DE3228043A1

DE3228043A1 - Stroemungs-steuereinrichtung fuer einen einlasskanal mit spiralfoermiger gestaltung

Info

Publication number: DE3228043A1
Application number: DE19823228043
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Toyota Aichi Isogai; Ituo Okazaki Aichi Koga; Kiyoshi Susono Shizuoka Nakanishi; Takeshi Okumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1983-02-10
Also published as: US4470386A; JPS5816323U; JPS6023468Y2

Description

Strömungs-Steuereinrichtung für einen Einlaßkanal
mit spiralförmiger Gestaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungs-Steuereinrichtung für einen spiralförmig gestalteten Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.

Ein spiral- oder schraubenförmig gestalteter Einlaßkanal weist normalerweise einen um das Einlaßventil der Brennkraftmaschine herum ausgebildeten schnecken- bzw. schrauben- oder spiralförmig geformten Helix- bzw. Spiralabschnitt und einen im wesentlichen geradlinig verlaufenden Eintrittskanalabschnitt auf, der tangential mit dem Spiralabschnitt in Verbindung steht. Wenn allerdings ein derartiger schnecken- bzw. spiralförmiger Einlaßkanal so ausgebildet ist, daß in der Brennkammer der Brennkraftmaschine dann, wenn die Brennkraftmaschine mit kleinen Drehzahlen und mit einer geringen Belastung betrieben wird, d.h., wenn die in dem Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge sehr klein ist, eine sehr starke Wirbel-

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bzw. Drallbewegung hervorgerufen wird, tritt, da der innerhalb des spiralförmig gestalteten Einlaßkanals strömenden Luft ein großer Strömungswiderstand entgegengesetzt wird, das Problem auf, daß der volumetrische Wirkungsgrad vermindert wird, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und bei hoher Belastung betrieben wird, d.h., wenn die in dem Zylinder der Brennkraftmaschine einge- ■ . speiste Luftmenge groß ist.

Um ein derart gelagertes Problem zu beseitigen, wurde vom Erfinder bereits eine Strömungs-Steuereinrlchtung vorgeschlagen, gemäß der ein Bypaß-Kanal, der vom Eintrittskanalabschnitt abzweigt und mit dem den Spiralverlauf beendenden Abschnitt bzw. dem Spiral-Auslaufabschnitt des Spiralabschnitts in Verbindung steht, im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Ein normalerweise geschlossenes Strömungs-Steuerventil, das durch ein Stellglied betätigbar ist, ist im Bypaß-Kanal angeordnet und wird unter dem Betrieb bzw, der Ansteuerung des Stell-

glieds geöffnet, wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Da bei dieser Strömungs-Steuereinrichtung dann, wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftnienge groß ist, d.h., wenn die Brennkraftmaschine bei großer Belastung und einer hohen Drehzahl betrieben wird, ein Teil der in den Einlaßkanalabschnitt eingeführten Luft über den Bypaß-Kanal in den Spiralabschnitt des schneckengehäuse- bzw. schraubenförmig gestalteten Einlaßkanal gespeist bzw. geführt wird, wird der Strömungswiderstand des spiralförmigen Einlaßkanals reduziert, wodurch es möglich wird, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen.
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Diese Strömungs-Steuereinrichtung deutet allerdings nur das Grundprinzip einer Betriebsweise an. Deshalb bleiben bei der Umsetzung einer derartigen Strömungs-Steuereinrichtung in die Praxis verschiedene Probleme noch zu lö_T sen, beispielsweise die Fragen zu beantworten, wie man die Herstellungs- bzw. Produktionszeiten und die Herstellungskosten reduzieren, wie man die Strömungs-Steuereinrichtung auf einfache Weise herstellen und wie man einen zuverlässigen Betrieb der S"trömungs-Steuereinrichtung erhalten bzw. erzielen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungs-Steuereinrichtung mit einem spiralförmigen Einlaßkanal zu schaffen, die vom konstruktionstechnischen Aufbau her geeignet ist, das Grundprinzip der Betriebsweise in die Praxis umzusetzen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Nachstehend werden anhand schematiseher Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ,

