DE2238238A1

DE2238238A1 - Saugleitung einer kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2238238A1
Application number: DE2238238A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kalbhenn; Karl-Walter Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1974-02-14
Also published as: GB1423450A; JPS5649228U; FR2194886A1; FR2194886B1; JPS4958210A; DE2238238C2; JPS5847222Y2

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 9433/4

Stuttgart-Untertürkheim

!.August 1972

"Saugleitung einer Reihenbrennkraftmaschine"

Die Erfindung bezieht slcü auf eine Saugleitung einer Kolbenbrennkraftmas chine mit einer Vorrichtung zum Beeinflussen der Schwingungen der in der Saugleitung befindlichen Luftsäule in. Abhängigkeit von der- Haschinendrehzahl.

Schwingungen der Luftsäule in Saugrohren, die durch das rasche Schließen und öffnen des Linlaßkanales einer Kolbenbrennkraftsnaschine entstehen, können durch abgestimmte Länge und Durchmesser des Saugrohres innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches in 'iesonanzschvingungen verwandelt werden, die eine bessere Füllung der Brennkraftmaschine und damit ein höheres Drehmoment ergeben. Uki diese Vorteile auch für einen breiteren Drehzahlbereich nutzbar zu machen, ist man teilweise dazu übergegangen, die Schwingungen in der Saugleitung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl durch Vorrichtungen zu beeinflussen.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine (DAS 1 576 022) wird die Länge der Saugleituug durch ein teleskopartig verschiebbares Rohrstück in xVbhängigkeit von der liaschinendrehzahl verändert. Zur genauen Einstellung des iiohrstüclces und zur Überwindung der durch die liohrlänge bedingten'erheblichen Reibungskräfte wird dazu ein verhältnismäßig aufwendiges hydraulisches Steuergerät benötigt·

Bei einer anderen bekannten Brennkraftmaschine (DOS 1 576 230) werden für jeden Arbeitsraum zwei Säugleüungen verschiedener

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Lunge benützt. Neben, einem unerwünscht großen Platzbedarf bedingt diese Ausführung durch die Verdoppelung der Saugrohre und der Einlaßkanäle einen erhöhten Aufwand an Werkstoffen und Bearbeitungszeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine besonders einfache Saugleitung zu schaffen, die über einen breiten Drehzahlbereich eine gute Füllung der Brennkraftraaschine ergibt. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch, daß die Saugleitun^ mindestens in einer Querebene Öffnungen aufweist, durch die Luft einströmen kann. Dei niederer Drehzahl stören die Offnungen eine Hesonanzschwingung der ganzen llohr länge kaum. Dei höheren Drehzahlen und damit höheren Ströuungsgeschwindigkeiten in der Saugleitung ergibt sich infolge des damit verbundenen Soges ein wesentliche-r Zufluß von Luft durch diese öffnungen, wodurch die wirksame Resonanzlänge der Snugleitvmcr verkürzt wird. Man erhült deshalb bei niedrigen und auch bei höheren Drehzahlen Resonanzschwingungen, die die Füllung der Brennkraftmaschine vergrößern.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hält eine Vor-

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richtung die Öffnungen im niederen Drehzahlbereich der Maschine geschlossen und gibt diese beim tiberschreiten einer bestimmten Drehzahl frei. Durch das Schließen üer öffnungen wird die Dildung von Resonanzschwingungen im niederen Drehzahlbereich verbessert.

Eine besonders einfache und billige Herstellung der Öffnungen ergibt sich dadurch, daß diese erfindungsgomüß als Schlitze ausgebildet sind.

Dei einer anderen Ausführung der Erfindung ist die Saugleitung zum Bilden einer ringförmigen öffnung aus Teilstücken zusammen-«

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gesetzt, die durch Stützen miteinander verbunden sind. Diese Ilaßnalimen erlauben die Bildung verschiedenartiger, besonders strömungsgünstiger Öffnungen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung ddrgestellter Ausführungsbeispiele im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Saugleitung·einer Drehkolbenbrennkraftmaschine teilweise im Längsschnitt, in

Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Saugleitung nach der Linie II-II der Fig. 1, in

Fig. 3 einen Teil einer üaugleitung fciit einer Stellvorrichtung, teilweise im Längsschnitt, in

Fig. 4 eine weitere Ausführung einer Saugleitung im Längsschnitt, in

Fig. 5 einen Querschnitt durch diese Saugleitung nach der Linie V-V der Fig. 4, und in

Fig. 6 und 7 weitere Saugleitungen im Längsschnitt.

