DE3318780A1 - Spiralfoermige ansaugvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Spiralfoermige ansaugvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

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DE3318780A1 DE19833318780 DE3318780A DE3318780A1 DE 3318780 A1 DE3318780 A1 DE 3318780A1 DE 19833318780 DE19833318780 DE 19833318780 DE 3318780 A DE3318780 A DE 3318780A DE 3318780 A1 DE3318780 A1 DE 3318780A1
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Abstract

Offenbart ist ein Motor mit einer Ansaugvorrichtung, die eine Trennwand hat, die sich von der oberen Wandung der Ansaugvorrichtung nach unten erstreckt. Die Trennwand bildet einen spiralförmigen Abschnitt, einen tangential mit diesem verbundenen Ansaugabschnitt, und einen Bypasskanal aus, der den Ansaugabschnitt und den spiralförmigen Abschnitt verbindet. Die Trennwand erstreckt sich in die Nähe der Seitenwandung des spiralförmigen Abschnitts und bildet einen engen Durchgangsabschnitt dazwischen. Die Breite der oberen Wandung des Ansaugabschnitts nimmt allmählich in Richtung dieses engen Durchgangsabschnitts ab. Ein Drehventil ist im Bypasskanal angeordnet und wird durch eine unterdruckbetätigte Membranvorrichtung betätigt. Das Drehventil ist geöffnet, wenn die in den Zylinder des Motors geführte Luftmenge einen bestimmten Wert übersteigt.

Description

Spiralförmige Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine spiralförmige Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Eine spiralförmige Ansaugvorrichtung umfaßt normalerweise einen.spiralförmigen, um das Einlaßventil eines Motors ausgebildeten Abschnitt sowie einen im wesentlichen geradlinigen Ansaugabschnitt, der tangential mit dem spiralförmigen Abschnitt verbunden ist. Wenn jedoch eine derartige spiralförmige Ansaugvorrichtung so geformt ist, daß eine starke Verwirbelung in der Brennkammer eines Motors erzeugt wird, wenn der Motor bei geringer Last mit geringer Drehzahl läuft, d.h. wenn die in den Zylinder des Motors geführte Luftmenge klein ist, ergibt sich das Problem, daß der volumetrische Wirkungsgrad verringert wird, wenn der Motor bei schwerer Last mit hoher Drehz#)'l läuft, d.h. wenn die in den Zylinder geführte Luftmenge groß ist, da die Luftströmung im spiralförmigen Ansaugteil einem großen Strömungswiderstand unterworfen ist.
F/2!)
Dresdner Bank (München) Kto. 3939844
ORIGINAL INSPECTED
Beyer. Verelnabank (München) KIo. 608 MI Postscheck (München) KIo. 670-43-804
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Um ein derartiges Problem zu vermeiden, wurde kürzlich von 5
seiten des Anmelders ein spiralförmiger Ansaugteil vorgeschlagen, in dem ein Bypasskanal, der vom Ansaugabschnitt abgezweigt ist und mit dem die Spiralform beendenden Abschnitt des spiralförmigen Abschnitts verbunden ist, im Zylinderkopf des Motors ausgebildet ist. Ein die Strömung steuerndes Ventil ist im Bypasskanal angeordnet und geöffnet, wenn der Motor mit hoher Drehzahl unter schwerer Last läuft . Bei diesem Betriebszustand wird ein Teil der dem Ansaugabschnitt zugeführten Luft durch den Bypasskanal in den spiralförmigen Abschnitt des spiralförmigen | Ansaugteils geführt. Folglich ist es möglich, den volu- ' metrischen Wirkungsgrad zu erhöhen, wenn der Motor bei schwerer Last mit hoher Drehzahl läuft. Bei diesem spiralförmigen Ansaugteil hat jedoch der Bypasskanal einen rela-
o0 tiv hohen Strömungswiderstand, da er aus einem ringförmigen Kanal gebildet ist, der vollkommen vom Ansaugabschnitt getrennt ist. Da es zusätzlich erforderlich ist, den Bypasskanal neben den Ansaugabschnitt zu legen, wird seine Querschnitts fläche durch diesen Ansaugabschnitt einge-
2= schränkt. Folglich ist es schwierig, einen zufriedenstellend hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erhalten. Zusätzlich hat der spiralförmige Ansaugteil für sich allein einen komplizierten Aufbau und somit wird die gesamte Konstruktion der Ansaugvorrichtung äußerst kompliziert, wenn ein vom Ansaugabschnitt vollständig getrennter Bypasskanal zusätzlich vorgesehen ist. Deshalb ist es schwierig, eine spiralförmige Ansaugvorrichtung herzustellen, die mit solch einem Bypasskanal im ZyLinderkopf ausgerüstet ist.
