DE4317433A1 - Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art soll er­ reicht werden, daß eine gesteuerte Gaszufuhr über zwei Einlaßventile an einen Zylinderraum erfolgt. Je nach Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine kann es aber günstig sein, wenn die Gaszufuhr nur über eines der Einlaßventile erfolgt. Dies kann beispielsweise bei geringer Motordreh­ zahl sinnvoll sein. Soll ein großes Gasvolumen in kurzer Zeit zugeführt werden, ist es günstig über einen großen Querschnitt eines Doppeleinlaßkanales beiden Einlaßventi­ len Gas zuzuführen. Je nach Art und Weise der Gaszufüh­ rung verändern sich auch die die Verwirbelung des Gases betreffenden Verhältnisse im Zylinderraum und damit der Verbrennungsverlauf.

Aus der JP 60-93122 (A) ist eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder und einem Einlaßkanal bekannt. Der Einlaßkanal weist einen sich zu den Einlaß­ ventilen hin öffnenden Querschnitt auf, was strömungs­ technisch ungünstig ist. Im Einlaßkanal ist ein Walzen­ drehschieber gelagert. Ein Hauptgasstrom wird auf ein Einlaßventil gerichtet. Der Walzendrehschieber hat eine seitliche Öffnung, über die je nach Stellung des Walzen­ drehschiebers auch dem zweiten Einlaßventil Gas zugeführt wird. Bei hohem Gasbedarf muß das Gas durch den relativ geringen Querschnitt des Walzendrehschiebers gesaugt wer­ den, wobei dieser selbst einen Widerstand für das strö­ mende Gas darstellt. Es ist ein schlechter Wirkungsgrad der Gaszuführung zu erwarten.

Eine weitere Brennkraftmaschine ist bekannt, die in der DE 39 36 263 A1 beschrieben ist und ebenfalls einen Wal­ zendrehschieber je Zylinder aufweist. Dieser Walzendreh­ schieber ist in einem Saugrohr im Bereich der Verbindung zu einem Doppeleinlaßkanal gelagert, wobei der Doppelein­ laßkanal vollständig in einen Primär- und einen Sekundär­ kanal unterteilt ist. Das Saugrohr ist etwa rechtwinklig zu dem Doppeleinlaßkanal angeordnet. Somit muß das strö­ mende Gas stark umgelenkt werden, was Energieverluste zur Folge hat. Des weiteren ist hier mit einer stark inhomo­ genen Verteilung des Gases im Zylinderraum zu rechnen, was Nachteile bei der Verbrennung mit sich bringt.

Es sind auch andere Mittel zur gesteuerten Verteilung von einem Zylinderraum über zwei Einlaßöffnungen zuzuführen­ den Gas bekannt, die ebenfalls nachteilig sind. Bei­ spielsweise ist es bekannt, den Gasstrom durch eine Klappe im Doppeleinlaßkanal umzulenken, wobei diese Klappe aber immer einen Strömungswiderstand darstellt und nachteilige Wirbel im Doppeleinlaßkanal verursacht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßöffnungen pro Zylinder und einem zu diesen führenden Doppeleinlaßkanal zu schaffen, wobei es möglich sein soll, dem jeweils aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechend, Gas ohne wesentliche Strömungswiderstände im Doppeleinlaßkanal derart mit bau­ lich einfachen Mitteln dem Zylinderraum zuzuführen, daß entweder ein großer Volumenstrom durch einen großen Quer­ schnitt des Doppeleinlaßkanals und beide Einlaßöffnungen oder ein kleiner Volumenstrom durch einen im Querschnitt verringerten Kanal und nur eine Einlaßöffnung geführt wird. Dabei soll eine dem Betriebszustand entsprechende gute Verwirbelung des Gases im Zylinderraum erfolgen und gasdynamische Wirkungen sollen prozeßoptimierend ausge­ nutzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die erfindungsge­ mäße Brennkraftmaschine durch die Merkmale des kennzeich­ nenden Teils des Anspruches 1 aus. Die weitere Ausgestal­ tung der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen 2 bis 11.

