DE3128604A1

DE3128604A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3128604A1
Application number: DE19813128604
Authority: DE
Inventors: Kenichi Hamamatsu Shizuoka Aoyagi; Yuzura Namba
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-20
Publication date: 1982-06-03
Also published as: IT8123000A0; DE3153079C2; IT1194079B; DE3128604C2; GB2082674B; GB2082674A; US4467760A; IT8123000A1; CA1170132A; FR2487009A1; FR2487009B1

Description

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge sollen in grösserem Masse nicht nur gereinigtes Abgas erzeugen, sondern sollen auch hinsichtlich des Verbrauchs an Kraftstoff verbessert sein ο Um diese Forderungen zu erfüllen, werden Abgasrezirkulation (EGR) und magere Verbrennung häufig praktiziert und es ist dadurch bekannt, dass zum Zwecke der Erfüllung beider Erfordernisse, nämlich hoher Abgasrückführung und magerer Verbrennung und zur Vermeidung von Fehlzündungen und Schwankungen im Verbrennungsvorgang die Geschwindigkeit der Verbrennung erhöht werden muss.

Es wurden bereits einige Vorschläge vorgestellt, um die Geschvjindigkeit der Verbrennung zu erhöhen, indem ein Neben-

S/We

ansaugweg getrennt zum Hauptansaugweg vorgesehen wird, damit ein Gas über den Nebenansaugweg in die Brennkammer eingeführt bzw. injiziert wird, wodurch ein Wirbel des angesaugten Gases in der Brennkammer hervorgerufen wird.

Brennkraftmaschinen, die mit einem Nebenansaugweg ausgerüstet sind, befinden sich noch auf dem Weg in die praktische Anwendung, wobei viele Probleme in der Zukunft gelöst werden müssen. Ein Problem steht in Verbindung mit der Gaszuführung vom Nebenansaugweg; es ist wünschenswert, dass abhängig von den Betriebsbedingungen des Motors bzw. der Brennkraftmaschine das Volumen der Gaszuführung gesteuert wird, nämlich dass eine geringe Gaszuführung während.des Leerlaufs und eine hohe Gaszuführung im Stadtbetrieb einschliesslich einer hohen Abgasrückführung (bei geringer oder mittlerer Last) erreicht wird.

Diese Forderung kann zum Beispiel dadurch erfüllt werden, dass ein Ventil zur Strömungssteuerung vom ünterdrucktyp oder elektronischen Typ mit dem Nebenansaugweg verbunden wird,jedoch würde dies den Mechanismus kompliziert machen und zu hohen Kosten führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die sehr einfachen Aufbau hat und durch wirksame Benutzung der Drosselklappe des Vergasers und ohne zusätzlichem Steuerventil für die Strömungssteuerung das vorstehende Erfordernis erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ünteransprüchen.

Gemäss der Erfindung wird ein Vergaser mit üblichem Aufbau verwendet. Die Erfindung schafft somit eine Brennkraftmaschine, die mit einem Nebenansaugweg versehen ist, um einen Wirbel des

angesaugten Gases in der Brennkammer zu erzeugen.

Die Erfindung schafft insbesondere eine Brennkraftmaschine äusserst einfachen Aufhaus, die auf zuverlässige Weise das vorstehend definierte Erfordernis durch eine solche Anordnung erfüllt, dass zwei Einlasse des Nebenansaugweges vorgesehen sind, wobei einer ausschliesslich für den Leerlauf (erster Einlass) und der andere Einlass ausschliesslich für den normalen Betrieb (zweiter Einlass) dienen; der zweite Einlass kann durch die Drosselklappe des Vergasers geöffnet oder geschlossen werden? durch die Wahl der Zahl oder Form des zweiten Einlasses kann viel Gas angesaugt werden.

Bei der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine einfachen Aufbaus kann auch eine ausreichend magere Verbrennung gewährleistet sowie eine hohe Abgasrückführung sichergestellt werden, selbst im Stadtbetrieb, indem der üiebenansaugweg, der getrennt bzw. entfernt zum Hauptansaugitfeg vorgesehen ist, zwei Einlasse aufweist. Der Hauptansaugweg dient dabei zur Zuführung von Gass beispielsweise Luft oder einem Luft/Kraftstoff-Gemisch mit hoher Geschwindigkeit in peripherer Richtung der Brennkammer während des Ansaughubes. Einer der Einlasse befindet sich auf der stromaufwärts liegenden Seite der Drosselklappe und der andere Einlass im Luftweg des Vergasers an einer solchen Position, dass er zum Zeitpunkt des Leerlaufes durch die Drosselklappe geschlossen x^erden kann. Der stromabwärts liegende Einlass dieser beiden Einlasse ist derart gewählt bzw. vorgesehen, dass er in einem Winkelbereich liegt, d. h. dass der stromabwärts befindliche Einlass in einem Bereich von 60° bis 120° desjenigen Winkels liegt, der sich durch die Drehachse der Drosselklappe und eine imaginäre Linie ergibt, die den stromabwärts liegenden Einlass und die Mitte des Hauptansaugweges miteinander verbindet, wo die Drosselklappe angeordnet ist, wodurch die Steuerung der Gaszuführung abhängig von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ermöglicht wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen: j

Fig. 1 eine Gesamtschnittansicht einer Ausführungsform einer j

Brennkraftmaschine, ' |

Fig. 2 eine detaillierte Schnittansicht der Brennkraftmaschine, j

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2, j

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung der erfin- \

dungsgemässen Brennkraftmaschine, ί

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Zuführung eines idealen | Gasvolumens vom Nebenansaugweg,