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Der Erfindung liecjt die Aufgabe zugrunde, eine spiralförmige Ansaugvorrichtung mit einem(neuartigen Konstruktionsaufbau zu schaffen, die einfach hergestellt werden kann und die in der Lage ist, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu gewährleisten, wenn der Motor bei schwerer Last mit hoher Drehzahl läuft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
,,_ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand schemab
tischer Zeichnungen nachstehend ausführlich erläutert«, Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt entlang Linie I-I in Fig. 2 ei-„._. ner erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine Schnittdraufsicht entlang Linie II-II in Fig. 1 der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1,
„c Fig. 3 eine Seitenansicht einer spiralförmigen erfindungsgemäGen Ansaugvorrichtung, deren Form schematisch dargestellt ist,
Fig. 4 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen spiralför-QQ migen Ansaugvorrichtung,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang Linie V-V in Fig. 3 und 4 der Ansaugvorrichtung gemäß Γ ig. 3 und 4,
Fig. 6 einen Querschnitt entlang Linie VI-VI in den Fig.
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3 und 4 der Ansaugvorrichtung gemäß den Fig. 3 und 4,
Fig. 7 einen Querschnitt entlang Linie VII-UII in den Fig. 3 und 4 der diesen Figuren entsprechenden Ansaugvorrichtung,
Fig. 8 einen Querschnitt entlang Linie UIII-UIII in den Fig. 3 und 4 der Ansaugvorrichtung,
Fig. 9 einen Querschnitt entlang Linie IX-IX in Fig. 3 JL O
und 4 der Ansaugvorrichtung, Fig.10 einen Querschnitt eines Drehventils, und
o_ Fig.11 eine Ansicht einer Antriebssteuerungsvorrichtung für das Drehventil.
2g In den Fig. 1 und 2 ist ein Zylinderblock 1, ein in diesem hin- und hergehender Kolben 2, ein auf dem Zylinderblock befestigter Zylinderkopf 3, eine zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderkopf 3 ausgebildete Brennkammer 4, ein Einlaßventil 5, ein im Zylinderkopf 3 ausgebildeter spiralförmi-
QQ ger Ansaugkanal 6, ein Auslaßventil 7, eine im Zylinderkopf 3 gebildete! Auslaßöffnung 8, eine in der Brennkammer 4 angeordnete Zündkerze 9, sowie eine Buchse 10 zur Führung des Schafts ba dt;π Einlaßventils 5 dargestellt. Eine sich nach unten erstreckende Trennwand 12 ist einstückig
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-Jl- Df 5 04 B
mit der oberen Wandung 11 des Ansaugkanals 6 ausgebildet, 5
wobei ein spiralförmiger Abschnitt B und ein mit diesem tangential verbundener Ansaugabschnitt A durch die Trennwand 12 gebildet werden. Diese erstreckt sich von einem inneren Bereich des Ansaugabschnitts A in den Bereich um den Schaft 5a des Einlaßventils 5. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Breite L des Fußes des Trennwand 12 vom Ansaugabschnitt A aus in Richtung der Buchse 10 allmählich zunimmt. Die Trennwand 12 hat nahe der Einlaßöffnung 6a des Ansaugkanals 6 einen Endabschnitt 13. Sie umfaßt ferner eine erste Seitenwandung IAa, die sich im
Gegenuhrzeigersinn in Fig. 2 vom Endabschnitt 13 zur Buchse 10 erstreckt, sowie eine zweite Seitenwandung 14b, die sich im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 2 vom Endabschnitt 13 zur Buchse 10 erstreckt. Die erste Seitenwandung 14a erstreckt
2Q sich in der Nähe der Buchse 10 vom Endabschnitt 13 in die Nähe einer Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B, und die erste Seitenwandung 14a und die Seitenwandung 15 begrenzen zwischen sich einen engen Durchtrittsabschnitt 16. Die erste Seitenwandung 14a erstreckt sich zur Buchse
2g 10 und krümmt sich dabei derart, daß sie sich allmählich von der Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B entfernt. Die zweite Seitenwandung 14b, die im wesentlichen geradlinig ist, erstreckt sich vom Endabschnitt 13 zur Buchse 10.
