DE3217064C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gemischverteilungskammer für ein Ansaugleitungssystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer nach der GB-PS 6 20 251 bekannten Gemischverteilungskammer dieser Art ist der Querschnitt der Durchlaßöffnung kleiner als die Querschnittsfläche von den dort vorgesehenen beiden Einlaßöffnungen. Eine Aufwärmung der Gemischverteilungskammer durch Kühlmittelkanäle der Brennkraftmaschine ist nicht vorgesehen, sondern nur eine Aufwärmung durch einen Abgaskanal. Das Abgas wird aber nicht in die Gemischverteilungskammer rückgeführt.

Nach der US-PS 40 94 283 ist eine Gemischverteilungskammer bekannt, die durch ein Kühlleitungssystem der Brennkraftmaschine aufgewärmt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Rückführung von Abgas in die Gemischverteilungskammer dafür zu sorgen, daß sich das zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Abgas gut zerstäubt und daß das Abgas sich nicht an der Innenwand der Gemischverteilungskammer kohleartig niederschlägt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Das aus Anspruch 1 entnehmbare Querschnittsverhältnis sorgt für die gute Vermischung des Kraftstoff-Luft-Gemischs mit dem rückgeführten Abgas, wobei die Aufwärmung durch die Kühlmittelkanäle dazu beiträgt, daß sich das Abgas nicht an der Innenwandung der Gemischverteilungskammer kohleartig niederschlägt.

Die Unteransprüche tragen zur Lösung der Aufgabe bei. Ihre Erfindung wird in der folgenden Figurenbeschreibung erläutert.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer 6-Zylinder-V- Brennkraftmaschine, die mit einem Ansaugleitungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ausgestattet ist.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht, die das Ansaugleitungssystem darstellt.

Fig. 3 zeigt eine Druntersicht, die dasselbe Ausführungsbeispiel wie in Fig. 2 darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Rückansicht, die dasselbe Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht längs einer Linie V-V in Fig. 2.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht längs einer Linie VI-VI in derselben Figur.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht längs einer Linie VII-VII in derselben Figur.

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht längs einer Linie VIII-VIII in derselben Figur.

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht längs einer Linie IX-IX in deselben Figur.

Fig. 10 zeigt ein Schaltbild des Brennkraftmaschinen-Kühlsystems.

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht ähnlich der gemäß Fig. 8, jedoch mit einer Modifizierung des Ansaugleitungssystems.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen E eine 6-Zylinder-V- Brennkraftmaschine, die zwei Reihen von Zylindern, nämlich eine linke Zylinderreihe C₁ und eine rechte Zylinderreihe C₂ hat, die in Form des Buchstabens "V" angeordnet sind. Der Zylinderblock 1 dieser Brennkraftmaschine hat eine obere Fläche, die als horizontale Fläche 1 a in ihrem mittleren Bereich bzw. als dachförmig angeordnete geneigte Flächen 1 b₁ und 1 b₂ in ihrem rechten bzw. linken Seitenbereich ausgebildet ist. Die Zylinderreihen C₁ und C₂ weisen ihre betreffenden drei Zylinder 2 derart auf, daß deren obere Enden in die derart geneigten Flächen 1 b₁ und 1 b₂ hinein geöffnet sind und deren jeweiligen Zylinderköpfe 3 mit denselben geneigten Flächen 1 b₁ und 1 b₂ verbunden sind. Mit der horizontalen Fläche 1 a ist ein Ansaugleitungssystem M derart verbunden, daß dessen rechte und linke Seiten mit den inneren Flächen der rechten bzw. linken Zylinderköpfe 3 verbunden sind. Außerdem ist auf der oberen Fläche des Ansaugleitungssytems M ein Vergaser Ca montiert.

Jeder der Zylinderköpfe 3 ist mit einer Hauptverbrennungskammer 7 ausgebildet, die durch den korrespondierenden Kolben 5, eine Hilfsverbrennungskammer 8, die eine Verbindung mit der Hauptverbrennungskammer 7 über eine Nachzünddüse 9 hat, eine Hauptgemischeintrittsöffnung 10 und eine Abgasöffnung 14, welche jeweils in die Hauptverbrennungskammer 7 hinein geöffnet ist, sowie eine Hilfsgemischeintrittsöffnung 11, die in die Hilfsverbrennungskammer hinein geöffnet ist, definiert. Die Hauptgemischeintrittsöffnung 10, die Hilfsgemischeintrittsöffnung 11 und die Abgasöffnung 14 werden mittels eines Hauptansaugventils 12, eines Hilfsansaugventils 13 bzw. eines Abgasventils 15 geöffnet und geschlossen. Die Elektrode einer Zündkerze 16, die in den Zylinderkopf 3 eingeschraubt ist, steht der korrespondierenden Hilfsverbrennungskammer 8 gegenüber.

Der zuvor erwähnte Vergaser Ca ist in der Lage, gleichzeitig ein mageres Hauptgemisch und ein fettes Hilfsgemisch zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck ist der Vergaserbereich zum Liefern des Hauptgemisches vom Verbundtyp, der erste und zweite Bohrungen hat. Außerdem werden die zuvor erwähnten Haupt- und Hilfsgemische durch das Ansaugleitungssystem auf die Hauptgemischeintrittsöffnung 10 bzw. die Hilfsgemischeintrittsöffnung 11 verteilt.

