DE3733678C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

Eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit der eine Optimierung der Strömung des angesaugten Gemisches erreicht werden soll, ist aus der JP-GM-OS 60-92 733 bekannt.

Bei dieser Einrichtung wird ein herkömmlicher 4-Ventilkopf mit für beide Einlaßventile durch eine Trennwand geteilten Ansaugkanal so modifiziert, daß der Einlaßkanal des ersten Einlaßventils durch eine in den einen Teil des Ansaugkanals ragende unterströmbare Scheidewand in einen im wesentlichen geraden Kanal und einen gekrümmten Kanal geteilt wird, so daß der Ansaugkanal insgesamt in drei Kanäle unterteilt wird. Dabei können der gerade Kanal des ersten Einlaßventils zusammen mit dem ungeteilten Einlaßkanal des zweiten Einlaßventils über eine Klappe verschlossen werden. Die Scheidewand erstreckt sich von einer Stelle stromoberhalb des mittigen Teils der Trennwand in einem Winkel zur Trennwand bis zum ersten Einlaßventil, so daß bei geschlossener Klappe das angesaugte Gemisch nur direkt durch den gekrümmten Drallkanal und indirekt durch Unterströmen der Scheidewand über das zugehörige erste Einlaßventil in den Zylinder einströmen kann.

Bei diesem System werden auch bei relativ geringen Volumenströmen im unteren Drehzahlbereich hohe Strömungsgeschwindigkeiten und eine gute Verwirbelung des Gemisches im Drallkanal erzielt; jedoch läuft, besonders in Betriebszuständen, in denen die Klappe ganz geschlossen ist, die Verbrennung nicht optimal ab, da sich das nur über ein Einlaßventil einströmende Gemisch nicht homogen über den ganzen Brennraum verteilt; besonders die von diesem Einlaßventil weiter entfernt liegenden Bereiche des Brennraumes sind unterversorgt.

Außerdem können bei diesem System bei ganz geschlossener Klappe Anteile des einströmenden Gemisches über das geöffnete aber im Einlaß gesperrte Einlaßventil aus dem Brennraum in den gesperrten Einlaßkanal abströmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Einlaßventilen pro Zylinder zu schaffen, die den effektiven Ansaugquerschnitt variiert und auch im untersten Drehzahlbereich eine gute Verteilung des einströmenden Gemisches im Brennraum gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine regelbare Absperreinrichtung im Ansaugkanal geschaffen, die den Hauptanteil des angesaugten Gemisches drallbehaftet über ein Einlaßventil in den Brennraum lenkt, andererseits jedoch einen geringeren Anteil des Gemisches über das zweite Einlaßventil einströmen läßt; auf diese Weise wird eine Strömungsoptimierung erzielt, mit der auch im untersten Drehzahlbereich eine gute und homogene Füllung des Brennraumes erreicht wird.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen horizontalen Querschnitt durch einen Zylinder­ kopf;

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch den in Fig. 1 darge­ stellten Zylinderkopf.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 1, einen Brenn­ raum 2, ein erstes Einlaßventil 3, ein zweites Einlaßventil 4, Auslaßventile 5, eine Zündkerze 6 und einen für das erste sowie zweite Einlaßventil 3, 4 gemeinsamen Ansaugkanal 7. In diesem Ansaugkanal 7 ist eine Trennwand 8 ausgebildet, die sich von einer Stelle zwischen dem ersten sowie zweiten Ein­ laßventil 3 bzw. 4 zu einer im Ansaugkanal 7 stromaufwärtigen Stelle erstreckt, wodurch der Ansaugkanal 7 in einen ersten geraden Kanal 9 und einen zweiten geraden Kanal 10, die als gerade Öffnungen durch die Trennwand 8 gebildet werden, un­ terteilt wird. Wie die Fig. 2 zeigt, verläuft das stromauf­ wärtige Ende 8a der Trennwand 8 zwischen der oberen und der unteren Wand des Ansaugkanals 7 über deren gesamte Länge bogenförmig.

