DE3304259C2

DE3304259C2 - Ansaugleitungsanordnung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern

Info

Publication number: DE3304259C2
Application number: DE3304259A
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Shizuoka Aono; Tokuzi Hamamatsu Shizuoka Ishida
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1986-04-30
Also published as: US4520776A; DE3304259A1; IT8224846A1; FR2521218A1; GB2114656A; IT1155013B; FR2521218B1; IT8224846A0; JPS58135321A; GB2114656B

Abstract

Ansaugkanalaufbau mit einem Zylinderkopf (10), der Verbrennungskammern (11) enthält und ein Ansaugventil (13) und eine Zündkerze (12) in jeder Verbrennungskammer (11) trägt, wobei das Ansaugventil (13) einen Schaft (15) aufweist, der gleitend verschiebbar vom Zylinderkopf (10) gehalten ist und der Zylinderkopf (10) eine Verbindungsfläche aufweist, an die ein Ansaugkrümmer angeschlossen ist. Ein primärer Ansaugkanal (21) ist im Zylinderkopf (10) begrenzt und steht mit jeder Verbrennungskammer (11) in Verbindung, wobei der primäre Ansaugkanal (21) eine primäre Ansaugöffnung (26), die zum Schaft (15) und zur Zündkerze (12) gerichtet ist, und eine Öffnung an der Verbindungsfläche aufweist. Die Öffnung an der Verbindungsfläche hat eine mittlere Achse, die unter einem Winkel von weniger als 90 ° bezüglich der Verbindungsfläche verläuft. Der primäre Ansaugkanal (21) ist gleichmäßig und stetig zwischen der primären Ansaugöffnung (26) und der Öffnung an der Verbindungsfläche gekrümmt. Der Ansaugkrümmer weist eine Vielzahl von primären Krümmerzweigleitungen auf, die im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Ansaugkrümmers angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugleitungsanordnung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen Ansaugleitungsanordnung, wie sie aus der DE-OS 32 00 603 bekannt ist, wird häufig eine asymmetrische Anordnung der Ansaugkanäle vorgesehen, um das Kraftstoff-Luftgemisch etwa tangential zum Zylinderraum einzuleiten und eine Wirbelbildung im Verbrennungsraum zu erzielen. Eine zusätzliche Einrichtung zur Verbesserung der Kraftstoffverteilung, wie sie z. B. aus der DE-PS 27 45 540 in Form eines Steuerschiebers im Bereich des Einlaßventils bekannt ist, führt zu einem erhöhten Strömungswiderstand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugleitungsanordnung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Kraftstoffverteilung über die Zylinder einer Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Einbauten, insbesondere im niedrigen und mittleren Lastbereich, verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Durch diese Arordnung wird bei geringem Strömungsverlust vor allem im niedrigen und mittleren Lastbereich die Kraftstoffverteilung

to über die Zylinder der Brennkraftmaschine gleichmäßig gehalten und ein starker Brennstoff-Luftgemischwirbel im Verbrennungsraum erzeugt Das aus dem primären Ansaugkanal austretende Gemisch kann sich bei diesem Aufbau nicht ausbreiten und dadurch verlangsamen, wodurch die Richtwirkung der Strömung beibehalten und in Verbindung mit dem Ventilschaft die Durchwirbelung verbessert wird. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch verringert und das Laufverhalten verbessert Die Anordnung hat einen einfachen Aufbau und ist mit geringen Kosten verbunden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Ansaugleitungsanordnung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,

Fig.2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1,

Fig.3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Kraftstoffverbrauch und Kraftstoff-Luftgemischverhältnis, und

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Ansaugkrümmer.
Nach den F i g. 1 und 2 ist einZylinderkopf 10, in dem eine Verbrennungskammer 11 ausgebildet ist, mit einer Zündkerze 12 und einem Einlaß- und Auslaßventil 13 bzw. 14 versehen, wobei der Schaft des Einlaßventils mit 15 bezeichnet ist. An einer Verbindurigsfläche 10a ist ein Drosselventilblock 16 am Zylinderkopf 10 angebracht, der mit einem primären Ansaugkanal 17 für den vollen Lastbereich und mit einem sekundären Ansaugkanal 18 für den höheren Lastbereich versehen ist Die Ansaugkanäle 17 und 18 sind mit primären und sekundären Ansaugkanälen 38, 39 eines Registervergasers 37 über einen Ansaugkrümmer 40 verbunden, wie F i g. 4 zeigt. Im Drosselventilblock 16 ist ein Drosselventil 19 auf einer Achse 20 im sekundären Ansaugkanal 18 angebracht.
Im Zylinderkopf 10 ist ebenfalls ein primärer Ansaugkanal 21 und ein sekundärer Ansaugkanal 22 ausgebiluet, dessen Mündungsöffnung mit 23 bezeichnet ist, an der ein Ventilsitz 24 vorgesehen ist Der primäre Ansaugkanal 21 mündet bei 26 in den sekundären Ansaugkanal unmittelbar stromauf von dessen Mündungsöffnung23.

