DE3435029A1

DE3435029A1 - Luftansaugvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3435029A1
Application number: DE19843435029
Authority: DE
Inventors: Tokuta Mishima Shizuoka Inoue; Kiyohiko Oishi; Takamitsu Okamoto; Keiso Susono Shizuoka Takeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-02-06
Filing date: 1984-09-24
Publication date: 1985-08-14
Also published as: JPH025893B2; JPS60164620A; DE3435029C2; US4574748A

Description

Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

Um in der Brennkammer einer Brennkraftmaschine eine starke Verwirbelungsbewegung zu erzeugen, wenn die Brennkraftmaschine unter geringer Last arbeitet, und um gleichzeitig ein Abfallen des volumetrischen Wirkungsgrades zu verhindern, wenn die Brennkraftmaschine unter hoher Last mit hoher Drehzahl arbeitet, ist eine Brennkraftmaschine mit einem schraubenförmigen Ansaugkanal konzipiert worden, wie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nummer 58-23224 beschrieben.

15' Dieser schraubenförmige Ansauggkanal umfasst einen schraubenförmigen Abschnitt, der um das Einlaßventil herum ausgebildet ist, einen im wesentlichen gerade verlaufenden Ansaugkanalabschnitt, der tangential mit dem schraubenförmigen Abschnitt verbunden ist, und einen Bypass-Kanal, der vom Ansaugkanalabschnitt abzweigt und mit dem Endabschnitt der Schraubenlinie des schraubenförmigen Abschnittes verbunden ist. Ein Strömungskanal-

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steuerventil ist im Bypass-Kanal angeordnet und wird geöffnet, wenn die in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingeführte Luft größer wird als eine vorgegebene Menge. Wenn bei einer derartigen Brennkraftmaschine die in die Zylinder derselben eingeführte Luftmenge gering ist und somit die Brennkraftmaschine unter geringer Last arbeitet, wird Luft in den schraubenförmigen Abschnitt vom Ansaugkanalabschnitt eingeführt, da das Strömungskanalsteuerventil geschlossen ist. Als Folge davon wird die gesamte Luft im schraubenförmigen Abschnitt verwirbelt, so daß auf diese Weise in der Brennkammer eine starke Verwirbelungsbewegung erzeugt wird. Wenn im Gegensatz dazu die in die Zylinder eingeführte Luftmenge groß ist, da die Brennkraftmaschine unter hoher Last bei hoher Drehzahl arbeitet, wird das Strömungskanalsteuerventil geöffnet. Da dadurch der Querschnittsbereich des Luftströmungskanals im Ansaugkanal erhöht und ein großer Teil der Luft über den Bypass-Kanal, der einen niedrigen Strömungswiderstand besitzt, in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingeführt wird, ist es möglich, den Abfall des volümetrischen Wirkungsgrades zu verhindern. Wenn jedoch eine derartige Brennkraftmaschine unter hoher Last und mit hoher Drehzahl arbeitet, ist es schwierig, einen zufriedenstellend hohen volümetrischen Wirkungsgrad zu erreichen, da ein Teil der Luft in dem mit einem großen Strömungswiderstand versehenen schraubenförmigen Abschnitt fließt und da desweiteren das Strömungskanalsteuerventil für die Luft einen Strömungswiderstand hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der der volumetrische Wirkungsgrad erhöht werden kann, wenn die Brennkraftmaschine unter hoher Last mit hoher Drehzahl arbeitet, und bei der eine starke Verwirbelungsbewegung aufrecht-

erhalten werden kann, wenn die Brennkraftmaschine unter niedriger Last arbeitet.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine mit einem Luftfilter, einem Zylinderkopf, einer Brennkammer, einem Einlaßventil und einer Luftansaugvorrichtung gelöst, wobei die Luftansaugvorrichtung die folgenden Bestandteile umfasst: Einen Luftansaugkanal, der den Luftfilter mit der Verbrennungskammer verbindet; einen Zusatzluftansaugkanal mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, die jeweils mit den Luftfilter und dem Hauptluftansaugkanal in Verbindung stehen, wobei der Zusatzluftansaugkanal eine Rohrlänge aufweist, die im wesentlichen der des Hauptluftansaugkanales entspricht; ein Luftpulsierungssteuerventil, das im zweiten Ende des Zusatzluftansaugkanales angeordnet ist; eine erste Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Luftpulsierungssteuerventiles in Abhängigkeit von einer Last der Brennkraftmaschine, um das Luftpulsierungssteuerventil in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine wahlweise zu öffnen oder zu schließen, wenn die Last der Brennkraftmaschine eine vorgegebene erste Last übersteigt, wobei das Luftpulsierungssteuerventil geöffnet ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine innerhalb eines vorgegebenen ersten Drehzahlbereiches liegt, und geschlossen ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine innerhalb eines vorgegebenen zweiten Bereiches liegt; eine im Zylinderkopf ausgebildete Ansaugöffnung, die einen Teil des Hauptluftansaugkanales bildet und einen schraubenförmigen Abschnitt aufweist, der um das Einlaßventil herum ausgebildet ist, einen Schraubenlinienendabschnitt, einen Ansaugkanalabschnitt, der tangential an den schraubenförmigen Abschnitt angeschlossen ist, und einen Bypass-Kanal, der vom Ansaugkanalabschnitt abzweigt und am Schraubenlinienendabschnitt mit dem

schraubenförmigen Abschnitt verbunden ist; ein Strömungskanalsteuerventil, das im Bypass-Kanal angeordnet ist; und eine zweite Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Strömungskanalsteuerventils in Abhängigkeit von der Motorlast, um das Strömungskanalsteuerventil zu öffnen, wenn die Motorlast eine vorgegebene zweite Last übersteigt, die nicht größer ist als die vorgegebene erste Last, und um das Ventil zu schließen, wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene zweite Last.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Figur 2

Figur 3

Figur 4

Figur 5

Figur 6

eine Gesamtansicht einer Luftansaugvorrichtung;

einen Horizontalschnitt durch einen Zylinderkopf;

einen Schnitt durch den Zylinderkopf entlang Linie III - III in Figur 2;

einen Schnitt durch den Zylinderkopf entlang Linie IV - IV in Figur 3;

einen Schnitt durch den Zylinderkopf entlang Linie V - V in Figur 3;

ein Diagramm, in dem der offene und der geschlossene Bereich des Strömungskanalsteuerventils und des Luftpulsierungssteuerventils dargestellt sind;

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3 A 35 0.2

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Figur 7 eine schematische Ansicht der in Figur dargestellten Luftansaugvorrichtung;

Figur 8 ein Diagramm des volumetrischen Wirkungsgrades;

Figur 9 ein Ablaufdiagramm des Steuervorganges des Strömungskanalsteuerventils und des Luftpulsierungssteuerventil; 10

Figur 10 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform einer Luftansaugvorrichtung; und

Figur 11 ein Ablaufdiagramm des Steuervorganges

des Luftpulsierungssteuerventils.

