DE3633929C2 - Luftansauganlage für einen Boxer- oder V-Motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage zwischen zwei einander gegenüberliegenden Zylinderreihen eines Boxer- oder V-Motors, dessen Zylinder jeweils zwei Einlaßventile aufweisen, wobei das eine Einlaßventil durch ein langes, das andere Einlaßventil durch ein kurzes Saugrohr etwa gleichen Querschnitts mit einem Saugverteiler verbunden ist, in den Frischluft angesaugt wird.

Um einen gasdynamischen Aufladeeffekt zu erzielen und so durch eine verbesserte Zylinderfüllung eine Steigerung des Drehmoments und der Leistung eines Verbrennungsmotors zu erzielen, ist es nötig, die Länge und den Querschnitt der Ansaugleitung auf den Motor abzustimmen, an den sie angebaut ist. Dabei hat es sich gezeigt, daß bei unterschiedlichen Motordrehzahlen eine unterschiedliche Längen- und Querschnittsbemessung erforderlich ist, um eine optimale Motordrehmomentkennlinie zu erhalten.

Aus DE 34 24 433 A1 ist eine Luftansauganlage mit einem I-förmigen, zur Schwingaufladung abgestimmten Verteilerstück bekannt, das aus zwei Resonanzbehältern und geraden Verbindungsrohren besteht. Durch eine von der Motordrehzahl abhängige Absperrung eines oder mehrerer Verbindungsrohre werden während des Betriebs des Motors die Resonanzbedingungen geändert, um einen optimalen Verlauf der Motordrehmomentkurve zu erreichen. Nachteilig bei dieser Luftansauganlage ist das große Bauvolumen, das ihre Verwendung für V-Motoren mit kleinem V-Winkel erschwert.

Aus der DE-GM 19 86 850 ist eine Luftsauganlage für eine Reihenbrennkraftmaschine bekannt, bei der jeder Zylinder mit einem Auslaß- und zwei Einlaßventilen versehen ist. Von den beiden Einlaßventilen je Zylinder ist jeweils eins über ein kurzes Saugrohr mit einem Sammelrohr verbunden und das zweite Einlaßventil über ein jeweils längeres Saugrohr mit einem zweiten Sammelrohr verbunden. Beide Sammelrohre wiederum sind an eine Registervergaseranlage angeschlossen.

Aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 46 (1985), 12, Seiten 481 bis 487, "Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Antriebsregelung für Personenkraftwagen" ist eine Sauganlage mit zwei Resonanzkammern verbunden, von denen eine durch eine mit einem Saugrohr zusammenwirkende Schiebehülse überbrückt werden kann.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine kleinvolumige Luftansauganlage zu schaffen, deren zu den Zylindern führende Ansauglängen und Ansaugquerschnitte mit einfachen Mitteln einstellbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des ein­ teiligen Anspruchs 1, soweit sie nicht im vorstehenden Text der Beschreibungseinleitung als bekannt herausgestellt sind. Die Luftansauganlage ist hierbei an einen Motor angebaut, bei dem in bekannter Weise jeder Zylinder zwei Einlaßventile aufweist und zu einem Einlaßventil ein langes, zum anderen Einlaßventil ein kurzes Saug­ rohr führt, das durch eine Sperrklappe verschließbar ist. Zwischen einem kurzen Saugrohr eines Zylinders der einen Zylinderreihe und einem dazu gleichachsigen langen Saugrohr eines Zylinders der anderen Zylinderreihe ist ein Schieberohr angeordnet, das in einen Saugverteiler einmündet und wahlweise an das lange oder an das kurze Saugrohr dicht anlegbar ist.

