DE937384C

DE937384C - Carburetor system to improve cylinder filling in combustion engines

Info

Publication number: DE937384C
Application number: DEO1585A
Authority: DE
Original assignee: GERHART OETTINGER DIPL ING
Current assignee: GERHART OETTINGER DIPL ING
Priority date: 1951-05-08
Filing date: 1951-05-08
Publication date: 1956-01-05

Description

Vergaseranlage zur Verbesserung der Zylinderfüllung in Verbrennungsmotoren Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der Zylinderfüllung mit Brennstoff in Verbrennungsmotoren zur Erzielung größerer Leistung mit einfachen Mitteln. Zu diesem Zweck wird die Verbindung zwischen Vergaser und dem Zylinderkopf je zweier Zylinder neuartig gestaltet, um durch Gasschwingung bzw. Staudruck den Füllungsgrad zu verbessern.Carburetor system to improve the cylinder filling in internal combustion engines The invention relates to improving the cylinder filling with fuel in internal combustion engines to achieve greater performance with simple means. to for this purpose, the connection between the carburetor and the cylinder head is two Cylinder newly designed to adjust the degree of filling through gas oscillation or dynamic pressure to improve.

Man hat bisher Zylinderköpfe der verschiedenen Ausführungsformen mit einer gemeinsamen Zuführung der Gasleitung derart versehen, daß sich im allgemeinen die gabelförmigen Abzweigungen innerhalb des Zylinderkopfes befanden und damit kurze Zuführungswege zu den Brennkammern der Zylinder entstanden, die einschließlich der vorhandenen Prallwände ungünstige Brennstofführung zur Folge haben. Dies kommt daher, daß die Gasleitung mit gleichem Querschnitt an den Anschluß der Gabelung im Zylinderkopf angeschlossen ist und daher für zwei Ableitungen entsprechend geringere Gasmenge zur Verfügung steht, besonders dann, wenn die Zündfolge der beiden korrespondierenden Zylinder unmittelbar aufeinanderfolgt.So far, cylinder heads of various designs have been used a common supply of the gas line is provided in such a way that generally the fork-shaped branches were inside the cylinder head and were therefore short Feed paths to the combustion chambers of the cylinders were created, including the existing baffles result in unfavorable fuel guidance. This is because that the gas line with the same cross-section at the connection of the fork in the cylinder head is connected and therefore a correspondingly smaller amount of gas for two discharges is available, especially if the firing order of the two corresponds Cylinders immediately one after the other.

Die Erfindung besteht zunächst in einem Verfahren, bei dem die Verbesserung der Zylinderfüllung mit Brennstoff bei Verbrennungsmotoren mit Gabelung der Saugwirkung dadurch erreicht wird,. daß bei Ventilüberschneidung und unmittelbarer Zündfolge beim Ventilschluß der auftretende Staudruck hinter dem Vergaser in einem Stauraum aufgefangen und zur erhöhten Verdichtung des Brennstoffes in das andere Gabelrohr übergeleitet wird; dabei ist unter einem Stauraum ein Raum mit einem Volumen VS zu verstehen, das größer ist als das Volumen V, eines der Gabelrohre, und zwar soll vorzugsweise sein, wenn V der Hub und Ü der überschneidungsgrad ist.The invention consists first of all in a method in which the cylinder filling with fuel is improved in internal combustion engines with forked suction. that with valve overlap and immediate ignition sequence when the valve closes, the back pressure that occurs behind the carburetor is collected in a storage space and transferred to the other fork tube for increased compression of the fuel; Here, a storage space is to be understood as a space with a volume VS which is greater than the volume V, one of the fork tubes, and should preferably if V is the hub and Ü is the degree of overlap.

