DE3302224C2

DE3302224C2 -

Info

Publication number: DE3302224C2
Application number: DE3302224A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Hamamatsu Shizuoka Jp Sugiura
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1983-01-24
Publication date: 1990-07-12
Also published as: GB2114221B; DE3302224A1; IT1154371B; IT8224524A0; FR2520810B1; FR2520810A1; GB2114221A; JPS58131313A; US4481922A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine Ansaugvorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 21 26 354 bekannt, wobei der primäre und der sekundäre Krümmerabschnitt derart in die Ansaugöffnung am Zylinder münden, daß bei geschlossenem Einlaßventil beide Krümmerabschnitte durch den Ventilteller geschlossen sind und zwischen primärem und sekundärem Krümmerabschnitt keine Verbindung besteht. Durch diese Abdichtung wird ein Abströmen des Gemisches vom primären Krümmerabschnitt über den sekundären Krümmerabschnitt zu den Verbrennungsräumen mit geöffneten Einlaßventilen verhindert.

Aus der DE-OS 28 54 332 ist eine Ansaugvorrichtung bekannt, bei der ein primärer und sekundärer Krümmerabschnitt stromaufwärts von der Ansaugöffnung des zugeordneten Zylinders ineinander münden, wobei der Endabschnitt des sekundären Krümmerabschnitts rohrförmig und etwa koaxial in den mit einem größeren Durchmesser versehenen Endabschnitt des primären Krümmerabschnitts hineinragt, so daß die Mündungsöffnung des primären Krümmerabschnitts die Mündungsöffnung des sekundären Krümmerabschnitts ringförmig umgibt. Hierbei ist eine Führungswand in diesem Ringraum vorgesehen, die das Gemisch in eine Richtung rundum die rohrförmige Trennwand des sekundären Krümmerabschnitts leitet, um eine Rückströmung zu verhindern.

Schließlich wird in der DE-OS 31 47 198 vorgeschlagen, den primären Krümmerabschnitt seitlich schräg in den sekundären Krümmerabschnitt vor der Ansaugöffnung des Zylinders einzuleiten, wobei der primäre Krümmerabschnitt auf die Achse des Einlaßventils gerichtet ist.

Wenn der primäre Krümmerabschnitt vor der Ansaugöffnung des Zylinders in den sekundären Krümmerabschnitt mündet, besteht die Gefahr, daß ein Nebenstrom in den sekundären Krümmerabschnitt auftritt, wenn das zugeordnete Einlaßventil geschlossen, ein anderes Einlaßventil aber offen ist. Hierdurch kann die Strömungsgeschwindigkeit des Luft/Kraftstoffgemisches in die Zylinder und damit die Wirbelbildung beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß ein Nebenstrom vom primären in den sekundären Krümmerabschnitt die Wirbelbildung in der Verbrennungskammer unterstützt, um die Kraftstoffausnutzung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch gelöst. Während bei der eingangs geschilderten bekannten Bauweise ein Nebenstrom durch die Abdichtung der beiden Kanalmündungen durch das geschlossene Einlaßventil verhindert wird, wird erfindungsgemäß ein Nebenstrom dazu ausgenutzt, die Wirbelbildung in der Verbrennungskammer zu verbessern. Durch die Mündung des primären Krümmerabschnitts in den sekundären Krümmerabschnitt vor der Ansaugöffnung kann ein Nebenstrom entstehen. Durch die Auslegung der Querschnittsflächen der primären und sekundären Krümmerabschnitte ergibt sich, daß ausgehend von einem Zylinder mit geschlossenem Einlaß- bzw. Ansaugventil die Summe der Querschnittsflächen der zu den anderen Zylindern führenden primären Krümmerabschnitte kleiner oder gleich der Querschnittsfläche jedes sekundären Krümmerabschnitts und damit desjenigen sekundären Krümmerabschnitts ist, der zu dem Zylinder mit geschlossenem Ansaugventil führt. Dies hat zur Folge, daß das vom primären Krümmerabschnitt in den sekundären Krümmerabschnitt bei geschlossenem Ansaugventil nebenströmende Gemisch im sekundären Krümmerabschnitt eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als im primären Krümmerabschnitt hat und daß dieser sekundäre Gemischnebenstrom so schwach ist, daß er die Wirbelbildung durch die Strömung im primären Krümmerabschnitt in den Zylindern mit geöffnetem Ansaugventil nicht stört, sondern tatsächlich durch die gebildeten Wirbel angezogen wird und diese somit verstärkt.

