DE3843509C2 - Intake system for an internal combustion engine - Google Patents

Intake system for an internal combustion engine

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder und im Zylinderkopf getrennt verlaufenden Einlaßkanälen gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an intake system for an internal combustion engine with two intake valves per cylinder and in the cylinder head separate inlet channels according to the others Features specified in the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Ansaugsystem ist aus der DE 34 44 356 C2 bekannt. Das Ansaugsystem besteht aus zwei im Zylinderkopf durch eine Stegwand getrennte Einzelsaugkanäle. An diese Einzelsaugkanäle ist ein Ansaugleitungsstutzen angeschlossen, wobei sich die Stegwand der Kanäle eingangsseitig des Ansaugstutzens in einem Stegwandabschnitt fortsetzt. Stromauf des Stegwandabschnittes ist etwa mittig zu einem Saugkanal eine Drosselklappe schwenkbar gelagert, über welche der einzelne Saugkanal versperrt werden kann.A generic intake system is from DE 34 44 356 C2 known. The intake system consists of two in the cylinder head individual suction channels separated by a web wall. To these individual suction channels an intake pipe socket is connected, whereby the wall of the channels on the inlet side of the intake manifold continues in a web wall section. Upstream of the web wall section is a throttle valve approximately in the middle of a suction channel pivoted, through which the individual suction channel can be blocked.

Durch die mittige Anordnung der Drosselklappe zu dem entsprechenden Einzelsaugkanal wird die Luftströmung gestört. Außerdem beeinträchtigt die Klappe den Querschnitt des Einzelsaugkanals, so daß eine aus fertigungstechnischen Gründen einfache Herstellung gleich großer Einzelsaugkanäle erschwert ist. Schließlich ist auch noch nachteilig, daß die Drosselklappe keinerlei Einfluß auf eine Abstimmung der Einzelsaugkanal-Länge hat. Due to the central arrangement of the throttle valve to the corresponding Single suction channel the air flow is disturbed. Furthermore the flap affects the cross section of the individual suction channel, so that production is simple for manufacturing reasons equally large individual suction channels is difficult. In the end is also disadvantageous that the throttle valve has no influence to match the length of the individual suction channel.  

Des weiteren ist aus der DE 30 44 292 A1 ein Ansaugsystem mit zwei Einzelsaugkanälen pro Zylinder bekannt, wobei der Querschnitt eines Einzelsaugkanales durch eine im Kanalverlauf angeordnete Drosselklappe steuerbar ist. Prinzipiell besitzt dieses Ansaugsystem somit die gleichen Nachteile wie das Gattungsgemäße.Furthermore, an intake system is known from DE 30 44 292 A1 two individual suction channels per cylinder are known, the cross section of an individual suction channel by one arranged in the channel course Throttle valve is controllable. In principle this has Intake system thus the same disadvantages as the generic.

Schließlich wird in der DE 37 04 717 A1 ein Ansaugsystem mit einem Ansaugkanal pro Zylinder vorgeschlagen, bei dem im Kanalverlauf eine aus zwei um eine gemeinsame Achse schwenkbaren Flügeln bestehende Drosselklappe angeordnet ist. Dabei können die Flügel registerartig nacheinander verschwenkt werden, wodurch unterschiedliche durchströmbare Querschnitte des Ansaugkanals dargestellt werden können.Finally, an intake system is described in DE 37 04 717 A1 one intake duct per cylinder is proposed, in the course of the duct one of two pivotable about a common axis Existing throttle valve is arranged. You can the wings are pivoted one after the other in register, whereby different cross-sections of the intake duct that can be flowed through can be displayed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Ansaugsystem derart weiterzubilden, daß einerseits bei geöffneter Drosselklappe eine ungestörte Einströmung der Luft in die Einzelsaugkanäle und andererseits auf baulich einfache Weise eine gute Abstimmung der Einzelsaugkanal-Längen auf das Ansaugsystem erreicht wird.The invention has for its object the generic To further develop the intake system such that, on the one hand, when the intake is open Throttle valve an undisturbed inflow of air into the Individual suction channels and on the other hand in a structurally simple way a good coordination of the individual suction channel lengths with the intake system is achieved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentantspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is according to the invention in the characterizing Part of patent claim 1 specified features solved.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ansaugsystems wird durch die Merkmale des Anspruches 2 erzielt. Durch die Anordnung der Klappe unmittelbar vor der Stegwand wird in geöffneter Klappenstellung auf einfache Weise eine Verlängerung der Stegwand und damit der wirksamen Zweiflutigkeit der in die einzelnen Saugkanäle angesaugten Verbrennungsluft erreicht, mit der einer gegenseitigen Beeinflussung der in die Einzelsaugkanäle angesaugten Luftmenge noch wirksamer begegnet wird. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Lage der Drosselklappen der Strömungsquerschnitt in den gedrosselten Einzelsaugkanälen nicht mehr beeinflußt, so daß in beiden Kanälen eine möglichst gleichmäßige Strömung und eine möglichst gleichmäßige Aufteilung der angesaugten Luftmenge auf beide Einzelsaugkanäle erzielt wird. Schließlich ist noch von Vorteil, daß infolge der erfindungsgemäßen Klappenanordnung sich im Ansaugsystem eine Luftbewegung beeinträchtigendes Luftvolumen anstauen kann. An advantageous embodiment of the intake system according to the invention is achieved by the features of claim 2. By the arrangement of the flap immediately in front of the web wall is shown in open flap position an extension in a simple way the web wall and thus the effective double flow into the Combustion air sucked into individual suction channels, with that of a mutual influence of the individual suction channels suctioned air quantity is met even more effectively. Further is the position of the throttle valve according to the invention  Flow cross section in the throttled individual suction channels no longer influenced, so that one in both channels if possible uniform flow and an even distribution as possible the amount of air sucked in to both individual suction channels becomes. Finally, it is advantageous that as a result of the flap arrangement according to the invention in the intake system Air volume impairing air movement can accumulate.  

