DE19841810B4 - Schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents
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Abstract
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.
Description
- Die Erfindung betrifft eine schaltbare Luftsauganlage für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruches.
- Eine 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. - In der JP 8-326546 A und JP 63-109227 A sind schaltbare Luftansaufanlagen dargestellt, bei denen zwischen zwei fest angeordneten Schwingrohrelementen ein bewegbares Schwingrohrelement angeordnet ist. Mit Hilfe dieses einen verschiebbaren Schwingrohrelementes lassen sich jedoch lediglich zwei verschiedene Saugrohrlängen einstellen.
- 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 durch die Merkmale 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.
- Die drei unterschiedlichen Saugrohrlängen werden verwirklicht, in dem 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.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
- Das verschiebliche Schwingrohrelement kann dabei auf fertigungstechnisch günstige Weise als Hülsenelement ausgebildet werden.
- 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.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
-
1 eine vereinfachte Draufsicht auf eine nach oben geöffnete schaltbare Luftsauganlage, -
2 einen Längsschnitt durch ein Schwingrohr der erfindungsgemäßen Luftsauganlage in einer ersten Schaltstellung, -
3 einen nur teilweise dargestellten Schnitt durch dieses Schwingrohr in einer zweiten Schaltstellung und -
4 einen nur teilweise dargestellten Schnitt durch dieses Schwingrohr in einer dritten Schaltstellung. - Die in den
1 bis4 näher dargestellte Luftsauganlage ist im hier dargestellten Ausführungsbeispielohne 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 Sammelbehälter1 , der eingangsseitig mit einem Ansaugstutzen2 versehen ist. Im Inneren des Sammelbehälters sind in diesem Ausführungsbeispiel sechs räumlich hintereinanderliegende Schwingrohre3 bis8 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 Saugrohrstutzen9 , dessen Anschlußflansch10 mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verschraubt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußflansche10 jeder der beiden Zylinderreihen zu einer gemeinsamen Flanschplatte11 bzw.12 verbunden. - An den Saugrohrstutzen
9 schließt sich jeweils ein gebogenes Schwingrohrelement13 an. Dieses gebogene Schwingrohrelement13 geht in ein gerades Schwingrohrelement14 über. Dieses gerade Schwingrohrelement14 hat in einem mittleren Bereich mehrere ringförmig über den Umfang verteilte Öffnungen15 . Auf der dem Zylinder zugewandten Seite der Öffnungen ist am Außenumfang des geraden Schwingrohrelementes ein umlaufender, trichterartiger Vorsprung16 ausgebildet. - Im Inneren des geraden Schwingrohrelementes
14 ist ein weiteres rohrförmiges Schwingrohrelement17 längsverschieblich geführt. Das freie Rohrende18 des beweglichen Schwingrohrelementes17 ist trichterartig ausgebildet und liegt in der in2 dargestellten Schaltstellung am freien Rohrende19 eines festen um etwa 180° gebogenen Rohrelementes20 an. Dieses bogenförmige Rohrelement20 geht in ein weiteres fest angeordnetes gerades Rohrelement21 über, dessen freies Ende22 ebenfalls trichterförmig aufgeweitet ist. - Von jedem der zylindernah angeordneten gebogenen Schwingrohrelemente
13 geht ein im wesentlichen gerade ausgebildeter Rohrabzweig23 aus, auf den ein rohrförmiger Ansaugtrichter24 aufgesetzt ist. In jedem der Rohrabzweige23 ist eine schwenkbare Klappe25 angeordnet, durch deren Verschwenken der Rohrabzweig23 zu- bzw. abschaltbar ist. - Zur Versteifung der Luftsauganlage sind die sechs räumlich hintereinander angeordneten geraden Schwingrohrelemente
14 durch einen oberen und einen unteren Führungssteg26 bzw.27 miteinander gekoppelt. Die Schwingrohre3 bis8 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 und7 sind somit mit der nicht näher dargestellten linken und die Schwingrohre4 ,6 und8 mit der rechten Zylindergruppe verbunden. Die Länge der geraden Schwingrohrabschnitte14 ist dabei so abgestimmt, daß sie im Bereich der Führungsstege26 und27 überlappen. - Die beweglichen Schwingrohrelemente
17 weisen ringförmig über ihren Umfang verteilte Öffnungen28 auf, die in dem im Inneren des geraden Schwingrohrelementes14 geführten Bereich angeordnet sind. In der in2 dargestellten Schaltstellung der Luftsauganlage sind die Öffnungen28 mit Abstand zu den Öffnungen15 angeordnet und werden so durch die Wandung des geraden Schwingrohrelementes14 umfaßt und abgedichtet. - Die beweglichen Schwingrohrelemente
