DE3127082A1

DE3127082A1 - "kanalsystem zum zufuehren von sekundaerluft einer mehrzylinder-brennkraftmaschine"

Info

Publication number: DE3127082A1
Application number: DE19813127082
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. 7251 Weissach Brachert
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1983-01-27

Description

Kanalsystem- zum Zuführen
von Sekundärluft einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft ein Kanalsystem zum Zuführen von Sekundärluft in die Auslaßkanäle einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen in der Praxis ausgeführten Kanalsystemen für die Sekundärluft sind die in die Auslaßkanäle mündenden Einzelkanäle gleich lang und auch im Querschnitt gleich. Es hat sich nun gezeigt, daß auf diese Weise keine gleichmäßige Verteilung der Sekundärluft auf die einzelnen Auslaßkanäle erreichbar ist, wodurch auch die damit angestrebte Verbesserung der Nachreaktion der Abgaskomponenten HC und CO ungleichmäßig wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, durch eine besondere konstruktive Gestaltung und Bemessung des Sekundärluft-Kanalsystems eine gleichmäßige Luftverteilung auf die Aus laßkanäle zu erzielen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
Es ist zunächst überraschend, daß man aus einem Sammelkanal eine Gleichverteilung auf Einzelkanäle erhält, indem man die Querschnitte der Einzelkanäle stromaufwärts von Einzelkanal zu Einzelkanal schrittweise kleiner macht.
Normalerweise würde man annehmen, daß das Strömungsmedium bestrebt ist, wegen der geringeren Reibung den kürzesten Weg zu einem Auslaßkanal zu nehmen, der an der Luftzuleitungsseite des Sammelkanals liegt. Ausgehend von dieser Vorstellung würde man im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung die Einzelkanal-Querschnitte stromaufwärts schrittweise vergrößern, wie beispielsweise Kanalsysteme von Zylinder-Kühlwasserleitungen ausgeführt sind; dort auch deshalb, weil die Temperatur des Kühlwassers stromaufwärts zunimmt. Im Unterschied zu solchen mehr statischen Systemen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit und überwiegendem Reibungseinfluß ist bei der Zuführung und Verteilung von Sekundärluft die hydrodynamische Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck ausschlaggebend. Die im Sammelkanal strömende Luft staut sich am geschlossenen Ende des Sammelkanals. Die Geschwindigkeit nimmt zum Staupunkt hin ab, entsprechend der statische Druck an den Einzelkanälen. Demzufolge würde bei gleicher Bemessung der Einzelkanäle den staupunktseitigen Einzelkanälen mehr Luft zugeführt. Das wird erfindungsgemäß vermieden, indem der Querschnitt der Einzelkanäle zunehmend kleiner ausgeführt wird, je weiter sie von der Luftzuleitung des Sammelkanals entfernt sind. Auf diese Weise läßt sich auf einfachste und kostengünstigste Weise eine gleichmäßige Verteilung der Sekundärluft auf die Auslaßkanäle der Brennkraftmaschine erreichen. Wie stark die Querschnitte abnehmen müssen, hängt von dem Verhältnis: mittlere Querschnittsfläche der Einzelkanäle zur Querschnittsfläche des Sammelkanals ab. Nur wenn dieses Verhältnis extrem klein wäre und die Luftgeschwindigkeit im gesamten Sammelkanal praktisch Null wäre, könnten die Einzelkanäle auch gleich groß sein.
Die Kanäle sind im Zylinderkopf gebohrt oder es werden dafür Rohre im Zylinderkopf eingegossen.
Ein Ausführungsbeipsiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt: Fig. 1 Kanalsystem für Sekundärluft im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 Schnitt in vergrößerter Darstellung nach Linie II-II der Fig. 1.
In dem Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist ein Sammelkanal 2 gebohrt, an dessen einen Seite 3 Sekundärluft über einen nicht gezeichneten Schlauch zugeleitet wird. An der anderen Seite 4 ist der Sammelkanal 2 verschlossen. Der Sammelkanal 2 verläuft in Längsrichtung der Brennkraftmaschine, parallel zu den Achsmitten 5', 6', 7', 8', von vier Auslaßkanälen 5, 6, 7, 8, die über vier gebohrte Einzelkanäle 9, 10, 11, 12 mit dem Sammelkanal 2 verbunden sind. Die Einzelkanäle 9, 10, 11, 12 gehen als senkrechte Bohrungen von dem Sammelkanal 2 aus und münden in die gekrümmten Auslaßkanäle 5, 6, 7, 8. Die Durchmesser der Einzelkanäle werden längs des Sammenkanals mit zunehmendem Abstand zu der Lufteintrittsseite 3 immer kleiner. Der in Fig. 2 sichtbare Einzelkanal 12 hat einen Durchmesser von 7 mm. Er verläuft wie alle anderen Einzelkanäle auch annähernd parallel zu der Achse 13 eines Auslaßventils. Der an der verschlossenen Seite 4 des Sammelkanals 2 gelegene Einzelkanal 9 hat einen Durchmesser von 4 mm, während der Sammelkanal einen Durchmesser von 10 mm aufweist.
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Claims

Patentansprüche Kanalsystem zum Zuführen von Sekundärluft in die Auskanäle einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, mit einem für die Luftzuleitung einseitig offenen Sammelkanal, von dem mehrere auf Abstand zueinander liegende Einzelkanäle ausgehen, die jeweils in einen Auslaßkanal münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Einzelkanäle (9, 10, 11, 12) unterschiedlich groß und derart bemessen sind, daß die Sekundärluft auf die Auslaßkanäle (5, 6, 7, 8) gleichmäßig verteilt wird.
2. Kanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle (9, 10, 11, 12) gleich lang sind und ihre Querschnitte mit dem größer werdenden Abstand der Einzelkanäle zur Luftzuleitungsseite (3) des Sammelkanals (2) zunehmend kleiner ausgeführt sind.
3. Kanalsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkanal (2) in Längsrichtung der Brennkraftmaschine, parallel zur Verbindungslinie der Auslaßkanal-Achsmitten (5', 6', 7', 8') verläuft und daß die Einzelkanäle (9, 10, 11, 12) senkrecht vom Sammelkanal (2) ausgehen und stumpfwinklig in die gekrümmten Auslaßkanäle (5, 6, 7, 8) münden.
4. Kanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammelkanal ein Rohr im Zylinderkopf (1) eingegossen ist, oder daß er gebohrt ist, und daß die Einzelkanäle quer dazu gebohrt sind.
5. Kanalsystem nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vehältnis: Durchmesser der Einzelkanäle (9, 10, 11, 12) zum Durchmesser des Sammelkanals 1/3 bis 1/2 beträgt.