DE750618C

DE750618C - Device to compensate for the number of excess air in the cylinders of an internal combustion engine with mixture supply

Info

Publication number: DE750618C
Application number: DE1941750618D
Authority: DE
Priority date: 1941-10-10
Filing date: 1941-10-10
Publication date: 1945-01-20

Description

Vorrichtung zum Ausgleich der Luftüberschußzahlen der Zylinder einer Brennkraftmaschine mit Gemischzuführung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleich der Luftüberschußzahlen der einzelnen Zylinder einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylindern und mit einem Saugrohr, an das vom Vergaseranschluß ausgehend nacheinander mehrere Zylinder über im wesentlichen- . nach unten abzweigende Stutzen angeschlossen sind und das an seiner Unterseite mit Mulden zur Sammlung niedergeschlagenen Brennstoffes versehen ist, von denen .aus dieser Brennstoff über Leitungen in das Saugrohr zur Aufbeieitung wieder eingeführt wind. Sie verfolgt das Ziel, durch diesen Ausgleich alle Zylinder unter im wesentlichen gleich günstigen Bedingungen arbeiten zu lassen, um hierdurch eine Spitzenleistung der Maschine zu erreichen, die der Spitzenleistung eines günstig arbeitenden einzelnen Zylinders derselben möglichst entspricht. Dieses Ziel soll dabei unter geringem Bauaufwand erreicht werden.Device for balancing the excess air numbers of the cylinders of a Internal combustion engine with mixture supply The invention relates to a device to compensate for the excess air numbers of the individual cylinders of a mixture-sucking cylinder Internal combustion engine with cylinders arranged in series and with an intake manifold starting from the carburetor connection, several cylinders one after the other over essentially . downward branching nozzles are connected and that on its underside is provided with troughs for collecting deposited fuel, of which .from this fuel is reintroduced via lines into the suction pipe for processing wind. It pursues the goal of essentially balancing all cylinders below to have the same favorable conditions to work in order to achieve a top performance of the machine to achieve that of the peak performance of a well-working individual Cylinder corresponds to the same as possible. This goal is said to be under minor Construction costs can be achieved.

Bei gemischansaugenden Brennkraftmaschinen mit in Reihe .angeordneten Zylindern ist es bekannt, daß Saugrohr zum angegebenen Zweck so auszubilden, daß die Wege des Gemisches zu den einzelnen Zylindern untereinander gleich werden. Dadurch werden nicht nur die Luftüberschußzahlen der einzelnen Zylinder, sondern auch deren Füllungsgrade je untereinander gleich. Die umständliche und lange Führung des Gemisches ergibt aber hierbei zahlreiche Nachteide; so ist das Saugrohr sehr sperrig, nur umständlich herstellbar und von erheblichem Gewicht, ferner ist die Gefahr des Niederschlagens von Brennstoff im Saugrohr beträchtlich vergrößert, und endlich wird das, was eigentlich angestrebt wurde, nur sehr unvollkommen erreicht, weil zwar alle Zylinder unter an sich gleichen Bedingungen arbeiten, der für alle Zylinder gleiche Füllungsgrad aber wesentlich niedriger istals der Fülllungsgrad des mit dem niedrsgsten Füllungsgrad arbeitenden Zylinders jener Maschine, deren Saugrohr nicht besonders ausgebildet ist.In the case of internal combustion engines with mixture intake, they are arranged in series Cylinders, it is known that the intake manifold for the specified purpose to be designed so that the paths of the mixture to the individual cylinders become equal to one another. Through this are not only the excess air numbers of the individual cylinders, but also their Degree of filling equal to each other. The cumbersome and long management of the mixture but this results in numerous night owls; so the intake manifold is just very bulky awkward to manufacture and of considerable weight, and there is also the risk of precipitation of fuel in the intake manifold is considerably enlarged, and finally what actually becomes The aim was achieved only very imperfectly, because although all cylinders are below work on the same conditions, the same degree of filling for all cylinders but is much lower than the filling level of the one with the lowest filling level working cylinder of that machine whose intake manifold is not specially designed is.