Im Ansaugkanal 7 ist eine von dessen oberer Wand abwärts ragende Scheidewand 11 ausgebildet, die sich längs der Achse des ersten geraden Kanals 9 von einem mittigen Teil 8b des stromaufwärtigen Endes 8a der Trennwand 8 zu einer stromauf im Ansaugkanal gelegenen mittigen Stelle dieses Kanals hin erstreckt. Demzufolge ist das stromabwärtige Ende der Scheide­ wand 11 zum mittigen Teil 8b des stromaufwärtigen Scheide­ wandendes 8a um eine vorgegebene Strecke in der Achsrich­ tung des Ansaugkanals 7 beabstandet.

Von den oberen Wänden des ersten sowie des zweiten geraden Kanals 9 bzw. 10 ragen Vorsprünge 13 und 14 nach unten, die sich in der Achsrichtung des ersten sowie des zweiten geraden Kanals 9 bzw. 10 erstrecken und jeweils um die Stößelfüh­ rungen 12 des ersten sowie zweiten Einlaßventils 3 sowie 4 herum ausgebildet sind. Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Scheidewand 11 mit dem im ersten geraden Kanal 9 ausgebilde­ ten Vorsprung 13 ausgefluchtet. Die untere Wandfläche der Scheidewand 11 hat einen Abstand zur unteren Wand des Ansaug­ kanals 7, so daß zwischen der unteren Wandfläche der Scheide­ wand 11 und der unteren Wand des Ansaugkanals 7 ein Luft­ strömungsdurchtritt gebildet wird.

Der Ansaugkanal 7 wird durch die Scheidewand 11 in zwei Ka­ nalabschnitte unterteilt, so daß auf der von der Trennwand 8 entfernt liegenden Seite ein exzentrischer Luftstromdurch­ laß 7a und auf der der Trennwand nahegelegenen Seite ein Durchlaß mit großem Querschnitt gebildet werden.

Ein Ansaugregelventil 15 in Form einer Drosselklappe ist zwischen dem stromaufwärtigen Ende der Scheidewand 11 und der Seitenwand 7c des Ansaugkanals 7, die auf der Seite des zweiten geraden Kanals 10 liegt, angeordnet, d. h., die Absperrein­ richtung 15 ist im Einlaß des Durchlasses 7b mit großem Querschnitt angeordnet. Diese Absperreinrichtung 15 ist mit einem Stell­ antrieb 17 über einen Gelenkmechanismus 16 verbunden und wird vom Stellantrieb 17 so gesteuert, daß es völlig geöff­ net ist, wenn die Maschine unter einer hohen Belastung ar­ beitet, jedoch geschlossen ist, wenn die Maschine mit leich­ ter und mittlerer Belastung betrieben wird, und dieser Zu­ stand ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Der Stellantrieb 17 kann folglich als ein Membranstellantrieb, der durch Unter­ druck betätigt wird und eine mit dem Ansaugkanal 7 in Verbin­ dung stehende Unterdruckkammer hat, ausgebildet werden.

Wie gesagt wurde, ist die Absperreinrichtung 15, wenn die Maschine unter einer leichten oder mittleren Belastung ar­ beitet, geschlossen. Zu dieser Zeit strömt ein großer Teil der Luft in den exzentrischen Luftstromdurchlaß 7a, und nach Durchströmen dieses Durchlasses 7a strömt die Luft längs der Seitenwand des ersten geraden Kanals 9, die zur Trenn­ wand 8 gegenüber- und entferntliegend angeordnet ist. Dann strömt die Luft in den Brennraum 2 in dessen Umfangsrichtung ein, wie durch die gestrichelte Linie W in Fig. 1 angedeutet ist. Als Ergebnis dessen wird im Brennraum 2 eine starke Wirbelbewegung erzeugt.

