DE3923924A1

DE3923924A1 - Steuervorrichtung fuer den lufteinlass eines fahrzeugmotors

Info

Publication number: DE3923924A1
Application number: DE3923924A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Maeda
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: GB2220986A; US4922864A; GB8916141D0; GB2220986B; DE3923924C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für den Lufteinlaß eines Fahrzeugmotors, insbesondere für einen Boxer- oder V-Motor mit zwei Zylinderanordnungen, d.h., mit einer linken und einer rechten Zylinderanordnung und mit zwei Einlaß systemen.

In den vergangenen Jahren sind Fahrzeugmotoren in ihren Ein laßsystemen mit Vorrichtungen zum Steuern des Lufteinlasses ausgerüstet worden, um einen hohen Lufteinlaßwirkungsgrad in einem weiten Bereich von kleinen bis zu großen Strömungsge schwindigkeiten sicherzustellen.

Mittels einer solchen Vorrichtung werden Trägheits- und Wir beleffekte geschaffen, indem kleine Durchmesser und lange An saugwege benutzt werden, wenn der Motor bei niedrigen oder mittleren Drehzahlen betrieben wird und wenn ihm somit nur eine kleine Menge an Luft zugeführt wird, so daß insgesamt der Lufteinlaßwirkungsgrad und die Verbrennungscharakteristik ver bessert werden. Wenn der Motor bei hohen Drehzahlen betrieben wird, wird von der Vorrichtung eine große Luftmenge zugeführt, in dem ein großer Durchmesser und kurze Ansaugwege mit einem geringeren Strömungswiderstand verwendet werden, so daß die Motorleistung erhöht wird. Um den vorteilhaften Effekt der Vorrichtung vollständig auszunutzen, wird die zuletzt beschrie bene Methode häufig bei Motoren mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder verwendet.

Eine Steuervorrichtung für den Lufteinlaß der genannten Art ist in der JP-P-OS 2 24 933/1985 angegeben. Die Vorrichtung weist zwei Einlaßkanäle auf, die mit Hochgeschwindigkeitsan saugleitungen verbunden sind, sowie einen weiteren Einlaßkanal, der mit einer Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung verbunden ist. Jede der Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen weist ein in der Nähe des Einlaßkanals angeordnetes Ventil auf, so daß die Ansaugleitung bei niedrigen Motordrehzahlen von einem Steueror gan geschlossen und bei hohen Motordrehzahlen geöffnet werden kann.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, sind die Ventile für die Hochgeschwindigkeitsan saugleitungen nahe beim Motorengehäuse angeordnet. Die Vor richtung ist demgemäß vorzugsweise für Motoren mit stehenden Zylinderreihen zu verwenden, sie ist hingegen nicht sonderlich geeignet für Boxer-Motoren. Boxer-Motoren weisen zwei Anord nungen von Zylindern auf, und zwar eine linke und eine rechte. Dies führt zu der Notwendigkeit, je eine Betätigungsvorrich tung für jede Zylinderanordnung vorzusehen, wenn die Ventile in der gleichen Art, wie im Stand der Technik beschrieben, angeordnet sind. Wenn die Ventile mittels einer einzelnen Be tätigungsvorrichtung betrieben werden, ist es notwendig, die Ventile der beiden Zylinderanordnungen mittels einer langen Stange, eines Kabels oder dgl. miteinander zu verbinden. Dies macht die Struktur der Vorrichtung kompliziert. Darüber hinaus wird es schwierig, die Vorrichtung gleichmäßig und Stoßfrei zu betreiben.

Andere Probleme mit den herkömmlichen Vorrichtungen bestehen darin, daß, wenn der Motor bei niedrigen oder mittleren Motor drehzahlen betrieben wird, d.h. also mit geschlossenen Ven tilen in den Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen, eine zusätz liche Luftmenge in einen Einlaßkanal über die Niedriggeschwin digkeitsansaugleitung geführt wird, während dem anderen Ein laßkanal eine entsprechend geringere Menge an Luft zugeführt wird, so daß der volumetrische Wirkungsgrad wegen der ungünsti geren Strömungswiderstände verringert wird.

