DE3707805A1 - Saugrohranordnung fuer mehrzylinder-brennkraftmaschinen mit kraftstoff-einspritzduesen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugrohranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Bei der aus der EP-Anmeldung 00 98 543, F02B 27/00, bekannten Saugrohran­ ordnung dieser Art münden die eine Krümmung von 180° aufweisenden, langen und dünnen ersten Saugrohre in die relativ kurzen, einen erheblich größeren Strömungsquer­ schnitt aufweisenden zweiten Saugrohre vor deren Eintritt in den Zylinderblock bzw. den Zylinderkopf ein, so daß die zweiten Saugrohre zur Erzielung des großen Strömungs­ querschnitts relativ große Querabmessungen besitzen müssen, mit denen auch die sich anschließenden Saugkanäle im Zylinderblock bzw. Zylinderkopf gefertigt sein müssen. Die Einspritzdüsen liegen bei dieser bekannten Maschine in Strömungsrichtung hinter der Einmündung der ersten Saugrohre in den Saugkanälen. Infolge Vorsehens nur je Zylinder eines Einlaßventils und koaxialer Anordnung der beiden Saugrohre im Bereich dieses Einlaßventils muß zur Erzielung eines ausreichenden Strömungsquerschnitts das Einlaßventil sehr groß bemessen sein, was bekanntlich aus Platzgründen Schwierigkeiten macht. Auch besitzt die bekannte Brennkraftmaschine den Nachteil, daß je Zylinder eine Kraftstoff-Einspritzdüse über den gesamten Bereich des Kraftstoffbedarfs von Leerlauf bis Höchstlast regelbar sein muß. Dies macht Schwierigkeiten insbesondere bezüglich einer genauen Kraftstoffzumessung im Leerlauf, da dann sehr kurze Einspritz­ impulse erforderlich sind und bereits geringe Toleranzen zu großen relativen Abweichungen des Istwerts der zugemessenen Kraftstoffmenge vom Sollwert führen.

Beispielsweise aus der DE-OS 15 76 230, F02B 27/00, ist auch bereits eine Kolben-Brenn­ kraftmaschine bekannt, deren ebenfalls auf optimale Füllung in verschiedenen Drehzahl- bzw. Lastbereiche dimensionierte beiden Saugrohre über individuelle Einlaßventile mit dem jeweiligen Zylinder in Verbindung stehen. Über Einzelheiten, wie Saugverteiler, Anordnung von Kraftstoff-Einspritzdüsen und als Leistungsstellglieder dienenden Drossel­ organen, sagt diese Druckschrift jedoch nichts aus.

Auch die Ansaugvorrichtung nach der DE-OS 35 02 699, F02B 27/00, weist je Zylinder zwei Saugrohre auf, die über gegebenenfalls unterschiedliche Steuerzeiten aufweisende Einlaßventile mit dem jeweiligen Brennraum in Verbindung stehen. Eingangsseitig ist beiden offenbar identisch ausgebildeten Saugrohren eine Vorrichtung zur Anpassung ihrer Länge an die jeweiligen Betriebsverhältnisse zugeordnet. Eine Einspritzdüse liegt entweder in einer Ausnehmung der Zwischenwand zwischen den beiden jeweils einem Zylinder zugeordneten Saugrohren oder ist individuell in jedem Saugrohr vorgesehen. Durch eine Drosselklappe in einem der Saugrohre wird erreicht, daß dieses erst in einem mittleren Drehzahlbereich öffnet. Diese Konstruktion erfordert, sofern man bei der strömungstechnisch vorteilhaften Trennung der beiden Saugrohre bleibt, infolge Anordnung individueller Kraftstoff-Einspritzdüsen in jedem der Saugrohre einen hohen Aufwand an Einspritzdüsen.

