DE2249733A1 - INTAKE SYSTEM FOR COMBUSTION MACHINES - Google Patents

INTAKE SYSTEM FOR COMBUSTION MACHINES

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Description

Ansauganlage für Brenkraftmaschinen Die Erfindung. bezieht sich auf eine Ansauganlage für Brennkraftmaschinen mit in Abhangigkeit von der Maschinendrehzahl veränderbarer Eigenfrequenz. Intake system for internal combustion engines The invention. refers to an intake system for internal combustion engines depending on the engine speed changeable natural frequency.

Bekanntlich wird bei einer Brennkraftmaschine mit pulsierender Ansaugung infolge des periodischen Schließens der gesteuerten Saugöffnung der Maschine eine Gas schwingung in der vor der Saugöffnung liegenden Ansauganlage angeregt, die sich dem eigentlichen Ansaugvorgang überlagert.It is known that in an internal combustion engine with pulsating suction as a result of the periodic closing of the controlled suction opening of the machine Gas vibration is excited in the intake system located in front of the suction opening, which is superimposed on the actual suction process.

Wenn dabei die der Drehzahl des Motors proportionale Schwingungsanregungsfreuenz mit der Eigenfrequenz der Ansauganlage oder einer ihrer Harmonischen übereinstimmt, kommt es zu der sogenannten Stoßaufladung, bei der die Füllung des Motors infolge gleicher Richtung von Schwingung und Ansaugvorgang wesentlich verbessert wird. Häufig werden deshalb die Schwingungsparameter der Ansauganlage durch entsprechende Bemessung von Durchmesser und Länge der Ansaugrohrleitung so gewählt, daß der Aufladeeffekt bei Vollastdrehzahl auftritt. Gleichzeitig mit einer dadurch in einem verhältnismäßig engen Drehzahlbereich erzielbaren Drehmoment- und Leistungssteigerung wird jedoch eine Verschlechterung dieser Motorkenndaten in unteren Drehzahlbereichen in Kauf genommen. Da dort nämlich die Gasschwingung dem Ansaugvorgang direkt entgegengerichtet sein kann, wird die Füllung des Motors und damit das Drehmoment und die Leistung wesentlich herabgesetzt.If the frequency of vibration excitation is proportional to the speed of the motor matches the natural frequency of the intake system or one of its harmonics, it comes to the so-called shock charging, in which the filling of the engine as a result same direction of vibration and suction is significantly improved. Frequently therefore the vibration parameters of the intake system are determined by appropriate dimensioning of the diameter and length of the suction pipe chosen so that the charging effect occurs at full load speed. At the same time with one thereby in one proportionately Narrow speed range achievable increase in torque and power is, however a deterioration in these engine characteristics in lower Speed ranges accepted. Because there the gas oscillation is directed in the opposite direction to the suction process can be, the filling of the engine and thus the torque and the power substantially reduced.

Um diesen Tf'fekt zu vermeiden, ist es auch schon bekannt, die Ansaugleitungen für Brennkraftmaschinen in Form ineinanderschiebbarer Rohre auszugestalten, um auf diese Weise die Gesamtiange und damit die Eigenfrequenz der Ansaugleitung den unterschiedlichen Drehzahlen der Brennkraftmaschine anzupassen. Diese Konstruktion erfordert jedoch nicht zuletzt wegen der platzraubellden Anordnung einer Steuervorrichtung zur Veränderung der Ansaugleitungslänge einen so hohen Bauaufwand, daß ihre Anwendung bisher nur für Versuchszwecke möglich erschien.In order to avoid this Tf'fekt, it is already known to use the suction lines design for internal combustion engines in the form of telescoping tubes to In this way, the total length and thus the natural frequency of the intake line are different Adjust speeds of the internal combustion engine. However, this construction requires not least because of the space consuming arrangement of a control device for change the length of the suction line is so expensive that it has only been used so far seemed possible for experimental purposes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ansauganlage der oben bezeichneten Art zu schaffen, die mit vertretbarem Bauaufwand eine wirkungsvolle Anpassung der Eigenfrequenz der Ansaugrohranlage an die Maschinendrehzahl ermöglicht, um auf diese Weise die Momentencharakteristik der Brennkraftmaschine zu optimieren.The invention is therefore based on the object of an intake system of the type described above to create an effective one with a reasonable amount of construction work Adjustment of the natural frequency of the intake manifold to the engine speed enables in order to optimize the torque characteristics of the internal combustion engine in this way.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein die Eigenfrequenz der Ansauganlage durch Zu- oder Abschalten von Ansaugrohrvolumina verändernder Steuerschieber vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that on the natural frequency of the intake system by connecting or disconnecting intake pipe volumes changing control slide is provided.

