DE3446377C2 - Ansaugvorrichtung für eine Kolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für eine Kolben- Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Ansaugvorrichtung dieser Art (DE-PS 9 57 802) ist das Gehäuse durch in axialer Richtung voneinander beabstandete Trennwände in Ringkanäle unterteilt und über einen beträchtlichen Teil seines Umfanges und über seine axiale Länge offen. Die so geschaffene Öffnung jedes Ringkanals ist durch eine am Außenumfang des Pufferbehälters anliegende Dichtlippe des Gehäuses sowie durch eine an der Innenwand des Gehäuses anliegende Dichtlippe des Pufferbehälters zur Atmosphäre hin abgedichtet. Der Pufferbehälter weist in seiner Umfangsfläche Ausstülpungen auf, deren äußere Begrenzung jeweils durch eine etwa tangential von dem Umfang des Pufferbehälters zur Innenwand des Gehäuses hin verlaufende Wand gebildet wird, an deren äußerem axial gerichteten Rand die genannte Dichtlippe sitzt. Der Pufferbehälter steht an einer seiner Stirnseiten mit der Atmosphäre in Verbindung und die Ausstülpungen stellen eine Verbindung zwischen dem Inneren des Pufferbehälters und den erwähnten Ringkanälen her, die in tangential an dem Gehäuse ansetzende Ansaugleitungen münden. Diese sind mit dem Zylinderkopf verbunden. Durch eine Drehverstellung des Pufferbehälters relativ zu dem Gehäuse mittels eines Drehantriebes kann die effektive Länge der Ansaugstrecke für die Zylinder gemeinsam mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine verkürzt werden, um dadurch eine Schwingungsaufladung über einen größeren Drehzahlbereich hinweg zu ermöglichen. Durch diese Art der Schwingungsaufladung, bei der der Trägheitseffekt der angesaugten Verbrennungsluft in der Ansaugstrecke ausgenützt wird, läßt sich der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine verbessern, wenn diejenige Länge der Ansaugstrecke eingestellt wird, die bei der jeweiligen Drehzahl ein Maximum des Aufladeeffekts ergibt.

Die bekannte Ansaugvorrichtung ist aufgrund der komplizierten Gestaltung des Gehäuses und des Pufferbehälters aufwendig. Der Zugang zu dem Pufferbehälter, beispielsweise zu Wartungszwecken, ist sehr beschränkt und erfordert entweder einen vollständigen Abbau der Ansaugvorrichtung von der Brennkraftmaschine, wenn die Ansaugvorrichtung so an dieser montiert ist, daß die Ansaugleitungen von der Oberseite des Gehäuses aus zum Zylinderkopf hin verlaufen, oder eine Trennbarkeit des Gehäuses in einer Längsebene. Ist die Ansaugvorrichtung hingegen so montiert, daß die Ansaugleitungen von der Gehäuseunterseite aus zum Zylinderkopf hin verlaufen, dann wird die Bauhöhe der Brennkraftmaschine beträchtlich vergrößert.

Bei einer anderen Ansaugvorrichtung nach dem Stand der Technik (§ 3, Abs. 2, Ziff. 1 PatG) ist in einem zylindrischen Gehäuse koaxial ein zylindrischer Pufferbehälter drehbar angeordnet, der über eine stirnseitige Öffnung mit der Atmosphäre und über eine Verbindungsöffnung in seiner Umfangswand mit dem Gehäuseinnenraum in Verbindung steht. An dem Gehäuse setzt eine radial gerichtete Ansaugleitung an; in der Nähe der Einmündungsstelle der Ansaugleitung ist eine von der Gehäuseinnenwand radial zu dem Pufferbehälter hin vorspringende Trennplatte befestigt. Wenn der Pufferbehälter gedreht wird, wird der Abstand zwischen der in seiner Umfangswand vorgesehenen Verbindungsöffnung und der Ansaugleitung und damit die Länge der Ansaugstrecke verändert (DE- OS 34 33 653). In einer weiteren Ausgestaltung dieser Ansaugvorrichtung nach dem Stand der Technik, die für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bestimmt ist, weist das Gehäuse eine der Zylinderanzahl entsprechende Anzahl von ringförmigen Wülsten auf, die am Umfang des Gehäuses ausgebildet sind und von denen jeder eine Luftzuführkammer rings um den Pufferbehälter darstellt. An dem Pufferbehälter sind Abtrennplatten befestigt, deren Kontur der Querschnittsform der Wülste entspricht und die in die Wülste hineinragen und diese damit abschließen. Bei einer Verdrehung des Pufferbehälters relativ zu dem Gehäuse gleiten diese Abtrennplatten an der Innenwand der Wülste, so daß dadurch die wirksame Länge zwischen den Verbindungsöffnungen des Pufferbehälters zu den Wülsten und der Einmündung der Ansaugleitung verändert wird. Die Ansaugleitungen münden bei dieser Ausführungsform etwa tangential zu dem Gehäuse in die Wülste ein, wobei die Ansaugvorrichtung so an der Brennkraftmaschine montiert ist, daß das Gehäuse etwa unterhalb der Ansaugleitungen liegt.

