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Ansaugeinrichtung bei Brennkraftmaschinen
Für die Leistung einer Brennkraftmaschine ist bekanntlich die Höhe der Luftfüllung der Zylinder von entscheidendem Einfluss. Das Streben nach hohen Luftfüllungsgraden insbesondere bei schnellaufenden Motoren führte zur Anwendung von Ladegebläsen, mit welchen im Verein mit entsprechenden Steuerungsmassnahmen für die Ein- und Auslasseinrichtungen der Brennkraftmaschine eine gewisse Überladung der Zylinder mit Luft bzw. Gemisch erreicht wurde.
Der Aufwand für solche Einrichtungen ist jedoch beträchtlich, weshalb sie insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei welchen der Herstellungspreis entscheidend ist, nicht Anwendung finden. Eine andere Methode der Verbesserung der Luftfüllung, die insbesondere für schnellaufende Maschinen von Bedeutung ist, benutzt die Gasschwingungen innerhalb des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine, die bei entsprechender Ausbildung der Ansaugeinrichtungen durch Ausnutzung von Verdichtungswellen des Ansaugluftstromes innerhalb der Ansaugleitung dazu führen können, dass sich ohne Verwendung eines Ladegebläses in den Zylindern eine besonders günstige Füllung und unter Umständen sogar eine gewisse Aufladung einstellt.
Eine wesentliche Voraussetzung für die Ausnutzung dieses Effektes ist die Abstimmung des Ansaugsystems auf die baulichen und betrieblichen Merkmale der betreffenden Brennkraftmaschine. Dabei ergibt sich die Notwendigkeit, verhältnismässig lange Zuleitungen für die Ansaugluft unterzubringen.
Dieser Forderung kann beim neuzeitlichen Brennkraftmaschinenbau nur schwer und mit grossem Aufwand entsprochen werden, weil die Unterbringung der Brennkraftmaschine mit allen Hilfseinrichtungen auf kleinstem Raum von entscheidender Bedeutung ist. Hier Abhilfe zu schaffen, ist das Ziel der Erfindung.
Die Erfindung geht von bekannten Ausbildungsvorschlägen aus, nach welchen unter anderem zur Verlängerung der zu den Zylinderköpfen führenden Verbrennungsluftzuleitungen die über die Länge der Reihenbrennkraftmaschine reichende Luftverteilleitung durch je einen Ansaugstutzen mit dem Ansaugkanal jedes einzelnen Zylinders verbunden ist.
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derreihen oder-ebenfalls in Mittellage - über diesem V- Raum angeordnet ist. Zur Unterbringung mög- lichst langer Abzweigleitungen münden die Ansaugstutzen z. B. an der dem zugehörigen Zylinder gegen- überliegenden Seite der Ansaugleitung in diese ein und sind im Bogen über oder unter der Ansaugleitung zum zugehörigen Zylinder geführt.
Für alle diese Vorschläge ist charakteristisch, dass zumindest die Unter-oder Überführungsbogen der Ansaugstutzen je in einer Querebene der Brennkraftmaschine liegen, die zur Längsachse der Ansaugstutzen an der Ansaugleitung und am Zylinder in der Längsrichtung der Brennkraftmaschine um ein geringes versetzt sind. Es erfolgt der seitliche Ausgleich dieser Versetzung der beiden Mündungen des Ansaugstutzens durch eine Verziehung des gestreckten, im allgemeinen geradlinigen, Teiles der Ansaugstutzen, der an den Über- oder Unterführungsbogen anschliesst.
Da bei den bekannten Ausbildungsvorschlägen vor allem zur Unterbringung einer grossen Leitungslänge die gekrümmten Abschnitte der Ansaugstutzen in weitem Bogen um die Ansaugleitung herumgeführt sind, ist der Raumbedarf sehr gross und erreicht vor allem die Bauhöhe solcher Maschinen nach-
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teilig grosse Werte. Nur in einzelnen bekannten Vorschlägen, in welchen jedoch unzulänglicherweise überhaupt auf einen strömungsgerechten Übergang zwischen Ansaugstutzen und Ansaugleitung verzichtet ist, schliessen die Ansaugstutzen ohne Krümmer an die Ansaugleitung an.