Zur Abrundung des Standes der Technik sei noch auf die DE-OS 35 19 143, F02D 9/02, hingewiesen, die eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei identisch ausgebildeten Saugrohren und Einlaßventilen je Zylinder offenbart. Jeweils einem der Saugrohre aller Zylinder ist ein gemeinsamer Ansaugstrang zugeordnet, wobei in jedem Ansaugstrang eine Drosselklappe angeordnet ist; die Drosselklappen werden registerartig nacheinander betätigt. Sofern diese Maschine mit Kraftstoff-Einspritzung arbeitet, wird gesagt, Einspritzdüsen könnten entweder in den Ansaugsträngen (Zentraleinspritzung) oder in den Saugrohren (Einzel-Saugrohreinspritzung) angeordnet sein. Im ersten Falle können sich insbesondere bei kalter Maschine Leerlaufschwierigkeiten ergeben, da die Kraftstoff­ zufuhr relativ entfernt von den Einlaßventilen erfolgt; außerdem ergeben sich wieder die Schwierigkeiten bezüglich einer exakten Kraftstoffmengen-Zumessung über den gesamten Regelbereich. Der zweite Fall ist durch einen großen Aufwand an Einspritzdüsen gekennzeichnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saugrohranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei Wahrung der Vorteile für unterschiedliche Luftdurchsatzbereiche optimierter Saugrohre unter Vermeidung der Nachteile der beschrie­ benen bekannten Konstruktionen mit möglichst geringem konstruktiven Aufwand eine optimale Kraftstoffzumessung über den gesamten Leistungsbereich der Maschine sicher­ stellt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteran­ sprüche.

Die Erfindung unterscheidet sich in vorteilhafter Weise von der Luftansauganlage nach der europäischen Patentanmeldung also nicht nur dadurch, daß - wie im Prinzip bekannt - jedem der beiden zylinderindividuellen Saugrohre ein individuelles Einlaßventil zugeord­ net ist, sondern auch dadurch, daß nur die ersten, also im unteren Luftdurchsatzbereich liefernden Saugrohre mit individuellen Einspritzdüsen ausgestattet sind, während den zweiten Saugrohren aller Zylinder (oder einer definierten Zylindergruppe) in dem zweiten Saugverteiler, d.h. hinter dem diesem vorgeschalteten Drosselorgan, eine gemeinsame Kraftstoff-Einspritzdüse zugeordnet ist. Dies ermöglicht bei minimalem Aufwand an Einspritzdüsen die im Anspruch 2 gekennzeichnete vorteilhafte Auslegung der verschie­ denen Einspritzdüsen.

Da die gemeinsame Einspritzdüse im zweiten Saugverteiler relativ weit von den Einlaß­ ventilen entfernt ist, wird man zwecks Erzielung eines Gefälles für den Kraftstoff gemäß Anspruch 3 den zweiten Saugverteiler höher als den ersten Saugverteiler anordnen. Dadurch werden auch scharfe Krümmungen von Saugrohren, wie sie die Anordnung der beiden Saugverteiler in gleicher Höhe in der Konstruktion nach der europäischen Patentanmeldung erfordert, überflüssig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren

Fig. 1 eine senkrechte Schnittanordnung und deren

Fig. 2 eine Draufsicht wiedergibt.

Figürlich dargestellt sind nur die beiden Zylinder 1 und 2 der eine beliebige Zylinderzahl aufweisenden Brennkraftmaschine, die als Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs dienen möge. Jeder Zylinder ist mit ersten und zweiten Einlaßventilen 3, 5 bzw. 4, 6 ausgerüstet, die über erste Saugrohre 7, 8 bzw. zweite Saugrohre 9, 10 mit einem allen Zylindern gemeinsamen ersten und zweiten Saugverteiler 11 bzw. 12 in Verbindung stehen. Jedem der Saugverteiler ist als Leistungsstellglied eine Drosselklappe 13 bzw. 14 vorgeschaltet; die Ansteuerung dieser Drosselklappen erfolgt so, daß die Drosselklappe 13 bereits in einem unteren Luftdurchsatzbereich geöffnet ist, während die zweite Drosselklappe 14 registerartig erst in einem mittleren Luftdurchsatzbereich geöffnet wird.