Bei einer anderen bekannten Ansaugvorrichtung (AT-PS 253 305), bei der ebenfalls Gasschwingungen innerhalb des Ansaugsystems zur Schwingungsaufladung ausgenützt werden, die jedoch eine Veränderung der Ansaugstrecke nicht erlaubt, tritt die Ansaugluft axial in ein für alle Zylinder gemeinsames Ansaugrohr ein. Das Ansaugrohr weist in seinem Umfang Verbindungsöffnungen zu Ansaugleitungen auf, die das Ansaugrohr über seinen ganzen Umfang umschließen und sich an dessen Oberseite in etwa tangential am Ansaugrohr ansetzende Ansaugsstutzen zum Zylinderkopf hin fortsetzen.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verstellbare Ansaugvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einfach und kompakt aufgebaut ist, die Bauhöhe der Brennkraftmaschine nicht vergrößert und trotz geringer Baugröße eine gleichmäßige, ungestörte Strömung der Ansaugluft gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Dadurch, daß die Kanäle im Gehäuseinneren von einem geschlossenen Ende aus, d. h. spiralförmig, zunächst um den Pufferbehälter herum und zu den an der Oberseite des Gehäuses ansetzenden Ansaugleitungen hin verlaufen, erfährt die Ansaugluft eine allmähliche strömungsgünstige Umlenkung. Da der Pufferbehälter völlig kreiszylindrisch ist, erfolgt jegliche Abdichtung nur an seinem Außenumfang zu den freien Kanten der Trennwände des Gehäuses hin und damit auf verhältnismäßig kleinem Durchmesser; das Gehäuse selbst ist ansonsten luftdicht ausgeführt. Durch die Ausbildung der Verbindungsöffnungen als Durchbrüche in der Umfangswand des Pufferbehälters kann dieser bei der Montage oder zu Wartungszwecken von der Stirnseite des Gehäuses her in dessen Achsrichtung ein- und ausgebaut werden, so daß ein Abbauen der gesamten Ansaugvorrichtung, z. B. im Wartungsfall, nicht nötig ist. Die Gesamthöhe der Brennkraftmaschine kann niedrig gehalten werden, ohne daß eine scharfe Umlenkung zwischen jedem Zylinder und dem Pufferbehälter die Folge ist, weil die Kanäle in dem Gehäuse in einer sich nach unten erstreckenden Spirale angeordnet sind und folglich der Pufferbehälter unterhalb der Ansaugleitungen, die an die Einlaßkanäle der Brennkraftmaschine anschließen, liegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Brenn­ kraftmaschine mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen verstellbaren Ansaugvorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Stirnansicht der Ansaugvorrichtung, die den Antriebsmechanismus dafür wiedergibt;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht zur Veranschau­ lichung einer Modifikation der Ansaugvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Ansaugvorrichtung;

Fig. 8 eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile VIII in Fig. 7;

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 7;

Fig. 10 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Ansaugvorrichtung;

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10, und

Fig. 12 bis 16 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung mehrerer Modifikationen der Ansaug­ vorrichtung gemäß den Fig. 10 und 11.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen verstellbaren Ansaugvorrichtung 2 an einer Seite einer Brennkraftmaschine 1 angeordnet. Die Ansaug­ vorrichtung 2 beinhaltet einen trommelförmigen Dreh-Puffer­ behälter 6 (Fig. 2), in welchen über ein Luftfilter 3, ein Meßgerät 4 zur Messung des Luftdurchsatzes und ein Drossel­ ventil 5 Ansaugluft eintritt. Von dem Pufferbehälter 6 zweigen eine Anzahl (im gezeigten Ausführungsbeispiel vier) voneinander getrennte Kanäle 13 ab (Fig. 3), um die Ansaugluft im Pufferbehälter 6 den Zylindern 9 durch Ansaugleitungen 11 und im Zylinderkopf 7 vorgesehene Einlaßkanäle 8 zuzuführen.