Gemäß den Fig. 1 bis 9 sind Seitenwandungen 17, 18 des Ansaugabschnitts A im wesentlichen senkrecht angeordnet, und eine obere Wandung ]9 dieses Abschnitts A fällt allmählich in Richtung des spiralförmigen Abschnitts B ab. Die Seiten-
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wandung 17 ist stetig mit der Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B, und,die obere Wandung 19 ist ebenso stetig mit einer oberen Wandung 20 des Abschnitts B verbunden. Die obere Wandung 20 fällt vom Verbindungsabschnitt des Ansaugabschnitts A mit dem spiraln förmigen Abschnitt B in Richtung des engen Durchgangsabschnitts 16 allmählich ab. Zusätzlich verringert sich die Breite der oberen Wandung 20 des Abschnitts B vom Verbindungsabschnitt des Abschnitts A mit dem spiralförmigen Abschnitt B allmählich in Richtung des engen Durchgangsab-
,c Schnitts 16. Von diesem aus nimmt die Breite der oberen Ib
Wandung 20 in Richtung eines die Spiralform beendenden Abschnitts C des Abschnitts B allmählich zu. Eine gesamte Bodenwandung 21 des Ansaugabschnitts A ist im wesentlichen horizontal an der Einlaßöffnung 6a (Fig. 1 und 2) des
PQ Ansaugkanals 6 angeordnet, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ein Abschnitt 21a der Bodenwandung 21, der neben der Seitenwandung 17 angeordnet ist, steigt in Richtung des spiralförmigen Abschnitts B allmählich an und bildet eine geneigte Fläche, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Der Neigungs-
2g winkel des Abschnitts 21a nimmt in Richtung des spiralförmigen Abschnitts B allmählich zu.
Die erste Seitenwandung 14a der Trennwand 12 ist leicht geneigt und dadurch nach unten gerichtet, und die zweite
QQ Seitenwandung 14b ist im wesentlichen senkrecht angeordnet. Eine Grundfläche 22 der Trennwand 12 fällt unter leichter Krümmung in Richtung des spiralförmigen Abschnitts B vom Ansaugabschnitt A aus derart ab, daß der Abstand zwischen der Grundfläche 22 und der oberen Wandung 19 des Ansaug-
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abschnitts A allmählich vom Endabschnitt 13 aus in Richtung der Buchse 10 zunimmt. An der Grundfläche 22 der Trennwand 12 ist im gestrichelten Bereich in Fig. 4 eine sich nach unten erstreckende Rippe 23 ausgebildet, wobei deren Grundfläche und die Grundfläche 22 eine leicht gekrümmte und geneigte Fläche bilden.
Ein Bypasskanal 24, der den Ansaugabschnitt A und den die Spiralform beendenden Abschnitt C verbindet, ist im Zylinderkopf 3 ausgebildet, und eine Drehventil 25 ist im
-,. Einlaß des Bypasskanals 24 angeordnet. Der Bypasskanal 24 wird durch die Trennwand 12 vom Ansaugabschnitt A abgetrennt, wobei somit sein unterer Abschnitt über seine gesamte Länge in Verbindung mit dem Ansaugabschnitt A steht. Eine obere Wandung 26 des Bypasskanals 24 hat eine annähemd einheitliche Breite und fällt allmählich in Richtung des Abschnitts C ab und ist stetig mit der oberen Wandung 20 des Abschnitts B verbunden. Eine Seitenwandung 27 des Bypasskanals 24, die der zweiten Seitenwandung 14b der Trennwand 12 gegenüberliegt, ist im wesentlichen senkrecht
2g angeordnet und bildet annähernd eine Verlängerung der Seitenwandung 18 des Ansaugabschnitts A. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich die Rippe 23 von einer Stelle nahe des Drehventils 25 in Richtung des Einlaßventils 5.
Wie in Fig. 10 dargestellt, umfaßt das Drehventil 25 eine Halterung 28 und eine in dieser drehbar gelagerte' Achse 29. Din Hn 11 ortinq 20 int in ο inn f. ι naatzbohrung 30 im Zylinderkopf 3 eingeschraubt. Ein dünner, plattenförmi-
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ger Verschließkörper 31 ist am unteren Ende der Achse 29 5
ausgebildet und erstreckt sich zwischen der Bodenwandung 21 des Abschnitts A und der oberen Wandung 26 des Bypasskanals 24, wie Fig. 1 zeigt. Ein Ausleger 32 istam oberen Ende der Achse 29 befestigt. Eine Ringnut ist am äußeren Umfang der Achse 29 ausgebildet, und ein E-förmiger Positionierring 24 ist in diese Ringnut eingepaßt. Zusätzlich ist eine Dichtung 35 über den oberen Abschnitt der Halterung 28 gesetzt und dichtet die Achse 29 ab.