Es sind des weiteren Ausführungen zum angegebenen Zweck bekannt, welche über dem Verteilerstück des Saugrohres eine besondere Speicherkammer für das aufbereitete und -derselben vorerst zugeführte Gemisch aufweisen, aus der dann das Gemisch .den einzelnen Zylindern zugeführt wir<'. Diese Speicherkammer niti fa sehr sperrig gehalten «-erden und begünstigt durch ihre große, der Außen-Itift dargebotene Oberfläche eher die Bildung eines Brennstoffniederschlages besonders beim Anlauf der I')rennkraft,naschine, bei welchem die vorgesehene Auspufilieizung noch nicht wirksam werden lc.inn. Vorrichtungen zur Wiedereinführung des abgeschiedenen Brennstoffes in andere Teile des Sangrohres sind hei diesen Ausführungen nicht vorgesehen.There are also known for the stated purpose which Above the manifold of the suction pipe a special storage chamber for the processed and -the same initially supplied mixture, from which then the mixture .den individual Cylinders are fed we <'. This storage chamber niti fa very bulky "-grounds and favored by their large, the external itift presented surface rather the formation of a fuel deposit in particular at the start of the I ') rennkraft, machine in which the intended exhaust not yet take effect lc.inn. Devices for reintroducing the deposited Fuel in other parts of the Sangrohr is not provided in these versions.

Gemäß der Erfin,-lung ist bei Brennkraftinascliirien der eingangs angegebenen Art das Saugrohr mit Bezug auf die Durcliströnirichtung nur knapp vor vorne liegenden Saugstutzen mit je einer 'Mulde versehen, deren vorderer Wandteil sanft abfällt und deren hinterer Wandteil beispielsweise durch eine Bach vorn weisende Zunge nach oben abgedeckt ist, wobei die von diesen 'Mulden abgehenden Leitungen über eine in Richtung des Gemischstromes weisende Düse in <len Geinischstroin ini Sangrohr hinter einem vorderen Saugstutzen, vorzugsweise in einen hinteren Saugstutzen einmünden. Aus dein Gemisclistroni wird also zusätzlich zu dem an sich - schon zum Niederschlag kommenden Brennstoff, durch die besonderen Striiintingsverhältnisse tun die Mulden herum bedingt, noch weiterer Brennstoff niedergesclila-en. und zwar absichtlich und besonders dann. wenn das Gemisch durch den unmittelbar Hinter einer Mulde liegenden Saustutzen strömt; das heißt nichts anderes, als däß die Luftüberschuf)zahlen des bzw. der vorderen Zdinder, die sonst zu klein sind, dem giinstigen Wert nähergebracht werden. Da nun der in der bzw. den 'Mulden niedergschlagene Brenn-1, einem oder mehreren hinteren Zylindern zugeführt wird, die sonst mit zu hohen Luftüberschußzahlen arbeiten, so werden auch die Luftüberschußzahlen. dieser Zylinder dein günstigen Wert genähert. Die besondere Form der -Mulden läßt dabei in ihnen durch den Gemischstrom einen schwachen Überdruck auftreten, wogegen an den Düsen der Rohrleitungen durch den Gleichstrom ein erlieblicher Unterdruck hervorgerufen wird, den gegebenenfalls eine Einsclinürung des Gemischstromes an der Stelle der Düse verstärkt und dessen fördernde Wirkung vorzugsweise durch das natürliche Gefälle unter-:tiitzt wird: dadurch kann erreicht werden, daß der niedergeschlagene Brennstoff selbsttätig und ini richtigen Zeitpunkt im gewollten Sinn gefördert und aufbereitet wird. Es können also, ohne daß dazu ein sonderlicher Bauaufwand erforderlich wäre oder sonstwie ein Nachteil in Kauf genommen werden miißte, die Luftüberschufzahlen der einzelnen Zylinder einem mittleren Ziert angeglichen und Vergaser und Zündung günstig eingestellt werden. so daß die Spitzenleistung der Maschine an jenen Wert, der der erreichbaren Spitzenleistung ihres, günstigst arbeitenden einzelnen Zylinders entsprechen würde, lialie herangebracht «erden kann. Daß diese 'Maschine dann auch den Brennstoff -sehr gut ausnutzt. sei nur am Rande bemerkt.According to the invention, in the case of internal combustion engines of the type specified at the outset, the suction pipe is provided with a trough just in front of the suction nozzle with reference to the direction of the flow in the wind, the front wall part of which slopes gently and the rear wall part, for example, through a tongue pointing forward is covered at the top, the lines going out from these troughs opening out via a nozzle pointing in the direction of the mixture flow in <len Geinischstroin ini Sangrohr behind a front suction nozzle, preferably in a rear suction nozzle. From your Gemisclistroni, therefore, in addition to the fuel already coming to the precipitation, due to the special stringency of the hollows around, still further fuel is deposited. namely intentionally and especially. when the mixture flows through the suction nozzle immediately behind a trough; That means nothing else than that the excess air numbers of the front cylinder (s), which are otherwise too small, are brought closer to the favorable value. Since the fuel 1 deposited in the depression (s) is now fed to one or more rear cylinders, which otherwise operate with excessively high air numbers, the excess air numbers are also reduced. this cylinder approximated your favorable value. The special shape of the troughs allows a slight overpressure to occur in them due to the mixed flow, whereas the direct current creates an acceptable negative pressure at the nozzles of the pipelines, which may increase a narrowing of the mixed flow at the point of the nozzle and its promoting effect preferably the natural gradient helps: this means that the precipitated fuel is conveyed and processed automatically and at the right time in the desired sense. The excess air rates of the individual cylinders can be adjusted to an average trim and the carburetor and ignition can be set favorably, without any special construction effort being required or any other disadvantage having to be accepted. so that the peak performance of the machine can almost be brought up to that value which would correspond to the attainable peak performance of its most favorably working individual cylinder. That this' machine then makes very good use of the fuel. let me just note in passing.