17 der Schwingrohre3 ,5 und7 und die beweglichen Schwingrohrelemente der Schwingrohre4 ,6 und8 sind jeweils zu einer Gruppe zusammengefaßt und sind über einen Steg29 bzw.30 miteinander gekoppelt. An den Stegen29 greift jeweils ein nicht näher dargestelltes Stellelement an, durch dessen Ansteuerung die gruppenweise zusammengefaßten beweglichen Schwingrohrelemente17 längsverschieblich sind. - In der in
2 dargestellten Schaltstellung befindet sich das bewegliche Schwingrohrelement17 in seiner ersten Endstellung1 . Dabei liegt das freie Rohrende18 dichtend am Rohrende19 des bogenförmigen Rohrelementes20 an. In dieser Schaltstellung ist die wirksame Saugrohrlänge des Schwingrohres – bei geschlossener Schaltklappe25 – maximal. Durch das Anliegen des beweglichen Schwingrohrelementes17 am vorgeschalteten bogenförmigen Rohrelement20 und durch die Überdeckung der Öffnungen28 des beweglichen Schwingrohrelementes17 durch die Wandung des geraden Schwingrohrelementes14 wird ein langes Schwingrohrsystem gebildet, das sich aus den Schwingrohrelementen13 ,14 ,17 ,20 und21 zusammensetzt. - Wird durch Betätigung des nicht näher dargestellten Stellelementes das bewegliche Schwingrohrelement
17 in seine in3 dargestellte Schaltstellung verschoben, wird das freie Rohrende18 des beweglichen Schwingrohrelementes17 vom Rohrende19 des bogenförmigen Rohrelementes20 abgezogen. Die Öffnungen28 im beweglichen Schwingrohrelement17 sind so angeordnet, daß sie auch in der mittleren Schaltstellung II durch die Wandung des geraden Rohrelementes14 dichtend überdeckt sind. In dieser Schaltstellung ist die wirksame Saugrohrlänge verringert, wobei das freie Rohrende18 des beweglichen Schwingrohrelementes17 als freisaugendes Rohrende des Schwingrohres wirkt. Das in dieser Schaltstellung wirksame Schwingrohr setzt sich – bei geschlossener Schaltklappe25 – aus den Schwingrohrelementen13 ,14 und17 zusammen. - Wird das bewegliche Schwingrohrelement
17 durch Betätigung des nicht näher dargestellten Stellelementes in seine andere Endstellung III verschoben, gelangen die Öffnungen28 des beweglichen Schwingrohrelementes17 in den Bereich der Öffnungen15 des geraden Schwingrohrelementes14 . In dieser Schaltstellung III wirken die Öffnungen28 und15 zusammen, so daß diese zusammen mit dem trichterförmigen Vorsprung16 als wirksames Schwingrohrende dienen. Die wirksame Schwingrohrlänge wird dadurch noch einmal verkürzt, wobei sich das in dieser Schaltstellung wirksame Schwingrohr – bei geschlossener Schaltklappe25 – aus den Rohrelementen13 und dem bis zum trichterförmigen Vorsprung16 reichenden Abschnitt des Rohrelementes14 zusammensetzen. - Durch Verschwenken der Schaltklappe
25 kann die wirksame Schwingrohrlänge noch einmal deutlich verkürzt werden. In dieser offenen Stellung der Schaltklappe25 wird die Luft aus dem Sammelbehälter über den noch einmal deutlich kürzeren Rohrabzweig23 und den Ansaugtrichter24 angesaugt. - Die Schaltklappen
25 sind analog zu den verschieblichen Schwingrohrelementen17 zylinderbankweise zu einer Gruppe gekoppelt. Dazu sind die Schaltklappen einer Zylinderbank auf einer gemeinsamen, durchgehenden Welle31 angeordnet, durch deren Verdrehen die Schwenkklappen25 verstellt werden.
Claims (9)
- Schaltbare Luftsauganlage für eine Brennkraftmaschine mit je einem mehrteiligen Schwingrohr (
3 bis8 ) 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. - Schaltbare Luftsauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (
17 ) als Rohrelement ausgebildet ist. - Schaltbare Luftsauganlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (
17 ) zwischen zwei festen Schwingrohrelementen (14 ,20 ) angeordnet ist. - 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. - 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. - Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Schwingrohrelement (
17 ) im Inneren des festen Schwingrohrelementes (14 ) geführt ist. - 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. - Schaltbare Luftsauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine zwei Zylinderbänke aufweist, von denen jede Zylinderbank mit einem gekoppelten Schwingrohrsystem zusammenwirkt.
- 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.
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