DE3139309C2

DE3139309C2 - Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3139309C2
Application number: DE3139309A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Hamamatsu Shizuoka Aoyagi; Yuzuru Namba
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1986-02-06
Also published as: IT8124766A0; US4438743A; GB2087480A; FR2493919B1; FR2493919A1; IT1140013B; GB2087480B; CA1191403A; JPS5783631A; DE3139309A1

Abstract

Eine Brennkraftmaschine weist eine Vielzahl von Hauptansaugkanälen auf, die mit einer einzigen Brennkammer in Verbindung stehen und derart vorgesehen sind, daß sie durch unterschiedliche Ansaugventile geöffnet oder geschlossen werden können. Zusätzlich zu den Hauptansaugkanälen sind eine Vielzahl von Nebenansaugkanälen vorgesehen, die zu der einzelnen Brennkammer derart ausgerichtet sind, daß die von den Nebenansaugkanälen zugeführten Gase während eines Ansaughubes in einer gleichen umfangsmäßigen Richtung innerhalb der gleichen Brennkammer herumgewirbelt werden.

Description

Brennkraftmaschine weist eine einzige Brennkammer 4

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für eine auf, in weiche sich zwei Hauptansaugkanäle 5, 5' unab-

Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Pa- hängig voneinander öffnen, wie dies im einzelnen in

tentanspruchs 1. 65 F i g. 2 gezeigt ist. Jeder der Hauptansaugkanale 5,5' ist

Ein Ansaugsystem der eingangs genannten Art ist aus gemäß F i g. 1 in weitere Kanäle angeschlossen, so daß

»Patents Abstracts of Japan«, M 9, 26. April 1980, der dadurch gebildete Gesamtkanal von einer Ansaug-

Band 4/Nr. 57, bekannt. Bei diesem Ansaugsystem er- öffnung 6 im Zylinderkopf 2 über einen Ansaugkrüm-

mer 7 und einen Vergaser 8 (Registervergaser) als Kraftstoffspeiseeinheit zu einem Luftfilter 9 führt Die offenen Abschnitte der beiden Ansaugöffnungen 6,6' in die Brennkammer hinein sind so nebeneinaaderliegend vorgesehen, wie dies aus F i g. 2 hervorgeht

Jede Ansaugöffnung 6, 6', die in die Brennkammer 4 führt, ist mit einem Ansaugventil 10 versehen, durch ■welches die Ansaugöffnung 6 geöffnet oder geschlossen wird. In jede einzelne Brennkammer 4 führen zwei Ausströmöffnungen 11,11', die im Zylinderkopf 2 ausgebiidet sind und durch zwei Ventile 12 geöffnet oder geschlossen werden. Die beiden Ventile 10 und 12 werden durch einen Steuermechanismus geöffnet oder geschlossen, der aus Rückholfedern 13 und 14, Nocken 16 und 17, die durch eine Nockenwelle 15 angetrieben wer- is den, und Kipphebeln 18 und 19 usw. besteht so daß sie auf den zugehörigen Ventilsitzen 20 und 21 aufsitzen, wenn sie geschlossen sind.

Die beiden Ansaugöffnungen 6, 6' und die beiden Ausströmöffnungen 11,11' für die vorstehend beschrie- -jo bene einzige Brennkammer 4 sind bei der beschriebenen Ausführungsform nach Art einer Queranordnung vorgesehen, so daß die beiden Ansaugöffnungen 6, 6' entlang einer Seitenfläche 2a des Zylinderkopfes 2 nebeneinanderliegend vorgesehen sind, während die beiden Ausströmöffnungen 11,11' entlang der anderen Seitenfläche 2b des gleichen Zyünderkopfes 2 nebeneinanderliegend angeordnet sind. Außerdem ist eine Zündkerze in der Mitte der Brennkammer 4 vorgesehen.