Die Brennkraftmaschine weist Zylinder auf, denen über zwei Einlaßöffnungen, die von Einlaßventilen geöffnet oder verschlossen werden, Gas zuzuführen ist. Ein Dop­ peleinlaßkanal führt zu den Einlaßöffnungen, wobei sein Querschnitt und seine Lage in einem Zylinderkopf so ge­ wählt sind, daß an beiden Einlaßöffnungen annähernd glei­ che Strömungsverhältnisse vorliegen. Der Doppeleinlaßka­ nal steht in Verbindung mit einem Saugrohr, über das das Gas, insbesondere Luft oder Kraftstoff-Luft-Gemisch, zu­ geführt wird. Die Querschnittsfläche des Doppeleinlaßka­ nals ist auf den maximalen Gasbedarf der Brennkraftma­ schine ausgelegt. Bei hohen Motordrehzahlen wird das Gas mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch beide Einlaßöff­ nungen angesaugt und verwirbelt im Zylinderraum, wobei die Wirbel vorwiegend parallel zu einer Zylinderachse ausgerichtet sind. Dies ist der Fall, da sich radiale Komponenten der beiden durch die Einlaßöffnungen geführ­ ten Gasströme gegenseitig nahezu aufheben.

Der Doppeleinlaßkanal hat eine Querschnittsfläche, die sich aus zwei sich schneidenden oder aneinander grenzen­ den Kreisen zusammensetzt. Damit sind seitliche Begren­ zungswände des Doppeleinlaßkanals annähernd zylinderför­ mig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, daß sich der Doppeleinlaßkanal in Richtung der Einlaßöffnungen leicht verjüngt. Dadurch wird zuströmendes Gas leicht beschleu­ nigt, was strömungstechnisch günstig ist. Im Bereich der Einlaßöffnungen ist der Doppeleinlaßkanal durch ein Trennelement, das Bestandteil des Zylinderkopfes ist, in einen Primär- und einen Sekundärkanal unterteilt. Jeder dieser Kanäle führt zu einer Einlaßöffnung. Durch das Trennelement wird der dem Zylinderraum zuzuführende Gas­ strom geteilt.

Im Doppeleinlaßkanal, bevorzugt auf der Seite des Primär­ kanals, ist ein Walzendrehschieber angeordnet. Dieser Walzendrehschieber ist um eine Achse verdrehbar gelagert, wobei die Achse etwa in Strömungsrichtung des angesaugten Gases verläuft. Der Walzendrehschieber ist dünnwandig so geformt, daß er die Innenwandung des Doppeleinlaßkanals bereichsweise nachbildet und weist eine große seitliche Öffnung auf, die sich vom Saugrohr her bis in den Bereich der Einlaßöffnung erstreckt. Diese Öffnung kann auch durchgehend sein, so daß die Querschnittsfläche des Wal­ zendrehschiebers von zwei Kreisbogenabschnitten mit glei­ chem Mittelpunkt begrenzt wird. Die Achse des Walzendreh­ schiebers verläuft dann durch diesen Mittelpunkt.

Der Walzendrehschieber ist aus einer Auf-Stellung in eine Zu-Stellung und umgekehrt überführbar. In der Auf-Stel­ lung ist die Öffnung des Walzendrehschiebers in Richtung des Zentrums des Doppeleinlaßkanals ausgerichtet. Die Mantelfläche des Walzendrehschiebers liegt nahezu voll­ flächig an der Innenwandung des Doppeleinlaßkanals an. Damit ist der Walzendrehschieber funktionslos im Doppel­ einlaßkanal angeordnet. Gas kann über die vollen Quer­ schnittsfläche des Doppeleinlaßkanals zugeführt werden, ohne daß es durch Abschnitte des Walzendrehschiebers zu Verwirbelungen im Doppeleinlaßkanal kommt. Das Gas kann bei geöffneten Einlaßventilen durch beide Einlaßöffnungen in den Zylinderraum eintreten. Die Brennkraftmaschine er­ reicht damit ihr maximales Drehmoment bei relativ hoher Drehzahl.

Um den Walzendrehschieber in die Zu-Stellung zu überfüh­ ren, wird er um seine Achse verdreht, bis sich seine Öff­ nung im Bereich der Innenwandung des Doppeleinlaßkanals befindet und damit verschlossen ist. Durch die Mantelflä­ che des Walzendrehschiebers wird der Doppeleinlaßkanal jetzt über seine gesamte Länge in einen Primär- und einen Sekundärkanal unterteilt. Der Primärkanal hat etwa einen Kreis zur Querschnittsfläche.

