DE2710028C3 - Ansauganlage für einen mehrzylindrigen, fremdgezündeten Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansauganlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer derartigen, durch die US-PS 39 96 907 bekannten Ansauganlage wird der von der Fallstromleitung für den unteren Leistungsbereich in die Mischkammer eingeleitete Gemischstrom umgelenkt und verwirbelt, wobei mitgeführte Flüssigkeitströpfchen ausgetragen werden, welche auf die aufgeheizten Wandungen der Mischkammer treffen und dort verdampft werden. Es wird somit ein äußerst homogenes Gemisch aus Luft und Treibstoffdämpfen hergestellt, welches dann in den Ansaugkriimmer eingeleitet wird und hierbei sicherstellt, daß alle Brennräume des zugeordneten Verbrennungsmotors ein Gemisch mit jeweils etwa gleichartiger Zusammensetzung erhalten. Es ist somit möglich, das Gesamtgemisch nahezu bis zur technisch möglichen Grenze abzumagern, um hierdurch zu verhindern, daß in den Auspuffgasen bestimmte Schadstoffemissionen auftreten.

Während die bekannte Ansauganlage bei laufendem Motor zufriedenstellend arbeitet, schlägt sich bei Kaltstart während des Anlassens Treibstoff in der Mischkammer nieder, so daß erst dann ein zündfähiges Gemisch die einzelnen Motorzylinder erreicht, wenn nach längerem Anlassen allmählich vom Luftstrom durch die Mischkammer genügend Treibstoff mitgenommen wird.

Durch die FR-PS 8 86 698 ist bereits seit längerem eine weitere Lösung der Aufgabe bekannt, jedem Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors die gleiche und möglichst genau bemessene Treibstoffmenge zuzuführen, indem der Ansaugkrümmer nahe den dem Vergaser nächstgelegenen Zylindern eine jeweils einem Zylinder zugeordnete Flüssigkeitsfalle aufweist, die über eine Rohrleitung mit einem zugeordneten, vom Vergaser weiterentfernten Zylinder verbunden ist. Wenn während des Warmlaufens der gesamte Ansaugkrümmer noch kalt ist, dann schlägt sich bei den dem Vergaser benachbarten Zylindern flüssiger Treibstoff nieder, wird von den Flüssigkeitsfallen aufgefangen, über die Leitung zu den mit zu magerem Gemisch betriebenen, entfernten Zylindern geführt und dort unmittelbar in das dem Zylinder zugeordnete Ansaugrohr eingesaugt.

Die bekannte Anlage stellt somit eine gleichmäßige Verteilung des Treibstoffs auf alle Zylinder sicher, ist aber während des eigentlichen Anlaßvorganges in der Regel wirkungslos: da, wie oben erwähnt, nach dem V/armlaufen des Motors sich auch der Ansaugkrümmer erwärmt und sich somit kein Treibstoff mehr niederschlägt, sind die Rohrverbindungen zur Überleitung überschüssigen Treibstoffes leer, wenn man den warmen Motor zum Stillstand bringt Wird der Motor nach Abkühlung wieder gestartet, dann muß erst so viel Treibstoff im Ansaugkrümmer ausgefallen sein, daß die einzelnen Rohrleitungen vollgelaufen sind, bevor die bekannte Anlage wirksam wird, so daß sie mithin keine Starthilfe bieten kann.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten der eingangs genannten, bekannten Anlage beim Anlassen bei kaltem Motor zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs gelöst.

Beim Kaltstart schlägt sich eine gewisse Menge flüssigen Brennstoffs an der Wand der Vergaser-FaII-stromleitung nieder, welche für den unteren Leistungsbereich vorgesehen ist, und sammelt sich beim Hinunterfließen in der Ringkammer, von wo aus sie direkt in den Ansaugkrümmer ausläuft. Dieser flüssige Treibstoff gelangt somit nicht in die Mischkammer, in welcher er zu erheblichen Störungen führen könnte (starke Überfettung des Gemisches nach Erwärmen der Mischkammerwände durch Auspuffgase), sondern wird vielmehr unmittelbar dem Ansaugkrümmer zugeführt, wo er zur Anreicherung der durch die Mischkammer geströmten Luft und somit zum rascheren Anspringen des Motors beiträgt.