Ein Nebenansaugkanal 22 mit einer kleineren wirksamen Öffnungsfläche bzw. Querschnittsfläche als der Hauptansaugkanal 5,5' ist für jeden Hauptansaugkanal 5,5' bzw. für jedes Ansaugventil 6,6' vorgesehen. Jeder Nebenansaugkanal, wie beispielsweise der Nebenansaugkana! 22 der dargestellten Ausführungsform, weist ein Einström-Düsenrohr 22a auf, welches mit Paßsitz in den Zylinderkopf 2 eingesetzt ist; jeder Nebenansaugkanal weist außerdem einen Kanalabschnitt 226 auf, der im Ansaugkrümmer 7 ausgebildet ist, sowie einen Kanalabschnitt 22c, der im Gehäuse 8a des Vergasers 8 ausgebildet ist. Der Kanalabschnitt 22c ist derart abgezweigt, daß er zwei Einströmenden 22c/ und 22e hat, die i η den pri mären Ansaugkanal 8£> des Vergasers 8 geöff sind. Die beiden Einströmenden 22c/ und 22e sind in Strömungsrichtung des Kanals Sb in Abstand zueinander vorgesehen. Das auf der stromauf liegenden Seite befindliche Einströmende 22d ist zwischen den primären Venturiabschnitt 8c und die primäre Drosselklappe 8c/ des Vergasers 8 geöffnet, während die stromabwärts liegende Einströmöffnung 22e an einer solchen Position in den Ansaugkanal 8b mündet, daß sie durch die primäre Drosselklappe Sd geöffnet oder geschlossen werden kann: Sie ist durch die primäre Drosselklappe 8c/dann verschlossen, wenn diese Drosseklappe ihre geschlossene Stellung (Leerlaufstellung) einnimmt.

Jedes Einströmdüsenrohr 22a, welches den Auslaßendabschnitt jedes Nebenansaugkanales enthält, ist derart konzipiert, daß der vordere Öffnungsdurchmesser als Düsenabschnitt reduziert ist, so daß er sich unmittelbar stromauf des zugehörigen Ansaugventils 10 öffnet. Dieses Düsenrohr 22a ist au^f die Brennkammer 4 ausgerichtet, derart, daß den angesaugten Gasen ein Wirbel verliehen wird und sich der Wirbel mittig um die Achse des Zylinders 1 in der Brennkammer 4 dreht. Die beiden Düsenrohre 22a, 22'a die für eine einzelne Brennkammer 4 vorgesehen sind, sind derart zueinander ausgerichtet, daß die Ansauggaswirbel in der Brennkammer in gleicher Richtung erzeugt werden, das heißt in einer Drehrichtung, die um die Achse des Zylinders 1 zentriert ist Die Ausrichtungen der Düsenrohre 22, 22'a sind unterschiedlich zueinander gestaltet, wie dies in F i g. 2 durch unterschiedliche Pfeile A und B angedeutet ist; die Richtung der Endabschnitte der Düsenrohre entspi icht den Pfeilen A und B. Von den beiden Düsenrohren, 22a und 22'a ist das Düsenrohr 22a, welches sich in bezug auf den Wirbel der angesaugter Gase stromaufwärts befindet, gegen den offenen Abschnitt des Düsenrohres 22'a und die Ansaugöffnung 6 gerichtet, wobei das Düsenrohr 22'a stromabwärts vom Düsenrohr 22a vorgesehen ist Das Düsenrohr 22a bzw. 22'a öffnet sich dabei in die Brennkammer 4.

Die beiden Einström-Düsenrohre 22a, 22'a, die somit für eine Brennkammer 4 vorgesehen sind, können derart abgeändert werden, daß sie in die Mitte jeweils des anderen Rohres hineinführen, bis sie mit dem Kanal 220 in Verbindung stehen, oder sie können derart abgewandelt sein, daß sie in die Einströmdüsenrohre 22, 22'a hineinführen, die für die Brennkammer eines Zylinders vorgesehen sind, bis sie mit dem Kanal 226 in Verbindung kommen. Dies bedeutet, daß der stromauf liegende Aufbau der Nebenansaugkanäle 22 in geeigneter Weise entsprechend der Zahl der Vergaser, des Vorhandenseins des Ansaugkrümmers usw. geändert werden kann. Die Öffnungspositionen und die Zahl der Einströmenden der Nebenansaugkanäle 22, 22' können ebenfalls in geeigneter Weise ausgewählt werden.

Das Abgas wird von den Abgasleitungen über ein oder mehrere Ventile zur Abgasrückführung entweder zu den Hauptansaugkanälen 5 oder den Nebenansaugkanälen 22 zurückgeführt; die Ventile zur Abgasrückführung sind nicht gezeigt. Der Aufbau des oder der Kanäle zur Abgasrückführung sowie des oder der Ventile zur Abgasrückführung kann in ähnlicher Weise gestaltet sein, wie dies bereits bekannt ist, so daß eine entsprechende Erläuterung und Darstellung in den Zeichnungen nicht erforderlich ist.

