DE1962113A1

DE1962113A1 - Gemischansaugrohr fuer Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei Zylindern

Info

Publication number: DE1962113A1
Application number: DE19691962113
Authority: DE
Inventors: Reinhard Gospodar; Kurt Reichel; Peter Thauer; Gustav Vogelsang
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE1962113B2; DE1962113C3; US3811416A

Description

Gemisohansaugrohr für Brennkraftmaschinen mit wenigstens

drei Zylindern

Bekanntlich treten insbesondere bei solchen Mehrzylindermotoren, die einen Flaohstrom- oder Horizontalvergaser mit gleichfalls horizontal verlaufenden Gemischzuführungsleitungen enthalten, insofern Schwierigkeiten auf, als die den verschiedenen Zylindern zugeführten Gemische unterschiedliche Zusammensetzungen enthalten können. So werden über weite Lastgebiete die in Strömungsriohtung des Vergasers liegenden inneren Zylindern bevorzugt mit fetterem Gemisch beliefert, während die äußeren Zylinder ein wesentlich kraftstoffärmeres Gemisch erhalten. Die Speisung der innenliegenden Zylinder mit einem fetteren Gemisch bringt Schwierigkeiten hinsichtlioh der Abgasentgiftung mit sich, während die Speisung der äußeren Zylinder mit einem kraftstoffärmeren Gemisoh einen ebenfalls unerwünschten Leistungsabfall zur Folge hat.

Die Erfindung betrifft ein Gemischansaugrohr für Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei Zylindern, enthaltend einen Verteilerabschnitt und von ihm abzweigende Gemischzuführungsleitungen zu den Zylindern sowie eine Leitfläche zur Vergleiohmäßigung der Gemisohverteilung, die <iuer zum Weg des in den Verteilerabsohnitt einströmenden Gemisches verläuft. Eine derartige Anordnung ist in der Weise bekannt geworden, daß vier Gemisohzuführungsrohre paarweise schräg hintereinander und übereinander parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Dadurch werden zwei Rohrstränge gebildet, die den vom Vergaser einströmenden Gemisohstrom in zwei feile teilen. Die Leitfläohe, gegen die das einströmende Gemisoh prallt, wird dabei durch die in Einströmungsrichtung hin- o tere Wand des ersten Rohrstranges gebildet, da der zweite Rohretrang J°, höher versetzt angeordnet ist. Auoh mit dieser Anordnung ist es jedooh

nicht zuverlässig möglich, bei tiefen !Temperaturen (Kaltstart) und nie-

"*■» drigen Motordrehzahlen die gewünschte Vergleiohmäßigung der Geaisohver- o teilung zu erzielen! vielmehr erhält nur der unten liegende Rohrstang · JJ flüssige Kraftstoffenteile, während die duroh den oberen Strang belie ferten Zylinder eine ungenügende Kraftstoffmenge erhalten. Die bekannte

Anordnung bewirkt also zwar theoretisch eine Aufteilung des Gemischstromes in zwei Teileströme entsprechend den beiden Paaren von jeweils in einer Höhe angeordneten zwei Gemischzuführungsleitungen für die Zylinder, berücksichtigt aber nicht die Tatsache, daß insbesondere bei tiefen Temperaturen die Gemischzusammensetzung im Ansaugbereich über den Querschnitt gesehen keinesfalls konstant ist.

Diesen Umständen trägt das erfindungsgemäße Gemisehansaugrohr dadurch Rechnung, daß die Gemisohzuführungsleitungen am Verteilerabschnitt in derselben Höhe verlaufen und die Leitfläche durch eine zwischen den Abzweigstellen vorgesehene besondere Wand gebildet ist, die in ihrem von dem einströmenden Gemisch getroffenen Bereich mit Ausnehmungen versehen ist und/oder so schmal ist, daß zwischen ihren Seitenkanten einerseits und in ihrer Flucht liegenden Zwischenwänden zwischen Gemischzuführungsleitungen andererseits freie Abstände verbleiben.

Bei der Erfindung vM also nicht einfach eine Aufteilung des Gemischstromes in mehrere Teilströme vorgenommen, sondern die hierzu erforderliche Fläche ist so gestaltet, das heißt mit Ausnehmungen versehen, daß sie eine Yergleichmäßigung des den verschiedenen Zylindern zugeführten Gemisches bewirkt. Insbesondere in dem Fall, in dem die Fläche sich infolge entsprechender Breite der Wand zwar über die gesamte Breite des Einströmbereichs erstreckt, jedoch nicht unmittelbar in die Zwischenwände zwischen benachbarten Gemischzuführungsleitungen übergeht, dürften ferner strömungstechnische Gesichtspunkte bei der Durohmischung eine Bolle spielen.