In Figur 1 sind mit 1 ein Motorkörper, mit 2 ein Ansaugkrümmer, mit 3 Abzweigungen des Ansaugkrümmers 2 und mit 4 im Motorkörper 1 ausgebildete Ansaugöffnungen dargestellt. Mit 5 sind Ansaugventile, mit 6 ein am Ansaugkrümmer 2 montierter Luftkanal, mit 7 ein Hauptluftansaugrohr und mit 8 ein flexibler Schiauch bezeichnet, der das Hauptluftansaugrohr 7 und den Luftkanal 6 miteinander verbindet. Ferner sind ein Luftfilter 9, ein Element 10 und ein flexibler Schlauch vorgesehen, der den Luftfilter 9 und das Hauptluftansaugrohr 7 miteinander verbindet. Der flexible Schlauch 11, das Hauptluftansaugrohr 7, der flexible Schlauch 8, der Luftkanal 6, der Ansaugkrümmer 2, die Ansaugkrümmerverzweigungen 3 und die Ansaugöffnungen 4 bilden einen Hauptluftansaugkanal 12, der den Luftfilter 9 mit den Zylindern des Motors verbindet. Der Luftfilter 9 ist über einen flexiblen Schlauch 13 mit einem Tank 14 verbunden, der einen festen volumetrischen Bereich aufweist. Der Tank

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ist über ein Verbindungsrohr 15 an das Hauptluftansaugrohr 7 angeschlossen. Der flexible Schlauch 13, der Tank 14 und das Verbindungsrohr 15 bilden einen ZusatzluftansauSkanal 16· Ein Luftpulsierungssteuerventil 17, das das Öffnen und Schließen des -Zusatzluftansaugkanals 16 steuert, ist im Ende des Verbindungsrohres 15 angeordnet. Das Ventil 17 umfasst eine im Zusatzluftansaugkanal 16 ausgebildete Ventilöffnung 18, einen Ventilkörper 19, der das Offnen und Schließen der Ventilöffnung 18 steuert, und eine Betätigungseinrichtung 20, die den Ventilkörper 19 betätigt. Die Betätigungseinrichtung 20 besitzt eine Vakuumkammer 22 und eine unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 23, die durch eine Membran 21 voneinander getrennt sind.

Eine Druckfeder 24, die die Membran unter Vorspannung setzt, ist in die Vakuumkammer 22 eingesetzt. Die Membran 21 ist über eine Ventilstange 25 mit dem Ventilkörper 19 verbunden.

Wie in Figur 1 gezeigt, ist die Vakuumkammer 22 der Betätigungseinrichtung 20 über eine Leitung 30 an einen Vakuumtank 31 angeschlossen. Der Vakuumtank 31 steht über ein Rückschlagventil 32, das nur eine Luftströmung vom Vakuumtank zum Ansaugkrümmer 2 zulässt, mit dem Ansaugkrümmer 2 in Verbindung. Ein erstes Solenoidventil 33, das in der Lage ist, zur Atmosphäre hin geöffnet zu werden, ist in die Leitung 30 eingesetzt, und der Elektromagnet des Ventiles 33 ist an eine elektronische Steuereinheit 34 angeschlossen. Die elektronische Steuereinheit 34 wird durch einen Digitalcomputer gebildet und umfasst einen RAM 36, einen ROM 37, eine CPU (Mikroprozessor) 38, einen Eingang 39 und einen Ausgang 40, die über eine bidirektionale Sammelleitung 35 miteinander verbunden sind. Der Ausgang 40 ist an den Elektromagneten des ersten Solenoidventils 33 ange-

schlossen. Ein Drosselventil 41 ist in den Luftkanal 6 eingesetzt, und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 42, die Kraftstoff durch das Drosselventil 41 einspritzt, befindet sich an der Innenwand des Luftkanales 6 aufstromseitig des Drosselventiles 41. Am Drosselventil 41 ist ein Drosselschalter 43 befestigt. Dieser Drosselschalter 43 erfasst, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventiles 41 einen vorgegebenen Öffnungsgrad, beispielsweise 50°, übersteigt. Er ist an den Eingang 39 angeschlossen.

Desweiteren ist ein Motordrehzahlfühler 44, der eine Anzahl von Impulsen proportional zur Motordrehzahl erzeugt, an den Eingang 39 angeschlossen.

Als nächstes wird in Verbindung mit den Figuren 2-5 der teilweise Aufbau des Motors 1 beschrieben.

In den Figuren 2 und 3 sina 5O^- ein Zylinderblock, mit 51 ein im Zylinderblock 50 hin und her bewegbarer Kolben, mit 52 ein auf dem Zylinderblock 50 befestigter Zylinderkopf und mit 53 eine Verbrennungskammer bezeichnet. Mit 54 sind eine Auslaßöffnung, mit 55 ein Auslaßventil und mit 56 eine Zündkerze gekennzeichnet. Eine sich nach unten erstreckende Trennwand 57 ist einstückig mit der oberen Wand der Einlaßöffnung 4 ausgebildet und erstreckt sich von dieser oberen Wand bis zu einem Punkt in der Hälfte zwischen der oberen Wand und der unteren Wand der Ansaugöffnung 4. Wie man ferner aus Figur 2 entnehmen kann, ist das aufstromseitige Ende 58 der Trennwand 57 etwa mittig zwischen dem Einlaßventil 5 und der Einlaßöffnung 59 der Ansaugöffnung 4 und etwa mittig zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 60 und 61 der Ansaugöffnung 4 angeordnet. Die Trennwand 57 erstreckt sich über den Ventilschaft 5a des Einlaßventils 5 hinaus bis in eine Position abstromseitig vom aufstromseitigen Ende 58 des Ventilschaftes 5a. Ein schraubenförmiger Abschnitt B und ein Ansaugkanalabschnitt A, der tangential

an den schraubenförmigen Abschnitt B angeschlossen ist, sind im Ansaugkanal 4 durch die Trennwand 57 ausgebildet. Die Seitenwand 60 des Ansaugkanalabschnittes A ist glatt an die Umfangswand 62 des schraubenförmigen Abschnittes B, der eine halbzylindrische Form besitzt, angeschlossen. Das abstromseitige Ende 63 der Trennwand 57 ist in der Nähe der Umfangswand 62 des schraubenförmigen Abschnittes B angeordnet, und ein enger Kanalabschnitt 64 ist zwischen dem abstromseitigen Ende 63 der Trennwand 57 und der Umfangswand 62 des schraubenförmigen Abschnittes B ausgebildet. Somit wird der Abstand zwischen der Seitenwand 60 des Ansaugkanalabschnittes A und der Trennwand 57 vom Ansaugkanalabschnitt A in Richtung auf den engen Kanalabschnitt 64 allmählich geringer. Ein vom Ansaugkanalabschnitt A abzweigender und an den Schraubenlinienendabschnitten C des schraubenförmigen Abschnittes B angeschlossener Bypass-Kanal 65 ist im Ansaugkanal 4 ausgebildet. Dieser Bypass-Kanal 65 ist zwischen der Trennwand 57 und der Seitenwand 61 des Ansaugkanals 4 vorgesehen und erstreckt sich vom Ansaugkanalabschnitt A geradlinig zum Schraubenlinienendabschnitt C. Ein Strömungskanalsteuerventil 66 ist im Bypass-Kanal 65 angeordnet und wird von einem Ventilhalter 67, der am Zylinderkopf 52 befestigt ist, drehbar gelagert. Wie man aus Figur 3 entnehmen kann, steht das obere Ende des Strömungskanalsteuerventils 66 vom Ventilhalter 67 nach oben vor, und ein Arm 68 ist am vorstehenden oberen Ende des Strömungskanalsteuerventils 66 befestigt. Wie Figur 1 zeigt, stehen die Arme 68 der Strömungskanalsteuerventile 66 über eine gemeinsame Verbindungsstange 69 mit einer Membran 71 einer Betätigungseinrichtung 70 in Verbindung. Die Betätigungseinrichtung 70 umfasst eine Vakuumkammer 72 und eine unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 73, die durch die Membran 71 voneinander getrennt sind. Eine Druckfeder 74, die die Membran 71 unter Vorspannung setzt,

ist in die Vakuumkammer 72 eingesetzt. Die Kammer 72 ist über eine Leitung 75 an den Vakuumtank 31 angeschlossen, und ein zweites Solenoidventil 76, das zur Atmosphäre hin geöffnet werden kann, ist in der Leitung 75 angeordnet. Dieses zweite Solenoidventil 76 ist an den Ausgang 40 der elektronischen Steuereinheit 34 angeschlossen.

