DE19724961A1 - Einlaßsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einlaßsystem für eine Brenn­ kraftmaschine.

Wenn eine Länge und eine Querschnittfläche eines Einlaßkanalab­ schnitts stromabwärts eines Druckausgleichbehälters geeignet ausgewählt sind, wird eine Trägheitsaufladung bei einer vorbe­ stimmten Motordrehzahl verwirklicht, so daß ein Ladewirkungsgrad einer Einlaßluft ansteigt und somit der Abtrieb des Motors an­ steigen kann. Zur Verwirklichung einer derartigen Trägheitsauf­ ladung bei jeder Motordrehzahl ist vorgeschlagen, die wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts zu verändern.

Beispielsweise of­ fenbart die JP 63-96230 U ein Einlaßsystem, das ein zylindri­ sches Gehäuse und einen zylindrischen Druckausgleichbehälter aufweist, der konzentrisch zum Gehäuse angeordnet ist, wobei ein Raum in C-Form zwischen dem Gehäuse und dem Druckausgleichbehäl­ ter als der Einlaßkanalabschnitt verwendet wird.

Bei dem Einlaßsystem strömt Einlaßluft von einer Öffnung aus, die in der Umfangswand des Druckausgleichbehälters ausgebildet ist, und strömt in Umfangsrichtung in dem C-förmigen Raum, d. h. in dem Einlaßkanalabschnitt. Sobald der Druckausgleichbehälter mit der Öffnung um seine Achse gedreht wird, variiert daher eine wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts ununterbrochen und so­ mit kann eine Trägheitsaufladung in dem Bereich zwischen einer geringen Motordrehzahl und einer hohen Motordrehzahl verwirk­ licht werden.

Gemäß dem Einlaßsystem kann eine Trägheitsaufladung in einem re­ lativ breiten Motordrehzahlbereich verwirklicht werden. Eine Trägheitsaufladung kann jedoch nicht bei einer sehr geringen Mo­ tordrehzahl verwirklicht werden. Um dies zu verwirklichen, muß der Einlaßkanalabschnitt sehr lange gemacht werden. Das bedeu­ tet, daß ein Durchmesser des Druckausgleichbehälters sehr groß wird, oder daß eine axiale Länge des Druckausgleichbehälters sehr lange wird, um zwei Seite an Seite liegende C-förmige Räume als einen Einlaßkanalabschnitt zu verwenden. In jedem Fall wird das Einlaßsystem sehr lange und kann nicht in ein Fahrzeug ein­ gebaut werden.

Die JP 62-214223 A offenbart ein Einlaßsystem, bei dem der zy­ lindrische Druckausgleichbehälter exzentrisch innerhalb des zy­ lindrischen Gehäuses angeordnet ist. Entsprechend ist bei dem als den Einlaßkanalabschnitt verwendeten C-förmigen Raum eine Querschnittsfläche an der stromaufwärtigsten Stelle klein und eine Querschnittfläche an der stromabwärtigsten Stelle groß, wo­ bei sich die dazwischenliegende Querschnittfläche allmählich verändert.

Je größer die wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts durch Drehen des Druckausgleichbehälters wird, desto kleiner kann da­ her eine Querschnittfläche in der Nähe der Öffnung des Druckaus­ gleichbehälters in dem Einlaßkanalabschnitt werden.

Wenn die wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts lang gemacht wird und gleichzeitig die Querschnittsfläche des Einlaßkanalab­ schnitts einheitlich klein gemacht wird, kann eine Trägheitsauf­ ladung bei einer sehr geringen Motordrehzahl ohne den sehr lan­ gen Einlaßkanalabschnitt, d. h. den sehr großen Druckausgleichbe­ hälter verwirklicht werden. Wenn jedoch bei dem vorstehend er­ wähnten Einlaßsystem die wirksame Länge des Einlaßkanalab­ schnitts lang gemacht wird, wird nur die Querschnittfläche in der Nähe der Öffnung des Druckausgleichbehälters in dem Einlaß­ kanalabschnitt klein gemacht. Selbst wenn der Einlaßkanalab­ schnitt teilweise ohne den sehr langen Einlaßkanal verengt ist, kann somit eine Trägheitsaufladung bei einer sehr geringen Mo­ tordrehzahl verwirklicht werden.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Einlaßsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das eine Trägheitsauf­ ladung zwischen einer sehr geringen Motordrehzahl und einer ho­ hen Motordrehzahl ohne einen sehr langen Einlaßkanalabschnitt verwirklichen kann, der zu einem großen Einlaßsystem führen wür­ de.

Erfindungsgemäß ist ein Einlaßsystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen mit einem zylindrischen Element einem ersten Einlaß­ kanalabschnitt, der sich axial in dem zylindrischen Element er­ streckt; zwei Seitenwänden, die sich in Umfangsrichtung an der Außenseite der zylindrischen Wand des zylindrischen Elements er­ strecken und die voneinander in der axialen Richtung des zylin­ drischen Elements beabstandet sind; einem zweiten Einlaßkanalab­ schnitt stromabwärts des ersten Einlaßkanalabschnitts, der zwi­ schen zwei einander gegenüber liegenden Seitenflächen der Sei­ tenwände ausgebildet ist; einer Öffnung, die an der zylindri­ schen Wand des zylindrischen Elements ausgebildet ist, um den ersten Einlaßkanal mit dem zweiten Einlaßkanal zu verbinden; ei­ ner Dreheinrichtung zum Drehen des zylindrischen Elements mit der Öffnung, um die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalab­ schnitts zu verändern; und einer Veränderungseinrichtung zum Verändern eines Abstands zwischen der zwei Seitenflächen der beiden Seitenwände derart, daß mit einer Zunahme der wirksamen Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts durch die Drehbewegung des zylindrischen Elements der Abstand kürzer wird.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgend angegebene Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger verständlich.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Einlaßsystems für eine er­ stes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Fig. 1 entlang der Linie I-I;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der beweglichen Seiten­ wand;

