DE3804484A1 - Ansaugsystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Ansaugsystem fuer eine brennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE3804484A1 DE3804484A1 DE3804484A DE3804484A DE3804484A1 DE 3804484 A1 DE3804484 A1 DE 3804484A1 DE 3804484 A DE3804484 A DE 3804484A DE 3804484 A DE3804484 A DE 3804484A DE 3804484 A1 DE3804484 A1 DE 3804484A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cylinder
- duct
- inlet
- branch
- inlet opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 29
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 25
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/02—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder in engines having inlet valves arranged eccentrically to cylinder axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B2031/006—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air intake valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine
Brennkraftmaschine und insbesondere auf ein derartiges
System oder eine derartige Vorrichtung, das bzw. die ge
eignet ist, eine Wirbelbewegung von Luft in einem Zylinder
zu ermöglichen.
In jüngerer Zeit weisen viele Brennkraftmaschinen mehrere
Eintrittsöffnungen, und zwar insbesondere zwei Eintritts
öffnungen, für einen Zylinder auf.
Es ist bekannt, daß es, um die Stabilität in der Brenn-
oder Verbrennbarkeit insbesondere zur Zeit von niedriger
Last zu gewährleisten, wirksam ist, in zugeführter Luft
im Zylinder eine Wirbelbewegung hervorzurufen, und es wur
den zahlreiche Versuche und Anstrengungen unternommen, die
Einlaßkanäle zur Ausbildung von Wirbeln zu verbessern. Bei
spielsweise ist bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Ein
trittsöffnungen für einen Zylinder ein unabhängiger Einlaß
kanal, der mit der einen der Eintrittsöffnungen verbunden
ist, mit einem Öffnungs-/Schließ-Ventil versehen, während
die andere Eintrittsöffnung in einer im wesentlichen zum
Zylinder tangentialen Richtung angeordnet ist, um der dem
Zylinder zugeführten Luft eine Wirbelbewegung zu ermögli
chen. Bei einer solchen Maschine wird das Öffnungs-/
Schließ-Ventil zu Zeiten einer niedrigen Last geschlossen,
um lediglich der durch die andere Eintrittsöffnung zuge
führten Luft eine Wirbelbewegung zuvermitteln, so daß star
ke Wirbel erzeugt werden. Das führt dazu, daß durch von
der einen Eintrittsöffnung zugeführter Luft hervorgerufene
Wirbel durch die blockierende Luftzufuhr von der anderen
Eintrittsöffnung, die das Auftreten von Wirbeln stört,
nicht unterbunden werden. Zu Zeiten von hohen Lasten wird
selbstverständlich das Ventil geöffnet, um eine ausreichen
de Luftmenge durch die beiden Eintrittsöffnungen zuzufüh
ren, so daß angemessene Ausgangsleistungen gewährleistet
werden.
Für solche Maschinen, bei denen Wirbel unter Verwendung
des Öffnungs-/Schließ-Ventils hervorgerufen werden, müs
sen ein Antrieb für das Öffnen oder Schließen des Ventils
sowie weitere Vorrichtungen vorgesehen und eingebaut wer
den, die zu einer Kompliziertheit in den baulichen Anord
nungen und zu einem Anstieg der Herstellungskosten führen.
Zum Stand der Technik offenbart die JP-Patent-OS Nr.
1 56 408/1981 ein Ansaugsystem von vereinfachter Konstruk
tion, das die Erzeugung von Wirbeln ermöglicht. Dieses Sy
stem sieht vor, daß ein Zylinder mit zwei Eintrittsöffnun
gen mit einem Öffnungsquerschnitt für die eine der Ein
trittsöffnungen, der größer ist als derjenige für die ande
re Eintrittsöffnung, versehen ist. Ferner ist die eine
Eintrittsöffnung in einer solchen Richtung mit Bezug zum
Zylinder angeordnet und ausgebildet, daß von dieser zuge
führte Luft im Zylinder beispielsweise im Uhrzeigersinn
wirbeln kann, während die andere Eintrittsöffnung in einer
solchen Richtung mit Bezug zum Zylinder angeordnet und aus
gestaltet ist, daß von dieser zugeführte Luft im Gegenuhr
zeigersinn wirbelt. Wenngleich die beiden Eintrittsöffnun
gen derart angeordnet sind, daß gebildete Wirbel im Zylin
der in entgegengesetzten Richtungen drehen, so unterschei
den sich die jeweiligen effektiven Öffnungsquerschnitte
voneinander, so daß die Größenordnungen der darin gebilde
ten Wirbel sich mit dem Unterschied der effektiven Öff
nungsquerschnitte verändern. Das führt dazu, daß letztlich
Wirbel in einer Richtung, die von der einen der Eintritts
öffnungen mit dem größeren effektiven Öffnungsquerschnitt
- in diesem Fall sind das die Wirbel, die im Uhrzeigersinn
gebildet werden - bestimmt werden, zu Zeiten von niedrigen
Lasten hervorgerufen werden.
Ferner können zwei Eintrittsöffnungen mit unterschiedlich
großen Öffnungsquerschnitten nicht eine ausreichend große
Fläche für einen effektiven Öffnungsquerschnitt als Ganzes
bilden und so die Ausgangsleistungen in hohem Maß vermindern.
Insbesondere wird bei hohen Lasten ein Einlaßwiderstand
für die Eintrittsöffnung mit einer geringeren Größenabmes
sung zu hoch gemacht werden, so daß es ziemlich unmöglich
oder unwahrscheinlich wird, daß eine ausreichende Luftmenge
zugeführt wird, woraus folgt, daß keine angemessenen Aus
gangsleistungswerte erzeugt werden. Es ist ferner festzu
halten, daß eine Strömungsgeschwindigkeit der von der Ein
trittsöffnung mit dem größeren effektiven Öffnungsquer
schnitt zugeführten Luft dazu neigt, verlangsamt zu wer
den, und diese Erscheinung wird vom Gesichtspunkt der Ausbil
dung starker Wirbel im Zylinder keineswegs bevorzugt, weil die Größen
ordnung oder Heftigkeit von Wirbeln als eine kinetische
Energie angesehen wird, so daß sowohl der Strömungsdurch
satz wie auch die Strömungsgeschwindigkeit hierauf bezogen
sind. Das setzt Grenzen in der Bildung von starken Wirbeln,
und zwar insbesondere bei niedrigen Lasten, wobei der Strö
mungsdurchsatz von sich aus niedrig ist, weil die Strömungs
geschwindigkeit niedriger wird.
Es ist im Hinblick auf den Stand der Technik die Aufgabe
der Erfindung, ein Ansaugsysstem für eine Brennkraftmaschi
ne zu schaffen, das einen extrem vereinfachten Aufbau hat
und imstande ist, starke Wirbel im Zylinder wirkungsvoll
zu bilden, während ein Abfall in der Ausgangsleistung ver
hindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, indem das
Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaug
kanal für einen Zylinder ausgestattet wird, wobei dieser
Ansaugkanal aus einem gemeinsamen Ansaugkanal sowie einem
ersten und zweiten Zweig-Einlaßkanal besteht und an einer
stromabwärtigen Seite des gemeinsamen Ansaugkanals ein Ver
zweigungsteil vorhanden ist, wobei der erste Zweig-Einlaßka
nal mit einer ersten Eintrittsöffnung und der zweite Zweig-
Einlaßkanal mit einer zweiten Eintrittsöffnung in Verbin
dung steht, indem des weiteren die erste Eintrittsöffnung
eine in den Zylinder führende Bohrung hat, die derart ausge
staltet ist, daß die Luft in den Zylinder in einer Rich
tung eingeführt wird, die zu einer Wirbelbewegung der Luft
im Zylinder führt, indem ferner die zweite Eintrittsöff
nung eine Bohrung aufweist, die so ausgestaltet ist, daß
durch diese die Luft in den Zylinder in einer die Bildung
der obigen Wirbelbewegungen störenden Richtung eingeführt
wird, und indem schließlich an einem inneren Wandabschnitt
des Ansaugkanals ein Wandbauteil ausgebildet ist, das die
vom gemeinsamen Ansaugkanal zugeführte Luft zum ersten
Zweig-Einlaßkanal hin ablenkt.