Wenn Unterdruck auf die Vakuumkammer 72 der Betätigungseinrichtung 70 einwirkt, bewegt sich die Membran 71 gegen die Druckfeder 74 in Richtung auf die Vakuumkammer 72. Als Folge hiervon wird das Strömungskanal 6& gedreht, so daß es, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, den Bypass-Kanal 65 schließt. Zu diesem Zeitpunkt strömt Luft vom Ansaugkanalabschnitt A in Richtung auf den schraubenförmigen Abschnitt B. Die Geschwindigkeit dieses Luftstromes nimmt allmählich zu, wenn sich die Luft vom Ansaugkanalabschnitt A in Richtung auf den engen Kanalabschnitt 64 bewegt. Da danach die auf diese Weise beschleunigte Luft entlang der Umfangswand 62 des gehrau- ~ benförmigen Abschnittes B verwirbelt wird, wird in der Verbrennungskammer 53 eine starke Värwirbelungsbewegung erzeugt.

Wenn der atmosphärische Druck auf die Vakuumkammer 72 der Betätigungseinrichtung 70 in Figur 1 einwirkt, bewegt sich die Membran 71 infolge der Kraft der Druckfeder 74 in Richtung auf die unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 73. Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, wird dadurch das Strömungskanalsteuerventil 66 gedreht, so daß es den Bypass-Kanal 65 bis zu einem Maximal- ■ wert öffnet. Zu diesem Zeitpunkt strömt ein Teil der _: Luft durch den Bypass-Kanal 65 in den schraubenförmigen Abschnitt B. Dieser Teil der Luft kommt in Kollision mit der Luft, die während der Verwirbelung entlang der

Umfangswand 62 des schraubenförmigen Abschnittes B strömt, so daß auf diese Weise die Verwirbelungsbewegung geschwächt wird. Wenn das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65 bis zu einem Maximalwert öffnet, wird der Querschnittsbereich des Strömungsweges im Ansaugkanal 4 erhöht, und ein Teil der Luft strömt in dem im wesentlichen gerade verlaufenden Bypass-Kanal 65, der einen geringen Strömungswiderstand aufweist. Hinzu kommt, daß zu diesem Zeitpunkt die Verwirbelungsbewegung durch die aus dem Bypass-Kanal 65 ausströmende Luft geschwächt wird, wie vorstehend erwähnt. Auf diese Weise wird der volumetrische Wirkungsgrad erhöht.

Als nächstes wird die Funktionsweise des Zusatzluftansaugkanales 16 in Verbindung mit Figur 7 beschrieben. Dieser Kanal 16 dient dazu, durch Luftpulsierung den volumetrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Zu Beginn wird die allgemeine Wirkungsweise dieser Luftpulsierung beschrieben.

Wenn bei einer Brennkraftmaschine das Einlaßventil schließt, wird im Teil der Ansaugöffnung hinter der Rückseite des Einlaßventiles ein positiver Druck erzeugt, da die im Luftansaugkanal strömende Luft durch das Einlaßventil abrupt gestoppt wird. Wenn ein derartiger positiver Druck in der Ansaugöffnung erzeugt wird, strömt die in der Ansaugöffnung befindliche Luft in Richtung auf das offene Ende des Luftansaugkanales. Folglich wird der Druck in der Ansaugöffnung abgesenkt und dort ein Unterdruck erzeugt. Wenn ein Unterdruck erzeugt wird, strömt die Luft in Richtung auf die Ansaugöffnung, und es wird dort wiederum ein positiver Druck erzeugt. Demzufolge werden im Betrieb der Brennkraftmaschine abwechselnd ein positiver Druck und ein Unterdruck in der Ansaugöffnung erzeugt, so daß die erwähnte Luftpulsierung entsteht. Wenn bei einer derartigen Luftpulsierung das Zeitintervall des Öffnungsvorganges des Einlaßventiles der Zeitdauer der Luftpul-

sierung entspricht, wird im Luftansaugkanal eine stehende Welle erzeugt, die am offenen Ende des Luftansaugkanales einen Knoten besitzt. Wenn eine solche stehende Welle erzeugt wird, wenn sich das Einlaßventil öffnet, wird in der Ansaugöffnung ein positiver Druck erzeugt und der volumetrische Wirkungsgrad verbessert. Wenn das Zeitintervall des Öffnungsvorganges des Ansaugventils der Zeitdauer der Luftpulsierung entspricht, wenn die Motordrehzahl gering ist, wird eine erste harmonische stehende Welle erzeugt, und wenn das Zeitintervall des Öffnungsvorganges des Einlaßventiles der Zeitdauer der Luftpulsierung entspricht, wenn die Motordrehzahl hoch ist, wird eine zweite harmonische stehende Welle erzeugt. Somit wird in einem Motor bei einer speziellen Motordrehzahl eine stehende Welle gebildet und zu diesem Zeitpunkt der volumetrische Wirkungsgrad erhöht.

Die Motordrehzahl, bei der eine derartige stehende Welle erzeugt wird, hängt von der Länge des Luftansaugkanales ab. Normalerweise wird die Erzeugung der stehenden Welle so erklärt, daß man den Luftansaugkanal als ein gerades Rohr ansieht, das eine die Erzeugung der stehenden Welle betreffende Funktion besitzt, welche Funktion der des Luftansaugkanales entspricht, und die Länge des geraden Rohres wird als äquivalente Rohrlänge bezeichnet. Eine übliche Brennkraftmaschine besitzt eine feste äquivalente Rohrlänge. Somit wird bei einer derartigen üblichen Brennkraftmaschine der volumetrische Wirkungsgrad bei einer speziellen Motordrehzahl verbessert, wobei es jedoch unmöglich ist, den volumetrischen Wirkungsgrad über den gesamten Bereich der Motordrehzahl zu verbessern. Wenn jedoch bei einer derartigen üblichen Brennkraftmaschine die äquivalente Rohrlänge in Abhängigkeit von einer Änderung der Motordrehzahl geändert würde, wäre es möglich, aufgrund der Luft-

pulsierung den volumetrischen Wirkungsgrad über den gesamten Bereich der Motordrehzahl zu erhöhen.