Ist der Motor angesprungen, dann stellen sich in der genannten Fallstromleitung erheblich höhere Geschwindigkeiten und eine höhere Turbulenz ein, welche zur besseren Verwirbelung und somit Mischung des Luft/Treibstoffgemisches führen, so daß sich an dem Wänden aer Fallstromleitung nicht mehr Treibstoff in nennenswerter Menge niederschlägt. Die Mischkammer kann nun ihre vorteilhafte Wirkung voll entfalten, ohne durch die von der Ringkammer gebildete Flüssigkeitsfalle beeinträchtigt zu sein, welche mit dem Ansaugkrümmer durch nur kleine Öffnungen verbunden ist, welche bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten einen so erheblichen Strömungswiderstand bilden, daß ein Strömungskurzschluß durch Abfließen des Gemischs durch die kleinen Öffnungen statt durch die Mischkammer wirksam verhindert ist.

Ein in der Fallstromleitung eines Vergasers befestigter Ring, der zur Vergaserwandung eine Ringkammer bildet, die als Flüssigkeitsfalle dient und kleine Auslauföffnungen aufweist, ist bereits durch die US-PS 17 85 501 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung münden jedoch die kleinen Auslauföffnungen wieder in die Fallstromleitung ein, so daß die bekannte Einrichtung den an den Wänden der Fallstromleitung herabfließenden Treibstoff nicht zu der Stelle hin abführt, an der er benötigt wird, sondern vielmehr nochmals zerstäubt und in den Hauptluftstrom des Vergasers wieder einleitet.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt einer Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung an einem Reihenmotor,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig.3 einen schematischen Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung für einen V-Motor und

Fig.4 einen Schnitt einer Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Mischkammer mittels der Kühlflüssigkeit beheizbar ist

Das erste, in der Zeichnung dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel ist bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor mit verbesserter Brennstoffverteilung angewandt, welcher Einrichtungen zum Zerstäuben von Benzin in einer Fallstromleitung, Ansaugleitungen zum Zuführen des Luft-Brennstoffgemisches zu jedem Zylinder und eine geschlossene Kammer aufweist, welche einen mit der Fallstromleitung strömungsverbundenen Einlaß und an ihrer Oberseite einen mit den Ansaugleitungen verbundenen Auslaß is aufweist, wobei zum Verbessern der Kaltstarteigenschaften in der Fallstromleitung zwischen Kammer und Drosselklappe eine Flüssigkeitsfalle zum Auffangen von an der Innenwand des ersten LeitungsstücKs herabfließenden flüssigem Brennstoff angeordnet ist und wobei eine die Flüssigkeitsfalle mit den Ansaugleitungen verbindende kleine öffnung in der Wandung der Fallstromleitung vorgesehen ist, um die Überführung des flüssigen Brennstoffes von der Flüssigkeitsfalle unter Umgehung der Kammer unmittelbar in die Ansaugleitungen zu gestatten.

Die in F i g. 1 dargestellte Ansauganiage weist einen Vergaser 1 mit einem Hauptmischkanal 2 und einem Zusatzmischkanal 3 auf. In einem Haupt- und einem Zusatzventurirohr 4 bzw. 5 des Vergasers wird jeweils ein Luft-Brennstoff gemisch erzeugt. Das Volumen des den Haupt- und Zusatzmischkanal durchströmenden Gemisches ist jeweils von einer Drosselklappe 6 bzw. 7 gesteuert.