In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Erfindung wesentlich von einer Reihe von bekannten Vergaseranlagen, bei denen' rohrkrümmeraltige Gabelrohre vorgesehen sind, die mit gleichbleibendem Querschnitt von einem Ansaugventil zum anderen führen und einen eigentlichen Stauraum im vorstehenden Sinne nicht aufweisen. Eine derartige Verbindung der Ansaugrohre hat lediglich den Zweck, einen .kontinuierlichen Fluß der Gassäule zwecks gleichmäßiger Beschickung der Zylinder zu gewährleisten oder - bei rechtwinkligem Anschluß des Vergasers an das Gabelrohr - eine gegenseitige Beeinflusung der im Ansaugsystem auftretenden Schwingungen zu vermeiden. Eine Leistungssteigerung, wie sie bei der Erfindung auftritt, wird dabei nicht erreicht. Demgegenüber wird bei der Erfindung ein kontinuierlicher Fluß der Gassäule weder bezweckt noch erreicht, sondern ein Stau- und Speichervorgang mit Phasenverschiebung in einem ausgeprägten Stauraum, der die Leistungssteigerung bedingt. Erst recht läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei den bekannten Bauweisen nicht durchführen, bei denen zwischen den Ansaugflanschen der zwei Ansaugventile eine Kurzschlußleitung zur Überführung des beim Schluß des einen Ventils auftretenden Gasrückstromes zum anderen Ventil hin vorgesehen ist.In this regard the invention differs significantly from a number of known carburetor systems, in which 'pipe-elbow-like fork pipes are provided with a constant cross-section from a suction valve to others lead and do not have an actual storage space in the above sense. Such a connection of the intake pipes has the sole purpose of providing a continuous To ensure flow of the gas column for the purpose of uniform loading of the cylinders or - with a right-angled connection of the carburetor to the fork tube - a mutual Avoid influencing the vibrations occurring in the intake system. An increase in performance, as it occurs in the invention, is not achieved. In contrast, will In the invention, a continuous flow of the gas column is neither intended nor achieved, but rather a stowage and storage process with a phase shift in a pronounced manner Storage space that causes the increase in performance. Even more can the invention Do not carry out the method in the known construction in which between the Suction flanges of the two suction valves a short-circuit line to transfer the at the closure of one valve occurring gas return flow to the other valve is provided.

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist zwischen dem Vergaser und dem Zylinderkopf eine hosenrohrartige Verbindungsleitung eingeschaltet, die aus der Staukammer und zwei verhältnismäßig langen Gabelrohren besteht, die in an sich bekannter Weise, aber in Verbindung mit der Staukammer neuer Weise in spitzem Winkel untereinander einerseits an die Staukammer, andererseits an den Zylinderkopf anschließen; dabei gelten für die Größe des Volumens VS der Staukammer im Verhältnis zum Volumen hg eines Gabelrohres wiederum die vorgenannten Beziehungen, die bei den bekannten Vorrichtungen nicht gegeben sind.When carrying out the method according to the invention is between the carburetor and the cylinder head are connected to a pipe-like connecting line, which consists of the storage chamber and two relatively long fork tubes that in a manner known per se, but in a new way in connection with the storage chamber at an acute angle to each other on the one hand to the storage chamber and on the other hand to the cylinder head connect; the ratio of the size of the volume VS of the storage chamber applies here for the volume hg of a fork tube, in turn, the aforementioned relationships, which are used in the known devices are not given.

Der Zylinderkopf nach der Erfindung hat demgemäß zwei Ansaugrohre im Zylinderkopf von gleichbleibendem Querschnitt und gleicher Form, die gemeinsam etwa an einer Platte enden, auf die ebenfalls zwei Rohrstützen einer Verbindungsleitung zwischen der Platte und dem Vergaser angeschlossen werden kann. Dieses Verbindungsstück ist eigenartig ausgebildet und hat insbesondere das Merkmal, daß der Rohrquerschnitt am Vergaser größer ist als der.Querschnitt jeder Abzweigung der Gabel. Diese Rohrkammer hat besondere Bedeutung unter Berücksichtigung, daß die Gabelrohre lang sind und in sehr spitzem Winkel zueinander liegen, so daß Hemmungen an Prallwänden oder in der Brennstoffgeschwindigkeit in der Zuleitung nicht eintreten. Durch die langen Gabelrohre entsteht beim Schluß des Ventils eines Zylinders durch die Zuleitungsgeschwindigkeit ein Staudruck, der sich nach rückwärts auf die Rohrkammer auswirkt und in Verbindung mit der nachströmenden Gassäule Druckverhältnisse schafft, die später zu erläutern sind. Hierdurch wird erreicht, daß das. im zweiten Zylinder einströmende Brennstoffgemisch unter erhöhtem Druck in den Zylinder gebracht wird.The cylinder head according to the invention accordingly has two intake pipes in the cylinder head of constant cross-section and the same shape, which have in common end approximately at a plate on which also two pipe supports of a connection line can be connected between the plate and the carburetor. This connector has a peculiar design and has the particular feature that the pipe cross-section on the carburettor is larger than the cross-section of each fork branch. This tubular chamber has particular importance considering that the fork tubes are long and are at a very acute angle to each other, so that inhibitions on baffles or in the fuel speed in the feed line does not occur. Through the long Fork tubes are created when the valve of a cylinder closes due to the feed line speed a back pressure that acts backwards on the tubular chamber and in connection creates pressure conditions with the gas column flowing in, which will be explained later are. This ensures that the fuel mixture flowing into the second cylinder is brought into the cylinder under increased pressure.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing.

