DE2616835C2 - Ansaugleitungsystem für eine Mehrzylinder-Brennkraf tmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaugleitungssystem für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, mit einem ersten Leitungsast zur Führung eines Kraftstoff-Luftgemischs von einem Verteilerbereich zu einem Zylinder und mit einem zweiten Leitungsast zur Führung eines Kraftstoff-Luftgemischs von dem Verteilerbereich zu einem weiteren Zylinder, wobei die Leitungsäste übereinstimmende Querschnittsgrößen aufweisen und mindestens einer der Leitungsäste im unteren Teil seiner unrunden Querschnittsform eine kleinere Teilquerschnittsgröße als im oberen Teil hat.

Um schädliche Bestandteile in den Abgasen zu verringern, werden Brennkraftmaschinen mit einem Kraftstoff-Luftgemisch betrieben, das so abgemagert ist, daß es der Brennbarkeitsgrenze nahekommt. In diesen Fällen werden die Verteilungseigenschaften des abgemagerten Gemischs auf die Zylinder besonders wichtig. Wenn ungleichmäßige Konzentrationen des Kraftstoff-Luftgemischs den Zylindern zugeführt werden, so führt ein zu stark angereichertes Gemisch zu einem Anstieg des Anteils NO_x in den Abgasen, während ein zu stark abgemagertes Gemisch eine Fehlzündung hervorrufen kann, wodurch die Anteile CO und HC in den Abgasen ansteigen. Die ungleichen Konzentrationen können auf verschiedene unterschiedliche Ursachen zurückgeführt werden, beispielsweise ίο auf die Eigenschaften des Vergasers oder auf eine Neigung der Ansaugkanäle oder auf eine unterschiedliche Länge der Ansaugleitungen.

Die FR-PS 11 36 080 zeigt Ansaugleitungen mit unrundem Querschnitt, dessen Orientierung über die is Länge der jeweiligen Ansaugleitung geändert ist, die aber bezogen auf den Verteilerbereich des Ansaugschachtes völlig symmetrisch zu den Einlaßventilen des Motors führen. Ein? im Krümmer der Leitungsäste auftretende Entmischung führt zu einer unterschiedlichen Gemischversorgung der aus dem gleichen Leitungsast beaufschlagten nebeneinanderliegenden Zylinder. Dabei wird der jeweils äußere Zylinder mit einem angereicherten Gemisch und der jeweils innere Zylinder mit einem verarmten Gemisch versorgL Die FR-PS schlägt nun vor, dem Teil des Leitungsastes, in dem die Kraftstofftröpfchen an der Wandung abgeschieden werden, den Teilquerschnitt mit dem kleineren Krümmungsradius zuzuordnen. Dadurch soll eine unterschiedliche Anreicherung des den benachbarten Zylindern einer vom selben Leitungsast beaufschlagten Einlaßöffnung zugeführten Kraftstoffgemisches vermindert werden. Unterschiedliche Anreicherungsgrade des Gemisches im Verteilerbereich des Ansaugschachtes werden jedoch durch diese Maßnahmen nicht behoben. Eine weitere, durch die DE-OS 20 08 393 bekannte Anordnung von Ansaugleitungen ermöglicht hingegen eine Anreicherungskorrektur, indem bei zwei von einer Gemischquelle ausgehenden Saugleitungen die Krümmungen des Leitungsverlaufs unterschiedlich sind. Hierdurch können aber Nachteile im Hinblick auf unterschiedlich lange Strömungswege und damit verbundene unterschiedliche Temperaturverteilung verursacht werden, wodurch wiederum die Anreicherungskorrektur beeinträchtigt werden kann. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen anderen Weg zur Anreicherungskorrektur aufzuzeigen, bei dem die vorstehend genannten Schwierigkeiten nicht auftreten. Diese Aufgabe wird für ein Ansaugleitungssystem eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Korrektur unterschiedlicher Anreicherungsgrade der in den Leitungsästen geführten Gemische unterschiedliche Innenquerschnittsformen für die zwei Leitungsäste in der Weise vorgesehen sind, daß der Leitungsast, der unkorrigiert das reichere Gemisch führt, im unteren Teil der unrunden Querschnittsform eine kleinere Teilquerschnittsgröße aufweist als der andere Leitungsast.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Kraftstoff-Luftgemische bei relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit, beispielsweise bei niedriger Drehzahl und geringerer Leistungsabgabe, zu einer Aufspaltung neigen. In solchen Fällen trennen sich die Kraftstoffanteile von den Luftanteilen, wobei die Kraftstoffanteile sich in den Ansaugkanälen abwärts bewegen, während die Luftanteile aufwärts bewegt werden. Wenn jedoch die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, z. B. bei hoher Leistungsabgabe und hoher Drehzahl, so verschwindet diese Neigung zur Spaltung. Entsprechend hat sich

gezeigt, daß bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit des Gemischs die Innenkontur einer jeden Ansaugleitung einen wichtigen Effekt auf die Trennungseigenschaften hat, und wenn das Gemisch mit hoher Geschwindigkeit strömt, nur die Innenqucrschnittsgrö-Be eines jeden Ansaugkanals wicht'g ist Durch die Erfindung werden diese Erfordernisse erfüllt, ohne daß damit Nachteile anderer Art verbunden wären.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Schnitt eines Vergasers zur Lieferung von Kraftstoff-Luftgemisch an in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Ansaugleitungen, bzw. Ansaugleitungsäste,