Auf diese Weise wird in jedem Zylinder 2 dann, wenn das Hauptansaugventil 12 und das Hilfsansaugventil 13 während des Ansaughubes des korrespondierenden Kolbens 5 geöffnet werden, das Hauptgemisch durch die Hauptgemischeintrittsöffnung 10 in die Hauptverbrennungskammer 7 angesaugt, während das Hilfsgemisch durch die Hilfsgemischeintrittsöffnung 10 in die Hilfsverbrennungskammer 8 angesaugt wird. Dann wird nahe dem Ende des folgenden Kompressionshubes das fette Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 8 durch die Zündkerze 16 gezündet, und die sich ergebende Zündflamme setzt sich durch die Nachzünddüse 9 in die Hauptverbrennungskammer 7 hinein fort, um dabei das magere Gemisch in der Hauptverbrennungskammer 7 zu zünden und zu verbrennen. Im Ergebnis kann das magere Gemisch, das ein hohes Luft/Kraftstoff- Gesamtverhältnis hat, verbrannt werden. Nahe dem Ende des Expansionshubes des Kolbens 5 wird das Abgasventil 15 für den folgenden Auspuffhub geöffnet. Die Auspuffgase strömen durch die Abgasöffnung 14 und weiter zu einem von Abgasrohren 17.

Die folgende Beschreibung ist auf die Kanäle bzw. die Strömungswege der zuvor erwähnten Haupt- und Hilfsgemische durch das Ansaugleitungssystem M gerichtet.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Ansaugleitungssystem M, wobei dessen oberer Bereich links von der Brennkraftmaschine E angeordnet ist, d. h. auf der Seite der Zylinderreihe C₁, während dessen unterer Bereich an der rechten Seite desselben angeordnet ist, d. h. an der Seite der Zylinderreihe C₂, wobei dessen linker Bereich vor der Brennkraftmaschine E angeordnet ist, während dessen rechter Bereich hinter derselben angeordnet ist.

In die obere Fläche des Ansaugleitungssystems M, d. h. in eine Deckwand 18 davon hinein öffnen sich eine erste Einlaßöffnung 19 und zweite Einlaßöffnung 19′, welche Einlaßöffnungen mit der ersten bzw. zweiten Bohrung zum Zuführen des mageren Hauptgemisches aus dem zuvor erläuterten Vergaser Ca kommunizieren, und eine Hilfseinlaßöffnung 20, die mit der Hilfsbohrung zum Zuführen des fetten Hilfsgemisches von demselben Vergser Ca kommuniziert. Die erste Einlaßöffnung 19 und die zweiten Einlaßöffnung 19′ sowie die Hilfseinlaßöffnung 20 sind in der Längsrichtung der Brennkraftmaschine E, d. h. in der axialen Richtung der Kurbelwelle 4 angeordnet. Gerade unterhalb der ersten Einlaßöffnung 19 und der zweiten Einlaßöffnung 19′ ist eine Gemischverteilungskammer 21 angeordnet, die mit diesem kommuniziert. Die Gemischverteilungskammer 21 besteht aus einer oberen Teilkammer 21 a und einer unteren Teilkammer 21 b, die eine größere Kapazität als die Teilkammer 21 a hat. Von den beiden Seitenwänden der unteren Teilkammer 21 b aus erstrecken sich drei Ansaugkanäle 24, die zu der Hauptgemischeintrittsöffnung 10 der jeweils korrespondierenden Zylinderreihe C₁ bzw. C₂ führen. Eine Trennwand 21 c, die die obere Teilkammer 21 a und die untere Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21 voneinander trennt, ist mit einer Durchlaßöffnung 23 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der oberen Teilkammer 21 a und der unteren Teilkammer 21 b schafft.

Auf diese Weise strömt das Hauptgemisch, das von dem Vergaser Ca zugeführt wird, von der ersten Einlaßöffnung 19 oder der zweiten Einlaßöffnung 19′ in die obere Teilkammer 21 a der Gemischverteilungskammer 21 und dann durch die Durchlaßöffnung 23 in die untere Teilkammer 21 b. Das magere Gemisch wird dann auf die Vielzahl von Ansaugkanälen 24 verteilt, bis es in die betreffenden Hauptgemischeintrittsöffnungen 10 gesaugt wird, wie dies zuvor beschrieben wurde. Da das Hauptgemisch, das in die Gemischverteilungskammer 21 eingeführt wird, auf diese Weise durch die obere Teilkammer 21 a und die untere Teilkammer 21 b strömt, wird die Zerstäubung des Kraftstoffs in dem Gemisch im höchsten Maße durch die betreffenden Expansionsvorgänge und durch den Aufwärmvorgang, der durch die Kammerwandungen bewirkt wird, gefördert. Gleichzeitig werden Schwingungen der Ansaugluft in den betreffenden Verbrennungskammern durch die obere Teilkammer 21 a und die untere Teilkammer 21 a gedämpft, so daß die Interferenz in der Ansaugluft zwischen den betreffenden Verbrennungskammern erheblich reduziert werden kann.

