DE4216679C2 - Einrichtung zur Steuerung der Einlaßluft für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steue­ rung der Einlaßluft für einen Verbrennungsmotor, wobei die Einrichtung Zungenventile umfaßt, die im Einlaßkanal ange­ ordnet sind, um einen Rückstrom von Einlaßluft und Abgasen zu verhindern.

Die JP-OS 2-322671 hat eine Einlaßluftsteuereinrichtung zum Gegenstand, die der vorgenannten ähnlich ist. Diese Einlaß­ luftsteuereinrichtung umfaßt Zungenventile, die jeweils an den Seitenwänden des Gehäuses einer Zungenventilanordnung montiert sind, welches die Form einer hohlen, quadratischen Säule besitzt und ein Steuerventil umgibt, welches stromab­ wärtig von den Zungenventilen angeordnet ist, anstelle ei­ nes einzigen Zungenventils, welches am Steuerventil mon­ tiert ist. Wenn dementsprechend das Steuerventil geschlos­ sen ist, erhöht sich die maximale Menge an Einlaßluft, die über die Zungenventile zugeführt wird, wodurch es möglich wird, Einlaßluft über die Zungenventile nicht nur während einer niedrigen Motorgeschwindigkeit und einem hohen Last­ zustand zuzuführen, sondern auch während einer mittleren Motorgeschwindigkeit und einem hohen Belastungszustand, da in der Praxis ein Motor häufig bei mittlerer Motorgeschwin­ digkeit und einem hohen Belastungszustand betrieben wird.

Ein Rückstrom der Einlaßluft und der Abgase während dieses Betriebzustandes wird ebenfalls durch die Zungenventile verhindert, so daß ein höheres Drehmoment erzielt werden kann, um hierdurch den Beladungswirkungsgrad zu erhöhen.

Der Rückstrom von Einlaßluft und Abgasen wird verhindert, um den Innendruck des Einlaßkanals zwischen dem Einlaßven­ til und den Zungenventilen beim Kompressionshub zu erhöhen, und dementsprechend wird die Kapazität des Einlaßkanals zwischen dem Einlaßventil und den Zungenventilen vorzugs­ weise reduziert, um den Wirkungsgrad der Verhinderung des Rückstromes zu erhöhen, und dementsprechend ist die Zungen­ ventilanordnung in einer Position vorgesehen, relativ nahe an dem Einlaßventil.

Eine Trägheitsaufladung wird im allgemeinen ausgeführt, um das Drehmoment bei einem hohen Motordrehzustand zu erhöhen, und dies erfordert einen relativ langen Einlaßkanal mit ei­ nem im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt zwischen dem Einlaßventil und einem Druckausgleichsbehälter als offenes Ende.

Nichtsdestoweniger ist der Einlaßkanal, der mit der vorge­ nannten Luftsteuereinrichtung versehen ist, mit einem er­ weiterten Bereich ausgerüstet, so daß die Zungenventi­ lanordnung in einer Position relativ nahe an dem Einlaßven­ til montiert werden kann, wobei dieser erweiterte Bereich jedoch ein offenes Ende bildet, so daß die Wirkung einer Trägheitsaufladung nicht im Zustand einer hohen Motorge­ schwindigkeit erzielt werden kann.

Aus der US 4 779 580 ist ein Einlaßsystem für einen Ver­ brennungsmotor bekannt, bei dem innerhalb eines Gehäusebau­ teils ein Einlaßkanal ausgebildet ist, der mittels eines Absperrventils absperrbar ist. Zur Umgehung dieses Absperr­ ventils ist innerhalb des Gehäusebauteils ein Bypasskanal vorgesehen. Um eine Rückströmung von Gas in den Einlaßbe­ reich über den Bypasskanal zu verhindern, ist ein Rück­ schlagventil am Eingang des Bypasskanals angeordnet. Gemäß der Beschreibung wird das Absperrventil in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gesteuert, wobei das Absperrventil geöff­ net wird, wenn die Motordrehzahl eine bestimmte Grenzdreh­ zahl überschritten hat.