Die Erfindung bricht erstmals mit der vorherrschenden Anschauung, dass einerseits für eine strömungsgerechte Ausbildung des Überganges zwischen Ansaugleitung und Ansaugstutzen und anderseits für die Unterbringung der notwendigen Leitungslänge umfangreiche Krümmer unerlässlich sind, wobei sie zugleich auch noch den ebenfalls bekannten Vorschlag abwandelt, die Rohrkrümmer der Ansaugstutzen derart um das Ansaugrohr zu legen, dass dessen Aussenwand zugleich einen Teil der Wandung der Rohrkrümmer der Ansaugstutzen bildet.
Der Grundgedanke der Erfindung, die sich sohin auf Ansaugeinrichtungen bei Brennkraftmaschinen mit in wenigstens einer Reihe angeordneten Zylindern und einem für alle Zylinder gemeinsamen, parallel zur Kurbelwelle liegenden geradlinig verlaufenden Ansaugrohr bezieht, das mit jedem Zylinder durch Ansaugstutzen verbunden ist, die mit einem Rohrkrümmer an das Ansaugrohr anschliessen, der das Ansaugrohr in Umfangsrichtung umgibt und an dessen Aussenwand liegt, besteht nun darin, dass die Längsachse jedes Rohrkrümmers nach einer Schraubenlinie um die Achse des Ansaugrohres verläuft.
Auf diese Weise ist die Unterbringung sehr langer Ansaugstutzen möglich ; so kann z. B. der Rohrkrümmer jedes Ansaugstutzens um das Ansaugrohr auch zweimal herumgeführt sein. Durch die grosse Ansaugrohrlänge lässt sich insbesondere im unteren Drehzahlbereich mehr Luft in den Zylinder bringen, was für die meist erwünschte Drehmomenterhöhung in diesem Drehzahlbereich günstig ist. Je nach der Steigung der Schraubenlinie, die die Achse des Rohrkrümmers des Ansaugstutzens beschreibt, folge eine Verminderung des Umlenkwinkels, unter dem der Übertritt der Luft von der Ansaugleitung in die Ansaugstutzen erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Ansaugeinrichtungen für Brennkraftmaschinen mit V-förmig angeordneten Zylindern und im V-Raum zwischen den Zylinderreihen liegendem vorzugsweise einzigem Ansaugrohr die Schraubenlinien, nach welchen die Rohrkrümmer der Ansaugstutzen verlaufen, bei den beiden Zylinderreihen entgegengesetzte Steigung und vorzugsweise gleichgrosse Ganghöhe aufweisen.
In diesem Fall verlaufen die Rohrkrümmer einander gegenüberliegender Zylinder von den zylindersei- tigen Mündungen der Überführungsleitungen aus gesehen, paarweise aufeinander zu, wobei der Abstand dieser Krümmer voneinander so gering sein kann, dass die beiden Rohrkrümmer der Überführungsleitungen jedes Zylinderpaares in einem gemeinsamen, das Ansaugrohr wulstförmig umgebenden Gehäuseteil vereinigt sein können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Krümmungsrichtung der Rohrkrümmer gleich der Krümmungsrichtung der zugehörigen Kanäle im Zylinderkopf sein, wodurch erfahrungsgemäss eine besonders widerstandsarme Verbrennungsluftführung erreicht ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht einer Reihenbrennkraftmaschine mit Ansaugstutzen, die in der Darstellung im Schnitt längs der nach einer Schraubenlinie verlaufenden Mittelachse des Anlaufstutzens veranschaulicht sind, Fig. 2 einen Teil der Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine in grösserem Massstab, Fig. 3 eine Ausführungsvariante, wie sie für V-Brennkraftmaschinen von Bedeutung ist, im
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Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sind Einzelheiten der Brennkraftmaschinen, die mit dem Gegenstand der Erfindung nicht in unmittelbarem Zusammenhang stehen, in den Darstellungen weggelassen.