In der nachfolgenden Zeichungsbeschreibung wird ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In the following description of the drawing, an off management example of the invention explained in more detail. Show it:

Fig. 1 vom erfindungsgemäßen Ansaugsystem einen Saugrohrarm im Schnitt und in einer schema­ tischen Draufsicht auf einen Zylinder einer Brennkraftmaschine und Fig. 1 of the intake system of the intake manifold arm in section and in a schematic plan view of a cylinder of an internal combustion engine and

Fig. 2 den Anschluß des Saugrohrarmes an ein Ver­ teilervolumen in einem teilweisen Quer­ schnitt gemäß den Linien II-II aus Fig. 1. Fig. 2 shows the connection of the intake manifold arm to a United volume in a partial cross-section according to lines II-II of Fig. 1st

Eine luftverdichtende Brennkraftmaschine 1 umfaßt einen oder mehrere Zylinder 2 und einen Zylinderkopf 3, der pro Zylinder mit zwei voneinander getrennten Einlaßkanälen 4 und 5 versehen ist. Die von einer seitlichen Gehäusewand 6 ausgehenden Einlaßkanäle 4 und 5 durchsetzen den Zylin­ derkopf in Querrichtung und münden innerhalb des Zylinders 2 in Öffnungen 22 und 8 aus, die von Einlaßventilen 9 und 10 gesteuert werden. An die Gehäusewand 6 ist eine Ansaug­ brücke 7 angeflanscht, die aus einzelnen an die Zylinder angeschlossenen Saugrohrarmen 11 und einem Luftverteiler­ kasten 12 besteht. Der Strömungsquerschnitt der Saugrohr­ arme 11 ist durch eine sich in der Mittellängsebene er­ streckende Stegwand 13 in zwei gleich große Einzelsaugka­ näle 14 und 15 aufgeteilt. Durch die Einzelsaugkanäle 14 und 15 ergibt sich also eine Verlängerung der Einlaßkanäle 4 und 5 bis hin zum Luftsammelraum 16 im Luftverteilerkasten 12. Die in den Zylinder 2 angesaugte Luft wird somit bereits am Eintritt in die Saugrohrarme auf beide Einzelsaugkanäle 14 und 15 gleichmäßig aufge­ teilt. Der Eintritt der Ansaugluft aus dem Luftsammelraum 16 in die Saugrohrarme 11 ist dabei durch eine strich­ punktierte Linie angedeutet und mit 18 bezeichnet. Gemäß Fig. 1 erstreckt sich die Stegwand 13 bis in die Nähe des Eintritts 18. Das dabei zum Luftsammelraum 16 weisende freie Ende der Stegwand 13 bildet eine anström­ seitige Kante 19, die vom Eintritt 18 weg um einen Abstand a in den Querschnitt des Saugrohrarmes 11 verlegt ist. Unmittelbar vor der Kante 19 ist eine Drosselklappe 20 angeordnet, deren Drosselklappenwelle 21 um eine parallel zur Stegwand 13 verlaufende Achse schwenkbar im Saugrohr­ arm 11 gelagert ist. Über die Drosselklappe 20 wird die Luftverteilung in beide Einzelsaugkanäle 14 und 15 ge­ steuert. Im oberen Drehzahlbereich des Motors befindet sich die Drosselklappe 20 in der durch strichpunktierte Linien angedeuteten geöffneten Position, so daß beide Einzelsaugkanäle 14 und 15 gleichmäßig beaufschlagt sind. In der geöffneten Position erstreckt sich die Drossel­ klappe 20 parallel zur Stegwand 13. Hierdurch wird über die Drosselklappe 20 eine Verlängerung der Stegwand 13 und damit der zweiflutigen Luftführung erzielt, was mit einer Verbesserung des Füllungsgrades in diesem Betriebsbereich verbunden ist. Um ebenfalls einen besseren Füllungsgrad im unteren Drehzahlbereich zu erreichen, wird der Einzel­ saugkanal 15 mittels der Drosselklappe 20 verschlossen, so daß dem Zylinder 2 nur noch über den offenen Einzelsaug­ kanal 14 Verbrennungsluft zugeführt werden kann. Der Abstand "a" wird klein gehalten, um