Fig. 2 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie II-II in Fig. 1,
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Formgebung des spiral- bzw.
schneckenförmigen Eingangskanals,

Fig. 4 eine Draufsicht der Fig. 3,

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* Fig. 5 eine Schnittansicht bei einer Schnitt führung entlang des Bypaß-Kanals in Fig. 3,

Fig. 6 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie VI-VI Γη Fig. 4,

Fig. 7 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie VII-VII in Fig. 4,

Fig. 8 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 4,

Fig. 9 eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines
Drehschiebers bzw. eines Drehschiebeventils,
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Fig. 10 eine Seitenansicht der Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht der Fig. 9, und

Fig. 12 eine Ansicht zur Darstellung der Gesamtheit der Strömungs-Steuereinrichtung.

Im folgenden soll auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen werden, in denen das Bezugszeichen 1 einen Zylinderblock, 2 einen im Zylinderblock 1 hin- und herbewegbaren Kolben, 3 einen am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf und 4 eine zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderkopf 3 ausgebildete Brennkammer bezeichnen; die Bezugsnummer 5 bezeichnet ein Einlaßventil, 6 einen im Zylinderkopf ausgebildeten schneckengehäuseförmigen bzw. spiralförmigen Einlaßkanal, 7 ein Auslaßventil und 8 einen im Zylinderkopf 3 ausgebildeten Auslaßkanal. Eine (nicht gezeigte) Zündkerze ist in der Brennkammer 4 angeordnet.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen schematisch die Formgebung des in Fig. 2 dargestellten schneckengehäuseförmig bzw.

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schrauben- oder spiralförmig ausgebildeten Einlaß— bzw. Ansaugkanals 6. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist der spiralförmig gestaltete Einlaßkanal 6 einen Einlaß- bzw. Eintrittskanalabschnitt A, dessen Längs-Mittelachse leicht gekrümmt ist, und einen Schnecken- bzw. Spiralabschnitt B auf, der um den Ventilschaft des Einlaßventils 5 herum ausgebildet ist. Der Eintrittskanalabschnitt A ist tangential mit dem Spiralabschnitt B verbunden. Wie in den Fig. 3, 4 und 7 dargestellt ist, weist die Seitenwand 9 des

XO Eintrittskanalabschnittes A, die in der Nähe der Helixachse b lokalisiert ist bzw. zu liegen kommt, an ihrem oberen Abschnitt einen geneigten bzw, schräg verlaufenden Wandabschnitt 9a auf, der so angeordnet ist, daß er nach unten gerichtet ist. Die Breite bzw. die Erstreckung des ge-

neigt verlaufenden Wandabschnittes 9a nimmt zum Spiralabschnitt B hin immer mehr zu, so daß, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, im Verbindungsabschnitt zwischen dem Eintrittskanalabschnitt A und dem Spiralabschnitt B der gesamte Abschnitt der Seitenwand 9 schräg nach unten geneigt verläuft. Die obere Hälfte der Seitenwand 9 ist über einen sanften bzw. glatten Übergang mit der Umfangswand eines zylindrischen Vorsprungs 11 (Fig. 2) verbunden, der auf der oberen Wand des Einlaßkanals 6 an einer Stelle ausgebildet ist, die um die Ventilführung 10 des Einlaßventils 5 herum liegt. Die untere Hälfte der Seitenwand .9 steht am Spiral-Endabschnitt bzw. -Auslaufabschnitt C des Spiralabschnitts B mit der Seitenwand 12 des Spiralabschnittes B in Verbindung. Ferner ist die obere Wandung bzw. Wand 13 des Spiralabschnittes B an dem die Spirale ab-

schließenden Abschnitt, d.h., am Spiral-Endabsehnitt C des Spiralabschnitts B. mit einer steil geneigten Wand bzw. mit einem steil geneigten Wandungsabschnitt D verbunden.

Wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, sind im Zylinder kopf 3 Bypaß-Kanäle 14 ausgebildet bzw. in den Zylinderkopf eingeformt, die von den Eintrittskanalabschnitten

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A der entsprechenden Einlaßkanäle 6 abzweigen und jeweils einen im wesentlichen gleichförmigen bzw. gleichbleibenden Querschnitt besitzen- Jeder Bypaß-Kanal 14 steht mit dem Spiral-Auslaufabschnitt C des zugehörigen Einlaßkanals 6 in Verbindung. Jede Einlaß- bzw. Eintrittsöffnung 15 der Bypaß-Kanäle 14 ist auf der Seitenwand 9 an einer
Stelle ausgebildet, die sich nahe dem Eintrittsöffnungsende des Eintrittskanalabschnittes A des entsprechenden Einlaßkanals 6 befindet. Jede Austrittsöffnung 16 der jeweiligen Bypaß-Kanäle 14 ist am oberen Endabschnitt der Seitenwand 12 am Spiral- bzw. Spiralen-Endabschnitt C des entsprechenden Einlaßkanals 6 ausgebildet.

Im Zylinderkopf 3 sind ferner Ventil-Aufnahmebohrungen 17 ausgebildet, die sich quer zu den jeweiligen entsprechenden Bypaß-Kanälen 14 erstrecken. In die jeweiligen Ventil-Aufnahmebohrungen 17 sind Drehschieber bzw. Drehschiebeventile 18 eingesetzt, die jeweils als Strömungs-Steuerventile fungieren.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wird jede Ventil-Aufnahmebohrung 17 von einer zylindrischen Bohrung gebildet, die von der oberen Oberfläche des Zylinderkopfs 3 nach unten gebohrt ist und über ihre gesamte Längenerstreckung einen gleichmäßigen bzw. gleichbleibenden Durchmesser besitzt. Die Ventil-Aufnahmebohrung 17 erstreckt sich über den Bypaß-Kanal 14 hinaus nach unten, so daß in der Bodenwandung des Bypaß-Kanals 14 eine Ausnehmung 19 ausgebildet wird. Im oberen Abschnitt der Ventil-Aufnahmebohrung 17 ist ein Innengewinde 20 ausgebildet, in das eine Drehschieber-Halterung 21 eingeschraubt ist. Die Drehschieber-Halterung

21 weist an ihrer äußeren Umfangswand einen Umfangsflansch

22 auf, zwischen dem und dem Zylinderkopf 3 ein Dichtungselement 23 eingesetzt ist. In der Drehschieber-Halterung 21 ist eine Bohrung 24 ausgebildet, in die ein Ventil-

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schaft 25 des Drehschieberventils 18 so eingesetzt ist, daß sich der Ventilschaft darin drehen kann. Am unteren Ende des Ventilschafts 25 ist ein Ventilkörper 26 in Form einer dünnen Platte - dieser Ventilkörper soll nachfolgend als Plattenventilkörper bezeichnet werden - befestigt, und am oberen Ende des Ventilschafts 25 ist mittels eines Schraubbolzens 29 über eine Druckscheibe 28 ein Arm 27 befestigt. An der äußeren Umfangswand des Ventilschaftes 25 ist in einer Höhe, die nahezu mit dem Niveau der oberen Stirnfläche der Drehschieber-Halterung 21 zusammenfällt, eine Ringnut 30 ausgebildet, in die ein C-förmiger Positionierungsring 31 mit Passung eingesetzt ist. Ferner ist auf den Ventilschaft 25 ein Dichtungselement 32 geschoben bzw. aufgesetzt und in festen Passungskontakt mit dem oberen Abschnitt der Drehschieber-Halterung 21 gebracht.