Gleiche Teile sind mit gleichen Ziffern bezeichnet.
Neben dem Motorgehäuse 1 und den Zylinderköpfen 2 liegt das gemeinsame Ansaugrohr 3.
Dieses trägt an seinem vorderen Ende einen Flansch 4, an dem der Luftfilter 5 befestigt ist. Die mit dem Ansaugrohr 3 vereinigten Ansaugstutzen für die Ansaugluft bestehen aus den Rohr krummem 6, die das Ansaugrohr unmittelbar und über seinen ganzen Umfang umschliessen und die sich in den tangential an die Aussenseite des Ansaugrohres anschliessenden Rohrstutzen 7 fortsetzen. Die Rohrstutzen 7 enden je in einem Mündungsflansch 8. Mittels der Flansche 8 ist das Ansaugrohr samt den an ihm angebrachten Einrichtungen, wie etwa dem Luftfilter, an das Motorgehäuse angeschlossen. Der Verlauf der Ansaugluftströmung ist durch die Pfeile 9 und 10 angedeutet.
Die für die Abstimmung des Ansaugluftsystems im Hinblick auf die Erreichung einer günstigen Zylinderfüllung massgebende Länge der Ansaugstutzen ist durch die Entfernung der Übertrittsöffnung 11, durch die die Luft das allen Zylindern gemeinsame Ansaugrohr 3 verlässt, von der Mündung im Flansch 8 bestimmt, wobei sich die Länge des als Rohrkrümmer ausgebildeten Teiles 6 der Ansaugstutzen aus der
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Abwicklung der Krümmer ergibt. Die Achsen der Ansaugstutzen verlaufen nach Schraubenlinien, wodurch die Länge der Ansaugleitungen für die einzelnen Zylinder noch einen grösseren Wert erreicht, als wenn die Achse der Ansaugstutzen in zur Ansaugleitung senkrechten Querebenen liegen würde.
Bei der in Fig. 3 und 4 durch ihre Umrisse dargestellten V-Brennkraftmaschine wird diese Ausbildung i mit besonderem Vorteil angewendet, weil sich hier durch entsprechende Wahl der Steigung und der Gang- höhe der Schraubenlinien, nach welchen die Ansaugstutzen zu gegenüberliegenden Zylindern führen, eine besonders günstige Ausnutzung des V-Raumes erreichen lässt. Weisen, wie insbesondere in Fig. 4 ersicht- lich, die zu der linken Zylinderreihe führenden Ausaugstutzen 14 und die zu den Zylindern der rech- ten Motorseite führenden Stützen 15 entgegengesetzte Steigung und gleiche Ganghöhe auf, so kommen ) die Rohrkrümmer der Ansaugstutzen jedes aus gegenüberliegenden Zylindern bestehenden Zylinderpaares so nahe nebeneinander zu liegen, dass sie vorteilhaft in einem gemeinsamen Wulst 16 des Ansaugrohres vereinigt sind.
Durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist der Inhalt der Erfindung noch nicht aus- geschöpft ; es sind vielmehr zahlreiche Änderungen insbesondere hinsichtlich der angewendeten konstruki tiven Mittel und gegebenenfalls hinsichtlich der baulichen Unterteilung zwischen dem Ansaugrohr und den
Ansaugstutzen möglich. Schliesslich bleibt es der konstruktiven Durchbildung der nur schematisch darge- stellten Anwendungsbeispiele vorbehalten, die für einen strömungsgünstigen Übergang der Ansaugluft beim
Austritt aus dem Ansaugrohr in die Ansaugstutzen zweckmässige Formgebung festzulegen.