Der zu einem Zylinder führende Ansaugquerschnitt läßt sich durch Betätigen der Sperrklappe steuern. Ist sie geschlossen, kann Luft nur über das lange Saugrohr und das ihm zugeordnete Einlaßventil in den Zylinder gelangen. Wenn das kurze und das lange Saugrohr gleichen Innendurchmesser haben, steht in diesem Falle der Ansaugluft nur die halbe Querschnittsfläche zur Verfügung. Eine Änderung der Länge der Ansaugleitung wird erreicht, indem das Schieberohr einmal an das kurze, einmal an das lange Saugrohr dicht angelegt wird.

In den Zeichnungen Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 sind drei verschiedene Betriebsstellungen der Luftansauganlage für einen 4-Zylinder-Boxermotor dargestellt, die nachfolgend erläutert werden. Die Betätigungsvorrich­ tungen für die Schieberohre und Sperrklappen sind nur in Fig. 1 gezeichnet.

Nach Fig. 1 ist zwischen den Zylindern 1, 2 und den gegenüberliegenden Zy­ lindern 3, 4 ein Saugverteiler 5 angeordnet, der über einen mittig an ihm angeordneten, durch eine Drosselklappe 6 steuerbaren Saugstutzen 7 mit Luft versorgt wird. Jeder der Zylinder 1, 2, 3, 4 besitzt zwei Einlaßventile 8, ein Auslaßventil 9 und beidseitig zu ihm liegend zwei Zündkerzen 10. Zu einem Einlaßventil führt ein langes Saugrohr 11, das tief in den Saugver­ teiler 5 hineinragt und sich etwa bis zu dessen Mitte erstreckt. Die paral­ lel verlaufenden langen Saugrohre 11 zu den beiden linken Zylindern 1, 2 liegen außen am Saugverteiler 5, die langen Saugrohre 11 zu den beiden rech­ ten Zylindern 3, 4 liegen innen am Saugverteiler 5. Fluchtend zu den langen Saugrohren 11 sind außen an der gegenüberliegenden Seite des Saugverteilers 5 kurze Saugrohre 12 angeordnet, die etwa halb so lang sind wie die langen Saugrohre 11. Zwischen den kurzen Saugrohren 12 und den langen Saugrohren 11 sind zu ihnen fluchtend im Saugverteiler jeweils Schieberohre 13 ange­ ordnet, die um einen Weg a längsverschieblich sind und entweder an die langen Saugrohre 11 oder die kurzen Saugrohre 12 dicht anlegbar sind. Um einen strömungsgünstigen Einlauf der Luft in die Saugrohre zu erhalten, sind die Schieberohre 13 an beiden Enden, die kurzen und langen Saugrohre an ihren Mündungsenden in den Saugverteiler diffusorförmig ausgebildet und abgerundet.

An die zu den Zylindern 1, 2 führenden langen, außen am Saugverteiler 5 lie­ genden Saugrohre 11 sind zwei Schieberohre 13 dicht angelegt und durch eine Stange 14 starr miteinander verbunden, an die zu den Zylindern 3, 4 führen­ den langen Saugrohre 11, die innen am Saugverteiler 5 liegen, sind zwei Schieberohre 13 angelegt, die durch eine kürzere Stange 15 starr miteinander verbunden sind. Beide Stangen 14, 15 und damit die zu ihnen gehörenden Schieberohre werden durch pneumatische Stellzylinder 16, entgegen der Kraft einer Feder 17 betätigt.

In die vier kurzen Saugrohre 12 sind Sperrklappen 18 eingesetzt. Die Sperr­ klappen der zu den beiden linken Zylindern 1, 2 führenden kurzen Saugrohre 12 sind gemeinsam über ein Gestänge 19, die Sperrklappen 18 der zu den bei­ den rechten Zylindern 3, 4 führenden Saugrohre 12 sind über ein weiteres Ge­ stänge 20 verstellbar. Beide Gestänge 19, 20 sind pneumatisch durch Stellzy­ linder betätigbar.