eine möglichst große wirksame Länge der Stegwand 13 zu erreichen. Andererseits ist es möglich, den Abstand "a" und damit die wirksame Länge der Stegwand 13 so festzulegen, daß in Abhängigkeit von einem gewählten Luftsammelvolumen im Luftverteilerka­ sten 12 und einer gewählten Saugrohrarmlänge eine best­ mögliche Strömungsleitung der Verbrennungsluft in den Einzelsaugkanälen 14 und 15 erzielt wird.An air-compressing internal combustion engine 1 comprises one or more cylinders 2 and a cylinder head 3 , which is provided with two inlet ducts 4 and 5 which are separate from each other. The inlet channels 4 and 5 extending from a side housing wall 6 pass through the cylinder head in the transverse direction and open out within the cylinder 2 into openings 22 and 8 , which are controlled by inlet valves 9 and 10 . On the housing wall 6 , a suction bridge 7 is flanged, which consists of individual suction pipe arms 11 connected to the cylinders and an air distributor box 12 . The flow cross-section of the intake manifold arms 11 is divided by a web wall 13 extending in the central longitudinal plane into two equal-size individual channels 14 and 15 . The individual suction channels 14 and 15 thus result in an extension of the inlet channels 4 and 5 up to the air collection space 16 in the air distribution box 12 . The air sucked into the cylinder 2 is thus evenly divided up at the inlet into the intake manifold arms on both individual intake channels 14 and 15 . The entry of the intake air from the air collection space 16 into the intake manifold arms 11 is indicated by a dash-dotted line and designated 18 . Referring to FIG. 1, the web wall 13 of the inlet 18 extends into the vicinity. The free end of the web wall 13 facing the air collection chamber 16 forms an upstream edge 19 which is moved away from the inlet 18 by a distance a into the cross section of the intake manifold arm 11 . Immediately in front of the edge 19 is a throttle valve 20 , the throttle valve shaft 21 is pivotally mounted in the intake manifold arm 11 about an axis running parallel to the web wall 13 . About the throttle valve 20 , the air distribution in both individual suction channels 14 and 15 controls ge. In the upper speed range of the engine, the throttle valve 20 is in the open position indicated by dash-dotted lines, so that both individual suction channels 14 and 15 are acted upon uniformly. In the open position, the throttle valve 20 extends parallel to the web wall 13 . In this way, an extension of the web wall 13 and thus the double-flow air guidance is achieved via the throttle valve 20 , which is associated with an improvement in the degree of filling in this operating range. In order to also achieve a better degree of filling in the lower speed range, the individual suction duct 15 is closed by means of the throttle valve 20 , so that the cylinder 2 can only be supplied with combustion air via the open individual suction duct 14 . The distance "a" is kept small in order to achieve the greatest possible effective length of the web wall 13 . On the other hand, it is possible to set the distance "a" and thus the effective length of the web wall 13 so that the best possible flow conduction of the combustion air in the individual suction channels 14 and 15 is achieved depending on a selected air collection volume in the Luftverteilerka 12 and a selected intake manifold arm length .