ρ- Wie Fig. 11 zeigt, ist das Ende des am oberen Ende de§
Drehventils 25 befestigten Auslegers 32 über eine Verbindungsstange 43 mit einer Steuerstange 42 verbunden, die an einer Membran 41 einer unterdruckbetätigten Membranvorrichtung 40 befestigt ist. Die Membranvorrichtung 40 umflaßt
op eine Unterdruckkammer 44, die durch die Membran 41 von der Atmosphäre getrennt ist, und zur Beaufschlagung der Membran 41 eine Druckfeder 45, die in der Unterdruckkammer 44 eingesetzt ist.
Ein Einlaßkrümmer 47, der mit einem Doppelvergaser 46 versehen ist, ist am Zylinderkopf 3 angebracht, und die Unterdruckkammer 44 ist mit dem Inneren des Einlaßkrümmers 47 durch eine Unterdruckleitung 48 verbunden. Ein Rückschlagventil 49, das Luftströmung von der Unterdruckkammer
QQ 44 in den Einiaßkrümmer 47 zuläßt, ist in der Unterdruckleitung 48 angeordnet. Zusätzlich ist die Unterdruckkammer 44 durch eine Atmosphärenleitung 50 und ein·Steuerventil 51 mit der Atmosphäre verbunden. Das Steuerventil 51 umfaßt eine Unterdruckkammer 53 und eine Atmosphärendruck-
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kammer 54, die durch eine Membran 52 voneinander getrennt b
sind. Ferner umfaßt das Steuerventil 51 eine Ventilkammer 55, die neben der Atmosphärendruckkammer 54 liegt. Die Ventilkammer 55 ist an einem Ende mit der Unterdruckkammer 44 durch die Atmosphärenleitung 5U und am anderen Ende
in durch eine Ventilöffnung 56 und einen Luftfilter 57 mit der Atmosphäre verbunden. Ein Ventilkörper 58, der die Öffnungsbetätigung der Ventilöffnung 56 steuert, ist in der Ventilkammer 55 angeordnet und mit der Membran 52 durch eine Ventilstange 59 verbunden. Eine Druckfeder 60 zur Beaufschlagung der Membran 52 ist in die Unterdruckkammer 53 eingesetzt, die mit einem im Durchmesser verjüngten Abschnitt 62 (Venturiabschnitt) des ersten Vergasers 46a durch eine Unterdruckleitung 61 verbunden ist.
2Q Der Vergaser 46 ist ein herkömmlicher Vergaser. Folglich wird eine zweite Drosselklappe 64 geöffnet, wenn das Ausmaß der Öffnung einer ersten Drosselklappe 63 einen bestimmten Wert übersteigt. Wenn die erste Drosselklappe 63 voll geöffnet ist, ist die zweite Drosselklappe 64 ebenso vollständig geöffnet. Die Höhe des im Abschnitt 62 des ersten Vergasers 46a erzeugten Unterdrucks steigt mit ansteigender, in den Zylinder des Motors geführter Luftmenge. Folglich bewegt sich die Membran 52 des Steuerventils 51 gegen die Druckfeder 60 nach rechts in Fig. 11, wenn im Abschnitt 62 ein großer Unterdruck erzeugt wird, d.h. wenn der Motor bei schwerer Last mit hoher Geschwindigkeit läuft, Dadurch öffnet der Ventilkörper 58 die Ventilöffnung 56 und somit steht din Unterdruckkammer 44 der Membranvorrichtung 40 zur Atmosphäre offen. Gleichzeitig bewegt sich die Membran 41 aufgrund der Federkraft der Druckfeder 45 in
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Fig. 11 nach unten und dreht somit das Drehventil 25 b
und öffnet dadurch den Bypasskanal 24 vollständig.
