DE1962113C3

DE1962113C3 - Gemischansaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens drei Zylindern

Info

Publication number: DE1962113C3
Application number: DE1962113A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Gospodar; Kurt Reichel; Peter 3181 Neuhaus Thauer; Gustav 3300 Braunschweig Vogelsang
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1975-05-28
Also published as: US3811416A; DE1962113B2; DE1962113A1

Description

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Bei Mehrzylindermaschinen, die einen Flachstromoder Horizontalvergaser mit gleichfalls horizontal verlaufenden Gemischzuführungsleitungen enthalten, treten insofern Schwierigkeiten auf, als die den verschiedenen Zylindern zugeführten Gemische unterschiedliche Zusammensetzungen enthalten können. So werden über weite Lastgebiete die in Strömungsrichtung des Vergasers liegenden inneren Zylindern bevorzugt mit fetterem Gemisch beliefert, während die äußeren Zylinder ein wesentlich brennstoffärmeres Gemisch erhalten. Die Speisung der innenliegenden Zylinder mit einem fetterem Gemisch bringt Schwierigkeiten hinsichtlich der Abgasentgiftung mit sich, während die Speisung der äußeren Zylinder mit einem brennstoffärmeren Gemisch einen ebenfalls unerwünschten Leistungsabfall zur Folge hat.

Die Erfindung betrifft ein Gemischansaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens drei Zylindern, enthaltend einen Verteilerabschnitt und von ihm abzweigende, in derselben Höhe verlaufende Gemischzuführungsleitungen zu den Zylindern und eine der Vergleichmäßigung der Gemischverteilung dienende Leitfläche im Verteilerabschnitt, die quer zum Weg des in den Verteilerabschnitt einströmenden Gemisches verläuft.

Ein Cemischansaugrohr dieser Art ist aus der USA.-Patentschrift 2 241 461 unter anderem in der Weise bekannt, daß die Einströmung des Gemischs senkrecht zur Ebene der Gemischzuführungsleitungen erfolgt und die dem Einströmungsweg gegenüberliegende Wand des Verteilerabschnitts so profiliert ist, daß auf sie gelangender flüssiger Brennstoff in gleichem Maße den verschiedenen Gemischzuführungsleitungen zugeführt wird. Bei dem im Prinzip ebenso aufgebauten Gemischansaugrohr nach der schweizerischen Patentschrift 257 209 wird die der Einströmrichtung gegenüberliegende Wand aufgeheizt, damit auf sie gelangender flüssiger Brennstoff verdampft. Die Anordnung nach der USA.-Patentschrift 2 137 802 sieht dem Verteilerabschnitt ausgangsseitig zugeordnete Kanten vor, die ein Abtropfen sich längs der Wände der verschiedenen Leitungen bewegender Brennstofftropfen bewirken sollen.

Es ist ferner eine Anordnung bekanntgeworden, bei der vier Gemischzuführungsrohre bezüglich der Einströmung paarweise schräg hintereinander und übereinander parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Dadurch werden zwei Rohrstränge gebildet, die den vom Vergaser einströmenden Gemischstrom in zwei Teile teilen. Die Leitfläche, gegen die das einströmende Gemisch prallt, wird dabei durch die in Einströmrichtung hintere Wand des ersten Rohrstranges gebildet, da der zweite Rohrstrang höher versetzt angeordnet ist. Auch mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht zuverlässig möglich, bei tiefen Temperaturen (Kaltstart) und niedrigen Drehzahlen die gewünschte Vergleichsmäßigung der Gemischverteilung zu erzielen; vielmehr erhält nur der untenliegende Rohrstrang flüssige Brennstoffanteile, während die durch den oberen Strang belieferten Zylinder eine ungenügende Brennstoffmenge erhalten. Die bekannte Anordnung bewirkt also zwar theoretisch eine Aufteilung des Gemischstromes in zwei Teilströme entsprechend den bei den Paaren von jeweils in einer Höhe angeordneter zwei Gemischzuführungsleitungen für die Zylinder, be rücksichtigt aber nicht die Tatsache, daß insbesonden bei tiefen Temperaturen die Gemischzusammensetzung im Ansaugbereich über den Querschnitt gesehen kei nesfalls konstant ist.