Fig. 6 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 3 einer weiteren
Ausführungsform,

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teils entsprechend Fig. 2,
Fig. 8 ein Diagramm für die Ausführungsform nach Fig. 7,
Fig. 9 eine Schnittansicht eines Teils gemäss Fig. 3,
Fig.10 ein Diagramm zu Fig. 9,

Fig.11 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Brennkraftmaschine ,

Fig.12 eine detaillierte Schnittansicht entlang der Linie II-II
in Fig. 11, zur Erläuterung der lagemässigen Beziehung ■
zwischen der Drosselklappe und dem Einlass zum Nebenansaugweg,

Fig.13 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der durch
die Erfindung erreichten Wirkung,

Fig.14 eine detaillierte Schnittansicht entsprechend Fig. Π,

Fig.15 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine,

Fig.16 eine detaillierte Schnittansicht des Vergasers für eine weitere Ausführungsform,

Fig.17 eine Ansicht derjenigen Stirnseite des Vergasers, mit welcher der Ansaugkrümmer verbunden ist_/ für die Ausführungsform nach Fig. 16,

Fig.18 eine detaillierte Schnittansicht des Vergasers für eine weitere Ausführungsform,

Fig.19 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in Fig. 8, und

Fig.20 eine Aufsicht auf den Ansaugkrümmer gemäss Fig. 18 und 19,VOn der Seite des Vergasers gesehen.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder 1, einem Zylinderkopf 2, einem Kolben 3 und einer Brennkammer 4 dargestellt. Ein Hauptansaugweg 5 führt in die Brennkammer 4. Der Hauptansaugweg 5 wird durch einen Kanal gebildet, der an einer Ansaugöffnung 6 beginnt, welche in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet ist, ferner durch einen Ansaugkrümmer 7 und eine Leitung über einen Vergaser 8 vom Zwei-Zylinder-Typ (Zweibarrel- lyp),, welcher die Kraftstoffspeisung darstellt, wobei dann der Kanal zu einer Luftreinigungseinheit (Filter) 9 führt.

Am Ausgang der Ansaugöffnung 6, d. h. am Eingang zur Brennkammer 4 ist ein Ansaugventil 10 vorgesehen, x^elches die Ansaugöffnung 6 öffnet oder schliesst.

Eine Auslassöffnung 11, die im Zylinderkopf 2 vorgesehen ist,
kann durch ein Auslassventil 12 geöffnet oder geschlossen werden. Die beiden Ventile 10, 12 werden durch eine Steuereinheit gesteuert, die aus Rückstellfedern 13, 14, Nocken 16, 17, welche durch eine Nockenwelle 15 angetrieben werden, und aus Schwingbzw. Kipphebeln 18, 19 besteht; im geschlossenen Zustand, sitzen die Ventile auf zugehörigen Ventilsitzen 20, 21.

Mit 22 ist ein Nebenansaugweg oder Hilfsansaugweg bezeichnet,
der eine effektive Öffnungsfläche aufweist, die grosser als die des Hauptansaugweges 15 ist. Der Nebenansaugweg weist eine
Einspritzdüse (Strahlrohr) 22a auf, die in den Zylinderkopf 2
hineingepresst ist, ferner einen Kanal 22b, der sich in dem
Ansaugkrümmer 7 befindet, und einen Kanal 22c, der im Körper
8a des Vergasers 8 ausgebildet ist. Aus Fig. 3 geht hervor,
dass der Kanal 22c mit zwei Einlassen 22d, 22e in Verbindung
steht, die in deniprimären Luftkanal 8b des Vergasers 8 angeordnet sind.

Von den beiden Einlassen 22d und 22e ist nur der Kanal 22e
in eine Mehrzahl von Einlassen aufgeteilt, zum Beispiel in die Einlasse 22e., und 22e₂; die Einlasse sind in Strömungsrichtung des Kanals 8b in Abstand zueinander vorgesehen und der erste
Einlass 22d ist stromauf an einer Stelle zwischen dem primären Venturiabschnitt 8c und der primären Drosselklappe (Ventil) 8d des Vergasers 8 angeordnet; dieser erste Einlass 22d führt nur an der Drosselklappe 8d vorbei und steht normalerweise in Verbindung mit der Aussenatmosphäre gerade stromauf der Drosselklappe 8d. Die zweiten Einlasse 22e sind stromab vorgesehen,
d. h. die Einlasse 22e.. und 22e₂ werden durch die Drosselklappe 8d geöffnet oder verschlossen und sind derart angeordnet, dass sie durch die Drosselklappe 8d während des Leerlaufs geschlossen sind. Die Einlasse 22e.. , 22e₂ sind in der Leerlaufposition um die Drosselklappe 8d verteilt angeordnet.