Etwa quer zu der Achse des Walzendrehschiebers beweglich ist ein Flachschieber im Bereich des saugrohrseitigen En­ des des Doppeleinlaßkanals gelagert. Der Flachschieber ist derart ausgebildet, daß durch ihn der Sekundärkanal zum Saugrohr hin verschließbar ist. Er hat also bereichs­ weise eine Form, die der Querschnittsfläche des Sekundär­ kanals in etwa entspricht. Befindet sich der Walzendreh­ schieber in der Zu-Stellung und nimmt der Flachschieber ebenfalls die Zu-Stellung ein, verschließt also den Se­ kundärkanal, kann dem Zylinderraum nur noch über eine Einlaßöffnung Gas zugeführt werden. Da der Gaszufluß über die zweite Einlaßöffnung unterbunden ist, wird das Gas im Zylinderraum jetzt auch verstärkt radial um die Zylinder­ achse verwirbelt. Befinden sich Walzendrehschieber und Flachschieber in der Zu-Stellung, erreicht die Brenn­ kraftmaschine ihr maximales Drehmoment bei relativ gerin­ ger Drehzahl.

Die Verdrehung des Walzendrehschiebers und die Verschie­ bung des Flachschiebers folgt gesteuert in Abhängigkeit von Betriebskennwerten der Brennkraftmaschine und eventu­ ell auch von Fahrzeugkennwerten. Dazu sind Stellmittel vorgesehen. Diese Stellmittel sind verschieden ausführ­ bar. Es kann vorgesehen sein, den Flachschieber gleich­ zeitig mit der Verdrehung des Walzendrehschiebers zu be­ wegen. Die Bewegung des Flachschiebers kann aber auch un­ abhängig von der des Walzendrehschiebers erfolgen. Es kann sinnvoll sein, erst die Flachschieber in die Zu- Stellung zu überführen und den Walzendrehschieber noch in der Auf-Stellung zu belassen. Damit würde Gas zwar noch über beide Einlaßöffnungen zugeführt werden, aber diese Gaszuführung würde unsymmetrisch und zwar verstärkt über die Einlaßöffnung des Primärkanals erfolgen. Bei konstan­ ter Beibehaltung dieser Art der Gaszuführung würde das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine etwa bei mitt­ lerer Drehzahl erreicht werden.

Bei getrennten Stellmitteln für den Flachschieber und den Walzendrehschieber könnten diese bei ansteigender Dreh­ zahl so angesteuert werden, daß zuerst der Walzendreh­ schieber in die Auf-Stellung verdreht wird und dann der Flachschieber in die Auf-Stellung verschoben wird. Bei abfallender Drehzahl würde zuerst der Flachschieber und dann der Walzendrehschieber in die Zu-Stellung überführt, wobei nicht die Drehzahl der Brennkraftmaschine allein ausschlaggebend für die vorzuwählende Stellung der Schie­ ber ist. Auch der momentane Lastzustand ist von Bedeutung und Fahrzeugkennwerte (vorgewählter Gang; Fahrzeugge­ schwindigkeit etc.) können Beachtung finden, wobei diese Kennwerte von einer Sensorik erfaßt, verarbeitet, in Steuersignale gewandelt und den Stellmitteln zugeführt werden.

Ist der Sekundärkanal vollständig durch den Walzendreh­ schieber und den Flachschieber verschlossen, treten gas­ dynamische Wirkungen in ganz anderer Weise auf als insbe­ sondere bei geöffnetem Flachschieber. Durch die vorge­ wählte Lage des Flachschiebers können also zusätzliche positive Wirkungen beim Ladungswechsel erreicht werden. Hierbei ist auch die Art und Weise der Saugrohrausbildung von Bedeutung. Vorteilhaft ist es hier, das Saugrohr in zwei Kanäle zu unterteilen, wobei einer dieser Kanäle im Primärkanal und der andere im Sekundärkanal des Doppel­ einlaßkanales mündet. Die Saugrohrkanäle können hinsicht­ lich ihrer Länge und Querschnittsfläche unterschiedlich ausgebildet sein. Somit sind zwei wesentliche Vorteile erreichbar. Bei in der Zu-Stellung befindlichen Flach­ schieber kommt es vor dem Flachschieber zu keinen nach­ teiligen Verwirbelungen, wie dies bei einem einkanaligen Saugrohr der Fall wäre. Das Gas kann optimal dem Primär­ kanal des Doppeleinlaßkanales zugeführt werden. Durch die gezielte Vorwahl der Länge und der Querschnittsfläche der beiden Saugrohrkanäle können gasdynamische Wirkungen bei verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine optimiert werden. Gleichzeitig mit der Verstellung des Walzendrehschiebers und des Flachschiebers, werden nicht nur die Verhältnisse im Doppeleinlaßkanal variiert, son­ dern es findet auch eine Veränderung der Saugrohrparame­ ter (Querschnittsfläche, Länge, Strömungsgeschwindigkeit) statt, was mit positiven Wirkungen nutzbar ist.