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Saugrohrarme 11 einen kreisförmigen Strömungsquerschnitt aufweisen, der von der Trennwand 13 in zwei halbkreisförmige Strömungsquer­ schnitte für beide Einzelsaugkanäle 14 und 15 aufgeteilt ist. Um dabei einen möglichsten dichten Abschluß des Einzelsaugkanales 15 zu erreichen, besitzt die Drossel­ klappe 20 eine entsprechend angepaßte halbkreisförmige Drosselklappenfläche. Im Rahmen der Erfindung reicht es aus, wenn die kreisförmige Struktur der Saugrohrarme 11 auf den Eintrittsbereich beschränkt ist. So ist es mög­ lich, die Einzelsaugkanäle 14 und 15 im Anschluß an den Eintrittsbereich mit einer von der Kreisform abweichenden Kontur, z. B. mit einem rechteckförmigen Strömungsquer­ schnitt auszubilden.From Fig. 2 it can be seen that the intake manifold arms 11 have a circular flow cross section, which is divided by the partition 13 into two semicircular flow cross sections for both individual suction channels 14 and 15 . In order to achieve the tightest possible closure of the individual intake duct 15 , the throttle valve 20 has a correspondingly adapted semicircular throttle valve surface. In the context of the invention, it is sufficient if the circular structure of the suction pipe arms 11 is limited to the entry area. So it is possible, the individual suction channels 14 and 15 following the entry area with a different shape from the circular shape, for. B. with a rectangular flow cross section.

Claims (2)

1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder und im Zylinderkopf getrennt verlaufenden Einlaßkanälen, mit einer Ansaugbrücke, die an beide Einlaßkanäle eines Zylinders angeschlossene Saugrohrarme umfaßt, welche an einen Ansaugstutzen oder einen Saugrohrverteilervolumen angeschlossen und durch je eine Stegwand in Einzelsaugkanäle unterteilt sind, ferner mit an den Saugrohrarmen vor den Stegwänden um parallel zu diesen verlaufenden Klappenwellen schwenkbar gelagerten Drosselklappen zur Steuerung des Querschnitts eines Einzelsaugkanals, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stegwände (13) in einem einstellbaren Abstand "a" vom Eintrittsbereich (18) der Saugrohrarme (11) in einen Ansaugstutzen bzw. ein Saugrohrverteilervolumen (16) entfernt liegende anströmseitige Kanten (19) auslaufen,
daß die Drosselklappen (20) mit ihren Klappenwellen (21) unmittelbar vor den Kanten (19) angeordnet sind derart, daß in der geöffneten Stellung die Drosselklappen (20) in Verlängerung der Stegwände (13) liegen,
und daß die Drosselklappen (20) eine den zu verschließenden Einzelsaugkanälen (14 oder 15) im Bereich der Einlaufquerschnitte (18) liegenden Kanalquerschnitte angepaßte Klappenfläche aufweisen. 1.Intake system for an internal combustion engine with two inlet valves per cylinder and inlet ducts running separately in the cylinder head, with an inlet bridge which comprises intake manifold arms connected to both inlet ducts of a cylinder, which are connected to an intake manifold or an intake manifold volume and are each divided into individual intake ducts by a web wall, furthermore with throttle flaps pivotably mounted on the intake manifold arms in front of the web walls about flap shafts running parallel to these to control the cross section of an individual intake duct, characterized in that
that the web walls ( 13 ) at an adjustable distance "a" from the inlet area ( 18 ) of the intake manifold arms ( 11 ) into an intake port or intake manifold volume ( 16 ) run away on the upstream edges ( 19 ),
that the throttle flaps ( 20 ) with their flap shafts ( 21 ) are arranged directly in front of the edges ( 19 ) such that in the open position the throttle flaps ( 20 ) lie in the extension of the web walls ( 13 ),
and in that the throttle valves (20) have a the vessel to be closed Einzelsaugkanälen (14 or 15) channel cross-sections lying in the region of the inlet cross sections (18) adapted flap surface. 2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugrohrarme (11) zumindest im Eintrittsbereich (18) kreisförmige Strömungsquerschnitte aufweisen, die von den anströmseitigen Kanten (19) der Stegwände (13) in halbkreisförmige Einlaufquerschnitte für die Einzelsaug­ kanäle (14 und 15) unterteilt werden und daß die Drossel­ klappen (20) mit den Einlaufquerschnitten entsprechend angepaßten halbkreisförmigen Klappenflächen ausgebildet sind.2. Intake system according to claim 1, characterized in that the intake manifold arms ( 11 ) at least in the inlet region ( 18 ) have circular flow cross-sections, which from the upstream edges ( 19 ) of the web walls ( 13 ) in semicircular inlet cross-sections for the individual suction channels ( 14 and 15 ) are divided and that the throttle flap ( 20 ) are designed with the inlet cross-sections correspondingly adapted semicircular flap surfaces.
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