Wie Figur 7 zeigt, besitzten der Hauptluftansaugkanal 12 und der Zusatzluftansäugkanal 16 eine komplizierte Strömungsbahn. Der Hauptluftansaugkanal 12 und der Zusatzluftansäugkanal 16 sind jedoch so ausgebildet, daß, wenn man sie als gerades Rohr auffasst, das in bezug auf das Auftreten der Luftpulsierung äquivalent ist, die äquivalente Rohrlänge 1, des Hauptluftansaugkanales 12 der äquivalenten Rohrlänge I₂ des Zusatzluftansaugkanales 16 entspricht. Um die äquivalenten Rohrlängen I₁ und I₂ gleichzusetzen, ist es erforderlich, den Hauptluftansaugkanal 12 und den Hilfsluftansaugkanal 16 so auszubilden, daß sie im wesentlichen nahezu die gleiche Länge besitzen. Selbst wenn jedoch der Zusatzluftansäugkanal 16 eine Länge aufweist, die kürzer ist als die des Hauptluftansaugkanales 12, ist es möglich, die äquivalenten Rohrlängen 1, und I₂ anzugleichen, indem der Tank 14 im Zusatzluftansäugkanal 16 angeordnet wird.

Wenn das Luftpulsierungssteuerventil 17 schließt, wird bei der in Rede stehenden Konstruktion des Luftansaugkanales der Zusatzluftansäugkanal 16, der ein geschlossenes Ende und eine dem Hauptluftansaugkanal 12 entsprechende äquivalente Rohrlänge besitzt, an den Luftfilter 9 angeschlossen. Da der von der Luftpulsierung am offenen Ende 45 des Hauptluftansaugkanales 12, der zum Luftfilter 9 offen ist, erzeugte Druck und der von der Luftpulsierung am offenen Ende 46 des Zusatzluftansaugkanales 16, der ebenfalls zum Luftfilter 9 offen ist, erzeugte Druck einander neutralisieren, besitzt das offene Ende 45 des Hauptluftansaugkanales 12 die gleiche Funktion wie das Ende eines zur Atmosphäre hin offenen geraden Rohres, das dem Hauptluftansaugkanal 12 äquivalent ist.

Mit anderen Worten, da der Hauptluftansaugkanal 12 über den Luftansatz 47 des Luftfilters 9 zur Atmosphäre hin offen ist, bildet das offene Ende 48 des Luftansatzes-47 das zur Atmosphäre hin offene Ende. Wenn jedoch der mit einem geschlossenen Ende versehene Zusatzluftansaugkanal 16 an den Luftfilter 9 angeschlossen wird, bildet das offene Ende 45 des Hauptluftansaugkanales 12 das zur Atmosphäre hin offene Ende. Folglich wirkt das offene Ende 45 des Hauptluftansaugkanales 12 als das zur Atmosphäre hin offene Ende, und zwar unabhängig von den Konstruktionen des Luftfilters 9 und des Luftansatzes 47. Das bedeutet, daß es möglich ist, die Konstruktionen des Luftfilters 9 und des Luftansatzes 47 frei zu bestimmen.
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Wenn das Luftpulsierungssteuerventil 17 schließt, wirkt das offene Ende 45 des Hauptluftansaugkanals 12 als das zur Atmosphäre hin offene Ende, wie vorstehend erläutert. Folglich werden zu diesem Zeitpunkt die erste harmonische stehende Welle und die zweite harmonische stehende Welle, die durch die äquivalente Rohrlänge 1, bestimmt werden, bei speziellen Motordrehzahlen erzeugt.

Figur 8 verdeutlicht die Beziehung zwischen dem volumetrischen Wirkungsgrad i\_v und der Motordrehzahl N. In Figur 8 zeigt die Kurve A an, wo das Luftpulsierungssteuerventil 17 geschlossen wird, während die Kurve B anzeigt, wo das Luftpulsierungssteuerventil 17 geöffnet wird. Wenn das Luftpulsierungssteuerventil 17 geschlossen wird und die Motordrehzahl zu N, wird, wird die zweite harmonische stehende Welle erzeugt. Folglich wird, wenn die Motordrehzahl den Wert N. erreicht, der volumetrische Wirkungsgrad ^v erhöht, wie in Figur 8 gezeigt.

Wenn das Luftpulsierungssteuerventil 17 offen ist, wird die die gleiche Funktion wie das zur Atmosphäre hin
offene Ende besitzende Position verändert. Mit anderen Worten, wenn das Luftpulsierungssteuerventil 17 offen

ist, pflanzt sich die durch den Schließvorgang des Einlaßventils 5 erzeugte Druckwelle in Richtung auf den
Luftfilter 9 einerseits durch den Hauptluftansaugkanal 12 zum Luftfilter 9 und andererseits durch den Zusatzluftansaugkanal 16 in Richtung auf den Luftfilter 9

fort, nachdem das Luftpulsierungssteuerventil 17 passiert worden ist. Da zu diesem Zeitpunkt eine Phasendifferenz zwischen der Phase der Luftpulsierung am offenen Ende
45 des Hauptluftansaugkanales 12 und der Phase der Luftpulsierung am offenen Ende 46 des Zusatzluftansaugkanales 16 auftritt, wirkt das offene Ende 45 des Hauptluftansaugkanales 12 nicht länger als das zur Atmosphäre hin offene Ende. Somit wird die als das zur Atmosphäre hin offene Ende wirkende Position in eine Position in der
Nähe der Position K, die in Figur 7 gezeigt ist, verändert. Folglich wird die äquivalente Rohrlänge des Hauptluftansauggkanales 12 kurz und, wie durch die Kurve B
in Figur 8 gezeigt, der volumetrische Wirkungsgrad t^v erhöht, wenn die Motordrehzahl N den Werten N~ und N,
entspricht. Der Anstieg des volumetrischen Wirkungsgrades *jv bei der Motordrehzahl N_ wird durch das Auftreten der ersten harmonischen stehenden Welle verursacht, während der Anstieg des volumetrischen Wirkungsgrades *\v bei der Drehzahl N, durch das Auftreten der zweiten harmonischen stehenden Welle bewirkt wird. Aus Figur 8 geht

daher hervor, daß bei einer Öffnung des Luftpulsierungssteuerventils 17, wenn die Motordrehzahl N niedriger
ist als Nx und höher ist als Ny, und bei einer Schließung des Luftpulsierungssteuerventils 17, wenn die Motordrehzahl N zwischen Nx und Ny liegt, ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad unabhängig von der Motordrehzahl erhalten werden kann.

Als nächstes wird die Funktionsweise der Luftansaugvorrichtung in Verbindung mit den Figuren 1, 2, 3 und 4 beschrieben.

Wie man Figur 9 entnehmen kann, wird anfangs in Schritt 80 das Ausgangssignal des Drosselschalters 43 in die CPU 38 eingegeben. Dieser Drosselschalter 43 erzeugt ein Ausgangssignal, das anzeigt, daß der Öffnungsgrad

der Drosselklappe 41 50° übersteigt. 10

Der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 entspricht etwa der Motorlast, und das Ausgangssignal des Drosselschalters 43 zeigt etwa an, daß die Motorlast eine vorgegebene Last übersteigt. In Schritt 81 wird festgestellt, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 51 50° übersteigt, d.h. die Motorlast eine vorgegebene Last L übersteigt. Wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene Last L, rückt das Programm zu Schritt 82 vor, und der Elektromagnet des ersten Solenoidventils 33 wird aberregt.