Der Pufferbehälter 6 ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, drehbar in einem Gehäuse 15 gelagert, mit dem einstückig vier Ansaugstutzen 10 ausgebildet sind. Jede getrennte Ansaug­ leitung 11 weist einen Hauptabschnitt 12, der sich durch den jeweils zugehörigen Ansaugstutzen 10 hindurcherstreckt, sowie den Kanal 13 auf, der zwischen der Außenfläche des Pufferbehälters 6 und der Innenwand des Gehäuses 15 definiert ist. Wie sich deutlich aus Fig. 3 ergibt, erstreckt sich jeder Kanal 13 in Form einer Spirale 11a längs der äußeren Um­ fangsfläche des Pufferbehälters 6 nach unten und geht im wesentlichen in einer Flucht und ohne Ausbildung einer Stufe an der Stelle A über dem Pufferbehälter 6 in den Hauptabschnitt 12 der zugehörigen Ansaugleitung 11 über. Die Stelle A liegt zwischen dem Gehäuse 15 und dem Ansaug­ stutzen 10. Wie weiterhin aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Kanäle 13 voneinander durch Trennwände 14 getrennt, die von der Innenfläche des Gehäuses 15 aus nach innen vorspringen.

Der Pufferbehälter 6 ist in dem Gehäuse 15 so montiert, daß er sich in dessen Längsrichtung erstreckt. Er weist ein offenes Ende 17 auf, über das sowie über einen Einlaß 18 des Gehäuses 15, das Drosselventil 5, das Meßgerät 4 und das Luftfilter 3 der Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Zur drehbaren Ab­ stützung des Pufferbehälters 6 in dem Gehäuse 15 ist das offene Ende 17 des Pufferbehälters 6 mittels eines Lagers 19 im Gehäuse 15 gelagert, während das andere, ge­ schlossene Ende des Pufferbehälters 6 durch ein Lager 22 drehbar gelagert ist, welches in einem durch Schrauben 20 befestigten Gehäusedeckel 21 sitzt. Wie aus Fig. 2 hervor­ geht, ist zentral zwischen den Stirnseiten des Gehäuses 15 bzw. den Ansaugleitungen 11 für den zweiten und dritten Zylinder (bei Zählweise von einem Ende des Zylinder­ kopfes in Fig. 1 her) eine im wesentlichen ringförmige Kammer 30 ausgebildet, deren Zweck nachfolgend noch näher erläutert wird. Der Pufferbehälter 6 weist in seiner Umfangswandung vier Verbindungsöffnungen 23 auf, die jeweils in einen der Kanäle 13 münden und dabei den Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 mit den Ansaugstutzen 10 über die Kanäle 13 ver­ binden. Aus dem Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 wird über die jeweils zugeordnete Verbindungsöffnung 23 Ansaugluft in jeden der Kanäle 13 angesaugt und dann durch den Ansaugstutzen dem Zylinder 9 zugeführt. Daraus folgt, daß durch eine Verdrehung des Pufferbehälters 6 die Strecke, die längs der die Ansaugluft nach dem Durchtritt durch die jeweilige Verbindungsöffnung 23 strömen muß, bevor sie in den Zylinder 9 eintritt, verändert werden kann, d. h. die Effektivlänge der Ansaugstrecke ist veränderbar.

Der Pufferbehälter 6 ist durch einen Antriebs­ mechanismus 24 (s. Fig. 4) zu dem Zweck verstellbar, die Effektivlänge der Ansaugstrecke in Abhängigkeit von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu verändern. Der Antriebsmechanismus 24 ist außen auf der dem offenen Ende 17 des Pufferbehälters 6 gegenüberliegenden Stirn­ seite des Gehäuses 15 montiert und weist ein Zahnritzel 26 auf, das fest auf einer Welle 25 sitzt. Die Welle 25 ist einstückig mit dem Pufferbehälter 6 ausgebildet und ragt durch den Gehäusedeckel 21 hindurch nach außen. Mit dem Zahnritzel 26 steht ein Zahnsektor 27 in Eingriff, der über einen Hebel 28 durch eine Membran 29 verschwenk­ bar ist. Die Membran 29 ist durch den Auslaßdruck beauf­ schlagt, der über einen (nicht gezeigten) Auspuffkanal der Brennkraftmaschine 1 anliegt. Da der Auslaß­ druck mit zunehmender Drehzahl steigt und bei abnehmender Drehzahl sinkt, bewegt sich die Membran 29 - in Fig. 4 - nach rechts, wenn die Drehzahl zunimmt. Durch die Bewegung der Membran 29 nach rechts wird der Zahnsektor 27 in Richtung des Pfeiles a verschwenkt, so daß dadurch das Zahnritzel 26 in Richtung des ihm zugeordneten Pfeiles a (Fig. 4) verdreht wird. Dadurch wird auch der Pufferbehälter 6 in Richtung des Pfeiles a verdreht, wodurch die Effektivlänge der Ansaug­ strecke verkürzt wird.

