DE3633929C2 - Air intake system for a boxer or V-engine - Google Patents

Air intake system for a boxer or V-engine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage zwischen zwei einander gegenüberliegenden Zylinderreihen eines Boxer- oder V-Motors, dessen Zylinder jeweils zwei Einlaßventile aufweisen, wobei das eine Einlaßventil durch ein langes, das andere Einlaßventil durch ein kurzes Saugrohr etwa gleichen Querschnitts mit einem Saugverteiler verbunden ist, in den Frischluft angesaugt wird.The invention relates to an air intake system between two each other opposite cylinder rows of a boxer or V-engine, whose cylinders each have two intake valves, one inlet valve by a long one, the other Inlet valve through a short intake manifold with approximately the same cross section is connected to a suction distributor into which fresh air is drawn in.

Um einen gasdynamischen Aufladeeffekt zu erzielen und so durch eine verbesserte Zylinderfüllung eine Steigerung des Drehmoments und der Leistung eines Verbrennungsmotors zu erzielen, ist es nötig, die Länge und den Querschnitt der Ansaugleitung auf den Motor abzustimmen, an den sie angebaut ist. Dabei hat es sich gezeigt, daß bei unterschiedlichen Motordrehzahlen eine unterschiedliche Längen- und Querschnittsbemessung erforderlich ist, um eine optimale Motordrehmomentkennlinie zu erhalten.In order to achieve a gas dynamic charging effect and thus by an improved Cylinder filling an increase in the torque and the performance of a To achieve the internal combustion engine, it is necessary to change the length and cross section of the Match the intake pipe to the engine to which it is attached. It did shown that at different engine speeds a different length and Cross-sectional dimensioning is required to achieve an optimal engine torque characteristic to obtain.

Aus DE 34 24 433 A1 ist eine Luftansauganlage mit einem I-förmigen, zur Schwingaufladung abgestimmten Verteilerstück bekannt, das aus zwei Resonanzbehältern und geraden Verbindungsrohren besteht. Durch eine von der Motordrehzahl abhängige Absperrung eines oder mehrerer Verbindungsrohre werden während des Betriebs des Motors die Resonanzbedingungen geändert, um einen optimalen Verlauf der Motordrehmomentkurve zu erreichen. Nachteilig bei dieser Luftansauganlage ist das große Bauvolumen, das ihre Verwendung für V-Motoren mit kleinem V-Winkel erschwert.From DE 34 24 433 A1 an air intake system with an I-shaped, for Vibrating charging known known distributor, which consists of two Sound boxes and straight connecting pipes. Through one of the Shutdown of one or more connecting pipes depending on the engine speed during the operation of the engine the resonance conditions changed to one to achieve the optimal course of the engine torque curve. A disadvantage of this Air intake system is the large volume that its use for V-engines difficult with a small V-angle.

Aus der DE-GM 19 86 850 ist eine Luftsauganlage für eine Reihenbrennkraftmaschine bekannt, bei der jeder Zylinder mit einem Auslaß- und zwei Einlaßventilen versehen ist. Von den beiden Einlaßventilen je Zylinder ist jeweils eins über ein kurzes Saugrohr mit einem Sammelrohr verbunden und das zweite Einlaßventil über ein jeweils längeres Saugrohr mit einem zweiten Sammelrohr verbunden. Beide Sammelrohre wiederum sind an eine Registervergaseranlage angeschlossen. From DE-GM 19 86 850 is an air intake system for an internal combustion engine known in which each cylinder is provided with one exhaust and two intake valves. One of the two intake valves per cylinder is connected via a short intake manifold connected to a manifold and the second inlet valve via a longer one Suction pipe connected to a second manifold. Both header pipes in turn are connected to a register carburetor system.  

Aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 46 (1985), 12, Seiten 481 bis 487, "Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Antriebsregelung für Personenkraftwagen" ist eine Sauganlage mit zwei Resonanzkammern verbunden, von denen eine durch eine mit einem Saugrohr zusammenwirkende Schiebehülse überbrückt werden kann.From MTZ Motortechnische Zeitschrift 46 (1985), 12, pages 481 to 487, "Neue Developments in the field of drive control for passenger cars "is one Suction system connected to two resonance chambers, one of which is connected by a interacting sliding sleeve can be bridged.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine kleinvolumige Luftansauganlage zu schaffen, deren zu den Zylindern führende Ansauglängen und Ansaugquerschnitte mit einfachen Mitteln einstellbar sind.It is the object of the invention to provide a small-volume air intake system create their intake lengths and intake cross sections leading to the cylinders are adjustable with simple means.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des ein­ teiligen Anspruchs 1, soweit sie nicht im vorstehenden Text der Beschreibungseinleitung als bekannt herausgestellt sind. Die Luftansauganlage ist hierbei an einen Motor angebaut, bei dem in bekannter Weise jeder Zylinder zwei Einlaßventile aufweist und zu einem Einlaßventil ein langes, zum anderen Einlaßventil ein kurzes Saug­ rohr führt, das durch eine Sperrklappe verschließbar ist. Zwischen einem kurzen Saugrohr eines Zylinders der einen Zylinderreihe und einem dazu gleichachsigen langen Saugrohr eines Zylinders der anderen Zylinderreihe ist ein Schieberohr angeordnet, das in einen Saugverteiler einmündet und wahlweise an das lange oder an das kurze Saugrohr dicht anlegbar ist. This problem can be solved with the features of Partial claim 1, unless they are in the above text of Introduction to the description are found to be known. The air intake system is attached to an engine, at which in a known manner each cylinder has two intake valves and one inlet valve has a long suction and the other inlet valve has a short suction pipe leads, which can be closed by a locking flap. Between one short intake manifold of a cylinder of one row of cylinders and one coaxial long suction pipe of one cylinder of the other cylinder bank a sliding tube is arranged, which opens into a suction manifold and can either be placed tightly on the long or short suction pipe.  

Der zu einem Zylinder führende Ansaugquerschnitt läßt sich durch Betätigen der Sperrklappe steuern. Ist sie geschlossen, kann Luft nur über das lange Saugrohr und das ihm zugeordnete Einlaßventil in den Zylinder gelangen. Wenn das kurze und das lange Saugrohr gleichen Innendurchmesser haben, steht in diesem Falle der Ansaugluft nur die halbe Querschnittsfläche zur Verfügung. Eine Änderung der Länge der Ansaugleitung wird erreicht, indem das Schieberohr einmal an das kurze, einmal an das lange Saugrohr dicht angelegt wird.The intake cross section leading to a cylinder can be actuated control the flap. If it is closed, air can only last for a long time Intake pipe and the intake valve assigned to it get into the cylinder. If the short and long suction pipes have the same inner diameter, In this case, only half the cross-sectional area is available to the intake air Available. A change in the length of the suction line is achieved by the sliding tube once against the short, once against the long suction tube is created.

In den Zeichnungen Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 sind drei verschiedene Betriebsstellungen der Luftansauganlage für einen 4-Zylinder-Boxermotor dargestellt, die nachfolgend erläutert werden. Die Betätigungsvorrich­ tungen für die Schieberohre und Sperrklappen sind nur in Fig. 1 gezeichnet.The drawings Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 show three different operating positions of the air intake system for a 4-cylinder boxer engine, which are explained below. The actuation devices for the slide tubes and flaps are only drawn in FIG. 1.