Da bei diesem Aufbau keine Strömungshindernisse vor der Ansaugöffnung zu dem zugeordneten Zylinder vorgesehen sind, ergibt sich keine Beeinträchtigung der Leistung der Brennkraftmaschine. Zudem ist der konstruktive Aufbau sehr einfach gestaltet.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer Querschnittsansicht eine Ansaugvorrichtung mit einem primären und sekundären Krümmerabschnitt,

Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht die Krümmeranordnung mit den einzelnen Krümmerabschnitten, und

Fig. 3 in einer Draufsicht auf eine Ansaugöffnung die Anordnung der Mündung der Krümmerabschnitte ineinander.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderblock 10 mit einer Wasser kühlung 11 und beispielsweise vier Zylin dern 12, 13, 14, 15, in denen Kolben 16 bewegbar sind. Ein Zylinderkopf 17 ist auf dem Zylinderblock 10 angebracht und weist vier Verbrennungskammern 18, 19, 20, 21 auf, die über den Zylindern 12, 13, 14, 15 liegen. Der Zylinderkopf 17 weist gleichfalls vier Ansaugöffnungen 22, 23, 24, 25 auf, die je weils in die Verbrennungskammern 18, 19, 20, 21 münden.

Ein Ansaugkrümmer umfaßt eine primäre Ansaugkrümmereinrich tung 26 zum Zuführen eines Luft/Kraftstoffgemisches in die Verbrennungskammern 18 bis 21, während die Maschine im vol len Lastbereich arbeitet, und eine sekundäre Ansaugkrümmer einrichtung 27 zum Zuführen des Gemisches in die Verbrennungskammern 18 bis 21, wenn die Maschine unter ei ner relativ hohen Last arbeitet, wobei die primäre und die sekundäre Ansaugkrümmereinrichtung 26, 27 von einem Zweikammer- Vergaser 28 ausgehen. Der Zweikammer-Vergaser 28 enthält ei nen primären Kanal 29, der mit der primären Ansaugkrümmerein richtung 26 verbunden ist, und einen sekundären Kanal 30, der mit der sekundären Ansaugkrümmereinrichtung 27 verbunden ist. Die primäre Ansaugkrümmereinrichtung 26 besteht aus vier pri mären Krümmerabschnitten 32, 33, 34, 35, die von einem primären gemeinsamen Rohr 31, das mit dem primären Kanal 29 des Verga sers 28 verbunden ist, zu den Ansaugöffnungen 22, 23, 24, 25 je weils verlaufen. In ähnlicher Weise besteht die sekundäre An saugkrümmereinrichtung 27 aus vier sekundären Krümmerabschnitten 37, 38, 39, 40, die von einem sekundären gemeinsamen Rohr 36, das mit dem sekundären Kanal 30 des Vergasers 28 verbun den ist, zu den Ansaugöffnungen 22, 23, 24, 5 jeweils verlaufen. Die primären Krümmerabschnitte 32 bis 35 und die sekundären Krümmerabschnitte 37 bis 40 sind jeweils unmittelbar strom aufwärts von den Ansaugöffnungen 22 bis 25 miteinan der verbunden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Jeder primäre Krümmerabschnitt 32 bis 35 mündet mit einem Endabschnitt in eine der Verbrennungskammern 18 bis 21 in ei ner Richtung tangential zur Verbrennungskammer und verläuft so parallel wie möglich zur Fläche 17 a des Zylinderkopfes 17. Jeder primäre Krümmerabschnitt hat eine relativ kleine Querschnittsfläche S ₁. Bei einem derartigen Aufbau strömt das Luft/Kraftstoffgemisch aus jedem primären Krümmerabschnitt in die Verbrennungskammer in Form eines horizontalen Wir bels, der stark ist und gegenüber einem Zusammenbrechen wider standsfähig ist, so daß das Gemisch vollständig verbrannt werden kann.