Die Erfindung sieht im weiteren eine lageveränderbare Einspritzdüse je Doppeleinlaßkanal vor, die insbesondere dann zum Einsatz kommen kann, wenn die Brennkraftmaschine als Otto-Motor ausgebildet ist. Es ist bekannt, daß über Einspritzdüsen, die im Bereich des Doppeleinlaßkanals an­ geordnet sind, Kraftstoff in das angesaugte Gas (Luft) eingespritzt wird. Zur Erreichung einer gleichmäßigen Kraftstoffverteilung ist es von Vorteil, den Kraftstoff zentral in den angesaugten Gasstrom einzuspritzen. Bei einer ortsfesten Einspritzdüse im Zentrum des Doppelein­ laßkanals würde aber nur in der Auf-Stellung des Walzen­ drehschiebers Kraftstoff zentral in den Gasstrom einge­ spritzt werden. Bei in der Zu-Stellung befindlichem Wal­ zendrehschieber könnte die Kraftstoffeinspritzung nur in dem Randbereich des Primärkanals erfolgen. Zur Beseiti­ gung dieses Nachteils ist es vorgesehen, die Einspritz­ düse ortsveränderbar zu haltern. So ist mit baulich ein­ fachen Mitteln erreichbar, daß die Kraftstoffeinspritzung in der Auf-Stellung des Flachschiebers zentral in den Doppeleinlaßkanal und in der Zu-Stellung des Flachschie­ bers zentral in den Primärkanal erfolgt, in dem die Ein­ spritzdüse in die jeweils richtige Position überführt wird.

Die Beschreibung weiterer Einzelheiten der Erfindung er­ folgt anhand von Ausführungsbeispielen. In den dazugehö­ rigen Zeichnungen stellen im einzelnen dar:

Fig. 1 Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine in geschnittener, schematischer Darstellungs­ weise, wobei die Schnittebene durch eine Einlaßventilachse und die Achse eines Wal­ zendrehschiebers verläuft;

Fig. 2 Sicht aus Richtung des Pfeils X in Fig. 1 auf einen Doppeleinlaßkanal mit Walzen­ drehschieber und Flachschieber in der Auf­ stellung in schematischer Darstellungs­ weise;

Fig. 3 Sicht aus Richtung des Pfeils X in Fig. 1 auf einen Doppeleinlaßkanal mit Walzen­ drehschieber und Flachschieber in der Zu- Stellung in schematischer Darstellungs­ weise;

Fig. 4 Sicht auf die Querschnittsfläche eines Doppeleinlaßkanals mit Walzendrehschieber und Flachschieber anderer Ausführung und mit einer Einspritzdüse im Bereich des Doppeleinlaßkanals in schematischer Dar­ stellungsweise;

Fig. 5 Ansicht nach Fig. 4 bei gewechselter Stellung des Walzendrehschiebers, Flach­ schiebers und der Einspritzdüse, wobei in den Fig. 2 bis 4 das Saugrohr und der Saugrohrflansch nicht dargestellt sind.

Aus Fig. 1 wird der Grundaufbau eines Zylinderkopfes 1 einer Brennkraftmaschine deutlich, wobei hier nur Details bezüglich des Gaseinlaßsystems von Bedeutung sind. Ein vorderes Einlaßventil 2 ist in Fig. 1 sichtbar, wobei insgesamt zwei Einlaßventile 2, 3 vorhanden sind, durch die Einlaßöffnungen 4, 5 gesteuert geöffnet oder ver­ schlossen werden, wie dies allgemein bekannt ist. Der Zy­ linderkopf 1 beinhaltet einen Doppeleinlaßkanal 6 je Zy­ linder, durch den den Einlaßöffnungen 4, 5 Gas zuzuführen ist und durch die das Gas dann bei geöffneten Einlaßven­ tilen 2, 3 in den Zylinderraum gelangt. Die Querschnitts­ fläche des Doppeleinlaßkanals 6 ist in den Fig. 2, 3 verdeutlicht. Sie setzt sich aus zwei Kreisflächen zusam­ men, die durch Anlegen von Tangenten eine Fläche bilden. Im Bereich der Einlaßöffnungen 4, 5 ist ein Trennelement, speziell eine Trennwand 7 angeordnet, die den Endbereich des Doppeleinlaßkanals 6 in einen Primärkanal 8 und einen Sekundärkanal 9 unterteilt. Im Doppeleinlaßkanal 6, spe­ ziell oberhalb des Primärkanals 8 ist ein Walzendreh­ schieber 10 um eine Achse 11 verdrehbar gelagert. Die Achse 11 schneidet eine Achse 12 des Einlaßventils 2 im Primärkanal 9. Der Walzendrehschieber 10 erstreckt sich etwa über eine Länge vom Anfangsbereich des Primärkanals 8 bis zu einer Flanschverbindung 13 zwischen dem Zylin­ derkopf 1 und einem Saugrohr 14. Die Querschnittsfläche des Walzendrehschiebers 10 hat etwa eine C-Form. Sie wird von zwei Kreisbogenabschnitten mit gleichem Mittelpunkt begrenzt, wobei dieser Mittelpunkt auf der Achse 11 liegt. Es handelt sich bei dem Walzendrehschieber 10 also um ein einseitig offenes, dünnwandiges Rohr. Der Außen­ durchmesser des Walzendrehschiebers 10 ist so gewählt, daß er die innere Mantelfläche des Doppeleinlaßkanals 6 bereichsweise nachbildet.