Bei einem Betrieb der Maschine unter hoher Belastung ist die Absperreinrichtung 15, wie oben erwähnt wurde, ganz geöff­ net. Demzufolge fließt zu dieser Zeit ebenfalls Luft in den Brennraum 2 aus dem Durchlaß 7b mit großem Querschnitt und geringem Strömungswiderstand. Da, wie oben gesagt wurde, der erste sowie der zweite gerade Kanal 9 und 10 als gerade Öffnung ausgebildet sind und einen minimalen Strömungswider­ stand aufweisen, ist der Strömungswiderstand des Ansaugka­ nals 7 klein, weshalb also ein hoher Füllungsgrad erlangt werden kann.

Wenn die Scheidewand 11 in der stromabwärtigen Richtung verlängert würde, so daß sich das stromabwärtige Ende der Scheidewand 11 in das Innere des ersten geraden Kanals 9 hinein erstreckt, wird, weil die Länge des exzentrischen Luftstromdurchlasses 7a vergrößert wird, der Strömungswi­ derstand erhöht. Weil dann auch ein Luftströmungsdurchlaß mit einer geringen Breite zwischen der Scheidewand 11 und der Trennwand 8 gebildet wird, würde darüber hinaus der Strömungswiderstand beträchtlich erhöht. Da jedoch bei dem Erfindungsgegenstand die Scheidewand 11 stromauf vom mitti­ gen Teil 8b der Trennwand 8 angeordnet ist, d. h., daß sich die Scheidewand 11 nicht in das Innere des ersten geraden Kanals 9 hinein erstreckt, kann der gesamte Querschnitt des ersten geraden Kanals 9 als ein Luftströmungsdurchlaß genutzt werden, so daß es möglich ist, einen hohen Füllungsgrad zu erhalten. Des wei­ teren trägt die fluchtende Anordnung des Vorsprungs 13 zur Scheidewand 11 zu einer Steigerung des Füllungsgrades bei.

Gemäß der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, den Fül­ lungsgrad zu steigern, wenn die Maschine unter einer hohen Belastung arbeitet, und eine starke Wirbelbewegung im Brenn­ raum hervorzurufen, wenn die Maschine unter einer niedrigen Belastung arbeitet, indem beide Kanalabschnitte, die durch die Trennwand abgeteilt sind, derart konstruktiv ausgebildet werden, daß sie die Gestalt einer geraden Öffnung haben, und indem die Scheidewand so ausgebildet wird, daß sie im Ansaugkanal stromoberhalb von der Trennwand angeordnet ist.

Claims (3)

1. Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, der einen Brennraum (2) aufweist, welcher mit einem ersten Einlaßventil (3) sowie mit einem benachbarten, durch eine Trennwand (8) getrennten zweiten Einlaßventil (4) ausgestattet ist, wobei die Einlaßventile einen gemeinsamen Ansaugkanal (7) haben, der teilweise mittels einer Absperreinrichtung (15) verschließbar ist, und mit einer zwischen dem verschließbaren und dem nicht verschließbaren Teil des Ansaugkanals (7) angeordneten, in den Ansaugkanal ragenden unterströmbaren Scheidewand (11), die sich in einem Winkel zur Trennwand (8) und im wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckt und von einer Stelle stromoberhalb des mittigen Teils (8b) des Trennwand (8) -Endstückes (8a) ausgeht, dadurch kennzeichnet, daß sich die Scheidewand (11), von dieser Stelle ausgehend, zu einer noch weiter stromaufwärts gelegenen Stelle im Ansaugkanal (7) erstreckt.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Scheidewand (11) zu einer im mittigen Abschnitt des Ansaugkanals (7) gelegenen Stelle erstreckt.

3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem stromaufwärtigen Ende der Scheidewand (11) und einer Seitenwand (7c) des Ansaugkanals (7) die Absperreinrichtung (15) angeordnet ist.