Hinsiclitlicli der Verschiedenheit der Füllungsgrade der einzelnen Zylinder untereinander bleiben die Erfindungsmaßnalinien ohne Einfluß. Dies wirkt sich aber auf die Spitzenleistung der -Maschine nur in geringem 11a13 aus, jedenfalls weniger, als die Spitzenleistung hei der weiter oben angegebenen bekannten :%nsaugrolirausliildung finit gleichen Wegen (les Gemisches zu den einzelnen Zylindern infolge des sehr niedrigen Füllungsgrades aller Zylinder gedrückt wird.In terms of the differences in the degree of filling of the individual The cylinders of the invention remain unaffected. This works but only a little 11a13 on the machine’s top performance, at least less than the peak performance in the known above-mentioned:% nsaugrolirausliildung finitely equal paths (les mixture to the individual cylinders as a result of the very low filling level of all cylinders is pressed.

.Es ist an sich bekannt, im Saugrohr einer Brennkraftrnaschine zur Sammlung des dort niedergeschlagenen Brennstoffes grubenförinige -Mulden vorzusehen, von denen aus der Brennstoff über eine Leitung und entweder über eine Düse dem Saugrohr des Laders der Brennkrafjmaschine zugeführt oder durch eine eigene Pumpe abgesaugt wird. Abgeschen davon, daß hierbei zur Förderung des niedergeschlagenen Brennstoffes besondere Mittel vorgesehen sein müssen, kann hierbei die Aufgabe, die Luftüberschußzahlen der einzelnen Zylinder untereinander anzugleiclietl. finit den bekannten -Mitteln nicht gelöst werden.It is known per se, in the intake manifold of an internal combustion engine to To provide for the collection of the fuel deposited there in pit-shaped troughs, from which the fuel via a line and either via a nozzle to the suction pipe of the supercharger of the Brennkrafjmaschine or sucked off by its own pump will. Apart from the fact that this is to promote the deposited fuel special means must be provided, the task here can be the excess air figures the individual cylinders to be adjusted to one another. finite the known means cannot be resolved.