Ein weiteres Problem ist ein Einbruch der Drehmomentkurve, wenn die Ventile der Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen bei hohen Motordrehzahlen geöffnet werden. In diesem Fall ist die Drehmomentkurve nicht gleichmäßig.

Die vorliegende Erfindung gibt eine Steuerungsvorrichtung für den Lufteinlaß an einem Fahrzeugmotor an, bei der die Luft gleichmäßig in beide Einlaßkanäle geführt wird, während der Strömungswiderstand in den Ansaugleitungen reduziert wird.

Es ist darüberhinaus Aufgabe der Erfindung, eine Steuerungs vorrichtung für den Lufteinlaß eines Fahrzeugmotors anzugeben, bei der keine Drehmomenteinbrüche auftreten, wenn die Ventile in den Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen aus der Offenstel lung in die Schließstellung und umgekehrt geschaltet werden.

Bei einer Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art ist die Lösung der Aufgabe gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Eine Steuervorrichtung für den Lufteinlaß eines Fahrzeugmotors, dessen Zylinder in Boxeranordnung angeordnet sind, und bei dem eine Ausgleichskammer stromabwärts hinter einer Drosselklappe in einer im wesentlichen zentralen Position zwischen den beiden Zylinderanordnungen angeordnet ist, und die mit den entspre chenden Zylindern der beiden Zylinderanordnungen über Ansaug krümmer verbunden ist, die sich rechts und links der Kammer zu den Einlaßkanälen der Zylinder erstrecken, wobei die Einlaßkrüm mer im rechten Winkel zwischen einer senkrechten und einer horizontalen Ebene gekrümmt sind, ist erfindungsgemäß so ausge bildet, daß Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen im inneren Randbereich der Ansaugkrümmer angeordnet sind, die einen größe ren Durchmesser und eine kleinere Länge haben, daß Niedrig geschwindigkeitsansaugleitungen im jeweiligen außenliegenden Randbereich der Ansaugkrümmer angeordnet sind, die einen kleinen Durchmesser und eine größere Länge haben, daß eine Verbindungs kammer vorgesehen ist, mit der die Hochgeschwindigkeitsansaug leitungen und die Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen mitein ander verbunden sind, daß Ventile in den Bereichen zwischen der Kammer und den Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen angeordnet sind, und daß an der Kammer ein Betätigungsorgan angebracht ist, das beweglich mit den Ventilen über Ventilbetätigungsmittel verbunden ist, so daß die Ventile in Abhängigkeit von der Kur belwellendrehzahl des Motors geöffnet oder geschlossen werden können.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen jeweils im inneren Rand bereich der Ansaugkrümmer angeordnet sind, die einen größeren Durchmesser und eine kleinere Länge haben, daß Niedriggeschwin digkeitsansaugleitungen jeweils an der äußeren Außenseite der Ansaugkrümmer angeordnet sind, die einen kleineren Durchmesser und eine größere Länge haben, daß eine Verbindungskammer vor gesehen ist, mittels derer die Hochgeschwindigkeitsansaugleitun gen und die Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen miteinander verbunden sind, daß die Einlaßkanäle an den Enden der Ansaug krümmer von der Verbindungskammer gabelartig abgezweigt sind, daß die Einlaßkanäle in der Längsrichtungs des Motors hinterein ander korrespondierend mit den Einlaßkanälen der Zylinder ange ordnet sind, daß die Ventile in Verbindungsbereichen zwischen der Kammer und den Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen angeord net sind, und daß ein Betätigungsorgan an der Kammer angeordnet ist, das mit den Ventilen über Ventilbetätigungsmittel so ver bunden ist, daß die Ventile in Abhängigkeit von der Kurbelwel lendrehzahl geöffnet oder geschlossen werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung im inneren Randbereich der Ansaugkrümmer angeordnete Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen auf, die einen größeren Durchmesser und eine kürzere Länge haben; im außen liegenden Randbereich der Krümmer angeordnete Niedriggeschwin digkeitsansaugleitungen, die einen kleineren Durchmesser und eine größere Länge haben, eine Verbindungskammer, mittels derer die Hochgeschwindigkeitsleitungen und die Niedriggeschwindi gkeitsleitungen miteinander verbunden sind, von der Verbin dungskammer gabelartig abgezweigte Einlaßkanäle an den Enden der Ansaugkrümmer, wobei die Einlaßkanäle längs der Längsrich tung des Motors korrespondierend zu den Einlaßkanälen der Zylin der angeordnet sind, in den Verbindungsbereichen zwischen der Kammer und den Hochgeschwindigkeitseinlaßleitungen angeordnete Ventile, wobei jedes der (klappenförmigen) Ventile an beiden Seiten beschnitten ist, so daß Öffnungsbereiche gebildet werden, durch die Luft in die Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen gelei tet wird, und ein Betätigungsorgan, das an der Kammer angeordnet ist und mittels Ventilbetätigungsmitteln mit den Ventilen beweg lich verbunden ist, so daß die Ventile in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl des Motors geöffnet und geschlossen werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgen den anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine vollständige schematische Ansicht einer Steuerungsvorrichtung für die Luftzufuhr eines Fahrzeugmotors gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, in am Motor montierten Zustand,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der eigentli chen Luftsteuerungsvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise Schnittzeichnung der in Fig. 2 dargestellten Steuerungsvorrichtung,