Aus der JP 58-152123 ist ein Einlaßsystem für einen Ver­ brennungsmotor bekannt, bei dem in einem an den Zylinder­ kopf angrenzenden Bauteil ein Einlaßkanal und ein zusätzli­ cher Bypasskanal ausgebildet ist. Beide Kanäle setzen sich im Zylinderkopf fort und münden vor dem Einlaßventil zusam­ men. Dabei ist im Zylinderkopf des Motors sowohl ein Ab­ sperrventil für den Einlaßkanal als auch ein Absperrventil für den Bypasskanal vorgesehen. Bei dieser Anordnung sind in dem den eigentlichen Einlaßkanal ausbildenden Bauteil keinerlei Ventile angeordnet, sondern die Ventile sind vielmehr im Zylinderkopf des Motors vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Steuerung der Einlaßluft für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die es auf einfache Weise ermöglicht, die Ladung des Verbrennungsmotors mit Einlaßluft über den gesamten Mo­ tordrehzahlbereich zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Anspruch 1 weist die Einrichtung einen Einlaßkanal mit einem Bereich auf, der über einen erweiterten Quer­ schnitt verfügt, wobei in den erweiterten Bereich eine Zun­ genventilanordnung eingesetzt ist, die diesen Bereich in den eigentlichen Einlaßkanal sowie einen weiteren weitge­ hend parallel verlaufenden Kanal unterteilt. Über Absperr­ ventile für den Einlaßkanal und den zweiten Kanal können die Einlaßbedingungen mittels zweier Steuereinrichtungen so gesteuert werden, daß für jede Motordrehzahl optimale Ansaugbedingungen gegeben sind und daher die Ladung des Verbrennungsmotors über den gesamten Drehzahlbereich ver­ bessert wird. Mittels der Unterteilung des Einlaßkanals durch die genannte Zungenventilanordnung in zwei nahezu pa­ rallele Kanäle sowie das Vorsehen der Zungenventile an die­ ser Zungenventilanordnung wird ein Einsatzteil geschaffen, das in einen erweiterten Bereich des Einlaßkanals einsetz­ bar ist, um auf einfache Weise die gewünschte Ausgestaltung des Einlaßbereiches zu erzielen. Durch diese Gestaltung können optimale Ladungsbedingungen für unterschiedliche Lastbedingungen über den gesamten Drehzahlbereich geschaf­ fen werden.

Die Erfindung wird näher anhand bevorzugter Ausführungsbei­ spiele erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einlaßluft­ steuereinrichtung einer ersten Ausführungsform bei einem niedrigen oder mittleren Motorgeschwindigkeitszustand,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche schematische Darstellung bei einem hohen Motorgeschwindigkeitszustand,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einlaßluft­ steuereinrichtung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einlaßluft­ steuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Unteransicht des in Fig. 4 dargestellten Gegen­ standes,

Fig. 6(A) eine schematische Darstellung einer Einlaßluft­ steuereinrichtung einer vierten Ausführungsform bei niedri­ ger Motorgeschwindigkeit und niedrigem Motorbelastungszu­ stand,

Fig. 6(B) eine der in Fig. 6(A) ähnlichen schematische Dar­ stellung bei niedriger Motorgeschwindigkeit und hoher Mo­ torbelastung oder einem mittleren Motorgeschwindigkeits­ zustand,

Fig. 6(C) eine Vorderansicht eines stromabwärtigen Teiles des Gehäuses einer Zungenventilanordnung und

Fig. 7 eine graphische Darstellung des erzeugten Motor­ drehmomentes in bezug auf die Motorgeschwindigkeit.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform darge­ stellt, wobei in Fig. 1 die Bezugsziffer 1 einen Einlaßka­ nal definiert, der zu einer Brennkammer 2 über ein Einlaß­ ventil 4 führt und eine vorbestimmte Länge zwischen dem Einlaßventil 4 und einem Druckausgleichbehälter 3 besitzt. Ein Bereich 1a nahe an dem Einlaßventil 4 des Einlaßkanals 1 besitzt einen Querschnitt, der sich allmählich vergrößert von der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Richtung, während der andere Bereich einen im wesentlichen gleichmä­ ßigen Querschnitt besitzt.

Eine Zungenventilanordnung 5, deren Gehäuse als hohle qua­ dratische Säule ausgebildet ist, befindet sich in dem ver­ größerten Bereich 1a des Einlaßkanals 1, wodurch der Innen­ raum des vergrößerten Bereiches 1a aufgeteilt wird in einen Innenraum 5b des Zungenventilanordnungsgehäuses und einem Raum 1b, der die vier Seitenwände 5a des Gehäuses umgibt. Ein erstes Steuerventil 6 befindet sich in dem Innenraum 5b, um diesen zu öffnen und zu verschließen, wobei der Querschnitt des Innenraumes 5b ähnlich ist dem Querschnitt des anderen Bereiches des Einlaßkanals 1.