In der beschriebenen Brennkraftmaschine wird die Brennkammer 4 während des Ansaughubes bei geöffneten Ansaugventilen 10 mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch von den Hauptansaugkanälen 5,5' gespeist, während ein Gas von den Nebenansaugkanälen 22,22' in die Brennkammer 4 angesaugt wird. Durch das Zuführen des Gases von den Nebenansaugkanälen 22, 22' wird das in die Brennkammer 4 angesaugte Gemisch herumgewirbelt, und zwar derart, daß der Wirbel sich unter Zentrierung um die Achse des Zylinders 1 herumdreht, so daß die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird.

Die Ausrichtung der beiden Düsenrohre 22a, 22'a, die für die Brennkammer 4 vorgesehen sind, ist zueinander verschieden; die Verbesserung der Homogenisierung des Gemisches durch die »Rührwirkung« oder die Erzeugung eines intensiven Wirbels praktisch über die gesamte Fläche in Radialrichtung des Zylinders 1 kann ohne Schwierigkeiten erreicht werden, wodurch wesentlich zu einer besseren Verbrennung beigetragen wird.

Drei oder mehr Ansaugöffnungen, beispielsweise die öffnungen 6,6' und drei oder mehr Ausströmöffnungen können für eine einzige Brennkammer 4 vorgesehen sein.

Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsturm die Nebenansaugkanäle 22,22' sich unmittelbar stromauf der Ansaugventile 10 öffnen, läßt sich diese Anordnung derart abwandeln, daß die Nebenansaugkanäle sich direkt in die Brennkammer 4 öffnen sowie derart, daß entweder die offenen Abschnitte der Neben-

ansaugkanäle in die Brennkammer 4 oder deren benachbarten Abschnitte durch Ventile geöffnet oder geschlossen werden, die unterschiedlich zu den Ansaugventilen 10 sind. Obgleich das Einströmende 22d jedes Nebenansaugkanales 22 sich zwischen der primären Drosselklap- s pe 8d und dem primären Venturiabschnitt 3c öffnet, kann es sich auch entweder stromauf des primären Venturiabschnittes 8c oder in das Luft-Filter 9 öffnen.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform richtet sich auf ein Beispiel, bei welchem vorliegende Erfindung bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern eingesetzt ist, jedoch läßt sich die Erfindung auch bei einem Motor mit einem einzigen Zylinder einsetzen.

Die vorstehende Beschreibung hat deutlich zum Ausdruck gebracht, daß wegen einer wesentlichen Verbesserung der Verbrennung die Reinigung der Abgase und die Verbesserung des Verbrauches bei einem Motor mit hoher Leistung erreichbar sind, bei welchem jede einzelne Brennkammer mit einer Mehrzahl von Ansaugventilen ausgerüstet ist Da die Nebenansaugkanäle sich unmittelbar stromauf zu den Ansaugventilen zum öffnen oder Schließen der Hauptansaugkanäle öffnen, kann das öffnen oder Schließen der Haupt- und Nebenansaugkanäle durch ein Ansaugventil ausgeführt werden.

Hier/■■·.· 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 zeugen die Ausströmöffnungen der beiden Nebenan- Patentansprüche: saugkanäle im wesentlichen gegeneinander gerichtete Strömungen, soweit die Ausströmrichtungen der öff-

1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine, mit nungen der Nebenansaugkanäie zueinander unter-

5 schiedlich ausgerichtet sind. Dadurch bewirken die bei-

a) wenigstens zwei Hauptansaugkanälen, den Nebenansaugkanäie keine Wirbelverstärkung in

b) die getrennt in eine einzige Brennkammer mit Form von sich addierenden Strömungsvektoren,
nebeneinander liegenden Ansaugöffnungen ge- Die GB-PS 5 89 602 beschreibt ein Ansaugsystem mit führt sind, ^zwe' getrennt in eine einzige Brennkammer geführten

c) welche mit einer Kraftstoff-Speiseeinheit ver- io Ansaugkanälen, bei dem mit Hiife von Drallblechen der bunden sind und Strömung des Luft-Kraftstoffgemisches eine vorbc-

b) durch voneinander unabhängige, zugehörige stimmte Richtungswirkung verliehen wird. Nach einer