Jeder sekundäre Krümmerabschnitt 37 bis 40 hat eine relativ große Querschnittsfläche S ₂ und weist einen Endabschnitt auf, der in die zugeordnete Verbrennungskammer 18 bis 21 in eine Rich tung im wesentlichen senkrecht zur Zylinderkopffläche 17 a mündet, um den Beschickungswirkungsgrad zu erhöhen.

Die Querschnittsfläche S ₁ jedes primären Krümmerabschnitts 32 bis 35 und die Querschnittsfläche S ₂ jedes sekundären Krümmerabschnitts 37 bis 40 sind so gewählt, daß sie die folgende Beziehung erfüllen:

(n - 1) S ₁ ≦ S ₂

wobei n die Anzahl der Zylinder der Maschine ist.

Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Maschine vier Zylinder 12 bis 15 aufweist, sind die Querschnittsflä chen S ₁, S ₂ so gewählt, daß sie die Beziehung 3S ₁ ≦ S ₂ haben. Jeder sekundäre Krümmerabschnitt hat somit eine derartige Größe, daß seine Querschnittsfläche gleich oder größer als die Gesamtquerschnittsfläche von drei primären Krümmerabschnitten ist. Bei einer derartigen Anordnung ist die Geschwindigkeit, mit der ein Gemisch-Neben strom durch die sekundären Krümmerabschnitte strömt, soweit herabgesetzt, daß das Gemisch, das durch den primären Krümmerabschnitt strömt, einen derartigen Gemisch-Nebenstrom dazu bringen kann, einen Wirbel in den Verbrennungskammern zu bilden und zu verstärken.

Die Ansaugöffnungen 22 bis 25 können durch Ansaugventile 41 geöffnet und geschlossen werden, die verschiebbar im Zylinderkopf 17 gehalten sind. Ein Abgaskrümmer 42 weist vier Zweigleitungsrohre 43, 44, 45, 46 auf, die jeweils mit den Ver brennungskammern 18 bis 21 über Abgasöffnungen 47, 48, 49, 50 in Verbindung stehen, die über Abgasventile 51 geöff net und geschlossen werden können, die verschiebbar im Zylinderkopf 17 gehalten sind.

Wenn die Brennkraftmaschine unter einer relativ kleinen oder mittleren Last arbeitet, strömt das Luft/Kraftstoffgemisch durch die primären Krümmerabschnitte 32 bis 35 in die jewei ligen Verbrennungskammern 18 bis 21, in denen das Gemisch starke Wirbel bildet, während das Gemisch mit einer hohen Geschwindigkeit aufgrund der relativ kleinen Querschnittsfläche S ₁ der primären Krümmerabschnitte strömt. Wenn der Kolben 16 in einem der Zylinder, beispielsweise im Zylinder 12, sich im Ansaughub befindet, wird das Gemisch in jedem der primären Krümmerabschnitte 33, 34, 35 für die anderen Zylinder 13, 14, 15, die dann durch die An saugventile 41 geschlossen sind, dazu gebracht, als sekundä rer Gemisch-Nebenstrom durch die sekundären Krümmerabschnitte 38, 39, 40 in den sekundären Krümmerab schnitt 37 zurückzuströmen. Ein derartiger sekundärer Gemisch-Nebenstrom strömt dann in die Verbrennungs kammer 18 in dieselbe Richtung, in die ein Gemisch vom sekundären Krümmerabschnitt 37 in die Verbrennungskammer 18 strömen würde, und er hat somit die Neigung, das Gemisch zu dämpfen, das vom primären Krümmerabschnitt 32 kommt.

Da die Summe der Querschnittsflächen S ₁ der primären Krümmer abschnitte 33, 34, 35 gleich oder kleiner als die Quer schnittsfläche S ₂ des sekundären Krümmerabschnitts 37 ist, strömt der Gemisch-Nebenstrom, der vom sekun dären Krümmerabschnitt 37 kommt, mit einer geringeren Ge schwindigkeit als der, mit der das Gemisch aus dem primären Krümmerabschnitt 32 strömt. Dementsprechend ist der sekundäre Gemisch-Nebenstrom so schwach, daß er den Wirbel nicht stören kann, der durch das primäre Gemisch gebildet wird, sondern stattdessen zum Wir bel angezogen wird, um dadurch diesen zu verstärken. Dieser verstärkte Wirbel unterstützt die Verbrennung in der Verbrennungskammer 18.