Fei Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr mit drei oder mehr nacheinander abzweigenden Saugstutzen wird der Ausgleich der Luftüberschußzahlen dann besonders einfach ausführbar und vollkommen, wend die von der Mulde vor dem ersten Saugstutzen abgehende Leitung in den letzten Saugstutzen und gegebenenfalls die von der Mulde vor dem zweiten Saugstutzen abgehende Leitung in den vorletzten Saugstutzen einmündet usw.. bei einer ungeraden Zahl von Saugstutzen ;in einem Satigrolir aber am mittleren Saugstutzen keine besonderen Vorkehrungen getroffen sind.For internal combustion engines with an intake manifold with three or more in succession Branch-off suction nozzles are used to compensate for the excess air numbers easy to implement and perfect, turn the from the trough in front of the first suction nozzle outgoing line in the last suction nozzle and possibly the one from the trough Before the second suction nozzle, the outgoing line opens into the penultimate suction nozzle etc .. with an odd number of suction nozzles, but in a Satigrolir at the middle No special precautions are taken.

Die Förderung des niedergeschlagenen Brennstoffes kann dadurch unterstützt werden, daß der hintere Wandteil der Mulde steil ansteigt und die Bohrung zur Verbindung der Mulde finit der dazugehörigen Leitung von diesem Wandteil iin wesentlichen unter einem rechten Winkel abgeht.The promotion of the precipitated fuel can thereby be supported be that the rear wall part of the trough rises steeply and the hole for connection the trough finite the associated line of this wall part i essentially below going off at a right angle.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielmäßig veranschaulicht, und zwar -neigt diese in Fig. i die Ansicht der Saugseite einer 1%ergaserinaschine mit fünf filz. Reihe angeordneten Zylindern und in den Fig.2 und 3 zwei Einzelheiten aus Fig. i in größerem Maßstab, jedoch teilweise im Schnitt nach der senkrechten LängsMittelebene des Saugrohres.The object of the invention is illustrated by way of example in the drawing, namely-inclines in Fig. i the view of the suction side of a 1% gasoline engine with five felt. Cylinders arranged in series and in the Fig. 2 and 3 two details from Fig. I on a larger scale, but partly in section according to the vertical longitudinal center plane of the suction pipe.

In Fig. i sind die Zylinder mit il, iII, iIII, iIv und iv, das Saugrohr mit. 2, der un dessen dem Zylinder il benachbarten Ende angeordnete Vergaseranschluß mit 3, der Vergaser mit d. und die vom Saugrohr zu den einzelnen Zylindern nacheinander nach unten abz-#,eigenden Saugstutzen, vorn Vergaseranschluß ausgehend, mit 51, 51" 5IlI, 51v ,und 5v bezeichnet.In Fig. I the cylinders with il, iII, iIII, iIv and iv are the intake manifold with. 2, the carburetor connection arranged at the end adjacent to the cylinder il with 3, the carburetor with d. and those from the intake manifold to the individual cylinders one after the other downwards abz - #, own suction port, carburettor connection starting at the front, with 51, 51 "5IlI, 51v, and 5v.

In erfindungsgemäßer Weise ist nach Fig. i vom Vergaseranschluß 3 aus gesehen vor den Saugstutzen 51 und 511 an ,der Unterseite des Saugrohres 2 je eine Mulde 61 bzw. 611 vorgesehen. Von-diesen- Mulden 61 und 611 geht je eine Rohrleitung 71 bzw. 711 ab, die in den Saugstutzen 5v bzw. 57 einmündet. Am Saugstutzen 5111 sind keine besonderen Maßnahmen getroffen.According to the invention, the carburetor connection 3 is shown in FIG seen in front of the suction nozzle 51 and 511, the underside of the suction tube 2 each a trough 61 or 611 is provided. A pipeline each goes from these troughs 61 and 611 71 or 711, which opens into the suction nozzle 5v or 57. At the suction port 5111 no special measures are taken.