In der Beschreibung, die bisher gegeben wurde, wird vorausgesetzt, daß die wirksame Querschnittsfläche der Durchlaßöffnung 23 größer als die Summe der wirksamen Querschnittsflächen der ersten Einlaßöffnung 19 und der zweiten Einlaßöffnung 19′ gemacht ist. Als Ergebnis setzt die Durchlaßöffnung 23 der Ansaugluft nur wenig Strömungswiderstand entgegen. Dies gilt selbst während eines hochtourigen Betriebs, in dem die Brennkraftmaschine mit magerem Gemisch sowohl aus der ersten als auch aus der zweiten Bohrung des Vergasers Ca vesorgt wird. Außerdem ist die Durchlaßöffnung 23 an ihrem unteren Ende mit einer ringförmigen vorspringenden Kante 23 a ausgebildet, die in die untere Teilkammer 21 b vorsteht. Die ringförmige vorspringende Kante 23 a fungiert dahingehend, daß sie jedweden flüssigen Kraftstoff, der nach unten auf die Umfangswand der Durchlaßöffnung fließt, mit dem Ansaugvorgang wegbläst, was die Zerstäubung dieses flüssigen Kraftstoffs fördert, und dahingehend, daß das Hauptgemisch, das von der oberen Teilkammer 21 a zu der unteren Teilkammer 21 b fließt, in einer Weise geführt wird, daß es auf die Bodenwandung der unteren Teilkammer 21 b trifft. Diese Bodenwandung wird durch ein später zu beschreibendes Kühlleitungssystem Jm erwärmt, wodurch die Zerstäubung dieses Kraftstoffs weiter gefördert wird. Wie in den Fig. 1, 2 u. 8 gezeigt, ist die Durchlaßöffnung 23 darüber hinaus im wesentlichen koaxial mit der ersten Einlaßöffnung 19 angeordnet. Dies führt in diesem Fall dazu, daß da der Strömungswiderstand zwischen der ersten Bohrung des Vergasers Ca, die zu der ersten Einlaßöffnung 19 führt, und der Durchlaßöffnung 23 niedrig ist, insbesondere der Niedriglastbetrieb der Brennkraftmaschine verbessert werden kann. Im Hinblick auf Fig. 11 wird ersichtlich, daß der hochtourige Betrieb der Brennkraftmaschine dann verbessert werden kann, wenn die Durchlaßöffnung 23 im wesentlichen koaxial mit der zweiten Einlaßöffnung 19′ angeordnet ist. Außerdem ist die untere Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21 im mittleren Bereich zwischen der linken Zylinderreihe C₁ und der rechten Zylinderreihe C₂ angeordnet, so daß die Ansaugkanäle 24, die von der unteren Teilkammer 21 b wegführen, so ausgeführt werden können, daß sie gleiche Längen für die linke Zylinderreihe C₁ und die rechte Zylinderreihe C₂ haben, um dadurch eine gleichförmige Verteilung des Gemischs auf die beiden Zylinderreihen C₁ und C₂ zu erzielen.

Zurückkommend auf Fig. 1 und Fig. 2 ist festzustellen, daß das Abgasrohr 17 auf einer Seite mit einem Abgasauslaß 26 ausgebildet ist und daß das Ansaugleitungssystem M mit einer Einlaßöffnung 27 an seiner hinteren Fläche ausgebildet ist. Der Abgasauslaß 26 und die Einlaßöffnung 27 sind über einen Abgasrückführungskanal 28 miteinander verbunden.

Wie in den Fig. 2, 4, 5, 6, 7 u. 8 gezeigt, ist das Ansaugleitungssystem M in seiner Wandung mit einem Abgasrückführungskanal 30 ausgebildet, der eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 27 und einer Auslaßöffnung 29 schafft, die sich in die vordere Wandung der oberen Teilkammer 21 a der Gemischverteilungskammer 21 öffnet. Daraus ergibt sich, daß der Abgasrückführungskanal 30 mit seinem stromaufwärtigen Ende an der Einlaßöffnung 27 und mit seinem stromabwärtigen Ende an der Auslaßöffnung 29 endet. Der Abgasrückführungskanal 30 ist aus einem mittleren Abschnitt 30 b, der in seiner Längsausdehnung in horizontaler Richtung gerade unterhalb der Gemischverteilungskammer 21 verläuft, aus einem stromaufwärtigen Abschnitt 30 a, der sich von der Einlaßöffnung 27 aus in Richtung auf das hintere Ende dieses mittleren Abschnitts 30 b absenkt, und aus einem stromabwärtigen Abschnitt 30 c, der von dem vorderen Ende des mittleren Abschnitts 30 b in Richtung auf die Auslaßöffnung 29 aufsteigt, zusammengesetzt. Dieser stromaufwärtige Abschnitt 30 a hat eine mittlere Öffnung bei 31 und 31′ in der oberen Fläche des Ansaugleitungssystems M. Ein Abgasrückführungssteuerventil 32 ist derart in dem Ansaugleitungssystem M montiert, daß es diese mittleren Öffnungen 31, 31′ verbindet. Wie in Fig. 2 u. Fig. 8 gezeigt, ist eine Leitplatte 33, die der Auslaßöffnung 29 gegenübersteht, derart angeordnet, daß sie sich nach oben in die obere Teilkammer 21 a der Gemischverteilungskammer 21 erstreckt.

Auf diese Weise strömt während des Betriebs der Brennkraftmaschine E ein Teil des Abgases, das durch das Abgasrohr 17 herangeführt wird, von dem Abgasauslaß 26 durch den Abgasrückführungskanal 28 und weiter durch die Einlaßöffnung 27 in den Abgasrückführungskanal 30 und wird auf eine derartige Strömungsgeschwindigkeit durch die Betätigung des Abgasrückführungssteuerventils 32 eingestellt, wie sie für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausreichend ist, bis es von der Auslaßöffnung 29 in die obere Teilkammer 21 a der Gemischverteilungskammer 21 strömt. Das Abgas, das auf diese Weise in die obere Teilkammer 21 a geströmt ist, trifft augenblicklich auf die Leitplatte 33, so daß der Strom getrennt und Teilströme nach rechts und links geleitet und in das Hauptgemisch eingemischt werden, das durch die Gemischverteilungskammer 21 strömt. Das Abgas, das auf diese Weise vermischt wird, strömt in die untere Teilkammer 21 b, um dadurch das Ausmaß der Mischung mit dem Hauptgemisch zu fördern. Da das Abgas unterdessen noch immer auf einer höheren Temperatur liegt als das Hauptgemisch, wärmt es direkt das Hauptgemisch auf, wodurch die Zerstäubung des Hauptgemisches gefördert wird. Auf diese Weise wird das Abgas zusammen mit dem mageren Hauptgemisch auf die betreffenden Hauptgemischeintrittsöffnungen 10 durch die Ansaugkanäle 24 verteilt, bis es zu den Hauptverbrennungskammern 7 zurückgeführt ist. Das Abgas, das auf diese Weise zurückgeführt wird, drückt den übermäßigen Anstieg der Verbrennungstemperatur des Gemisches herab, während dieses Gemisch verbrannt wird, wodurch es eine Rolle bei dem Herabsetzen der Emission von Stickoxid spielt.