Bei dieser Anordnung kann, selbst wenn die effektiven Öff
nungsquerschnitte der ersten und zweiten Eintrittsöffnun
gen einander identisch sind, die Größe von durch Zufuhr
von Luft von der ersten Eintrittsöffnung hervorgerufenen
Wirbeln stärker oder größer gemacht werden als diejenige,
die durch Zufuhr von Luft von der zweiten Eintrittsöffnung
hervorgerufen wird, und zwar insbesondere bei niedrigen
Lasten. Das ermöglicht die Bildung von Wirbeln in einer
Richtung längs der Luftströmung, die von der ersten Ein
trittsöffnung zugeführt wird. Es ist ferner darauf hinzu
weisen, daß, obwohl die Anordnung eines Wandbauteils zur
Ablenkung einer Luftströmung den Luftwiderstand erhöht,
was zu einer Minderung in einem Strömungskoeffizienten
führt, eine solche Erhöhung auf einen geringeren Wert als
ein Anstieg, der durch Vorsehen der zweiten Eintrittsöff
nung mit einem geringeren effektiven Öffnungsquerschnitt
erzeugt wird, herabgesetzt werden kann. Als Ergebnis dessen
kann eine Herabsetzung in einer hohen Ausgangsleistung
verhindert werden.
Weitere Vorteile wie auch die Merkmale der Erfindung werden
aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Be
schreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungs
gegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Unteransicht eines erfindungsgemä
ßen Ansaugsystems, gesehen von der Seite eines
Brennraumes;
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1;
Fig. 3 eine Teilansicht der Fig. 1 in einem größeren Maßstab;
Fig. 4 eine zu Fig. 3 gleichartige Darstellung einer zwei
ten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine zu Fig. 3 gleichartige Darstellung einer drit
ten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Ansaugsystems für Versuchszwecke mit Maßangaben
für bestimmte Bauteile;
Fig. 7 und 8 schematische Ansichten von Ansaugsystemen
zu Vergleichszwecken;
Fig. 9 und 10 Diagramme von Vergleichsdaten zwischen einem
Versuchsbeispiel 1 gemäß der Erfindung und einem
Vergleichsbeispiel 1 nach Fig. 7;
Fig. 11 ein Diagramm von Vergleichsdaten zwischen einem
Versuchsbeispiel 2 gemäß der Erfindung und einem
Vergleichsbeispiel 2 nach der Fig. 8.
Die Fig. 1-3 zeigen eine erste Ausführungsform für ein
erfindungsgemäßes Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine
1 mit einem Zylinderblock 2, einem Zylinderkopf 3, einem
(nicht gezeigten) Zylinderkopfdeckel und weiteren üblichen
Bauteilen. In jedem in der Maschine 1 ausgebildeten Zylin
der 5 ist ein Kolben 6 hin- und herbewegbar angeordnet,
wobei oberhalb des Kolbenbodens ein Brennraum 7 ausgebil
det wird. Der Brennraum 7 wird durch den Zylinderblock 2
und den Kolben 6 unterteilt, wobei der Zylinderkopf 3 als
ein Teil mit dem Zylinderblock 2 angeordnet ist, um das
eine Ende des Zylinders 5 abzuschließen. Zum Brennraum 7
führen eine erste sowie eine zweite Eintrittsöffnung 8 bzw.
9, während Auslaßöffnungen 10 vom Brennraum ausgehen. Die
erste Eintrittsöffnung 8 weist im wesentlichen die gleiche
Größe auf wie die zweite Eintrittsöffnung 9. Ein Einlaßven
til 11 (Fig. 2) ist in der zweiten Eintrittsöffnung 9 ange
ordnet, und gleicherweise befindet sich ein (in Fig. 2
nicht gezeigtes) Einlaßventil in der ersten Eintrittsöff
nung 8. Jede der Auslaßöffnungen 10 ist mit einem Auslaß
ventil 12 versehen. Die Ventile 11 und 12 werden von einem
(nicht gezeigten) Ventilantriebsmechanismus betätigt und
zu vorgegebenen Zeitpunkten geöffnet oder geschlossen. Im
Brennraum 7 ist eine Zündkerze 13 angeordnet.
Wie die Fig. 3 zeigt, sind die erste und zweite Eintritts
öffnung 8 sowie 9 in dem einen halben Flächenbereich des
Brennraumes 7 angeordnet, welcher durch eine sich längs
der gestrichelten imaginären Linie l, die in einer zur
Zylinderachse 0 rechtwinkligen Richtung verläuft und sich
in Richtung der Reihe der Zylinder, d.h. in der Richtung,
in welcher die Motorabtriebswellen ausgerichtet sind, er
streckt, begrenzt wird. Die Eintrittsöffnungen 8 und 9
sind symmetrisch zueinander und getrennt nebeneinander in
der Richtung längs der imaginären Linie l angeordnet, wäh
rend die Auslaßöffnungen 10 in gleichartiger Weise in der
gegenüberliegenden anderen Hälfte des Brennraumes 7 einan
der benachbart und in einer zu den Eintrittsöffnungen sym
metrischen Weise sowie längs der imaginären Linie l verlau
fend angeordnet sind. Bei der in Rede stehenden Ausfüh
rungsform ist eine (nicht gezeigte) Nockenwelle in der durch
die Zylinderachse 0 verlaufenden und parallel zur imaginä
ren Linie l sich erstreckenden Richtung vorgesehen, um die
Ein- und Auslaßventile zu betätigen. Die Zündkerze 13 ist
so angeordnet, daß ihre Zündspitze auf der Zylinderachse
0 in der Mitte des Brennraumes 7 liegt, und sie ist des
weiteren mit Bezug zur Zylinderachse 0 geneigt gehalten,
um eine störende Beeinflussung gegenüber der Nockenwelle
zu vermeiden.
Mit dem Zylinderkopf 3 ist für jeden Zylinder ein Ansaug
rohr 14 verbunden, in dem ein Ausgleich- oder Druckstoßbe
hälter, ein Luftfilter, ein Luftströmungsmesser, eine Dros
selklappe usw. liegen, die hier alle nicht gezeigt sind.