Die Rig. 2 zeigt Ei.nzeilheiten über die Mulden, und zwar an Hand der Mulde 61. Vom Vergaseranschluß 3 aus, also in Richtung R des Gemischstromes gesehen, fällt deren vorderer Wandteil 8l sanft ab, wogegen der hintere Wandteil 91 steil ansteigt und dergestalt eine Prallwand für die Strömung im Saugrohr 2 bildet; der hintere Wandteil 9l ist nach oben zu, also gegen das Saugrohr 2 hin, durch eine sich nach vorn erstreckende Zunge iol abgedeckt. Der Anschluß .der Rohrleitung 71 an die Mulde erfolgt über die Bohrung i i 1, die von der Prallwand 9I unter einem rechten Winkel abzweigt. Die Mulde 511 unterscheidet sich nicht von -der Mulde 51. The rig. 2 shows details of the troughs, using the trough 61. From the carburetor connection 3, i.e. viewed in the direction R of the mixture flow, the front wall part 8l falls gently, while the rear wall part 91 rises steeply and thus creates a baffle for the flow forms in the suction pipe 2; the rear wall part 9l is upwards, that is to say towards the suction pipe 2, covered by a tongue iol extending forward. The connection .the pipeline 71 to the trough takes place via the bore ii 1, which branches off from the baffle 9I at a right angle. The trough 511 does not differ from the trough 51.

Wie .die Rohrleitungen 71 bzw. 7" in die Saugstutzen 5v bzw. 511' einmünden, ist in Fig. 3 an Hand des Saugstutzens 5v erläutert.How .the pipes 71 and 7 ″ open into the suction nozzle 5v or 511 ' is explained in FIG. 3 with reference to the suction nozzle 5v.

' Die Rohrleitung 7, endet in einer in Richtung R des Gemischstromes, also nach unten -weisenden Diise 12v, der entsprechend eine Einschnürung i3v im Saugstutzen 5v vorgesehen ist. Die Einmündung -der Rohrleitung 711 in" den Saugstutzen -IV ist in entsprechender Weise vollzogen.The pipeline 7 ends in a nozzle 12v which points in the direction R of the mixture flow, that is to say downwardly, and which accordingly has a constriction i3v in the suction connection 5v. The confluence of the pipeline 711 into "the suction nozzle IV is completed in a corresponding manner.

Wären bei der veranschaulichten Maschine keine besonderen Maßnahmen zum Ausgleich der Luftüberschußzahlen al, all, PI, ).IV und w der einzelnen Zylinder getroffen, so würden sich wegen des natürlichen Brennstoffausfalles im Saugrohr- folgende Verhältnisse ergeben: zI < )IL < )III < aIV < ?v wobei %III, die Luftüberschußzahl des mittleren Zylinders iIII, etwa dem richtigen und daher günstigsten Wert-entsprechen möge. Die erfindungsgemäße Ausbildung bewirkt aber, daß gerade dann besonders lebhaft Brennstoff niedergeschlagen wird, wenn ein vorderer Zvlirl<1e-r, ailsaentweder der Zylinder il oder ill, gespeist wird, und zwar wegen des an sich schon gegebenen Brennstoffausfalles im Saugrohr im ersteren Fall mehr als im letzteren Fall. Hinsichtlich der Luftüberschußzahlen ier drei .ersten Zylinder il, ill und iIII ergibt sich dann vorerst, daß @@I@,@1II;"aIII wird. Da nun der niedergeschlagene Brennstoff den hinteren Zylindern ilv und iv zugeführt -wird und der letztere den größeren Teil davon, nämlich den aus der Mulde 6l, zugeschossen erhält, so wird auch ? V ," 2, Iv-.v @III woraus folgert, daß 2i-, 2II @, AIII .%, iIv ," iv, also die wesentliche Gleichheit aller Luftüberschußzahlen erreicht wird.If there were no special measures for the illustrated machine to compensate for the excess air numbers al, all, PI,) .IV and w of the individual cylinders hit, because of the natural fuel failure in the intake manifold the following relationships result: zI <) IL <) III <aIV <? v where% III, the excess air number of the middle cylinder iIII, about the correct one and therefore may correspond to the cheapest value. However, the training according to the invention causes that fuel is put down particularly vigorously when a forward Zvlirl <1e-r, ailsa either the cylinder il or ill, is fed, namely because of the already given fuel failure in the intake manifold in the former case more than in the latter case. With regard to the excess air numbers, the first three Cylinders il, ill and iIII then, for the time being, @@ I @, @ 1II; "becomes aIII. Da the precipitated fuel is now fed to the rear cylinders ilv and iv -is and the latter the larger part of it, namely from the trough 6l, shot receives, so will? V, "2, Iv-.v @III from which it follows that 2i-, 2II @, AIII.%, iIv, "iv, so the essential equality of all excess air numbers is achieved.