Für die konstruktive Ausbildung der Erfindung läßt sich eine ganze Reihe von Möglichkeiten angeben. So können die Ausnehmungen die Form von Iiöohern haben, die nachträglich gebohrt oder bereits von vornherein beim Herstellen des Gemisohansaugrohres mit geformt sein können.

Me Ausnehmungen können auch die Wand unterteilende, senkrecht zur Ebene der Gemisohzuführungsleitungen verlaufende Aussparungen sein.

Wand selbst kann sioh über einen ganzen Rohrinnendurohaesser senkrecht zur Einströmungsriohtung erstreoken. Beispielsweise kann sie in der Weise mit einer sioh ebenfalls über den ganzen Innendurchmesser des Rohres erstreokenden Ausnehmung versehen sein, daß diese Ausnehmung in

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der Mitte liegt und dadurch die Wand in zwei, links und rechts davon befindliche Teilwände unterteilt wird. Die Wand kann sioh aber auch, ausgehend von der Rohrinnenwand, über einen viertel "bis einen halben Rohrinnendurchmesser senkrecht zur Einströmrichtung erstrecken. In diesem Falle läßt die Wand also beispielsweise einen halben Einströmquerschnitt frei, durch den das Gemisoh in die in Einströmrichtung hinten liegenden Gemischzuführungsleitungen einströmen kann. Es hat sich gezeigt, daß für kleine Fahrgeschwindigkeiten und sehr geringe Belastungen eine dem halben Rohrinnendurchmesser entsprechende Wandhöhe günstige Ergebnisse zeigt. Dagegen würde diese Dimensionierung den Binströmwiderstand für die in Einströmrichtung hinten liegenden Gemischzuführungsleitungen im oberen Drehzahl- und Lastbereioh zu sehr erhöhen· In diesem Falle ist daher eine Wandhöhe, die etwa einem viertel Innendurchmesser entspricht, günstiger. Es kann aus diesen Gründen auch zweckmäßig sein, der Wand Verstellmittel zuzuordnen, durch die die Wand mehr oder weniger in den Weg des einströmenden Gemisches bewegbar ist. Diese Verstellmittel können drehzahl- und/oder lastabhängig sein. Eine entsprechende konstruktive Ausbildung dieser Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich daduroh aus, daß die Wand durch einen Zylinder- oder Flachschieber gebildet ist, der mit einem Gestänge als Verstellmittel in Verbindung steht. Eine andere Ausführungsform sieht vor, die Ausnehmungen in ihrer Größe und/oder ihrer Lage veränderbar zu machen.

In den Fällen, in denen die Wand sioh über einen vollen Innendurchmesser des Rohres erstreckt, können die Aussparungen Keilform besitzen, wobei die Spitze des Keiles zum Boden der Wand weisen wird. Die Aussparungen können aber auoh Halbkreisform besitzen.

In der Regel wird man die Wand vom Boden des Rohres ausgehen lassen. Durch geeignete Anordnung der Aussparungen wird dann dafür gesorgt, daß alle Gemisohzuführungsleitungen in möglichst gleichem Maße mit Kraftstoff versorgt werden.

Die Figuren zeigen venchiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei stellen die Figuren 1 und 2, 3 und 4 sowie $ und 10 jeweils zwei um 90 versetzte Ansichten bzw. Schnitte von verschiedenen Ausführungsbeispielen da, während die Figuren 5 bis 8 vier weitere Ausführungsbeispiele jeweils in derselben Ansioht veranschaulichen.

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Allen Ausführungsbeispielen liegt ein allgemein mit 1 bezeichnetes Gemischansaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern zugrunde, so daß demgemäß vier Gemischzuführungsleitungen 2 bis 5 vorhanden sind. Dabei sind die den mittleren Zylindern zugeordneten Gemischzufülmngsleitungen 3 und 4 die in Richtung der Gemischeinströmung 6 hinteren Leitungen, während die den äußeren Zylindern zugeordneten Leitungen. 2 und 5 in. Sichtung der Einströmung 6 vorn liegen. Wie aus den Figuren ersichtlioh, liegen alle Gemischzuführungsleitungen zumindest ungefähr in derselben Höhe. Demgemäß liegen auch ihre Abzweigstellen von dem Verteilerabschnitt in derselben Höhe, Alle Leitungen 2 bis 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel horizontal angeordnet.