Die Kammer 30 steht mit dem Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 über ein Verbindungsloch 31 in Verbindung, das in der Umfangswandung des Pufferbehälters 6 in dessen Mittelab­ schnitt ausgebildet ist. Die Kammer 30 kann dazu heran­ gezogen werden, den Zylindern gleichmäßig rezirkuliertes Auspuffgas wieder zuzuführen; sie kann auch zur ständigen Abnahme des Ansaugvakuums für verschiedene Steuer- und Kontrollzwecke dienen. Mit Bezugszeichen 32 ist ein Brenn­ stoff-Einspritzventil bezeichnet, durch das von einer Brennstoff-Zuleitung 33 herangeführter Brennstoff in die Ansaugleitung 11 eingespritzt werden kann. Für jede Ansaug­ leitung 11 ist eine getrennte Brennstoffeinspritzung vorge­ sehen. Das Gehäuse 15 und der Pufferbehälter 6 sind so ausgebildet und angeordnet, daß letzterer leicht in das Gehäuse 15 nach Abnahme des Gehäusedeckels 21 durch Ein­ schieben eingebaut werden kann. In diesem Zusammen­ hang erweist sich die Ausgestaltung, bei der die Trenn­ wände 14 mit dem Gehäuse 15 eine Einheit bilden, als vor­ teilhaft.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Ansaugluft durch das Luftfilter 3 über das Meßgerät 4 und die Drossel­ klappe 5 in den Pufferbehälter 6 eingesaugt und dann über die jeweiligen Ansaugstutzen 10 und die Einlaßkanäle 8 den Zylindern 9 zugeführt. Dabei tritt die Ansaugluft zunächst in den Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 durch den Einlaß 18 des Gehäuses 15 und das offene Ende 17 des Pufferbehälters 6 ein; anschließend strömt sie in die je­ weiligen Ansaugleitungen 11 durch die Verbindungsöffnungen 23 in der Wandung des Pufferbehälters 6. Da die Kanäle 13 voneinander durch die Trennwände 14 getrennt sind, verzweigt sich der Ansaugluftstrom aus dem Innenraum 16 an der Verbindungsstelle B (Fig. 3), d. h., jeder Zylinder 9 hat eine getrennte Ansaugleitung, die sich von der Verbindungsstelle B über die früher erwähnte Anschluß­ stelle A hinweg erstreckt.

Bei niedriger Maschinendrehzahl und entsprechend niedrigem, an der Membran 29 des Antriebsmechanismus 24 anliegendem Aus­ laßdruck befindet sich der Pufferbehälter 6 in einer im Uhrzeigersinn (in Fig. 3) verdrehten Stellung. Wird die Maschinendrehzahl gesteigert, so daß dadurch auch der Aus­ laßdruck an der Membran 29 zunimmt, dann wird der Puffer­ behälter 6 entgegen dem Uhrzeigersinn, in Richtung des Pfeiles a, in Fig. 3 durch Eingriff des Zahnsektors 27 in das Zahnritzel 26 verstellt, wodurch entsprechend die Verbindungsstelle B im Gegenuhrzeigersinn an die in Fig. 3 mit B′ bezeichnete Stelle bewegt wird. Das hat zur Folge, daß die effektive Länge jeder Ansaugleitung zwischen dem Pufferbehälter 6 und dem Zylinder 9 um den entsprechenden Abstand zwischen den Stellen B und B′ in Fig. 3 verändert wird. Somit kann durch entsprechende Ab­ stimmung des Antriebsmechanismus 24 so, daß die effektive Länge jeder Ansaugleitung immer auf den für jede Maschinen­ drehzahl optimalen Wert eingestellt ist, der Ansaug- Trägheitseffekt über einen breiten Drehzahlbereich hinweg (von sehr niedriger bis hoher Drehzahl) wirkungsvoll ausgenützt werden. Da die effektive Länge der Ansaugstrecke durch Drehung des Pufferbehälters 6 verändert wird, ist diese Längenänderung um einen großen Betrag möglich, ohne daß dadurch die Gesamtgröße der Ansaugvor­ richtung selbst merklich zunimmt. Darüber hinaus können alle Ansaugleitungen für die jeweiligen Zylinder gleichzeitig bezüglich ihrer Ansaugstrecke durch einfache Drehung des Pufferbehälters 6 verändert werden, und der Antriebs­ mechanismus 24 ist einfach im Aufbau und setzt sich aus einer relativ kleinen Anzahl von Teilen zusammen.