Wie in den Fig. 9 bis 11 dargestellt ist, weist der Arm 27 einen ersten Armabschnitt 27a und einen zweiten Armabschnitt 27b auf, der sich in eine Richtung erstreckt, die der Erstreckungsrichtung des ersten Armabschnitts 27a entgegengerichtet ist. An der Spitze des ersten Armabschnitts 27a ist ein Zapfen bzw. Stift 33 befestigt. Die jeweiligen ersten Armabschnitte 27a der Arme 27 der Drehschieber 18, die für die jeweiligen entsprechenden Zylinder vorgesehen sind, sind untereinander mittels einer Verbindungs- bzw. Koppelstange 34 verbunden. Die Koppelstange 34 weist eine Vielzahl von darin ausgebildeten und für die entsprechenden Drehschieber 18 vorgesehenen Schlitzen 35 auf, in die die Stifte 33 der Arme 27 lose eingepaßt sind. Die Schlitze 35 und die entsprechenden Stifte 33 bilden einen Bewegungs-Übertragungsmechanismus mit totem Gang - nachfolgend soll dieser Mechanismus als Totgang-Antriebsmechanismus bezeichnet werden - , und somit stehen die ersten Armabschnitte 27a der Arme 27 mit der Koppelstange 34 über den Totgang - Antriebsmechanismus in Verbindung. Am Zylinder-

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kopf 3 oder an der Drehschieber-Halterung 21 sind Anschläge 36 befestigt, die jeweils mit dem zweiten Armabschnitt 27b des jeweiligen Arms 27 in Funktionseingriff bringbar sind. Ferner sind auf die jeweiligen Ventilschäfte 25 Spulen- bzw. Schraubenfedern 37 gesetzt. Die einen Enden der Schraubenfedern 37 greifen hakenförmig um die jeweiligen zweiten Armabschnitte 27b, während die anderen Enden der Schraubenfedern 37 um die entsprechenden Anschläge 36 gehakt sind. Die Drehschiebefventile 18 werden ständig federnd in eine Richtung vorgespannt, die zur Öffnung der Drehschieberventile 18 mittels der entsprechenden Schraubenfeder 37 führt, so daß die zweiten Armabschnitte 27b in Kontakt mit den entsprechenden Anschlägen 36 gedrückt werden, um den Öffnungsgrad der Drehschieberventile 18 maximal zu halten.

Aus der Fig. 12 ist erkennbar, daß der Endabschnitt der die Arme 27der Drehschieber 18 untereinander verbindenden Koppelstange 34 mit einer Steuerstange 42 in Verbindung steht, die an einer Membran 41 einer unterdruck- bzw. vakuumbetätigten Membran-Stellvorrichtung 40 befestigt ist. Die Membran-Stellvorrichtung bzw. -Einrichtung 40 weist eine von der Atmosphäre durch die Membran 41 abgetrennte Unterdruckkammer 44 auf, wobei eine für die federnde Vorspannung der Membran 41 dienende Druckfeder 45 in die Unterdruckkammer 44 eingesetzt ist.

Am Zylinderkopf 3 ist ein Ansaugleitungsrohr 47 montiert, das mit einer Mehrfach-Vergaseranlage bzw. mit einem Mehrstufen-Vergaser 46 ausgestattet ist, der eine Primär-Vergaserstufe 46a und eine Sekundär-Vergaserstufe 46b aufweist. Die Unterdruckkammer 44 steht mit dem Inneren des Ansaugleitungsrohres 47 über eine Unterdruckleitung 48 in Verbindung. In der Unterdruckleitung 48 ist ein Rückschlagventil 49 angeordnet, das es der Luft ermöglicht,

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von der Unterdruckkammer 44 in das Ansaugleitungsrohr 47 zu strömen. Die Unterdruckkammer 44 ist ferner über eine atmosphärischen Druck führende Leitung 50 und ein Steuerventil 51 mit der Atmosphäre verbunden. Dieses Steuerventil 51 weist eine Vakuum- bzw. Unterdruckkammer 53 und eine Atmosphärendruckkamer 54 auf, wobei diese beiden Kammern 53 und 54 durch eine Membran 52 voneinander getrennt sind; das Steuerventil 51 weist ferner eine Ventilkammer 55 auf, die angrenzend an"die Atmosphärendruckkammer 54 angeordnet ist. Die Ventilkammer 55 steht einerseits über die Atmosphärenleitung 50 mit der Unterdruckkammer 44 und andererseits über eine Ventilöffnung 56 und über einen Luftfilter 57 mit der Atmosphäre in Verbindung. Ein das Öffnen bzw. den Öffnungsbetrieb der Ventilöffnung 56 steuernder Ventilkörper 58 ist in der Ventilkammer 55 angeordnet und über eine Ventilstange 59 mit der Membran 52 verbunden. In der Unterdruckkammer 53 ist eine Druckfeder 60 aufgenommen bzw. eingesetzt, um die Membran 52 federnd vorzuspannen; die Unterdruckkammer 53 steht über eine Unterdruckleitung 61 mit einem Venturiabschnitt 62 der Primär-Vergaserstufe 46a in Verbindung.