Wie die Figuren deutlich zeigen, sind die ersten Saugrohre 7 und 8 relativ lang und mit kleinem Strömungsquerschnitt ausgeführt, während die zweiten Saugrohre 9 und 10 relativ kurz und mit größerem Strömungsquerschnitt ausgelegt sind. Damit sind die ersten Saugrohre für Betrieb bei niedrigen Drehzahlen optimiert, während die zweiten Saugrohre im Hinblick auf kleinen Strömungswiderstand bei hohem Luftdurchsatz ausge­ legt sind.

In den ersten Saugrohren 7 und 8 sind individuelle Kraftstoff-Einspritzdüsen 15 und 16 angeordnet, die für den Kraftstoffbedarf im unteren Drehzahl- bzw. Lastbereich ausgelegt sind. Ihr Regelbereich ist also relativ klein, da er sich nur vom Leerlaufbedarf bis zu einem Bedarf bei Teillast ertreckt. Den zusätzlichen Bedarf bei höheren Luftdurchsätzen deckt die allen zweiten Saugrohren 9 und 10 gemeinsame Kraftstoff-Einspritzdüse 17 im zweiten Saugverteiler 12, d.h. hinter der zugeordneten Drosselklappe 14. Diese gemeinsame Einspritzdüse 17 wird also so angesteuert, daß sie frühestens ab Öffnungsbeginn der Drosselklappe 14, also beispielsweise zur Vollastanreicherung, Kraftstoff liefert, und zwar zusätzlich zu den saugrohrindividuellen Einspritzdüsen 15 und 16.

Da der Abstand der gemeinsamen Einspritzdüse 17 von den zugehörigen Einlaßventilen 4 und 6 größer ist als der Abstand der saugrohrindividuellen Einspritzdüsen 15 und 16 von ihren zugeordneten Einlaßventilen 3 und 5, ist die Saugrohranordnung so konzipiert, daß der zweite Saugverteiler 12 höher liegt als der erste Saugverteiler 11, d.h. oberhalb der ersten Saugrohre 7 und 8 verläuft. Durch diese Etagenanordnung sind auch starke Krümmungen der Saugrohre vermieden; dennoch ist der Platzbedarf der Saugrohranordnung klein.

Claims (3)

1. Saugrohranordnung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Einspritzdüsen, wobei jeder Zylinder über ein erstes Saugrohr, das für optimale Füllung in einem unternen Luftdurchsatzbereich ausgelegt ist, mit einem ersten Saugverteiler und über ein widerstandsärmer ausgelegtes zweites Saugrohr mit einem zweiten Saugver­ teiler verbunden ist, denen jeweils ein Drosselorgan vorgeschaltet ist, von denen dasjenige des ersten Saugverteilers bereits im unteren Luftdurchsatzbereich, dagegen das Drosselorgan des zweiten Saugverteilers zusätzlich erst in einem höheren Luft­ durchsatzbereich öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Saugrohre (7, 8; 9, 10) über individuelle Einlaßventile (3, 5; 4, 6) in die Zylinder (1, 2) einmünden und in den ersten Saugrohren (7, 8) individuelle Einspritzdüsen (15, 16), dagegen im zweiten Saugverteiler (12) eine den zweiten Saugrohren (9, 10) gemeinsame Einspritzdüse (17) angeordnet ist, die erst bei Öffnen des zugeordneten Drosselorgans (14) Kraftstoff liefert.

2. Saugrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die individuellen Einspritzdüsen (15, 16) nur für den maximalen Kraftstoffbedarf in dem unteren Luftdurchsatzbereich ausgelegt sind.

3. Saugrohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Saugverteiler (12) höher als der erste Saugverteiler (11) angeordnet ist.