Die Brennkraftmaschine E und das Ansaugleitungssystem M sind mit Kühlleitungssystemen Je u. Jm zum Aufwärmen ihrer betreffenden Gemische versehen. Die Kühlflüssigkeitskreisläufe dieser Kühlleitungssysteme werden im folgenden anhand von Fig. 10 beschrieben.

In einer Leitung 34, die von einem Auslaß Ro eines Radiators R wegführt und zu einem Einlaß Ri desselben zurückführt, sind in Strömungsrichtung von einem stromaufwärtigen Ausgangspunkt aus betrachtet eine Kühlflüssigkeitspumpe P, das erste Kühlleitungssystem Je der Brennkraftmaschine E und das zweite Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M enthalten, wobei diese Elemente alle in Reihe geschaltet sind. Die Kühlflüssigkeitspumpe P wird mechanisch durch die Brennkraftmaschine E angetrieben, um die Kühlflüssigkeit aus dem Auslaß Ro des Radiators R herauszupumpen und sie dann in das Kühlleitungssystem Je zu pumpen. Einem Auslaß Jmo des Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M ist ein Thermostat-Steuerventil T zugeordnet, das wirksam gemacht wird, um zu öffnen, wenn die Temperatur in dem Kühlleitungssystem Jm einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Von dem Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M aus erstrecken sich ein erster Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₁ und ein zweiter Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₂, die mit der Leitung 34 zwischen dem Auslaß Ro des Radiators R und der Kühlflüssigkeitspumpe P verbunden sind. In den zweiten Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₂ ist ein Wärmeaustauscher H für den Innenraum des Automobils eingefügt.

Außerdem ist dem Ansaugleitungssystem M sowohl ein temperaturempfindlicher Schalter Sf, der betätigt wird, um einen elektrischen Kühlventilator F des Radiators R einzuschalten, wenn er den Umstand erfaßt, daß die Kühlflüssigkeitstemperatur in dem Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M auf einen höheren Wert als den vorbestimmten Wert ansteigt, als auch ein Temperatursensor S, der einen Wärmeanzeiger (nicht gezeigt) in Abhängigkeit von der Änderung derselben Kühlflüssigkeitstemperatur betätigt, zugeordnet. Nebenbei bemerkt bezeichnen die Bezugszeichen Jei, Jeo u. Jmi, die in den Figuren erscheinen, den Einlaß des Kühlleitungssystems Je, den Auslaß desselben bzw. den Einlaß des Kühlleitungssystems Jm.

Auf diese Weise schließt das Thermostat-Steuerventil T dann, wenn die Brennkraftmaschine E bei niedriger Temperatur betrieben wird, um den Auslaß Jmo des Kühlleitungssystems Jm des Ansaugleitungssystems M abzusperren. Als Ergebnis wird die Kühlflüssigkeit, die durch die Kühlflüssigkeitspumpe P abgepumpt wird, zunächst in das Kühlflüssigkeitssystem Je der Brennkraftmaschine E und dann in das Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M eingespeist. Danach wird die Kühlflüssigkeit zu dem ersten Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₁ und dem zweiten Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₂ derart umgeleitet, daß sie den Radiator R umgeht und wieder in die Leitung 34 stromabwärts von dem Radiator R eintritt, bis sie anschließend in die Kühlflüssigkeitspumpe P eintritt. Die Zirkulation, wie sie bisher beschrieben wurde, wiederholt sich. Als Ergebnis strömt die Kühlflüssigkeit in der Leitung 34 nicht durch den Radiator R, wobei ein nur geringes Maß an Wärmeabgabe gegeben ist, so daß ihre Temperatur sofort entsprechend der Wärmeerzeugung der Brennkraftmaschine E angehoben werden kann. Dies fördert das Aufwärmen der Brennkraftmaschine E und den Temperaturanstieg in dem Ansaugleitungssystem M. Dann verläßt die Kühlflüssigkeit, die durch das Kühlleitungssystem Jm geflossen ist, wenn die Temperatur in dem Kühlleitungssystem Jm den vorbestimmten Wert übersteigt, so daß das Thermostat-Steuerventil T geöffnet wird, größtenteils den Auslaß Jmo, der einen kleinen Strömungswiderstand hat, bis sie in den Einlaß Ri des Radiators R eintritt, so daß sie ihre Wärme abgibt, während sie durch den Radiator R fließt. Der verbleibende Teil der Kühlflüssigkeit fließt durch den ersten Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₁ und den zweiten Kühlflüssigkeitsumgehungskanal 35₂, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Darüber hinaus arbeitet der elektrische Kühlventilator F dann, wenn die Temperatur in dem Kühlleitungssystem Jm angestiegen ist, so daß der temperaturempfindliche Schalter Sf geschlossen wird, um die Wärmeabgabe in dem Radiator R zu fördern. Auf diese Weise fließt die Kühlflüssigkeit, die von der Kühlflüssigkeitspumpe P ausgepumpt wird, dauernd und vollständig nacheinander durch die Kühlleitungssysteme Je u. Jm, um dadurch die Brennkraftmaschine E und das Ansaugleitungssystem M auf genaue Temperaturwerte einzuregeln.

Als nächstes werden die Konstruktionen der Kühlleitungssysteme Je u. Jm beschrieben.