Fig. i zeigt einen normalen Zylinderkopf mit Gabelung der Brennstoffzuleitung innerhalb desselben; Fig. 2 ist eine Ansicht der Verbesserung an demselben Zylinderkopf, die zwei getrennte Zweige der Zuleitung innerhalb des Zylinderkopfes aufweist; Fig. 3 und 4 zeigen das Ansatzstück als Gabelrohr mit Vorwärmung; Fig. 5 ist eine Ansicht einer Gesamtanlage.Fig. I shows a normal cylinder head with a fork in the fuel supply line within it; Fig. 2 is a view of the improvement on the same cylinder head, which has two separate branches of the supply line within the cylinder head; Fig. 3 and 4 show the extension piece as a fork tube with preheating; Fig. 5 is a view a complete system.

Bei der bekannten Ausführungsform (Fig. i) ist irrt Zylinderkopf i im allgemeinen ein Gabelrohr z mit den Abzweigungen 3 und 4 angeordnet, wobei das Gabelrohr in einem äußeren Flansch 5 endet.In the known embodiment (Fig. I) cylinder head i is wrong generally a fork tube z arranged with the branches 3 and 4, the The fork tube ends in an outer flange 5.

Die in Fig. z dargestellte Ausführungsform nach der Erfindung zeigt, daß im Zylinderkopf :2 die an sich bekannten Abzweigungen 3 und 4 getrennt bis zur Wand des Zylinderkopfes i verlaufen, wo sie an einer- Platte 6 enden. An dieser Platte 6 ist das Gabelrohr 7 der Fig. 3 und 4 angeschraubt, dessen Zweige 8 und 9 in der Platte io enden, wo diese den gleichen Querschnitt und Abstand haben wie die Abzweigungen 3 und 4 der Fig.2 an der Platte 6 und mit dieser verschraubt werden können.The embodiment according to the invention shown in FIG. that in the cylinder head: 2 the known branches 3 and 4 separated up to Wall of the cylinder head i run where they end at a plate 6. At this Plate 6 is screwed to the fork tube 7 of FIGS. 3 and 4, the branches 8 and 9 end in plate io, where they have the same cross-section and spacing as the branches 3 and 4 of Figure 2 are screwed to the plate 6 and with this can.

Aus Fig. i ist ersichtlich, daß die Gabeln 3 und 4 in stumpferem Winkel abzweigen als die Gabeln 8 und 9 der Fig. 3. Der durch die Zuleitung 2 eintretende Brennstoff oder das Gemisch stoßen auf die Gabelwand io (Fig. i), wo sie sich stauen müssen und daher der glatte Fluß gestört wird. Durch die Verlängerung A (Fig. 4) der Ausgangsgabel 7, 8 wird eine Staukammer gebildet und das Gabelrohr so schlank gestaltet, daß ein zügiger Fluß des Gemisches, ohne Hemmungen durch eine Prallwand, vorhanden ist. Diese Staukammer 7 ist wichtig, da sie zur Regelung der Füllung der Brennräume erforderlich ist, wenn sich die Ventilöffnungszeiten zweier Zylinder überschneiden. Der Querschnitt der Staukammer 7 kann dabei so gewählt werden, daß die Querschnitte der Gabelrohre 8 und 9 größer sind als bei den bekannten Ausführungsformen. Es kann also jeder Abzweigung ein gewünschtes Gemisch in größerer Menge zugeführt werden als bei den bekannten Gabelformen. Das Gabelrohr (Fig. 3) kann mit Rohren ii und 12 zur Vorwärmung versehen sein.From Fig. I it can be seen that the forks 3 and 4 at an obtuse angle branch off than the forks 8 and 9 of FIG Fuel or the mixture hit the fork wall io (Fig. I), where they accumulate must and therefore the smooth flow is disturbed. Through the extension A (Fig. 4) the output fork 7, 8 a storage chamber is formed and the fork tube is so slim designed so that a brisk flow of the mixture, without inhibitions by a baffle, is available. This storage chamber 7 is important as it is used to regulate the filling of the Combustion chambers is required when the valve opening times of two cylinders overlap. The cross section of the storage chamber 7 can be chosen so that the cross sections of the fork tubes 8 and 9 are larger than in the known embodiments. So there can be any turnoff a desired mixture in larger Amount can be supplied than with the known fork shapes. The fork tube (Fig. 3) can be provided with pipes ii and 12 for preheating.