Durch diese Bauteile hindurch wird dem Ansaugrohr 14 Luft
aus der Atmosphäre zugeführt. Das Ansaugrohr 14 und ein
vorbestimmter Abschnitt innerhalb des Zylinderkopfes 3 di
nen als ein gemeinsamer Ansaugkanal 15. Ein stromabwärti
ger Abschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals 15, der sich
durch den Zylinderkopf 3 erstreckt, ist durch eine Trenn
wand X in einen ersten Zweig-Einlaßkanal 16 und einen zwei
ten Zweig-Einlaßkanal 17 unterteilt. Der erste Zweig-Ein
laßkanal 16 steht mit der ersten Eintrittsöffnung 8, der
zweite Zweig-Einlaßkanal 17 steht mit der zweiten Eintritts
öffnung 9 in Verbindung. Von der ersten und zweiten Ein
trittsöffnung 8 und 9 werden Luftmengen zugeführt, die im
Zylinder 5 in zueinander entgegengesetzten Richtungen wir
beln. Im einzelnen wird die von der ersten Eintrittsöff
nung 8 zugeführte Luftmenge zu einem Wirbeln im Zylinder
5 im Uhrzeigersinn gebracht, wie durch den Pfeil in Fig.
3 angedeutet ist, während die andere, von der zweiten Ein
trittsöffnung 9 zugeführte Luftmenge im Zylinder 5 entge
gen dem Uhrzeigersinn wirbelt.
Der gemeinsame Ansaugkanal 15 und der erste sowie zweite
Zweig-Einlaßkanal 16 sowie 17 bilden einen Ansaugkanal 18,
der mit einem einstückig mit dem Zylinderkopf 3 und in die
sem ausgebildeten Ablenkwandstück 19 versehen ist. Dieses
Wandstück 19 ist an der Seitenwand des gemeinsamen Ansaug
kanals 15 längs der imaginären Linie l auf der
zur ersten Eintrittsöffnung gegenüberliegenden Seite ange
ordnet und bildet im wesentlichen einen inneren Seitenwand
abschnitt des Ansaugkanals 18 in einem bestimmten Bereich,
der den gemeinsamen Ansaugkanal 15 mit dem zweiten Zweig-
Einlaßkanal 16 verbindet. Das Ablenkwandstück 19 ist an
einer nahe und stromauf der Trennwand X gelegenen Stelle
derart ausgebildet, daß seine stromaufwärtige Seitenwand
fläche 19 b nach einwärts gekrümmt ist in der Weise, daß
es sich mit einer Annäherung an seinen vorstehenden Schei
tel 19 a, d.h. mit Annäherung an den Brennraum 7 vom gemein
samen Ansaugkanal 15 her, mehr der Achse des gemeinsamen
Ansaugkanals 15 nähert und sein Scheitel 19 a zu einer Ver
zweigungsschneide oder -kante 20 an der stromaufwärtigen
Seite der Trennwand X vorragt, wie in Fig. 1 und 3 jeweils
durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Ein (in
Fig. 6 gezeigter) effektiver Öffnungsquerschnitt S 1 für
den zweiten Zweig-Einlaßkanal 17 ist so gestaltet, daß er
an der Stelle zwischen dem vorstehenden Scheitel 19 a des
Ablenkwandstücks 19 und der Schneide oder Kante 20 der
Trennwand X schmaler wird als ein effektiver, in Fig. 6
gezeigter Öffnungsquerschnitt S 4 für den ersten Zweig-Ein
laßkanal 16 an der Stelle zwischen der Verzweigungskante
20 und dem zum vorstehenden Scheitel 19 a in der Richtung
längs der imaginären Linie l gegenüberliegenden Wandstück
des Ansaugkanals 18. Der effektive Öffnungsquerschnitt
S 1 wird so festgesetzt, daß er im wesentlichen einem Öff
nungsquerschnitt S 2 des zweiten Zweig-Einlaßkanals 17
(Fig. 6) identisch wird. Die vom gemeinsamen Ansaugkanal
15 zugeführte Luft wird dadurch gezwungen, in einer gegen
über dem zweiten Zweig-Einlaßkanal 17 größeren Menge in
den ersten Zweig-Einlaßkanal 16 zu strömen, was durch die
Ausbildung, wobei der effektive Öffnungsquerschnitt für
den einen der Zweig-Einlaßkanäle größer angesetzt wird
als derjenige für den anderen Zweig-Einlaßkanal, in dem
auch die zuströmende Luft abgelenkt wird, erreicht wird.
Stromauf vom Ablenkwandstück 19 ist der gemeinsame Ansaug
kanal 15 mit einem Kraftstoff-Einspritzventil 21 versehen,
das durch den gemeinsamen Ansaugkanal Kraftstoff in den
ersten sowie zweiten Zweig-Einlaßkanal 16 und 17 in der
Weise einführt, daß der eingespritzte Kraftstoff nicht un
mittelbar gegen die Wandfläche des Ablenkwandstücks 19
trifft.
Bei dieser Anordnung ermöglicht das Ansaugsystem gemäß der
Erfindung, daß die zugeführte Luft bei einer Abwärtsbewe
gung des Kolbens 6 in den Brennraum 7 gesaugt wird. Hier
bei wird durch das Vorsehen des Ablenkwandstücks 19, des
sen stromaufwärtige Seitenwandfläche 19 b eine merkliche
oder nennenswerte Ablenkung der zugeführten Luft in den
ersten Zweig-Einlaßkanal 16 ermöglicht, eine Erhöhung im
Ansaugwiderstand im zweiten Zweig-Einlaßkanal 17 hervorge
rufen. Das führt dazu, daß die in den ersten Zweig-Einlaß
kanal 16 eingeführte Luftmenge erheblich größer wird als
die in den zweiten Zweig-Einlaßkanal 17 eingeführte Luft
menge, was zur Folge hat, daß die von der ersten Eintritts
öffnung 8 in den Brennraum 7 eingeführte Luft in diesem
starke Wirbel hervorruft, die zu einer Verbesserung in der
Brennbarkeit führen. Es ist hier festzustellen, daß ein
Strömungskoeffizient für den ersten Zweig-Einlaßkanal 16
auf ein erheblich niedrigeres Maß im Vergleich mit der zwei
ten Eintrittsöffnung 9, die einen kleineren Eintrittsquer
schnitt hat, vermindert werden kann, um Wirbel mit gleich
artigen Größenordnungen in der Heftigkeit hervorzurufen.
Dadurch wird eine erhebliche Verbesserung in der Brennbar
keit ermöglicht, während eine Verminderung in der zugeführ
ten Luftmenge insbesondere zur Zeit von hohen Lasten auf
minimierte Größenwerte unterdrückt wird, d.h., es wird eine
Verminderung in der Ausgangsleistung auf die niedrigstmög
lichen Werte geregelt. Dadurch ist es folglich nicht erfor
derlich, für die Eintrittsöffnungen 8 und 9 unterschiedliche
Größen vorzusehen, um Wirbel im Brennraum 7 zu erzeugen,
wodurch vom Gesichtspunkt der Gewährleistung der Ausgangs
leistungen eine größere Konstruktionsfreiheit verbleibt.
Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform, die Fig. 5
eine dritte Ausführungsform des Ansaugsystems gemäß der
Erfindung. Für gleiche Bauteile kommen dieselben Bezugszah
len und -symbole zur Anwendung, während für solche Bauteile,
die die gleiche Funktion, jedoch einen unterschiedlichen
Aufbau haben, den Bezugszeichen ein Buchstabe oder ein
Apostroph beigegeben wird. Eine erneute Beschreibung sol
cher gleichartiger Bauteile unterbleibt.