Die Erfindung geht dabei davon aus, daß die Eigenfrequenz der Ansaugrohranlage nicht allein durch Veränderung der Länge oder des Durchmessers der Ansaugrohrleitung, sondern auch durch gesteuertes Zu- oder Abschalten von Rohrvolumina variiert werden kann. Dabei ergibt sich zudem der Vorteil, daß die Anordnung eines Steuerschiebers einen wesentl:ieh geringeren Aufwand erfordert als eine Vorrichtung zur Ve rän de rang der Länge der Ansaugrohrleitungen.The invention assumes that the natural frequency of the intake manifold not just by changing the length or diameter of the suction pipe, but can also be varied by the controlled connection or disconnection of pipe volumes can. It also results the advantage that the arrangement of a Control slide a substantial: ieh requires less effort than a device to change the length of the suction pipes.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird für eine Brennkraftmaschine mit einer Mehrvergaseranlage, bei der die den einzelnen Vergasern zugeordnelell Ansaugrohre durch einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, vorgeschlagen, daß der Steuerschieber in dem Verbindungskanal angeordnet ist und in der Weise betätigt wird, daß er bei hoher Drehzahl und Vollast den Verbindungskanal sperrt.In a further development of the invention, for an internal combustion engine with a multi-carburetor system in which the individual carburettors are assigned Intake pipes are connected to one another by a connecting channel, proposed that the control slide is arranged in the connecting channel and operated in that way is that he blocks the connecting channel at high speed and full load.

Die Erfindung zieht dabei also in besonders vorteilhafter Weise zur Veränderung der Eigenfrequenz des Ansaugsystems eines Vergasers in einer Idehrvergaseranlage das Volumen des benachbarten Saugtraktes heran. Da zudem häufig schon zwischen den einzelnen Vergasern Verbindungskanäle angeordnet sind, besteht der einzige Mehraufwand der Erfindung nur noch in der Anordnung eines besonderen Steuerschiebers in diesem Kanal.The invention thus draws in a particularly advantageous manner Change in the natural frequency of the intake system of a carburetor in an Idehr carburetor system the volume of the neighboring suction tract. Since, moreover, often already between the Individual carburetor connection channels are arranged, the only additional expense is the invention only in the arrangement of a special control slide in this Channel.

Aus der US-Patentschrift 2 126 649 ist es zwar schon bekannt, bei einer Brennkraftmaschine mit unabhängig arbeitenden Vergasern die den Vergasern zugeordneten beiden Ansaugrohre über einen Kanal mit einem darin angeordneten Drehschieber zu verbinden. Diese Konstruktion verfolgt jedoch einen völlig anderen Zweck, nämlich den, für den jeweils ansaugenden Zylinder bei Vollast und hoher Drehzahl einen größeren Vergaserquerschnitt zur Verfügung zu stellen. Demzufolge wird der Drehschieber auch bei hohem Luftdurchsatz, d. h. bei Vollast und hoher Drehzahl, geöffnet, also gerade entgegengesetzt zu dem erfindungsgemäßen Steuerschieber betätigt.From US Pat. No. 2,126,649 it is already known in an internal combustion engine with independently operating carburetors that control the carburetors associated two intake pipes via a channel with a rotary valve arranged therein connect to. However, this construction has a completely different purpose, namely the, for the respective aspirating cylinder at full load and high speed a larger one To provide carburetor cross-section. As a result, the rotary valve is also with high air flow, d. H. at full load and high speed, open, i.e. straight operated opposite to the control slide according to the invention.

Zur Betätigung des Steuerschiebers kann in einfachster Weise ein Elektromagnet vorgesehen sein, in dessen Stromkreis ein von er Stellung des Gaspedals gesteuerter Schalter angeordnet ist. Dabei kann der Schalter als am Gaspedal angeordneter Berührungsschalter ausgebildet sein, der bei durchge tretenem Gaspedal ge cchlossen ist.An electromagnet can be used in the simplest way to operate the control slide be provided in whose circuit a controlled by he position of the accelerator pedal Switch is arranged. The switch can be used as a touch switch arranged on the accelerator pedal be formed, which is closed when the accelerator pedal is stepped through.

Weitere Vor-Leile und ie wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellungsweise in Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ansauganlage für einen Vierzylinder-Viertakt-;Bo7er motor mit einer Zweivergaser-Anlage und Fig. 2 eine seitliche Ansicht dieser Ansauganlage.Further advantages and essential features of the invention are included in the description below that includes what is shown in the drawing Embodiment of the invention explained in more detail. The drawing shows in schematic Representation in Fig. 1 is a plan view of an intake system for a four-cylinder four-stroke; Bo7er engine with a two-carburetor system and FIG. 2 is a side view of this intake system.