F ig. 2 den Schnitt 2-2 aus F i g. 1,

F i g. 3 den Schnitt 3-3 aus F i g. 1, F i g. 4 eine Draufsicht auf zwei Ansaugleitungen bzw. Ansaugleitungsäste, die von einer gemeinsamen Zuführungsleitung ausgehen, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 5 den Schnitt 5-5 aus F i g. 4, F i g. 6 eine Seitenansicht einer Vierzylindermaschine, die in ihrer Längsrichtung geneigt installiert ist und mit einem Artsaugleitungssystem nach der Erfindung arbeitet

F i g. 7 eine Draufsicht auf die Ansaugleitungen bzw. Ansaugleitungsäste nach F i g. 6, F i g. 8 den Schnitt 8-8 aus F i g. 7, Fig.9 eine teilweise gebrochene Draufsicht zur Darstellung der Ansaugleitungen eines Systems nach der Erfindung für eine Sechszylindermaschine, wobei die Leitungen unterschiedliche Länge haben, und Fig. !OdenSchnitt 10-10aus Fig.9. Die in F i g. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Vergaser 1 mit einem Lufttrichter 2, der praktisch vertikal verläuft. Eine Kraftstoffdüse 5 ragt in einen Venturikanal 3 hinein und ist mit einer Schwimmerkammer 4 verbunden. An dem in Strömungsrichtung unteren Ende des Lufttrichters 2 ist eine Verteilerkammer 6 vorgesehen, von der zwei Leitungsäste 7a und Tb in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung zu den Zylindern der Maschine geführt sind.

Die Luft die durch den Venturikanal 3 und den Lufttrichter 2 abwärts strömt verursacht ein Austreten flüssigen Kraftstoffs durch die öffnung an der Spitze der Düse 5, jedoch ist die Kraftstoffströmung, insbesondere bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten, in Richtung der öffnung der Düse 5 geneigt, und anstelle einer Bewegung durch die Mitte der Verteilerkammer 6 in axialer Richtung wird die Strömung in Vorwärtsrichtung zum Leitungsast 7a hin verlagert, wie dies durch Pfeile A-A dargestellt ist Das Ergebnis besteht darin, daß eine ungleichmäßige Anreicherung des Kraftstoffs auftritt so daß ein größerer Anteil in den Leitmigsast. 7a und ein geringerer Anteil in den Leitungsast Tb gelangt. Diese ungleichmäßige Anreicherung tritt besonders bei geringerer Leistungsabgabe und geringer Maschinendrehzahl in Erscheinung.

Um diese ungleichmäßige Anreicherung des Kraftstoffs in den Leitungsästen Ta und Tb zu kompensieren, ist der Innenquerschnitt des Leitungsastes 7a in seiner unteren Hälfte gemäß Fig.2 verkleinert, und der Innenquerschnitt des Leitungsastes Tb ist in der unteren Hälfte gemäß Fig.3 vergrößert. Somit wird hier die Erscheinung ausgenutzt, daß sich das Kraftstoff-Luftgemisch bei geringer Strömungsgeschwindigkeit in beschriebener Weise in Kraftstoffanteile und Luftanteile aufspaltet, die im unteren bzw. oberen Teil der jeweiligen Leitung transportiert werdea Entsprechend hat der untere Teil des Leitungsastes Ta, der den größeren Anteil des Kraftstoffs transportiert, eine verringerte Größe, während der obere Teil, der die Luftkomponenten transportiert vergrößert ist Umgekehrt ist der untere Teil des Leitungsastes Tb vergrößert und der obere Teil ist verkleinert Auf diese Weise werden die Verteilungseigenschaften verbessert Wenn die Maschine bei hoher Leistungsabgabe und hoher Drehzahl arbeitet ist die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoff-Luftgemischs hoch, und es ist keine Tendenz zur Aufspaltung der Kraftstoffanteile zu beobachten. Gleichzeitig tritt nur ein sehr schwacher Effekt der Verlagerung der Strömung des Kraftstoffs ausgehend von der Düse 5 auf. In diesem Falle hängen die Verteilungseigenschaften weitgehend von dem Innenquerschnitt der beiden Leitungsäste Ta und Tb ab, entsprechend sind beide so konstruiert daß sie übereinstimmende Innenquerschnittsgröße haben.