Die Fig. 4 zeigt ein Ansaugsystem mit drei Eintrittsöffnun
gen, nämlich einer ersten Eintrittsöffnung 8 und zwei zwei
ten Eintrittsöffnungen 9 a und 9 b, wobei die eine zweite
Eintrittsöffnung 9 b zwischen der ersten Eintrittsöffnung
8 und der anderen zweiten Eintrittsöffnung 9 a liegt. Diese
Eintrittsöffnungen 8, 9 a und 9 b sind in der Umfangsrichtung
des Brennraumes 7 angeordnet. Die erste Eintrittsöffnung
8 steht mit dem Zweig-Einlaßkanal 16 in Verbindung, während
die eine zweite Eintrittsöffnung 9 a mit einem zweiten Zweig
einlaßkanal 17 a und die andere zweite Eintrittsöffnung mit
einem dritten Zweig-Einlaßkanal 17 b verbunden sind. Der
erste Zweig-Einlaßkanal 16 ist vom dritten Zweig-Einlaßka
nal 17 durch eine Trennwand X 1 getrennt, der dritte Zweig-
Einlaßkanal 17 b ist vom zweiten Zweig-Einlaßkanal 17 a durch
eine Trennwand X 2 getrennt.
Die stromaufwärtige Seitenwandfläche 19 b eines Ablenkwand
stücks 19 ist im wesentlichen in der gleichen Weise wie
bei der ersten Ausführungsform gekrümmt, so daß sich ihre
Verlängerung in einer Richtung zur Kante 20, d.h. zur strom
aufwärtigen Schneide oder Kante der Trennwand X 1, längs
der gestrichelt in Fig. 4 angegebenen Linie erstreckt und
auf diese Kante trifft. Diese bauliche Ausbildung des Ab
lenkwandstücks 19 gemäß der zweiten Ausführungsform ermög
licht ebenfalls eine Ablenkung der vom gemeinsamen Ansaug
kanal 15 in den ersten Zweig-Einlaßkanal 16 geführten Luft,
so daß eine in die erste Eintrittsöffnung 8 eingeführte
Luftmenge größer wird als die zusammengefaßte Menge der
in die zweiten Eintrittsöffnungen 9 a und 9 b eingeführten
Luft. Das dient dazu, starke Wirbel in im wesentlichen der
gleichen Weise, wie das für die erste Ausführungsform be
schrieben wurde, hervorzurufen.
Bei der in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsform gemäß
der Erfindung sind vier Eintrittsöffnungen vorhanden, wobei
(nicht gezeigte) Auslaßöffnungen in einer geeigneten Anzahl,
z.B. in gleicher Zahl wie die Eintrittsöffnugnen, vorgese
hen sind. Zwei von den vier Eintrittsöffnungen dienen als
erste Eintrittsöffnungen 8 a sowie 8 b, die beiden anderen
dienen als zweite Eintrittsöffnungen 9 a sowie 9 b. Diese
Eintrittsöffnungen sind auf der einen Seite des Brennraumes
7 in Reihe nebeneinander in der Folge der ersten Einlaßöff
nung 8 a, der ersten Einlaßöffnung 8 b, der zweiten Einlaßöff
nung 9 b und der zweiten Einlaßöffnung 9 a von links nach
rechts in Fig. 5 angeordnet. Die ersten Eintrittsöffnungen
8 a und 8 b sind jeweils mit einem ersten und zweiten Zweig-
Einlaßkanal 16 a und 16 b verbunden, während die zweiten Ein
trittsöffnungen 9 a und 9 b jeweils mit einem dritten und
vierten Zweig-Einlaßkanal 17 a′ und 17 b′ in Verbindung ste
hen. Der erste Zweig-Einlaßkanal 16 a ist durch eine Trenn
wand X 3 vom zweiten Zweig-Einlaßkanal 16 b getrennt, wel
cher seinerseits durch eine zweite Trennwand X 4 vom vier
ten Zweig-Einlaßkanal 17 b′ getrennt ist. Dieser Zweig-
Einlaßkanal 17 b′ ist seinerseits wieder durch eine dritte
Trennwand X 5 vom dritten Zweig-Einlaßkanal 17 a′ getrennt.
Ein gemeinsamer Ansaugkanal 15 ist mit einem Ablenkwand
stück 19 versehen, das im wesentlichen in der gleichen Wei
se wie bei den vorherigen Ausführungsformen angeordnet und
ausgestaltet ist, so daß eine stromaufwärtige Seitenwand
fläche 19 b im Querschnitt so gekrümmt ist, daß sie sich
längs der in Fig. 5 gestrichelt dargestellten Linie er
streckt und durch die Kante 20′ an der stromaufwärtigen
Seite der ersten Trennwand X 3 verläuft. Durch diese Ausbil
dung wird eine erhebliche Ablenkung von Luft in erster
Linie in den ersten Zweig-Einlaßkanal 16 a ermöglicht, so
daß der zugeführte Luftanteil zu einem Wirbeln auf einem
gegenüber der zweiten Ausführungsform größeren Radius ge
bracht wird, womit stärkere Wirbel gebildet werden. Hier
bei kann die vom anderen Zweig-Einlaßkanal 16 b in die an
dere erste Eintrittsöffnung 8 b eingeführte Luftmenge in
der Richtung einer Ausbildung von Wirbeln strömen, so daß
der von der einen ersten Eintrittsöffnung 8 a eingeführte
Luftanteil dazu dient, zusammen mit dem von der anderen
ersten Eintrittsöffnung 8 b eingeführten Luftmenge Wirbel
im Brennraum 7 zu vergrößern und zu fördern.
Im folgenden werden Versuchsbeispiele, wobei das erfindungs
gemäße Ansaugsystem auf eine Vierzylindermaschine in Rei
henanordnung mit einem Hubraum von 1839 cm3 Anwendung fin
det, mit Bezug auf Vergleichsbeispiele beschrieben.
Ein erstes Versuchsbeispiel bezieht sich auf eine Maschi
ne mit einer einzigen obenliegenden Nockenwelle (SOHC-
Maschine) mit natürlicher Selbstansaugung. In diesem Fall
ist die Zündkerze 13 mit Bezug zur Zylinderachse 0 geneigt ange
ordnet, wie die Fig. 2 zeigt. Bei einem zweiten Versuchs
beispiel kommt eine Maschine mit zwei obenliegenden Nocken
wellen (DOHC-Maschine) mit Turboaufladung zur Anwendung.
Die Zündkerze 13 ist in diesem Fall zur Zylinderachse 0
in gleicher Richtung verlaufend angeordnet.
Das Ansaugsystem gemäß der Erfindung, das für die beiden
Versuchsbeispiele angewendet wurde, weist für die Bauteile,
die in Fig. 6 gezeigt sind, jeweils die folgenden Größenab
messungen auf:
S 0 ist ein wirksamer Öffnungsquerschnitt des gemeinsamen
Ansaugkanals 15 von ovalem Querschnitt. Bei einer Übertra
gung in einen kreisförmigen Querschnitt ist der Durchmes
ser des Ansaugkanals 15 gleich 37 mm, d.h., S 0 beträgt
1075 mm2.
S 1 ist ein effektiver Öffnungsquerschnitt, der zwischen
dem vorstehenden Scheitel 19 a des Ablenkwandstücks 19 und
der Verzweigungskante 20 bestimmt ist. S 1 wird im wesent
lichen identisch zu S 2 festgesetzt, wie im folgenden er
läutert wird.