Hat andererseits die erste Drosselklappe 63 eine geringe Öffnung, bewegt sich die Membran 52 des Steuerventils aufgrund der Federkraft der Druckfeder 60 in Fig. 11 nach links, da der im Abschnitt 62 erzeugte Unterdruck gering ist. Folglich schließt der Ventilkörper 58 die Ventilöffnung 56. Da ferner die Öffnung der ersten Drosselklappe 63 klein ist, wird ein großer Unterdruck im Einlaßkrümmer
,,- 47 erzeugt. Da das Rückschlagventil 49 öffnet, wenn die Höhe des im Einlaßkrümmer 47 erzeugten Unterdrucks größer als diejenige des in der Unterdruckkammer 44 erzeugten Unterdrucks ist und da das Rückschlagventil 49 schließt, wenn die Höhe des im Einlaßkrümmers 47 erzeugten Unter-
2Q drucks geringer als diejenige des in der Unterdruckkammer 44 erzeugten Unterdrücke ist, wird die Höhe des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 44 beim maximalen Unterdruckwert im Einlaßkrümmer 47 solange aufrechterhalten, als das Steuerventil 51 geschlossen bleibt. Falls in der Unter-
2g druckkammer 44 ein Unterdruck erzeugt wird, bewegt sich die Membran 41 gegen die Druckfeder 45 in Fig. 11 nach oben. Folglich wird das Drehventil 25 gedreht und schließt den Bypasskanal 24. Dieser wird daher geschlossen, wenn der Motor bei geringer Last mit niedriger Drehzahl läuft.
Falls bei Schwer 1 astbetrieb die Motordrehzahl klein und falls bei leichter Last die Motordrehzahl groß ist, bleibt das Steuerventil· 51 geschlossen, da der im Abschnitt 62 erzeugte Unterdruck gering int.
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Folglich wird bei diesen Betriebszuständen, d.h. geringe Motordrehzahl bei großer Last und hohe Motordrehzahl bei geringer Last, der Bypasskanal 24 durch das Drehventil 25 geschlossen, da die Unterdruckhöhe in der Unterdruckkammer 44 beim oben erwähnten maximalen Wert aufrechterhalten wird.
Wie vorstehend erwähnt, schließt das Drehventil 25 den Bypasskanal 24 beim Betriebszustand niedrige Geschwindigkeit und niedrige Last, d.h. wenn die in den Zylinder des Motors geführte Luftmenge gering ist. Gleichzeitig strömt ein Teil des in den Ansaugabschnitt A geführten Gemisches entlang den oberen Wandungen 19 und 20. Ferner trifft zu dieser Zeit ein Teil des verbleibenden Gemisches auf das Drehventil 25 auf, und seine Fließrichtung wird zur Sei-
2Q tenwandung 17 des Ansaugabschnitts A abgelenkt. Dieser Teil des verbleibenden Gemisches strömt entlang der Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B. Wie zuvor erwähnt, wird der Strömungsquerschnitt des entlang den oberen Wandungen 19, 20 strömenden Gemisches allmählich in Richtung des engen Durchgangsabschnitts 16 verringert, da die Breite der oberen Wandungen 19, 20 in Richtung dieses Abschnitts allmählich abnimmt. Somit wird die Geschwindigkeit des entlang den oberen Wandungen 19, 20 strömenden Gemisches allmählich erhöht. Da zusätzlich die erste Seitenwandung 14a der Trennwand 12 sich in die Nähe der Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B erstreckt, wird das entlang den oberen Wandungen 19, 20 strömende Gemisch mi dies Soi t.niiwniiduiuj I '.> drr. Abi.ehni Ils U yoführl und strömt dann entlang dieser. Folglich wird eine starke Verwirbelung im spiralförmigen Abschnitt B erzeugt. Das
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verwirbelte Gemisch strömt dann durch den Spalt zwischen 5
dem Einlaßventil 5 und seinem Ventilsitz in die Brennkammer 4 und erzeugt in dieser eine starke Verwirbelung.
