des Sammler­ volumens verschiebbares Schiebermittel angeordnet, wobei in einer ersten Stellung die effektive Ansaugleitungslänge für je den einzelnen Zylinder aus der Summe der Länge eines Saugrohres und einer Rohrleitung gebildet ist, wobei benachbarte Ansaugleitungen durch Trennwandungen des Schiebermittels im Sammlervolumen voneinander getrennt sind, und wobei in der zweiten Stellung jede Rohrleitung an das gesamte Sammlervolumen und an alle Saugrohre gekoppelt ist.

Vorteilhafterweise ist in beiden Stellungen des Schiebermittels so wohl je des Saugrohr das Sammlervolumen sowie jede Rohrleitung an der Luftzuführung beteiligt. Während in der ersten Stellung durch die Trennung benachbarter Ansaugleitungslängen für einen ver­ gleichsweisen niedrigen Drehzahlbereich zylinderindividuelle, vergleichsweise lange Saug­ rohrlängen für einen fülligen Drehmomentverlauf zur Verfügung stehen, sind in der zweiten Stellung lediglich die von dem Sammlervolumen zu den Zylindern führenden Rohrleitungen schwingungstechnisch relevant zu geschaltet. Jeder Zylinder kann sich dabei aufgrund der Stellung des Schiebermittels aus dem gesamten Sammlervolumen bzw. den vorgeschalteten Saugrohren bedienen.

In vorteilhafter Ausgestaltung läßt sich eine weitere Reduktion des Bauvolumens durch ei­ nen Schieber in Form einer zentralen Verbindungsstange mit darauf angeordneten Schie­ berscheiben erzielen. Ein endseitig des das Sammlervolumen aufnehmenden Sammlerge­ häuses angeordneter pneumatischer Steller bewirkt dabei last- und/oder drehzahlabhängig die Verschiebung in axialer Richtung von der einen in die andere Stellung.

Zur Unterbindung von möglicherweise auftretenden Schwingungen an den Schieberscheiben kann in einer Variante anstelle der einen zentralen Verbindungsstange eine Mehrzahl von solchen Stangen im äußeren Randbereich der Schieberscheiben angeordnet sein. Bei einer Anordnung mit außenbündig mit den Schieberwandungen angeordneten Verbin­ dungsstangen können diese eine Radialführung des Schiebers im Sammlergehäuse be­ werkstelligen.

Bei einer Mehrzahl von Verbindungsstangen, vorzugsweise drei, können diese so im Sammlergehäuse angeordnet sein, das sie die Luftströmung nicht behindern.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,

Fig. 2 einer Draufsicht, teilweise gebrochen, einer Vorrichtung mit Schiebermitteln in einer ersten Stellung,

Fig. 3 einer Draufsicht, teilweise gebrochen, einer Vorrichtung mit Schiebermitteln in einer zweiten Stellung,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV gemäß Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 4 einer Variante und

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 4 einer weiteren Variante.

Eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinderkopf 2 weist eine insgesamt mit 3 bezeich­ nete, Verbrennungsluft zuführende Ansauganlage auf Zylinderindividuelle, mit jeweils einer Zuströmöffnung 4 versehene Saugrohre 5 münden in ein ein Sammlervolumen 6 aufneh­ mendes Sammlergehäuse 7 ein, welches sich im wesentlich in einer Längsrichtung L ent­ lang der Brennkraftmaschine 1 erstreckt.

In Fortsetzung der Saugrohre 5 sind an das Sammlergehäuse 7 zylinderindividuelle Rohr­ leitungen 8 angeschlossen, welche mit nicht gezeigten Einlaßkanälen im Zylinderkopf 2 korrespondieren.

Das Sammlergehäuse 7 ist bezüglich der Längsrichtung L in Querebenen im wesentlichen kreisförmig gestaltet und nimmt ein als Längsschieber ausgebildetes Schiebermittel 9 auf Der Längsschieber wird im wesentlichen durch eine sich in Längsrichtung L erstreckende Verbindungsstange 10 sowie darauf befestigten, als Trennwandungen ausgebildeten Schieberscheiben 11 und einem Betätigungsorgan 12 gebildet, welches in einem end­ seitigen Ansatz 13 des Sammlergehäuses 7 angeordnet ist.

Das Betätigungsorgan 12 wird gebildet durch einen in dem Ansatz 13 ausgebildeten Pneu­ matikraum 14, in welchem ein auf die Verbindungsstange wirkender Kolben 15 und eine sich zwischen diesem und einer endseitigen Gehäusewandung erstreckende Feder 16 an­ geordnet ist sowie durch einen Unterdruckanschluß 17.

Für einen ersten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine befindet sich der Längsschieber federbelastet gemäß Fig. 2 in einer ersten Stellung S1.

Die effektive Ansaugleitungslänge für jeden Zylinder wird aus der Länge des jeweiligen Saugrohres 5 und der Rohrleitung 8 gebildet, da benachbarte Ansaugleitungen durch Anlage der Schieberscheiben 11 an kreiszylindrischen Abschnitten 18 des Sammlergehäuses 7 voneinander getrennt sind. Jedem Zylinder wird somit Verbrennungsluft über die Zu­ strömöffnung 4, das Saugrohr 5, ein zwischen benachbarten Schieberscheiben 11 aus­ gebildetes Sammlerteilvolumen 19 und die Rohrleitung 8 zugeführt.