Über einen Auslaß 10 einer Brennkraftmaschine 11 ausströmende Abgase gelangen über einen Auspuffkrümmer 12 in ein Gehäuse 13, welches von einem Hauptdurchlaß 14 und einem Nebendurchlaß 15 durchsetzt ist. Eine Klappe 16 steuert die Strömung der heißen Abgase, welche das Gehäuse 13 dann über ein Auspuffrohr 17 verlassen.

Im Hauptdurchlaß 14 ist eine Mischkammer 20 mit einem Einlaß 21 und einem Auslaß 22 angeordnet. Ein erstes Leitungsstück 23 verbindet den Hauptmischkanal 2 mit dem Einlaß 21. Ein zweites Leitungsstück 24 verbindet den Auslaß 22 mit einem Ansaugkrümmer 25, welcher zu den Einlassen 26 der einzelnen Zylinder führt. Leitungsstück 23 und Hauptmischkan&l 2 bilden eine für den unteren Leistungsbereich vorgesehene Fallstromleitung.

Im ersten Leitungsstück 23 ist ein rohrförmiger Ring 30 angeordnet, welcher zur Innenwandung des ersten Leitungsstücks 23 einen gewissen Abstand von beispielsweise etwa 2 bis 5 mm hat und am unteren Ende durch einen Abschlußring 31 abdichtend mit der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 23 verbunden ist. Dadurch ist zwischen dem Ring 30 und der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 23 eine ringförmige Kammer 32 gebildet.

Nahe dem unteren Ende der Kammer 32 ist die Wandung des ersten Leitungsstücks 23 entlang ihrem Umfang von mehreren kleinen öffnungen 33 mit einem Durchmesser von ca. 3 bis 8 mm oder von etwa 2x6 mm messenden Schlitzen durchsetzt, welche einen Durchlaß zum Ansaugkrümmer 25 darstellen.

Beim Kaltstart der Maschine 11 strömt zunächst Brennstoff in einem Luft-Brennstoff verhältnis von ca. 1 :1 in den Hauptmischkanal. Ein großer Teil dieses Brennstoffs wird von der Drosselklappe 6 zur Wandung des Mischkanals abgelenkt und fließt nun an der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 23 abwärts in die Ringkammer 32. Von dieser aus fließt er dann durch die öffnungen 33 direkt in den Ansaugkrümmer 25 und zu den Einlassen der einzelnen Zylinder, so daß die Maschine im kalten Zustand schnell anspringt.

Ist die Maschine dann angesprungen, so erhöht sich die über den Hauptmischkanal 2 angesaugte Luftmenge, wodurch der Brennstoff feiner zerstäubt wird und das Luft-Brennstoffgemisch mit erhöhter Geschwindigkeit und Turbulenz durch den Mischkanal strömt, so daß sich nur sehr wenig flüssiger Brennstoff an der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 23 niederschlägt. Damit strömt nun im wesentlichen die gesamte Menge des Luft-Brennstoffgemischs über das erste Leitungsstück 23 und den Einlaß in die Mischkammer 20, in welcher durch starke Turbulenz ein gleichförmiges Gemisch entsteht. Dieses strömt dann durch den Auslaß 22 und das zweite Leitungsstück 24 in den Ansaugkrümmer 25 und diesem zu den Einlassen 26 der einzelnen Zylinder.

Ein weiterer zur Gleichförmigkeit des in der Mischkammer 20 aufbereiteten Luft-Brennstoffgemischs beitragender Faktor ist die Länge des ersten Leitungsstücks 23. Diese beträgt vorzugsweise etwa das Zwei- bis Fünffache seines Durchmessers, so daß der Strömungsweg für das Luft-Brennstoffgemisch also langer ist als üblich und darin eine stärkere Durchmischung stattfindet als in herkömmlichen Ansaugsystemen.