In der Zeichnung sind mit den Positionsziffern 1 bis 4 die den einzelnen Zylindern zugeordneten Saugflansche bezeichnet. Die Ansauganlage weist zwei Vergaser 5 und 6 auf, die über jeweils ein sich in zwei Arme gabelndes Saugrohr 7 bzw. 8 mit jeweils zwei Saugflanschen verbunden sind. Dabei verbindet das Saugrohr 7 den Vergaser 5 mit den Saugflanschen 1 und 3, während das Saugrohr 8 den Vergaser 6 an die Saugflansche 2 und 4 anschließt. Die Zündung in den den Saugflanschen zugeordneten Zylindern erfolgt bei dem hier gewählten Beispiel eines Vierzylinder-Viertakt-Boxermotors in der Reihenfolge 1-4-3-2.In the drawing, item numbers 1 to 4 indicate the individual Cylinders assigned suction flanges designated. The intake system has two carburetors 5 and 6, each of which has a suction tube 7 and 8, which bifurcates into two arms are each connected to two suction flanges. The suction pipe 7 connects the Carburetor 5 with suction flanges 1 and 3, while suction pipe 8 has carburetor 6 connects to the suction flanges 2 and 4. The ignition in the associated with the suction flanges Cylinding takes place in the example chosen here of a four-cylinder four-stroke boxer engine in the order 1-4-3-2.

Mit 9 ist eine Verbindungsleitung zwischen den beiden Saugrohren 7 und 8 bezeichnet, die ein Gehäuse 11 für einen die Verbindungsleitung 9 sperrenden Schieber 10 aufweist.With 9 is a connecting line between the two suction pipes 7th and 8 denotes a housing 11 for a connecting line 9 blocking Has slide 10.

Mit 16 ist in der Figur 1 die Achse der Kurbelwelle des Motors angedeutet.The axis of the crankshaft of the engine is indicated by 16 in FIG.

Wie aus der Figur 2 näher zu ersehen ist, ist der Steuerschiebe-r 10 als ein in dem Gehause 11 gleitender Kolben ausgebildet, der in der ausgezogenen Stellung die Verbindungsleitung 9 freigibt und in der strichpunktierten Stellung 10 die Verbindungsleitung absperrt Der Steuerschieber 10 weist eine Kolbenstange 12 auf und wird von einer Zugfeder 14 in der die Verbindungsleitung 9 freigebenden Ruhestellung gehalten Mit 13 ist eine im unteren Teil des Gehäuses 11 angeordnete Spule bezeichnet, bei deren Erregung de Steuerschieber 10 entgegen der Kraft der Zugfeder 14 in die Sperrstellung 10' gezogen wird. Die Erregung der Spule 13 kann nun in einfacher Weise durch einen in den Stromkreis der Spule gelegten Schalter gesteuert erden, der bei durchgetretenem Gaspedal geschlossen ist. Dazu kann der Schalter als am Gaspedal angeordneter Berührungsschalter ausgebildet sein. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Steuerschieber 10 bei durchgetretenem Gaspedal9 also bei Vollast und hoher Motordrehzahl, die Verbindungsleitung 9 zwischen den Sa;ugrohren 7 und 8 absperrt. Selbstverständlich kann die Erregung de des Elektromagneten 13 auch auf andere Weise gesteuert werden, etwa durch einen Schalter, der bei einer bestimmten, mit Meßgebern gemessenen Motordrehzahl eingelegt wird. Auch ist es möglich, den Steuerschieber 10 auf andere als die hier gezeigte elektromagnetische Weise zu betätigen, In jedem Pall sill jedoch gemäß der Erfindung die Verbindungsleitung 9 zwischen den beiden Saugrohren 7 und 8 bei hohen Vollast-Drehzahlen abgesperrt werden, damit die vor den ansaugenden Zylindern liegende Saugrohrleitung zur Erzielung des Stoßaufladeeffektes eine hohe Eigenfrequenz hat, während bei niedrigeren Drehzahlen durch Öffnung der Verbindungsleitung 9 die Saugrohranlage eine den niedrigeren Drehzahten angepaßte niedrigere Eigenfrequenz aufweist. Durch eine damit erreichbare gezielte Änderung der Saugsystemeigenfr@quenz kann der Stoßaufladeeffekt in einem breiten Drehz@hlbereich herbeigeführt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe @eistung bei gleichzeitig gutem Drehmoment auch im unter@@ Drehzahl@ereich und damit die Möglichkeit,im Normalb@@@ eb eine @raftfahrzeuges schaltarm zu fahren.As can be seen in more detail from FIG. 2, the control slide r 10 designed as a piston sliding in the housing 11, which in the extended Position the connecting line 9 releases and in the dash-dotted position 10 shuts off the connecting line The control slide 10 has a piston rod 12 and is released by a tension spring 14 in the connecting line 9 Held at rest With 13 is arranged in the lower part of the housing 11 Coil denotes, when energized de control slide 10 against the force of the Tension spring 14 is pulled into the locking position 10 '. The excitation of the coil 13 can now in a simple manner by a switch placed in the circuit of the coil controlled, which is closed when the accelerator pedal is depressed. The Switch can be designed as a touch switch arranged on the accelerator pedal. To this Way is achieved that the control slide 10 when the accelerator pedal 9 is depressed at full load and high engine speed, the connecting line 9 between the suction pipes 7 and 8 shut off. Of course, the excitation de of the electromagnet 13 can also be controlled in other ways, for example by a switch on a certain engine speed measured with transducers is inserted. It is also possible the spool 10 in a different electromagnetic manner than that shown here to operate, In each Pall sill, however, according to the invention, the connection line 9 between the two suction pipes 7 and 8 at high full load speeds be shut off so that the suction pipe in front of the suction cylinders to achieve the shock charging effect has a high natural frequency, while at lower Rotational speeds by opening the connecting line 9, the intake manifold is one of the lower Speed has adapted lower natural frequency. Through an achievable Targeted change in the natural frequency of the suction system can reduce the impact charging effect in one wide speed range can be brought about. This results in a high performance with good torque at the same time also in the speed range and thus the Possibility to drive a vehicle with little gearshift in normalb @@@ eb.