Der Walzendrehschieber 10 ist durch Drehung um die Achse 11 aus einer Auf-Stellung (Fig. 2) in eine Zu-Stellung (Fig. 3) und umgekehrt überführbar. In der Auf-Stellung weist die Öffnung des Walzendrehschiebers 10 in Richtung des Sekundärkanals 9. In dieser Position des Walzendreh­ schiebers 10 ist die volle Querschnittsfläche des Doppel­ einlaßkanals 6 für die Gaszufuhr zum Zylinderraum nutz­ bar, ohne daß der Walzendrehschieber 10 einen Strömungs­ widerstand darstellt. Die Gaszufuhr erfolgt über beide Einlaßöffnungen 4, 5 in etwa gleicher Weise. Ist der Wal­ zendrehschieber 10 in der Zu-Stellung, wird der Doppel­ einlaßkanal 6 vollständig in den Primärkanal 8 und den Sekundärkanal 9 unterteilt. Die Wandung des Walzendreh­ schiebers 10 dient jetzt als Trennwand innerhalb des Dop­ peleinlaßkanals 6 und die Öffnung des Walzendrehschiebers 10 wird von der inneren Mantelfläche des Doppeleinlaßka­ nals 6 verschlossen.

Zusätzlich ist ein Flachschieber 15 vorgesehen, durch den der Sekundärkanal 9 zum Saugrohr 14 hin verschließbar ist. Die Form des Flachschiebers 15 wird von der Quer­ schnittsfläche des Sekundärkanals 9 bestimmt, welche von der Wandung des Doppeleinlaßkanals 6 und dem Walzendreh­ schieber 10 begrenzt wird. Befinden sich der Walzendreh­ schieber 10 und der Flachschieber 15 in ihrer Zu-Stel­ lung, kann dem Zylinderraum nur noch Gas über die im Pri­ märkanal 8 befindliche Einlaßöffnung 4 zugeführt werden. Somit sind völlig andere Verhältnisse bei der Gaszufuhr gegeben als sie bei Nutzung des Doppeleinlaßkanals 6 in seinem vollen Querschnitt vorlagen. Dabei befinden sich im Primärkanal 8 keine Bauelemente, die zusätzliche Strö­ mungswiderstände oder Verwirbelungen verursachen.

Es kann vorgesehen sein, daß der Walzendrehschieber 10 im Endbereich seiner Öffnung und nahe den Einlaßöffnungen eine Scheidewand enthält, was aber in den Figuren nicht gezeigt ist. Dies würde bei in Auf-Stellung befindlichem Walzendrehschieber 10 die Teilung des Gasstromes und die Weiterleitung an den Primärkanal 8 bzw. Sekundärkanal 9 beeinflussen. Unter diesen Umständen kann dann die Trenn­ wand 7 im Zylinderkopf 1 entfallen, da deren Funktion von der Scheidewand des Walzendrehschiebers 10 übernommen wird.

