DE19841810A1 - Schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen hat ein mehrteiliges Schwingrohr je Zylinder der Brennkraftmaschine, das sich aus ortsfesten und mindestens einem verschieblichen Schwingrohrelement zusammensetzt. Das verschiebliche Schwingrohrelement ist so ausgebildet, daß es im Zusammenwirken mit den festen Schwingrohrelementen in Abhängigkeit von seinem Verschiebeweg drei seprate Schwingrohrlängen einstellen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruches.

Eine gattungsgemäße schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen ist beispielsweise aus der DE 38 43 690 A1 bekannt. Die darin beschriebene Luftsauganlage hat je Zylinder ein mehrteiliges Schwingrohr, das aus festen Schwingrohrelementen und verschieblichen Schwingrohrelementen zusammengesetzt ist. Dabei ist eines der beweglichen Schwingrohrelemente aus drei zusammenwirkenden Hülsen aufgebaut, die längsverschieblich miteinander gekoppelt sind und mit zwei festen Schwingrohrelementen zusammenwirken. In Abhängigkeit von den einzelnen Schaltstellungen der drei Hülsenelemente können drei unterschiedliche wirksame Saugrohrlängen eingestellt werden. Eine derartige Saugrohranlage ist aufgrund der Vielzahl der einzelnen Bauelemente aufwendig und teuer zu fertigen und fordert einen hohen Aufwand an die dafür erforderlichen Stellelemente und deren Ansteuerung.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen dahingehend zu verbessern, daß mit wesentlich geringerem Bauteilaufwand und Steuerungsaufwand mindestens drei verschiedene wirksame Saugrohrlängen einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dadurch, daß das verschiebliche Schwingrohrelement im Zusammenwirken mit festen Schwingrohrelementen mindestens drei unabhängige Schaltstellungen aufweist, durch die verschiedene, nicht stetig ineinander übergehende Saugrohrlängen definiert werden, können für jedes Schwingrohr mit einem einzigen verschieblichen Bauelement drei unterschiedliche Saugrohrlängen eingestellt werden. Die Betätigung der schaltbaren Luftsauganlage durch Verschieben des beweglichen Schwingrohrelementes ist dabei mit geringem Aufwand realisierbar, da auf eine aufwendige Folgesteuerung mehrerer zusammenwirkender beweglicher Bauteile verzichtet werden kann.

Das verschiebliche Schwingrohrelement kann dabei auf fertigungstechnisch günstige Weise als Hülsenelement ausgebildet werden.

Die drei unterschiedlichen Saugrohrlängen können auf besonders vorteilhafte Weise verwirklicht werden, wenn das verschiebliche Schwingrohrelement in einer Schaltstellung mit einem angrenzenden Rohrende eines festen Schwingrohrelementes zusammenwirkt und in einer weiteren Schaltstellung korrespondierende Öffnungen am Umfang des beweglichen und eines festen Schwingrohrelementes zusammenwirken.

Ein Zusammenwirken der korrespondierenden Öffnungen im beweglichen und im festen Schwingrohrelement kann auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht werden, wenn das bewegliche Schwingrohrelement im Inneren des festen Schwingrohrelementes geführt ist.

Eine mit einer geringen Anzahl von Stellelementen auskommende Luftsauganlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine kann auf besonders vorteilhafte Weise ausgebildet werden, wenn mehrere Zylinder zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, deren räumlich hintereinanderliegenden beweglichen Schwingrohrelemente zusammengefaßt und durch ein gemeinsames Stellelement verschieblich sind.

Eine derartige schaltbare Luftsauganlage ist auf besonders vorteilhafte Weise für zweireihige Brennkraftmaschinen geeignet, wobei die Zylinder jeder Zylinderbank zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, und die zugehörigen beweglichen Schwingrohrelemente jeweils durch ein gemeinsames Stellelement betätigt werden.

Durch Anordnung eines brennraumnahen Abzweiges, der durch eine Schaltklappe zugeschaltet werden kann, kann auf besonders vorteilhafte Weise eine vierte wirksame Saugrohrlänge dazugeschaltet werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in

Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf eine nach oben geöffnete schaltbare Luftsauganlage,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Schwingrohr der erfindungsgemäßen Luftsauganlage in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 3 einen nur teilweise dargestellten Schnitt durch dieses Schwingrohr in einer zweiten Schaltstellung und

Fig. 4 einen nur teilweise dargestellten Schnitt durch dieses Schwingrohr in einer dritten Schaltstellung.