Der Aufbau ist ersichtlicherweise derart getroffen, dass das
Abgas über das Ventil zur Abgasrückzirkulation in den Hauptan-

saugweg 5 oder den Nebenansaugweg 22 vom Abgassystem zurückgeführt werden kann= Der Aufbau und die Führung des Weges zur Abgasrezirkulation und das zugehörige Ventil zur Abgasrezirkulation entsprechen üblichem Aufbau und sind daher nicht dargestellt=

Bei einer Brennkraftmaschine mit dem vorbeschriebenen Aufbau wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch während des Ansaughubes, bei welchem das Ansaugventil 10 geöffnet ist, in die Brennkammer 4 vom Hauptansaugweg 5 geführt, während das Gas aus dem Nebenansaugweg 22 angesaugt und zugeführt wird= Die Gaszuführung (Gasinjektion]) vom Nebenar*saugitfeg 22 bewirkt, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch in die Brennkammer 4 hineingesaugt wird, um einen Wirbel um die Achse des Zylinders 1 herum zu erzeugen, wodurch die Geschwindigkeit der Verbrennung erhöht wird=

Da während des Leerlaufs die zweiten Einlasse 22e (22e^, 22e₂) durch die Drosselklappe 8d geschlossen sind, i^ird dadurch ein relativ kleines Volumen an Gas in den Nebenansaugweg 22 über den ersten Einlass 22d allein angesaugt. Wenn sich die Drosselklappe 8d öffnet, saugt der Nebenansaugweg 22 das Gas aus dem ersten Einlass 22d heraus und ebenso das Gas aus den zweiten Einlassen 22e (22e*, 22e~5=Dieses Ansaugen des Gases in den Nebenansaugweg 22e, d. h. die Gasinjektion in die Brennkammer von dem Nebenansaugweg hängt vom Öffnungsgrad der Drosselklappe 8d ab, wie dies in Fig= 4 gezeigt ist= Fig= 5 ist dagegen ein Diagramm zur Erläuterung des idealen Gasvolumens bei der Gaszuführung vom Nebenansaugweg und Fig= 4 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung der Wirkung vorliegender Erfindung, xtfobei Fig= 4 ziemlich ähnlich der Darstellung nach Fig. 5 ist= Während des Leerlaufs ist die Öffnungsfläche des ersten Einlasses 22d derart eingestellt, damit ein ideales Volumen an Gaszuführung vom Nebenansaugweg 22 vorliegt»

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Brennkraftmaschine, bei welcher anstelle einer Mehrzahl von Einlassen 22e.j, 22e~ der Einlass bzw= die öffnung 22e in einer schlanken

-Jg-

Form vorgesehen ist, die dem Profil der Drosselklappe 8d folgt, so dass die nutzbare wirksame öffnungsfläche vergrösserbar ist; auch bei dieser Ausführungsform wird die Kennlinie gemäss Fig. 5 erhalten.

Fig. 7 und 9 dienen zur Erläuterung der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine und zeigen eine unterschiedliche Konzipierung des Einlasses zum Nebenansaugweg 22, wobei Fig. 7 eine Ausführungsform darstellt, bei welcher nur der erste Einlass 22'd vorgesehen ist, während nach Fig. 9 zwei Einlasse 22'd und 22'e vorgesehen sind, wobei der letztere im Schnitt kreisförmig ausgebildet ist (ein kreisförmiges Profil ist üblich zur Erleichterung der Herstellung) und ferner nur ein einziger Einlass dieser Art vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 erfolgt die Gaszuführung vom Nebenansaugweg, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist, während bei der Ausführungsform nach Fig. 9 die Zuführung des Gases entsprechend der Darstellung nach Fig. 10 erfolgt. Aus Fig. 8 ergibt sich, dass bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die Zuführung bzw. Injektion von Gas im·Stadtbetrieb im wesentlichen gering ist und - wenn die öffnungsfläche des ersten Einlasses 22'd auf den Stadtbetrieb abgestellt ist - die Gaszuführung während des Leerlaufs sehr gross bzw. übermässig gross wird.

Aus der Darstellung nach Fig. 10 ist ersichtlich, dass bei der Ausführungsform nach Fig. 9 eine Gaszuführung mit einem idealen Gasvolumen erreichbar ist, dass aber die Gaszuführung während des Stadtbetriebes noch unzureichend ist.

Aus der ergänzenden Beschreibung zu Fig. 7 bis 10 ist ersichtlich, dass der Grund dafür, dass solch ein Zustand vorliegt, in welchem eine Zahl von zweiten Einlassen 22"e um die Drosselklappe 8d während des Leerlaufs herum angeordnet sind oder diese Einlasse 22'e verlängert (gestreckt) sind, darin zu

sehen ist, dass die zweiten Einlasse 22e durch die Drosselklappe 8d während des Leerlaufs geschlossen werden können, während im Stadtbetrieb die effektive Nettoöffnungsflache der zweiten Einlasse 22e vergrösserbar ist. Wenn bei der Ausführungs-j form nach Fig. 9 der Durchmesser des zweiten Einlasses 22"e gross gestaltet ist, um dessen Öffnungsfläche zu vergrössern, ist es unmöglich, den zweiten Einlass 22'e während des Leerlaufs mittels der Drosselklappe 8d zu schliessen.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dass bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6 die Gaszuführung vom Nebenansaugweg idealerweise auf die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine durch eine äusserst einfache Konstruktion angepasst werden können.