Wenn der Elektromagnet des ersten Solenoidventils 33 aberregt wird, wird die Vakuumkammer 22 der Betätigungseinrichtung 20 zur Atmosphäre hin geöffnet. Da sich somit die Membran 21 infolge der Kraft der Druckfeder 24 in Richtung auf die unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 23 bewegt, schließt der Ventilkörper 19 die Ventilöffnung 18. Wenn im Gegensatz dazu die Motorlast die vorgegebene Last L übersteigt, rückt das Programm zu Schritt 83 vor. In Schritt 83 wird das Ausgangssignal des Motordrehzahlfühlers 44 in die CPU 38 eingegeben, und danach wird in Schritt 84 festgestellt, ob die Motordrehzahl N zwischen Nx und Ny liegt, wie in Figur 8 gezeigt. Wenn die Motordrehzahl N zwischen Nx und Ny liegt, rückt das Programm zu Schritt 82 vor. In Schritt 82 wird der Elektromagnet des ersten Solenoidventils 33 aberregt, und der Ventilkörper 19 schließt die Ventil-

Öffnung 18. Folglich wird zu diesem Zeitpunkt ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad «f ν erhalten, wie durch die Kurve A in Figur 8 verdeutlicht. Wenn die Motordrehzahl N niedriger ist als Nx oder höher ist als Ny, rückt das Programm zu Schritt 85 vor, und der Elektromagnet des ersten Solenoidventils 33 wird erregt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vakuumkammer 22 der Betätigungseinrichtung 20 an den Vakuumtank 31 angeschlossen. Da sich somit die Membran 21 in Richtung auf die Vakuumkammer 22 gegen die Druckfeder 24 bewegt, öffnet der Ventilkörper 19 die Ventilöffnun.g 18. Folglich wird zu diesem Zeitpunkt der volumetrische Wirkungsgrad i\v erhöht, wie durch die Kurve B in Figur 8 wiedergegeben ist.

Danach wird in Schritt 86 festgestellt, ob die Motorlast eine vorgegebene Last LL übersteigt. Bei dieser Ausführungsform ist die vorgegebene Last LL so festgelegt, daß sie der vorgegebenen Last L in Schritt 81 entspricht. Wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene Last LL, rückt das Programm zu Schritt 87 vor, und es wird festgestellt, ob die Motordrehzahl N eine vorgegebene Drehzahl Nz übersteigt. Wenn die Motordrehzahl N niedriger ist als die vorgegebene Drehzahl Nz, rückt das Programm zu Schritt 88 vor, und der Elektromagnet des zweiten Solenoidventils 76 wird aberregt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vakuumkammer 72 der Betätigungseinrichtung 70 an den Vakuumtank 31 angeschlossen, und als Folge davon verschließt das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65, wie vorstehend erläutert.

Nachdem in Schritt 86 bestimmt worden ist, ob die Motorlast die vorgegebene Last LL übersteigt, oder nachdem in Schritt 87 bestimmt worden ist, ob die Motordrehzahl N die vorgegebene Drehzahl Nz übersteigt, rückt das Programm zu Schritt 89 vor, und der Elektromagnet des zweiten Solenoidventils 76 wird erregt. Zu diesem

Zeitpunkt wird die Vakuumkammer 72 der Betätigungseinrichtung 70 zur Atmosphäre hin geöffnet, was zur Folge hat, daß das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65 bis zu einem maximalen Wert öffnet, wie vorstehend erwähnt.

In Figur 6 a sind der offene Bereich und der geschlossene Bereich des Luftpulsierungssteuerventils 17 und des Strömungskanalsteuerventils 66, die gemäß dem in Figur 9 dargestellten Ablaufdiagramm gesteuert werden, dargestellt. In Figur 6a gibt die Ordinate Θ den Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 und die Abszisse N die Motordrehzahl wieder. Mit F ist auf der Ordinate eine weit geöffnete Drosselklappe bezeichnet, während Q_Q einen Wert von 50° angibt. Dieser Ö'ffnungsgrad Q_Q der Drosselklappe Al entspricht der vorgegebenen Last L in Schritt 81 von Figur 9 und der vorgegebenen Last LL in Schritt 86 von Figur 9. Somit ist das Luftpulsierungssteuerventil 17 in dem schraffierten Bereich S der Figur 6a geöffnet und in dem anderen Bereich geschlossen. Ferner ist das Strömungskanalsteuerventil 66 in dem schraffierten Bereich T der Figur 6a geschlossen und im anderen Bereich geöffnet. Wenn, wie Figur 6a zeigt, der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 50° überschreitet, d.h. wenn die Motorlast die vorgegebenen Last L und LL übersteigt, ist das Strömungskanalsteuerventil 66 offen. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahl N niederiger ist als Nx oder höher ist als Ny, ist das Luftpulsierungssteuerventil 17 geöffnet.

Wie vorstehend erläutert, wird somit durch das Öffnen des Luftpulsierungssteuerventils 17 bei einer niedrigeren Drehzahl als Nx oder bei einer höheren Drehzahl als Ny der volumetrische Wirkungsgrad in Folge der Luftpulsierung erhöht. Wenn jedoch zu diesem Zeitpunkt das Strömungskanal-

Steuerventil 66 geschlossen ist, ist es selbst dann unmöglich, den volumetrischen Wirkungsgrad in ausreichender Weise zu erhöhen, wenn er aufgrund der Luftpulsierung angestiegen ist. Folglich wird das Strömungskanalsteuerventil 66, wie in Figur 6a gezeigt, so gesteuert, daß es öffnet, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 50° übersteigt. Somit kann der volumetrische Wirkungsgrad erhöht werden, wenn das Strömungkanalsteuerventil 66 geöffnet wird, wenn sich das Luftpulsierungssteuerventil 17 öffnet. Es ist daher möglich, die vorgegebenen Lasten L und LL so festzulegen, daß die vorgegebene Last LL, bei der das Strömungskanalsteuerventil 66 öffnet, niedriger ist als die vorgegebene Last L, bei der das Luftpulsierungssteuerventil 17 öffnet. In diesem Fall öffnet das Strömungskanalsteuerventil 66, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 den Wert Θ in Figur 6a übersteigt. Wie ferner aus Figur 6a hervorgeht, wird das Luftpulsierungssteuerventil 17 zum Schließen gebracht, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 kleiner ist als 50°. Zu diesem Zeitpunkt kann jedoch das Luftpulsierungssteuerventil 17 anstelle des geschlossenen Zustandes geöffnet werden. Mit anderen Worten, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 gering ist, wird ein Anstieg des volumetrischen Wirkungsgrades verursacht durch Luftpulsierung nicht erwartet, da die Luftpulsierung durch die Drosselklappe 41 unterdrückt wird. Wenn daher der Öffnungsgrad der Drosselklappe 41 kleiner ist als 50°, ist der volumetrische Wirkungsgrad der gleiche, unabhängig davon, ob das Luftpulsierungssteuerventil 17 offen oder geschlossen ist.