Zunächst sei festgestellt, daß das Kühlleitungssystem Je der Brennkraftmaschine E, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einem unteren Hüllrohr 36, das in dem Zylinderblock 1 derart ausgebildet ist, daß es die Zylinder 2 in jeder der Zylinderreihen C₁ u. C₂ einschließt, und aus einem oberen Hüllrohr 37, das in jedem Zylinderkopf 3 ausgebildet ist, zusammengesetzt ist. Das obere Hüllrohr 37 ist derart ausgeführt, daß es mit dem unteren Hüllrohr 36 über eine Verbindungsöffnung 38, die sich durch die miteinander verbundenen Flächen des Zylinderblocks 1 und der Zylinderköpfe 3 erstreckt, kommuniziert, und es ist aus einem stromabwärtigen Abschnitt 37 b, der die Hauptgemischeintrittsöffnung 10 und die Hilfsgemischeintrittsöffnung 11 einschließt, und aus einem stromaufwärtigen Abschnitt 37 a, der die Abgasöffnung 14 und die Zündkerze 16 usw. einschließt, zusammengesetzt. Obgleich in Fig. 1 nicht gezeigt, ist der Einlaß des Kühlleitungssystems Je in einem unteren Bereich des unteren Hüllrohrs 36 angeordnet. Das obere Hüllrohr 37 ist derart ausgebildet, daß es mit dem Auslaß Jeo, der sich in die horizontale Fläche 1 a des Zylinderblocks 1 öffnet, durch einen Kanal 39, der davon zu einem oberen Bereich des Zylinderdblocks 1 zurückkehrt, kommuniziert. Außerdem kommuniziert dieser Auslaß Jeo direkt mit dem Einlaß Jmi des Kühlleitungssystems Jm, der sich in die untere Fläche des Ansaugleitungssystems M öffnet. Als Ergebnis tritt die Kühlflüssigkeit, die von der Kühlflüssigkeitspumpe P ausgepumpt wird, zunächst in das untere Hüllrohr 36 ein, um dadurch die umgebenden Bereiche des Zylinders 2 herabzukühlen. Danach fließt die Kühlflüssigkeit durch die Verbindungsöffnung 38 in das obere Kühlrohr 37, in welchem es durch den stromaufwärtigen Abschnitt 37 a davon fließt, um die umgebenden Bereiche der Abgasventile 15 und der Zündkerzen 16 herabzukühlen, und dann in den stromabwärtigen Abschnitt 37 b davon hinein, um die umgebenden Bereiche der Hauptgemischeintrittsöffnungen 10 und der Hilfsgemischeintrittsöffnungen 11 aufzuwärmen. Danach fließt die Kühlflüssigkeit in der Folge durch den Kanal 39 und den Auslaß Jeo sowie den Einlaß Jmi, bis sie in das Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M hineinfließt. Das Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungssystems M ist oberhalb des oberen Hüllrohrs 37 in den Zylinderköpfen 3 derart angeordnet, daß jede entstehende Blase augenblicklich in das Kühlleitungssystem Jm selbst dann, wenn sie in dem oberen Hüllrohr 37 erzeugt wird, eingeführt wird, wodurch sie daran gehindert wird, in dem oberen Hüllrohr 37 zu verbleiben.

Mehr ins einzelne gehend sind, wie dies in Fig. 2 u. Fig. 3 gezeigt ist, der Auslaß Jeo des Kühlleitungssystems Je und der Einlaß Jmi des Kühleitungssystems Jm jeweils so ausgebildet, daß sie abgeflachte Querschnitte haben, wobei drei von ihnen an der Seite der linken Zylinderreihe C₁ an der linken Seite der betreffenden Verbindungsflächen zwischen dem Zylinderblock 1 und dem Ansaugleitungssystem M angeordnet sind, während drei von ihnen an der Seite der rechten Zylinderreihe C₂ an der rechten Seite der betreffenden Verbindungsflächen desselben angeordnet sind.

Das Kühlleitungssystem Jm des Ansaugleitungsssystem M ist, wie in Fig. 3 u. Fig. 5 gezeigt, aus einem Paar rechtsseitiger und linksseitiger Kühlmittelkanäle 40 zusammengesetzt, die sich in Längsrichtung erstrecken, während die untere Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21 zwischen ihnen liegt. Ein Paar unterer Kühlmittelkanäle 41, die sich ebenfalls in Längsrichtung gerade unterhalb der Gemischverteilungskammer 21 erstrecken, nehmen den Abgasrückführungskanal 30 zwischen sich auf, der eine Verbindung mit den korrespondierenden seitlichen Kühlmittelkanälen 40 über eine Verbindungsöffnung 43 hat. Ein Sammelhüllrohr 42 (Fig. 4 u. Fig. 6) ist an dem hinteren Ende der Gemischverteilungskammer 21 in einer Weise angeordnet, daß es mit allen der rechtsseitigen und linksseitigen Kühlmittelkanäle 40 und den unteren Kühlmittelkanälen 41 kommuniziert. Der zuvor erwähnte Einlaß Jmi öffnet sich in die unteren Flächen jeder der oberen seitlichen Kühlmittelkanäle 40. Andererseits sind die seitlichen Kühlmittelkanäle 40 sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite derart ausgeführt - wie dies in Fig. 7 gezeigt ist -, daß sie miteinander um die Ansaugkanäle 24 herum durch einen oberen Kühlmittelkanal 44 kommunizieren. Das Sammelhüllrohr 42 ist, wie in Fig. 8 gezeigt, mit einem ringförmigen Hüllrohr 42 a ausgebildet, das den stromaufwärtigen Abschnitt 30 a des Abgasrückführungskanals 30 einschließt und das sich in Nachbarschaft der Bodenwand einer ersten Hilfsverteilungskammer 22 und der Seitenwand der unteren Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21 erstreckt. Wie in Fig. 4 u. Fig. 8 gezeigt, ist der zuvor erläuterte Auslaß Jmo in einem oberen Abschnitt des Sammelhüllrohrs 42 ausgebildet, und das zuvor erwähnte Thermostat-Steuerventil T ist auf dem Auslaß Jmo montiert.

In Fig. 4 ist gezeigt, daß der zuvor erläuterte temperaturempfindliche Schalter Sf und der Temperatursensor S für das Erfassen der Temperatur der Kühlflüssigkeit in Montagelöchern 45 bzw. 46, die an der hinteren Fläche des Ansaugleitungssystems M ausgebildet sind, derart montiert sind, daß sie die Kühlflüssgkeitstemperatur in dem zuvor erwähnten Sammelhüllrohr 42 erfassen können. Von derselben Endfläche stehen Verbindungsrohre 47₁ u. 47₂ vor, die Verbindungen zu den betreffenden stromaufwärtigen Enden des zuvor erläuterten ersten Kühlflüssigkeitsumgehungskanals 35₁ und des zweiten Kühlflüssigkeitsumgehungskanals 35₂ schaffen. Das Bezugszeichen 48 bezeichnet im übrigen eine Montagebelüftungsbohrung.