Fig. 4 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Ein­ laßluftgeschwindigkeit und der Fläche zeigt, die zu einem guten Auflagewirkungsgrad führt;

Fig. 5 ist eine Ansicht einer Abwandlung des ersten Ausführungs­ beispiels, die der Schnittansicht von Fig. 1 entlang der Li­ nie A-A entspricht;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Einlaßsystems für ein zwei­ tes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht von Fig. 6 entlang der Linie II-II;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Fig. 6 entlang der Linie III-III;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht von Fig. 8 entlang der Linie IV-IV;

Fig. 10 ist eine Ansicht, die einem Teil der Fig. 8 entspricht, um einen anderen Aufbau zu erläutern, mit dem das Schließ­ element mit der Seitenfläche der Unterteilungswand in Kon­ takt gebracht wird;

Fig. 11 ist eine Ansicht in der Richtung des Pfeils G.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungs­ beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Einlaßsystems für ein er­ stes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine. Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Kolben. Be­ zugszeichen 3 bezeichnet eine Brennkammer. Bezugszeichen 4 be­ zeichnet ein Einlaßventil. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Ein­ laßöffnung. Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Auslaßventil. Bezugs­ zeichen 7 bezeichnet ein Anschlußrohr. Bezugszeichen 8 bezeich­ net eine Vorrichtung zum Verändern der wirksamen Länge des Ein­ laßkanalabschnitts. Fig. 2 ist eine Schnittansicht von Fig. 1 entlang der Linie I-I und zeigt eine Schnittansicht der Vorrich­ tung 8. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 weist die Vorrich­ tung 8 ein stabiles zylindrisches Gehäuse 11 und ein zylindri­ sches Element 12 auf, das konzentrisch zum Gehäuse 11 angeordnet ist. Ein Raum zwischen dem Gehäuse 11 und dem zylindrischen Ele­ ment 12 ist axial in vier C-förmige Räume durch drei C-förmige Unterteilungen 13 aufgeteilt. Jeder C-förmige Raum ist an einem Ende durch eine Endwand 15 geschlossen und steht an dem anderen Ende mit der Brennkammer 3 über das Anschlußrohr 7 in Verbin­ dung.

Das zylindrische Element 12 hat eine langgezogene Öffnung 16, die zu allen der vier C-förmigen Räume offen ist. Anstelle der Öffnung 16 können vier Öffnungen an dem zylindrischen Element 12 ausgebildet sein, wobei jede zu einem der vier C-förmigen Räume offen ist. Das zylindrische Element 12 ist an einem Ende ge­ schlossen und am anderen Ende an dem Einlaßrohr 17 durch den An­ schlußabschnitt 10 angeschlossen. Eine Drosselklappe 18 ist in dem Einlaßrohr 17 angeordnet.

In der Vorrichtung 18 ist ein Raum 9 innerhalb des zylindrischen Elements 12 ein erster Einlaßkanalabschnitt 9 des gesamten Ein­ laßkanals, wobei sich der erste Einlaßkanalabschnitt 9 axial in­ nerhalb des zylindrischen Elements 12 erstreckt und als ein Druckausgleichbehälter dient. In jedem C-förmigen Raum ist eine bewegliche Seitenwand 21 angeordnet. Jeder Raum, der links von der beweglichen Seitenwand 21 in Fig. 2 liegt, ist ein zweiter Einlaßkanalabschnitt 14 des gesamten Einlaßkanals, wobei sich der zweite Einlaßkanalabschnitt 14 in Umfangsrichtung erstreckt und stromabwärts des Druckausgleichbehälters liegt, d. h. als ein sich aufweitender Abschnitt des gesamten Einlaßkanals. Der erste Einlaßkanalabschnitt 9 steht mit dem zweiten Einlaßkanalab­ schnitt 14 durch die Öffnung 16 in Verbindung. Daher strömt Ein­ laßluft in den ersten Einlaßkanalabschnitt 9 von dem Einlaßrohr 17 über die Drosselklappe 18, strömt weiter in den zweiten Ein­ laßkanalabschnitt 14 über die Öffnung 16 und strömt dann in die Brennkammer 3 über das Anschlußrohr 7 und die Einlaßöffnung 5.

Das zylindrische Element 12 ist am geschlossenen Ende an ein Stellglied 20 über eine Welle 19 angeschlossen. Das zylindrische Element 12 kann um seine Achse durch das Stellglied 20 gegenüber dem stabilen Gehäuse 11 und dem Einlaßrohr 17 gedreht werden. Ein sich drehender Dichtaufbau ist zwischen dem Anschlußab­ schnitt 10 des zylindrischen Elements 12 und dem Einlaßrohr 17 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt die bewegliche Seitenwand 21, die in dem C-förmigen Raum angeordnet ist. Drei erste Kerben 21a sind am Außenumfang der beweglichen Seitenwand 21 in geeigneten Winkellagen ausge­ bildet. Jede erste Kerbe 21a ist mit einer Führung 23 in Ein­ griff, die an der Innenfläche 11a des Gehäuses 11 in dem C-förmigen Raum angeordnet ist. Jede Führung 23 erstreckt sich in der axialen Richtung des zylindrischen Elements 12.