Die Fig. 11 bis 20 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform der Brennkraftmaschine? hierbei sind zwei Einlasse zum Nebenansaugweg vorgesehen und getrennt zum Hauptansaugweg ausgebildet, der dazu dient, die Luft oder ein Luft/Kraftstoff-Gemisch mit hoher Geschwindigkeit in peripherer Richtung der Brennkammer während des Ansaughubes zu injizieren bzw. einzuführen; einer der Einlasse befindet sich auf der stromauf liegenden Seite der Drosselklappe und der andere Einlass liegt im Weg der Luft zum Vergaser an einer Stelle, an welcher der Einlass durch die Drosselklappe während des Leerlaufs verschliessbar ist? der stromabwärts liegende Einlass der beiden Einlasse ist auf einen Wert innerhalb eines Winkelbereiches eingestellt, d„ h. der stromabwärts liegende Einlass befindet sich innerhalb des Bereichs von 60° bis 120°, abhängig von dem Winkel, der sich durch die Drehachse der Drosselklappe ergibt und eine imaginäre Linie, welche den stromabwärts liegenden Einlass und die Mitte des Hauptansaugweges miteinander verbindet, an vjelcher die Drosselklappe sich befindet, wodurch die Gaszuführung auf Betriebsbedingungen angepasst werden kann und somit eine zufriedenstellende magere Verbrennung und eine starke Äbgasrezirkulation selbst im .Stadtbetrieb durch eine einfache Konstruktion der Brennkraftmaschine bzw. de« Vergasers sichergestellt i-?erden kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 20 wird diese Ausführungsform im folgenden näher erläutert.

Die Brennkraftmaschine weist nach Fig. 11 einen Zylinder 1, einen Zylinderkopf 2 und einen Kolben 3 auf sowie eine Brennkammer 4, in welche ein Hauptansaugweg 5 führt.

Der Hauptansaugweg 5 ist ein Kanal, der über eine Ansaugöffnung 6 im Zylinderkopf 2, einen Ansaugkrümmer 7 und einen Vergaser 8 mit zylindrischer Bohrung zu einem Luftfilter 9 führt.

Die öffnung 6 ist in einer Richtung ausgebildet, damit ein Wirbel in der Brennkammer 4 erzeugt wird, d. h. in einer Tangentialrichtung gegenüber der Brennkammer 4, damit der volumetrische Wirkungsgrad nicht bei hoher Belastung abfällt. Die Richtung des Wirbels ist derart eingestellt, damit das von der Ansaugöffnung 6 zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch in eine Auslassöffnung 10 strömen kann, nachdem es an der nicht dargestellten Zündkerze vorbeigeströmt ist. Das öffnen und Schliessen der beiden öffnungen 6, 10 wird mittels eines Ansaugventiles 11 und eines Auslassventiles 12 ausgeführt, die jeweils durch eine Steuereinrichtung steuerbar sind, wobei die Steuereinrichtung aus Rückholfedern 13, 14, Nocken 16, 17 und Schwinghebeln 18, 19 besteht, von denen die Nocken 16, 17 durch eine Nockenwelle 15 angetrieben werden. Im geschlossenen Zustand sitzen die Ventile auf zugehörigen Ventilsitzen 20, 21.

Mit 22 ist der Nebenansaugweg bezeichnet, der eine kleinere effektive Öffnungsfläche hat als der Hauptansaugweg 5. Der Nebenansaugweg 22 besteht aus einer Einspritzdüse 22a, die in dem Zylinderkopf 2 angeordnet ist und einen Auslass des Zylinderkopfes bildet, sowie aus einem Kanal 22b, der im Ansaugkrümmer.7 ausgebildet ist, sowie aus einem Kanal 22c und zwei Einlassen 22d, 22e. Der Kanal (Leitung) 22c ist in dem Körper 8a des Vergasers 8 ausgebildet und die beiden

Einlasse 22d, 22e zweigen von dem Kanal 22c ab und sind im Strömungsweg bzw. im Kanal 8b für Luft im Vergaser 8 angeordnet. Die Düse 22a öffnet sich an der stromauf liegenden Seite des Ansaugventils 11; wenn das Ventil 11 offen ist, ist die Düse 22a in die Brennkammer 4 durch den Spalt zwischen dem Ventil 11 und dem Ventilsitz 20 gerichtet, wobei die Richtung tangential zur Brennkammer 4 ist, d. h. derart, .dass in der Brennkammer 4 ein Wirbel erzeugt werden kann.

Natürlich stimmt diese Richtung der Wirbelerzeugung bzw. des Wirbels mit der Wirbelrichtung aufgrund der Ansaugöffnung 6 überein.

Die beiden Einlasse 22d, 22e des Nebenansaugweges 22 sind in der Strömungsrichtung des Weges 8b in Abstand zueinander vorgesehen? der Einlass 22d an der stromauf liegenden Seite (im nacl folgenden aB stromauf liegender Einlaß bezeichnet) liegt zwischei einem Venturiabschnitt 8c des Vergasers 8 und einer Drosselklappe Sd. Der stromabwärts liegende Einlass 22e befindet sich in der Nähe der Spitze eines Flügels einer Drosselklappe 8d im geschlossenen Zustand„ wobei die Drosselklappe 8d die Form eines Schmetterlings hat? eine öffnung 8e (für den Leerlauf) (slow-port) des Vergasers 8 öffnet sich in der Nähe der Spitze des anderen Flügels der Drosselklappe 8d (es können auch mehrere derartige öffnungen 8e vorgesehen sein, wie Fig. 11 und 14 zeigt). Wenn somit die Drosselklappe 8d ihre geschlossene bzw. Schliessposition einnimmt, wird der stromab liegende Einlass 22e durch die Drosselklappe 8d geschlossen und, wie sich aus dem Verhältnis zitfischen der Offenstellung der öffnung 8e ... ergibt, erhöht sich die effektive Öffnungsfläche ständig, wenn sich diese Drosselklappe 8d in die Öffnungsrichtung (im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 11) um eine Welle 8f dreht, wodurch ein solches Verhältnis der Anordnung bzw„Einstellung erhalten wird, dass der Einlass 22e weiter stromaufwärts im Weg 8b als die Spitze der Drosselklappe 8d liegt.