S 2 ist ein effektiver Öffnungsquerschnitt des zweiten Zweig-
Einlaßkanals 17, d.h. eine effektive Öffnungsfläche für
die Eintrittsöffnungen 8 und 9 in kreisförmigem Quer
schnitt. Der Durchmesser des zweiten Zweig-Einlaßkanals
17 beträgt 30 mm, so daß S 2 den Wert von 707 mm2 hat.
S 3 ist eine Fläche in einer projizierten Ebene, wenn man
auf das Ablenkwandstück 19 von der stromaufwärtigen Seite
des gemeinsamen Ansaugkanals 15 sieht. Die Fläche von S 3
beträgt 16% von S 0.
l 1 ist eine Länge der stromaufwärtigen Seitenwandfläche
19 b, und diese Länge l 1 beträgt 24 mm.
l 2 ist der Abstand zwischen dem vorstehenden Scheitel 19 a
des Ablenkwandstücks 19 und der Schneide oder Kante 20,
und l 2 beträgt 21 mm.
l 3 ist ein Versetzungswert der Richtungslinie β der strom
aufwärtigen Seitenwandfläche 19 b an der Stelle der Kante
20 mit Bezug zu der geraden Linie α, die den vorstehenden
Scheitel 19 a und die Kante 20 verbindet. l 3 ist +3 mm (in
diesem Fall wird eine von der Kante 20 an die Eintrittsöff
nung 9 sich annähernde Richtung als eine Versetzung der
Richtung, die durch das Zeichen "+" wiedergegeben wird,
angesehen ).
Der Abstand zwischen dem vorstehenden Scheitel 19 a und dem
Einlaßventil in der Eintrittsöffnung 9 beträgt 20 mm, gemes
sen längs der Achse des zweiten Zweig-Einlaßkanals 17.
Die Fig. 7 zeigt schematisch die bauliche Anordnung für
ein Ansaugsystem, das als erstes Vergleichsbeispiel Anwen
dung findet und der oben genannten JP-Patent-OS Nr.
1 56 408/1981 entspricht. Dieses Ansaugsystem weicht von
dem als erstes Versuchsbeispiel verwendeten und oben be
schriebenen Ansaugsystem lediglich darin ab, daß ein Ablenk
wandstück nicht vorhanden ist und ein effektiver Öffnungs
querschnitt eines Zweig-Einlaßkanals 16 für eine Eintritts
öffnung 8 zu demjenigen eines Zweig-Einlaßkanals 17 für
eine Eintrittsöffnung 9 unterschiedlich ist. Der effektive
Öffnungsquerschnitt für die Eintrittsöffnung 8 beträgt
683 mm2 (Durchmesser 29,5 mm), während der effektive Öff
nungsquerschnitt für die Eintrittsöffnung 9 den Wert von
455 mm2 (24,0 mm Durchmesser) hat.
Die Fig. 8 zeigt eine Ansaugkanalkonstruktion eines An
saugsystems, das als ein zweites Vergleichsbeispiel zur
Anwendung kommt, um in Kürze den Unterschied zwischen dem
zweiten Vergleichs- und Versuchsbeispiel zu erläutern.
Das zweite Vergleichsbeispiel unterscheidet sich vom zwei
ten Versuchsbeispiel nur darin, daß ein Ablenkwandstück
19 in einem dem Zylinderkopf 3 benachbarten Ansaugrohr 14
angeordnet ist.
Ein Vergleich in den Größenordnungen der Wirbel zwischen
dem ersten Versuchs- und Vergleichsbeispiel ist in Fig. 9
dargestellt, wobei bei diesem Diagramm auf der Abszisse
der Wert eines Einlaßventilhubs (Wert der Ventilöffnung)
in mm und auf der Ordinate die Anzahl von Umdrehungen eines
Schaufelrades aufgetragen sind. Es ist zu bemerken, daß
das Schaufelrad im Zylinder 5 angeordnet und dazu bestimmt
ist, mit größeren Drehzahlen zu drehen, wenn die Größenord
nungen der Wirbel größer werden, wie es in der einschlägigen
Technik bekannt ist. Aus der Fig. 9 wird klar, daß das Ver
suchsbeispiel 1 zu höheren Größenordnungen in den Wirbeln
führt, als das für das Vergleichsbeispiel 1 der Fall ist.
Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß der Ausdruck "Norm",
der in Fig. 9 verwendet wird, die Bedeutung einer üblichen
Maschine mit insgesamt zwei Eintrittsöffnungen und ohne
das Ablenkwandstück 19, wie sie ansonsten in Fig. 6 darge
stellt ist, hat. Das Gleiche gilt für die Fig. 10 und 11.
Die Fig. 10 zeigt die Beziehung der Abgasrückführungsver
hältnisse in % mit den Winkelgeschwindigkeit-Änderungs
raten zwischen dem ersten Versuchs- und Vergleichsbeispiel,
wenn die Maschinen tatsächlich unter konstanten Betriebs
bedingungen mit 1500 U/min und einem mittleren wirksamen
Druck von etwa 3 bar (3 kg/cm2) bei einem Zündzeitpunkt
bei MBT betrieben wurden.
Es ist hier festzuhalten, daß die Winkelgeschwindigkeit-
Änderungsrate als ein zulässiger Wert angesehen wird, wenn
sie 0,3 rad/s oder geringer ist, und daß das Abgasrückfüh
rungsverhältnis bei der Winkelgeschwindigkeit-Änderungsrate
von 0,3 rad/s ein Abgasrückführungsgrenzwert ist. Unter
den angegebenen Bedingungen zeigt die Fig. 10, daß das
erste Versuchsbeispiel um etwa 3% im Abgasrückführungs
verhältnis höher liegt als das erste Vergleichsbeispiel,
wenn die Abgasrückführungsverhältnisse zum Punkt der Abgas
rückführungsgrenze angehoben wurden. Das bedeutet, daß die
für das erste Versuchsbeispiel verwendete Maschine Pump
verluste in einem solchen Ausmaß vermindern kann, wie es
dem erhöhten Anteil der Abgasrückführungsrate entspricht,
was zu einer Kraftstoffersparnis führt.
Es ist ferner festzustellen, daß die für das erste Ver
gleichsbeispiel verwendete Maschine die maximale Ausgangs
leistung im Vergleich zur "Norm"-Maschine um etwa 2% vermin
dert hat. Es ist jedoch klar, daß der Grad dieser Verminde
rung im maximalen Ausgang überhaupt kein Problem vom prak
tischen Gesichtspunkt aus darstellt.