Der Vergaser 46 stellt einen Vergaser herkömmlicher Bauart dar. Wenn folglich der Öffnungsgrad des. Primär-Drosselventils 63 über ein vorbestimmtes Maß hinaus vergrößert wird, v/ird ein Sekundär-Drosselventil 64 geöffnet; wenn das Primär-Drosselventil 63 vollkommen geöffnet ist, ist auch das Sekundär-Drosselventil 64 voll geöffnet. Das Niveau des im Venturiabschnitt 62 der Primär-Vergaserstufe 46a produzierten Unterdrucks wird angehoben, wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste bzw. einströmende Luftmenge ansteigt. Folglich wird, wenn im Venturiabschnitt 62 ein großer Unterdruck erzeugt wird, d.h., wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und bei großer Belastung betrieben wird, die Membran 52 des Steuerventils 51 gegen die Wirkung der Druckfeder 60 in Fig.

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12 nach rechts bewegt. Als Folge davon öffnet der Ventilkörper 58 die Ventilöffnung 56, und somit wird die Unterdruckkammer 44 der Membraneinrichtung 40 zur Atmosphäre geöffnet. In diesem Moment bewegt sich die Membran 41 aufgrund der Federkraft der Druckfeder 45 gemäß Fig. 12 rtach unten. Als Folge davon bewegt sich auch die Koppelstange 34 und erreicht eine Stellung, wie sie in den Fig. 9 bis 11 dargestellt ist. Folglich befinden sich in diesem Betriebszustand die zweiten Armabschnitte 27b der Arme 27 mit den entsprechenden Anschlägen 36 in Anlagekontakt, wodurch der Öffnungsgrad der Drehschieberventile 18 präzise auf einem Maximalwert gehalten wird.

Für den Fall, daß der Öffnungsgrad des Primär-Drosselventils 63 klein ist, bewegt sich die Membran 52 des Steuerventils 51 andererseits, da jetzt das im Venturiabschnitt 62 erzeugte Vakuum bzw. der dort erzeugte Unterdruck klein ist, aufgrund der Federkraft der Druckfeder 60 gemäß der Darstellung in Fig. 12 nach links, und als Folge davon schließt der Ventilkörper 58 die Ventilöffnung 56. Ferner wird in dem Fall, daß der Öffnungsgrad des Primär-Drosselventils 63 klein ist, im Ansaugleitungsrohr 47 ein großer Unterdruck erzeugt. Da das Rückschlagventil 49 Öffnet, wenn das Niveau des im Ansaugleitungsrohr 47 erzeugten Unterdrucks größer als das des in der Unterdruckkammer 44 erzeugten Unterdrucks wird, und da das Rückschlagventil 49 schließt, wenn das Niveau des im Ansaugleitungsrohr 47 erzeugten Unterdrucks niedriger als das des in der Unterdruckkammer 44 erzeugten Unterdrucks wird, wird das Niveau des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 44 solange auf dem Maximalwert des im Ansaugleitungsrohr 47 erzeugten Unterdrucks gehalten, wie das Steuerventil 51 geschlossen bleibt. Wenn in der Unterdruckkammer 44 ein Unterdruck erzeugt wird, bewegt sich die Membran 41 gegen die Kraft der Druckfeder 45 gemäß der Darstellung in Fig. 12 nach