Damit alle Gemischzuführungsleitungen zu den verschiedenen Zylindern ein Gemisch möglichst der gleichen Zusammensetzung erhalten, ist erfindungsgemäß im Wege des einströmenden Gemisches (Pfeil 6 in Figur 2) eine Wand angeordnet, die demgemäß eine Prallfläche für den Gemischstrom darstellt. Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren unterscheiden sioh im wesentlichen hinsichtlich der Ausbildung dieser Wand voneinander. Betrachtet man zunächst das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2, so erstreckt sich die Wand 8, ausgehend von dem unteren Boden des Gemischansaugrohres 1, etwa bis in Höhe der Mittellinie der Anordnung. Wäre die Wand nicht duroh die in diesem Ausführungsbeispiel keilförmige Ausnehmung 9 unterteilt, so würde die Wand 8 bei Kaltstart die untere Hälfte des Gemischquerschnittes in die beiden vorderen Gemisohzuführungsrohre 2 und 5 lenken, während für die Speisung der hinteren Leitungen 3 und 4 eier obere Teil des Querschnittes übrig bliebe. Dies hätte zur Folge, daß die äußeren Gemisohzufülmngsleitungen 2 und mit Kaltstart-Gemisch besohickt werden, während die beiden inneren Leitungen 3 und 4 ein Gemisch unzulänglicher Zündfähigkeit erhielten. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der Wand 8 der im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 keilförmige Einschnitt 9 enthalten, der sichergestellt, daß die beiden hinteren und die beiden vorderen Gemischzuführungsleitungen in gleicher Weise von dem gemäß Pfeil 6 einströmenden Gemisch beschickt werden.

Wie der Sohnitt der Figur 2 erkennen läßt, geht die Wand 8 über in die mit ihr fluchtende Zwischenwand 10 zwischen den hintereinander liegenden Paaren von Gemischzuführungsrohren.

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In dieser Hinsicht unterscheidet sich das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung von demjenigen gemäß den Figuren 1 und 2. Hier findet sich zwar ebenfalls eine sich bis zur halben Höhe erstreckende Wand 11, jedoch ist diese so schmal gehalten, daß sie sich nur über den Auftreffbereich des einströmenden Gemisches erstreckt und nicht in die wiederum mit 10 bezeichne-■ te Zwischenwand übergeht. Zwisohen der Wand 11 und der Seitenwand 10 bleiben also freie Abstände 12 und 13» die - ebenso wie in den Figuren 1 und 2 die Ausnehmung 9 - freie Strömungswege definierten Querschnitts für das einströmende Gemisch zu den hinteren Gemishsuführungsleitungen bilden. Man kann sich die Wirkung dieser in den Figuren 3 und 4 dargestellten Anordnung wohl dadurch erklären, daß im Bereich der freien Abstände 12 und 13 ein Durohsaugen des Gemisches zu den hinteren Leitungen eintritt.

Die in Figur 5 dargestellte Variante der Erfindung gleicht insofern der Ausführungsform nach Figur 1, als wiederum eine sich bis etwa zur halben Höhe erstreikende Zwischenwand 14 Verwendung findet, die, ähnlich wie in Figur 2 dargestellt, in die mit ihr fluchtende Zwisohenwand übergeht. Während aber in Figur 1 eine Wand mit keilförmiger Aussparung wiedergegeben ist, besitzt die Wand 14 in Figur 5 als Ausnehmung das Loch 15· Ebenso wie bei der Dimensionierung der keilförmigen Ausnehmung 9 wird man auch bei der Abmessung des Loches I5 diejenigen Belastungs- und Drehzahlverhältnisse besonders berüoksiohtigen, bei denen der Motor in erster Linie betrieben wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist die dort mit 16 bezeichnete Wand ähnlich wie die Wand 8 in der Erfindungsvariänte nach den Figuren 1 und 2 durch eine Aussparung I7 praktisch in zwei Teilwände unterteilt. Hier erstreckt sich die Wand 16 aber senkreoht zur Einströmriohtung über den gesamten Durchmesser des Gemischansaugrohres