Bei erhöhter Belastung öffnet die Zusatz-Drosselklappe 7, so daß zusätzliches Luft-Brennstoffgemisch aus dem Zusatz-Mischkanal 3 etwa gegenüber der Ausmündung des zweiten Leitungsstücks 24 direkt in den Ansaugkrümmer 25 gesaugt wird. Dadurch, daß der Zusatz-Mischkanal 3 im wesentlichen gegenüber dem zweiten Leitungsstück 24 in den Ansaugkrümmer 25 mündet, wird im Leerlauf oder Teillastbetrieb an der Zusatzdrosselklappe 7 vorüber einströmende Luft mit der Gesamtmenge des im Hauptmischkanal aufbereiteten Luft-Brennstoffgemischs vermischt, bevor dieses auf die einzelnen Zylinder verteilt wird, so daß also auch im Leerlauf und Teillastbetrieb ein gleichförmiges Luft-Brennstoffverhältnis gewährleistet ist. Der Zusatz-Mischkanal 3 bildet eine zusätzliche Fallstromleitung für den oberen Leistungsbereich.

F i g. 3 zeigt das verbesserte Ansaugsystem an einem V-Motor. Ein Vergaser 40 hat einen Hauptmischkanal 41 mit einem Venturirohr 42 und einer Drosselklappe 43. Ein Auspuff-Querstück 44 verbindet einen Auslaß 45 einer Zylinderreihe mit einem Auslaß 46 der anderen Zylinderreihe. An den Auslässen der Zylinderreihen ist jeweils ein Auspuffkrümmer 47 bzw. 48 angeschlossen. Eine Auspuff-Drosselklappe 49 steuert die Abgasströme durch ein Auspuffrohr 50 und das Auspuff-Querstück 44 relativ zueinander.

Im Auspuff-Querstück 44 ist eine Mischkammer 51 mit einem Einlaß 52 und Auslässen 53, 54 angeordnet. Zwei Ausgangskrümmer 55, 56 speisen in herkömmlicher Weise jeweils die Hälfte der Zylinder.

Ein erstes Leitungsstück 57 bildet einen verlängerten Strömungsweg vom Hauptmischkanal 41 zur Mischkammer 51. Jeweils ein zweites Leitungsstück 58, 59 verbindet den Auslaß 53 bzw. 54 der Kammer 51 mit dem zugeordneten Ansaugkrümmer 55 bzw. 56. Der Hauptmischkanal 41 und das Leitungsstück 57 bilden eine Fallstromleitung für den unteren Leistungsbereich. Das erste Leitungsstück 57 enthält eine Flüssigkeits-

falle. Diese ist aus einem konzentrisch in einem Abstand von etwa 2 bis 5 mm von der Innenwandung darin eingesetzten Ring 60 gebildet, welcher am unteren Ende mittels eines Abschlußrings 61 abdichtend mit der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 57 verbunden ist und eine Ringkammer 62 begrenzt. Eine Reihe von die Wandung d-'s ersten Leitungsstücks 57 nahe rfcin unteren Ende uer Ringkammer 62 durchsetzenden öffnungen oder Schlitzen 65,66 mit einem Durchmesser von ca. 3 bis 8 mm bzw. Abmessungen von 2x6 mm bildet die Ringkammer mit den Ansaugkrümmern 55 bzw. 56 verbindende Durchlässe.

Beim Kaltstart des Motors wird Luft und flüssiger Brennstoff in den Hauptmischkanal 41 gesaugt. Die Drosselklappe 43 lenkt einen großen Teil des Brennstoffs zur Innenwandung des Mischkanals 41 und des ersten Leitungsstücks 57 ab. Der flüssige Brennstoff fließt an der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 57 herab in die Ringkammer 62 und gelangt von dieser über die Durchlässe 65, 66 in die Ansaugkrümmer 55 und 56. so daß der Motor schnell anspringt.