Wie es in F i g. 2 dargestellt ist, ist der primäre Ansaugkanal 21 gekrümmt, um die primäre Ansaugöffnung

26 zum Schaft 15 des Einlaßventils 13 in einer Richtung im wesentlichen tangential zur Umfangslinie 27 der Verbrennungskammer 11 und im wesentlichen zur Zündkerze 12 zu richten. Insbesondere hat die primäre Ansaugöffnung 26 eine Mittellinie 28, die die Umfangslinie

27 an einer Stelle P schneidet, die sich näher als die Zündkerze 12 an der Achse 30 einer nicht dargestellten Kurbelwelle befindet. Die Stelle P ist mit dem Mittelpunkt Oder Verbrennungskammer 11 durch eine gerade Linie 31 verbunden, die unter einem Winkel « bezüglich der Mittellinie 28 verläuft, wobei der Winkel cc im

Bereich von 20° bis 30° liegt Ein Punkt Q, der dazu dient, eine Hilfslinie 32 festzulegen, ist in der folgenden Weise auf der Mittellinie 28 bestimmt: der Schaft 15 des Einlaßventils 13 weist eine Achse 33 auf, und der Punkt Q liegt stromaufwärts im Abstand von der Achse 33 um eine Strecke 1, die größer als der Durchmesser </> der sekundären Ansaugöffnung 23 des sekundären Ansaugkanals 22 ist Die Hilfslinie 32 verläuft durch den Punkt Q senkrecht zur Achse 30 der Kurbelwelle.

Ein die Mittellinien 28,32 verbindender Bogen 34 hat einen Krümmungsradius R. Der Bogen 34 ist an einem Ende S mit der Mittellinie 28 verbunden und tangential zum anderen Ende des Dogens 34 ist eine gerade Linie 35 gezogen, die als Mittellinie einer Öffnung 36 des primären Ansaugkanals 21 dient Die Mittellinie 35 verläuft unter einem Winkel θ bezüglich der Verbindungsfläche Wa des Zylinderkopfes 10 oder der Achse 30 der Kurbelwelle, wobei der Winkel β kleiner als 90° ist Der primäre Ansaugkanal 21 hat somit eine gekrümmte Mittellinie, die aus der Mittellinie 28, dem Bogen 34 und der Mittellinie 35 besteht, die stetig miteinander verbunden sind. Ein bekannter primärer Ansaugkanal 21a hätte eine gekrümmte Mittelachse mit einem kleineren Krümmungsradius, wie es in F i g. 2 dargestellt ist Bei einem in dieser Weise gekrümmten primären Ansaugkanal 21 sind primäre Ansaugzweigleitungen 17a, 176,17cim wesentlichen symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Krümmers 40 angeordnet, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Bei einem herkömmlichen Ansaugkrümmer sind die primären Ansaugzweigleitungen 17#, 17y, 17zasymmetrisch bezüglich der Mittelachse des Ansaugkrümmeri» gekrümmt Der primäre Ansaugkanal 21, der in dieser Weise gekrümmt ist, kann das Kraftstoff-Luftgemisch tangential zur Umfangslinie 27 und auf die Zündkerze 12 in die Verbrennungskammer 11 lenken.

Um sicherzustellen, daß das Kraftstoff-Luftgemisch in diese Richtung strömen kann, weist der primäre Ansaugkanal 21 einen gerade verlaufenden Endabschnitt 29 mit aus eichend großer Länge / auf. Die Länge / ist insbesondere gleich dem Abstand zwischen dem Ende 5 des Bogens 24 und der Ansaugkanalöffnung 26 und größer als der Durchmesser d\ des geraden Endabschnittes 29.

Ein Ansaugkanalaufbau der oben beschriebenen Art arbeitet h; der folgenden Weise: W^nn die Maschine im niedrigen oder mittleren Lastbereich arbeitet, strömt ein Kraftstoff-Luftgemisch durch jede primäre Ansaugkrümmerzweigleitung 17a, 176,17c(F i g. 4) und den primären Ansaugkanal 21 ji die Verbrennungskammer 11. Da die primären Ansaugkrummerzweigleitungen 17a, 176, 17c in der in Fig.4 dargestellten Weise symmetrisch angeordnet sind, wird der Widerstand gegenüber der hindurchgehenden Strömung des Kraftstoff-Luftgemisches so klein wie möglich gehalten und kann das Kraftstoff-Luftgemisch gleichmäßig über die Maschinenzylinder verteilt werden. Die Kraftstoffverbrennung in den Zylindern, und somit die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches werden in dieser Weise mit einem relativ einfachen Ansaugkanalaufbau verbessert.