Die in Fig. i und 2 dargestellte Saugleitung 11 einer Drehkolbenbrennkraftmaschine, im folgenden kurz Brennkraftmaschine genannt, ragt mit einem Einlauftrichter 12 in einen Luftsamtnelbehülter 13» der mit einem Luftfilter Ik verbunden ist, und mündet in die Ansaugkammer 15 der Brennkrafttnaschine. Die Saugleitung 11 besteht aus einem Saugrohr 16, einem Zwischenrohr 17i in dem eine Drosselklappe l8 gelagert ist, und aus dem Linlaßkanal 19 im Gehäuse 20 der Brennkraftmaschine.

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In einer innerhalb des LuftSammelbehälters I3 liogeiiden Querebene des Saugrohres l6 sind in dieses drei rechteckige Schlitze 21 eingefräst, durch die Luft in das Saugrohr l6 einströmen kann. Stehengebliebene Stege 22 verbinden die vor und nach den Schlitzen 21 liegenden Abschnitte des Saugrohres l6. Ein an die stroinabwärtsliegenden Kanten der Schlitze 21 anschließender Profilring dient als Einlauftrichter 231 der das Ansaugen von Luft erleichtert.

Die Länge der Saugleitung. 11 vom Einlauftrichter 12 an deren Anfang bzw. vom einlauftrichter 23 an den Schlitzen 21 bis zu deren Einmündung in die Ansaugkamnier 15 ist rait Ll bzw. ait Ln bezeichnet. Der gesamte uffnungsquersclmitt tier Schlitze 21 ist kleiner als die kleinste freie Querschnittsflüche der S au,'/.;-leitung 11.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine ir.j niederen Drehzahlbereich ist die Länge Ll der Saugleitung 11 bei der Erzeugung von Hesonanzscliwingungen wirksam. Diese \*erden, wie es sich gezeigt hat, durch die Schlitze 21 nur unwesentlich gestört, da dip Strömungsgeschwindigkeiten in der Saugleitung 11 noch verhältnismäßig gering sind. Erst mit einem Anwachsen der Drehzahl und damit der Strömungsgeschwindigkeit in der Saugleitung 11 wird durch den dabei entstehenden Sog Luft in wesentlichen !!engen durch die Schlitze 21 angesaugt. Dabei wird durch die mit der Strömungsgeschwindigkeit anwachsende l/andreibung in dew vor den Schlitzen 21 liegenden Abschnitt des Saugrohres lG die durch die Schlitze 21 angesaugte Luftmenge vergrößert. Das Einströmen von Luft durch die Schlitze 21 hat zur Folge, daß der wirksame Bereich der Saugleitung 11 auf.die Länge L2 verkürzt wird, so daß nunmehr in erwünschter '.tfeise der höheren

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Drehzahl entsprechende Resonanzschwingungen entstehen. Dadurch wird die Ladung der Aiisaugkamtner 15 erhöht und das Drehmoment der Brennkraftmaschine auch im Dereich höherer Drehzahlen angehoben.

Liegen die der Länge Ll der Saugleitung 11 entsprechenden Oberschwingungen nahe an den der Länge L2 entsprechenden Grundschwingungen oder deren Oberschwingungen, so ist es möglich, daß auch beide Längen zu Resonanzschwingungen angeregt werden, was ebenfalls zu einer Ladungs- und damit Drehmomenterhöhung in einem großen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine führt.

Die in Fig.3 gezeigte Vorrichtung hat die Aufgabe, die mit einem Einlauftrichter 2k versehenen Schlitze 25 einer Saugleitung 26 iia unteren Drehzahlbereich einer Brennkraftmaschine zu schließen. Dazu ist eine kurze Schiebehülse 27 vor dein Einlauftrichter 2k auf der Saugleitung 26 gelagert. Die dem Einlauftrichter 2'i zugewandte Stirnseite der Schiebehülse 27 ist mit einer ringförmigen Dichtfläche 2o versehen, die bei geschlossenen Schlitzen 25 am Einlauftrichter 2k anliegt. Die Schiebehülse 27 ist durch einen zweiarmigen Hebel 29 »ait der Stange eines einfachen Stellmotors 3I» z.B. eines Hagnetschalters, verbunden. Ein Drehzahlx-egler 32 beeinflußt den Stelliaotor 3I in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine in der ueise, daß die Schiebehülse 27 die Schlitze 25 beim überschreiten einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine öffnet und beim Unterschreiten dieser Drehzahl schließt. Dadurch werden im unteren Drehzahlbereich unerwünselite Beeinflussungen der .Resonanzschwingungen, die sich· bei geöffneten Schlitzen 25 ergeben könnten, mit Sicherheit vermieden, führend so im unteren Drehzahlbereich die gesamte Länge der Saugleitung 26 für die Erzeugung von Resonanzschwingungen maßgebend ist, wird die wirksame Länge im oberen Drehzahlbereich um das vor den Schlitzen 25 liegende Stück der Saugleitung 26 verkürzt. Damit wer-

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den auch hier Resonanzschwingungen der in der Saugleitung 26 befindlichen Luftsäule zur Verbesserung der Füllung über einen größeren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine nutzbar gemacht.