Der im Ansaugkrümmer 2 erzeugte Unterdruck gibt etwa die Motorlast wieder. Daher können das Luftpulsierungssteuerventil 17 und das Strömungskanalsteuerventil 66 über das Ausgangssignal eines Vakuumschalters 90, der an den Einlaß 39 angeschlossen und am Ansaugkrürnmer 2

montiert ist, wie gestrichelt in Figur 1 gezeigt, gesteuert werden. Figur 6b zeigt den Bereich an, in dem das Luftpulsierungssteuerventil 17 und das Strömungskanalsteuerventil 66 vom Ausgangssignal des Vakuumschalters 90 gesteuert werden. In Figur 6b zeigt die Ordinate P den aboluten Druck im Ansaugkrümmer 2 und die Abszisse N die Motordrehzahl an. Ferner gibt F den atmosphärischen Druck und P~ einen Druck von 660mm Hg abs. wieder. Wenn der absolute Druck P im Ansaugkrümmer 2 660mm Hg abs übersteigt, wird das Strömungskanalsteuerventil 66 geöffnet. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahl N niederiger als Nx oder höher als Ny wird, wird das Luftpulsierungssteuerventil 17 geöffnet.

Figur 6c gibt den Fall wieder, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Dieselmotor Anwendung findet. Hierbei sind die in Figur 1 dargestellte Drosselklappe 41 und Kraftstoffeinspritzvorrichtung 42 entfernt, und stattdessen sind Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in den Motorzylindern angeordnet. Wie durch die gestrichelte Linie in Figur 1 angedeutet ist, ist ferner ein Schalter 91 vorgesehen, der in Abhängigkeit vom Grad des Durchdrückens eines Gaspedals 92 betätigt wird. Das Luftpulsierungssteuerventil 17 und das Strömungskanalsteuerventil 66 werden vom Ausgangssignal des Schalters 91 gesteuert. In Figur 6c gibt die Ordinate L den Grad der Durchdrückung des Gaspedals 92 wieder, während die Abszisse N die Motordrehzahl angibt. Ferner bezeichnet F auf der Ordinate L den maximalen Durchdrückungsgrad des Gaspedales 92 und Lq einen vorgegebenen Grad des Druchdrückens desselben. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Dieselmotor Anwendung findet und das Gaspedal 92 über den vorgegebenen Wert L_n hinaus durchgedrückt wird, wird das Strömungskanalsteuerventil 66 geöffnet, wie in Figur 6b gezeigt. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Motor-

drehzahl N niedriger ist als Nx oder höher als Ny, wird das Luftpulsierungssteuerventil 17 geöffnet. Ferner kann das Strömungskanalsteuerventil 66 so gesteuert werden, daß es bei einem vorgegebenen aboluten Druck Pp, der niedriger ist als P_n, geöffnet oder geschlossen wird, wie in Figur 6b gezeigt. Darüberhinaus kann das Strömungskanalsteuerventil 66 so gesteuert werden, daß es bei einem vorgegebenen Durchdrückungsgrad L , der geringer ist als L_Q, geöffnet oder geschlossen wird, wie in Figur

6c gezeigt.

In Figur 10 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der in Figur 1 gezeigte Vakuumtank 31 entfernt, und die Vakuumkammer 72 der Betätigungseinrichtung 70 ist unmittelbar an den Ansaugkrümmer 2 angeschlossen. Figur 11 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung des Solenoidventils 33 wiedergibt. Diese Steuerung entspricht der in den Schritten 80 bis 85 der Figur 9 durchgeführten Steuerung, so daß daher auf eine genaue Beschreibung der Figur 11 verzichtet wird. Wenn bei dieser Ausführungsform der Elektromagnet des Solenoidventils 33 in Schritt 82 von Figur 11 aberregt wird, wird die Vakuumkammer 22 über das Rückschlagventil 32 an den Ansaugkrümmer 2 angeschlossen.

Wenn der Elektromagnet des Solenoidventils 33 in Schritt 85 von Figur 11 erregt wird, wird die Vakuumkammer 22 zur Atmosphäre hin geöffnet.

Der Elektromagnet des Solenoidventils 33 wird durch das Ausgangssignal des Vakuumschalters 90 gesteuert. Wenn der absolute Druck P im Ansaugkrümmer 2 den vorgegebenen Druck P_n (660mm Hg abs) übersteigt, wird der Elektromagnet des Solenoidventils 33 erregt, so daß die Vakuumkammer 22 zur Atmosphäre hin geöffnet wird. In der Betätigungseinrichtung 70 ist die Kraft der Druckfeder 74 so festgelegt, daß dann, wenn der absolute Druck in der Vakuumkammer 72 den voraeaebenen Druck P_n übersteigt, sich die

Membran 71 in Richtung auf die unter atmospärischem Druck stehende Kammer 73 bewegt und das Strömungskanalsteuerventil 66 öffnet.

Wenn bei dieser Ausführungsform der absolute Druck niedriger ist als der vorgegebene Druck P_Q, wird das Innere der Vakuumkammer 22 auf dem im Ansaugkrümmer 2 erzeugten

maximalen Unterdruck gehalten und die Ventilöffnung 18 durch den Ventilkörper 19 geschlossen, da die Vakuumkammer 22 der Betätigungseinrichtung 20 über das Rückschlagventil 32 mit dem Ansaugkrümmer 2 in Verbindung steht. Zu diesem Zeitpunkt verschließt das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65 (Figur 2). Wenn der absolute Druck im Ansaugkrümmer 2 größer wird als der vorgegebene Druck P_n, öffnet das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65. Wenn zu diesem Zeitpunk die Motordrehzahl N niedriger ist als Nx oder höher ist als Ny, öffnet der Ventilkörper 19 die Ventilöffnung 18, da die Vakuumkammer 22 der Betätigungseinrichtung 20 zur Atmosphäre hin offen ist. Wenn jedoch der Vakuumtank 31 entfernt wird, besteht die Gefahr, daß der Ventilkörper 19 die Ventilöffnung 18 nicht schließt, wenn der absolute Druck im Ansaugkrümmer 2 den vorgegebenen Druck P_n übersteigt und wenn die Motordrehzahl N zwischen Nx und Ny liegt. Mit anderen Worten, wenn die Drosselklappe 41 ihre maximale Öffnungsstellung einnimmt und zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahl N niedriger ist als Nx, öffnet die Vakuumkammer 22 zur Atmosphäre, wie vorstehend erwähnt, und der Ventilkörper 19 öffnet die Ventilöffnung 18.

Wenn die Motordrehzahl N Nx übersteigt, wenn die Drosselklappe Al in ihrer maximalen 'Öffnungsstellung verbleibt, wird der Elektromagnet des Solenoidventils 33 aberregt und die Vakuumkammer 22 über das Rückschlagventil 32 an den Ansaugkrümmer 2 angeschlossen. Da jedoch die Drosselklappe 41 ihre maximale Offnungsstellung einnimmt, ist zu diesem Zeitpunkt der im Ansaugkrümmer 2

herrschende Unterdruck extrem gering, so daß der Ventilkörper 19 weiterhin die Ventilöffnung 18 schließt. Wenn daher der Vakuumtank 31 entfernt wird, wird bevorzugt, das Luftpulsierungssteuerventil 17 zu öffnen,wenn der absolute Druck im Ansaugkrümmer 2 den vorgegebenen Druck P₀ übersteigt und wenn die Motordrehzahl N die vorgegebene Drehzahl Ny übersteigt, wie in Figur 6d gezeigt. Ferner kann bei der in Figur 10 gezeigten. Ausführungsform die Kraft der Druckfeder 74 der Betätigungseinrichtung 70 so eingestellt werden, daß das Strömungskanalsteuerventil 66 den Bypass-Kanal 65 (Figur 2) öffnet, wenn der absolute Druck im Ansaugkrümmer 2 einen vorgegebenen Druck Pp übersteigt, der geringer ist als der Druck P_n in Figur 6d.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung das Strömungskanalsteuerventil den Bypass-Kanal schließt, wenn der Motor unter geringer Last arbeitet, ist es möglich, eine starke Verwirbelungsbewegung in der Verbrennungskammer zu erzeugen. Wenn im Gegensatz dazu der Motor unter hoher Last arbeitet, das Strömungskanalsteuerventil den Bypass-Kanal maximal öffnet und der Strömungswiderstand der Ansaugöffnung gering wird, wird der volumetrische Wirkungsgrad aufgrund der durch das Öffnen und Schließen des Luftpulsierungssteuerventils verursachten Luftpulsierung erhöht.