Die Anwendung der Erfindung ist auch dann ohne Schwierigkeit möglich, wenn beispielsweise von einem Saugrohr vier in Reihe angeordnete Zylinder über vier Saugstutzen gespeist werden und der Vergaser zwischen den - beiden mittleren Saugstutzen angeschlossen ist, also das Saugrohr zwei Zweige mit je zwei hintereinander - angeordneten Saugstutzen aufweist. In sinngemäßer Weise --erden dann vor den dem Vergaseranschluß benachbarten Saugstutzen Mulden vorgesehen, und die von diesen abgehenden Leitungen münden dann je in die äußeren Saugstutzen.The application of the invention is then also possible without difficulty, if, for example, four cylinders arranged in series over four of an intake manifold Suction nozzle are fed and the carburettor between the - two middle suction nozzles is connected, so the suction pipe has two branches each with two one behind the other - arranged Has suction nozzle. In the same way - earth before the carburetor connection adjacent suction nozzle troughs provided, and the lines going out of these then each open into the outer suction nozzle.

Es sei erwähnt, daß das Profil der Mulden und das Maß ihrer Erstreckung quer zur Durchströmriclitung des Saugrohres ein Mittel an- die Hand gibt, den angestrebten Ausgleich zu beeinflussen. So wird z. B. eine über die ganze Breite des Querschnittes des Saugrohres reichende Mulde viel Brennstoff zum Niederschlagen bringen und einem hinteren Zylinder zur Verfügung stellen, wogegen eine schmälere Mulde eine geringere- Ausgleichwirkung ergibt.It should be noted that the profile of the troughs and the extent of their extension transversely to the flow direction of the suction pipe provides a means at hand, the desired one Affect compensation. So z. B. one over the entire width of the cross-section the suction pipe reaching depression bring a lot of fuel to the precipitate and a provide rear cylinders, whereas a narrower recess has a smaller Equalizing effect results.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for balancing the excess air figures the individual cylinders of a mixture-sucking internal combustion engine with in series arranged cylinders and with a suction pipe to which, starting from the ZTergaseranschl.uß, several cylinders one after the other via nozzles branching off essentially downwards are connected and the depressed on its underside with hollows for collection Fuel is provided, from which this fuel is over cables is reintroduced into the suction pipe for processing, characterized in that that with respect to the flow direction the suction pipe (2) is only just ahead of the front Suction nozzle (5I, 511) is each provided with a trough (61 or 61I), the front of which '\ @Tandteil (St) falls gently and its rear wall part (91), for example, through a forward-facing tongue (iot) is covered upwards, and that of these Wells outgoing lines (7I or 711) via one in the direction (R) of the mixture flow Pointing nozzle (12) into the Geinischstroin in the suction pipe behind a front suction nozzle, preferably open into a rear suction nozzle (5v or 51v).

2. Device for internal combustion engines according to claim i with an intake manifold with three or more in succession branching suction nozzle, characterized in that from the trough (6I) in front line (71) outgoing from the first suction nozzle (51) into the last suction nozzle (5v) and optionally the one from the trough (611) in front of the second suction nozzle (511) Pipeline (71I) opens into the penultimate suction nozzle (5I1-), etc., in the case of a odd number of suction nozzles on a suction pipe or on the middle suction nozzle none special precautions have been taken.

3. A device for internal combustion engines according to claim i, characterized in that the rear wall part (gI) of the trough (6I) rises steeply and the bore (iiI) for connecting the trough to the associated line (7I) of this wall part essentially under a right angle goes off. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: French patent specifications 1 r. 699 223, 770 971; U.S. Patent ....... -1-142256.