Fig. 4a eine teilweise Draufsicht auf die Vorrichtung, insbesondere auf eine Kammer und die dazugehö renden Ansaugkrümmer,

Fig. 4b eine teilweise geschnitten gezeichnete Vorderan sicht der Kammer und der Ansaugkrümmer gemäß Fig. 4a,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Regelsystems für die Vorrichtung,

Fig. 6 ein die Funktionen der Vorrichtung darstellen des Flußdiagramm,

Fig. 7 eine der Fig. 2 ähnliche perspektivische Dar stellung der Vorrichtung gemäß einer modifizier ten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine teilweise Draufsicht ähnlich gemäß Fig. 4a, insbesondere darstellend die Ventile der Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen,

Fig. 9 ein Diagramm, bei dem der volumetrische Wir kungsgrad über der Kurbelwellendrehzahl des Motors aufgetragen ist, und

Fig. 10 ein Diagramm, bei dem das Drehmoment über der Kurbelwellendrehzahl aufgetragen ist.

In Fig. 1 ist ein Boxer-Motor dargestellt, der mit einer Vor richtung gemäß der Erfindung bestückt ist. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Motorgehäuse. Das Motorge häuse 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 auf. An das Kurbelgehäuse 2 schließt sich eine rechte Zylinderanordnung 3 mit einem einen Verbrennungsraum 5 aufweisenden Zylinderkopf 4 an. Wie in Fig. 3 dargestellt ist der Verbrennungsraum 5 mit zwei Einlaßventilen 6 a und 6 b sowie zwei Auslaßventilen 7 a und 7 b bestückt. Eine Zündkerze 8 ist an einer im wesentlichen zentral gelegenen Stelle des Verbrennungsraumes 5 angeordnet. Die beiden Einlaß ventile 6 a und 6 b sind mit einem gegabelten Einlaßkanal 9 ver bunden, wohingegen die beiden Auslaßventile 7 a und 7 b zu zwei einzelnen Auslaßkanälen 10 a und 10 b führen. Die Einlaßventile 6 a und 6 b sowie die Auslaßventile 7 a und 7 b werden von einem aus zwei obenliegenden Nockenwellen bestehenden Ventiltrieb 11 geöffnet bzw. geschlossen.

Eine linke Zylinderanordnung 3′ ist in der gleichen Weise wie oben beschrieben aufgebaut. Ein Verbrennungsraum 5′ ist in einem Zylinderkopf 4′ der linken Zylinderanordnung 3′ in der gleichen Weise ausgebildet, wie bei der rechten Zylinderanord nung 3. Gleiche oder ähnliche Teile in der Zeichnung, die ana logen Teilen der rechten Zylinderanordnung 3 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen mit einem zusätzlichen Apostroph versehen. Eine zusätzliche wiederholende Beschreibung ist dem gemäß nicht notwendig.

Von der rechten und der linken Zylinderanordnung 3, 3′ führen Auspuffkrümmer 12 bzw. 12′ weg und werden unter dem Motor zusam mengeführt. Stromabwärts der Auspuffkrümmer ist ein Katalysator 13 angeordnet, von dem ein einzelnes Auspuffrohr 14 wegführt.