Da sich jede Ansaugleitung vom Zylinder 9 zum Pufferbehälter 6 hin, d. h. genauer der Hauptabschnitt 12 und der Kanal 13, in Form einer Spirale vom oberen Teil des Gehäuses 15 aus nach unten erstreckt und der Pufferbehälter 6 mit seinem relativ großen Volumen nach unten baut, kann die Oberseite des Gehäuses 15 relativ niedrig gelegt werden, ohne daß eine scharfe Biegung der Ansaugleitung notwendig ist. Dementsprechend ist eine ungestörte glatte Strömung des Ansauggases gewähr­ leistet, ohne daß die Gesamthöhe der Brennkraftmaschine wesentlich erhöht wird.

Da der Pufferbehälter 6 sich von den Ansaugstutzen 10 aus nach unten erstreckt, verbleibt ein breiter Raum C über den Ansaug­ stutzen 10 und unterhalb der Oberseite der Brennkraft­ maschine 1, in welchem die Brennstoff-Einspritzventile 32 an der Oberseite der Ansaugstutzen 10 angeordnet werden können. Es ist generell vorteilhafter, die Brennstoff-Einspritz­ ventile an der Oberseite der Ansaugstutzen 10 anzuordnen, um deren Montage zu erleichtern und eine Verstopfung zu vermeiden.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist der Pufferbehälter 6 im Innenraum des Gehäuses 15 abgestützt, der gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist und lediglich über das Luftfilter 3 in dem betrachteten Ausführungsbeispiel mit dieser in Verbindung steht. Das hat den Vorteil, daß die Abdichtung zwischen den Kanälen 13 und diejenige zwischen dem Pufferbehälter 6 und dem Gehäuse 15 eine Inter­ ferenz von pulsierenden Druckwellen verhindern können und eine eigene positive Abdichtung nicht notwendig ist. Dabei hat die besondere Anordnung, bei der die Trennwände 14 ein­ stückig mit dem Gehäuse 15 ausgebildet sind, den zusätzlichen Vorteil, daß die Umfangslänge des Gleitabschnittes zwischen dem Pufferbehälter 6 und dem Gehäuse 15 kürzer ist als bei einer Ausbildung, bei der die Trennwände an dem Pufferbehälter 6 selbst angeordnet sind. Dadurch wird die Abdichtung zwischen dem Pufferbehälter 6 und dem Gehäuse verbessert und erleichtert.