Diese Einrichtung führt zu folgenden Schwingungsverhältnissen Inder Verbindungsleitung 7, 8, 9, wenn unmittelbar über der Staukammer 7 der Vergaser sitzt: Das Brennstoffgemisch wird zunächst von dem Gabelrohr 8 angesaugt, und nach Beendigung des Saughubs schließt sich das zugehörige Zylinderventil. Es tritt nun wegen der vorhandenen Sauggeschwindigkeit ein Staudruck in dem verhältnismäßig langen Gabelrohr ein, der sich nach rückwärts auf die Staukammer auswirkt. Da nun üblicherweise beim 4-Zylinder-Viertaktmotor bei um i8o° versetzten Kurbeln und unmittelbar aufeinanderfolgender Zündfolge das Einlaßventil des zweiten Zylinders sich schon vor dem Schließen des Ventils im ersten Zylinder öffnet, wirkt der entstehende Staudruck aus der Gasschwingung heraus in der Staukammer und drückt das Gemisch in der Gabel 9 unter Erhöhung der Saugleistung in den zweiten Zylinderkopf. Es wird also zunächst durch den größeren Querschnitt der Gabelrohre schon im ersten Zylinder ein höherer Füllungsgrad erreicht, der im zweiten Zylinder noch weiter erhöht wird. Es muß betont werden, daß die Größe der Staukammer und die Länge der Gabelrohre eine am Schluß erläuterte Funktion des Anschlußwertes des Vergasers und des Maßes di-r Überschneidung der Öffnungszeiten der zugehörigen Ventile ist. Versuche haben ergeben, daß das für solche Bauformen übliche Verdichtungsverhältnis von 5,8 auf 6,4 (der Anordnung entsprechend) erhöht werden kann (bei Brennstoff gleicher Oktanzahl).This device leads to the following vibration conditions Indian Connecting line 7, 8, 9 if the carburetor is directly above the storage chamber 7 sits: The fuel mixture is first sucked in by the fork tube 8, and after When the suction stroke ends, the associated cylinder valve closes. It occurs now due to the existing suction speed, a back pressure in the relatively long Fork tube, which acts backwards on the storage chamber. Since now usually in the 4-cylinder four-stroke engine with cranks offset by 180 ° and immediately following each other Firing order the inlet valve of the second cylinder is already before the closing of the If the valve in the first cylinder opens, the resulting dynamic pressure from the gas oscillation acts out in the storage chamber and presses the mixture in the fork 9 while increasing the Suction power in the second cylinder head. So it is first by the bigger one Cross-section of the fork tubes already reached a higher degree of filling in the first cylinder, which is further increased in the second cylinder. It must be emphasized that the size the storage chamber and the length of the fork tubes a function of the explained at the end Connection value of the carburetor and the extent to which the opening times overlap of the associated valves. Tests have shown that this is the case for such designs Usual compression ratio increased from 5.8 to 6.4 (according to the arrangement) can be (with fuel of the same octane number).

Fig. 5 ist eine Ansicht der Gesamtanlage, aus der der Einbau der einzelnen Teile ersichtlich ist. Zur Erläuterung der funktionellen Beziehung ist folgendes festzustellen: Das Volumen des Gabelrohres wird durch den Überschneidungsgrad der Ventile in Prozent multipliziert mit den Hubvolumen und einer je nach Motorart vorhandenen Konstanten bestimmt, die empirisch gefunden wurde. Man kommt also zu folgender Gleichung: V (Gabelröhre) = 1,8 bis 2,5 X Ü X h (Hub), wobei Ü = den Überschneidungsgrad in Prozent bedeutet. Das Volumen der Staukammer (V,) ist dann entsprechend P, = V(g) + (i,8 bis 2,5) X U X V(g).Fig. 5 is a view of the overall system, from which the installation of the individual parts can be seen. To explain the functional relationship, the following should be noted: The volume of the fork tube is determined by the degree of overlap of the valves in percent multiplied by the stroke volume and a constant that is empirically found, depending on the type of engine. This leads to the following equation: V (fork tube) = 1.8 to 2.5 X Ü X h (stroke), where Ü = means the degree of overlap in percent. The volume of the storage chamber (V,) is then correspondingly P, = V (g) + (i, 8 to 2.5) X U X V (g).

Die durch die Erfindung erzielten Leistungssteigerungen betragen je nach Motorart 6 bis 5o°/a.The increases in performance achieved by the invention amount to each according to engine type 6 to 5o ° / a.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for improving the cylinder charge with fuel in internal combustion engines with forked suction, characterized in that that with valve overlap and immediate firing order when the valve closes the occurring Back pressure is collected in a storage space (7) behind the carburetor and used to increase it Compression of the fuel is transferred into the other fork tube (9), wherein the ratio of the volume (VJ of the storage space to the volume (hg) of a fork tube is greater than i.

2. Carburetor system for performing the method according to claim i, characterized in that between the carburetor and the cylinder head (i) a trouser-tube-like connecting line (7, 8, 9) is switched on, which consists of a storage chamber (7) and two relatively long fork tubes ( 8, 9), which on the one hand adjoin the storage chamber at an acute angle and on the other hand the cylinder head, the ratio of the volume of the storage space (Tls) to the volume of a fork tube greater than i and preferably if h is the stroke and Ü is the degree of overlap.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the storage chamber (7) has a larger cross section than each of the fork tubes (8, 9). Cited publications: German patent specifications No. 307 i27, 703 310; French Patent Nos. q.87 555, 568651, 987 875, 995 885; British Patent No. 407 675.