Diesen Umständen trägt das erfindungsgemäße Gemischansaugrohr dadurch Rechnung, daß die Leitfläche von einer zwischen bezüglich der Richtung dieser Einströmung vornliegenden und dahinterliegenden Gemischzuführungsleitungen vorgesehenen Wand gebildet wird, die im Verlauf der Trennwand zwischen diesen Gemischzuführungsleitungen liegt, wobei die Wand in ihrem von dem einströmenden Gemisch gptroffenen Bereich mit Ausnehmungen versehen ist, und/oder wobei die Wand so kurz ist, daß zwischen ihren Seitenkanten einerseits und der jeweiligen Trennwand andererseits freie Durchtritte verbleiben.

Bei der Erfindung wird also nicht einfach eine Aufteilung des Gemischstromes in mehrere Teilströme vorgenommen, sondern die hierzu erforderliche Fläche ist >5 so gestaltet, d. h. in ihrer Länge so gewählt bzw. mit Ausnehmungen versehen, daß sie eine Vergleichmäßigung 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 Durchmischung eine Rolle spielen. »5

Für die konstruktive Ausbildung der Erfindung läßt sich eine ganze Reihe von Möglichkeiten angeben. So kann die Wand sich über einen ganzen Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstrecken. Beispielsweise kann sie derart mit einer sich ebenfalls über den ganzen 3<> Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstreckenden Ausnehmung versehen sein, daß diese Ausnehmung in der Mitte liegt und dadurch die Wand in zwei, links und rechts davon befindliche Teilwände unterteilt wird. Die Wand kann sich aber auch, ausgehend von der Innenwand des Verteilerabschnitts, über einen viertel bis einen halben Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstrecken. In diesem Falle läßt die Wand also beispielsweise einen halben Einströmquerschnitt frei, durch den das Gemisch in die in Einströmrichtung hintenliegenden Gemischzuführungsleitungen einströmen kann. Es hat sich gezeigt, daß für kleine Fahrgeschwindigkeiten und sehr geringe Belastungen eine dem halben Innendurchmesser des Verteilerabschnitts entsprechende W?ndhöhe günstige Ergebnisse zeigt. Dagegen « würde diese Dimensionierung den Einströmwiderstand für die in Einströmrichtung hintenliegenden Gemischzuführungsleitungen im oberen Drehzahl- und Lastbereich zu sehr erhöhen. In diesem Falle ist daher eine Wandhohe, die etwa einem viertel Innendurchmesser so entspricht, günstiger. Es kann aus diesem Grunde 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 dadurch aus, daß das Verstellmittel ein Kolben ist, der mit einem Gestänge in Verbindung steht.

In den Fällen, in denen die Wand sich über einen vollen Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstreckt, können die in ihr vorgesehenen Ausnehmungen Keilform aufweisen, wobei die Spitze des Keiles zum Boden der Wand weisen wird. Die Ausnehmungen können aber auch Halbkreisform aufweisen.

im übrigen können die Ausnehmungen die Form von Löchern haben, die nachträglich gebohrt oder bereits von vornherein beim Herstellen des Verteilerabschnitts mit geformt sein können. Die Ausnehmungen können aber auch die Wand senkrecht zur Ebene der Gemischzuführungsleitungen unterteilen.

In der Regel wird man die Wand vom Boden des Verteilerabschnitts ausgehen lassen. Durch geeignete Anordnung der Ausnehmungen wird dann dafür gesorgt, daß alle Gemischzuführungsleitungen in möglichst gleichem Maße mit Brennstoff versorgt werden.

Die Zeichnung stellt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Dabei zeigen die F i g. 1 und 2, 3 und 4 sowie 9 und 10 jeweils zwei um 90° versetzte Ansichten bzw. Schnitte von verschiedenen Ausführungsbeispielen,während die F i g. 5 bis 8 vier weitere Ausführungsbeispiele jeweils in derselben Ansicht veranschaulichen.