Der stromabxvärts liegende Einlass 22e befindet sich an der

- κ-

Stelle, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, gegenüber der Drosselklappe 8d_r wozu ausdrücklich auf Fig. 12 verwiesen wird. Wird dabei die Drehachse (Achse der Welle 8f) der Drosselklappe 8d als I₁ bezeichnet, die axiale Mitte (Bohrungsmitte) des Weges 8b mit 0 und diejenige Linie, welche den Einlass 22e mit dem axialen Mittelpunkt 0 verbindet, als 1-_ bezeichnet, dann befindet sich der Einlass 22e unter Einhaltung eines Winkels in der in Fig. 12 schraffierten Fläche, d. h. in einem Winkel von 60° bis 120° eines Winkels θ zwischen 1. und I₂. Die Wirkung einer solchen Einstellung bzw. Anordnung wird nachfolgend noch beschrie ban.

Der Abstand Mitte-Mitte zwischen den beiden Einlassen 22d und 22e wird vorzugsweise wie folgt gewählt: Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der Durchmesser des stromab liegenden Einlasses 22e mit D und der Abstand Mitte-Mitte zwischen den beiden Einlassen 22d und 22e mit L bezeichnet, wobei dann das gewünschte Verhältnis L ^. 2D; die Wirkung dieses Verhältnisses wird nachfolgend noch beschrieben.

Im folgenden wird vorerst die Funktion des vorstehenden Aufbaues erläutert. Zuerst wird während des Leerlaufs der Brennkraftmaschine (belastungsfreier Zustand) die Drosselklappe 8d geschlossen und dadurch der Einlass auf der stromab liegenden Seite im Nebenansaugweg 22 geschlossen. In diesem Zustand wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch vom Hauptansaugweg 5 über die Leerlauföffnung 8e in die Brennkammer 4 geleitet. Gleichzeitig mit dieser Zuführung des Luft/Kraftstoff-Gemisches wird Luft, die durch den Venturiabschnitt 8c dosiert ist, über den stromaufwärts liegenden Einlass 22d des Nebenansaugweges 22 in den Nebenansaugweg 22 angesaugt und über die Düse 22a in die Brennkammer 4 geführt. Die Zuführung dieser Luft verursacht einen Wirbel in der Brennkammer 4, wodurch das Luft/Kraftstoff-Gemisch gleichmässig wird, was die Flammverteilungsgeschwindigkeit erhöht und dadurch die Verbrennung stabilisiert. Da diese Luftzuführung ausgeführt wird, wobei ein Differentialdruck zwischen dem negativen Druck in der Brennkammer 4 und dem nahezu atmos-

phärischen Druck stromauf der Drosselklappe 8d benutzt wird, wird die Lufteinführung, d. h. der erzeugte Wirbel intensiviert, wodurch eine zufriedenstellende Stabilität der Verbrennung auch bei Vorliegen eines mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches sowie eine hohe Abgasrückzirkulation gewährleistet wird. Natürlich wird diese Luftzuführung in Bezug auf das öffnen und Schliessen des Ansaugventiles 11 gesteuert.

Bei geringer bis mittlerer Last, beispielsweise im Stadtbetrieb, öffnet sich der stromab liegende Einlass 22e abhängig vom Öffnungsgrad der Drosselklappe 8d und demzufolge nimmt das Luftvolumen, welches in dem Nebenansaugweg 22 angesaugt wird (Luft/Kraftstoff-Gemisch im Hauptsystem des Vergasers entsprechend dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 8d) zu, wodurch die Verbrennung ebenso wie im vorstehend beschriebenen Fall stabilisiert wird.

Wenn das Lage^yerhältnis zwischen der Drosselklappe 8d und dem stromabwärts liegenden Einlass 22e in der Weise vorliegt, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann eine zufriedenstellende Luftzuführung erreicht werden, welche dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 8d entspricht, was für eine stabile Verbrennung günstig ist. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, dass dies für eine grössere Luftzuführung günstiger ist als wenn der stromabwärtsliegende Einlass 22e einen Winkel von 45° einhält, wie dies in Fig. 12 gestrichelt angedeutet ist. Fig. 13 zeigt den Fall, in welchem der stromabwärts liegende Einlass 22e einen Winkel von 90° einhält, jedoch erzeugt ein Winkel im Bereich von 60° bis 120° etwa den gleichen Effekt. In Fig. bezeichnet θ den Öffnungsgrad der Drosselklappe 8d entsprechend einem Drehmoment für R-L 40 km/h.