Dadurch wird es möglich, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen, wenn der Motor unter hoher Last arbeitet. Da das Öffnen und Schließen des Luftpulsierungssteuerventils gleichzeitig mit dem Öffnen des Bypass-Kanales durch das Strömungskanalsteuerventil begonnen wird bzw. da das Öffnen und Schließen des Luftpulsierungssteuerventils durchgeführt wird, wenn das Strömungskanalsteuerventil die maximale Öffnungsstellung einnimmt, ist es möglich, den volumetrischen Wirkungsgrad in sicherer Weise zu erhöhen.

Erfindungsgernäß wird somit eine Luftansaugvorrichtung vorgeschlagen, die einen Hauptluftansaugkanal und einen Zusatzluftansaugkanal aufweist, wobei der Hauptluftansaugkanal den Luftfilter mit den Motorzylindern verbin-

·> det und der Zusatzluftansaugkanal an einem Ende an den Luftfilter und am anderen Ende an den Hauptluftansaugkanal angeschlossen ist. Die äquivalenten Rohrlängen des Hauptluftansaugkanals und des Zusatzluftansaugkanals sind nahezu gleich. Ein Luftpulsierungssteuerventil, das in Abhängigkeit von der Motorlast und der Motordrehzahl betätigt wird, ist im anderen Ende des Zusatzluftansaugkanals angeordnet. Der Motor umfasst eine schraubenförmige Ansaugöffnung, die einen schraubenförmigen Abschnitt, einen Einlaßkanalabschnitt und einen Bypass-Kanal aufweist, welcher vom Einlaßkanalabschnitt abzweigt und an den Endabschnitt des schraubenförmigen Abschnittes angeschlossen ist. Ein in Abhängigkeit von der Motorlast betätigtes Strömungskanalsteuerventil ist im Bypass-Kanal angeordnet. Der öffnungs- und Schließ-Vorgang des Luftpulsierungssteuerventils wird durchgeführt, wenn das Strömungskanalsteuerventil geöffnet ist.

Claims

Patentansprüche

1./Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftfilter, einem Zylinderkopf, einer Verbrennungskammer und einem Einlaßventil, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile:

Einen Hauptluftansaugkanal (12), der den Luftfilter (9) mit der Verbrennungskammer verbindet; einen Zusatzluftansaugkanal (16) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, die mit dem Luftfilter (?) und den h'auptluftansaugkanal (12) verbunden sind, wobei der Zusatzluftansaugkanal (16) eine äquivalente Rohrlänge aufweist, die im wesentlichen der des Hauptluftansaugkanales (12) entspricht;

ein Luftpulsierungssteuerventil (17), das im zweiten Ende des Zusatzluftansaugkanales (16) angeordnet ist; eine erste Betätigungseinrichtunp zum Betätigen des Luftpulsierungssteuerventils (17) in Abhängigkeit von der Motorlast, um das Luftpulsierungssteuerventil (17) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl wahlweise zu öffnen oder zu schließen, wenn die Motorlast eine vorgegebene erste Last übersteigt, wobei das Luftpulsierungssteuerventil (17) offen ist, wenn die Motordrehzahl innerhalb

eines ersten vorgegebenen Drehzahlbereiches liegt, und geschlossen ist, wenn die Motordrehzahl innerhalb eines zweiten vorgegebenen Bereiches liegt; eine im Zylinderkopf (52) ausgebildete Ansaugöffnung (A), die einen Teil des Hauptluftansaugkanals (12) bildet und einen schraubenförmigen Abschnitt (B), der um das Einlaßventil (5) ausgebildet ist und einen Schraubenlinienendabschnitt aufweist, einen Einlaßkanalabschnitt (A), der tangential an den schraubenförmigen Abschnitt (B) angeschlossen ist, sowie einen Bypass-Kanal (65) umfasst, der vom Einlaßkanalabschnitt (A) abzweigt und an den schraubenförmigen Abschnitt (B) an dem Schraubenlinienendabschnitt angeschlossen ist;
ein Strömungskanalsteuerventil (66), das in dem Bypass-Kanal (65) angeordnet ist; und

eine zweite Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Strömungskanalsteuerventils (66) in Abhängigkeit von der Motorlast, um das Strömungskanalsteuerventil zu öffnen, wenn die Motorlast eine vorgegebene zweite Last übersteigt, die nicht größer ist als die vorgegebene erste Last,und das Ventil zu schließen, wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene zweite Last.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene erste Last der vorgegebenen zweiten Last entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene erste Last größer ist als die vorgegebene zweite Last.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie deswoiteren eine im Hauptluftansaugkanal (12) angeordnete Drosselklappe (Al)

und eine einzige Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst, die im Hauptluftansaugkanal (12) aufstromseitig der Drosselklappe (41) und abstromseitig des zweiten Endes des Zusatzluftansaugkanales (16) angeordnet ist. 5

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren einen Tank (14) umfasst, der einen festen volumetrischen Bereich besitzt und im Zusatzluftansaugkanal (16) angeordnet ^ist·

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung eine Membran (21) umfasst, die an das Luftpulsierungssteuerventil (17) angeschlossen ist und eine Vakuumkammer (22) begrenzt, sowie ein Solenoidventil (33), das die Vakuumkammer (22) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl wahlweise an eine Vakuumquelle oder die Atmosphäre anschließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung einen Motordrehzahlfühler (44) umfasst und daß das Solenoidventil (33) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Motordrehzahlfühlers (44) betätigt wird, un die Vakuumkammer (22) an die Vakuumquelle anzuschließen, wenn die Motordrehzahl in dem srsten Drehzahlbereich liegt, und um die Vakuumquelle mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen, wenn sich dis t-lotordrehzahl im zweiten Drohzahlbereich befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung einen Motordreh-