Im folgenden wird das Ansaugsystem beschrieben.

Ein Luftfilter 20 ist über einen Hitzdraht-Luftmassenmesser 21 und ein Ansaugrohr 22 mit einem Ventilkörper 24 verbunden, in dem ein Ventil in Form einer Drosselklappe 23 angeordnet ist. Zur Vermeidung von Pulsationen ist eine im wesentlichen quader förmig geformte Ausgleichskammer 25 stromabwärts an den Ventil körper 24 angeschlossen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist die Ausgleichskammer 25 mittig zwischen der rechten und linken Zylinderanordnung 3 bzw. 3′ oberhalb des Kurbelgehäuses 2 angeordnet, und Ansaugkrümmer 26 bzw. 26′ mit gleicher Länge und Krümmung in im wesentlichen rechten Winkel relativ zu den Zylinderanordnung 3 und 3′ sind rechts und links der Ausgleichskammer 25 angeschlossen. Jeder der Ansaugkrümmer 26 bzw. 26′ ist mit einer Fassung 27 für eine Einspritzventil 28 ausgestattet, um Kraftstoff in die Einlaßkanäle 9 bzw. 9′ zu spritzen.

In der Nähe der Drosselklappe 23 ist ein Leerlaufsystem ange ordnet, bestehend aus einer Leerlaufeinstellschraube 29 und einem Bypass-Kanal 31, einem Leerlaufregelventil 30 und By pass-Kanal 32. Die Ausgleichskammer 25 weist ein Entlüftungs ventil 33 für die Kurbelgehäuseentlüftung auf.

Im folgenden werden die Ausgleichskammer 25 und die Ansaug krümmer 26 bzw. 26′ unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 erläu tert.

Am hinteren Ende eines Gehäuses 40 weist die Ausgleichskammer 25 einen Flansch 41 auf, der mit dem Ventilkörper 24 verbunden ist. Das Gehäuse 40 weist an seiner rechten und linken Seite Flansche 42 bzw. 42′ auf, die über Dichtungen 44 bzw. 44′ mit entsprechenden Flanschen 43 bzw. 43′ an den Enden der Ansaug krümmer 26 bzw. 26′ befestigt sind.

Der rechte Ansaugkrümmer 26 ist in senkrechter Richtung im wesentlichen im rechten Winkel relativ zu einer waagerechten Ebene gekrümmt. Er umfaßt in seinem unteren Teil eine kürzere Hochgeschwindigkeitsansaugleitung 45, die einen größeren Durch messer D ₁ aufweist und sich entlang einer Mittellinie O ₁ erstreckt. Weiterhin umfaßt er in seinem oberen Teil eine län gere Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung 46, die einen kleine ren Durchmesser D ₂ aufweist und sich entlang einer Mittellinie O ₂ erstreckt. Die beiden Ansaugleitungen 45 und 46 werden durch eine Querwand 80 voneinander getrennt. Die Querwand 80 erstreckt sich dabei von einem Einlaßflansch des Ansaugkrümmers 26 mit einer bestimmten Länge dergestalt, daß eine Verbindungskammer 26 a zwischen einem Ende der Querwand 80 und einem Auslaßende 43 a des Ansaugkrümmers 26 gebildet wird.

Das Gehäuse 40 der Ausgleichskammer 25 hat einen rechten Flansch 42, in dessen oberen bzw. unteren Teil Bohrungen 47 bzw. 48 angebracht sind, die den Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen 45 bzw. den Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen 46 entsprechen. Die Bohrungen 47 und 48 sind miteinander jeweils verbunden. Die Bohrungen 47 haben den gleichen Durchmesser wie die Hochge schwindigkeitsansaugleitungen 45, während die Bohrungen 48 denselben Durchmesser haben wie die Niedrigkeitsansaugleitungen 46. In jeder Bohrung 47 ist am unteren Ende des Flansches 42 ein Ventil in Form einer Drosselklappe 50 angeordnet. Der linke Ansaugkrümmer 26′ weist die gleichen Teile auf. Insbesondere weist er eine Hochgeschwindigkeitsansaugleitung 45′, eine Nie driggeschwindigkeitsansaugleitung 46′, hier nicht dargestellte Querwände und eine Verbindungskammer auf. Ein Ventil 50′ ist in der Bohrung 47′ in einem linksseitig angeordneten Flansch 42′ in der Ausgleichskammer 25 angeordnet.

Ein Betätiger 55 in Membranbauweise ist auf der Rückseite des Gehäuses 40 in der Ausgleichskammer 25 angebracht. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der Betätiger 55 ein Gehäuse 56, eine Unterdruckkammer auf einer Seite einer Membran 57, eine auf der einen Seite der Membran 57 angeordnete Rückstellfeder 59 a und eine auf der anderen Seite angeordnete Feder 59 b auf. Der Betä tiger 55 ist mit den Ventilen 50 bzw. 50′ über ein Ventilbetäti gungsgestänge 60 verbunden.

Das Ventilbetätigungsgestänge 60 ist wie folgt aufgebaut: Die Membran 57 in dem Betätigungsorgan 55 ist über ein Verbindungs element 61 mit einem Ende einer Drosselklappenwelle 51 des im Flansch 42 der Ausgleichskammer 25 angeordneten Ventils 50 verbunden. Das andere Ende der Drosselklappenwelle 51 ist über einen Hebel 62 und einen Stab 63 mit einer Drosselklappenwelle 51 des in dem Flansch 42′ angeordneten Ventiles 50 verbunden. Der Hebel 62 weist eine Nase 62 a auf, die gegen einen Anschlag 64 stößt, um eine vollgeöffnete Stellung festzulegen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein Regelsystem beschrieben.

Die Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung 46, die normalerweise mit dem Ansaugkrümmer 26 verbunden ist, ist über ein Steuer ventil 65, einen Unterdruckspeicher 66 und eine Unterdruck leitung 68, in die ein elektrisch ansteuerbares Ventil 67 einge fügt ist, mit der Unterdruckkammer 58 in dem Betätigungsorgan 55 verbunden. Der Unterdruckspeicher 66 ist im normalen Betrieb mit einem festgesetzten Unterdruck über das Steuerventil 65 geladen. Das Steuersystem umfaßt weiterhin einen Sensor 69 für den Kurbelwellenwinkel, der aus einem elektromagnetischen Meß wertaufnehmer besteht, um die Winkellage eines Rotors 1 b während der Drehung des Motors zu erfassen. Der Rotor 1 b ist fest auf der Kurbelwelle 1 a, die sich durch das Motorgehäuse 1 hindurch nach außen erstreckt befestigt, und weist eine Vielzahl von an seiner Außenseite ausgeformten Nasen auf, um die der Winkellage der Kurbelwelle entsprechende Stellung zu indizieren. Ein Aus gangssignal des Sensors 69 wird in einer Regelvorrichtung 70 verarbeitet, so daß das elektrisch ansteuerbare Ventil 67 in Abhängigkeit von dem Signal betätigt werden kann.

Die Regelvorrichtung 70 weist eine Motordrehzahlmeßstufe 71 auf, in der die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle aus dem von den Sensor 69 gelieferten Signal ermittelt wird. Die ermittelte Größe N wird in einer Motordrehzahl Vergleichsstufe 72 mit einem vorgegebenen Wert N ₀, der beispielsweise im Bereich zwischen 4200 und 4400 Upm liegen kann, verglichen. Im Falle, daß die Größe N gleich oder größer ist als N ₀, wird das Ventil 67 mittels einer Antriebsstufe 73 betätigt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise und Funktion der Vorrich tung der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm in Fig. 6 beschrieben.

Zunächst wird die Größe N mittels der Motordrehzahlmeßstufe 71 ermittelt, indem das vom Sensor 69 für die Kurbelwellenlage gelieferte Ausgangssignal verarbeitet wird (Schritt S 1). Sodann wird die ermittelte Größe N, d.h. die ermittelte Motordrehzahl, in der Motordrehvergleichsstufe 72 mit einem vorgegebenen Wert verglichen (Schritt S 2). Wenn der Motor bei einer kleinen oder mittleren Drehzahl betrieben wird, d.h. wenn die Größe N kleiner ist als der vorgegebene Wert N ₀, wird das elektrisch ansteuer bare Ventil 67 abgeschaltet (Schritt S 3). In diesem Fall wird ein Unterdruck aus dem Unterdruckspeicher 66 in die Unterdruck kammer des Betätigungsorganes 55 geleitet, wodurch das Verbin dungselement 61 von der Membran 57 angezogen wird. In Folge hiervon dreht sich die Drosselklappenwelle 51 in Schließrichtung und schließt das Ventil bzw. die Drosselklappe 50 (Schritt S 4). Die Drehung der Drosselklappenwelle 51 wird auf die andere Drosselklappenwelle 51′ über den Hebel 62 und den Stab 63 über tragen, so daß das Ventil bzw. die Drosselklappe 50′ ebenfalls geschlossen wird. Auf diese Art und Weise sind sowohl die linken wie auch die rechten Ventile 50 bzw. 50′ vollständig geschlossen, und als Folge hiervon sind die Hochgeschwindigkeitsansauglei tungen 45 bzw. 45′ abgeschlossen. Luft, die an der Drossel klappe 23 vorbei in die Ausgleichskammer 25 geflossen ist, wird demgemäß nur über die Niedriggeschwindigkeitsansauglei tungen 46 und 46′ zu den Einlaßkanälen 9 der linken und rech ten Zylinderanordnungen 3 bzw. 3′ und zusammen mit dem durch die Einspritzventile 28 eingespritzten Kraftstoff zu den Ver brennungsräumen 5 bzw. 5′ geleitet. In diesem Fall wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den kleinen Durchmesser der Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen 46 und 46′erhöht, und es wird ein Trägheitseffekt geschaffen, so daß die Luft mit einem hohen Wirkungsgrad zugeleitet bzw. -geführt und das Kraft stoff-Luft-Gemisch sauber verbrannt wird.

Wenn der Motor bei mittleren Drehzahlen betrieben wird, arbei tet die Vorrichtung so, daß verhindert wird, daß die angesaugte Luft in der Verbindungskammer 26 a daran gehindert wird, mit einer übertrieben hohen Strömungsgeschwindigkeit zu fließen, und daß verhindert wird, daß eine vergleichsweise große Luftmen ge zugeführt wird, in dem die Hochgeschwindigkeitsansaugleitun gen 45 bzw. 45′ mit den Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen 46 bzw. 46′ verbunden werden.

Auf der anderen Seite wird das elektrisch ansteuerbare Ventil 67 angesteuert, wenn der Motor bei hohen Drehzahlen betrieben wird, d.h. wenn N größer oder gleich N ₀ ist (Schritt S 5). Als Folge hiervon wird die Unterdruckkammer 58 im Betätigungsorgan 55 dem atmosphären Druck ausgesetzt. Das Verbindungselement 61 wird durch die Membran 55 auswärts bewegt, so daß die Ventile 50 bzw. 50′ von den Drosselklappenwellen 51 bzw. 51′ in ihre ursprüngliche, voll geöffnete Stellung zurückgedreht werden (Schritt S 6). Das Ergebnis ist, daß die Hochgeschwindigkeits ansaugleitungen 45 und 45′ wieder verbunden sind. In diesem Fall wird dem Motor eine große Luftmenge zugeführt, da der Strömungswiderstand wegen der gleichzeitigen Verfügbarkeit der Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen 45 bzw. 45′ und der Niedrig geschwindigkeitsansaugleitungen 46 bzw. 46′ verringert wird. Dies führt zu einer Erhöhung der Motorleistung.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung, das gegenüber dem Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig. 1 bis 6 dargestellt ist, verändert ist, anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert.

Gleiche Bauteile oder Einzelheiten, wie die, die in der vor hergehend beschriebenen Ausführungsform werden, sind mit glei chen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der veränderten Ausführungsform sind Enden 9 a und 9 b an den gegabelten Ansaugkrümmern vorhanden, die eines hinter dem anderen in der Längsrichtung des Motorgehäuses 1 in einer waage rechten Ebene X, die sich im rechten Winkel zu einer senkrechten Ebene Y in Fig. 7 erstreckt, angeordnet sind.

Ein weiteres charakteristisches Merkmal der abgewandelten Aus führungsform besteht darin, daß die in den Hochgeschwindig keitsansaugleitungen 45 und 45′ angeordneten Ventile bzw. Dros selklappen 50 und 50′ Ausschnitte (Abflachungen) 50 a an beiden Seiten aufweisen, so daß Öffnungsbereiche 50 b gebildet werden, durch die eine festgelegte Menge angesaugter Luft ständig zu den entsprechenden Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen 45 bzw. 45′ geführt wird.

Gemäß der abgewandelten Ausführungsform sind die Enden eines jeden gegabelten Ansaugkrümmerbereichs in der Längsrichtung des Motors eine nach der anderen angeordnet, wie in Fig. 7 dargestellt. Demgemäß kann ein hoher Liefergrad in allen Dreh zahlbereichen erzielt werden.

Weiterhin kann in Übereinstimmung mit dem abgewandelten Aus führungsbeispiel in dem Falle, daß der Motor bei niedrigen oder mittleren Drehzahlen mit vollständig geschlossenen Venti len 50 bzw. 50′ betrieben wird, Luft, die an der Drosselklappe 23 vorbei in die Ausgleichskammer 25 geströmt ist, auch durch die Niedriggeschwindigkeitsansaugleitungen 46 und 46′ sowie durch die Öffnungsbereiche 50 b und 50 b′ in den Hochgeschwin digkeitsansaugleitungen 45 und 45′ zu den Einlaßkanälen 9 und 9′ fließen (vergl. Fig. 8). Auf diese Art und Weise kann der volumetrische Wirkungsgrad im Teillastbereich verbessert werden.

Fig. 9 ist ein Diagramm, in dem der volumetrische Wirkungsgrad über der Motordrehzahl aufgetragen ist, wobei als zusätzlicher Parameter die Größe der Öffnungsbereiche 50 b, 50 b′ variiert ist, während die Ventile 50, 50′ in den Hochgeschwindigkeits ansaugleitungen 45 vollständig geschlossen sind. Wie der Graph zeigt, ist der volumetrische Wirkungsgrad bei Motordrehzahlen zwischen 1000 und 2000 Upm vergleichsweise unabhängig von der Größe der Öffnungsbereiche 50 b während er in wesentlich höherem Maße bei einer Motordrehzahl von etwa 4000 Upm veränderlich ist.

Fig. 10 ist ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit des Dreh moments von der Motordrehzahl dargestellt ist. Wenn das in der Hochgeschwindigkeitsansaugleitung 45, 45′ angeordnete Ventil 50 bzw. 50′ keinen Öffnungsbereich aufweist, tritt ein Drehmoment einbruch auf, wie er durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Im entgegengesetzten Falle, daß die Ventile 50, 50′ mit Öffnungsbereichen 50 b, 50 b′ auf beiden Seiten versehen sind, tritt kein Drehmomenteinbruch auf, wie durch die durchgezogene Linie angedeutet ist. Wie gezeigt, hat die Drehmomentkurve einen gleichmäßigen Verlauf. Das Auftreten eines Drehmoment einbruches wird insbesondere bei einer Motordrehzahl von 4000 Upm, d.h. zu dem Zeitpunkt, wenn die Ventile 50 bzw. 50′ öffnen, vermieden. Hieraus resultiert eine Verbesserung des volume trischen Wirkungsgrades. Das maximale Drehmoment tritt bei einer Motordrehzahl von etwa 4000 Upm auf. Gemäß der vorliegen den Erfindung sind die Hochgeschwindigkeitsansaugleitungen und die Niedergeschwindigkeitsansaugleitungen so angeordnet, daß das System für die Steuerung der Luftzufuhr einfach im Aufbau und bei niedrigen Kosten leicht zu fertigen ist. Mit dem Apparat kann auf einfache Art und Weise eine Luftvorwärmung realisiert werden. Ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad kann in sämtli chen Lastgebieten erzielt werden. Es tritt kein Drehmomentein bruch auf, wenn die Ventile aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung geschaltet werden und umgekehrt. Die Dreh momentkurve hat einen gleichmäßigen Verlauf.

Obwohl die vorliegende Erfindung im vorstehenden anhand eines Boxer-Motors beschrieben worden ist, sollte klar sein, daß die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern ebensogut - mit den gleichen vorteilhaften Effekten, wie beim Boxer-Motor - an einem V-Motor verwendet werden kann.

Obwohl vorzugsweise zu verwendende Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung beschrieben und gezeigt worden sind, sind diese lediglich beispielhaft, und es sind verschiedene Abänderun gen oder Modifikationen der Erfindung denkbar, ohne den Bereich und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Steuervorrichtung für die Luftzufuhr für einen Fahrzeug motor, mit einer rechten und einer linken Zylinderanordnung (3, 3′) und einer stromabwärts hinter einer Drosselklappe im wesent lichen mittig zwischen den beiden Zylinderanordnungen gelegenen Ausgleichskammer (25), die mit den entsprechenden Zylindern beider Zylinderanordnungen über Ansaugkrümmer (26, 26′) ver bunden ist, die sich rechts und links der Ausgleichskammer zu Einlaßkanälen (9, 9′) der Zylinder erstrecken, wobei die Ansaugkrümmer in einem rechten Winkel zwischen einer senkrechten Ebene und einer waagerechten Ebene gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkrümmer (26, 26′) je eine im inneren Randbereich liegende Hochgeschwindigkeitsansauglei tung (45), die einen größeren Durchmesser und eine kürzere Länge hat, und einen im äußeren Randbereich des Ansaugrümmers gelegene Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung (46) aufweisen, die einen kleineren Durchmesser und eine größere Länge hat, daß jeder Ansaugkrümmer (26, 26′) eine Verbindungskammer (26 a, 26 a′) aufweist, mittels derer die Hochgeschwindigkeitsansauglei tung (45, 45′) und die Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung (46, 46′) miteinander in einem Bereich zwischen dem Ende einer Querwand (80, 80′) und dem Einlaßkanal (9, 9′) verbunden sind, daß je ein Ventil (50, 50′) zwischen der Ausgleichskammer (25) und jeder Hochgeschwindigkeitsansaugleitung (45, 45′) angeordnet ist, und daß ein Betätiger (55) an der Ausgleichskammer (25) angeordnet ist, um die Ventile (50, 50′) über einen Ventil betätigungsmechanismus (60) zu betätigen, so daß die Ventile (50, 50′) geöffnet oder geschlossen werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeitsansaugleitung (45, 45′) und die Nied riggeschwindigkeitsansaugleitung (46, 46′) voneinander durch die sich von einem Einlaßflansch (43, 43′) des Ansaugkrümmers (26, 26′) zu der Verbindungskammer (26 a, 26 a′) erstreckende Querwand (80, 80′) voneinander getrennt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (55) eine Unterdruckkammer (58) aufweist, die mit einer Unterdruckquelle (66) verbunden ist, und daß die Unterdruckkammer (58) über eine Regelvorrichtung (70) mit einem Sensor (69) für die Kurbelwellenlage und damit für die Drehzahl der Kurbelwelle (1 a) des Motors angesteuert wird, so daß das Betätigungsorgan (55) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl betätigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckspeicher (66) über ein Steuerventil (65) mit der Niedriggeschwindigkeitsansaugleitung (46) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (70) eine Motordrehzahlvergleichsstufe (72) aufweist, und daß die Ventile (50, 50′) in Abhängigkeit von der ermittelten Motordrehzahl geöffnet oder geschlossen werden.

6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, in dem die Hochge schwindigkeitsansaugleitung (45, 45′) und die Niedriggeschwin digkeitsansaugleitung (46, 46′) verbunden sind, sich von dem Ende einer Querwand (80, 80′) bis zu Einlaßkanälen (9 a, 9 a′; 9 b, 9 b′) an den Enden der gegabelt ausgebildeten Ansaugkrüm mer erstreckt, und daß die Einlaßkanäle (9 a, 9 a′; 9 b, 9 b′) in Längsrichtung des Motors hintereinander korrespondierend zu den jeweiligen Einlaßkanälen (9, 9′) der Zylinder angeordnet sind.

7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (50, 51) an beiden Seiten mit einem Ausschnitt (50 a, 50 b) in Gestalt einer Ab flachung versehen ist, durch welche angesaugte Luft in die Hochgeschwindigkeitsleitung (45, 45′) geleitet wird.