Ein zweites Steuerventil 7 als Kommuniziereinrichtung ist an der oberen Seitenwand des Zungenventilanordnungsgehäuses und stromabwärtig von dem ersten Steuerventil 6 montiert, um eine Verbindung zwischen dem Raum 1b, der die Zungenven­ tilanordnung 5 umgibt, und dem Innenraum 5b herzustellen, wenn das zweite Steuerventil 7 geöffnet ist. Vier Paare von Zungenventilen 5c sind jeweils an den vier Seitenwänden 5a des Zungenventilanordnungsgehäuses stromaufwärtig von dem ersten Steuerventil 6 montiert, um jedes Paar von Öffnungen abzudecken und nur gestatten, daß Einlaßluft von der strom­ aufwärtigen Seite zum Raum 1b strömt.

All diese Zungenventile 5c gestatten es, daß eine vorbe­ stimmte Menge an Einlaßluft bei mittlerer Motorgeschwindig­ keit und einem hohen Motorbelastungszustand hindurchströmt, da die Längsausdehnung der Zungenventilanordnung 5 frei ausgewählt werden kann. Das zweite Steuerventil 7 ist so ausgebildet, daß die angestrebte Einlaßluftmenge bei diesem Antriebszustand glatt von dem Raum 1b zum Innenraum 5b zu strömen vermag, ohne daß ein erhöhter Widerstand auftritt, wenn das Ventil 7 geöffnet ist.

Zwei Steuereinrichtungen in Form von Schrittmotoren 8 und 9 treiben die beiden Steuerventile 6 bzw. 7 an und sind au­ ßerhalb des Einlaßkanals 1 montiert, wobei jeder dieser Schrittmotoren 8 und 9 durch eine elektronische Steuerein­ heit (ECU) 100 gesteuert wird.

Die elektronische Steuereinheit ECU 100 ist als Digitalcom­ puter ausgebildet und umfaßt ein ROM (read only memory) 102, ein RAM (random access memory) 103, eine CPU (Micro­ prozessor usw.) 104, einen Eingang 105 sowie einen Ausgang 106. Das ROM 102, das RAM 103, die CPU 104, der Eingang 105 sowie der Ausgang 106 sind über eine bidirektionale Buslei­ tung 101 miteinander verbunden.

Ein Verteiler 50 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 51 verse­ hen, der an den Eingang 105 angeschlossen ist, und der Aus­ gang 106 ist an die beiden Schrittmotoren 8 und 9 über entsprechende Treiberschaltungen 107 bzw. 108 angeschlossen.

Die Steuereinheit 100 ermittelt die laufende Motorgeschwindig­ keit auf der Basis eines Signals von dem Kurbelwinkelsensor 51 und steuert das erste und das zweite Steuerventil 6 und 7 auf der Basis des laufenden Motorgeschwindigkeitszustandes. Wenn es sich bei dem Motorgeschwindigkeitszustand um einen niedrigen oder mittleren Motorgeschwindigkeitszustand handelt, wird unabhängig von der Motorbelastung das erste Steuerventil 6 geschlossen und das zweite Steuerventil 7 geöffnet durch die Schrittmotoren 8 bzw. 9, entsprechend der Darstellung in Fig. 1. Dementsprechend tritt die Einlaßluft in diesem Zu­ stand in den Raum 1b über die Zungenventile 5c ein und wird glatt und störungsfrei der Brennkammer 2 über das zweite Steuerventil 7 zugeführt. Ein Rückstrom von Einlaßluft und Abgasen wird verhindert durch das erste Steuerventil 6 und die Zungenventile 5c, wodurch es möglich wird, ein höheres Drehmoment zu erhalten und somit den Aufladungswirkungsgrad in der Brennkammer 2 zu erhöhen.