Die in den Fig. 1 bis 4 näher dargestellte Luftsauganlage ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ohne Beschränkung auf diese Ausführungsform für eine sechszylindrige Brennkraftmaschine in Boxer-Bauart ausgelegt. Eine Verwendung dieser Sauganlage in angepaßter Form ist ohne weiteres für Motoren mit V-Anordnung der Zylinderbänke oder Reihenmotoren geeignet. Die Luftsauganlage besteht aus einem Sammelbehälter 1, der eingangsseitig mit einem Ansaugstutzen 2 versehen ist. Im Inneren des Sammelbehälters sind in diesem Ausführungsbeispiel sechs räumlich hintereinanderliegende Schwingrohre 3 bis 8 angeordnet, die jeweils mit einem oder mehreren Einlaßkanälen je Zylinder der Brennkraftmaschine verbunden sind. Jedes Schwingrohr hat dazu an seinem dem Zylinder zugewandten Rohrende einen Saugrohrstutzen 9, dessen Anschlußflansch 10 mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verschraubt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußflansche 10 jeder der beiden Zylinderreihen zu einer gemeinsamen Flanschplatte 11 bzw. 12 verbunden.

An den Saugrohrstutzen 9 schließt sich jeweils ein gebogenes Schwingrohrelement 13 an. Dieses gebogene Schwingrohrelement 13 geht in ein gerades Schwingrohrelement 14 über. Dieses gerade Schwingrohrelement 14 hat in einem mittleren Bereich mehrere ringförmig über den Umfang verteilte Öffnungen 15. Auf der dem Zylinder zugewandten Seite der Öffnungen ist am Außenumfang des geraden Schwingrohrelementes ein umlaufender, trichterartiger Vorsprung 16 ausgebildet.

Im Inneren des geraden Schwingrohrelementes 14 ist ein weiteres rohrförmiges Schwingrohrelement 17 längsverschieblich geführt. Das freie Rohrende 18 des beweglichen Schwingrohrelementes 17 ist trichterartig ausgebildet und liegt in der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung am freien Rohrende 19 eines festen um etwa 180° gebogenen Rohrelementes 20 an. Dieses bogenförmige Rohrelement 20 geht in ein weiteres fest angeordnetes gerades Rohrelement 21 über, dessen freies Ende 22 ebenfalls trichterförmig aufgeweitet ist.

Von jedem der zylindernah angeordneten gebogenen Schwingrohrelemente 13 geht ein im wesentlichen gerade ausgebildeter Rohrabzweig 23 aus, auf den ein rohrförmiger Ansaugtrichter 24 aufgesetzt ist. In jedem der Rohrabzweige 23 ist eine schwenkbare Klappe 25 angeordnet, durch deren Verschwenken der Rohrabzweig 23 zu- bzw. abschaltbar ist.

Zur Versteifung der Luftsauganlage sind die sechs räumlich hintereinander angeordneten geraden Schwingrohrelemente 14 durch einen oberen und einen unteren Führungssteg 26 bzw. 27 miteinander gekoppelt. Die Schwingrohre 3 bis 8 sind dazu räumlich so hintereinander angeordnet, daß sie hintereinander abwechselnd mit jeweils einem Zylinder der linken bzw. der rechten Zylindergruppe verbunden sind.

Die Schwingrohre 3, 5 und 7 sind somit mit der nicht näher dargestellten linken und die Schwingrohre 4, 6 und 8 mit der rechten Zylindergruppe verbunden. Die Länge der geraden Schwingrohrabschnitte 14 ist dabei so abgestimmt, daß sie im Bereich der Führungsstege 26 und 27 überlappen.

Die beweglichen Schwingrohrelemente 17 weisen ringförmig über ihren Umfang verteilte Öffnungen 28 auf, die in dem im Inneren des geraden Schwingrohrelementes 14 geführten Bereich angeordnet sind. In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung der Luftsauganlage sind die Öffnungen 28 mit Abstand zu den Öffnungen 15 angeordnet und werden so durch die Wandung des geraden Schwingrohrelementes 14 umfaßt und abgedichtet.

Die beweglichen Schwingrohrelemente 17 der Schwingrohre 3, 5 und 7 und die beweglichen Schwingrohrelemente der Schwingrohre 4, 6 und 8 sind jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt und sind über einen Steg 29 bzw. 30 miteinander gekoppelt. An den Stegen 29 greift jeweils ein nicht näher dargestelltes Stellelement an, durch dessen Ansteuerung die gruppenweise zusammengefaßten beweglichen Schwingrohrelemente 17 längsverschieblich sind.

In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung befindet sich das bewegliche Schwingrohrelement 17 in seiner ersten Endstellung I. Dabei liegt das freie Rohrende 18 dichtend am Rohrende 19 des bogenförmigen Rohrelementes 20 an. In dieser Schaltstellung ist die wirksame Saugrohrlänge des Schwingrohres - bei geschlossener Schaltklappe 25 - maximal. Durch das Anliegen des beweglichen Schwingrohrelementes 17 am vorgeschalteten bogenförmigen Rohrelement 20 und durch die Überdeckung der Öffnungen 28 des beweglichen Schwingrohrelementes 17 durch die Wandung des geraden Schwingrohrelementes 14 wird ein langes Schwingrohrsystem gebildet, das sich aus den Schwingrohrelementen 13, 14, 17, 20 und 21 zusammensetzt.