Nach Fig. 1 ist zwischen den Zylindern 1, 2 und den gegenüberliegenden Zy­ lindern 3, 4 ein Saugverteiler 5 angeordnet, der über einen mittig an ihm angeordneten, durch eine Drosselklappe 6 steuerbaren Saugstutzen 7 mit Luft versorgt wird. Jeder der Zylinder 1, 2, 3, 4 besitzt zwei Einlaßventile 8, ein Auslaßventil 9 und beidseitig zu ihm liegend zwei Zündkerzen 10. Zu einem Einlaßventil führt ein langes Saugrohr 11, das tief in den Saugver­ teiler 5 hineinragt und sich etwa bis zu dessen Mitte erstreckt. Die paral­ lel verlaufenden langen Saugrohre 11 zu den beiden linken Zylindern 1, 2 liegen außen am Saugverteiler 5, die langen Saugrohre 11 zu den beiden rech­ ten Zylindern 3, 4 liegen innen am Saugverteiler 5. Fluchtend zu den langen Saugrohren 11 sind außen an der gegenüberliegenden Seite des Saugverteilers 5 kurze Saugrohre 12 angeordnet, die etwa halb so lang sind wie die langen Saugrohre 11. Zwischen den kurzen Saugrohren 12 und den langen Saugrohren 11 sind zu ihnen fluchtend im Saugverteiler jeweils Schieberohre 13 ange­ ordnet, die um einen Weg a längsverschieblich sind und entweder an die langen Saugrohre 11 oder die kurzen Saugrohre 12 dicht anlegbar sind. Um einen strömungsgünstigen Einlauf der Luft in die Saugrohre zu erhalten, sind die Schieberohre 13 an beiden Enden, die kurzen und langen Saugrohre an ihren Mündungsenden in den Saugverteiler diffusorförmig ausgebildet und abgerundet. According to Fig. 1 between the cylinders 1, 2 and the opposite Zy alleviate 3, 4, a suction distributor 5 is arranged, which is supplied with air via a centrally arranged on it, controllable by a throttle valve 6 suction port 7 with air. Each of the cylinders 1, 2, 3, 4 has two inlet valves 8 , one outlet valve 9 and two spark plugs 10 lying on both sides thereof. To an inlet valve leads a long intake pipe 11 , which extends deep into the Saugver divider 5 and extends approximately to the middle. The parallel long suction pipes 11 to the two left cylinders 1, 2 are outside on the suction manifold 5 , the long suction pipes 11 to the two right cylinders 3, 4 are inside the suction manifold 5th In alignment with the long suction pipes 11 , short suction pipes 12 are arranged on the outside on the opposite side of the suction manifold 5 , which are approximately half as long as the long suction pipes 11 . Between the short intake manifolds 12 and the long intake manifolds 11 , sliding tubes 13 are arranged in alignment with them in the suction manifold, which are longitudinally displaceable by a path a and can either be placed tightly against the long intake manifolds 11 or the short intake manifolds 12 . To obtain a flow-entry of the air in the intake manifolds, the slide tubes 13 at both ends, the short and long suction tubes at their mouth ends to the aspirate manifold are designed diffusor-shaped and rounded.

An die zu den Zylindern 1, 2 führenden langen, außen am Saugverteiler 5 lie­ genden Saugrohre 11 sind zwei Schieberohre 13 dicht angelegt und durch eine Stange 14 starr miteinander verbunden, an die zu den Zylindern 3, 4 führen­ den langen Saugrohre 11, die innen am Saugverteiler 5 liegen, sind zwei Schieberohre 13 angelegt, die durch eine kürzere Stange 15 starr miteinander verbunden sind. Beide Stangen 14, 15 und damit die zu ihnen gehörenden Schieberohre werden durch pneumatische Stellzylinder 16, entgegen der Kraft einer Feder 17 betätigt.At the leading to the cylinders 1, 2 long, outside the suction manifold 5 lying suction pipes 11 , two sliding pipes 13 are tightly connected and rigidly connected by a rod 14 , to the cylinders 3, 4 lead to the long suction pipes 11 , the inside lie on the suction manifold 5 , two sliding tubes 13 are created, which are rigidly connected to each other by a shorter rod 15 . Both rods 14, 15 and thus the sliding tubes belonging to them are actuated by pneumatic actuating cylinders 16 against the force of a spring 17 .