Allen Ausführungsbeispielen liegt ein allgemein mit 1 bezeichnetes Gemischansaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern zugrunde, so daß demgemäß vier Gemischzuführungsleitungen 2,3,4,5 vorhanden sind. Dabei sind die den mittleren Zylindern zugeordneten Gemischzuführungsleitungen 3 und 4 die in Richtung der Gemischeinströmung 6 hinteren Leitungen, während die den äußeren Zylindern zugeordneten Leitungen 2 und 5 in Richtung der Gemischeinströmung 6 vorn liegen. Alle Gemischzuführungsleitungen 2, 3, 4, 5 liegen zumindest ungefähr in derselben Höhe. Demgemäß liegen auch ihre Abzweigstellen von dem Verteilerabschnitt 7 in derselben Höhe. Alle Leitungen 2 bis 5 sind horizontal angeordnet

Damit alle Gemischzuführungsleitungen zu den verschiedenen Zylindern ein Gemisch möglichst der gleichen Zusammensetzung erhalten, ist erfindungsgemäß quer zur Gemischeinströmrichtung 6 eine Wand angeordnet, die demgemäß eine Prallfläche für den Gemischstrom darstellt. Die dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich im wesentlichen hinsichtlich der Ausbildung dieser Wand voneinander. Betrachtet man zunächst das Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2, so erstreckt sich die Wand 8, ausgehend von dem unteren Boden des Gemischansaugrohres 1, etwa bis in Höhe der Mittellinie des Gemischansaugrohres 1. Wäre die Wand 8 nicht durch die in diesem Ausführungsbeispiel keilförmige Ausnehmung 9 unterteilt, so würde die Wand 8 bei Kaltstart die untere Hälfte des Gemischquerschnittes in die beiden vorderen Gemischzuführungsrohre 2 und 5 lenken, während für die Speisung der hinteren Gemischzuführungsleitungen 3 und 4 der obere Teil des Querschnittes übrig bliebe. Dies hätte zur Folge, daß die äußeren Gemischzuführungsleitungen 2 und 5 mit Kaltstart-Gemisch beschickt wurden, während die beiden inneren Gemischzuführungsleitungen 3 und 4 ein Gemisch unzulänglicher Zündfähigkeit erhielten. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 in der Wand 8 die keilförmige Ausnehmung 9 enthalten, die sicherstellt, daß die beiden hinteren 3, 4 und die beiden vorderen Gemischzuführungsleitungen 2, 5 in gleicher Weise von dem in Gemischeinströmrichtung 6 einströmenden Gemisch beschickt werden.

Wie der Schnitt nach F i g. 2 erkennen läßt, geht die Wand 8 über in die mit ihr fluchtende Trennwand 10 zwischen den hintereinander liegenden Paaren von Gemischzuführungsleitungen 2,3,4,5.

In dieser Hinsicht unterscheidet sich das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung von demjenigen gemäß den F i g. 1 und 2. Hier findet sich zwar ebenfalls eine sich bis zur halben Höhe erstreckende Wand 11, jedoch ist diese so schmal ge-

halten, daß sie sich nur über den Auftreffbereich des einströmenden Gemisches erstreckt und nicht in die wiederum mit 10 bezeichnete Trennwand übergeht. Zwischen der Wand 11 und der Trennwand 10 bleiben also freie Durchtritte 12 und 13, die — ebenso wie nach den F i g-1 und 2 die Ausnehmung 9 — für das einströmende Gemisch freie Strömungswege definierten Querschnitts zu den hinteren Gemischzuführungsleitungen 3,4 bilden. Man kann sich die Wirkung dieser in den F i g. 3 und 4 dargestellten Anordnung wohl da- »° durch erklären, daß im Bereich der freien Durchtritte 12 und 13 ein Durchsaugen des Gemisches zu den hinteren Gemischzuführungsleitungen 3,4 eintritt.

Die in F i g. 5 dargestellte Variante der Erfindung gleicht insofern der Ausführungsform nach F i g. 1, als ¹S wiederum eine sich bis etwa zur halben Höhe erstrekkende Wand 14 Verwendung findet, die, ähnlich wie in F i g. 2 dargestellt, in die mit ihr fluchtende Trennwand 10 übergeht. Während aber in F i g. 1 eine Wand 8 mit keilförmiger Ausnehmung 9 wiedergegeben ist, besitzt ^a» die Wand 14 nach F i g. 5 als Ausnehmung das Loch 15. Ebenso wie bei der Dimensionierung der keilförmigen Ausnehmung 9 wird man auch bei der Abmessung des Loches 15 diejenigen Belastungs- und Drehzahlverhältnisse besonders berücksichtigen, bei denen der Motor in erster Linie betrieben wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 ist die dort mit 16 bezeichnete Wand ähnlich wie die Wand 8 in dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 durch eine Ausnehmung 17 in zwei Teilwände unterteilt. Hier erstreckt sich die Wand 16 aber senkrecht zur Gemischeinströmrichtung 6 über den gesamten Durchmesser des Gemischansaugrohres 1.