Wenn die Maschine unter einer höheren Last arbeitet, strömt Gemisch vom primären und sekundären Krümmer 26, 27 in die Verbrennungskammern 18 bis 21. Da jeder sekundäre Krümmerabschnitt 37 bis 40 eine größere Querschnittsfläche S ₂ hat und in die Verbrennungskammer im wesentlichen senkrecht mündet, wird das Gemisch in einem relativ starken Ausmaß dahindurch zugeführt, was dazu führt, daß eine Verringerung des Beschickungswirkungsgrades verhindert wird und die Maschine eine ausreichende Ausgangsleistung liefern kann.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, kann die Verbrennungskammer 18 eine Wand 52 aufweisen, die in der Verbrennungskammer an einer Stelle vorsteht, an der der primäre und sekundäre Krümmerabschnitt 32, 37 miteinander verbunden sind, um da durch das Gemisch abzulenken, das aus dem sekundären Krümmerabschnitt 37 strömt und somit einen Gemischwirbel längs der Richtung des Pfeiles 53 in der Verbrennungskammer 18 bildet. Der Endabschnitt des primären Krümmerabschnittes 32, der in die Verbrennungskammer 18 mündet, weist eine Nut 54 auf, um das Ge misch vom primären Krümmerabschnitt 32 in eine gewünschte Richtung zu lenken und dadurch den Gemisch wirbel zu verstärken, der in der Verbrennungskammer 18 gebil det wird.

Die sekundären Krümmerabschnitte 32 bis 40 können über ihre gesamte Länge den gleichen Durchmesser haben, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, oder einen zunehmenden Durchmesser haben, um für die gewünschte Querschnittsfläche an den Verbindungs stellen zu sorgen.

Obwohl das obige Ausführungsbeispiel eine Vierzylinder-Brenn kraftmaschine zeigt, ist die Ausbildung gleichfalls auf Brennkraftmaschinen mit zwei oder mehr Zylindern anwendbar.

Claims

Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Zweikammervergaser, der einen primären Ansaugkanal mit einem primären Drosselorgan für den vollen Lastbereich und einen se kundären Ansaugkanal mit einem sekundären Drosselorgan für den hohen Lastbereich aufweist, an die sich jeweils primäre und se kundäre Krümmerabschnitte zu jedem Zylinder anschließen, wobei die primären und sekundären Krümmerabschnitte derart bemessen sind, daß die Beziehung (n - 1) S ₁ S ₂ erfüllt ist, wobei S ₁ die Querschnittsfläche eines primären und S ₂ die Querschnittsfläche eines sekundären Krümmerabschnittes und n die Anzahl der Zylin der der Brennkraftmaschine angeben, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die primären und sekundären Krümmerabschnitte (32, 37) unmittelbar stromauf von der Ansaugöffnung des zugeordneten Zylinders ineinander münden, wobei jeweils der primäre Krümmerabschnitt (32) direkt in den sekundären Krümmerab schnitt (37) einmündet,
- - daß der primäre Krümmerabschnitt (32) einen Endabschnitt auf weist, der im wesentlichen parallel zu der im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Zylinders liegenden Zylinder kopffläche (17 a) verläuft und im wesentlichen tangential zur Verbrennungskammer (18) mündet, während der Endteil des sekundä ren Krümmerabschnitts (37) in einer Richtung quer zur Zylin derkopffläche (17 a) in die Verbrennungskammer (18) einmündet,
- - daß eine Wand (52) stromab der Verbindungsstelle zwischen primärem und sekundärem Krümmerabschnitt (32, 37) zum Ablen ken des Gemischstromes in Umfangsrichtung des Zylinders vor steht, und
- - daß der Endabschnitt des primären Krümmerabschnitts (32), der in die Verbrennungskammer (18) mündet, eine Nut (54) aufweist.