Wenn es sich bei dem laufenden Motorgeschwindigkeitszustand um einen hohen Motorgeschwindigkeitszustand handelt, wird das erste Steuerventil 6 geöffnet und das zweite Steuerventil 7 geschlossen durch die Schrittmotoren 8 bzw. 9, entsprechend der Darstellung in Fig. 2. Dementsprechend wird in diesem Zustand Einlaßluft der Brennkammer 2 zugeführt, die durch den Innenraum 5b des Zungenventilanordnungsgehäuses strömt. Da dieser Innenraum 5b einen Querschnitt besitzt, der ähnlich dem Querschnitt des anderen Bereiches des Einlaßkanals 1 ist, kann die Einlaßluft störungsfrei und glatt hindurchströmen, und der Einlaßkanal 1 besitzt einen im wesentlichen gleich­ förmigen Querschnitt. Der Einlaßkanal 1 zwischen dem Ein­ laßventil 4 und dem Druckausgleichstank 3 als offenem Ende wird auf eine solche Länge festgelegt, daß bei diesem Be­ triebszustand die Trägheitsaufladung eintritt, wodurch es auch möglich ist, ein höheres Drehmoment zu erhalten und somit den Aufladungswirkungsgrad in der Brennkammer 2 zu er­ höhen.

Die Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung des erzeugten Motordrehmomentes in bezug auf die Motorgeschwindigkeit. In der gleichen Figur zeigt die ausgezogene Linie den Ein­ satz eines Motors und einer Einlaßluftsteuereinrichtung mit einem Einlaßkanal, der einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt besitzt, ohne ein Zungenventil, wobei die Länge so festgelegt ist, daß die Trägheitsaufladung in einem hohen Motorgeschwindigkeitszustand eintritt. Die strichpunktierte Linie zeigt den Einsatz des gleichen Motors und der bekannten Einlaßluftsteuereinrichtung mit der Zungenventilanordnung. Die gestrichelte Linie zeigt den Einsatz des gleichen Motors und der Einlaßluftsteuereinrichtung gemäß der ersten Aus­ führunsform der Erfindung. Es läßt sich erkennen, daß die Einlaßluftsteuereinrichtung dieser ersten Ausführungsform (gestrichelte Linie) in der Lage ist, das gleiche hohe Drehmoment wie die herkömmliche Einrichtung (strichpunktierte Linie) bei einer niedrigen oder mittleren Motorgeschwindig­ keit zu erzielen, im Vergleich mit der Einrichtung, die den Einlaßkanal ohne das Zungenventil (ausgezogene Linie) besitzt, und ein höheres Drehmoment bei einer höheren Motorgeschwindig­ keit zu erreichen vermag, ähnlich wie die Einrichtung mit einem Einlaßkanal, ohne das Zungenventil (ausgezogene Linie) als die herkömmliche Einrichtung (gestrichelte Linie).

Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, wobei der Unterschied zwischen den Ausführungsformen nur darin liegt, daß ein Klappenventil 10 das erste und das zweite Steuer­ ventil 6 und 7 der ersten Ausführungsform ersetzt. Das Klappenventil 10 wird durch einen Schrittmotor 11 angetrie­ ben, welcher durch eine (nicht dargestellte) elektronische Steuereinheit, wie die Einheit 100 bei der ersten Aus­ führungsform, gesteuert wird. Wenn der laufende Motorge­ schwindigkeitszustand ein niedriger oder mittlerer Motor­ geschwindigkeitszustand ist, schließt das Klappenventil 10 den Innenraum 5b des Zungenventilanordnungsgehäuses strom­ abwärtig von den Zungenventilen 5c, wobei der Innenraum 5b mit dem Raum 1b, der das Gehäuse stromabwärtig von dem Ven­ til 10 umgibt, kommuniziert. Wenn es sich bei dem laufen­ den Motorgeschwindigkeitszustand um einen hohen Motorge­ schwindigkeitszustand handelt, öffnet das Klappenventil 10 vollständig den Innenraum 5b und unterbricht die Verbindung zwischen dem Innenraum 5b und dem Raum 1b. Dementsprechend kann man durch die zweite Ausführungsform die gleiche Wir­ kung wie bei der ersten Ausführungsform erzielen, und die Herstellungskosten können vermindert werden, da nur ein einziges Klappenventil 10 zum Einsatz kommt, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform, bei welcher der Unterschied zwischen der dritten und der ersten Ausführungsform darin liegt, daß die erstere mit einem Nebeneinlaßkanal 12 versehen ist, zur Erzeugung eines Wirbels in der Brennkammer 2. Der Einlaßkanal 1' ist unter­ teilt, stromabwärtig von der Zungenventilanordnung 5, und führt zur Brennkammer 2 über zwei Einlaßventile 4a und 4b. Der Nebeneinlaßkanal 12 verbindet den Raum 1'b, der das Zungenventilanordnungsgehäuse umgibt, mit dem Einlaßkanal 1' an einem Punkt in der Nähe einer Seite des Einlaßventils 4a. Außerdem ist der Eingang 105 der elektronischen Steuer­ einrichtung 100' zur Steuerung des ersten und des zweiten Steuerventils 6 und 7 nicht nur an den Kurbelwinkelsensor 51 angeschlossen, sondern auch an einen Gaspedalsensor 53 zur Ermittlung des Öffnungsgrades des Gaspedals 52 über einen Gleichstromkonverter 109.