Die in Fig.'i und 5 dargestellte Saugleitung 33 besteht aus einem ersten Teilstück "}k und aus einem zweiten Teilstück 351 die durch eine eingelötete, im Querschnitt sternförmige Stütze 36 miteinander verbunden sind. Am Teilstück 35 ist durch Aufweiten ein Einlauftrichter 37 gebildet. Die durch diese Dauert mögliche ringförmige Öffnung 38 erlaubt ein günstiges Einströmen der Luft.

Fig. C zeigt eine ähnlich aufgebaute Saugleitung 39 niit einer ringförmigen öffnung ΊΟ, die aus einem ersten Teilstück kl und einem zweiten Teilstück h2, das gegenüber dem ersten Teilstück kl einen größeren Durchmesser aufweist, mit Hilfe einer Stütze kj zusammengesetzt ist. Die in Fig.7 dargestellte Saugleitung kk mit einer ringförmigen Öffnung ^5 besteht aus einem ersten Teilstüclc hG, das mit einer kegeligen Verjüngung in ein zweites Teilstüclc k7 einmündet,und aus einer Stütze k(j. Durch diese Maßnahmen wird die strömungsgünstige Zufuhr von Luft durch die Öffnungen '»0 bzw.'i5 weiter verbessert·

Statt zur Verbindung der einzelnen Teilstücke einer Saugleitung innere Stützen y.\i verwenden, lassen sich im Rahmen der Erfindung auch äußere Stützen anordnen. So kann beispielsweise ein Teilstück durch eine oder mehrere stabförmige Stützen mit Stromlinienprofil, die in einer oder mehreren Querebenen radial von der Innenwand des Luftsammelbehälters zur Außenwand des Teilstückes führen, gehalten werden.' Das Teilstüclc kann auch

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von zusätzlichen Querwänden, die Durchgangsöffnungen für die Luft aufweisen, im Luftsammelbehälter gehalten werden· Solche oder ähnliche äußere Stützen haben den Vorteil, daß das Einströmen von Luft in die ringförmigen Öffnungen zwischen zwei Teilstücken durch keinerlei Hindernisse beeinträchtigt wird.

Statt die Öffnungen nur.in einer Ebene der Saugleitung anzuordnen, ist es auch möglich, in zwei oder mehr Ebenen Öffnungen anzubringen oder durch Verwendung von Teilstücken zwei odermehr ringförmige Öffnungen zu bilden, die jeweils verschiedene wirksame Rohrlängen ergeben, mit denen sich verschiedene Resonanzschwingungen verwirklichen lassen, die die Füllung und damit das Drehmoment der Brennkraftmaschine über einen weiten Drehzahlbereich verbessern.

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Claims

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Ansprüche

Jaugleitung einer Lolbeiibrennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Beeinflussen der Schwingungen der in der Saugleitung befindlichen Luftsäule in Abhängigkeit von der Uaschiuendrehzahl, dadurch gekonnzeichnet, daß die Saugleitung (-■'·♦' %J ,3 λ'·'* ) mindestens in einer Querebene Öffnungen (21, "51 'M »hO,h[>) aufweist, durch die Luft einströmen kann.
2. ^auglcitun; nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (27,-9,30,31,32), die die öffnungen (25) im niederen Drehsr-ahlbcreich der Haschine geschlossen hält und die diesjo bein obcrechreitoii einer bestiini.iten Drehzahl freigibt.
3. Saujjleitunj. nach Ariüpruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen als Schlitze (f? 1,25> ) ausgebildet sind.
k» Sauglnittaig nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (33t391^O zum Bilden einer ringforniigen öffnung (jC> _tk0 Ji^) axis Tcilstückeii ("}^li und y-j, 'il und ^2, kG und 47) zusammengesetzt ist, die durch Stutzen (3^',^3i'iC) initei"nander verbunden sind.
5. baugleitung nach Anspruch 4, dnilurch ,'jekennzoiehnet, daß das in Ströirtuiig.srichtunr; i-:veite Teilstvick Ci2) der iiaugleitunt¹: (39) einen größeren Innendurchr.iesaer aufweist als das erste Teilstück (^iI).
6. Saugleitung nach Anspruch Ί oder Ansprucli 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in IStrüniungsrichtuiig erste Teilstvlck (Ί6)

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der Saugleitung.(44) mit einer Verjüngung in das zweite Teilstück (47) einmündet.
7. Saucleitung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (21,25,38,40,4.5) in der Saugleituni'; (11,26,33,39,44) mit einem Einlauftrichter (23,24, 37) versehen sind.

ö. Saugleitung nach den Ansprüchen 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Offnungen (21,25· 3ü,40,45) kleiner als die kleinste freie Querschnittsfläche der Saugleitun^ (11,26,33,39,44) ist.

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