Das Verdrehen des Walzendrehschiebers 10 um seine Achse 11 erfolgt über Stellmittel 16, wobei in dem in den Figu­ ren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel auch gleichzei­ tig der Flachschieber 15 bewegt wird. Der Flachschieber 15 ist fest mit dem Walzendrehschieber 10 verbunden. Er ist an dem der Einlaßöffnung 4 abgewandten Ende des Wal­ zendrehschiebers 10, gegenüber seiner Öffnung ver­ schweißt. Der Walzendrehschieber 10 ist an seiner Stirn­ fläche mit einer Verzahnung 17 versehen, die sich über etwa 180° seines Umfangs erstreckt. Ein stirnradverzahn­ tes Ritzel 18 steht im Eingriff mit der Verzahnung 17, wobei das Ritzel 18 über einen nicht in den Figuren ge­ zeigten Stellmotor um eine Achse 19 in Rotation versetz­ bar ist. Zur Überführung des Walzendrehschiebers 10 und des Flachschiebers 15 in die Zu-Stellung rotiert das Rit­ zel 18 in Richtung des Pfeils 20. Zur Erreichung der Auf- Stellung ist das Ritzel 18 in Richtung des Pfeils 21 an­ zutreiben. Der das Ritzel 18 antreibende Stellmotor wird durch Signale gesteuert, die abhängig sind von Betriebs­ zuständen der Brennkraftmaschine bzw. auch des Fahrzeugs. Der Walzendrehschieber 10 und der Flachschieber 15 wird also in Abhängigkeit von diesen Kennwerten in die Auf- bzw. in die Zu-Stellung überführt. Als Kennwerte kommen insbesondere der Motorlastzustand, die Motordrehzahl, Mo­ tortemperatur, die Laständerungsgeschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit und eventuell auch der vorge­ wählte Gang in Betracht. Diese Daten werden in einem Rechner verarbeitet und in Abhängigkeit vom Ergebnis die­ ser Verarbeitung werden die Steuersignale für den Stell­ motor ausgegeben. Somit ist eine leistungs- und verbren­ nungsoptimierende Gaszuführung zum Zylinderraum möglich.

Die Erfindung ist besonders wirkungsvoll einsetzbar, wenn das Saugrohr 14 in ein Primär- und ein Sekundärrohr un­ terteilt ist. Befinden sich der Walzendrehschieber 10 und der Flachschieber 15 in ihrer Auf-Stellung, wird über das Primär- und Sekundärrohr des Saugrohres 14 Gas zugeführt. Durch den in der Zu-Stellung befindlichen Flachschieber 15 wird neben dem Sekundärkanal 9 des Doppeleinlaßkanales 6 auch das Sekundärrohr des Saugrohres 14 verschlossen. Dem Primärkanal 8 wird dann nur noch Gas über das Primär­ rohr zugeführt, ohne daß durch Auftreffen von Gas auf den Flachschieber 15 Verwirbelungen auftreten, wie das der Fall wäre bei einem aus nur einer Kammer bestehendem Saugrohr 14. Durch diese erfindungsgemäße Ausführung des Gasführungssystems werden auch gasdynamische Vorgänge be­ einflußt, indem je nach Stellung des Walzendrehschiebers 10 und des Flachschiebers 15 unterschiedliche Saugrohr­ querschnittsflächen und -längen für die Gaszuführung ge­ nutzt werden. Das Primär- und Sekundärrohr des Saugrohres 14 können unterschiedliche Querschnitte und Längen auf­ weisen, wodurch eine dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine optimal angepaßte Gaszuführung er­ folgt. Die Auslegung des Primär- und Sekundärrohrs er­ folgt im Hinblick auf verschiedene Resonanzdrehzahlen des Motors. Entweder ist nur das Primärrohr durchflutet oder die gasdynamischen Wirkungen beider Rohrabschnitte des Saugrohres 14 überlagern sich. Beides erfolgt jedoch un­ ter optimierten Strömungsverhältnissen.

In einer zweiten, in den Fig. 4 und 5 gezeigten Aus­ führung der Erfindung ist die Brennkraftmaschine insbe­ sondere als Otto-Motor ausgebildet. Ein Walzendrehschie­ ber 22 ist ähnlich wie der Walzendrehschieber 10 ausge­ bildet. Ein Flachschieber 23 ist jedoch unabhängig von dem Walzendrehschieber 22 angeordnet, wobei auch dieser Flachschieber 23 die Aufgabe hat, den Sekundärkanal 9 zum Saugrohr 14 hin bedarfsweise zu verschließen. Dies kann bei in Auf- oder Zu-Stellung befindlichem Walzendreh­ schieber 22 erfolgen. Zu Bewegung des Flachschiebers 23 ist ein gesonderter Stellantrieb 24 vorgesehen, der wie der Stellmotor, über den jetzt nur noch der Walzendreh­ schieber 22 verdreht wird, von den Steuersignalen akti­ viert wird. Somit sind vier Variationsmöglichkeiten gege­ ben:

Variante 1:
Gas wird über den gesamten Querschnitt des Saugrohres 14 und des Doppeleinlaßkanals 6 zugeführt.
Variante 2:
Gas wird nur über das Primärrohr des Saug­ rohres 14 in Richtung des Primärkanales 8 geleitet, wobei ein Nebenstrom auch dem Sekundärkanal 9 zugeführt wird.
Variante 3:
Gas wird über den gesamten Saugrohrquer­ schnitt an den Primärkanal 8 und Sekundär­ kanal 9 weitergeleitet, wobei der Doppel­ einlaßkanal 6 unsymmetrisch unterteilt ist.
Variante 4:
Gas wird nur dem Primärkanal 8 zugeführt, wobei nur das Primärrohr des Saugrohres 14 genutzt wird.