Die elektronische Steuereinheit 100' ermittelt die laufende Motorbelastung auf der Basis eines Signals von dem Gaspedal­ sensor 53 und die laufende Motorgeschwindigkeit auf der Basis eines Signals von dem Kurbelwinkelsensor 51 und steuert das erste und das zweite Steuerventil 6 bzw. 7 auf der Basis des laufenden Motorantriebszustandes. Wenn der laufende Motorantriebszustand ein Zustand niedriger Motorgeschwindig­ keit und niedriger Motorbelastung ist, werden das erste und das zweite Steuerventil 6 und 7 geschlossen durch die Schritt­ motoren 8 bzw. 9. Dementsprechend tritt die gesamte Einlaß­ luft in den Raum 1'b über die Zungenventile 5c in die Brenn­ kammer 2 ein und durchströmt nur den Nebeneinlaßkanal 12, wo­ durch hierin ein Wirbel erzeugt wird, während darüber hinaus eine Rückströmung der Einlaßluft und der Abgase verhindert wird durch das erste Steuerventil 6 und die Zungenventile 5c, wodurch sich weiterhin eine bessere Verbrennung bei diesem Antriebszustand erzielen läßt.

Nachdem die angestrebte Einlaßluftmenge gesteigert worden ist, um die Motorgeschwindigkeit und/oder Belastung anzu­ heben, wird das erste Steuerventil 6 geschlossen gehalten, und das zweite Steuerventil 7 wird geöffnet, wie bei der ersten Ausführungsform in Fig. 1, wodurch eine Rückströmung bei diesem Antriebszustand verhindert wird und somit ein höheres Drehmoment erreicht werden kann. Darüber hinaus strömt bei niedriger Motorgeschwindigkeit und einem Zustand mittlerer Motorbelastung, wenn das zweite Steuerventil 7 teilweise geöffnet ist, entsprechend der laufenden Motor­ belastung, ein Teil der Einlaßluft durch den Einlaßkanal 1', während der verbleibende Rest durch den Nebeneinlaßkanal 12 strömt, so daß ein Wirbel in der Brennkammer 2 erzeugt wird und sich damit eine bessere Verbrennung erzielen läßt, wenn der Öffnungsgrad des zweiten Steuerventils 7 relativ klein ist.

Wenn die Motorgeschwindigkeit weiter ansteigt, bis zur Er­ reichung einer hohen Motorgeschwindigkeit, wird das Steuer­ ventil 6 geöffnet und das zweite Steuerventil 7 geschlossen, so daß sich somit ein höheres Motordrehmoment erzielen läßt durch die Trägheitsaufladung.

Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform, wobei der Un­ terschied zwischen der vierten und der dritten Ausführungs­ form in der Ausbildung der Zungenventilanordnung 5' liegt. Entsprechend der Darstellung in Fig. 6(A) ist die Zungenven­ tilanordnung S' unterteilt in einen stromaufwärtigen Bereich und einen stromabwärtigen Bereich 5'd. Der stromaufwärtige Bereich wird in der gleichen Weise gebildet wie der strom­ aufwärtige Bereich der Zungenventilanordnung 5, wie sie in der dritten Ausführungsform eingesetzt und in dem erweiterten Bereich 1'a des Einlaßkanals 1' eingesetzt ist, während je­ doch der stromabwärtige Bereich 5'd so ausgebildet ist, daß er in Längsrichtung auf dem stromabwärtigen Bereich zu gleiten vermag, so daß das zweite Steuerventil 7, das in der dritten Ausführungsform eingesetzt wird, wegfallen kann.