In einem weiteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine 1 wird der Längsschieber durch Anlegen eines Unterdruckes an den entsprechenden Anschluß 17 von der ersten in die zweite Stellung S2 verschoben, wobei diese Stellung S2 durch Anlage des topfförmigen Kolbens 15 an der endseitigen Wandung des Ansatzes 13 sichergestellt ist. Saugrohr­ schwingungen bilden sich nur noch in der die effektive Ansaugleitungslänge darstellenden Rohrleitungen 8 aus, welche durch die jetzt geöffneten Abschnitte 18 jeweils mit dem ge­ samten Sammlervolumen 6 sowie allen Saugrohren 5 in Verbindung stehen.

Im Bereich der Anlage des Kolbens 15 an der den Unterdruckanschluß 17 aufnehmenden Wandung kann eine elastische Dichtung angeordnet sein, so daß bei längerem Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit einer weit geöffneten Drosselklappe, also nur geringem oder kei­ nem Saugrohrunterdruck, Leckageverluste vermieden werden und die zweite Stellung S2 stabilisiert ist.

In Abhängigkeit der Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine und der geometrischen Ab­ messungen des Sammlergehäuses 7 kann es zur Unterbindung von Schwingungen der Schieberscheiben 11 und der Verbindungsstange 10 vorteilhaft sein, gemäß der Fig. 5 und 6 eine Vielzahl von Verbindungsstangen 10 vorzusehen. Diese sind dabei vorteilhaft in einem äußeren Randbereich der Schieberscheiben 11 angeordnet und können gemäß Fig. 5 außenbündig mit diesen ausgebildet sein, wodurch gleichzeitig eine Radialführung im Sammlergehäuse 7 gewährleistet ist.

In Abhängigkeit der Winkel, unter denen die Saugrohre 5 bzw. die Rohrleitungen 8 an das Sammlergehäuse 7 angeschlossen sind, können die Verbindungsstangen 10 dabei gemäß Fig. 5 so angeordnet sein, daß sie nicht unmittelbar im Luftstrom stehen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Veränderung der Länge von Luftansaugleitungen einer Brennkraft­ maschine, mit einem mindestens eine Zuströmöffnung für Frischluft aufweisenden Sammlervolu­ men, von welchen aus zylinderindividuelle Rohrleitungen mit den Zylindern der Brenn­ kraftmaschine verbunden sind, und mit drehzahlabhängig verstellbaren Schiebermit­ teln zur Veränderung der effektiven Ansaugleitungslänge, gekennzeichnet durch zylinderindividuelle, mit jeweils einer Zuströmöffnung (4) verse­ hene Saugrohre (5), welche frischluftzuführend an das Sammlervolumen (6) ange­ schlossen sind und durch axial von einer ersten (S1) in eine zweite Stellung (S2) in Längsrichtung (L) des Sammlervolumens (6) verschiebbare Schiebermittel (9),
welche in der ersten Stellung (S1) eine sich aus der Summe der Längen eines Saug­ rohres (5) und einer Rohrleitung (8) ergebende, effektive Ansaugleitungslänge für je­ den Zylinder einstellt, wobei benachbarte Ansaugleitungen durch Trennwandungen des Schiebermittels (9) voneinander getrennt angeordnet sind, und wobei in der zweiten Stellung (S2) jede Rohrleitung (8) an das gesamte Samm­ lervolumen (6) und an alle Saugrohre (5) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen in der Längsrichtung (L) angeordnetes, das Sammlervolumen (6) aufnehmendes Sammler­ gehäuse (7), an welches in Querebenen zur Längsrichtung (L) verlaufend die Saug­ rohre (5) und die Rohrleitungen (8) angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Ansaugleitungen angeordnete, hohlzylindrische Abschnitte (18) des Sammlergehäuses (7) in der ersten Stellung (S1) mittels der Trennwandungen verschlossen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebermittel (9) im wesentlichen aus mindestens einer in Längsrichtung (L) mittels eines Betätigungsorganes (12) verschiebbaren Verbin­ dungsstange (10) und den darauf angeordneten Trennwandungen gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine einzige, mittig im Sammler­ gehäuse (7) verlaufende Verbindungsstange (10).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest drei im äußeren Randbereich der Trennwandungen angeordnete Verbindungsstangen (10).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (10) außenbündig zu den Trennwandungen angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ organ (12) endseitig im Schiebergehäuse (7) gehalten angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (12) als pneumatischer Steller ausgebildet ist, welcher einen auf die Betätigungsstange (10) wirkenden Kolben (15) und eine sich zwischen Schiebergehäuse (7) und Kolben (15) abstützende, das Schiebermittel (9) in die erste Stellung (S1) vorspannende Feder (16) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwandungen als kreisrunde Schieberscheiben (11) ausgebildet sind.