F i g. 4 und 5-zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Leitungsäste 8a und 86 links und rechts von einer Verteilkammer 9 ausgehen. Nicht dargestellte Eintrittsventile hinter den Leitungsästen 8a und Sb arbeiten bekanntlich derart daß sich ihre Betriebszyklen überlappen. Der Leitungscst 8a für den ersten Zylinder hat eine Innenkontur mit verringerter Größe im unteren Teil, der Leitungsast 8b für den zweiten Zylinder hat eine Innenkontur mit vergrößertem unteren Teil, wie aus F i g. 5 zu ersehen ist Entsprechend werden die Kraftstoffanteile für den Leitungsast 86 vergrößert wenn eine Überlappung in der Zeit der Ventilschließung auftritt Beide Leitungsäste 8a und 8b haben übereinstimmende Innenquerschnittsgröße.

F i g. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der die Korrektur einer ungleichmäßigen Kraftstoffverteilung erfolgt die sich aus der leicht geneigten Montage der Brennkraftmaschine 10 ergibt. Die Linie der Ansaugöffnungen Y- Y ist am linken Ende höher als am rechten, wie aus F i g. 6 zu ersehen ist. Die vier Leitungsäste Ha, Wb, lic und Wd haben also in dieser Reihenfolge eine Tendenz, eine zunehmend geringere Gemischkonzentration zu erhalten, was von ihrer relativen Höhenlage abhängt. So führt der Leitungsast Ha die schwächste Kraftstoffkonzentration bei geringer Leistungsabgabe und niedriger Drehzahl, während der Leitungsast 1 lc/die stärkste Kraftstoffkonzentration führt. Zur Kompensation dieser Ungleichmäßigkeit sind die Innenkonturen im unteren Teil der Leitungen auf der linken Seite vergrößert und im unteren Teil der Leitungen auf der rechten Seite verringert wie F i g. 8 zeigt. Alle Leitungen haben übereinstimmende Querschnittsgrößen.

In der in F i g. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform ist das Ansaugleitungssystem für eine Sechszylindermaschine dargestellt F i g. 9 zeigt nur drei Leitungsäste, die anderen drei sind symmetrisch dazu angeordnet. Die Leitungsäste 12a, 12ftund 12c haben in der angegebenen Reihenfolge eine abnehmende Länge. Der längste Leitungsast 12a ist mit einer Innenkontur versehen, die im unteren Teil vergrößert ist Der kürzeste Leitungsast 12c ist mit einer Innenkontur versehen, die im unteren Teil verkleinert ist. Der Leitungsast \2b der mittleren Länge ist mit einer Innenkontur versehen, bei der der obere und untere Teil symmetrisch zueinander ausgebildet sind. Jeder Leitungsast hat dieselbe Querschnittsgröße.

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführuncs-

formen der Erfindung gehen mindestens zwei Leitungsäste von einer gemeinsamen Verteilkammer aus, und zumindest einer hat eine Innenkontur, die asymmetrisch bezüglich der oberen und unteren Leitungsteile ist. Bei geringer Maschinenleistung und niedriger Drehzahl führt beispielsweise eine Vergrößerung des Querschnitts im unteren Teil zu einer Zunahme der von dem Leitungsast geförderten Kraftstoffanteile, während bei einer Verringerung des unteren Leitungsteils die Kraftstoffanteile abnehmen. Auf diese Weise wird eine ungleiche Kraftstoffanreicherung korrigiert. In jedem Falle haben beide Leitungsäste übereinstimmende Querschnittsgröße, so daß gleiche Kraftstoffanreicherungen bei höherer Leistungsabgabe und hoher Maschinendrehzahl erreicht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ansaugleitungssystem für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, mit einem ersten Leitungsast zur Führung eines Kraftstoff-Luftgemischs von einem Verteilerbereich zu einem Zylinder und mit einem zweiten Leitungsast zur Führung eines Kraftstoff-Luftgemischs von dem Verteilerbereicb zu einem weiteren Zylinder, wobei die Leitungsäste übereinstimmende Querschnittsgrößen aufweisen und mindestens einer der Leitungsäste im unteren Teil seiner unrunden Querschnittsform eine kleinere Teilquerschnittsgröße als im oberen Teil hat, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur unterschiedlicher Anreicherungsgrade der in den Leitungsästen (7a, 7b) geführten Gemische unterschiedliche Innenquerschnittsformen für die zwei Leitungsäste (7a, 7b) in der V/eise vorgesehen sind, daß der Leitungsast, der unkorrigiert das reichere Gemisch führt, im unteren Teil der unrunden Querschnittsform eine kleinere Teilquerschnittsgröße aufweist als der andere Leitungsast

2. Ansaugleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der unrunden Querschnittsform einen kleineren Innenkrümmungsradius als der obere Teil hat

3. Ansaugleitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leitungsast (7a, 7b) unrunden Innenquerschnitt hat, wobei der Leitungsast, der unkorrigiert das ärmere Gemisch führt, eine asymmetrische Innenquerschnittsform hat, deren unterer Teil eine größere Querschnittsgröße als der obere Teil hat

4. Ansaugleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsäste (12a, 126, \2c) in an sich bekannter Weise ungleiche Längen haben.

5. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einem Ansaugleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungsäste (7a, 7b) Maschinenzylinder speisen, deren Einlaßventilzeiten einander überlappen.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Installation in geneigter Lage, so daß die Einlaßöffnungen für die Zylinder unterschiedliche Höhenlagen haben.