Auf diese Weise fließt die heiße Kühlflüssigkeit in die rechtsseitigen und linksseitigen Kühlmittelkanäle 40 und die oberen Kühlmittelkanäle 44, nachdem sie die Brennkraftmaschine E heruntergekühlt hat und in die betreffenden Einlässe Jmi des Kühlleitungssystems Jm des Ansaugleitungssystems M hineingeflossen ist, und ferner durch die Verbindungsöffnung 43 in den unteren Kühlmittelkanal 41 auf derselben Seite. Die Ströme der heißen Kühlflüssigkeit, die auf diese Weise in die betreffenden Kühlmittelkanäle 40, 44 u. 41 eingetreten sind, fließen in das Sammelhüllrohr 42, während sie sowohl die obere Teilkammer 21 a als auch die untere Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21, die erste Hilfsverteilungskammer 22 und eine zweite Hilfsverteilungskammer 22′ sowie die Ansaugkanäle 24 aufgewärmt haben, um dadurch die Zerstäubung der Gemische, die durch diese strömen, zu fördern. Die Ströme kühlen den mittleren Abschnitt 30 b des Abgasrückführungskanals 30 herab, um dadurch die Temperatur des Abgases, das durch diesen strömt, herabzusetzen. Zu dieser Zeit wärmen sie sowohl die untere Teilkammer 21 b der Gemischverteilungskammer 21 als auch die untere Wandung der ersten Hilfsverteilungskammer 22 durch das ringförmige Hüllrohr 42 a auf, während sie den stromaufwärtigen Abschnitt 30 a des Abgasrückführungskanals 30 herabkühlen, um die Zerstäubung der Haupt- und Hilfsgemische, die durchströmen, zu fördern. Sie kühlen den stromaufwärtigen Abschnitt 30 a des Abgasrückführungskanals 30 herab, um dadurch die Temperatur des Abgases, das durch diesen strömt, herabzusetzen. Das Haupt- und Hilfsgemisch, deren Zerstäubung auf diese Weise gefördert wird, werden in die Hauptverbrennungskammer 7 und die Hilfsverbrennungskammer 8 eingezogen, so daß sie im zufriedenstellenden Ausmaß verbrannt werden können. Andererseits wird das Abgas, dessen Temperatur im erforderlichen Maße herabgesetzt ist, den Kraftstoff, der die betreffenden Bereiche der Gemischverteilungskammer 21 befeuchtet, wenn das Abgas in die Gemischverteilungskammer 21 eingeführt wird, nicht karbonisieren oder verkohlen.

Beiläufig bemerkt kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf eine Brennkraftmaschine des Nachzündtyps angewendet werden, bei dem Hilfsverbrennungskammern vorhanden sind, wie sie zuvor beschrieben wurden, sondern ebenfalls auf jeden herkömmlichen Typ von Brennkraftmaschine. Im letzteren Fall kann das zuvor beschriebene Ansaugleitungssystem M derart modifiziert werden, daß auf die Kanäle, die von den Hilfseinlaßöffnungen 20 zu den zweiten Hilfszweigkanälen 25′ führen, verzichtet wird. Dabei korrespondieren die Gemischverteilungskammer 21 und die Ansaugkanäle 24 in der vorhergehenden Ausführungsform mit der Verteilungskammer bzw. den Ansaugkanälen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Kurz ausgedrückt bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile:

In der erfindungsgemäßen Ansaugleitungssystem-Konstruktion können sich die beiden Gemische aus dem Vergaser in der oberen Teilkammer bzw. der unteren Teilkammer der Gemischverteilungskammer ausdehnen, wodurch deren Zerstäubung in hohem Maße gefördert wird. Als Ergebnis können die Gemische selbst dann, wenn die jeweiligen Entfernungen zwischen dem Vergaser und den betreffenden Ansaugkanälen unterschiedlich sind, gleichförmig auf die betreffenden Verbrennungskammern verteilt werden, und zur gleichen Zeit können Ansaugschwingungen innerhalb der betreffenden Verbrennungskammern in der oberen Teilkammer und der unteren Teilkammer gedämpft werden, so daß Interferenzen in den Ansauggemischen zwischen den betreffenden Verbrennungskammern merklich reduziert werden können.

Darüber hinaus ist es, wenn das Abgas, das rückzuführen ist, als erstes in die obere Teilkammer der Gemischverteilungskammer und dann in die untere Teilkammer derselben fließt, bis es auf die betreffenden Ansaugkanäle verteilt wird, möglich, die Verweilzeit des Abgases in der Gemischverteilungskammer zum Zwecke einer guten Mischung des Abgases mit den Gemischen zu verlängern. Als Ergebnis können die Gemische direkt durch die Wärme des Abgases aufgewärmt werden, um dadurch deren Zerstäubung wirksam zu fördern und deren gleichförmige Verteilung auf die betreffenden Ansaugkanäle zu verbessern.

Außerdem hat der Abgasrückführungskanal, der in dem Ansaugleitungssystem ausgebildet ist, eine totale Länge, die ausreicht, daß er derart unterhalb der Bodenwandung der Gemischverteilungskammer liegen kann, daß die Temperatur des Abgases, das durch den Abgasrückführungskanal strömt, im erforderlichen Maße herabgesetzt werden kann, um so zu verhindern, daß ein Kraftstoffbenetzungsfilm in der Gemischverteilungskammer karbonisiert oder verkohlt wird. Im Ergebnis ist es unnötig, den Abgasrückführungskanal oder das Abgasrückführungsrohr, das um das Ansaugleitungssystem herum angeordnet ist, besonders zu verlängern und Kühlrippen an dem äußeren Umfang des Abgasrückführungsrohrs anzubringen, so daß die Ansaugleitungssystem-Konstruktion insgesamt kompakt ausgeführt werden kann.