Dagegen weisen die Ausführungsformen naoh den Figuren 7 und 8 Wände auf, die sioh ebenfalls nur über einen Teil des Innendurchmessers erstrecken. Die Wand 18 in der Anordnung nach Figur 7 ist duroh die bis auf den Soden des Gemisohansaugrohres 1 reichende Aussparung I9 in zwei Teilwände unterteilt; die Wand 20 in dem Ausführungsbeispiel naoh Figur 8 bietet infolge der etwa halbkreisförmigen Ausnehmung 21 am oberen Rand der Wand 20 von der Einetrömseite her gesehen ungefähr das Aussehen einer Mondeiohel- nQg2S/102ß

Um der Abhängigkeit der günstigsten Gestaltung der Wand von den jeweiligen Last- und Drehzahlverhältnissen, die sich im Betrieb des Motors ja in starkem Maße ändern, besser Rechnung tragen zu können, wird in den Figuren $ und 10 eine Anordnung dargestellt, die es gestattet, während des Betriebes eine Anpassung der durch die Wand erzielten Beeinflussung der Gemischaufteilung auf die verschiedenen Zylinder entsprechend den für den jeweiligen Betriebszustand günstigsten Verhältnissen vorzunehmen. 2i diesem Zweck ist die Wand in Form des Kolbens 22 ausgebildet, der im Bereich seines aus dem Gemischansaugrohr herausragenden Endes mittels der Dichtung 23 abgedichtet und mit dem Verstellhebel 24 verbunden ist, der im Sinne des Doppelpfeiles 25 eine Höhenverstellung des Kolbens 22 bewirkt. Die eigentliche Leitfläche 26 ist z.B. durch Abfräsung an dem Kolben 22 gewonnen. Die tiefstmögliche Stellung des Kolbens 22 ist durch die Linie 27 angedeutet. Umgekehrt kann der Kolben praktisch vollkommen aus dem Bereich der lichten Weite des Gemischansaugrohres 1 herausgezogen werden.

Die Wand kann auch insnderer Weise ausgebildet sein, beispielsweise siebartig, um den erfindungsgemäßen Effekt zu erzielen.

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Claims

f3 D Z I f J

den 8. November

Ansprüche

Gemischansaugrohr für Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei Zylindern, enthaltend einen Verteilerabschnitt und von ihm abzweigende Gemischzuführungsleitungen zu den Zylindern sowie eine Leitfläche zur Vergleichmäßigung der Gemischverteilung, die quer zum Weg des in den Yerteilerabsohnitt einströmenden Gemisches verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischzuführungsleitungen am Verteilerabschnitt in derselben Höhe verlaufen und die Leitfläche durch eine zwischen den Abzweigstellen vorgesehene besondere Wand gebildet ist, die in ihrem von dem einströmenden Gemisoh getroffenen Bereich mit Ausnehmungen versehen ist und/ oder so schmal ist, daß zwischen ihren Seitenkanten einerseits und in ihrer Flucht liegenden Zwischenwänden zwischen Gemischzuführungsleitungen andererseits freie Abstände verbleiben.

2. Gemischansaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen Löcher sind.

5. Gemisohansaugrohr naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen die Wand unterteilende, senkrecht zur Ebene der Gemischzuführungsleitungen verlaufende Aussparungen sind.

4. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wand sich über einen ganzen Rohrinnendurchmesser senkrecht zur Einströmrichtung erstreckt.

5. Gemischansaugrohr naoh einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wand, ausgehend von der Rohrinnenwand, sich über einen Viertel bis einen halben Eohrinnendurchmesser senkrecht zur Einströmriohtung erstreckt.

6. Gemiechansaugrohr naoh Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen Keilform besitzen.

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7. Gemisohansaugrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen Halbkreisform besitzen.

8. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Wand vom Soden des Rohres ausgeht.

9. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-, zeichnet, daß die Ausnehmungen bzw. Abstände freie Strömungswege definierten Querschnitts für das einströmende Gemisch zu in Einströmrichtung hinter vorderen Gemischzuführungsleitungen liegenden hinteren Gemischzuführungsleitungen bzw. zwischen vorderen und hinteren Gemischzuführungsleitungen bilden.

10. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Wand Verstellmittel zugeordnet sind, durch die die Wand mehr oder weniger in den Weg des einströmenden Gemisches bewegbar ist.

11. Gemischansaugrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand durch einen Zylinder- oder Flachschieber gebildet ist, der mit einem Gestänge in Verbindung steht.

12. Gemischansaugrohr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel drehzahl- und/oder lastabhängig betätigt sind.

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