Aus Fig. 15 ist ersichtlich, dass die vorstehend beschriebene Anordnung der beiden Einlasse 22d und 22e in Abstand zueinander als günstig zur Erhöhung einer Ansaugung der Luft in den Nebenansaugweg 22 festgestellt twrde »Wenn L ^ 2D ist? kann der Einfluss des negativen Drucks,, do h. des Unterdrucks

in der Brennkammer 4 auf den stromaufwärts liegenden Einlass j 22d reduziert werden.

i Die Fig. 16 und 17 zeigen ein Beispiel eines Nebenansaug- j

weges 22, insbesondere die Anordnung um die beiden Einlasse :

22d und 22e. Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei welcher der Ansaugkrümmer 7 (mit seiner Wand) einen Teil des Nebenansaugweges 22 bildet, ist die Leitung bzw. der , Kanal 22c, der einen Teil des Nebenansaugweges 22 bildet, ^: an der Stirnfläche des Vergasers 8 geöffnet, mit welcher ;

Seite der Ansaugkrümmer 7 verbunden ist. Dieser Kanal 22c verläuft parallel zum Luftweg bzw. Luftkanal 8b des Verga- \ sers 8 und seine öffnung ist als länglicher Schlitzabschnitt j bzw. vertiefter Abschnitt konziDiert und mit 22c-1 bezeich- | net; dieser Abschnitt erstreckt -sich in peripherer Richtung des| Weges 8b. Eine derartige Ausgestaltung der Öffnung bzw", des Endes des Kanals 22c als länglicher Schlitzabschnitt 22c-1 gewährleistet die Verbindung der Kanäle.22c und 22b, auch wenn die Axialmitte eines Endes des Kanals 22b, welcher dem Kanal 22c entspricht, der in dem Ansaugkrümmer 7 auf der Seite des Vergasers 8 ausgebildet ist, mehr oder weniger gegenüber dem axialen Mittelpunkt des Kanals 22c versetzt sein sollte. Auch in dem Fall, dass der Kanal 22c in zwei geteilt ist, wobei einer ausschliesslich für den stromaufwärts liegenden Einlass 22d (in Fig. 17 mit 22c-2 bezeichnet) und einer ausschliesslich für den stromabwärts liegenden Einlass 22e (in Fig. 17 mit 22c-3 bezeichnet) vorgesehen ist, dann gewährleistet der längliche Schlitzabschnitt 22c-1 die Verbindung der Einlasse 22c-2 und 22c-3.

Die Fig. 18 bis 20 veranschaulichen ein Beispiel, bei dem der Vergaser ein Zwei-Zylindervergaser ist und mit 23 bezeichnet ist. In den Fig. 18 bis 20 stellt 23a den Hauptkörper, 23b den primären Luftweg, 23c den primären Venturiabschnitt, 23d die primäre Drosselklappe und 23e eine Leerlauföffnung dar. Mit 23f ist die Drehachse der primären Drosselklappe 23d, mit 23g der sekundäre Luftweg und mit 23h

ein sekundärer Venturiabschnitt bezeichnet, während mit 23i eine sekundäre Drosselklappe angegeben ist. Bei diesem Beispiel sind die Einlasse 22d'und 22e des Nebenansaugweges 22 jeweils im primären Luftweg 23b derart angeordnet, dass sie relativ gegenüber der Drosselklappe 23d an Positionen liegen,, die in Fig. 11, 12 und 14 angedeutet sind; insoweit ist auf diese Figuren zu verweisen. Der Kanal 22c ist in zwei Kanäle 22c-2 und 22c-3 geteilt, die jeweils für den Einlass 22d bzw, 22e vorgesehen sind; die Kanäle 22c-2 und 22c-3 sind jeweils auf einer Trennwand angeordnet, welche die Luftwege bzw. Kanäle 23h und 23g teilen. Ein langer Schlitzabschnitt 22c'-Ί ist auf der einen endseitigen bzw. stirnseitigen Fläche des Vergasers ausgebildet, an die der Ansaugkrüminer 7 angeschlossen ist, so dass die Kanäle 22c-2 und 22c-3 mit dem Kanal 22b an einem Punkt neben den gemeinsamen Kontakten (Tangenten) t<, , t„ der beiden Kanäle 23b, 23h miteinander in Verbindung stehen? auf ähnliche Weise ist ein länglicher Schlitzabschnitt 22b-1 ebenfalls an der einen Stirnfläche des Ansaugkrümmers 7 ausgebildet, mit welchem der Vergaser 23 verbunden ist, so dass er dem länglichen bzw, dem langen Schlitzabschnitt 22c"~1 entspricht.

Dasjenige Teil, welches den Vergaser 23 und die Drosselklappen 23d, 23i aufnimmt, ist als separater Block 23j konzipiert? andererseits kann der lange Schlitzabschnitt 22c'-1 auf der stromaufwärts liegenden Oberfläche des Blockes 23j ausgebildet sein, so dass ein Kanal hiervon zur Düse 22a geführt sein kann.

Die Anordnung kann ferner derart getroffen sein, dass der Verglaserblock aus einem Teil auf der Venturiabschnittsseite und einem Teil auf der Seite der Drosselklappe besteht? ein langer Schlitzabschnitt, der sich in peripherer Richtung des Luftkanales, d„ h. des Kanals für den Luftströmungsweg des Vergasers erstreckt,, ist an der Stirnfläche des Blockes auf der Seite des Venturiabschnittes ausgebildet, mit welcher der Block auf der Seite der Drosselklappe verbunden ist; die

Wege bzw.. Kanäle im Vergaser, welche die Einlasse auf der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seite enthalten und jeweils einen Teil des Nebenansaugweges bilden, öffnen sich in diesen Längsschlitz. Die Anordnung kann auch derart gewählt sein, dass an dem Ende des Ansaugkrümmers auf der Seite des Vergasers ein Längsschlitz_/ auf die Peripherie des Luftströmungskanals des Vergasers gerichtet , ausgebildet j ist; die Kanäle im Vergaser haben jeweils einen Einlass auf \ der stromaufwärts liegenden Seite und einen Einlass auf der | stromabwärts liegenden Seite und bilden jeweils einen Teil j des Nebenansaugweges, der sich in den Längsschlitz öffnet. j

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, dass der Ver- | gaser bzw. die Brennkraftmaschine gemäss vorliegender Erfindung, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 11 bis 20 beschrieben ist, die folgenden, verschiedenen Wirkungen zeigt:

1) Da die Gaszuführung (Gasinjektion) vom Nebenansaugweg durch das Ansaugventil zum öffnen und Schliessen des Hauptansaugweges gesteuert ist, besteht keine Notwendigkeit für ein zusätzliches Ventil zum öffnen und Schliessen des Nebenansaugweges. Entsprechend kann der Aufbau erheblich vereinfacht werden.