Da der mittlere Abschnitt des Abgasrückführungskanals gerade unterhalb der Gemischverteilungskammer und in Längsrichtung der Brennkraftmaschine, d. h. parallel zu der Achse der Kurbelwelle angeordnet ist, kann der Abgasrückführungskanal auf leichte Weise ohne durch die Vielzahl von Ansaugkanälen, die aus der Gemischverteilungskammer herausführen, behindert zu sein, ausgebildet sein, um dadurch die Funktion des Ansaugleitungssystems zu verbessern. Dieser Effekt tritt besonders in dem Fall eines Ansaugleitungssystems für eine Brennkraftmaschine des V-Typs zutage, bei dem die Vielzahl der Ansaugkanäle zu der rechten Seite und der linken Seite der Gemischverteilungskammer führen.

Weil das Aufwärmwasserhüllrohr, das mit dem Abkühlwasserhüllrohr in dem Zylinderblock kommuniziert, in dem Ansaugleitungssystem ausgebildet ist und sich in Nachbarschaft der Gemischverteilungskammer und des Abgasrückführungskanals befindet, kann der Aufwärmvorgang der Gemischverteilungskammer und der Abkühlvorgang des Abgasrückführungskanals gleichzeitig durch den Kühlflüssigkeitskreislauf in der Brennkraftmaschine bewirkt werden. Das Wasserhüllrohr ist auf jeder der rechten und linken Seiten des Abgasrückführungskanals angeordnet, so daß die Kühlungszone dieses Kanals vergrößert werden kann, um den Abkühlungsvorgang des besagten Kanals noch wirksamer zu fördern.

Desweiteren ist die Mehrzylinder-V-Brennkraftmaschine, in der jeder der Zylinder mit einer Haupt- und Hilfsverbrennungskammer ausgestattet ist, derart konstruiert, daß die erste Hilfsverteilungskammer auf einer Seite in Längsrichtung der Gemischverteilungskammer angeordnet ist, die paarweise vorgesehenen zweiten Hilfsverteilungskammern auf den gegenüberliegenden Seiten der Gemischverteilungskammer angeordnet sind und die Vielzahl von zweiten Hilfszweigkanälen aus den betreffenden zweiten Hilfsverteilungskammern herausgeführt sind. Deswegen wird das Hilfsgemisch aus dem Vergaser zunächst bei der ersten Hilfsverteilungskammer in zwei Hälften für beide der Zylinderreihen aufgeteilt und den zweiten Hilfsverteilungskammern zugeführt. Als Ergebnis sind die Verteilungskanäle des Hilfsgemisches im wesentlichen bisymmetrisch gestaltet, ohne daß sie durch die Gemischverteilungskammer behindert werden, so daß das Hilfsgemisch gleichförmig auf die Hilfsverbrennungskammern der rechten und linken Zylinderreihe verteilt werden kann.

Desweiteren kann, da zweite Hilfsverteilungskammern für die Zylinderreihen vorgesehen sind, die Interferenz in der Ansaugluft zwischen den Hilfsverbrennungskammern der rechten und linken Zylinderreihen vermieden werden, das ausgezeichnete Einflüsse auf die gleichförmige Verteilung des Hilfsgemischs hat.

Da ein Wasserhüllrohr nahe der Bodenwandung der Hilfsverteilungskammer und/oder den Hilfszweigkanälen angeordnet ist, kann das Hilfsgemisch zerstäubt und gleichförmig auf die betreffenden Hilfsverbrennungskammern aufgeteilt werden. Darüber hinaus können, weil das zuvor erläuterte Wasserhüllrohr nahe der Gemischverteilungskammer oder den Ansaugkanälen angeordnet ist, ebenfalls das Hauptgemisch und das Hilfsgemisch durch das gemeinsame Wasserhüllrohr aufgewärmt werden, so daß die Ansaugrohrstruktur kompakt ausgebildet werden kann, ohne daß es notwendig wäre, das Wasserhüllrohr aus zwei Haupt- und Hilfssystemen aufzubauen.

Desweiteren kann, da die Kühlflüssigkeit, die den Zylinderblock der Brennkraftmaschine herabgekühlt hat, vollständig in das Aufwärmhüllrohr des Ansaugleitungssystems eingeführt wird, die Wärme der Brennkraftmaschinen-Kühlflüssigkeit vollkommen ausgenutzt werden, um das Ansaugleitungssystem aufzuwärmen, wodurch die Zerstäubung des Gemischs, das durch das Ansaugleitungssystem strömt, gefördert wird.

Da in diesem Fall das Ansaugleitungssystem mit der oberen Fläche des Zylinderblocks derart verbunden ist, daß der Auslaß des kühlenden Wasserhüllrohrs des Zylinderblocks direkt mit dem Einlaß des Wasserhüllrohrs des Ansaugleitungssystems kommunizieren kann, kann die Kühlflüssigkeit ihre Temperatur aufrechterhalten, während sie von dem Zylinderblock zu dem Ansaugleitungssystem strömt, so daß ihre Wärme wirksam ausgenutzt werden kann, um das Ansaugleitungssystem aufzuwärmen. Darüber hinaus ist es, da alle Teile, nämlich der Zylinderblock, das Ansaugleitungssystem, der Radiator und die Kühlflüssigkeitspumpe durch eine Reihe von Zirkulationskanälen miteinander verbunden sind, möglich, andere vorteilhafte Wirkungen zu erreichen. Auf diese Weise können die konstruktiven Ausführungen der Kühlflüssigkeitskanäle so bemerkenswert vereinfacht werden, daß diese bei niedrigen Kosten hergestellt werden können. Außerdem wird der Fluß der Kühlflüssigkeit ausgeglichener gemacht, wodurch die Last für die Kühlflüssigkeitspumpe herabgesetzt wird.