Andererseits sind vier zweite Kerben 21b am Innenumfang der be­ weglichen Seitenwand 21 ausgebildet und in gleichen Winkeln von­ einander getrennt. Jede zweite Kerbe 21b ist mit einem Keilwel­ lennutrücken 24 im Eingriff, der am äußeren Umfang 12a des zy­ lindrischen Elements 12 in dem C-förmigen Raum angeordnet ist. Jeder Keilwellennutrücken 24 erstreckt sich schraubenförmig be­ züglich der Achse des zylindrischen Elements 12. Die Gestalt je­ der zweiten Kerbe 21b ist auf einen derartigen Keilwellennutrüc­ ken 24 abgestimmt. Jeder Keilwellennutrücken 24 ist so angeord­ net, daß er die Öffnung 16 nicht kreuzt.

An dem anschlußrohrseitigen Ende der beweglichen Seitenwand 21 ist ein Ende einer Membran 22 befestigt, die eine Breite hat, die gleich der Breite der beweglichen Seitenwand 21 ist. Das an­ dere Ende der Membran 22 ist an der Unterteilung 13 oder der Seitenwand 11b des Gehäuses 11 befestigt, die rechts der ent­ sprechenden beweglichen Seitenwand 21 in Fig. 2 liegt. Ein rechts der beweglichen Seitenwand 21 in dem C-förmigen Raum lie­ gender Raum ist durch die Membran 22 geschlossen, so daß darin keine Einlaßluft strömt. Die Membran 22 ist aus einem beliebigen flexiblen Material, beispielsweise Gummi oder dergleichen herge­ stellt. Daher verformt sich die Membran 21 leicht in eine U-Form, wenn ihre beiden Enden durch die sich bewegende bewegliche Seitenwand 21 in engen Kontakt miteinander gebracht werden. So­ mit unterbricht die Membran 21 immer den Einlaßluftstrom.

Wenn eine Länge und eine Querschnittsfläche des Einlaßkanalab­ schnitts stromabwärts des Druckausgleichbehälters, d. h. eines sich aufweitenden Abschnitts in dem gesamten Einlaßkanal, geeig­ net ausgewählt werden, wird eine Trägheitsaufladung bei einer vorbestimmten Motordrehzahl verwirklicht, so daß ein Aufladewir­ kungsgrad der Einlaßluft erhöht werden kann. Die vorbestimmte Motordrehzahl [N] wird durch die folgende Gleichung (1) berechnet.

N = 30C (S/L_*Vh)^1/2/2 π.

Hierbei ist [C] die Schallgeschwindigkeit, [S] eine Quer­ schnittsfläche des Einlaßkanalabschnitts, [L] eine Länge des Einlaßkanalabschnitts und [Vh] das Hubfüllvermögen des Motors.

Die Vorrichtung 8 zum Verändern der wirksamen Länge des Einlaß­ kanalabschnitts des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird auf der Grundlage einer aktuellen Motordrehzahl geregelt, die durch einen Motordrehzahlsensor erfaßt wird. Je geringer die Motor­ drehzahl ist, desto stärker wird das zylindrische Element 12 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 gedreht. Je höher die Motordrehzahl ist, desto stärker wird andererseits das zylindrische Element 12 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 gedreht. Je geringer die Motordreh­ zahl ist, desto weiter wird die Öffnung 16 des zylindrischen Elements 12 daher von dem Anschlußrohr 7 getrennt, d. h. desto länger wird eine wirksame Länge [L] des Einlaßkanalabschnitts.

Die bewegliche Seitenwand 21 ist in der axialen Richtung des zy­ lindrischen Elements 12 beweglich und kann sich aufgrund der Führungen 23 nicht drehen, die an dem Gehäuse 11 angeordnet sind. Daher bewegt sich die bewegliche Seitenwand 21 allmählich nach links in Fig. 2, wenn das zylindrische Element 12 mit den Keilwellennutrücken 24 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Je geringer die Motordrehzahl ist, desto einheitlich kleiner wird somit die Querschnittsfläche des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14.

Wenn nämlich bei der Vorrichtung 8 des vorliegenden Ausführungs­ beispiels die Motordrehzahl gering ist, wird die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 lang gemacht und gleichzei­ tig wird dessen Querschnittsfläche einheitlich klein gemacht. Im Vergleich zur Vorrichtung des Stands der Technik, die nur die wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts verändert, kann, wenn die Vorrichtung 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Druckausgleichbehälter mit gleichen Abmessungen hat, somit die Vorrichtung 8 eine Trägheitsaufladung in einem breiten Motor­ drehzahlbereich verwirklichen, wie aus der vorstehend erwähnten Gleichung (1) zu sehen ist. Somit kann die Vorrichtung 8 auch eine Trägheitsaufladung bei einer sehr geringen Motordrehzahl verwirklichen.

Hier bestehen, wie aus der Gleichung (1) zu sehen ist, unzählige Kombinationen der Länge [L] und der Querschnittsfläche [S] des Einlaßkanalabschnitts, um eine Trägheitsaufladung bei einer be­ stimmten Motordrehzahl zu verwirklichen. Ein Aufladewirkungsgrad ändert sich mit der ausgewählten Querschnittsfläche [S], weil sich ein Kanalwiderstand in dem Einlaßkanalabschnitt mit der Querschnittfläche [S] verändert. Wenn die Querschnittfläche [S] sehr klein gemacht wird, um eine Trägheitsaufladung bei einer vorbestimmten Motordrehzahl zu verwirklichen, wird die Länge [L] des Einlaßkanalabschnitts sehr kurz. Obwohl die Strömungsge­ schwindigkeit der Einlaßluft sehr schnell wird, ist daher ein Kanalwiderstand groß und somit wird der Aufladewirkungsgrad nicht sehr groß.