Die Fig. 6(C) zeigt eine Vorderansicht des stromabwärtigen Bereiches 5'd. Entsprechend der Darstellung in der Zeichnung, ist der stromabwärtige Bereich 5'd mit Stiften 5'e in dessen beiden Seitenwandungen gehalten, wobei die Stifte 5'e mit Schlitzen von Armen 13a in Eingriff stehen, die an einer schwenkbaren Welle 13 gehalten ist, welche an einen Schritt­ motor 14 angeschlossen ist. Die elektronische Steuereinheit (nicht dargestellt), wie die Einheit 100' in der dritten Ausführungsform, betätigt den Schrittmotor 8 für das erste Steuerventil 6 und den Schrittmotor 14 für die schwenkbare Welle 13, statt des Schrittmotores 9 für das zweite Steuer­ ventil 7, entsprechend dem laufenden Motorgeschwindigkeits- und Motorbelastungszustand.

Wenn es sich bei dem laufenden Motorbetriebszustand um einen niedrigen Motorgeschwindigkeits- und niedrigen Motorbelastungs­ zustand handelt, wird das erste Steuerventil 6 geschlossen, und der stromabwärtige Teil 5'b der Zungenventilanordnung 5' wird in stromabwärtige Richtung durch die Schrittmotoren 18 bzw. 14 verschoben, entsprechend der Darstellung in Fig. 6(A). Dementsprechend wird der Innenraum 5'b des Zungenven­ tilanordnungsgehäuses durch das erste Steuerventil 6 ge­ schlossen, und der Raum 1'b, der die Zungenventilanordnung 5' umgibt, unterbricht den Innenraum 5'b durch den stromab­ wärtigen Bereich 5'd, wodurch die Einlaßluft über die Zungen­ ventile 5'c der Brennkammer 2 zugeführt wird, nur über den Nebeneinlaßkanal 12, so daß ein Wirbel hierin erzeugt wird wie bei der dritten Ausführungsform.

Nachdem die angestrebte Einlaßluftmenge erhöht worden ist, um die Motorgeschwindigkeit und/oder -belastung zu steigern, wird das erste Steuerventil 6 geschlossen gehalten, und der stromabwärtige Bereich 5'd der Zungenventilanordnung 5 wird in aufwärtige Richtung verschoben durch die Schrittmotoren 8 bzw. 14, entsprechend der Darstellung in Fig. 6(B), wo­ durch die Ansaugluft über die Zungenventile 5'c zugeführt wird und durch den Innenraum 5'b des Zungenventilsanordnungs­ gehäuses strömt.

Wenn die Motorgeschwindigkeit weiter ansteigt und eine hohe Motorgeschwindigkeit erreicht, wird das erste Steuerventil 6 geöffnet, und der stromabwärtige Bereich 5'd wird in strom­ abwärtige Richtung verschoben, wodurch der Einlaßkanal 1' einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt besitzt.

Somit kann man mit der vierten Ausführungsform die gleiche Wirkung erzielen wie bei der dritten Ausführungsform, und die Ausbildung der Zungenventilanordnung 5' ist verfügbar für die erste Ausführungsform ohne Nebeneinlaßkanal.

Gemäß der Erfindung läßt sich bei einem niedrigen oder mittleren Motorgeschwindigkeitsbetriebszustand das höhere Drehmoment normalerweise erreichen, um den Aufladungs­ wirkunsgrad zu erhöhen, und ein Rückstrom von Ansaugluft und Abgasen wird durch die Zungenventile und das erste Steuerventil erreicht. Bei einem hohen Motorgeschwindig­ keitsbetriebszustand kann das höhere Drehmoment auch er­ reicht werden, um den Aufladungswirkungsgrad durch Träg­ heitssuperaufladung zu erhöhen, da der Einlaßkanal zwi­ schen dem Einlaßventil und dem Druckausgleichsbehälter einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt besitzt.