Vorzugsweise ist die abströmseitige Seitenkante jeder Ver­ bindungsöffnung 23 so geformt, daß die Ansaugluft glatt in den Kanal 13 durch die Verbindungs­ öffnung 23 hindurch einströmen kann, um den Strömungswider­ stand zu vermindern. Das ist in Fig. 5 bei 23a angedeutet. Aus dem gleichen Grund hat jede Zwischenwand 23b zwischen nebeneinander liegenden Verbindungsöffnungen 23 eine nach innen abgerundete Querschnittsform, wie aus Fig. 6 hervorgeht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 ist die Kammer 30, die beispielsweise für die Rezirkulation von Auspuffgas oder zur ständigen Abnahme des Ansaugvakuums herangezogen werden kann, in einem Mittel­ abschnitt des Gehäuses 15 angeordnet. Jedoch kann auch der Raum zwischen dem Gehäusedeckel 21 und dem gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 15 für diesen Zweck herangezogen werden, wie aus den Fig. 7 bis 9 hervorgeht. In den Fig. 7 bis 9 sind Teile, die denjenigen des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 1 bis 4 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nachfolgend nicht mehr gesondert erläutert.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 bis 9 ist ein Gehäusedeckel 21a an einer ringförmigen Wand 40 an dem Ende des Gehäuses 15 mittels Schrauben 20 befestigt, das dem offenen Ende 17 des Pufferbehälters 6 gegenüberliegt. Dadurch wird zwischen der Innenseite des Gehäusedeckels 21 und der Stirnfläche 15a des Gehäuses 15 bzw. der Stirnseite 6a des Pufferbehälters 6 eine ringförmige Kammer 41 gebildet. Wie sich aus Fig. 9 ergibt, weist die Stirnseite 6a des Puffer­ behälters 6 vier Verbindungslöcher 42 auf, die den Raum in der ringförmigen Kammer 41 mit dem Innenraum 16 des Puffer­ behälters 6 verbinden. Mit 43 sind Anschluß­ rohre bezeichnet, die mit der Kammer 41 in Verbindung stehen, um Auspuffgas zu den Zylindern zurückzuführen oder das An­ saugvakuum zu Kontrollzwecken für den Brennstoffdruck, den Zündzeitpunkt oder die Auspuffgas-Rezirkulation abzunehmen oder um Blasegas zum Zweck des Durchblasens in die Zylinder einzuleiten. Die Kammer 41 nach dieser Ausführungsform hat gegenüber der Kammer 30 bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4 den Vorteil, daß die axiale Gesamtlänge des Gehäuses 15 kürzer ist und die Anzahl von Trennwänden unter einer damit einhergehenden Vereinfachung des Aufbaues ver­ ringert werden kann. Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen steht durch Abnahme des Ansaugvakuums im Pufferbehälter 6 ein Druck zur Verfügung, der das gemein­ same Ansaugvakuum aller Zylinder repräsentiert. Dieses Vakuum ist stabil, d. h. frei von Pulsationen, und demzufolge für die verschiedensten Steuerzwecke geeignet. Auch kann durch Einleiten von Auspuffgas und/oder Blasegas in die Zylinder über den Pufferbehälter 6 das Gas gleichförmig auf die Zylinder verteilt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 11 kann nicht nur die effektive Länge, sondern auch die Querschnitts­ fläche der Ansaugleitung für jeden Zylinder in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Maschine verändert werden. Dadurch wird der Ansaug-Trägheitseffekt über einen breiten Betriebs­ bereich der Maschine noch besser ausgenutzt. Die verstell­ bare Ansaugvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 4. Aus diesem Grund sind analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr gesondert erläutert.

Der bedeutendste Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und derjenige nach den Fig. 1 bis 4 besteht darin, daß für jeden Zylinder ein Paar von Einlaßöffnungen vorge­ sehen ist. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, weist jeder Zylinder 9 erste und zweite Einlaßkanäle 118a und 118b auf, die mit dem Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 entsprechend durch erste und zweite Ansaugleitungen 111a bzw. 111b ver­ bunden sind. Die Ansaugleitungen 111a, 111b sind voneinander durch Trennwände 114 getrennt. Ähnlich den Ansaug­ leitungen 11 bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4 gehen die Ansaugleitungen 111a, 111b in Kanäle 113a, 113b über, die sich in das Gehäuäse hineinerstrecken. Diese Kanäle stehen mit dem Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 über Verbindungsöffnungen 123 in Verbindung, die jeweils für beide Ansaugleitungen 111a, 111b gemeinsam sind. Das bedeutet, daß in der Umfangswandung des Pufferbehälters 6 vier Verbindungs­ öffnungen 123, d. h. eines für jeden Zylinder 9, ausgebildet sind.

In jeder ersten Ansaugleitung 111a ist eine Brennstoff-Einspritz­ düse 131 und in jeder zweiten Ansaugleitung 111b ein Klappen­ ventil 132 angeordnet. Das Klappenventil 132 ist durch einen nicht gezeigten Betätigungsmechanismus verstellbar und erlaubt es, die zweite Ansaugleitung 111b zu verschließen, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vorbestimmten Wert liegt, bzw. sie zu öffnen, wenn die Maschinendrehzahl nicht kleiner als dieser Wert ist.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Ansaugvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel erläutert:

Bei niedriger Maschinendrehzahl ist der Pufferbehälter 6 in eine Position eingestellt, die ähnlich derjenigen in Fig. 3 ist, bei der die effektive Länge der Ansaugstrecke verhältnismäßig lang ist. Sobald die Maschinendrehzahl zu­ nimmt, wird der Pufferbehälter 6 verdreht, so daß dadurch die effektive Länge der Ansaugstrecke verkürzt wird. Bis die Maschinendrehzahl den vorhin erwähnten vorbestimmten Wert erreicht, sind die zweiten Ansaug­ leitungen 111b geschlossen, so daß jeder Zylinder 9 mit dem Pufferbehälter 6 nur über die erste Ansaugleitung 111a in Verbindung steht. Erreicht die Maschinendrehzahl den er­ wähnten vorbestimmten Wert, dann werden auch die zweiten Ansaugleitungen 111b geöffnet, so daß jeder Zylinder 9 über beide Ansaugleitungen 111a und 111b mit dem Pufferbehälter 6 verbunden ist, d. h. der Gesamtquerschnitt der Ansaugleitung für jeden Zylinder 9 ist vergrößert. Somit wird bei zu­ nehmender Maschinendrehzahl die effektive Länge der Ansaug­ leitung für jeden Zylinder reduziert und ihr Strömungs­ querschnitt vergrößert. Im allgemeinen wird eine Verkürzung der effektiven Länge der Ansaugleitung bei gleichzeitiger Vergrößerung ihres effektiven Strömungsquerschnitts mit zunehmender Maschinendrehzahl bevorzugt, um dadurch den Ansaug-Trägheitseffekt optimal auszunutzen.