Wenn die Mittellinie 28 der primären Ansaugöffnung

26 des primären Ansaugkanals 21 unter einem Winkel von 20° bis 30° zur Linie 31 ausgerichtet ist, ist die primäre Ansaugöffnung 26 tangential zur Umfangshülse

27 der Verbrennungskammer 11 und auf die Zündkerze

12 zu gerichtet. Das von der primären Ansaugöffnung 26 ausgegebene KrafT'off-Luftgemisch erzeugt somit einen Wirbel aufgrund des Strömungsschattens, der vom Schaft 15 des Einlaßventils 13 hervorgerufen wird, so daß die Geschwindigkeit der Verbrennung des Kraftstoffes in der Verbrennungskammer 11 erhöht werden kann, um die Kraftstoffverbrennung zu verbessern.

Da die Länge / des geraden Endabschnittes des primären Ansaugkanals 21, verglichen mit der Öffnungsfläche dei primären Ansaugöffnung 26, groß genug ist, wird vermieden, daß sich das Kraftstoff-Luftgemisch beim Austritt aus der primären Ansaugöffnung 26 radial nach außen verteilt, so daß das Kraftstoff-Luftgemisch zusammenhängend gerichtet werden kann und mit einer hohen Geschwindigkeit strömt

Wie es in F i g. 3 dargestellt ist ist der Kraftstoffverbrauch bei einem Kraftstoff-Luftverhältnis von l>d\ niedriger als bei einem Kraftstoff-Luftverhältnissen von l<d\ und wesentlich niedriger, wenn das Kraftstoff-Luftgemisch ärmer wird, um dadurch den Grenzwert des armen Gemischs (LML) zu erhöhen. Diese verbesserte arme Gemisch-Grenze resultiert aus einem verstärkten Kraftstoff-Luftgemischwirbel aufgrund erhöhter Richtwirkung des Kraftstoff-Lutiiremisches, wenn es von der primären Ansaugöffnung 26 ausgegeben wird und führt zu einer höheren Wirtschaftlichkeit im Kraftstoffverbrauch.

Wenn die Maschine unter einer hohen Last arbeitet, strönn. eine große Menge an Kraftstoff-Luftgemisch aus dem sekundären Ansaugkanal 22 in die Verbrennungskammer 11. Da der sekundäre Ansaugkanal 22 durch den Ansaugkanalaufbau nicht nechteilig beeinflußt wird, bleibt der Ladewirkungsgrad des sekundären Ansaugkanals unverändert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ansaugleitungsanordnung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, einem Einlaßventil und einer Zündkerze in jeder Verbrennungskammer eines Zylinders, einem für jeden Zylinder vorgesehenen primären Ansaugkanal, der auf den Schaft des Einlaßventils gerichtet ist und einem sekundären Ansaugkanal, in den der primäre Ansaugkanal kurz vor einer vom Einlaßventil verschließbaren Einlaßöffnung einmündet, wobei der Zylinderkopf eine Verbindungsfläche aufweist, an der ein Ansaugkrümmer ansetzbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der primäre Ansaugkanal einen ersten geraden Endabschnitt (29) mit einer Länge (I) aufweist, die größer ist als sein Durchmesser,
daß die Mittellinie (28) dieses ersten Endabschnitts (29) die Umfangslinie (27) der Verbrennungskammer (11) an einer Stelle ^schneidet, die mit der Mittelachse der Verbrennungskammer durch eine gerade Linie (31) verbunden ist, die in einem Winkel (a) von 20° bis 30° zur Mittellinie (28) in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Verbrennungskammer (11) liegt,

daß ein zweiter gerader Endabschnitt (21) des primären Ansaugkanals in die Verbindungsfläche (lOajdes Zylinderkopfes einmündet und die beiden Endabschnitte (2S₁ 21) durch einen gekrümmten Mittelabschnitt verbunden sird, desm Mittellinie (34) tangential in die Mittellinie (28) des ersten Endabschnittes (29) einläuft und in einem \bstand davon ebenfalls tangential eine gerade, gedachte Hilfslinie (32) berührt, die sich senkrecht zur Verbindungsfläche (10a,) des Zylinderkopfes erstreckt und die Mittellinie (28) des ersten Endabschnittes (29) an einem Hilfspunkt f<# schneidet und
daß die Mittellinie des zweiten geraden Endabschnittes (21) tangential in die gekrümmte Mittellinie (34) des Mittelabschnitts einläuft und in einem Wi<~ kel (0) von weniger als 90° zur Verbindungsfläche (iOa)des Zylinderkopfes in der Ebene senkrecht zur Zylinderachse verläuft.

2. Ansaugleitungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hilfspunkt (Q) von der Achse (33) des Einlaßventilschaftes einen Abstand (L) hat, der größer ist als der Durchmesser des sekundären Einlaßkanals (22).