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1 oben und somit bewegt sich die Koppelstange 34 in eine Richtung, wie sie in den Fig. 11 und 12 durch den Pfeil F bezeichnet ist. Da die Enden der Schlitze 35 der Koppelstange 34 in Funktionseingriff mit den entsprechenden
Stiften 33 gelangen, werden folglich die Drehschieberventile 18 in einer durch den Pfeil K in Fig. 11 bezeichneten Richtung in Drehbewegung versetzt, wodurch jedes Dreh- ■
schieberventil 18 den zugeordneten Bypaß-Kanal 14
schließt. Folglich wird der Bypaß-Kanal 14 für den Fall, daß die Brennkraftmaschine mit einer kleinen Drehzahl und bei leichter Belastung betrieben wird, durch das Drehschieberventil 18 geschlossen. Für den Fall, daß die
Brennkraftmaschinen-Drehzahl niedrig ist, selbst wenn die Brennkraftmaschine unter großer Belastung arbeitet, und für den Fall, daß die Brennkraftmaschine unter geringer Last arbeitet, selbst wenn die Brennkraftmaschinen-Drehzahl hoch ist, bleibt das Steuerventil 51 geschlossen, da der im Venturiabschnitt 62 erzeugte bzw. hervorgerufene Unterdruck klein ist. Der Bypaß-Kanal 14 wird folglich durch das Drehschieberventil 18 geschlossen, wenn die

Brennkraftmaschine mit geringer Drehzahl bei großer Belastung und bei hoher Drehzahl mit leichter Last betrieben wird, da der Pegel bzw. das Niveau des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 44 auf dem oben erwähnten Maximal-Unterdruckwert gehalten wird.

Wie oben bereits erwähnt wurde, schließt das Drehschieberventil 18 den Bypaß-Kanal 14, wenn die Brennkraftmaschine mit kleiner Drehzahl bei leichter Belastung betrieben wird d.h., wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste bzw. einströmende Luftmenge klein ist. In diesem Zeitpunkt bzw. unter diesen Umständen bewegt sich das in den Eintrittskanalabschnitt A eingeführte bzw. eingeströmte Gemisch unter Ausführung einer Wirbel- bzw. Drallbewegung entlang der oberen Wandung 13 des Spiralabschnittes

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B nach unten. Auf diese Weise wird, da das Gemisch, während es in seine Wirbel- und Drallbewegung versetzt wird, in die Brennkammer 4 strömt, eine starke und intensive Wirbel- bzw. Drallbewegung in der Brennkammer 4 erzeugt.
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Wenn die Brennkraftmaschine mit einer hohen Drehzahl bei großer Belastung, d.h., wenn die in dem Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge groß ist, betrieben wird, wird ein Teil des in den Eintrittskanalabschnitt A eingeleiteten Gemischs über den Bypaß-Kanal 14 mit geringem Strömungswiderstand in den Spiralabschnitt B geleitet bzw. gespeist, da das Drehschieberventil 18 in diesem Fall den Bypaß-Kanal 14 öffnet. Da die Strömungsrichtung bzw. die Stromlinien des entlang der oberen Wandung 13 des Spiralabschnittes B strömenden Gemischstroms durch den steil geneigten Wandungsabschnitt D des Spiral-Endabschnittes C nach unten abgelenkt werden, wird am Spiralen-Endabschnitt bzw. -Auslaufabschnitt C, d.h. in der Austrittsöffnung 16 des Bypaß-Kanals 14 ein großer Unterdruck er- zeugt. Da folglich die Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck im Eintrittskanalabschnitt A und dem Unterdruck im Spiralen-Endabschnitt C groß wird, wird eine große Gemischmenge über den Bypaß-Kanal 14 in den Spiralabschnitt B geleitet, wenn das Drehschieberventil 18 öffnet. Wie oben bereits erwähnt wurde, wird in dem Fall, daß die