Wenn andererseits die Querschnittsfläche [S] sehr groß gemacht wird, um eine Trägheitsaufladung bei einer vorbestimmten Motor­ drehzahl zu verwirklichen, wird die wirksame Länge [L] des Ein­ laßkanalabschnitts sehr lang. Daher wird die Strömungsgeschwin­ digkeit der Einlaßluft niedrig, so daß ein Aufladewirkungsgrad nicht sehr groß wird.

Fig. 4 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Strö­ mungsgeschwindigkeit der Einlaßluft und dem Bereich für einen guten Ladewirkungsgrad bei einer vorbestimmten Motordrehzahl zeigt. Der Bereich für einen guten Ladewirkungsgrad bedeutet ein Bereich über dem vorbestimmten Ladewirkungsgrad in einer Grafik einer Beziehung zwischen dem Ladewirkungsgrad und der Motordreh­ zahl auf der Grundlage jeder beliebigen Kombination der Quer­ schnittsfläche [S] und der Länge [L] des Einlaßkanalabschnitts, um eine Trägheitsaufladung bei einer vorbestimmten Motordrehzahl zu verwirklichen. Ein Bereich für einen guten Ladewirkungsgrad entspricht nämlich einer Wirkung der gewählten Kombination der Querschnittsfläche [S] und der Länge [L] des Einlaßkanalab­ schnitts. Wenn die Bereiche für einen guten Ladewirkungsgrad der gewählten Kombinationen der Querschnittfläche [S] und der Länge [L] des Einlaßkanalabschnitts einmal auf der Grundlage der Strö­ mungsgeschwindigkeiten der Einlaßluft reguliert sind, kann die in Fig. 4 gezeigte Grafik erhalten werden. Wie aus der Grafik zu sehen ist, wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Einlaß­ luft auf 40 bis 50 m/s eingestellt wird, der Bereich für einen guten Ladewirkungsgrad groß. Die Strömungsgeschwindigkeit der Einlaßluft unterliegt dem Einfluß der Querschnittsfläche des Einlaßkanalabschnitts. Entsprechend wird zur Verwirklichung ei­ ner Trägheitsaufladung eine Querschnittsfläche [S] des Einlaßka­ nalabschnitts derart ausgewählt, daß eine Strömungsgeschwindig­ keit der Einlaßluft 40 bis 50 m/s wird, und eine Länge [L] des Einlaßkanalabschnitts wird auf der Grundlage der ausgewählten Querschnittsfläche [S] ausgewählt, wobei ein hoher Ladewirkungs­ grad erzielt werden kann. Es ist bekannt, daß eine Strömungsge­ schwindigkeit bei 40 bis 50 m/s der Einlaßluft einen hohen Lade­ wirkungsgrad bei jeder Motordrehzahl hervorruft.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Stellung der be­ weglichen Seitenwand 21 durch die Keilwellennutrücken 24 derart geregelt, daß eine Querschnittsfläche [S], bei der die Strö­ mungsgeschwindigkeit der Einlaßluft 40 bis 50 m/s wird, immer bei jeder Motordrehzahl verwirklicht werden kann, und daß eine wirksame Länge [L], durch die eine Trägheitsaufladung auf der Grundlage der Querschnittsfläche [S] hervorgerufen werden kann, kann bei jeder Motordrehzahl verwirklicht werden.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zweiten Einlaßka­ nalabschnitte 14 eng aneinander angeordnet. Die Anschlußrohre 7 ermöglichen den eng aneinanderliegenden zweiten Einlaßkanalab­ schnitten 14 einen Anschluß an die Einlaßöffnungen 5, die von­ einander beabstandet sind. Obwohl die Einlaßöffnung 5 und das Anschlußrohr 7 stromab des Druckausgleichbehälters angeordnet sind, kann deren Querschnittsfläche nicht verändert werden. Eine Gesamtlänge der Einlaßöffnung 5 des Anschlußrohrs 7 ist jedoch im Vergleich zur Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 sehr kurz, so daß eine Trägheitsaufladung bei jeder Motordrehzahl oh­ ne einen großen Einfluß auf die Einlaßöffnung 5 und das An­ schlußrohr 7 verwirklicht werden kann.

Wenn sich beispielsweise, wie in Fig. 5 gezeigt ist, das zylin­ drische Element 12′ axial erstreckt und die zweiten Einlaßkanal­ abschnitte 14′ voneinander beabstandet sind, um den voneinander beabstandeten Einlaßöffnungen zu entsprechen, kann der zweite Einlaßkanalabschnitt 14′ direkt an die Einlaßöffnung ohne das Anschlußrohr 7 direkt angeschlossen werden. Obwohl die Quer­ schnittsfläche der Einlaßöffnung 5 nach wie vor nicht verändert werden kann, ist eine Länge der Einlaßöffnung 5 im Vergleich zur Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 viel kürzer, so daß der vorstehend erwähnte Einfluß verringert werden kann. Bei ei­ nem derartigen Aufbau ist die Öffnung 16′ des zylindrischen Ele­ ments 12′ an jedem zweiten Einlaßkanalabschnitt 14′ ausgebildet. Die zweiten Einlaßkanalabschnitte 14 sind voneinander beabstan­ det und es besteht ein Totraum zwischen zwei Einlaßkanälen 14′. Unter Verwendung des Totraums kann eine Schließplatte 22′, die die Öffnung 16′ rechtsseitig der beweglichen Seitenwand 21 schließt, an der beweglichen Seitenwand 21 montiert werden. Da­ durch kann die vorstehend erwähnte Membran 22 weggelassen wer­ den.