2) Da die Luft, welche durch den Einlass auf der stromaufwärts liegenden Seite des Nebenansaugweges eingeführt wird, in die Brennkammer injiziert wird, wenn die Drosselklappe ihre geschlossene Stellung einnimmt, kann eine stabile Verbrennung auf Grund der Luftzuführung auch im Leerlauf gewährleistet werden. Natürlich wird die Luft, die durch den Einlass auf der stromaufwärtsliegenden Seite angesaugt wird, nach dem Durchgang durch eine Messeinrichtung (in diesem Fall einem Venturiabschnitt) zur Messung des Luftvolumens in den Hauptansaugweg eingeführt werden; daher ist die Steuerung bzw. Kontrolle des Mischverhältnisses einfach.

3) Durch öffnen des Einlasses auf der stromabwärts liegenden Seite des Nebenansaugweges innerhalb des Bereichs, in welchem θ gleich 60° bis 120° ist, wird der Einlass auf der stromabwärts liegenden Seite hinsichtlich des Schliessens

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und öffnens durch einen Abschnitt kontrolliert, der eine relativ grosse Drehverlagerung, d. h= Drehung, ermöglicht, wobei dieser Abschnitt ein Teil des peripheren Abschnitts der Drosselklappe darstellt. Wenn daher das angesaugte Gasvolumen in dem Fall, in welchem der Einlass auf der stromabwärts liegenden Seite die vorstehende Position einnimmt und das Gasvoluen in dem Fall, in welchem der stromabwärtsliegende Einlass an einem Abschnitt mit Ausnahme des vorstehend erwähnten Bereiches liegt, miteinander in einem Zustand verglichen wird, in welchem der Öffnungsgrad der Drosselklappe der gleiche ist, so ist die Kontrolle bzw. Steuerung des öffnens und Schliessens grosser im ersteren Fall (entspricht der Erfindung) als in dem zweiten Fall. Als Ergebnis ist festzustellen, dass im ersteren Fall mehr Gas angesaugt werden kann, wodurch eine stabile Verbrennung sehr wirksam durchführbar ist.

Claims

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit einem Hauptansaugweg, der von einem Vergaser zu einer Brennkammer führt und durch ein Ansaugventil geöffnet oder geschlossen wird, und mit einem Nebenansaugweg, der getrennt zum Hauptansaugweg angeordnet ist und dessen Auslass in Richtung auf die Brennkammer derart gerichtet ist, dass ein Wirbel des angesaugten Gases in der Brennkammer während des Ansaughubes erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenansaugweg (22) wenigstens zwei Einlasse (22d, 22e) aufweist, von denen der erste Einlass (22d) einen Bypaß zur Drosselklappe (8d) des Vergasers (8) bildet und sich in die Atmosphäre öffnet, dass der zweite Einlass (22e) im Luft-Strömungskanal des Vergasers (8) angeordnet ist, so dass er durch die Drosselklappe (8d) geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei das Schliessen durch die Drosselklappe in der Leerlaufposition erfolgt, und dass der zweite Einlass (22e)

S/Ne

eine grosse wirksame Öffnungsfläche aufweist, die der peripheren Fläche der Drosselklappe in deren Leerlaufposition gegenüberliegt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einlass (22e) um die Peripherie der Drosselklappe (8d) in der Leerlaufposition verlängert ist, wodurch die effektive Öffnungsfläche des zweiten Einlasses (22e) vergrössert ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Einlasse (22ε.., 22e„) um die Drosselklappe herum in deren Leerlaufposition zur Vergrösserung der wirksamen Öffnungsfläche der zweiten Einlasse insgesamt vorgesehen sind.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einlass im primären Luftweg eines Vergasers (8) vom Zwei-Zylinder-Typ angeordnet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlass (22d) zwischen der primären Drosselklappe (23d) und dem primären Venturiabschnitt (23c) angeordnet ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlass (22d) stromaufwärts des Venturiabschnitts des Vergasers (8) angeordnet ist.