Ansaugventile geöffnet und geschlossen wer- Ausführungsform wird die über den Hauptansaugkanal

den, und zugeführte Strömung in die Brennkammer mittels der

e) mit wenigstens zwei Nebenansaugkanälen, 15 Drallbleche in tangentialer Richtung geleitet Dies führt

f) welche getrennt zu den Hauptansaugkanälen allenfalls zu einer Vergleichmäßigung des Wirbels, ervorgesehen sind, möglicht aber keine Stabilisierung im Leerlaufbetrieb

g) wobei deren Ausströmöffnungen in die Brenn- als Folge des im Leerlaufbetrieb durch die Drosselklapkammer gerichtet sind, und pe geschlossenen Hauptansaugkanales. Nebenansaug-

h) die Auströmrichtungen der düsenförmigen öff- 20 kanäle sind bei diesem Ansaugsystem nicht vorgesehen,

nungen der Nebenansaugkanäie zueinander un- Bei der US-PS 41 51 816 ist lediglich ein Hauptan-

terschiedlich sind, saugkanal ausgebildet, der sich an seinem Ende in zwei

i) wobei durch den Ansaugvorgang über die Ne- getrennte Leitungen verzweigt, die zur Brennkammer

benansaugkanäle in der Brennkammer eine die führen. Die über diesen Hauptansaugkanal zugeführte

Homogenisierung der Luft-Kraftstoff-Gemi- 25 Strömung wird durch Drallbleche in tangentialer Rich-

sches verbessernde Wirbelströmung erzeugt tung geleitet, wodurch dem in die Brennkammer strö-

wird, menden Luft- Kraftstoff gemisch lediglich eine bestimmte Richtungswirkung verliehen wird, nicht aber eine

dadurch gekennzeichnet, daß Verwirbelung des Gemisches zum Zwecke einer Homo-

30 genisierung des Luft-Kraftstoffgemisches in der Brenn-

k) die Ausströmöffnung desjenigen Nebenansaug- kammer erreicht werden kann.

kanales (22), der in bezug auf einen unter Zen- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein An-

trierung'um die Brennkammerachse gebildeten saugsystem der eingangs genannten Art derart auszubil-

Wirbel stromauf des Wirbels liegt, auf die Aus- den, daß dem in die Brennkammer geführten Gemisch

j§§ strömöffnung desjenigen Nebenansaugkanales 35 durch die Nebenansaugkanäie eine die Homogenisie-

|j (22') gerichtet ist, der stromab des Wirbels liegt. rung verbessernde Wirbelbewegung verliehen wird,

i|

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch und dadurch die Verbrennung bzw. Verbrennungsge-

'.;' gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ne- schwindigkeit verbessert wird.

ί'; benansaugkanäle (22, 22') in mindestens einen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den

fei der Hauptansaugkanäle (5, 5') an einer Stelle 40 kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

I; mündet, die stromauf des zugehörigen Ansaug- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich

;=; ventils (10) liegt. aus den Unteransprüchen.

'{

3. Ansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, da- Durch das Ansaugsystem werden insbesondere

;>■ durch gekennzeichnet, daß die Zahl der Neben- Schwankungen während der Verbrennung und Fehl-

%. ansaugkanäle (22, 22') gleich der Zahl der 45 Zündungen vermieden. Zugleich werden die Erforder-

|, Hauptansaugkanäle (5,5') ist. nisse für eine Abgasrückführung und eine mtgere Ver-

^;

4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 brennung möglich.

.. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neben- Das Ansaugsystem bewirkt, daß das in die Brennkam-

■:^:1 ansaugkanäle kleineren Querschnitt als die mer geführte Luft-Kraftstoff-Gemisch wirksam in Um-

■ Hauptansaugkanäle aufweisen. so fangsrichtung der Brennkammer gerichtet wird unter

i

5. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 gleichzeitiger Homogenisierung des Gemischs.

i; bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft- Im folgenden wird eine Ausführungsform des An-

; stoff-Speiseeinheit ein Zweirohrvergaser ist saugsystems für eine Brennkraftmaschine an Hand der

; und zwei Drosselklappen aufweist, und daß je- Zeichnung beschrieben. Es zeigt

der Nebenansaugkanal (22) zwei Einströmöff- 55 Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ansaugsystems mit

';.; nungen (22c/, 22e^ aufweist, von denen eine Ein- der zugehörigen Brennkraftmaschine, und

ί strömöffnung(22e^durch eine der beiden Dros- Fig. 2 eine Ansicht des Zylinderkopfes entlang der

: seiklappen verschließbar ist. Linie II-II in F i g. 1.

; ■ F i g. 1 zeigt das Ansaugsystem mit der Brennkraft-

·'■■ 60 maschine, die einen Zylinder 1, einen Zylinderkopf 2 und

i¹·- einen Kolben 3 aufweist. Der dargestellte Teil der