Dagegen weisen die Ausführungsformen nach den F i g. 7 und 8 Wände auf, die sich nur über einen Teil des Innendurchmessers erstrecken. Die Wand 18 in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 ist durch die bis auf den Boden des Gemischansaugrohres 1 reichende Aussparung 19 in zwei Teilwände unterteilt; die Wand 20 in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 weist am oberen Rand der Wand 20 eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung 21 auf.

Um der Abhängigkeit der günstigsten Gestaltung der Wand 8,11,14,16,18, 20 von den jeweiligen Last- und Drehzahlverhältnissen, die sich im Betrieb des Motors ja in großem Maße ändern, besser Rechnung tragen zu können, wird in den Fig.9 und 10 eine Ausführung dargestellt, die es gestattet, während des Betriebes eine Anpassung der durch die Wand 26 erzielten Beeinflussung der Gemischaufteilung auf die verschiedenen Zylinder entsprechend den für den jeweiligen Betriebszustand günstigsten Verhältnissen vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist die Wand 26 als Verstellmittel 22 in Form des Kolbens ausgebildet, der im Bereich seines aus dem Gemischansaugrohr 1 herausragenden Endes mittels der Dichtung 23 abgedichtet und mit dem Gestänge 24 verbunden ist, das im Sinne des Doppelpfeiles 25 eine Höhenverstellung des Kolbens bewirkt. Die eigentliche Wand 26 ist z. B. durch Abfräsung an dem Kolben gewonnen. Die tiefstmögliche Stellung des Kolbens ist durch die Linie 27 angedeutet. Umgekehrt kann der Kolben vollkommen aus dem Bereich der lichten Weite des Gemischansaugrohres 1 herausgezogen werden.

Die Wand 8,11,14, 16, 18, 20, 26 kann auch in anderer Weise, beispielsweise siebartig, ausgebildet sein, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen.

Hiei"zu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gemischansaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens drei Zylindern, enthaltend einen Verteilerabschnitt und von ihm abzweigende, in derselben Höhe verlaufende Gemischzuführungsleitungen zu den Zylindern und eine der Vergleichsmäßigung der Gemischverteilung dienende Leitfläche im Verteilerabschnitt, die quer zum Weg des in den Verteilerabschnitt einströmenden Gemisches verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche von einer zwischen bezüglich der Richtung dieser Einströmung vornliegenden und dahinterliegenden Gemischzuführungsleitungen (2, 3, 4, S) vorgesehenen Wand (8,11,14,16,18,20) gebildet wird, die im Verlauf der Trennwand (10) zwischen diesen Gemischzuführungsleitungen (2,3,4,5) liegt, wobei die Wand (8,14,16,18,20) in ihrem von dem einströmenden Gemisch getroffenen Bereich mit Ausnehmungen (9, 15, 17, 19, 21) versehen ist, und/oder wobei die Wand (11) so kurz ist, daß zwischen ihren Seitenkanten einerseits und der jeweiligen Trennwand (10) andererseits freie Durchtritte (12,13) verbleiben. »5

2. Gemischansaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (16) sich über einen ganzen Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstreckt.

3. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11) ausgehend von der Innenwand sich über einen viertel bis einen halben Innendurchmesser des Verteilerabschnitts erstreckt.

4. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11) vom Boden des Verteilerabschnitts ausgeht.

5. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (15) Löcher sind.

6. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) Keilform aufweisen.

7. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (21) Halbkreisform aufweisen.

8. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, üadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (17,19) die Wand (16) senkrecht zur Ebene der Gemischzuführungsleitungen (2,3,4,5) unterteilen.

9. Gemischansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wand (26) Verstellmittel (22) zugeordnet sind, durch die sie mehr oder weniger in den Weg des einströmenden Gemisches bewegbar sind.

10. Gemischansaugrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellmittel (22) ein Kolben ist, der mit einem Gestänge (24) in Verbindung steht.

11. Gemischansaugrohr nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel (22) drehzahl- und/oder lastabhängig betätigbar sind.