In der in Fig. 1 gezeichneten Lage sind alle Sperrklappen 18 in Schließ­ stellung. Luft kann zu den Zylindern nur über die langen Saugrohre 11 ein­ strömen, die noch durch die Schieberohre 13 verlängert sind. Diese Kombi­ nation: kleiner Ansaugquerschnitt und große Ansauglänge ergibt im unteren Drehzahlbereich des Motors ein optimales Drehmoment.

Nach Fig. 2 sind die in die kurzen Saugrohre 12 eingebauten Sperrklappen 18 alle in Offenstellung. Den Zylindern 1, 2, 3, 4 wird sowohl über die kurzen Saugrohre 12 als auch die langen Saugrohre 11 Luft zugeführt. Es ergibt sich somit ein großer Ansaugquerschnitt, der in Verbindung mit kurzer und langer Saugrohrlänge im mittleren Drehzahlbereich ein optimales Drehmoment erbringt.

Gemäß Fig. 3 sind die Schieberohre 13 an die kurzen Saugrohre 12 dicht an­ gelegt und ergeben mit ihnen zusammen die gleiche Ansauglänge, die auch die langen Saugrohre 11 aufweisen. Die Sperrklappen 18 sind geöffnet. Diese Kombination: großer Ansaugquerschnitt und für alle Einlaßventile 8 und gleiche Ansauglängen erbringt im oberen Drehzahlbereich des Motors Best­ werte für das Drehmoment und die Leistung des Motors.

Claims (9)

1. Luftansauganlage zwischen zwei einander gegenüberliegenden Zylinderreihen eines Boxer- oder V-Motors, dessen Zylinder jeweils zwei Einlaßventile aufweisen, wobei das eine Einlaßventil durch ein langes, das andere Einlaßventil durch ein kurzes Saugrohr etwa gleichen Querschnitts mit einem Saugverteiler verbunden ist, in den Frischluft angesaugt wird, wobei zueinander fluchtend jeweils ein langes Saugrohr (11), ein kurzes Saugrohr (12) und zwischen ihnen ein Schieberohr (13) in den Saug­ verteiler (5) einmündend angeordnet sind, und das Schieberohr (13) durch Längsverschieben wahlweise an das kurze Saugrohr (12) oder das lange Saug­ rohr (11) dicht anlegbar ist.

2. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kurze Saugrohr (12) und das Schieberohr (13) zusammen etwa dieselbe Länge haben wie das lange Saugrohr (11) und insgesamt etwas kürzer sind als der halbe Abstand der sich gegenüberstehenden Einlaßventile (8) der beiden Zylinder­ reihen (1, 2 und 3, 4).

3. Luftansauganlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lange Saugrohr (11), das kurze Saugrohr (12) und das Schieberohr (13) an ihren Einmündungsenden in den Saugverteiler (5) aufgeweitete Ausrundungen aufweisen.

4. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberohr (13) im unteren Drehzahlbereich und mittleren Drehzahlbereich des Motors am langen Saugrohr (11) dicht anliegt.

5. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberohr (13) im oberen Drehzahlbereich an dem kurzen Saugrohr (12) dicht anliegt.

6. Luftansauganlage nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die kurzen Saugrohre (12) Sperrklappen (18) eingesetzt sind, die im un­ teren und mittleren Drehzahlbereich verschlossen, im oberen Drehzahlbereich offen sind.

7. Luftansauganlage nach Anspruch 1, für einen 4-Zylinder-Boxermotor, der vier gleiche Schieberohre (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils zwei Schieberohre (13) starr miteinander verbunden sind und moto­ risch durch ein Stellglied gemeinsam in Längsrichtung betätigbar sind.

8. Luftansauganlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Saug­ verteiler (5) zwei innere und zwei äußere Schieberohre (13) durch Stangen (14, 15) starr miteinander verbunden sind und gemeinsam an die Saugrohre (11 bzw. 12) anlegbar sind.

9. Luftansauganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schieberohre (13) durch pneumatische Stellzylinder (16) betä­ tigbar sind.