DE4205235C2 - Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für eine Brenn­ kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der JP 57-110 765 (A) ist eine gattungsgemäße Ansaugvorrich­ tung für eine Zylinderbank eines Mehrzylinder-Motors mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder bekannt, an deren Ventilöffnungen sich ein gemeinsamer Einlaßkanal anschließt, der stromauf durch eine Trennwand in zwei voneinander getrennte Ansaugfluten geteilt ist. Der Einlaßkanal besitzt eine Einströmöffnung, die in einer einem Brennraum abgewandten Außenseite des Zylinderkopfes ange­ ordnet ist, sowie einen an die Einströmöffnungen anschließenden Ansaugkrümmer, der aus zwei längs der Zylinderbank verlaufenden Sammelrohren gebildet ist. Die Sammelrohre sind durch eine in et­ wa parallel zur Motorlängsachse verlaufende Trennwand strömungs­ mäßig getrennt, so daß in Einbaulage ein geodätisch oberes Sammel­ rohr und ein unteres Sammelrohr entsteht, wobei das an das obere Sammelrohr anschließende Saugrohr das untere Sammelrohr durch­ dringt. An die Sammelrohre schließt sich jeweils ein Ansaugstut­ zen pro Einlaßkanal an. In diesem sind beide Ansaugfluten zwi­ schen den Sammelrohren und den Einströmöffnungen voneinander ge­ trennt geführt. Die Ansaugfluten der Ansaugstutzen eines Zylin­ ders verlaufen ausgehend von den Einströmöffnungen gekrümmt zu den Sammelrohren.

Ein Nachteil der gattungsgemäßen Ansaugvorrichtung liegt darin, daß durch die Führung des dem oberen Sammelrohr zugeordneten Saugrohrs durch das untere Sammelrohr der Strömungsquerschnitt des unteren Sammelrohres im Durchdringungsbereich des Saugrohrs wesentlich eingeengt wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu se­ hen, daß der Ansaugkrümmer weit über die Außenkontur der Brenn­ kraftmaschine hinausragt und somit ein relativ großer Bauraum für derartige Ansaugkrummer benötigt wird.

In der "ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, 67. Jahrgang, Heft 3, S. 65" ist eine Ansaugvorrichtung für einen mehrzylindrigen Reihenmotor dargestellt. Diese Ansaugvorrichtung besteht inner­ halb des Zylinderkopfes aus einem Einlaßkanal pro Zylinder, der sich jeweils zwischen einer ventilgesteuerten Einlaßöffnung in den Brennraum und einer Ausgangsöffnung erstreckt, wobei diese Ausgangsöffnung an einer der Brennkraftmaschine abgewandten Zy­ linderkopfoberseite angeordnet ist. Außerhalb der Zylinderköpfe verläuft die Ansaugvorrichtung von der jeweiligen Ausgangsöffnung zu einem längs der Zylinderbank verlaufenden Sammelrohr, welches einstückig mit einem den Zylinderkopf abdeckenden Ventildeckel ausgebildet ist.

Diese kleinbauende Ausbildung einer Ansaugvorrichtung ist jedoch für eine Anwendung an einer Brennkraftmaschine mit einer zweiflu­ tigen Ansauganlage nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße An­ saugvorrichtung so auszubilden, daß diese bei minimalem Platzbe­ darf eine strömungsgünstige, zweiflutige Ansaugluftführung an ei­ ner mehrzylindrigen Brennkraftmaschine in Reihenbauweise ermög­ licht, wobei die Ansaugvorrichtung nicht oder nur unwesentlich über die Außenkonturen der Brennkraftmaschine hinausragt.

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

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Anordnung der Ansaugvor­ richtung wird eine optimale Anströmung der zweiflutigen Einlaßka­ näle bei minimalem Platzbedarf ermöglicht, wobei der Strömungs­ querschnitt und damit die Ansaugmenge mindestens einer Ansaugflut unabhängig von der zweiten Ansaugflut regelbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt einer Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ansaugeinrichtung im Bereich eines Zylinders;

Fig. 2 einen Schnitt der Draufsicht erfindungsgemäßen An­ saugeinrichtung im Bereich eines Zylinders.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird am Beispiel einer flüs­ sigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine in Reihenbauart erläutert, von der ein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Zylinderkopf in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Zylinderkopf 1 weist pro Zylinder zwei Einlaßventile 2 auf, an deren Ventilöffnungen 3 sich ein gemeinsamer Einlaßkanal 4 anschließt. Dieser Einlaßkanal 4 ist mindestens in einem strom­ aufliegenden und an eine Einströmöffnung 5 angrenzenden Teil­ bereich durch eine quer zur Längsrichtung der Brennkraftmaschi­ ne angeordneten Trennwand 6 in zwei getrennte Ansaugfluten 7 geteilt, wobei die Einströmöffnung 5 an einer dem nicht darge­ stellten Motorblock gegenüberliegenden waagerechten Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 mündet.

Die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 mit dem über den Zylin­ derkopf 1 hinausragenden, nicht dargestellten Ventiltrieb ist von einem Ventildeckel 9 überdeckt, der auf der den Einström­ öffnungen 5 abgewandten Seite bündig mit dem Zylinderkopf 1 ab­ schließt.

Auf der den Einströmöffnungen 5 zugewandten Seite verläuft die Seitenwand 10 des Ventildeckels 9 oberhalb eines rechtwinklig an die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 anstoßenden Wandbe­ reiches in einem Winkel α von ca. 25° zur senkrechten Zylinder­ längsrichtung in Richtung zu dem vom Ventildeckel 9 einge­ schlossenen Raum geneigt. Auf dieser den Einströmöffnungen 5 zugewandten Seite des Ventildeckels 9 bilden die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 und die Seitenwand 10 des Zylinderkopf­ deckels 9 zwei Seiten eines längs der Zylinderbank verlaufenden Freiraumes 11 zur Aufnahme eines Ansaugkrümmers 12.

Der einstückig gegossene Ansaugkrümmer 12 besteht aus zwei in Längsrichtung der Brennkraftmaschine annähernd in gleicher Höhe parallel nebeneinander verlaufenden Sammelrohren 13, 14 welche jeweils einen gemeinsamen Ansaugstutzen 15 pro Einlaßkanal 4 aufweisen, in dem beide Ansaugfluten 7 scherenartig und mit bo­ genförmigen Verlauf zu den Sammelrohren (13, 14) hin getrennt geführt sind. Die Verbindung zwischen den Ansaugstutzen 15 und den Einströmöffnungen 5 ist mittels fest an den Ansaugstutzen angebrachter Flansche 16 hergestellt, welche mit Flanschschrau­ ben 17 gasdicht an die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 ange­ schraubt sind.

Die Sammelrohre 13, 14 sind beiderseits einer die Einströmöff­ nung 5 durchragenden, geradlinig verlängerten Mittellinie 18 der Ansaugfluten 7 angeordnet, wobei diese Mittellinie 18 und damit die Ansaugfluten 7 im Bereich der Übergangsstelle vom An­ saugstutzen 15 in den Zylinderkopf 1 rechtwinklig zu der Ober­ seite 8 des Zylinderkopfes 1 verläuft. Im weiteren sind die Sammelrohre 13, 14 in einem Abstand zueinander angeordnet, der die Durchführung der Flanschschrauben 17 in senkrechter Rich­ tung zwischen den Sammelrohren 13, 14 ohne Verengung des Sammel­ rohrquerschnittes ermöglicht.

Das an den Ventildeckel 9 angrenzende Sammelrohr 13 weist einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt mit gerundeten Ecken auf, dessen lange Basisseite 19 parallel zur geneigten Seiten­ wand 10 des Ventildeckels 9 verläuft, wobei die an die Basis­ seite 19 mit einem spitzen Winkel anschließende obere Seite 20 waagerecht in Höhe der Oberseite 21 des Ventildeckels 9 ange­ ordnet ist. Die in Längsrichtung der Brennkraftmaschine ange­ ordneten Abschnitte der Wandung 22 der in dieses Sammelrohr 13 einmündenden Ansaugflut 7 des Ansaugstutzens 15 verlaufen in geradliniger Verlängerung der Wandungen der Basisseite 19 und einer der Basisseite 19 gegenüberliegenden kurzen Seite 23 des Sammelrohres 13. Diese parallel zueinander angeordneten Wan­ dungsabschnitte 22 des Ansaugstutzens 15 schließen unmittelbar nach einer Krümmung, welche die Ansaugflut 7 an ihren recht­ winkligen Durchgang durch die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 heranführt, bündig an der Einströmöffnung 5 an.

Das dem Ventildeckel 9 abgewandte Sammelrohr 14 weist einen etwa rechteckförmigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken auf, dessen Längsseiten 24 im wesentlichen rechtwinklig zur Ober­ seite 8 des Zylinderkopfes 1 verlaufen, wobei die außenliegende Anordnung dieses Sammelrohres 14 die obere, seitliche Begren­ zung bzw. Außenkante der Brennkraftmaschine darstellt und ent­ sprechend der konkreten Einbaubedingungen ausgebildet ist. Die in dieses Sammelrohr 14 einmündenden Ansaugfluten 7 schließen zylinderkopfseitig ebenfalls unmittelbar nach einer, die Ansaugflut 7 an den rechtwinkligen Durchgang durch die Oberseite 8 des Zylinderkopfes 1 heranführenden Krümmung bündig an der Einströmöffnung 5 an.