Brennkraftmaschine mit einer hohen Drehzahl und bei großer Belastung betrieben wird, dadurch, daß das Drehschieberventil 18 öffnet, die Gesamt-Strömungsquerschnittsfläche des Einlaßkanals 6 vergrößert und eine große Gemischmenge wird über den Bypaß-Kanal 14, der dem Gemisch einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzt, in den Spiralabschnitt B geleitet bzw. gespeist. Aus diesem Grunde ist es möglich, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen. Ferner wird durch die Ausbildung des geneigten bzw. schräg geneigt verlaufenden Wandabschnitts 9a die

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Strömungsrichtung eines Anteils des in den Eintrittskanalabschnitt A eingeleiteten Gemischs nach unten abgelenkt. Als Folge davon wird, da dieser Anteil des Gemisches in den Spiralabschnitt B entlang der Bodenwand des Einlaßkanals 6 strömt, ohne in Wirbel- bzw. Drallbewegung versetzt zu werden, der Strömungswiderstand des Einlaßkanals 6 klein; dies ermöglicht es, den volumetrischen Wirkungsgrad weiter anzuheben, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und bei großer Belastung betrieben wird. 10

Erfindungsgemäß gelingt es durch Verbindung der einzelnen Arme der Drehschieberventile über den Totgang-Antriebsmechanismus mit der unterdruckbetätigten Membran-Stellvorrichtung und durch Definierung bzw. durch genaue Festlegung der Maximal-Öffnungspositionen der Drehschieberventile unter Verwendung der mit den Armen der entsprechenden Drehschieberventile in Funktionseingriff bringbaren Anschläge, die Drehschieberventile präzise in ihrer am weitesten geöffneten Position, d.h., in ihrer Maximal-Öffnungsstellung zu halten. Da auf diese Weise der Strömungswiderstand der Bypaß-Kanäle minimiert wird, ist es folglich möglich, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erzielen, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und bei großer Belastung betrieben wird.

Die Erfindung schafft somit einen schnecken- bzw. schnekkengehäuse- oder spiralförmigen Einlaß - bzw. Ansaugkanal, der einen um ein Einlaßventil herum ausgebildeten Spiralabschnitt und einen im wesentlichen geradlinigen Eintrittskanalabschnitt aufweist, der tangential mit dem Spiralabschnitt verbunden ist. Vom Eintrittskanalabschnitt zweigt ein Bypaß-Kanal ab, der mit dem Spiralabschnitt verbunden ist. Im Bypaß-Kanal ist ein Drehschieber bzw. ein Drehschiebeventil angeordnet, das einen Arm aufweist,

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1 der mit einer vakuumbetätigten Membran-Stellvorrichtung in Kopplungsverbindung steht. Das Drehschieberventil weist einen Anschlag auf, der mit dem Arm in Funktionseingriff bringbar ist. Der Arm steht normalerweise bedingt durch

5 die Federkraft einer Schraubenfeder in Funktions-Anlagekontakt mit dem Anschlag, um das Drehschieberventil präzise in der Maximal-Öffnungsstellung zu halten.

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Claims

Patentansprüche

I./ Einrichtung zur Steuerung der Strömung in einem schnecken- bzw. spiralförmig geformten Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei der Einlaßkanal einen um ein Einlaßventil herum ausgebildeten Spiralabschnitt und einen im wesentlichen geradlinig verlaufenden Eintrittskanalabschnitt aufweist, der tangential mit dem Spiralabschnitt in Verbindung steht, und einen Spiralen-Endabschnitt bzw. -Auslaufabschnitt besitzt, gekennzeichnet durch

einen Bypaß-Kanal (14), der vom Eintrittskanalabschnitt (A) abgezweigt und mit dem Spiralen-Endabschnitt (C) des Spiralabschnitts (B) verbunden ist,

ein im Bypaß-Kanal (14) angeordnetes und zwischen einer Maximal-Öffnungsstellung und einer Schließstellung verdrehbares Drehschieberventil (18), das einen fest angeschlossenen bzw. angebrachten Arm (27) aufweist,

ortsfeste Anschlageinrichtungen (36), die so angeordnet sind, daß sie mit dem Arm (27) in Funktionseingriff gebracht werden können, um das Drehschieberventil (18) in der Maximal-Öffnungsstellung zu halten,