Wenn der stromaufwärtige Abschnitt der Einlaßöffnung 5 denselben rechteckigen Querschnitt wie der zweite Einlaßkanalabschnitt 14′ hat, ist die bewegliche Seitenwand 21 stromabwärts verlängert und der Verlängerungsabschnitt der beweglichen Seitenwand 21 kann in die Einlaßöffnung 5 eingefügt werden. Daher kann auch eine Querschnittfläche des stromaufwärtigen Abschnitts der Ein­ laßöffnung 5 verändert werden, so daß der vorstehend erwähnte Einfluß noch stärker verringert werden kann.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Einlaßsystems für ein zwei­ tes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Fig. 7 ist eine Schnittansicht von Fig. 6 entlang der Linie II-II und zeigt eine Schnittansicht einer Vorrichtung 38 zum Verändern der wirksamen Länge des Einlaßkanalabschnitts. Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 sind gleiche Elemente wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Die Unterschiede zwi­ schen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel werden wie folgt erläutert. Die Vorrichtung 38 des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels weist ein stabiles zylindrisches Gehäuse 41 und ein zylindrisches Element 42 auf, das konzentrisch in dem Gehäu­ se 41 angeordnet ist. Das zylindrische Element 42 ist mit der Welle 19 des Stellglieds 21 über Anschlußelemente 30 angeschlos­ sen, die sich radial erstrecken. Somit kann das zylindrische Element 42 um seine Achse durch das Stellglied 20 gegenüber dem stabilen Gehäuse 41 gedreht werden. Ein Einlaßrohr 47, in dem die Drosselklappe 18 angeordnet ist, ist nahezu konzentrisch zum Gehäuse 14 an der entgegengesetzten Seite des Stellglieds 20 an­ geschlossen.

Das zylindrische Element 42 ist teilweise axial ausgenommen, so daß eine Öffnung 49 in dem zylindrischen Element 42 ausgebildet ist. Erste und zweite Unterteilungswände 45, 46, die sich in Um­ fangsrichtung erstrecken, sind voneinander beabstandet und an eine Außenseite des zylindrischen Elements 42 angeschlossen. Zwischen der ersten und zweiten Unterteilungswand ist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende dritte Unterteilungswand 43 an einer Innenseite des Gehäuses 41 angeschlossen. In Fig. 7 ist ein stellgliedseitiger zweiter Einlaßkanalabschnitt 44, der sehr nahe am Stellglied 20 liegt, zwischen der linken Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 und der linken Innenfläche 41a des Gehäuses 41 ausgebildet. In ähnlicher Weise ist ein zweiter Einlaßkanalabschnitt 44 zwischen der rechten Seitenflä­ che 45b der ersten Unterteilungswand 45 und der linken Seiten­ fläche 43a der dritten Unterteilungswand 43 ausgebildet. Ein zweiter Einlaßkanalabschnitt 44 ist zwischen der rechten Seiten­ fläche 43b der dritten Unterteilungswand 43 und der linken Sei­ tenfläche 46a der zweiten Unterteilungswand 46 ausgebildet. Ein zweiter Einlaßkanalabschnitt 44 ist zwischen der rechten Seiten­ fläche 46b der zweiten Unterteilungswand 46 und der rechten In­ nenfläche 41b des Gehäuses 41 ausgebildet. Die linke Innenfläche 41a des Gehäuses 41 ist bezüglich der Achse des zylindrischen Elements 42 schraubenförmig ausgebildet. Die linke Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 ist schraubenförmig und na­ hezu parallel zur linken Innenfläche 41a ausgebildet.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Vorrichtung bei einer sehr geringen Motordrehzahl. In diesem Zustand werden die schraubenförmigen Gestalten der linken Innenfläche 41a des Gehäuses 41 und der linken Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 erläu­ tert. An der stromaufwärtigsten Endlage [C] ist die linke Innen­ fläche 41a des Gehäuses 41 axial sehr nahe an der Drosselklappe 18 angeordnet. An der Umfangsanschlußlage [D] des Anschlußele­ ments 37 ist die linke Innenfläche 41a axial sehr nahe am Stell­ glied 20 angeordnet. Von der Lage [C] zur Lage [D] bewegt oder verschiebt sich die linke Innenfläche 41a allmählich. Von der Lage [D] zur Lage [C] wird die linke Innenfläche 41a sehr nahe am Stellglied 20 gehalten. Eine Stufe ist am stromaufwärtigsten Endabschnitt [C] ausgebildet. Andererseits ist die linke Seiten­ fläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 nahezu parallel zur linken Innenfläche 41a des Gehäuses 41 von der Lage [C] zur Lage [D]. Von der Lage [D] zur Lage [C] verändert sich die linke Sei­ tenfläche 45a so, daß sie sich dem Stellglied 20 nähert.