Wird durch Betätigung des nicht näher dargestellten Stellelementes das bewegliche Schwingrohrelement 17 in seine in Fig. 3 dargestellte Schaltstellung verschoben, wird das freie Rohrende 18 des beweglichen Schwingrohrelementes 17 vom Rohrende 19 des bogenförmigen Rohrelementes 20 abgezogen. Die Öffnungen 28 im beweglichen Schwingrohrelement 17 sind so angeordnet, daß sie auch in der mittleren Schaltstellung 11 durch die Wandung des geraden Rohrelementes 14 dichtend überdeckt sind. In dieser Schaltstellung ist die wirksame Saugrohrlänge verringert, wobei das freie Rohrende 18 des beweglichen Schwingrohrelementes 17 als freisaugendes Rohrende des Schwingrohres wirkt. Das in dieser Schaltstellung wirksame Schwingrohr setzt sich - bei geschlossener Schaltklappe 25 - aus den Schwingrohrelementen 13, 14 und 17 zusammen.

Wird das bewegliche Schwingrohrelement 17 durch Betätigung des nicht näher dargestellten Stellelementes in seine andere Endstellung III verschoben, gelangen die Öffnungen 28 des beweglichen Schwingrohrelementes 17 in den Bereich der Öffnungen 15 des geraden Schwingrohrelementes 14. In dieser Schaltstellung III wirken die Öffnungen 28 und 15 zusammen, so daß diese zusammen mit dem trichterförmigen Vorsprung 16 als wirksames Schwingrohrende dienen. Die wirksame Schwingrohrlänge wird dadurch noch einmal verkürzt, wobei sich das in dieser Schaltstellung wirksame Schwingrohr - bei geschlossener Schaltklappe 25 - aus den Rohrelementen 13 und dem bis zum trichterförmigen Vorsprung 16 reichenden Abschnitt des Rohrelementes 14 zusammensetzen.

Durch Verschwenken der Schaltklappe 25 kann die wirksame Schwingrohrlänge noch einmal deutlich verkürzt werden. In dieser offenen Stellung der Schaltklappe 25 wird die Luft aus dem Sammelbehälter über den noch einmal deutlich kürzeren Rohrabzweig 23 und den Ansaugtrichter 24 angesaugt.

Die Schaltklappen 25 sind analog zu den verschieblichen Schwingrohrelementen 17 zylinderbankweise zu einer Gruppe gekoppelt. Dazu sind die Schaltklappen einer Zylinderbank auf einer gemeinsamen, durchgehenden Welle 31 angeordnet, durch deren Verdrehen die Schwenkklappen 25 verstellt werden.

Claims (9)

1. Schaltbare Luftsauganlage für eine Brennkraftmaschine mit je einem mehrteiligen Schwingrohr (3 bis 8) je Zylinder, mit festen (13, 14, 20, 21) und verschieblichen (17) Schwingrohrelementen, durch deren Verschieben die wirksame Sauglänge der Schwingrohre variabel ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch das verschiebliche Schwingrohrelement (17) in Abhängigkeit von seinem Verschiebeweg mindestens drei separate Saugrohrlängen einstellbar sind.

2. Schaltbare Luftsauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (17) als Rohrelement ausgebildet ist.

3. Schaltbare Luftsauganlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (17) zwischen zwei festen Schwingrohrelementen (14, 20) angeordnet ist.

4. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Schaltstellung (I) das eine Rohrende (18) des verschieblichen Schwingrohrelementes (17) dichtend mit einem Rohrende (19) eines festen Schwingrohrelementes (20) zusammenwirkt.

5. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (17) über seinen Umfang verteilte Öffnungen (28) aufweist, die in einer definierten Schaltstellung (III) mit korrespondierenden Öffnungen (15) zusammenwirken, die über den Umfang eines festen Schwingrohrelementes (14) verteilt sind.

6. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (17) im Inneren des festen Schwingrohrelementes (14) geführt ist.

7. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, deren verschiebliche Schwingrohre (17) durch Koppelelemente (29, 30) miteinander verbunden sind.

8. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine zwei Zylinderbänke aufweist, von denen jede Zylinderbank mit einem gekoppelten Schwingrohrsystem zusammenwirkt.

9. Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schwingrohr ein Rohrabzweig (23) angeordnet ist, der durch eine Schaltklappe (25) zu- bzw. abschaltbar ist.