Wenn der Motor bei hoher Drehzahl im Schwerlastbetrieb läuft, d.h., wenn die in den Zylinder geführte Luftmenge groß ist, wird das in den Ansaugabschnitt A geführte Gemisch in drei Gemischströme aufgeteilt, da das Drehventil 25 den Bypasskanal 24 öffnet. Der erste Gemischstrom strömt in den Ansaugkanal 6 zwischen der ersten Wandung 14a der
1,- Trennwand 12 und der Seitenwandung 17 des Ansaugabschnitts A und strömt dann unter Verwirbelung entlang der oberen Wandung 20 des spiralförmigen Abschnitts B. Der zweite Gemischstrom strömt durch den Bypasskanal 24 in den Abschnitt B. Der dritte Gemischstrom strömt entlang der Bodenwandung
2Q 21 des Ansaugabschnitts A in den Abschnitt B. Der Strömungswiderstand des Bypasskanals 24 ist kleiner als derjenige des zwischen der ersten Seitenwandung 14a und der Seitenwandung 17 ausgebildeten Strömungswegs, und somit ist die Menge des zweiten Gemischstroms größer als diejenige des
ok ersten Gemischstroms. Zusätzlich wird die FlieGrichtung des ersten Gemischstroms, der unter Verwirbelung im Abschnitt B strömt, durch den zweiten Gemischstrom nach unten abgelenkt, und dadurch die Verwirbelung des ersten Gemischstroms geschwächt. Da, wie oben erwähnt, die Menge des Gemisches, das im Bypasskanal 24 mit geringem Strömungswiderstand riinOt, ansteigt und da die FlieOrichtung des ersten Gemischstroms nach unten abgelenkt wird, ist es mücjlich, η i M(M) höhnt) vo I uinnlr iiichen Wirkungsgrad zu erreichen. Da zusätzlich die Grundfläche 22 der Trennwand
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geneigt und dadurch nach unten gerichtet ist, wird der dritte Gemischstrom durch diese Grundfläche so geführt, daß seine F1ieOrichtung nach unten abgelenkt wird. Dadurch ist es möglich, nochmals einen erhöhten volumetrischen Wirkungsgrad zu erhalten.
Da sich die erste Seitenwandung 14a der Trennwand 12 in die Nähe der Seitenwandung 15 des spiralförmigen Abschnitts B erstreckt und den engen Durchgangsabschnitt 16 bildet, ist es möglich, eine starke Verwirbelung zu erzeugen, wenn der Motor bei geringer Last mit niedriger Drehzahl läuft. Da zusätzlich die Breite der oberen Wandung 20 des spiralförmigen Abschnitts B, die sich zwischen dem engen Durchgangsabschnitts 16 und dem Auslaß des ßypasskanals 24 befindet, in Richtung des engen Durchgangsabschnitts
2Q 16 verringert ist, wird der aus dem Bypasskanal 24 und entlang der oberen Wandung 20 in Richtung des engen Durchgangsabschnitts 16 strömende Gemischstrom bei Näherung an den Durchgangsabschnitt 16 nach unten gedrückt, wenn das Drehventil 25 geöffnet ist. Die Fließrichtung des oben erwähnten ersten Gemischstroms wird durch den zweiten Gemischstrom, der nach unten gedrückt wird, abgelenkt, und folglich wird der volumetrische Wirkungsgrad erhöht. Daher beeinflußt das Vorhandensein des engen Durchgangsabschnitts 16 die Erzeugung der Verwirbelung und den volumetrische^ Wirkungsgrad. Z.B. hat sich herausgestellt, daß die Verwirbelung geschwächt wird, wenn sich der Durchgangsabschnitt 16 zu nahe am Auslaß des Ansaugabschnitts A befandet, während dor vo hinioLr i »elm Wi rkiinqsgrnri vermindert wird, wenn der enge Durchgangsabschnitt 16 zu nah am Aus-
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gang des Bypasskanals 24 angeordnet ist. Folglich ist es 5
vorteilhaft, daß der Durchgangsabschnitt 16 bezüglich des Schafts 5a des Einlaßventils 5 gegenüber des Auslaßes des Bypasskanals 24 angeordnet wird, wie in Fig. 2 dargestellt.
Der Ansaugkanal 6 kann erfindungsgemäß durch einstückige Ausbildung der Trennwand 12 mit seiner oberen Wandung gebildet sein. Folglich ist es möglich, den spiralförmigen Ansaugkanal leicht herzustellen.
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Trennwand so ausgebildet 15
ist, daß sie sich in die Nähe der Seitenwandung des spiralförmigen Abschnitts erstreckt, ist es möglich, eine starke Verwirbelung zu erzeugen, wenn der Motor unter leichter Last mit niedriger Drehzahl läuft, sowie den volumetrischen n Wirkungsgrad zu steigern, wenn der Motor mit hoher Drehzahl bei schwerer Last läuft.