Nach dem Anspringen des Motors erhöht sich das durch den Hauptmischkanal 41 angesaugte Luftvolumen, so daß ein großes Volumen an Luft-Brennstoffgemisch entsteht, welches dann durch das erste Leitungsstück 57 ind den Einlaß 52 in die Mischkammer 51 gesaugt wird. Bei der Durchströmung des ersten L.eitungssi.ücks 57 und der Mischkammer 51 wird das Lufibrennstoffgemisch sehr stark durchwirbelt, so daß ein sehr gleichförmiges Gemisch entsteht.

Ein Tei des Gemischs strömt durch den Auslaß 53 und das zweite Leitungsstück 58 in den Ansaugkrümmer 55. Ein anderer Teil des Gemischs strömt durch den Auslaß 54 und das zweite Leitungsstück 59 in den Ansaugkrummer 56. Die Ansaugkrummer 55 und 5b verteilen das Gemisch dann auf die einzelnen Zylinder.

Solange der Motor noch kalt ist. b>ibt die Auspuff-Drosselklappe 49 geschlossen, so daß die

Abgase der linken Zylinderreihe über das Auspuff-Querstück 44 in den rechten Auspuffkrümmer 48 strömen. Dadurch wird die Mischkammer 51 erwärmt, so daß sich das Betriebsverhalten des Motors verbessert. Erreicht der Motor dann seine Betriebstemperatur, so öffnet sich die Auspuff-Drosselklappe 49, so daß die Abgase der linken Zylinderreihe nun über das Auspi ii >hr 50 ausströmen können.

F i g. 4 /xigt eine turbulent durchströmte Ansauganlage, in welche die Turbulenzkammer mittels der Kühlflüssigkeit des Motors beheizt wird. Man erkennt einen Hauptmischkanal 70, eine Starterklappe 71, eine Drosselklappe 72 ein erstes Leitungsstück 73, eine Flüssigkeitsfalle 74, eine die Wandung des ersten Leitungsstücks 73 durchsetzende Öffnung 75, eine Mischkammer 76 mit einem Einlaß 77 und einem Auslaß 78, ein zweites Leitungsstück 79 und einen Ansaugkrümmer 80. Gegenüber der Mündung des zweiten Leitungsstücks 79 mündet ein Zusatz-Mischkanal 81 in den Ansaugkrümmer 80. Ein die Kammer 76 zu einem Teil umgebender Mantel 82 ist mit dem Kühlwassersystem der (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine verbunden, so daß er von der heißen Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Hauptmischkanal 70 und Leitungsstück 73 sowie 2'usatz-Mischkanal 81 bilden die Fallstromleitungen für den unteren bzw. oberen Leistungsbereich.

Die Wirkungsweise ist die gleiche wie sie anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele erläutert wurde. Während des Anlassens fließt flüssiger Brennstoff an der Innenwandung des ersten Leitungsstücks 73 herab und sammelt sich in der Flüssigkeitsfalle 74. Von dieser aus gelangt er durch die öffnungen 75 hindurch direkt in den Ansaugkrümmer 80. Nach dem Anspringen der Maschine durchströmt das Gemisch aus zerstäubtem Brennstoff und Luft die Mischkammer 76 auf seinem Weg zum Ansaugkrümmer 80.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ansauganlage für einen mehrzylindrigen, fremdgezündeten Verbrennungsmotor, mit einem Vergaser, der zwei Fallstromleitungen aufweist, wobei die für den unteren Leistungsbereich vorgesehene in einer von der Motorabwärme beheizten Mischkammer einmündet, welche an ihrer Oberseite mit dem Ansaugkrümmer des Motors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit der Mischkammer (20; 51; 76) verbundenen Fallstromleitung (22; 57; 73) durch einen konzentrisch eingesetzten Ring (30; 60; 74) eine ringförmige, nach unten abgeschlossene Ringkammer (32; 62) als Flüssigkeitsfalle vorgesehen ist, die über mindestens eine kleine Auslauföffnung (33; 65, 66; 75) unter Umgehung der Mischkammer (20; 51; 76) unmittelbar mit dem Ansaugkrümmer (25; 55, 56; 80) verbunden ist.

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