Die rechte Seitenfläche 45b und die linke Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 sind symmetrisch zu einer vertikalen Ebene der Achse des zylindrischen Elements 42. Die linke Seiten­ fläche 43a der dritten Unterteilungswand 43 und die linke Innen­ fläche 41a des Gehäuses 41 sind symmetrisch zur vertikalen Ebene der Achse des zylindrischen Elements 42. Die rechte Seitenfläche 43b und die linke Seitenfläche 43a der dritten Unterteilungswand 43 sind symmetrisch zu einer vertikalen Ebene der Achse des zy­ lindrischen Elements 42. Die linke Seitenfläche 46a der zweiten Unterteilungswand 46 und die rechte Seitenfläche 45b der ersten Unterteilungswand 45 sind symmetrisch zu der vertikalen Ebene der Achse des zylindrischen Elements 42. Die rechte Seitenfläche 46b der zweiten Unterteilungswand 46 und die linke Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45 sind symmetrisch zur verti­ kalen Ebene der Achse des zylindrischen Elements 42. Die rechte Innenfläche 41b und die linke Innenfläche 41a des Gehäuses 41 sind symmetrisch zur vertikalen Ebene der Achse des zylindri­ schen Elements 42.

Je höher die Motordrehzahl wird, desto stärker wird bei der Vor­ richtung 38 zum Verändern der wirksamen Länge des Einlaßkanalab­ schnitts das zylindrische Element 42 im Uhrzeigersinn in Fig. 6 gedreht. Je höher die Motordrehzahl wird, desto näher ist daher die Öffnung 49 des zylindrischen Elements 42 am Anschlußelement 37. Je höher die Motordrehzahl wird, desto kürzer wird nämlich die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 44.

Mit der Drehung des zylindrischen Elements 42 verändert sich der Abstand zwischen der schraubenförmigen linken Innenfläche 41a des Gehäuses 41 und der schraubenförmigen linken Seitenfläche 45a der ersten Unterteilungswand 45. Der Abstand ist am kürze­ sten bei einer sehr niedrigen Motordrehzahl, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Je höher die Motordrehzahl wird, desto brei­ ter wird der Abstand. Der Abstand der anderen zweiten Einlaßka­ nalabschnitte 44 verändert sich in ähnlicher Weise. Je höher die Motordrehzahl ist, desto einheitlich größer wird somit die Quer­ schnittsfläche der zweiten Einlaßkanalabschnitte 44.

Wenn nämlich bei der Vorrichtung 38 des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels die Motordrehzahl gering ist, wird die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 lang gemacht und gleichzeitig wird seine Querschnittsfläche einheitlich klein ge­ macht. Wenn somit im Vergleich zur Vorrichtung des Stands der Technik, die nur die wirksame Länge des Einlaßkanalabschnitts verändert, die Vorrichtung 38 des vorliegenden Ausführungsbei­ spiels den Druckausgleichbehälter mit derselben Abmessung hat, kann die Vorrichtung 38 eine Trägheitsaufladung in einem breiten Motordrehzahlbereich verwirklichen und auch eine Trägheitsaufla­ dung bei einer sehr geringen Motordrehzahl verwirklichen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Flächen des zweiten Einlaßkanalabschnitts 44 nahezu parallel zueinander. Dies beschränkt jedoch nicht die vorliegende Erfindung. Wenn diese beiden Flächen schraubenförmig und derselben Regel folgend geneigt sind, müssen die Flächen nicht parallel zueinander sein.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel muß zur Verwirklichung ei­ ner Trägheitsaufladung eine Einlaßluft daran gehindert werden, durch einen Raum zwischen dem Gehäuse 41 und dem zylindrischen Element 42 in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 6 hin­ durch zu treten. Ein Aufbau für diesen Zweck wird wie folgt er­ läutert.

Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht von Fig. 6 entlang der Linie III-III. Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht von Fig. 8 entlang der Linie IV-IV. Das Anschlußelement 37 schließt die Vorrichtung 38 an den Einlaßöffnungen 5 an. Das Anschlußelement 37 hat einen rechteckigen Querschnitt und ist für alle Einlaß­ öffnungen 5 einstückig ausgebildet. Ein Raum in dem Anschlußele­ ment 37 ist in vier Räume durch zwei Unterteilungswände aufge­ teilt, die jeweils mit der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 des zylindrischen Elements 42 (nur eine, die mit der er­ sten Unterteilungswand 45 in Kontakt ist, ist durch Bezugszei­ chen 37a bezeichnet) und mit einer Unterteilungswand in Kontakt sind, die an der dritten Unterteilungswand 43 des (nicht gezeig­ ten) Gehäuses 41 angeschlossen ist. Die beiden Unterteilungswän­ de, die mit der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 des zylindrischen Elements 42 in Kontakt sind, haben eine kreisbo­ genförmige Endfläche, die denselben Radius wie die erste und zweite Unterteilungswand 45, 46 haben, um jeweils auf der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 zu gleiten.

Die obere Wand 37b des Anschlußelements 37 erstreckt sich zur Umfangsanschlußlage [D] des zweiten Einlaßkanalabschnitts 44 in­ nerhalb des Gehäuses 41 und hat Kerben 37c, um eine Drehung der ersten und zweiten Unterteilungswände 45, 46 zu ermöglichen. Zum Verhindern des vorstehend erwähnten Kanals der Einlaßluft müssen die Spalte zwischen den Kerben 37c und den Unterteilungswänden 45, 46 geschlossen sein. Nur eine Kerbe 37c ist durch strichlierte Linien [a], [b] und [c] bezeichnet. Eine strichlierte Linie [d] zeigt die Endfläche der Öffnung 49 des zylindrischen Elements 42. Eine strichlierte Linie [e] zeigt die Endfläche der ersten Unterteilungswand 45.