Die Erfindung wurde zum Zwecke der einfachen Erklärung an einem spezifischen Ausführungsbeispiel erläutert; es ist
„._ jedoch offensichtlich, daß verschiedenste Abänderungen ■Au
vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
Offenbart ist ein Motor mit einer Ansaugvorrichtung, die QQ eine Trennwand hat, die sich von der oberenWandung der Ansaugvorrichtung nach unten erstreckt. Die Trennwand bildet einen spiralförmigen Abschnitt, einen tangential mit diesem verbundenen Ahsauqabnchnitt, und einen Bypasskanal aus, der den Ansaugabschnitt und den spiralförmigen Abschnitt ver-
-2.1- I)I 5(148
bindet. Die Trennwand erstreckt sich in die Nähe der Sei-5
tenwandung des spiralförmigen Abschnitts und bildet einen engen Durchgangsabschnitt dazwischen. Die Breite der oberen Wandung des Ansaugabschnitts nimmt allmählich in Richtung dieses engen Durchgangsabschnitts ab. Ein Drehventil ist im Bypasskanal angeordnet und wird durch eine unterdruckbetätigte Membranvorrichtung betätigt. Das Drehventil ist geöffnet, wenn die in den Zylinder des Motors geführte Luftmenge einen bestimmten Wert übersteigt.
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Leerseite

Claims (10)

  1. sz*
    Vertreter beim EPA 'Ά^
    RAMS-· StrÜIF " "' ow-taKiwe. Γ
    Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann 780 Dipl.-Ing. K. Grams
    Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
    Bavariaring 4, Postfach 20241 8000 München Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münch«
    24. Mai 1983
    DE 3048
    case TYT-3953-DE
    Patentansprüche
    ί 1.) Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein Einlaßventil (5) mit einem Ven.tilschaft (5a), einen sich axial erstreckenden An-■-saugkanal (6) mit einer Einlaßöffnung (6a) an einem Ende und einer Auslaßöffnung an dem anderen Ende, wobei der Ansaiiqkanal eine im wesentlichen sich zylindrisch erstreckende Umfangswandung (15) hat, die sich umfangsmäßig um den Ventilschaft erstreckt, eine erste
    Seitenwandung (17), die sich zwischen der Einlaßöffnung und der Umfangswandung entlang einer Achse des Ansaugkanals erstreckt, eine zweite Seitenwand (18), die sich zwischen der Einlaßöffnung und der Umfangswand entlang der Achse des Ansaugkanals erstreckt und so angeordnet ist, daß sie der ersten Seitenwandung gegenüberliegt, eine obere Wandung (19), die sich zwischen der Einlaßöffnung und der Umfangswand entlang der Achse des Ansaugkanals erstreckt, eine Bodenwandung (21), die sich zwischen der Einlaßöffnung und der Umfangswand entlang der Achse des Ansaugkanals erstreckt, eine Trennwand (12), die sich von der oberen Wandung nach unten erstreckt, von der üodenwandung Abstand hält, sich entlang der Achse des An.snugkanals erstreckt und von der Umfangswand derart Abstand hält, daß ein spiralförmiger Abschnitt **
    (B) mit einem die Spiralform beendenden Abschnitt (C) zwi- COP» F/25
    Dresdner Bunk (München) K[O. 3939 844 Bayer. Vuroinsbnnk (MunchBn) KlO. 5OB 041 PoiUChOCk (München) KIo 670-43-804
    -2- DE 3048
    sehen der Trennwand und der Umfangswand ausgebildet ist, 5
    wobei die Trennwand von der ersten Seitenwandung so Abstand hält, daß dazwischen ein Ansaugabschnitt (A), der tangential mit dem spiralförmigen Abschnitt verbunden ist, abgegrenzt ist, und wobei die Trennwand von der zweiten Seitenwandung so Abstand hält, daß dazwischen ein Bypasskanal (24) begrenzt ist, der den Ansaugabschnitt (A) und den die Spiralform beendenden Abschnitt (C) verbindet, wobei sich die Trennwand in die Nähe der Umfangswand und bezüglich dem Ventilschaft gegenüber dem die Spiralform beendenden
    Abschnitt so erstreckt, daß ein enger Durchgangsabschnitt 15
    (16) zwischen der Umfangswandung und der Trennwand abgegrenzt ist, wobei die obere Wandung, die sich vom Ansaugabschnitt zu dem engen Durchgangsabschnitt erstreckt, eine Breite hat, die in Richtung des engen Durchgangsabschnitts allmählich abnimmt, eine gewöhnlich geschlossene Ventileinrichtung (25), die im Bypasskanal (24) zur Steuerung dessen Strömungsquerschnitts angeordnet ist, und durch eine Betätigungseinrichtung (40, 49, 51) zur Betätigung der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von Änderungen des
    n- Betriebszustands des Motors, um die Ventileinrichtung zu Ao
    öffnen, wenn der Motor bei schwerer Last mit hoher Drehzahl läuft.
  2. 2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1," dadurch gekenn-GQ zeichnet, daß die obere Wandung (19), die zwischen der
    Trennwand (12) und der Umfangswandung (15) angeordnet ist, eine Breite hat, die von dem engen Durchgangsabschnitt (16) zum die Spiralform beendenden Abschnitt (C) allmählich zunimmt .
    -3- DE 3048
    • r fl
  3. 3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) in Querrichtung eine Breite (L) hat, die allmählich in Richtung des spiralförmigen Abschnitts (B) zunimmt.
    n
  4. 4. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) eine geneigte Seitenwandung (14a) hat, die den Ansaugabschnitt (A) begrenzt und nach unten gerichtet ist.
    ρ-
  5. 5. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) eine im wesentlichen senkrechte, den Bypasskanal (24) begrenzenden Seitenwandung (14b) hat, und die zweite Seitenwandung (18) im wesentlichen vertikal so angeordnet ist, daß
    „Φ der Bypasskanal im wesentlichen eine einheitliche Breite hat.
  6. 6. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) 2g eine Grundfläche (22) hat, die von der Bodenwandung (21) des Ansaugkanals (6) Abstand hält und allmählich in Richtung des spiralförmigen Abschnitts (B) von der oberen Wandung (19) des Ansaugkanals wegläuft.
    QQ
  7. 7. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seitenwandung (17) im wesentlichen senkrecht angeordnet ist.
    -4- DEl 3048
  8. 8. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ,daß die Bodenwandung (21) einen geneigten Abschnitt (21a) hat, der neben der ersten Seitenwandung (17) liegt, wobei der Neigungswinkel des geneigten Abschnitts allmählich in Richtung des spiralförmigen Abschnitts (B) zunimmt.
  9. 9. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden .Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (24) einen Einlaß hat, der zum Ansaugabschnift (A) offen ist, wobei die Ventileinrichtung (25) in diesem Einlaß angeord-
    net ist.
    *·*· 10. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (25) ein Drehvent.il (25) umfaßt, das drehbar im Bypasskanal (24) angeordnet ist.
    11. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil einen dünnen plattenförmigen
    2j- Ventilkörper (31) hat, der sich zwischen der oberen Wan-' dung (19) und der Bodenwandung .(21) erstreckt.
    12. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (31) eine Breite hat, die
    QQ im wesentlichen gleich der Breite des Bypasskanals (24) ist.
    13. Ansaugvorrichtung nach einem, der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsein-
    8. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, .daß die Bodenwandung (21) einen geneigten Abschnitt (21a) hat, der neben der ersten Seitenwandung (17) liegt, wobei der Neigungswinkel des geneigten Abschnitts allmählich in Richtung des spiralförmigen Abschnitts (B) zunimmt.
    9. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (24) einen Einlaß hat, der zum Ansaugabschnitt (A) offen ist, wobei die Ventileinrichtung (25) in diesem Einlaß angeord-
    net ist.
  10. 10. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung
    2Q (25) ein Drehvent.il (25) umfaßt, das drehbar im Bypasskanal (24) angeordnet ist.
    11. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil einen dünnen plattenförmigen
    „π Ventilkörper (31) hat, der sich zwischen der oberen Wandung (19) und der Bodenwandung .(21) erstreckt.
    12. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (31) eine Breite hat, die
    QQ im wesentlichen gleich der Breite des Bypasskanals (24) ist.
    13. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden'Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsein-
    -6- DE 3048
    gaser (46) umfaßt, der mit dem Ansaugkanal (6) verbunden ο
    ist und einen im Durchmesser verjüngten Abschnitt (62) hat, wobei das Steuerventil (51) in Abhängigkeit einer Änderung der Höhe des in diesem verjüngten Abschnitts erzeugten Unterdrucks betätigt wird.
    17. Ansaugvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (51) einen Ventilkörper (58) zur Steuerung der Verbindung zwischen Unterdruckkammer (44) und Atmosphäre, einen mit
    p. dem im Durchmesser verjüngten Abschnitt (62) verbundenen Unterdruckraum (53), sowie eine Membran (52) umfaßt, die mit dem Ventilkörper verbunden ist und in Abhängigkeit von Änderungen in der Höhe des im Unterdruckraum '.erzeugten Unterdrucks betätigt wird.
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