In die vier kurzen Saugrohre 12 sind Sperrklappen 18 eingesetzt. Die Sperr­ klappen der zu den beiden linken Zylindern 1, 2 führenden kurzen Saugrohre 12 sind gemeinsam über ein Gestänge 19, die Sperrklappen 18 der zu den bei­ den rechten Zylindern 3, 4 führenden Saugrohre 12 sind über ein weiteres Ge­ stänge 20 verstellbar. Beide Gestänge 19, 20 sind pneumatisch durch Stellzy­ linder betätigbar.Locking flaps 18 are inserted into the four short suction pipes 12 . The locking flaps of the two left cylinders 1, 2 leading short suction pipes 12 are together via a linkage 19 , the locking flaps 18 of the leading to the right cylinders 3, 4 suction pipes 12 are rods 20 adjustable via a further Ge. Both rods 19, 20 can be actuated pneumatically by Stellzy cylinders.

In der in Fig. 1 gezeichneten Lage sind alle Sperrklappen 18 in Schließ­ stellung. Luft kann zu den Zylindern nur über die langen Saugrohre 11 ein­ strömen, die noch durch die Schieberohre 13 verlängert sind. Diese Kombi­ nation: kleiner Ansaugquerschnitt und große Ansauglänge ergibt im unteren Drehzahlbereich des Motors ein optimales Drehmoment.In the position shown in Fig. 1, all the flaps 18 are in the closed position. Air can flow to the cylinders only via the long suction pipes 11 , which are still extended by the sliding pipes 13 . This combination: small intake cross-section and large intake length result in optimal torque in the lower engine speed range.

Nach Fig. 2 sind die in die kurzen Saugrohre 12 eingebauten Sperrklappen 18 alle in Offenstellung. Den Zylindern 1, 2, 3, 4 wird sowohl über die kurzen Saugrohre 12 als auch die langen Saugrohre 11 Luft zugeführt. Es ergibt sich somit ein großer Ansaugquerschnitt, der in Verbindung mit kurzer und langer Saugrohrlänge im mittleren Drehzahlbereich ein optimales Drehmoment erbringt.According to FIG. 2, the shut-off flaps 18 installed in the short suction pipes 12 are all in the open position. Air is supplied to the cylinders 1, 2, 3, 4 both via the short suction pipes 12 and the long suction pipes 11 . The result is a large intake cross-section, which, in conjunction with a short and long intake manifold length, provides optimum torque in the medium speed range.

Gemäß Fig. 3 sind die Schieberohre 13 an die kurzen Saugrohre 12 dicht an­ gelegt und ergeben mit ihnen zusammen die gleiche Ansauglänge, die auch die langen Saugrohre 11 aufweisen. Die Sperrklappen 18 sind geöffnet. Diese Kombination: großer Ansaugquerschnitt und für alle Einlaßventile 8 und gleiche Ansauglängen erbringt im oberen Drehzahlbereich des Motors Best­ werte für das Drehmoment und die Leistung des Motors.Referring to FIG. 3, the slide tubes 13 are applied to the short suction pipes 12 and close to arise with them the same intake length, which also have the long induction pipes. 11 The locking flaps 18 are open. This combination: large intake cross-section and for all intake valves 8 and the same intake lengths results in top values for the engine's torque and power in the upper engine speed range.

Claims (9)