Vier Schließelemente 50 sind angeordnet, um die Spalte zu schließen. Das Schließelement 50 weist eine vertikale Wand 50a, die an jeder Seitenfläche 45a, 45b, 46a, 46b der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 anliegt, und eine horizontale Wand 50b auf, die an der oberen Wand 37b des Anschlußelements 37 anliegt. Die Spalte sind durch die horizontalen Wände 50b ge­ schlossen. Das Schließelement 50 wird beispielsweise durch Fe­ dern 51 gegen jede Seitenfläche 45a, 45b, 46a, 46b der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 gedrückt. Obwohl sich die axiale Lage der Kerbe 37c jeder Seitenfläche 45a, 45b, 46a, 46b durch das Drehen des zylindrischen Elements 42 mit der ersten und zweiten Unterteilungswand 45, 46 verändert und sich die Breite der Spalte verändert, folgt jedes Schließelement 50 der axialen Lage, die sich bei jeder Seitenfläche 45a, 45b, 46a, 46b verändert, und somit können die Spalte immer durch die Schließe­ lemente 50 geschlossen werden. Um die Schließelemente 50 dazu zu bringen, immer mit der oberen Wand 37b des Anschlußelements 37 in Kontakt zu sein, und um zu ermöglichen, daß sich das Schlie­ ßelement 50 in der axialen Richtung des Gehäuses 41 bewegt, ist eine Nut 70, die einen trapezförmigen Querschnitt hat und sich in axialer Richtung des Gehäuses 41 erstreckt, auf der oberen Wand 37b des Anschlußelements 37 ausgebildet, und die horizonta­ le Wand 50b des Schließelements 50 hat einen Eingriffsabschnitt 71, der einen trapezförmigen Querschnitt hat und mit der Nut 70 in Eingriff ist.

Fig. 8 zeigt einen Fall, bei dem die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts am längsten ist und dessen Querschnitts­ fläche am kleinsten ist. Jede Seitenfläche der ersten und zwei­ ten Unterteilungswand 45, 46 ist sehr nahe an der entsprechenden Fläche des stabilen Gehäuses 41 und der dritten Unterteilungs­ wand 43. Daher sind die Federn 51 in dem am stärksten zusammen­ gedrückten Zustand.

Um die Schließelemente dazu zu bringen, immer mit jeder Seiten­ fläche der ersten und zweiten Unterteilungswand in Kontakt zu sein, kann anstelle der vorstehend erwähnten Vorspanneinrichtung in Form der Feder 51 eine Nut und ein Eingriffselement verwendet werden. Ein Beispiel einer derartigen Nut und eines Eingriffse­ lements wird wie folgt erläutert.

Fig. 10 ist eine Ansicht, die einem Teil der Fig. 8 entspricht. Fig. 11 ist eine Ansicht in der Richtung eines Pfeils G in Fig. 10. In diesen Figuren sind die Elemente außer dem Schließelement 50′ und der Unterteilungswand 45′ weggelassen, um diese Figuren besser verständlich zu machen. Eine Welle 52 ist an dem mittle­ ren Abschnitt der Gleitfläche der vertikalen Wand 50a′ des Schließelements 50′ befestigt. Die Welle 52′ ist nahezu senk­ recht zur Gleitfläche der vertikalen Wand 50a′. Am Ende der Wel­ le 52′ ist eine Scheibe 53′ befestigt, die einen Durchmesser hat, der größer als der der Welle 52′ ist und die sich parallel zur Gleitfläche der vertikalen Wand 50a′ erstreckt.

Andererseits ist eine äußere Nut 54′ zur Aufnahme der Welle 52′ auf der Gleitfläche, d. h. der Seitenfläche 45a′ der ersten Un­ terteilungswand 45′ ausgebildet. Eine innere Nut 55′ zur Aufnah­ me der Scheibe 53′ ist in der ersten Unterteilungswand 45′ aus­ gebildet. Die äußere Nut 54′ und die innere Nut 55′ sind mitein­ ander in Verbindung. Die Breite der äußeren Nut 54′ ist gering­ fügig größer als der Durchmesser der Welle 52′. Die Breite der inneren Nut 55′ ist geringfügig größer als der Durchmesser der Scheibe 53′. Die äußere und innere Nut 54′, 55′ sind konzen­ trisch zum zylindrischen Element 42 ausgebildet.

Der vorstehend erwähnte Führungsmechanismus (in Form der tra­ pezförmigen Nut und des Eingriffselements) ist zwischen der ho­ rizontalen Wand 50b′ des Schließelements 50′ und der oberen Wand 37b des Anschlußelements 37 ausgebildet. Das Schließelement 50′ ist mit der ersten Unterteilungswand 45′ verbunden, indem die Scheibe 53′ mit der inneren Nut 55′ im Eingriff ist. Daher ist die horizontale Wand 50b′ des Schließelements 50′ immer in Kon­ takt mit der oberen Wand 37b des Anschlußelements 37, und die vertikale Wand 50a′ des Schließelements 50′ folgt den sich ver­ ändernden axialen Lagen der Seitenfläche der ersten Untertei­ lungswand 45′. Somit kann der Spalt immer durch die Schließele­ mente 50 geschlossen sein.