In einer abgewandelten Art der Steuerung durch den Puffer­ behälter 6 und das Klappenventil 132 wird der Pufferbehälter 6 voll verdreht, um die effektive Länge der ersten Ansaug­ leitung 111a zu einem Minimum zu machen, wobei die zweite Ansaugleitung 111b geschlossen bleibt, bis die Maschinen­ drehzahl auf einen vorbestimmten Wert ansteigt. Wird dieser Wert erreicht, dann öffnet das Klappenventil 132 und zugleich kehrt der Pufferbehälter in seine Ausgangs-Drehstellung zurück, in der die effektive Länge der Ansaugleitungen ein Maximum ist. Bei weiterem Ansteigen der Maschinendrehzahl wird anschließend der Pufferbehälter 6 wieder verdreht, so daß die effektive Länge der Ansaugleitungen von neuem kürzer wird.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 10 und 11 stehen die ersten und zweiten Ansaugleitungen 111a, 111b für jeden Zylinder mit dem Innenraum 16 des Pufferbehälters 6 über eine einzige Verbindungsöffnung 123 in Verbindung, die beiden gemeinsam ist. Jedoch können die Ansaugleitungen 111a, 111b für jeden Zylinder auch jeweils über eine eigene Verbindungsöffnung 123a, 123b gemäß Fig. 12 entsprechend verbunden sein. In diesem Fall können die Verbindungsöffnungen 123a und 123b gegen­ einander in Umfangsrichtung des Pufferbehälters 6 ver­ schoben sein, wenn dies gewünscht ist (vgl. Fig. 12).

Bei der in Fig. 13 gezeigten Abwandlung ist ein Teil der Trennwände zwischen den Ansaugleitungen 111a, 111b abgeschnitten und die Brennstoff-Einspritz­ düse 131 ist in dem dadurch freigewordenen Abschnitt so angeordnet, daß der Brennstoff gleichmäßig auf die erste und zweite Ansaugleitung 111a und 111b verteilt werden kann, wenn das Klappenventil 132 in der Offenstellung steht. Man kann daran denken, die Brennstoff-Einspritzdüse in einem geringen Ausmaß mehr zu der ersten Ansaugleitung 111a hin auszurichten, so daß ein Stau einer größeren Menge an Brennstoff in der zweiten Ansaugleitung stromauf von dem Klappenventil 132 bei dessen geschlossenem Zustand vermieden wird. Jedoch kann die Brennstoff-Einspritzdüse 131 auch abströmseitig von dem Klappenventil 132 ange­ ordnet sein, wie das in Fig. 14 gezeigt ist.

Bei der Abwandlung gemäß Fig. 15 hat die erste Ansaugleitung 111a′ einen kleineren Querschnitt als die zweite Ansaug­ leitung 111b′ und beide Ansaugleitungen 111a′, 111b′ weisen Klappenventile 132a bzw. 132b auf. Die Einspritzdüse 131 ist dabei in einem ausgeschnittenen Teil der Trennwände zwischen den Ansaugleitungen 111a′, 111b′ stromauf von den Klappenventilen 132a, 132b angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird bei zunehmender Maschinen­ drehzahl der Pufferbehälter 6 zunächst so verdreht, daß die effektive Länge der Ansaugleitungen verkürzt wird, wobei nur die erste Ansaugleitung 111a′ offen ist. Sobald die Maschinen­ drehzahl weiter steigt, wird die erste Ansaugleitung 111a′ ge­ schlossen und die zweite Ansaugleitung 111b′, die im Querschnitt weiter als die erste Ansaugleitung ist, wird geöffnet. Darauf­ hin wird auch der Pufferbehälter 6 in seine Ausgangs-Dreh­ stellung zurückgedreht, in der die effektiven Längen der Ansaugleitungen ein Maximum sind. Bei weiterer Steigerung der Maschinendrehzahl wird der Pufferbehälter 6 dann wieder all­ mählich verdreht, um die effektive Ansaugstrecke der zweiten Ansaugleitung 111b′ zu verkürzen. Wenn die Maschinendrehzahl noch weiter steigt, werden beide Ansaugleitungen 111a′, 111b′ geöffnet und dann der Pufferbehälter 6 wieder in seine ur­ sprüngliche Ausgangslage zurückgestellt. Wiederum ausgehend davon wird bei noch weiterer Steigerung der Maschinen­ drehzahl der Pufferbehälter 6 wieder verdreht, um die effektiven Längen nunmehr beider Ansaugleitungen 111a′ und 111b′ zu ver­ kürzen. Bei dieser Ausführungsform wird somit der effektive Strömungsquerschnitt der Ansaugleitung für jeden Zylinder in drei Stufen verändert, wobei in jeder Stufe die Effektivlänge der Ansaugleitung allmählich verkürzt wird, wenn die Maschinen­ drehzahl steigt, so daß dadurch der Ansaug-Trägheitseffekt erheblich besser ausgenutzt wird.