Jede der möglichen Stellung des Walzendrehschiebers 22 und des Flachschiebers 23 ermöglicht eine optimale Gaszu­ führung bei bestimmten Betriebszuständen des Motors bzw. auch des Fahrzeugs. Dementsprechend werden der Walzen­ drehschieber 22 und der Flachschieber 23 angesteuert.

Bei dieser Ausbildung der Erfindung ist zusätzlich vorge­ sehen, eine Einspritzdüse 25 für Kraftstoff ortsveränder­ lich im Bereich des Doppeleinlaßkanals 6 anzuordnen. Die Einspritzdüse 25 ist mit einer flexiblen Zuleitung 26 zu versehen und ist entweder im Zentrum des Doppeleinlaßka­ nals 6 oder im Zentrum des Primärkanals 8 positionierbar. Befindet sich der Flachschieber 23 in der Zu-Stellung, wird Kraftstoff in das Zentrum des Primärkanals 8 einge­ spritzt. Bei in Auf-Stellung befindlichem Flachschieber 23 kann die Position der Einspritzdüse 25 frei vorgewählt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Bewegung der Ein­ spritzdüse 25 mit der des Flachschiebers 23 zu koppeln, so daß die Einspritzdüse 25 bei in Auf-Stellung befindli­ chen Flachschieber 23 immer zentral in den Doppeleinlaß­ kanal 6 einspritzt. Bei der in den Figuren gezeigten Aus­ führung ist die Position der Einspritzdüse 25 unabhängig von der des Flachschiebers 23 vorwählbar. Auch sie wird in Abhängigkeit von den genannten Steuersignalen über einen weiteren Stellantrieb 27 eingestellt.

Durch jede einstellbare Schieber- bzw. Einspritzdüsen­ stellung wird die Charakteristik der Gaszuführung und der Kraftstoffeinspritzung verändert, was eine Veränderung von Motorkennlinien, also des Lastverhaltens zur Folge hat. Somit ist durch die erfindungsgemäße Ausführung des Systems der Gaszuführung nahezu ständig ein Betrieb der Brennkraftmaschine im Bereich eines Optimums möglich.

Claims (11)

1. Brennkraftmaschine mit je einem in einem Zylinder­ kopf (1) vorgesehenen Doppeleinlaßkanal (6) für je­ weils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas, der in Verbindung mit einem Saugrohr (14) steht und der durch ein Trennelement im Bereich von zwei Einlaß­ öffnungen (4, 5) die von Einlaßventilen (2, 3) ge­ steuert geöffnet oder verschlossen werden, in einen Primärkanal (8) und einen Sekundärkanal (9) unter­ teilt ist, wobei in jedem Doppeleinlaßkanal (6) oder im Saugrohr (14) im Bereich der Verbindung zu dem Doppeleinlaßkanal (6) Mittel zur gesteuerten Vertei­ lung des jedem Zylinderraum zuzuführenden Gases an den jeweiligen Primärkanal (8) bzw. Sekundärkanal (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche jedes Doppeleinlaßkanales (6) über seine Länge annähernd konstant ist, jeder Dop­ peleinlaßkanal (6) den Einlaßöffnungen (4, 5) derart zugeordnet ist, daß an beiden Einlaßöffnungen (4, 5) annähernd gleiche Strömungsverhältnisse vorliegen und daß in jedem Doppeleinlaßkanal (6) ein Walzen­ drehschieber (10; 22) angeordnet ist, der in einer Auf-Stellung zur Mitte des Doppeleinlaßkanals (6) hin offen ist und die Wandungen des jeweiligen Dop­ peleinlaßkanales (6) bereichsweise nachbildet, ohne dabei die Strömungsverhältnisse im Doppeleinlaßkanal (6) wesentlich zu beeinflussen und der durch Drehung um eine etwa in Strömungsrichtung liegende Achse (11) in eine Zu-Stellung überführbar ist, in der er den Doppeleinlaßkanal (6) über nahezu seine gesamte Länge in den Primärkanal (8) und den Sekundärkanal (9) unterteilt, wobei der Sekundärkanal (9) durch ein Verschlußelement zum Saugrohr (14) hin zu öffnen oder zu verschließen ist.

2. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzendrehschieber (10; 22) aus einem dünnwandigen Zylinderabschnitt besteht, dessen Querschnittsfläche von zwei Kreisbogenabschnitten mit gleichem Mittel­ punkt begrenzt wird, wobei die Achse (11) des Wal­ zendrehschiebers (10; 22) durch diesen Mittelpunkt verläuft.

3. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzendrehschieber (10; 22) in seinem den Ein­ laßöffnungen (4, 5) zugewandten Bereich eine Schei­ dewand enthält.

4. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement ein Flach­ schieber (15, 23) ist, durch den der von den Wandun­ gen des Doppeleinlaßkanals (6) und von dem Walzen­ drehschieber (10; 22) begrenzte Sekundärkanal (9) vollständig zum Saugrohr (14) hin verschließbar ist und durch den der Doppeleinlaßkanal (6) vollständig zum Saugrohr (14) hin freigebbar ist, was durch Querverschiebung relativ zum Doppeleinlaßkanal (10; 22) erfolgt.

5. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung des Walzendreh­ schiebers (10; 22) um seine Achse (11) und die Bewe­ gung des Flachschiebers (15, 23) durch Aktionen von Stellmitteln, in Abhängigkeit von Betriebskennwerten der Brennkraftmaschine und/oder von Fahrzeugkennwer­ ten erfolgt.

6. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschieber (15) fest, eine Baueinheit bildend oder getriebetechnisch über die Stellmittel (16) mit dem Walzendrehschieber (10) verbunden ist und gleichzeitig mit der Drehung des Walzendrehschiebers (10) um seine Achse (11) relativ zum Doppeleinlaßkanal (6) verschiebbar ist.

7. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (16) einen Stellmotor beinhalten, der getriebetechnisch mit dem Flachschieber (15) und/ oder dem Walzendrehschieber (10) in Verbindung steht und durch dessen Kraft die Verdrehung des Walzen­ drehschiebers (10) und die Verschiebung des Flach­ schiebers (15) erfolgt, wenn den Stellmotor steu­ ernde Signale bestimmte Betriebszustände der Brenn­ kraftmaschine und/oder bestimmte Fahrzeugkennwerte signalisieren.

8. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzendrehschieber (22) und der Flachschieber (23) mit voneinander unabhängig ansteuerbaren Stellmitteln gekoppelt sind und somit der Verschluß des Sekundärkanals (9) durch den Flachschieber (23) gleichzeitig oder nicht gleich­ zeitig mit der Unterteilung des Doppeleinlaßkanales (6) in den Primärkanal (8) und den Sekundärkanal (9) durch den Walzendrehschieber (22) erfolgt.

9. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel Stellantriebe (24) beinhalten, wobei ein Stellmotor in direkter oder getriebetechnischer Ver­ bindung mit dem Walzendrehschieber (22) steht, ein Stellantrieb (24) in direkter oder getriebetechni­ scher Verbindung mit dem Flachschieber (23) steht und beide Stellantriebe (24) unabhängig voneinander durch Signale gesteuert werden, die sich aus be­ stimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder aus Fahrzeugkennwerten ergeben.

10. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Saugrohr (14) ganz oder teilweise in zwei Rohrabschnitte unterteilt ist, die dem Pri­ märkanal (8) und dem Sekundärkanal (9) des Doppel­ einlaßkanales (6) zugeordnet und gleich oder unter­ schiedlich ausgebildet sind.

11. Brennkraftmaschine mit je einem Doppeleinlaßkanal (6) für jeweils einem Zylinderraum zuzuführendes Gas nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine ein Otto- Motor ist und Kraftstoff gesteuert über je eine Ein­ spritzdüse (25) in jeden Doppeleinlaßkanal (6) ein­ gespritzt wird, wobei die einzelnen Einspritzdüsen (25) ortsveränderlich im Bereich der Doppeleinlaß­ kanäle (6) angeordnet sind und aus einer Position zur zentralen Einspritzung in den Doppeleinlaßkanal (6) in eine Position zur zentralen Einspritzung in den Primärkanal (8) und umgekehrt überführbar sind, wobei diese Bewegungen abhängig oder unabhängig von Bewegungen des Flachschiebers (23) erfolgen können.