Darüber hinaus läßt sich aufgrund der Anordnung des Ne­ beneinlaßkanals in der Einlaßluftsteuereinrichtung zu­ sätzlich zu den obigen Wirkungen bei einem niedrigen Motorgeschwindigkeits- und niedrigen Motorbelastungsbe­ triebszustand eine gute Verbrennung erzielen, indem ein Wirbel in der Brennkammer erzeugt wird, während ein Rück­ strom von Einlaßluft und Abgasen verhindert wird.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Steuerung der Einlaßluft für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Einlaßkanal (1) mit einer vorbestimmten Länge und einem im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt mit der Ausnahme eines erweiterten Bereichs (1a) in der Nähe des Einlaßventils (4),
einer Zungenventilanordnung (5), die in dem erweiter­ ten Bereich (1a) vorgesehen ist und Seitenwände (5a) um­ faßt, die den Innenraum des erweiterten Bereichs (1a) in einen ersten Raum (1b), der die Seitenwände (5a) umgibt, und einen zweiten Raum (5b), der von den Seitenwänden (5a) umgeben ist, unterteilen, zur Bildung eines Querschnitts, der ähnlich dem gleichförmigen Querschnitt ist, wobei die Anordnung mit Zungenventilen (5c) versehen ist, die einen Zustrom von Einlaßluft nur von stromaufwärtig zum ersten Raum (1b) gestatten,
einer Verschlußeinrichtung (6), mittels welcher norma­ lerweise der zweite Raum (5b) stromabwärtig von den Zungen­ ventilen (5c) verschließbar ist,
einer Kommuniziereinrichtung (7), über welche norma­ lerweise eine Verbindung herstellbar ist zwischen dem er­ sten Raum (1b) und dem zweiten Raum (5b) stromabwärtig von der Verschlußeinrichtung (6),
einer ersten Ermittlungseinrichtung (51) zur Ermitt­ lung der Drehzahl des laufenden Motors,
einer ersten Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der Verschlußeinrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl des laufenden Motors, unter Öffnung des zweiten Raums (5b), wenn es sich bei der Drehzahl um eine hohe Motordrehzahl handelt, und eine zweite Steuereinrichtung (9) zur Steue­ rung der Kommuniziereinrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl des laufenden Motors zur Unterbrechung der Verbin­ dung zwischen dem ersten Raum (1b) und dem zweiten Raum (5b), wenn es sich bei der Drehzahl des laufenden Motors um eine hohe Drehzahl handelt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Querschnitt des erweiterten Bereichs (1a) des Einlaßkanals (1) von dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende des Einlaßkanals (1) ausgehend ver­ größert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen Nebeneinlaßkanal (12), der den ersten Raum (1b) mit dem Einlaßkanal (1) in der Nähe des Einlaßventils (4) zur Erzeugung eines Wirbels in der Brennkammer (2) verbin­ det, und
eine zweite Aufnahmeeinrichtung (53) zur Ermittlung eines laufenden Motorbelastungszustandes,
wobei die zweite Steuereinrichtung die Kommunizierein­ richtung (7) steuert, zur Unterbrechung der Verbindung des ersten Raumes (16) mit dem zweiten Raum (5b), wenn die Drehzahl des laufenden Motors und die Motorlast niedrig sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Steuereinrichtung die Kommunizierein­ richtung (7) steuert, um eine eingeschränkte Verbindung des ersten Raums (1b) mit dem zweiten Raum (5b) zu gewährlei­ sten, wenn die Drehzahl des laufenden Motors niedrig ist und eine mittlere Motorlast vorliegt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Einlaßkanal (1) stromabwärtig von der Zungen­ ventilanordnung (5) geteilt ist und über zwei Einlaßventile zur Brennkammer (2) führt, wobei der Nebeneinlaßkanal den ersten Raum (1b) mit dem Einlaßkanal (1) in einem Punkt in der Nähe einer Seite der beiden Einlaßventile verbindet.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung durch ein normalerweise geschlossenes erstes Steuerventil (6) ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommuniziereinrichtung (7) durch ein normalerweise offenes zweites Steuerventil ausge­ bildet ist, welches in einer Seitenwand der Zungenventil­ anordnung (5) stromabwärtig von der Verschlußeinrichtung (6) eingebaut ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kommuniziereinrichtung (7) durch einen strom­ abwärtigen Abschnitt (5'd) der Zungenventilanordnung (5') ausgebildet ist, der auf einem stromaufwärtigen Abschnitt der Zungenventilanordnung (5') in Längsrichtung zu gleiten vermag, wobei der stromaufwärtige Abschnitt mit den Zungen­ ventilen (5'c) und der Verschlußeinrichtung (6) versehen ist.

9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Zungenven­ tilanordnung (5) ein hohles polygonales Prisma darstellen.

10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Zun­ genventilanordnung (5) ein hohles quadratisches Prisma dar­ stellen.

11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Seitenwänden (5a) der Zungenventilanordnung (5) mindestens jeweils ein Zun­ genventil (5c) zugeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Seitenwände (5a) der Zungenventilanordnung (5) ein Paar von Zungenven­ tilen (5c) angeordnet ist.