7. Brennkraftmaschine,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Nebenansaugweg (22) vorgesehen ist, dessen Auslass in kleiner Distanz stromauf des Ansaugventils (11) zum öffnen und Schliessen des Hauptansaugweges (5) vorgesehen ist und dessen zwei Einlasse (22d, 22e) in dem Haup'tansaugweg (5) angeordnet und an der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seite in Abstand zueinander angeordnet sind, dass der stromauf liegende Einlass (22d) des Nebenansaugweges {22) stromabwärts einer Eich- bzw. Messeinrichtung zur Messung des Luftvolumens angeordnet ist, welches in den Hauptansaugweg (5) eingeführt wird, dass der stromab liegende Einlass (22e) nahe der Spitze einer drehfähigen Drosselklappe (8d) in der geschlossenen Position der Drosselklappe liegt, um das Volumen des Luft/Kraftstoff-Gemisches zu steuern, das in den Hauptansaugweg strömt, wobei dieser Einlass in einer solchen Position vorgesehen ist, dass bei einer Drehung der Drosselklappe (8d) in die Öffnungsrichtung der Einlass auf der stromabwärts liegenden Seite auf die stromaufwärts liegende Seite der Spitze der Drosselklappe sich befindet, dass die Öffnungsposition des stromabwärts liegenden Einlasses (22e) derart gewählt bzw. bestimmt ist, dass sie innerhalb eines Bereichs eines Winkels liegt, d. h. dass der stromabwärts liegende Einlass (22e) in einem Bereich von 60° bis 120° eines Winkels liegt, der sich durch die Drehachse der Drosselklappe (8d) und eine imaginäre Linie ergibt, welche den stromabwärts liegenden Einlass (22e) und die Mitte des Hauptansaugweges (5) an der Stelle der Drosselklappe miteinander verbindet.,

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Mitte-Mitte der beiden Einlasse . (22d, 22e) des Nebenansaugweges (22) über das Zweifache des Durchmessers des stromabwärts liegenden Einlasses (22e) beträgt.

ο Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8,

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dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Nebenansaugweges (22) innerhalb des Ansaugkrümmers ausgebildet ist und dass wenigstens ein Ende des Nebenansaugweges (22) an der Stirnfläche bzw. dem Ende des Ansaugkrümmers (7) angeordnet ist, mit welchem bzw. mit welcher der Vergaser (8) verbunden ist, dass sich ein Längsschlitz (22c-1) in peripherer Richtung des Kanals für die Luftströmung des Vergasers (8) erstreckt und dass sich der Teil des Nebenansaugeweges (22) zu diesem Längsschlitz (22c-1) öffnet, wobei der Längsschlitz (22c-1) an derjenigen Stirnfläche des Vergasers (8) ausgebildet ist,' mit welcher der Ansaugkrümmer. (7) verbunden ist, dass ge- I trennte Wege bzw. Kanäle des Vergasers (8) jeweils einen stromaufwärts befindlichen Einlass und einen stromabwärts befindlichen Einlass aufweisen und jeweils einen Teil des Nebenansaugweges bilden, welcher sich in den Längsschlitz (22C-1) öffnet.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet·, dass zwei Blöcke des Vergasers (8) vorgesehen sind, von welchen einer auf der Seite des Venturiabschnitts (8c) und der andere auf der Seite der Drosselklappe (8d) angeordnet sind, dass an der Stirnfläche des Blockes auf der Seite der Drosselklappe, mit welcher der Block auf der Seite des Venturiabschnitts verbunden ist, ein Längsschlitz ausgebildet ist, der sich in peripherer Richtung des Luftweges bzw. des Luftkanals des Vergasers (8) erstreckt, und dass getrennte Wege bzw. Kanäle des Vergasers jeweils stromauf und stromab liegende Einlasse aufweisen, die jeweils ein Teil des Nebenansaugweges (22) bilden, welcher sich in den Längsschlitz öffnet.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Längsschlitz ausgebildet ist, der sich in peripherer Richtung des Luftweges des Vergasers an derjenigen

Stirnfläche bzw. Endfläche des Ansaugkrümmers (7) erstreckt, mit welcher der Vergaser (8) verbunden ist, und dass getrennte Wege bzw» Kanäle des Vergasers jeweils stromaufwärts und stromabwärts liegende Einlasse aufweisen die jeweils einen Teil des Hebenansaugweges bilden, welcher sich in den Längsschlitz öffnet=

12„ Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , dass Vergaser-Blöcke vorgesehen sind, von denen einer auf der Seite des Venturiabschnitts und der andere auf der Seite der Drosselklappe liegt, dass an derjenigen End- bzw. Stirnfläche des Blocks auf der Venturiabschnittssexte, mit welcher Seite der Block auf der Venturiabschnittseite verbunden ist, ein Längsschlitz ausgebildet ist, welcher sich in der peripheren Drehrichtung des Luftweges im Vergaser erstreckt, und dass getrennte Wege des Vergasers jeitfeils stromaufvjärts und stromabwärts liegende Einlasse aufweisen, die jeweils ein Teil des Webenansaugweges bilden, der in den Längsschlitz führt.

- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser (8) ein Vergaser vom Zwei-Zylinder-Typ ist und dass die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Einlasse des Webenansaugweges (22) im primären Luftweg des Vergasers vorgesehen sind.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trennwand, welche den primären und sekundären Luftweg (23b, 23g) des Vergasers (23) trennen, separate Wege bzw. Kanäle ("22c-2, 22c-3) mit jeweils stromauf und stromab liegenden Einlassen ausgebildet sind und einen Teil des Webenansaugweges (22) bilden, dass die beiden Kanäle (22C-2, 22c-3) mit einem Längsschlitz (22c"-1) in Verbindung stehen, der an derjenigen Stirnfläche des Vergasers ausgebildet ist, mit welcher der Ansaugkrümmer (7) ver-

bunden ist, dass an derjenigen Stirnfläche des Ansaugkrümmers, mit welcher der Vergaser verbunden ist, eine Längsschlitzöffnung in dem Längsschlitz vorgesehen ist, und dass sich in den Längsschlitz an der Stirnfläche des Ansaugkrümmers (7) ein Weg bzw. Kanal öffnet, der in dem Ansaugkrümmer ausgebildet ist und ein Teil des Nebenansaugweges (22) bildet.