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 508941

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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eine Federeinrichtung (37), die das Drehschieberventil in Öffnungsrichtung vorspannt, um den Arm (27) mit der Anschlageinrichtung (36) in Funktionseingriff zu bringen und

eine Betätigungseinrichtung (40 bis 61) mit einer mit dem Arm (27) über einen Totgang-Antriebsmechanismus· (33 bis 35) in Verbindung stehenden Koppelstange (34) für. die Betätigung des Drehschieberventils (18) über die Koppelstange (34) in Abhängigkeit von einer Veränderung der in den Einlaßkanal (6) eingespeisten Luftmenge, um das Drehschieberventil (18) in der Maximal-Öffnungsstellung bzw. in der Schließstellung zu halten, wenn diese Luftmenge größer bzw. kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschieberventil (18) einen Ventilschaft (25) besitzt, an dem der Arm (27-) befestigt ist, und daß die Federeinrichtung (37) zwischen dem Arm (27) und der Anschlageinrichtung (36) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (37) von einer Schraubenfeder gebildet ist, die auf den Ventilschaft (25) aufgesetzt bzw. aufgeschoben ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (27) einen mit der Koppelstange (34) verbundenen ersten Armabschnitt (27a) und einen zweiten Armabschnitt (27b) besitzt, der mit der Anschlageinrichtung (36) in Funktionseingriff bringbar ist und sich in eine Richtung erstreckt, die der Erstreckungsrichtung des ersten Armabschnitts (27a) entgegengerichtet ist.

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5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Koppelstange (34) ein Schlitz (35) ausgebildet ist, und daß der Arm (27) einen Stift (33.) trägt, der lose in den Schlitz (35) eingepaßt ist, wobei der Stift (33) und der Schlitz (35) den Totgang-Antriebsmechanismus ausbilden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Unterdruckkammer (44), eine mit der Koppelstange (34) verbundene und in Abhängigkeit von der Änderung des Unterdruckniveaus in der Unterdruckkammer (44) betätigte Membran (41) und eine Steuereinrichtung (48 bis 51) aufweist, die einerseits das Niveau des Unterdrucks in der Unterdruckkammer (44) auf dem Wert des im Einlaßkanal (6,47) erzeugten maximalen Unterdrucks aufrecht erhält, wenn die in den Einlaßkanal (6,47) eingespeiste Luftmenge kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und die andererseits die Unterdruckkammer (44) mit der Atmosphäre verbindet, wenn diese Luftmenge den vorbestimmten Wert übersteigt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Rückschlagventil (49)_; das zwischen der Ansaugleitung (47) und der Unterdruckkammer (44) angeordnet ist, um nur das Ausströmen von Luft aus der Unterdruckkammer (44) zu erlauben, und ein Steuerventil (51) aufweist, um die Strömungsmittelverbindung zwischen der Unterdruckkammer (44) und der Atmosphäre derart zu steuern, daß die Unterdruckkammer (44) mit der Atmosphäre verbunden wird, wenn die Luftmenge den vorbestimmten Wert übersteigt.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die· Brennkraftmaschine einen Vergaser (46) besitzt, der mit dem Einlaßkanal (6,47) verbunden ist und einen Venturiabschnitt (62) aufweist, wobei das Steuerventil (51) in Abhängigkeit von einer Veränderung des Pegels bzw. Niveaus des im Venturiabschnitt (62) erzeugten Unterdrucks betätigt wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (51) einen Ventilkörper (58) zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung zwischen der Unterdruckkammer (44) und der Atmosphäre,

einen mit dem Venturiabschnitt (62) in Verbindung stehenden Unterdruckhohlraum (53) und eine Membran (52) aufweist, die mit dem Ventilkörper (58) verbunden und in Abhängigkeit von einer Veränderung des Niveaus des im Unterdruckhohlraum (53) herrschenden Unterdrucks betätigbar ist.