Zur Verbesserung der Luftdichtheit kann ein Dichtelement zwi­ schen der oberen Wand des Anschlußelements und dem zylindrischen Element oder zwischen den Unterteilungswänden des Anschlußele­ ments und der ersten und zweiten Unterteilungswand oder zwischen der horizontalen Wand des Schließelements und der oberen Wand des Anschlußelements oder dergleichen angeordnet sein. Beim er­ sten und zweiten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die zweiten Einlaßkanalabschnitte über den Einlaßöffnungen. Natürlich können sich die zweiten Einlaßkanalabschnitte unter den Einlaßöffnungen erstrecken. Daher kann die Höhe vom Boden des Motors zur Ober­ seite des Einlaßsystems klein werden, so daß der Motor mit dem Einlaßsystem einfach in einem Fahrzeug eingebaut werden kann.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre spezielle Ausfüh­ rungsbeispiele beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, daß zahlreiche Abwandlungen durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne den in den Patentansprüchen dargelegten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Es ist ein Einlaßsystem für eine Brennkraftmaschine offenbart. Das Einlaßsystem weist ein zylindrisches Element 12, einen er­ sten Einlaßkanalabschnitt 9, der sich axial innerhalb des zylin­ drischen Elements 12 erstreckt, zwei Seitenwände 13, 21, die sich in Umfangsrichtung an der Außenseite der zylindrischen Wand des zylindrischen Elements 12 erstrecken und die voneinander in der axialen Richtung des zylindrischen Elements 12 beabstandet sind, einen zweiten Einlaßkanalabschnitt 14 stromabwärts des er­ sten Einlaßkanalabschnitts 9, der zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen der beiden Seitenwände 13, 21 ausgebildet ist, und eine Öffnung 16 auf, die an der zylindri­ schen Wand des zylindrischen Elements 12 ausgebildet ist, um den ersten Einlaßkanal 9 mit dem zweiten Einlaßkanal 14 zu verbin­ den. Das zylindrische Element 12 mit der Öffnung 16 wird ge­ dreht, um die wirksame Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 zu verändern. Ein Abstand zwischen den beiden Seitenflächen der beiden Seitenwände 13, 21 verändert sich so, daß mit Zunahme der wirksamen Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts 14 durch die Drehbewegung des zylindrischen Elements 12 der Abstand kür­ zer wird.

Claims (6)

1. Einlaßsystem für eine Brennkraftmaschine mit
einem zylindrischen Element (12; 12′; 42)
einem ersten Einlaßkanalabschnitt (9), der sich axial in dem zylindrischen Element (12; 12′; 42) erstreckt;
zwei Seitenwänden (11b, 13, 21; 41a, 41b, 45, 46; 45′), die sich in Umfangsrichtung an der Außenseite der zylindrischen Wand des zylindrischen Elements (12; 12′; 42) erstrecken und die von­ einander in der axialen Richtung des zylindrischen Elements (12; 12′; 42) beabstandet sind;
einem zweiten Einlaßkanalabschnitt (14; 14′; 44) stromab­ wärts des ersten Einlaßkanalabschnitts (9), der zwischen zwei einander gegenüber liegenden Seitenflächen (11b, 13, 21; 41a, 41b, 45a, 45b, 46a, 46b, 45a′) der Seitenwände (11b, 13, 21, 41a, 41b, 45, 46) ausgebildet ist;
einer Öffnung (16; 16′; 49), die an der zylindrischen Wand des zylindrischen Elements (12; 12′, 42) ausgebildet ist, um den ersten Einlaßkanal (9) mit dem zweiten Einlaßkanal (14; 14′; 44) zu verbinden;
einer Dreheinrichtung (20) zum Drehen des zylindrischen Ele­ ments (12; 12′; 42) mit der Öffnung (16; 16′; 49), um die wirk­ same Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts (14; 14′; 44) zu verändern; und
einer Veränderungseinrichtung zum Verändern eines Abstands zwischen den zwei Seitenflächen (11b, 13, 21; 41a, 41b, 45a, 45b, 46a, 46b, 45a′) der beiden Seitenwände (11b, 13, 21; 41a, 41b, 45, 46, 45′) derart, daß mit einer Zunahme der wirksamen Länge des zweiten Einlaßkanalabschnitts (14; 14′; 44) durch die Drehbewegung des zylindrischen Elements (12; 12′; 42) der Ab­ stand kürzer wird.

2. Einlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine (21) der beiden Seitenwände nur in axialer Richtung des zylindrischen Elements (12; 12′) beweglich ist, und daß die Veränderungseinrichtung die Drehbewegung des zylindri­ schen Elements (12; 12′) in eine Verschiebebewegung der einen Seitenwand (21) umwandelt, um den Abstand zu verändern.

3. Einlaßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungseinrichtung einen in Bezug zur Achse des zy­ lindrischen Elements (12; 12′) schraubenförmigen Keilwellennut­ rücken (24), der entweder an einer Seitenwand (21) oder dem zy­ lindrischen Element (12; 12′) angeordnet ist, und eine Nut (21b) aufweist, die mit dem schraubenförmigen Keilwellennutrücken (21) im Eingriff ist, die an dem anderen der Bauteile bestehend aus der Seitenwand (21) und dem zylindrischen Element (12; 12′) an­ geordnet ist.

4. Einlaßsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmige Keilwellennutrücken (24) am zylindri­ schen Element (12; 12′) angeordnet ist, wobei die Nut (21b) an der einen Seitenwand (21) angeordnet ist.

5. Einlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenflächen (41a, 41b, 45a, 45b, 46a, 46b, 45′a) im Verhältnis zur Achse des zylindrischen Elements (42) schraubenförmig sind, wobei die Veränderungseinrichtung eine der beiden Seitenwände (45, 46) mit dem zylindrischen Element (42) verbindet, um den Abstand zu verändern.

6. Einlaßsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenflächen (41a, 41b, 45a, 45b, 46a, 46b, 45′a) parallel zueinander sind.