zahlfühler (44) und einen Motorlastfühler umfasst und daß das Solenoidventil (33) in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Motordrehzahlfühlers und des Motorlastfühlers betätigt wird, um die Vakuumkammer (22) mit der Vakuumquelle zu verbinden, wenn die Motordrehzahl im ersten Drehzahlbereich liegt und die Motorlast die vorgegebene erste Last übersteigt, und um die Vakuumkammer mit der Atmosphäre in Verbindung zu setzen, wenn sich die Motordrehzahl im zweiten Drehzahlbereich befindet oder wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene erste Last.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler einen Drosselschalter (43) umfasst, der ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, wenn der Öffnungsgrad einer im Hauptluftansaugkanal (12) angeordneten Drosselklappe (41) einen vorgegebenen Wert übersteigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler einen Vakuumschalter (90) umfasst, der im Hauptluftansaugkanal (12) angeordnet ist und ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der absolute Druck im Hauptluftansaugkanal einen vorgegebenen Druck übersteigt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler einen Beschleunigungsschalter (91) aufweist, der ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der Grad der Durchdrückung eines Gaspedales (92) einen vorgegebenen Wert übersteigt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vakuumquelle im Hauptluftansaugkanal (12) befindet und daß die erste Betätigungseinrichtung eine Leitung umfasst, die die Vakuumkammer (22) und den Hauptluftansaugkanal (12) miteinander verbindet, wobei in

dieser Leitung ein Vakuumtank und zwischen dem Vakuumtank und dem Hauptluftansaugkanal ein Rückschlagventil angeordnet ist, das nur eine Luftströmung vom Vakuumtank zum Hauptluftansaugkanal gestattet, und wobei das Sole-IQ noidventil in der zwischen der Vakuumkammer und dem Vakuumtank angeordneten Leitung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung einen Motordreh-

Ϊ5 zahlfühler umfasst und daß.das Solenoidventil in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Motordrehzahlfühlers betätigt wird, um die Vakuumkammer mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen, wenn sich die Motordrehzahl in dem ersten Drehzahlbereich befindet, und um die 0 Vakuumkammer mit der Vakuumquelle zu verbinden, wenn die Motordrehzahl in dem zweiten Drehzahlbereich liegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung einen Motordrehzahlfühler und einen Motorlastfühler umfasst und daß das Solenoidventil in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Motordrehzahlfühlers und des Motorlastfühlers betätigt wird, um die Vakuumkammer mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen, vjenn die Motordrehzahl in den ersten Drehzahlbereich liegt und die Motorlast die vorgegebene erste Last übersteigt, und un die Vakuumkammer an die Vakuumquelle anzuschließen, wenn die Motordrehzahl im zweiten Drehzahlbereich liegt oder wenn die Motorlest niedriger ist als die vorgegebene erste Last.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler einen Vakuumschalter umfasst, der im Hauptluftansaugkanal angeordnet ist und ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der absolute Druck im Hauptluftansaugkanal einen vorgegebenen Druck übersteigt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vakuumquelle um den Hauptluftansaugkanal handelt und daß die Betätigungseinrichtung eine Leitung umfasst, die die Vakuumkammer und den Hauptluftansaugkanal miteinander verbindet, sowie ein in der Leitung angeordnetes Rückschlagventil, das nur eine Luftströmung von der Vakuumkammer zum Hauptluftansaugkanal zuläßt, wobei das Solenoidventil in der zwischen der Vakuumkammer und dem Rückschlagventil angeordneten Leitung vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zweiten Drehzahlbereich um einen Bereich mittlerer Drehzahl handelt und daß der erste Drehzahlbereich einen Bereich niedriger Drehzahl, die niedriger ist als die Drehzahl des Bereiches mittlerer Drehzahl, sowie einen Bereich hoher Drehzahl umfasst, die höher ist als die Drehzahl des Bereiches mittlerer Drehzahl.

18. Vortrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehzahlbereich ein Bereich hoher Drehzahl ist und daß der zweite Drehzahlbereich ein Bereich niedriger Drehzahl ist, welche niedrirjer ist als die Drehzahl des Bereiches hoher Drehzahl.

19. Vorrichtung nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaunüffnung (A) eine Trennwand (57) aufweist, die von einer oberen Wand der Ansaugöffnung nach unten vorsteht und sich über den Ventilschaft (5a) des Einlaßventils (5) vom Ansaugkanalabschnitt (A) hinaus erstreckt und die den schraubenförmigen Abschnitt und den Bypass-Kanal begrenzt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (57) in eine Position in der Nähe einer Umfangswand des schraubenförmigen Abschnittes (B) erstreckt und dazwischen einen engen Kanalabschnitt bildet.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Trennwand (57) und einer Seitenwand des Einlaßkanalabschnittes (A), d-ie der Trennwand gegenüberliegt, in Richtung auf den engen Kanalabschnitt allmählich abnimmt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand nach unten bis zu einen Punkt in der Mitte zwischen der oberen Wand und einer Bodenwand der Ansaugöffnung erstreckt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Kanal eine im wesentlichen gleichmäßige Breite besitzt.

24. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine mit den Strömungskanalsteuerventil verbundene Membran, die eine Vakuumkammer begrenzt, und ein Solenoid-

ventil umfasst, das wahlweise in Abhängigkeit von der Motorlast die Vakuumkammer mit einer Vakuumquelle oder der Atmosphäre in Verbindung bringt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Betätigungseinrichtung einen Motorlastfühler umfasst und daß das Solenoidventil in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Motorlastfühlers betätigt wird, um die Vakuumkammer mit der Atmosphäre zu verbinden, wenn die Motorlast die vorgegebene zweite Last übersteigt, und um die Vakuumkammer mit der Vakuumquelle zu verbinden, wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene zweite Last.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastsensor einen Drosselschalter aufweist, der ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der Öffnungsgrad einer im Hauptluftansaugkanal angeordneten Drosselklappe einen vorgegebenen Wert übersteigt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler einen Vakuumschalter umfasst, der im Hauptluftansaugkanal angeordnet ist und ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der absolute Druck im Hauptluftansaugkanal einen vorgegebenen Druck übersteigt.

23« Vorrichtuno nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastfühler ainen Beschleunigungsschalter aufweist, der ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß der Grad der Durchdrückung eines Gaspedals einen vorgegebenen Wert übersteigt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Betätigungseinrichtung einen Motorlastfühler und einen Motordrehzahlfühler umfasst und daß das Solenoidventil in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Motorlastfühlers und des Motordrehzahlfühlers betätigt wird, um die Vakuumkammer mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen, wenn die Motorlast die vorgegebene zweite Last übersteigt oder wenn die Motordrehzahl eine vorgegebene dritte Drehzahl übersteigt, und um die Vakuumkammer an die Vakuumquelle anzuschließen, wenn die Motorlast niedriger ist als die vorgegebene zweite Last und wenn die Motordrehzahl niedriger ist als die vorgegebene dritte Drehzahl.

30. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vakuumquelle um den Hauptluftansaugkanal handelt und daß die zweite Betätigungseinrichtung eine Leitung umfasst, die die Vakuumkammer mit dem Hauptlufftansaugkanal verbindet, einen in der Leitung angeordneten Vakuumtank und ein zwischen* dem Vakuumtank und dem Hauptluftansaugkanal angeordnetes Rückschlagventil das nur einen Luftstrom vom Vakumntank zum Hauptluftansaugkanal zulässt, wobei das Solenoidventil in der zwischen der Vakuumkammer und dem Vakuumtank angeordneten Leitung vorgesehen ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Betätigungseinrichtung eine Membran aufweist, die mit den Strönungskanal-Steuerventil in Verbindung steht, eine von der Membran begrenzte Vakuumkammer, die direkt an den Hauptluftansaugkanal angeschlossen ist, und cino Druckfeder, die in der Vnkurnmkammer vorgesehen ist, um dir. Membran unter Vorspannung zu setzen.