Desweiteren ist das Thermostat-Steuerventil in dem Auslaß des aufwärmenden Wasserhüllrohrs des Ansaugleitungssystems montiert, und das genannte Wasserhüllrohr und die Kühlflüssigkeitspumpe sind über die Umgehungskanäle miteinander verbunden, so daß das Thermostat-Steuerventil in Abhängigkeit von der Kühlflüssigkeitstemperatur in dem Ansaugleitungssystem geöffnet bzw. geschlossen wird. Als Ergebnis wird dann, wenn das Ansaugleitungssystem eine niedrige Temperatur hat, seine Verbindung mit dem Radiator unterbrochen, so daß es schneller aufgewärmt werden kann. Im Gegensatz dazu wird bei einer hohen Temperatur die Verbindung des Ansaugleitungssystems mit dem Radiator wiederhergestellt, so daß es bei einem richtigen Temperaturwert gehalten werden kann, um so den richtigen Gemischladungseffekt der Brennkraftmaschine sicherzustellen. Die Gemischverteilungskammer ist auf diese Weise durch das obere Wasserhüllrohr und das untere Wasserhüllrohr eingeschlossen, so daß sie eine breite Wärmeaufnahmezone hat. Als Ergebnis kann die Gemischverteilungskammer wirksam mit dem Wasserhüllrohr, das eine verhältnismäßig kleine Kapazität hat, wirksam aufgewärmt werden, so daß das Zerstäuben der Gemische und die gleichförmige Verteilung auf die betreffenden Ansaugöffnungen gefördert werden können.

Da das aufwärmende Wasserhüllrohr des Ansaugleitungssystems derart ausgebildet ist, daß es mit dem kühlenden Wasserhüllrohr in dem Zylinderkopf mittels des Verbindungskanals, der in dem Zylinderblock ausgebildet ist, kommunizieren kann, ist es ausreichend, daß die Verbindungsflächen zwischen den Zylinderköpfen und dem Ansaugleitungssystem so ausgebildet sind, daß die Ansaugöffnungen, die sich durch diese erstrecken, in einer luftdichten Weise angeschlossen sind. Als Ergebnis daraus müssen die verbundenen Flächen nicht so konstruiert sein, daß sie vollkommen luftdicht sind, so daß sie einfacher ausgebildet werden können als in dem Fall, in dem der Verbindungskanal zwischen den Wasserhüllrohren des Ansaugleitungssystems und dem Zylinderkopf ausgebildet ist.

Claims (11)

1. Gemischverteilungskammer (21) für ein Ansaugleitungssystem (M) einer Brennkraftmaschine (E), mit einer oberen Teilkammer (21 a), in deren Deckwand (18) mindestens eine Einlaßöffnung (19, 19′) zum Einführen eines Kraftstoff- Luft-Gemischs vorgesehen ist, mit einer unteren Teilkammer (21 b), von der eine Mehrzahl von Ansaugkanälen (24) abgeführt ist, und mit einer eine Durchlaßöffnung (23) aufweisenden Trennwand (21 c) zwischen den beiden Teilkammern (21 a, 21 b), wobei die Durchlaßöffnung (23) durch eine ringförmige Kante der Trennwand (21 c) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Durchlaßöffnung (23) größer ist als die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung bzw. Einlaßöffnungen (19, 19′), daß an der Bodenwand und an den Seitenwänden der Gemischverteilungskammer (21) von einem Kühlleitungssystem (Jm) der Brennkraftmaschine (E) abgeführte Kühlmittelkanäle (40, 41) zur Aufwärmung der Gemischverteilungskammer (21) verlaufen und daß in die obere Teilkammer (21 a) eine Auslaßöffnung (29) eines Abgasrückführungskanals (27, 28, 30, 31) mündet.

2. Gemischverteilungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßöffnung (19, 19′) in der Deckwand der oberen Teilkammer (21 a) koaxial zu der Durchlaßöffnung (23) liegt.

3. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlmittelkanal (41) an der Bodenwand der Gemischverteilungskammer (21) und ein Kühlmittelkanal (40) an einer Seitenwand der Gemischverteilungskammer (21) über eine Verbindungsöffnung (43) in Reihe geschaltet sind.

4. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittelkanäle (41) für die Gemischverteilungskammer (21) auch stromaufwärtige Bereiche der Ansaugkanäle (24) umgeben.

5. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (Jmo) des Kühlleitungssystems (Jm) für die Gemischverteilungskammer (21) mit dem Einlaß (Ri) eines Radiators (R) über eine Leitung (34) verbunden ist, in der ein von der Temperatur am Auslaß (Jmo) des Kühlleitungssystems (Jm) für die Gemischverteilungskammer (21) gesteuertes Thermostat-Steuerventil (T) liegt.

6. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Teilkammer (21 a) der Auslaßöffnung (29) gegenüber eine Leitplatte (33) angeordnet ist.

7. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (30 b) eines Abgasrückführungskanals (27, 28, 30, 31) an der Bodenwand der Gemischverteilungskammer (21) verläuft.

8. Gemischverteilungskammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (30 b) nächst einem Kühlmittelkanal (41) verläuft.

9. Gemischverteilungskammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb der Bodenwand der Gemischverteilungskammer (21) verlaufende Abschnitt (30 b) durch einen Kühlmittelkanal (41) verläuft.

10. Gemischverteilungskammer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den unterhalb der Bodenwand der Gemischverteilungskammer (21) verlaufenden Abschnitt (30 b) des Abgasrückführungskanals (27, 28, 30, 31) ein seitlich der Gemischverteilungskammer (21) nach oben verlaufender Abschnitt (30 c) anschließt, der in der oberen Teilkammer (21 b) mündet.

11. Gemischverteilungskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlmittelkanal (44) durch eine obere Begrenzungswand der unteren Teilkammer (21 b) nächst der oberen Teilkammer (21 a) geführt ist.