1. Luftansauganlage zwischen zwei einander gegenüberliegenden Zylinderreihen eines Boxer- oder V-Motors, dessen Zylinder jeweils zwei Einlaßventile aufweisen, wobei das eine Einlaßventil durch ein langes, das andere Einlaßventil durch ein kurzes Saugrohr etwa gleichen Querschnitts mit einem Saugverteiler verbunden ist, in den Frischluft angesaugt wird, wobei zueinander fluchtend jeweils ein langes Saugrohr (11), ein kurzes Saugrohr (12) und zwischen ihnen ein Schieberohr (13) in den Saug­ verteiler (5) einmündend angeordnet sind, und das Schieberohr (13) durch Längsverschieben wahlweise an das kurze Saugrohr (12) oder das lange Saug­ rohr (11) dicht anlegbar ist.1. Air intake system between two opposing cylinder rows of a boxer or V engine, the cylinders of which each have two intake valves, the one intake valve being connected to a suction distributor by a long, the other intake valve by a short intake pipe of approximately the same cross section, in the fresh air is sucked in, in alignment with each other a long suction pipe ( 11 ), a short suction pipe ( 12 ) and between them a sliding pipe ( 13 ) in the suction manifold ( 5 ) are arranged, and the sliding pipe ( 13 ) by longitudinally shifting to the short suction tube ( 12 ) or the long suction tube ( 11 ) can be put on tightly. 2. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kurze Saugrohr (12) und das Schieberohr (13) zusammen etwa dieselbe Länge haben wie das lange Saugrohr (11) und insgesamt etwas kürzer sind als der halbe Abstand der sich gegenüberstehenden Einlaßventile (8) der beiden Zylinder­ reihen (1, 2 und 3, 4).2. Air intake system according to claim 1, characterized in that the short suction pipe ( 12 ) and the sliding pipe ( 13 ) together have approximately the same length as the long suction pipe ( 11 ) and overall are somewhat shorter than half the distance between the opposing inlet valves ( 8 ) of the two cylinders ( 1, 2 and 3, 4 ). 3. Luftansauganlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lange Saugrohr (11), das kurze Saugrohr (12) und das Schieberohr (13) an ihren Einmündungsenden in den Saugverteiler (5) aufgeweitete Ausrundungen aufweisen.3. Air intake system according to claim 1 and 2, characterized in that the long suction pipe ( 11 ), the short suction pipe ( 12 ) and the sliding tube ( 13 ) have widened fillets at their ends in the suction manifold ( 5 ). 4. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberohr (13) im unteren Drehzahlbereich und mittleren Drehzahlbereich des Motors am langen Saugrohr (11) dicht anliegt.4. Air intake system according to claim 1, characterized in that the sliding tube ( 13 ) in the lower speed range and medium speed range of the engine on the long intake pipe ( 11 ) lies tight. 5. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberohr (13) im oberen Drehzahlbereich an dem kurzen Saugrohr (12) dicht anliegt.5. Air intake system according to claim 1, characterized in that the sliding tube ( 13 ) in the upper speed range on the short suction tube ( 12 ) lies tight. 6. Luftansauganlage nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die kurzen Saugrohre (12) Sperrklappen (18) eingesetzt sind, die im un­ teren und mittleren Drehzahlbereich verschlossen, im oberen Drehzahlbereich offen sind. 6. Air intake system according to claim 1, 4 or 5, characterized in that in the short suction pipes ( 12 ) locking flaps ( 18 ) are used, which are closed in the lower and middle speed range, are open in the upper speed range. 7. Luftansauganlage nach Anspruch 1, für einen 4-Zylinder-Boxermotor, der vier gleiche Schieberohre (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils zwei Schieberohre (13) starr miteinander verbunden sind und moto­ risch durch ein Stellglied gemeinsam in Längsrichtung betätigbar sind.7. Air intake system according to claim 1, for a 4-cylinder boxer engine that has four identical sliding tubes ( 13 ), characterized in that each Weil two sliding tubes ( 13 ) are rigidly connected to one another and can be actuated jointly in the longitudinal direction by an actuator . 8. Luftansauganlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Saug­ verteiler (5) zwei innere und zwei äußere Schieberohre (13) durch Stangen (14, 15) starr miteinander verbunden sind und gemeinsam an die Saugrohre (11 bzw. 12) anlegbar sind.8. Air intake system according to claim 7, characterized in that in the suction manifold ( 5 ) two inner and two outer slide tubes ( 13 ) are rigidly connected to one another by rods ( 14, 15 ) and can be applied together to the suction tubes ( 11 or 12 ) . 9. Luftansauganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schieberohre (13) durch pneumatische Stellzylinder (16) betä­ tigbar sind.9. Air intake system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding tubes ( 13 ) can be actuated by pneumatic actuating cylinders ( 16 ).
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