Auch @@ durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Motorsauganlage eine Erleichterung für die Lösung der Abgasemissionsprobleme geschaffen werden, de Wegen der verbesserten Motorkennung die für die Abgasentgiftung in Kauf zu nehmenden Leistungseinbußen nicht mehr so stark ins Gewicht fallen. Also by the engine suction system proposed according to the invention a relief for the solution of the exhaust emission problems are created, de Because of the improved engine identification, those for exhaust gas decontamination have to be accepted Performance losses are no longer as significant.

In einer verfeinerten Ausführung könnte der Steuerschieber auch kontinuierlich, beispielsweise durch eine Kurvenscheibe, in Abhängigkeit von den Motorbetriebsdaten, wie Motordrehzahl und Drosselklappenstellung, verstellt werden. Die Drosselklappenstellung sollte für ein kultiviertes Betriebsverhalten rie. Motors jedenfalls in der Nähe der Vollastsiellung, berücksichtigt werden und zwar in der Weise, daß der Auflad@@organg nicht schlagartig, sondern kontinuierlich ab etwa @@ @ Dros@elklappenstellung einsetzt.In a more refined version, the control slide could also be continuously, for example by a cam, depending on the engine operating data, such as engine speed and throttle position can be adjusted. The throttle position should rie for a refined operating behavior. Motors close by, anyway der Vollastsiellung, be taken into account in such a way that the charging @@ organg does not start suddenly, but continuously from about @@ @ the throttle flap position.

Claims (5)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Ansauganlage für Brennkrafimaschinen mit in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl veränderbarer Eigenfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Sigenfrequenz. durch Zu- oder Abschalten von Qnsaugrohrvolumlna verändennder Steuerschieber (10) vorgesehen ist0 1. Intake system for Brennkrafimaschinen with depending on the Machine speed variable natural frequency, characterized in that a die Natural frequency. by connecting or disconnecting the suction pipe volume changing control slide (10) is provided0 2. Ansauganlage nach Anspruch 1 für eine Brennkraftmaschine mit einer Mehrvergaseranlage, bei der die den einzelnen Vergaser zugeordneten Ansaugrohre durch einen Ausgleichskanal mit-einander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (10) in dem Ausgleichskanal (9) angeordnet ist und in der Weise betätigt wird, daß er bei hoher Drehzahl und Vollast den Ausgleichskanal sperrt.2. Intake system according to claim 1 for an internal combustion engine with a multi-carburetor system in which the intake pipes assigned to the individual carburettors are connected to each other by a compensation duct, characterized in that that the control slide (10) is arranged in the compensation channel (9) and in the Way is operated that it blocks the compensation channel at high speed and full load. 3. Ansauganlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Steuerschiebers eine elektromagnetische Spule (13) vorgesehen ist, in deren Stromkreis ein von der Stellung des Gaspedals gesteuerter Schalter angeordnet ist.3. An intake system according to claim 2, characterized in that for actuation of the control slide an electromagnetic coil (13) is provided in which Circuit a switch controlled by the position of the accelerator pedal is arranged. 4. Ansauganlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als am Gaspedal angeordneter Beruhrungsschalter ausgebildet ist, der bei durchgetretenem Gaspedal geschlossen ist.4. Intake system according to claim 3, characterized in that the switch is designed as a touch switch arranged on the accelerator pedal, which when depressed Accelerator pedal is closed. 5. Ansauganlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (10) kontinuierlich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung verstellt wird.5. intake system according to claims 1 and 2, characterized in that that the control slide (10) continuously as a function of the engine speed and the throttle position is adjusted. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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