Dabei verlaufen die Ansaugfluten 7 dergestalt, daß die Wandung eines Sammelrohres 13, 14 von der Wandung 22 der Ansaugfluten 7, welche in das jeweils andere Sammmelrohr 14, 13 einmünden derart tangiert wird, daß Wandungsabschnitte der Ansaugfluten 7 im Verlauf der Ansaugstutzen 15 gleichzeitig Wandungsabschnitte der Sammelrohre 13, 14 bilden. Im Verlauf der Ansaugstutzen 12 sind die Ansaugfluten 7 bis zu den Sammelrohren 13, 14 durch Trennstege 25 getrennt geführt, wobei diese gasdicht an die Trennwände 6 der Einlaßkanäle anschließen.

Die parallel zueinander verlaufenden Sammelrohre 13, 14 sind di­ rekt oder über eine nicht dargestellte Aufladeeinrichtung an einem ebenfalls nicht dargestellten Luftfilter angeschlossen, wobei der Strömungsquerschnitt eines Sammelrohres 13, 14 und da­ mit einer Ansaugflut 7 im Bereich vor dem zuerst angeströmten Ansaugstutzen 15 durch eine nicht dargestellte Drosselklappe regelbar ist.

Mit dieser Gestaltung des Ansaugkrümmers 12 wird eine strö­ mungsgünstige Ansaugluftführung der zweiflutigen Ansauganlage sowie die optimale Ausnutzung des längs der Zylinderbank ver­ laufenden Freiraumes 11 ermöglicht, wobei der Strömungsquer­ schnitt und damit die Ansaugmenge mindestens einer Ansaugflut 7 unabhängig von der zweiten Ansaugflut 7 regelbar ist.

Claims (2)

1. Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Zylinderbank eines Mehrzylinder-Motors mit zwei Einlaß­ ventilen pro Zylinder, an deren Ventilöffnungen sich ein gemein­ samer Einlaßkanal anschließt, der stromauf durch eine Trennwand in zwei voneinander getrennte Ansaugfluten geteilt ist, wobei der Einlaßkanal mindestens eine Einströmöffnung aufweist, die in ei­ ner einem Brennraum abgewandten Außenseite des Zylinderkopfes an­ geordnet ist, sowie mit einem an die Einströmöffnungen anschlie­ ßenden Ansaugkrümmer, welcher aus zwei längs der Zylinderbank verlaufenden Sammelrohren gebildet ist, an die jeweils mindestens ein Ansaugstutzen pro Einlaßkanal anschließt, in dem beide An­ saugfluten zwischen den Sammelrohren und den Einströmöffnungen voneinander getrennt geführt sind und der seitlich eines, den Zy­ linderkopf auf der dem Brennraum abgewandten Außenseite abschlie­ ßenden Ventildeckels angeordnet ist, wobei die Ansaugfluten der Ansaugstutzen eines Zylinders ausgehend von den Einströmöffnungen gekrümmt zu den Sammelrohren verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnungen (5) an einer dem Brennraum abgewandten und gleichzeitig die Auflagefläche für den Ventildeckel (9) bil­ dende Oberseite (8) des Zylinderkopfes (1) einmünden, daß die Sammelrohre (13, 14) nebeneinander angeordnet und durch zwischen diesen angeordnete Flanschschrauben (17) befestigt sind, wobei das an den Ventildeckel (9) angrenzende Sammelrohr (13) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist, dessen lange Basisseite (19) parallel zur angrenzenden Seitenwand (10) des Ventildeckels (9) verläuft, die zumindestens in dem an die Basis­ seite (19) angrenzenden Bereich in Richtung des vom Ventildeckel (9) eingeschlossenen Raumes geneigt ist, daß sich die an die Ba­ sisseite (19) anschließende obere Seite (20) des Sammelrohres (13) in Verlängerung der Oberseite (21) des Ventildeckels (9) er­ streckt und daß das dem Ventildeckel (9) abgewandte Sammelrohr (14) einen etwa rechteckförmigen Querschnitt mit im wesentlichen rechtwinklig zur Oberseite (8) des Zylinderkopfes (1) verlaufen­ den Längsseiten (24) aufweist.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (13, 14) oberhalb eines durch den Ventildeckel (9) nicht abgedeckten Bereiches der Oberseite (8) des Zylinder­ kopfes (1) und seitlich des Ventildeckels (9) angeordnet sind.