Die Brennstoff-Einspritzdüse 132 kann stromab von den Klappen­ ventilen 132a, 132b angeordnet sein, wie das in Fig. 16 ge­ zeigt ist.

Claims (5)

1. Ansaugvorrichtung für eine Kolben-Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einem mit der Atmosphäre verbundenen Pufferbehälter (6), der in einem Gehäuse (15) drehbar gelagert ist, mit der Außenfläche seiner Umfangswand gleitend abgedichtet an freien Kanten von Trennwänden (14, 114) des Gehäuses (15) anliegt und jeweils über mindestens eine Verbindungsöffnung (23, 123) in seiner Umfangswand mit durch die Trennwände (14, 114) gebildeten Kanälen (13, 113a, 113b) in Verbindung steht, wobei die Kanäle (13, 113a, 113b) in Ansaugleitungen (10, 11, 12; 111a, 111b) münden, die von dem Umfang des Gehäuses (15), in dessen Achsrichtung versetzt, ausgehen und zum Zylinderkopf (7) führen, und mit einem Antriebsmechanismus (24) zum Verdrehen des Pufferbehälters (6) relativ zu dem Gehäuse (15), um dadurch die Ansaugstrecke zwischen den Verbindungsöffnungen (23, 123) des Pufferbehälters (6) und den zugeordneten Zylindern (9) in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu verändern; dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Pufferbehälter (6) die Form einer kreiszylindrischen Trommel hat und die Verbindungsöffnungen (23, 123) Durchbrüche seiner Umfangswand sind, daß die Kanäle (13, 113a, 113b) von einem geschlossenen Ende (11a) aus weitgehend vollständig um den Pufferbehälter (6) herum verlaufen und daß die Ansaugleitungen (10, 11, 12; 111a, 111b) von der Oberseite des Gehäuses (15) aus seitlich zum Zylinderkopf (7) führen.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (9) mit dem Pufferbehälter (6) über mehrere voneinander getrennte Ansaugleitungen (111a, 111b) in Verbindung steht und mindestens eine dieser Ansaugleitungen (111b) mit einem Steuerventil (132) zur Steuerung der Gasströmung darin ausgestattet ist, welches derart steuerbar ist, daß diese Ansaugleitung (111b) bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl und mit geringer Last weitgehend versperrt ist.

3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher Länge der getrennten Ansaugleitungen (111a, 111b) einschließlich der Kanäle (113a, 113b) in dem Gehäuse (15) für jeden Zylinder (9) die Verbindungsöffnungen (123) längs einer zur Längsachse des Pufferbehälters (6) parallel verlaufenden Mantellinie des Pufferbehälters und in Umfangsrichtung in gleicher Lage angeordnet sind.

4. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlicher Länge der getrennten Ansaugleitungen (111a, 111b) einschließlich der Kanäle (113a, 113b) in dem Gehäuse (15) für jeden Zylinder (9) die Verbindungsöffnungen (123a, 123b) in der Umfangswand des Pufferbehälters (6) in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, um gleiche Ansaugstrecken für jeden Zylinder (9) zu erzielen.

5. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) eine Kammer (30, 41) enthält, die mit dem Innenraum (16) des Pufferbehälters (6) in Verbindung steht, und daß in der Seitenwandung des Gehäuses (15) ein mit der Kammer (30, 41) in Verbindung stehender Anschluß (43) vorgesehen ist, um davon den Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine abzunehmen.