Die Fig. 11 zeigt ebenfalls die Beziehung der Abgasrück
führungsverhältnisse in % gegenüber den Winkelgeschwindig
keit-Änderungsraten zwischen dem zweiten Versuchs- und Ver
gleichsbeispiel. Die Betriebsbedingungen der verwendeten
Maschine waren 1500 U/min und ein mittlerer wirksamer Druck
von etwa 3 bar (3 kg/cm2) bei einem konstanten Betrieb mit
einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis von 16. Der Zündzeitpunkt
lag extrem nahe dem MBT-Punkt in einem Bereich, in dem ein
Klopfen nicht hervorgerufen wurde. Wie aus der Fig. 11
deutlich wird, ist klar, daß eine Maschine mit zwei obenlie
genden Nockenwellen (DOHC-Maschine) mit Turboaufladung die
Abgasrückführungsverhältnisse erhöhen kann. Es ist festzu
stellen, daß das zweite Versuchsbeispiel einen Anstieg in
der maximalen Ausgangsleistung um etwa 4% im Vergleich mit
der "Norm"-Maschine bringt. Es ist in der einschlägigen
Technik klar, daß eine Maschine mit Aufladung die Schwie
rigkeit hervorbringt, bei dem Zeitpunkt von MBT während
eines Betriebszustandes, bei dem insbesondere maximale Aus
gangsleistungen erzeugt werden, zu zünden, was auf das
Problem mit Klopferscheinungen zurückzuführen ist, so daß
der Zündzeitpunkt in hohem Maß vom MBT weg verzögert werden
sollte. Es ist jedoch festzustellen, daß das zweite Ver
suchsbeispiel erkennen läßt, daß Wirbel bei Betriebsbedin
gungen einer Erzeugung von maximalen Ausgangsleistungen
auftreten können und daß die Grenzen in bezug auf ein Klop
fen verbessert werden, wodurch es möglich ist, den Zündzeit
punkt an den MBT in diesem Ausmaß anzunähern und die maxi
malen Ausgangsleistungen zu steigern. Es ist ferner festzu
halten, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung erzeugte
starke Wirbel eine verbesserte Verbrennungsgeschwindigkeit
bieten, so daß eine Verbrennung bei höheren Geschwindig
keiten die Abgastemperaturen um annähernd 40°C vermindert,
wodurch die Zuverlässigkeit eines Turboladers verbessert
bzw. gewährleistet wird. Ferner kann das Luft/Kraftstoff-
Verhältnis im mageren Bereich auf beste Werte festgesetzt
werden, womit die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und die
Ausgangsleistungen gesteigert werden.
Aus den gewonnenen Ergebnissen können die folgenden Erwä
gungen in bezug auf bevorzugte Größenabmessungen oder -werte
der Bauteile getroffen werden.
- 1. Vom Gesichtspunkt der Sicherstellung einer ausreichen den Luftzufuhr, insbesondere zur Zeit einer hohen Last, wird bevorzugt, S 1 nicht zu klein werden zu lassen. Da be vorzugt wird, den effektiven Öffnungsquerschnitt des zwei ten Zweig-Einlaßkanals 17 für die zweite Eintrittsöffnung 9 nicht wesentlich zu beschränken, wird S 1 vorzugsweise gleich oder größer als S 2 festgesetzt.
- 2. Aus dem gleichen Gesichtspunkt wie oben wird bevorzugt, S 3 nicht zu groß zu machen. Wenn S 3 zu groß wird, so führt das zu einer Beschränkung im effektiven Öffnungsquerschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals 15. Andererseits wird nicht bevorzugt, S 3 zu klein werden zu lassen, da das die Wirkung des Ablenkwandstücks 19 in bezug auf eine Ablenkung der Luft zur Eintrittsöffnung 8 hin abschwächt. Insofern wird S 3 vorzugsweise im Bereich von 0,1 S 0-0,2 S 0 (0,1 S 0 ≦ S 3 ≦ 0,2 S 0) festgesetzt.
- 3. Ferner soll l 3 nicht zu groß in der "+"-Richtung werden, d.h., die stromaufwärtige Seitenwandfläche 19 b des Ablenk wandstücks 19 wird in hohem Ausmaß näher zur Eintrittsöff nung 9 hin als die Kante 20 angeordnet, weil die starke Neigung dazu vorliegt, daß ein störungsfreies, glattes Einströmen von durch das Ablenkwandstück 19 abgelenkter Luft durch das Vorhandensein der Trennwand X blockiert wer den kann. Wenn andererseits l 3 in der "-"-Richtung zu groß würde, dann kann eine glatte Strömung der vom Ablenkwand stück 19 zur Eintrittsöffnung 8 hin abgelenkten Luft blockiert werden. Es ist ferner festzuhalten, daß, wenn l 3 konstant festgesetzt wird der durch das Ablenkwandstück 19 erzeugte Ablenkeffekt stärker wird, wenn l 1 länger wird. Demzufolge wird der absolute Wert von l 3 so festgesetzt, daß er vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,2 l 1 ist.
- 4. Es ist ferner nicht vorzuziehen, daß l 1 größer wird, wenn eine Höhe des Scheitels 19 a oder wenn S 3 konstant fest gesetzt wird, weil die Richtungslinie β für den Versetzungs wert l 3 der stromaufwärtigen Wandfläche 19 b mit Bezug auf die "+"-Richtung aus den Gründen, die oben unter dem Punkt 3. beschrieben wurden, versetzt wird. Es ist festzuhalten, daß ein Grenzwert für die Höhe des vorstehenden Scheitels 19 a gilt, weil er den effektiven Öffnungsquerschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals 15 kleiner macht. Insofern wird l 1 vorzugsweise im Bereich zwischen 10 mm und 30 mm fest gesetzt. Es ist zu bemerken, daß l 1 größer werden kann, wenn ein effektiver Öffnungsquerschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals 15 größer wird; jedoch haben handelsübliche Maschinen üblicherweise Hubräume von 400-600 cm3 pro Zylinder, so daß der oben erwähnte Bereich ausreichend gemacht werden kann.
- 5. Es ist festzuhalten, daß die Beziehung von l 2 zu l 1 etwas mit den Bestimmungen von l 2 und l 1 selbst wie auch mit der Bestimmung von l 3 zu tun hat; insofern wird l 2 vor zugsweise im Bereich von 0,7 l 1-1,3 l 1 (0,7 l 1≦l 2≦ 1,3 l 1) festgesetzt.
Es ist des weiteren darauf hinzuweisen, daß die obigen
Punkte 1.-3. auf die Ausführungsformen nach den Fig. 4
und 5 Anwendung finden können.
Es ist klar, daß das Ablenkwandstück 19 an den Verzweigungs
kanten 20 oder 20′ angeordnet werden kann und daß die Grö
ßenabmessungen für die Eintrittsöffnungen 8 sowie 9 zuein
ander unterschiedlich sein können, wenn bei diesen Ausfüh
rungsformen eine ausreichende Luftzufuhr gewährleistet wer
den kann. Im letztgenannten Fall wird der effektive Öff
nungsquerschnitt für die erste Eintrittsöffnung 8 größer
gemacht.
Die Erfindung ist nicht auf die wörtlich und bildlich erläu
terten Ausführungsformen begrenzt, vielmehr sind für den
Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre verschieden
artige Abwandlungen und Abänderungen, die jedoch als in
den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, möglich.
Claims (17)
1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine,
gekennzeichnet
- - durch einen Ansaugkanal (18) für einen Zylinder (5) mit einem gemeinsamen Ansaugkanal (15) sowie einem ersten und zweiten Zweig-Einlaßkanal (16, 17) mit einer Verzweigung an einer stromabwärtigen Seite des gemeinsamen Ansaugkanals (15), wobei der erste Zweig- Einlaßkanal (16) mit einer ersten Eintrittsöffnung (8) und der zweite Zweig-Einlaßkanal (17) mit einer zweiten Eintrittsöffnung (9) in Verbindung stehen,
- - durch eine in den Zylinder (5) führende Bohrung der ersten Eintrittsöffnung (8), die so ausgestaltet ist, daß die Luft in den Zylinder in einer Richtung ein tritt, in der die Luft Wirbelbewegungen im Zylinder ausführt, sowie durch eine in den Zylinder führende Bohrung der zweiten Eintrittsöffnung (9), die so aus gestaltet ist, daß die Luft in den Zylinder in einer Richtung eintritt, die die Bildung derartiger Wirbel bewegungen stört, und
- - durch ein an einer Innenwand des Ansaugkanals (18) ausgebildetes Ablenkwandstück (19), das vom gemeinsa men Ansaugkanal (15) zugeführte Luft zum ersten Zweig- Einlaßkanal (16) hin ablenkt.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine gegenüber dem vorstehenden Scheitel (19 a) strom
aufwärtige Seitenwandfläche (19 b) des Ablenkwandstücks
(19) zu einer Verzweigungskante (20) zwischen dem ersten
sowie zweiten Zweig-Einlaßkanal (16, 17) hin gerichtet
ist.
3. Ansaugsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß l 3 gleich oder kleiner als 0,2 l 1 ist, wobei l 1
die Länge der stromaufwärtigen Seitenwandfläche (19 b)
und l 3 der Versetzungswert einer Verlängerungslinie
(β) der stromaufwärtigen Seitenwandfläche an der Stelle
der Verzweigungskante (20) mit Bezug zu der den Schei
tel (19 a) des Ablenkwandstücks (19) mit der Verzwei
gungskante (20) verbindenden geraden Linie (α) sind.
4. Ansaugsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß S 1 gleich oder größer als S 2 ist, wobei S 1 der effek
tive Öffnungsquerschnitt, der zwischen dem Scheitel
(19 a) des Ablenkwandstücks (19) sowie der Verzweigungs
kante (20) bestimmt ist, und S 2 der effektive Öffnungs
querschnitt des zweiten Zweig-Einlaßkanals (17) sind.
5. Ansaugsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß S 3 in einem Bereich von 0,1 S 0 - 0,2 S 0 (0,1 S 0
≦ S 3 ≦ 0,2 S 0) liegt, wobei S 0 ein effektiver Öffnungs
querschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals (15) und S 3
eine Projektionsfläche des Ablenkwandstücks (19) bei
Betrachtung von einer stromaufwärtigen Seite des gemein
samen Ansaugkanals (15) sind.
6. Ansaugsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine erste Eintrittsöffnung (8) und eine zweite Ein
trittsöffnung (9).
7. Ansaugsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß l 1 im wesentlichen gleich lang zu l 2 ist, wobei
l 1 eine Länge des stromaufwärtigen Seitenwandteils
(19 b) des Ablenkwandstücks (19) und l 2 eine Länge zwi
schen dem Scheitel (19 a) sowie der Verzweigungskante
(20) sind.
8. Ansaugsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß l 2 im Bereich von 0,7 l 1-1,3 l 1 (0,7 l 1 ≦ l 2
≦ 1,3 l 1) liegt.
9. Ansaugsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß l 1 im Bereich von 10 mm-30 mm liegt.
10. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine,
gekennzeichnet
- - durch einen Ansaugkanal (18) für einen Zylinder (5) mit einem gemeinsamen Ansaugkanal (15) sowie einem ersten und zweiten Zweig-Einlaßkanal (16, 17) mit einer Verzweigung an einer stromabwärtigen Seite des gemeinsamen Ansaugkanals (15), wobei der erste Zweig- Einlaßkanal (16) mit einer ersten Eintrittsöffnung (8) und der zweite Zweig-Einlaßkanal (17) mit einer zweiten Eintrittsöffnung (9) in Verbindung stehen,
- - durch eine in den Zylinder (5) führende Bohrung der ersten Eintrittsöffnung (8), die so ausgestaltet ist, daß die Luft in den Zylinder in einer Richtung ein tritt, in der die Luft Wirbelbewegungen im Zylinder ausführt, sowie durch eine in den Zylinder führende Bohrung der zweiten Eintrittsöffnung (9), die so aus gestaltet ist, daß die Luft in den Zylinder in einer Richtung eintritt, die die Bildung derartiger WirbeI bewegungen stört,
- - durch ein an einer Innenwand des Ansaugkanals (18) ausge bildetes Ablenkwandstück (19), das vom gemeinsamen Ansaugkanal (15) zugeführte Luft zum ersten Zweig- Einlaßkanal (16) hin ablenkt, und
- - durch einen vorstehenden Scheitel (19 a) des Ablenk wandstücks (19), der zu einer Verzweigungskante (20) zwischen dem ersten Zweig-Einlaßkanal (16) und dem zweiten Zweig-Einlaßkanal (17) hin vorsteht sowie durch eine stromauf vom Scheitel (19 a) liegende strom aufwärtige Seitenwandfläche (19 b), die sich zur Ver zweigungskante (20) hin erstreckt und durch diese verläuft,
- - wobei die Abmessungen der Bauteile so bestimmt sind,
daß die folgenden Beziehungen erfüllt sind:
l 3 ist gleich oder kleiner als 0,2 l 1, S 1 ist gleich oder größter als S 2 und
l 1 ist im wesentlichen gleich lang wie l 2, worin sind:
l 1 die Länge der stromaufwärtigen Seitenwand fläche (19 b),
l 2 die Länge eines zwischen dem Scheitel (19 a) des Ablenkwandstücks (19) und der Verzweigungs kante (20) bestimmten Abschnitts, l 3 der Versetzungswert einer Verlängerungsli nie (β) der stromaufwärtigen Seitenwandfläche (19 b) an der Stelle der Verzweigungskante (20) mit Bezug zu einer geraden, den Scheitel (19 a) des Ablenkwandstücks (19) mit der Verzweigungs kante (20) verbindenden Linie (a), S 1 ein zwischen dem Scheitel (19 a) sowie der Verzweigungskante (20) bestimmter effektiver Öffnungsquerschnitt und
S 2 ein effektiver Öffnungsquerschnitt des zwei ten Zweig-Einlaßkanals (17).
11. Ansaugsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß l 2 im Bereich von 0,7 l 1-1,3 l 1, daß l 1 im Bereich
von 10 mm-30 mm und daß S 3 im Bereich von 0,1 S 0 -
0,2 S 0, wobei S 3 eine Projektionsfläche des Ablenkwand
stücks (19) bei Betrachtung von einer stromaufwärtigen
Seite des gemeinsamen Ansaugkanals (15) ist, liegen.
12. Ansaugsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtzahl der ersten sowie zweiten Eintrittsöff
nungen (8, 8 a, 8 b, 9, 9 a, 9 b) drei oder größer als drei
ist.
13. Ansaugsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß eine stromaufwärtige Seitenwandfläche (19 b) des Ab
lenkwandstücks (19) nur zu einer der Eintrittsöffnungen
hin gerichtet ist.
14. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ablenkwandstück (19) in einem vorbestimmten Be
reich, der sich vom gemeinsamen Ansaugkanal (15) bis zum
zweiten Zweig-Einlaßkanal (17) erstreckt, angeordnet ist.
15. Ansaugsysstem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ablenkwandstück (19) an einem Seitenwandabschnitt
des gemeinsamen Ansaugkanals (15) an einer dem Ort der
ersten Eintrittsöffnung (8) gegenüberliegenden Stelle
in einer Ausrichtung zur ersten und zweiten Eintrittsöff
nung (8, 9) angeordnet ist.
16. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine (1) mit einem
Zylinderblock (2), in dem wenigstens ein Zylinder (5)
angeordnet ist, gekennzeichnet
- - durch einen als ein Teil mit dem Zylinderblock (2) ausgebildeten, eine Stirnseite des Zylinders (5) ab schließenden Zylinderkopf (3),
- - durch einen in dem Zylinder hin- und herbewegbar sowie gleitend aufgenommenen Kolben (6), der gemeinsam mit dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf einen Brennraum (7) abgrenzt,
- - durch eine erste sowie zweite Eintrittsöffnung (8, 9) im Zylinderkopf, von denen die erste Eintrittsöffnung (8) derart ausgestaltet ist, daß Luft in den Zylinder in einer zu Luftwirbeln führenden Richtung eintritt, und die zweite Eintrittsöffnung (9) derart ausgestaltet ist, daß Luft in den Zylinder in einer die Ausbildung der oben genannten Luftwirbel störenden Richtung eintritt,
- - durch einen gemeinsamen Ansaugkanal (15) sowie einen ersten und zweiten Zweig-Einlaßkanal (16, 17), die im Zylinderkopf (3) ausgebildet sind, wobei die Zweig- Einlaßkanäle durch eine im Zylinderkopf ausgestaltete Trennwand (X) voneinander getrennt sind und der erste Zweig-Einlaßkanal (16) mit einem stromabwärtigen Teil des gemeinsamen Ansaugkanals über die erste Eintritts öffnung (8) sowie der zweite Zweig-Einlaßkanal (17) mit dem stromabwärtigen Teil des gemeinsamen Ansaugkanals über die zweite Eintrittsöffnung (9) in Verbindung stehen, und
- - durch ein im Zylinderkopf (3) ausgebildetes Ablenkwand stück (19), das vom gemeinsamen Ansaugkanal (15) zuge führte Luft zum ersten Zweig-Einlaßkanal (16) hin lenkt.
17. Ansaugsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ablenkwandstück (19) in einem vorbestimmten
Bereich, der sich vom gemeinsamen Ansaugkanal (15) bis
zum zweiten Zweig-Einlaßkanal (17) erstreckt, angeordnet
ist und ein Scheitel (19 a) des Ablenkwandstücks zu einer
stromaufwärtigen Kante (20) der Trennwand (X) hin vorragt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1887687 | 1987-02-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3804484A1 true DE3804484A1 (de) | 1988-08-25 |
DE3804484C2 DE3804484C2 (de) | 1995-02-23 |
Family
ID=11983754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3804484A Expired - Fee Related DE3804484C2 (de) | 1987-02-13 | 1988-02-12 | Ansaugsystem für eine Kolbenbrennkraftmaschine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4805569A (de) |
KR (1) | KR900007786B1 (de) |
DE (1) | DE3804484C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014214556A1 (de) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Tanksystem sowie Verfahren zur Betankung |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2213196B (en) * | 1987-12-08 | 1991-10-02 | Aston Martin Tickford | Multivalve cylinder head |
DE3924544A1 (de) * | 1989-07-25 | 1991-02-07 | Porsche Ag | Stroemungskanal |
US4974566A (en) * | 1989-09-28 | 1990-12-04 | Ford Motor Company | Optimal swirl generation by valve control |
GB8927668D0 (en) * | 1989-12-07 | 1990-02-07 | Ricardo Group Plc | Internal combustion engines |
GB8928386D0 (en) * | 1989-12-15 | 1990-02-21 | Ricardo Group Plc | Internal combustion engine |
JP3002286B2 (ja) * | 1991-03-15 | 2000-01-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 燃料噴射式4サイクルエンジンの吸気装置 |
JP3003339B2 (ja) * | 1991-12-06 | 2000-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射式内燃機関の吸気装置 |
KR100233933B1 (ko) * | 1995-05-15 | 1999-12-15 | 나까무라히로까즈 | 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법 |
US5592916A (en) * | 1995-11-03 | 1997-01-14 | Ford Motor Company | Internal combustion engine having intake port throttles incorporating charge motion control |
JP3783747B2 (ja) * | 1997-05-27 | 2006-06-07 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関 |
US6276330B1 (en) | 2000-02-23 | 2001-08-21 | Ford Global Technologies, Inc. | Air/fuel induction system for developing swirl motion of an air/fuel mixture |
US6213090B1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-04-10 | Saturn Corporation | Engine cylinder head |
JP4285235B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2009-06-24 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸気ポート構造 |
DE102005061446A1 (de) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Verbrennungsmotor mit verbesserter Ladungsbewegung im Brennraum |
JP2008111342A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
FR2909416B1 (fr) * | 2006-11-30 | 2009-01-16 | Inst Francais Du Petrole | Moteur suralimente a combustion interne et a balayage des gaz brules avec au moins deux moyens d'admission |
US7743757B2 (en) * | 2007-07-19 | 2010-06-29 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for exhaust gas recirculation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3154059A (en) * | 1962-10-25 | 1964-10-27 | Southwest Res Inst | Stratified spark ignition internal combustion engine |
JPS58150025A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気通路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1600888A (en) * | 1978-05-31 | 1981-10-21 | Ricardo Consulting Engs Ltd | Inlet ports in ic engines |
-
1988
- 1988-02-11 US US07/155,156 patent/US4805569A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-12 DE DE3804484A patent/DE3804484C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-12 KR KR1019880001334A patent/KR900007786B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3154059A (en) * | 1962-10-25 | 1964-10-27 | Southwest Res Inst | Stratified spark ignition internal combustion engine |
JPS58150025A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気通路 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014214556A1 (de) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Tanksystem sowie Verfahren zur Betankung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR900007786B1 (ko) | 1990-10-20 |
US4805569A (en) | 1989-02-21 |
KR880010223A (ko) | 1988-10-07 |
DE3804484C2 (de) | 1995-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3804484C2 (de) | Ansaugsystem für eine Kolbenbrennkraftmaschine | |
DE3347112C2 (de) | ||
DE3624899C2 (de) | ||
DE2858176C2 (de) | ||
DE69103000T2 (de) | Luftansauganlage für eine brennkraftmaschine. | |
DE69212262T2 (de) | Einlasssystem für einen Motor | |
DE3619550C2 (de) | ||
AT402326B (de) | Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine | |
DE3507767A1 (de) | Ladungsdrall- und/oder -turbulenzeinrichtung fuer verbrennungsmotore | |
DE3520775C2 (de) | ||
AT1974U1 (de) | Viertakt-brennkraftmaschine | |
DE3600408A1 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE3876409T2 (de) | Einlass- und auslassventile fuer brenngas. | |
DD143289A1 (de) | Zylinderkopf fuer viertakt-brennkraftmaschinen | |
DE2758492C2 (de) | Gemischansaugende Zweitakt-Brennkraftmaschine | |
DE3628366C2 (de) | Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper | |
DE60131161T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur abgasrückgewinnung und eine aufgeladene dieselkraftmaschine | |
DE19942169C2 (de) | Brennkraftmaschine mit zwei Einlassventilen je Zylinder | |
DE19716642C2 (de) | Mehrzylinder-Ottomotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung | |
DE102008058612B4 (de) | Verbrennungsmotor sowie Auslassventilgehäuse und Rezirkulationsgassammelbehälter hierfür | |
DE4445777B4 (de) | Ottomotor | |
DE3836550C2 (de) | ||
DE3040952C2 (de) | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine | |
DE4205237C2 (de) | Einlaßkanal in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Einlaßventilen pro Zylinder | |
DE3304259C2 (de) | Ansaugleitungsanordnung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |