DE4231804A1 - Ansaugsystem einer mehrzylindrigen luftverdichtenden einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem einer mehrzylindrigen luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 39 20 996 ist eine gemischverdichtende Brenn­ kraftmaschine bekannt, deren Saugrohrlänge durch entsprechendes Schalten einer Klappe variiert werden kann. Es ist dabei vor­ gesehen, die Klappenstellung so zu wählen, daß immer ein maxi­ maler Liefergrad erreicht wird, es sei denn, es wird - z. B. bei Verwendung einer Kraftstoffes minderer Qualität - in den höheren Lastbereichen eine klopfende Verbrennung erkannt. In diesem Fall wird dann durch eine entsprechende Klappenstellung dieje­ nige Saugrohlänge gewählt, bei welcher der Liefergrad reduziert ist, wodurch auch die eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert ist, so daß keine klopfende Verbrennung mehr auftritt. Sobald keine klopfende Verbrennung mehr festgestellt wird, wird wieder auf diejenige Saugrohrlänge umgeschaltet, bei welcher der ma­ ximale Liefergrad erreicht wird. Im störungsfreien Betrieb ist also über den gesamten Lastbereich immer diejenige Saugrohr­ länge gewählt, welche den maximalen Liefergrad garantiert.

Bei einem weiteren, aus der JP-A 60-13 920 bekannten Ansaugsy­ stem ist vorgesehen, im niederen Drehzahlbereich beide Ventil­ einrichtungen und im mittleren Drehzahlbereich die erste Ven­ tileinrichtung geschlossen zu halten, wodurch sich in der An­ saugluftströmung Schwingungen im Resonanzbereich einstellen, welche den Liefergrad verbessern, so daß in diesen Drehzahlbe­ reichen durch entsprechende Erhöhung der Kraftstoffeinspritz­ menge ein höheres Drehmoment erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugsystem der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art zu schaf­ fen, mit welchem die von einer luftverdichtenden Einspritz­ brennkraftmaschine aufzubringende Arbeit für den Ladungswechsel reduzierbar ist, gleichzeitig aber eine Beeinträchtigung des Drehmomentverlaufes in hohen Lastbereichen ausgeschlossen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem die wenig­ stens eine Ventileinrichtung unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftmaschinenlast über einen vorge­ gebenen Drehzahlbereich hinweg in einer den Liefergrad verrin­ gernden Stellung gehalten ist, wird in diesen Lastbereichen, in denen bei Dieselbrennkraftmaschinen ohnehin mit einem hohen Luftüberschuß gefahren wird, eine gezielte Verstimmung der Schwingungen in der Ansaugluftströmung erzielt. Dies heißt z. B., daß in diesen Lastbereichen, in denen ein maximaler Drehmomentverlauf ohnehin nicht erforderlich ist, im Ansaugsy­ stem nur noch Schwingungen außerhalb und nicht mehr innerhalb des Resonanzbereiches aufrechterhalten werden, so daß jetzt nur noch eine verringerte Luftmasse in die einzelnen Zylinder ein­ gebracht wird. Da nun, bezogen auf fest vorgegebene Strömungs­ querschnitte (Leitungs-, Ventilquerschnitte etc.), der Energieaufwand zur Einbringung der Ansaugluft in die Zylinder mit kleiner werdender Luftmasse ebenfalls geringer wird, muß von der Brennkraftmaschine auch nur noch eine geringere Energie für den Ladungswechsel aufgebracht werden. Dies bedeutet also, daß die Ladungswechselverluste (Fläche der Ladungswechsel­ schleife im p-V Diagramm) in diesen Lastbereichen mit dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem reduziert werden können, woraus natürlich eine Senkung des Kraftstoffverbrauches resultiert. Oberhalb dieser Lastgrenze erfolgt jedoch weiterhin eine Auf­ ladung mit maximalem Liefergrad, so daß im gesamten Drehzahl­ bereich ein hoher Drehmomentverlauf, insbesondere unter Voll­ lastvorgabe erreichbar ist.

Dadurch, daß die Ventileinrichtung unterhalb des vorgegebenen Lastgrenzwertes über einen vorgegebenen Drehzahlbereich in ei­ ner den Liefergrad verringernden Stellung gehalten ist, wird also eine Reduzierung der angesaugten Luftmenge verursacht. Da aber eine luftverdichtende Brennkraftmaschine, wie schon ge­ sagt, in diesen Lastbereichen ohnehin mit einem hohen Luft­ überschuß betrieben wird, hat eine Reduzierung der Ansaugluft­ stromes keinen negativen Einfluß auf die von der Brennkraftma­ schine abgegebene Leistung. Die Reduzierung der in die Zylinder pro Arbeitsspiel eingebrachten Ansaugluftmenge hat jedoch zur Folge, daß der Brennraum durch die Ansaugluft nicht mehr in dem Maße auskühlen kann, wie z. B. bei einer Aufladung im Resonanz­ bereich. Dadurch läßt sich eine deutliche Verkürzung der Warm­ laufphase der Brennkraftmaschine erreichen. Ferner wird in den besagten Lastbereichen aufgrund des reduzierten Ansaugluft­ stromes eine Erhöhung der Abgastemperatur erzielt, was sich vorteilhaft auswirkt auf die Regeneration eines in der Abgas­ leitung der Brennkraftmaschine angeordneten Rußpartikelfilters. Ebenso wird die Anspringtemperatur eines gegebenenfalls ebenso in der Abgasleitung vorgesehenen Katalysators schneller er­ reicht. Generell ist zu sagen, daß sich eine erhöhte Abgastemperatur günstig auf die Nachoxidation der im Abgas be­ findlichen Schadstoffe auswirkt.

Ist bei einer Brennkraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen An­ saugsystem eine Abgasrückführeinrichtung vorgesehen, so wird in den besagten Lastbereichen bezogen auf vorgegebene Leitungs­ querschnitte eine im Vergleich zum Betrieb mit Resonanzaufla­ dung höhere Abgasrückführrate erreicht, woraus ebenfalls eine Reduzierung der Schadstoffemission resultiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ansaugsy­ stems sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand zweier Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems in einer Prinzipdarstellung,

Fig. 2a in einem Diagramm λ=f(n) den Zusammenhang zwischen dem Liefergrad bzw. Luftaufwand und der Brennkraftmaschinendrehzahl in Abhängigkeit der Stellung der Ventileinrichtung 49,

Fig. 2b in einem Diagramm M_d=f(n) die Stellungen der Ventil­ einrichtung 49 in den jeweiligen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine 41,

Fig. 3 den Aufbau eines weiteren erfindungsgemäßen Ansaug­ systems in einer Prinzipdarstellung,

Fig. 4a in einem Diagramm λ_L=f(n) den Zusammenhang zwischen dem Liefergrad bzw. Luftaufwand und der Brennkraftmaschinendrehzahl in Abhängigkeit der Stellung der Ventileinrichtungen 9 und 18,

Fig. 4b in einem Diagramm M_d=f(n) die Stellungen der Ventil­ einrichtungen 9 und 18 in den jeweiligen Betriebsbe­ reichen der Brennkraftmaschine 1,

Fig. 5a in einem Diagramm λ_L=f(n) den Zusammenhang zwischen dem Liefergrad bzw. Luftaufwand und der Brennkraftmaschinendrehzahl in Abhängigkeit der Stellung der Ventileinrichtungen 9 und 18 (identisch mit Fig. 4a) und

Fig. 5b in einem Diagramm M_d=f(n) die Stellungen der Ventil­ einrichtungen 9 und 18 in den jeweiligen Betriebsbe­ reichen der Brennkraftmaschine 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 zeigt 41 eine 6-zylindrige luftverdichtende Ein­ spritzbrennkraftmaschine. Die Saugrohre 42-47 der einzelnen Zylinder sind dabei mit einem Resonanzsammelbehälter 48 ver­ bunden, welcher über eine als Klappe 49 ausgebildete Ventil­ einrichtung bei Bedarf in zwei voneinander getrennte Teilsam­ melvolumina 50 und 51 unterteilbar ist. Dabei sind die Saug­ rohre 42-44 mit dem Teilsammelvolumen 50 und die Saugrohre 45-47 mit dem Teilsammelvolumen 51 verbunden. An den Resonanz­ sammelbehälter 48 sind ferner zwei relativ kurze Rohre 52 und 53 angeschlossen, von denen das eine 52 im Bereich des Teil­ sammelvolumens 50 und das andere 53 im Bereich des Teilsammel­ volumens 51 in den Resonanzsammelbehälter 48 einmündet. Die beiden Rohre 52 und 53 sind von einem Verteilervolumen 54, in welches eine Ansaugleitung 55 einmündet, abgezweigt. Die Rei­ nigung der angesaugten Frischluft erfolgt über einen Luftfilter 56. Angesteuert wird die Klappe 49 über eine elektronische Steuereinheit 57 und zwar in Abhängigkeit der Parameter Brennkraftmaschinendrehzahl n und Brennkraftmaschinenlast. Als Lastsignal wird hierfür die Auslenkung u des Verstellhebels 58 der Kraftstoffeinspritzpumpe 59 der Brennkraftmaschine 41 ver­ wendet. Die Betätigung der Klappe 49 erfolgt über einen geeig­ neten Stellantrieb, der in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist.

In Fig. 2a ist in einem Diagramm 60 λ_L=f(n) der Zusammenhang zwischen dem Liefergrad und der Drehzahl der Brennkraftmaschine 41 aufgezeigt. Dabei zeigt die gestrichelte Kurve 61 den Ver­ lauf bei geschlossener Klappe 49 (Unterteilung des Resonanz­ sammelbehälters 48 in zwei strömungstechnisch voneinander ge­ trennte Teilsammelvolumina 50 und 51) und die durchgezogene Kurve 62 den Verlauf bei geöffneter Klappe 49 (Herstellung ei­ ner strömungstechnischen Verbindung zwischen den beiden Teil­ sammelvolumina 50 und 51). Es ist zu sehen, daß bei geschlos­ sene Klappe 49 hohe Liefergrade im unteren bis mittleren Dreh­ zahlbereich (Resonanzaufladung) und bei geöffneter Klappe 49 hohe Liefergrade erst im höheren Drehzahlbereich erzielt werden (Schwingrohraufladung). Um nun in hohen Lastbereichen, insbe­ sondere bei Vollast ebenfalls einen maximalen Drehmomentverlauf erzielen zu können, ist vorgesehen, oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftmaschinenlastvorgabe (Linie 63 in Fig. 2b) die Ansteuerung der Klappe 49 so zu wählen, daß immer ein maximaler Liefergrad gegeben ist, d. h. daß also immer ei­ ne - natürlich bezogen auf die jeweilige Lastvorgabe - maximale Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann. Dies bedeutet also, daß bis hin zur Grenzdrehzahl n_g, die Klappe 49 geschlossen ist, d. h. also der gestrichelte Kurvenverlauf 61 realisiert werden kann und ab der Grenzdrehzahl n_g bis hin zur Nenndreh­ zahl n_N die Klappe 49 geöffnet ist, d. h. also der durchgezogene Kurvenverlauf 62 realisiert werden kann. Für den Drehmoment­ verlauf (Kurve 64 in Fig. 2b) bedeutet dies natürlich, daß bis hin zur Grenzdrehzahl n_g ein der gestrichelten Liefergradkurve 61 entsprechender Verlauf (Bereich I) und oberhalb der Grenz­ drehzahl n_g bis hin zur Nenndrehzahl n_N ein der durchgezogenen Liefergradkurve 62 entsprechender Verlauf (Bereich II) gegeben ist. Oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraft­ maschinenlast (Linie 63) kann damit ein maximaler Drehmoment­ verlauf erreicht werden. Die in der Fig. 2b gezeigte Kurve 64 stellt den Verlauf unter Vollastvorgabe dar.

Unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftma­ schinenlast (Linie 63) ist nun in erfindungsgemäßer Weise vor­ gesehen, die Klappe 49 bis hin zu dem Drehzahlgrenzwert n_g ge­ öffnet (Bereich III) und ab dieser Drehzahlgrenze n_g geschlos­ sen zu halten (Bereich IV). Damit wird in beiden Drehzahlbe­ reichen ganz bewußt jeweils diejenige Klappenstellung gewählt, welche für einen geringeren Liefergrad sorgt als derjenige Liefergrad, der eigentlich möglich wäre, nämlich bei einer Stellung der Klappe 49 entsprechend den Bereichen I und II. Es wird also bis hin zu der Grenzdrehzahl n_g der durchgezogene Liefergradverlauf 62 und zwischen Grenzdrehzahl n_g und Nenn­ drehzahl n_N der gestrichelte Liefergradverlauf 61 realisiert. In den Lastbereichen unterhalb des Grenzwertes (Linie 63) wird somit über den gesamten Drehzahlbereich nur eine geringere Luftmenge als die maximal mögliche angesaugt, woraus die ein­ gangs genannten Vorteile resultieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenso möglich, unterhalb der Lastgrenze (Linie 63) nur bis hin zur Grenzdreh­ zahl n_g oder nur im Bereich zwischen der Grenzdrehzahl n_g und der Nenndrehzahl n_N diejenige Klappenstellung zu wählen, welche einen reduzierten Liefergrad verursacht. Auch dann werden, wenn auch nur über einen begrenzten Drehzahlbereich, die eingangs beschriebenen Vorteile, die aus einer Reduzierung der ange­ saugten Luftmasse resultieren, erzielt.

In Fig. 3 zeigt 1 eine 6-zylindrige luftverdichtende Ein­ spritzbrennkraftmaschine. Die Saugrohre 2-7 der einzelnen Zy­ linder sind dabei mit einem Resonanzsammelbehälter 8 verbunden, welcher über eine als Klappe ausgebildete erste Ventileinrich­ tung 9 bei Bedarf in zwei voneinander getrennte Teilsammelvo­ lumina 10 und 11 unterteilbar ist. Dabei sind die Saugrohre 2-4 mit dem Teilsammelvolumen 10 und die Saugrohre 5-7 mit dem Teilsammelvolumen 11 verbunden. An den Resonanzsammelbehälter 8 sind ferner zwei relativ lange Resonanzrohre 12 und 13 ange­ schlossen, von denen das eine 12 im Bereich des Teilsammelvo­ lumens 10 und das andere 13 im Bereich des Teilsammelvolumens 11 in den Resonanzsammelbehälter 8 einmündet. Die beiden Reso­ nanzrohre 12 und 13 sind von einem Verteilervolumen 14, in welches eine Ansaugleitung 15 einmündet, abgezweigt. Die Rei­ nigung der angesaugten Frischluft erfolgt über einen Luftfilter 16. Ungefähr auf halber Länge der beiden Resonanzrohre 12 und 13 ist eine an beide Resonanzrohre 12 und 13 angeschlossene Verbindungsleitung 17 vorgesehen, deren Querschnitt über eine als Absperrklappe ausgebildete zweite Ventileinrichtung 18 steuerbar ist. Ist diese Absperrklappe 18 geöffnet (Stellung in der Fig. 1), dann stehen die beiden Resonanzrohre 12 und 13 strömungstechnisch miteinander in Verbindung. Angesteuert wer­ den die beiden Klappen 9 und 18 über eine elektronische Steu­ ereinheit 19 und zwar in Abhängigkeit der Parameter Brennkraftmaschinendrehzahl n und Brennkraftmaschinenlast. Als Lastsignal wird hierfür die Auslenkung α des Verstellhebels 20 der Kraftstoffeinspritzpumpe 21 der Brennkraftmaschine 1 ver­ wendet. Die Betätigung der Klappen 9 und 18 erfolgt über geeignete Stellantriebe, die in der Zeichnung der Übersicht­ lichkeit wegen nicht dargestellt sind.

In Fig. 4a ist nun wieder wie in Fig. 2a in einem Diagramm 22 λ_L=f(n) der Zusammenhang zwischen dem Liefergrad bzw. dem Luft­ aufwand und der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgezeigt. Dabei zeigt die strichpunktierte Kurve 23 den Liefergradverlauf für den Fall, daß die Klappen 9 und 18 beide in Schließstellung gehalten sind (Resonanzaufladung), die gestrichelte Kurve 24 den Liefergradverlauf für den Fall, daß die Absperrklappe 18 geöffnet und die Klappe 9 geschlossen ist (Resonanzaufladung) und die durchgezogene Kurve 25 den Liefergradverlauf für den Fall, daß die Klappe 9 geöffnet ist (Schwingrohraufladung). Ist die Klappe 9 in Öffnungsstellung, hat die Stellung der Klappe 18 auf den Liefergradverlauf keinen nennenswerten Einfluß. Mit anderen Worten heißt dies also, daß dann, wenn die Klappe 9 sich in ihrer Öffnungsstellung befindet, der mit der durchge­ zogenen Kurve 25 dargestellte Liefergradverlauf erzielt wird und zwar unabhängig davon, ob die Klappe 18 sich in Schließ- oder in Öffnungsstellung befindet. Fig. 4a zeigt, daß der ma­ ximale Liefergrad über den gesamten Drehzahlbereich also dann erreicht wird, wenn bis hin zur ersten Drehzahl n₁(Schnitt­ punkt 26 der Kurven 23 und 24) die beide Klappen 9 und 18 in Schließstellung gehalten sind, zwischen der Drehzahl n₁ und einer dritten Drehzahl n₃ (Schnittpunkt 27 der beiden Kurven 24 und 25) die Absperrklappe 18 geöffnet und die Klappe 9 ge­ schlossen ist und oberhalb der dritten Drehzahl n₃ bis hin zur Nenndrehzahl n_N die Klappe 9 geöffnet ist. Im Bereich zwischen n₃ und n_N ist die Klappe 18 in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls in Öffnungsstellung, jedoch könnte sie in diesem Be­ reich ebenso geschlossen sein, denn bei geöffneter Klappe 9 ist die Stellung der Klappe 18 ohne Einfluß auf den Liefergradver­ lauf. Erfindungsgemäß ist also oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (s. Linie 29 in Fig. 4b) für die Brennkraftmaschinenlast zwischen der Drehzahl n₀ und n₁ (Be­ reich I) die Klappe 9 wie auch die Klappe 18 geschlossen und zwischen der Drehzahl n₁ und n₃ (Bereich II) die Klappe 9 ge­ schlossen und die Klappe 18 geöffnet. Zwischen der Drehzahl n₃ und der Nenndrehzahl n_N (Bereich III) schließlich sind in die­ sem Lastbereich beide Klappen 9 und 18 in Öffnungsstellung. Wie in Fig. 4b zu sehen ist, erhält man dann im Bereich I einen der strichpunktierten Liefergradkurve, im Bereich II einen der gestrichelten Liefergradkurve und im Bereich 111 einen der durchgezogenen Liefergradkurve entsprechenden Drehmomentver­ lauf. Die Kurve 28 stellt hierbei den Drehmomentverlauf unter Vollastvorgabe dar, wobei der hierzu erforderliche maximal er­ reichbare Füllungsverlauf durch die entsprechende Steuerklap­ penstellung erreicht wird. Da, wie die Fig. 4a zeigt, im Be­ reich zwischen der Leerlaufdrehzahl n_LL und einer Drehzahl n₀, welche knapp oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, die drei Kurven 23, 24 und 25 sehr eng beieinander liegen, ja sogar fast zusammenfallen, ist der Einfluß der einzelnen Klappenstellungen auf den Liefergradverlauf in diesem Drehzahlbereich kaum nen­ nenswert. D.h. die Klappenstellungen können in diesem Bereich I′ zwischen n_LL und n₀ frei gewählt werden. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind die beiden Klappen 9 und 18 in diesem Be­ reich geschlossen (oberhalb der Lastgrenze (Linie 29)). Dies hat den Vorteil, daß die Klappen 9 und 18 beim Überschreiten der Drehzahl n₀ nicht erst noch betätigt werden müssen, sondern sich schon in der richtigen Stellung des Bereiches I befinden.

Unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftma­ schinenlast (Linie 29) hingegen ist, um aus den bereits ge­ nannten Gründen eine Reduzierung der angesaugten Luftmenge zu erhalten, zwischen der Drehzahl n₀ und einer zweiten Drehzahl n₂ (Schnittpunkt 30 der Kurven 23 und 25) (Bereich IV), welche zwischen der ersten n₁ und der dritten n₃ Drehzahl liegt, die Klappe 9 in Öffnungsstellung gehalten. Auch unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftmaschinenlast ist bei geöffneter Klappe 9 die Stellung der Klappe 18 ohne einen nennenswerten Einfluß auf den Liefergradverlauf. Vorgesehen ist in diesem Ausführungsbeispiel, die Klappe 18 zwischen n₀ und n₂ (Bereich IV) in Schließstellung zu halten und zwar deshalb, weil zwischen der zweiten Drehzahl n₂ und einer vierten Dreh­ zahl n₄ (Schnittpunkt 31 aus den Kurven 23 und 24), welche oberhalb der dritten Drehzahl n₃ liegt, beide Klappen 9 und 18 geschlossen sind (Bereich V), so daß die Klappe 18 beim Über­ schreiten der Drehzahl n₂ nicht extra geschaltet werden muß. Oberhalb der Drehzahl n₄ bis hin zur Nenndrehzahl n_N ist die Klappe 9 geschlossen und die Absperrklappe 18 geöffnet (Bereich VI). Wie oberhalb der vorgegebenen Lastgrenze (Linie 29) ist auch unterhalb der vorgegebenen Lastgrenze in dem Drehzahlbe­ reich zwischen n_LL und n₀ (Bereich IV′) die Stellung der beiden Klappen 9 und 18 auf den Liefergradverlauf ohne nennenswerten Einfluß, so daß in diesem Ausführungsbeispiel in dem besagten Drehzahlbereich beide Klappen 9 und 18 geschlossen sind. Die Klappe 18 hat demzufolge lediglich einen Schaltpunkt, nämlich bei der Drehzahl n₄, nach deren Überschreiten sie in Öffnungs­ stellung überführt wird. Die erfindungsgemäße Steuerung der Absperrklappe 18 in diesem Ausführungsbeispiel hat den weiteren Vorteil, daß bis hin zur Drehzahl n₁ diese Klappe 18 beim Über- bzw. Unterschreiten der Lastgrenze (Linie 29) nicht extra ge­ schaltet werden muß, sondern sich jeweils schon immer in der richtigen Schaltstellung befindet. Diese Lösung hat somit den zusätzlichen Vorteil, daß der von ihr geforderte schaltungstechnische Aufwand relativ gering ist.

Die Klappenstellungen unterhalb der vorgegebenen Lastgrenze (Linie 29) sind in diesem Ausführungsbeispiel damit so gewählt, daß immer ein nur minimaler Liefergrad λ_L erzielt wird, so daß hier die bereits genannten Vorteile, die aus der Reduzierung der angesaugten Luftmasse resultieren, in optimaler Weise gegeben sind. Im nachfolgenden sind die Stellungen der Klappen 9 und 18 der Übersichtlichkeit wegen in einer Übersichtstabelle nochmals aufgezeigt.

In diesem Ausführungsbeispiel wurden unterhalb der Lastgrenze (Linie 29) die Klappenstellungen derart gewählt, daß über den gesamten Drehzahlbereich immer ein minimaler Liefergrad gegeben ist. Die Vorteile, die sich aus der Reduzierung des Liefer­ grades in diesen Lastbereichen ergeben, sind natürlich nicht nur dann gegeben, wenn die Klappenstellungen, wie im gerade beschriebenen Ausführungsbeispiel, so gewählt sind, daß über den gesamten Drehzahlbereich ein minimaler Liefergrad erzielt wird. Die Vorteile werden generell immer dann erzielt, - wenn auch nur in einem mehr oder weniger geringeren Ausmaß -, wenn die Klappenstellungen so gewählt werden, daß der Liefergrad­ verlauf zumindest über einen kurzen Drehzahlbereich unterhalb der Kurve des maximal möglichen Liefergrades liegt. So könnten zum Beispiel auch folgende Klappenstellungen gewählt werden.

Die Bereiche I′ und IV′ sind in dieser Tabelle nicht aufge­ führt, da, wie bei vorherigem Ausführungsbeispiel bereits er­ wähnt, in diesen Bereichen die Stellungen der beiden Klappen 9 und 18 keinen nennenswerten Einfluß auf den Liefergrad γ haben.

Oberhalb der Lastgrenze (Linie 29) ergibt sich natürlich keine Änderung in den einzelnen Klappenstellungen, da in diesen Be­ reichen ja nach wie vor über den gesamten Drehzahlbereich der maximale Liefergrad erzielt werden soll, um auch ein entspre­ chend hohen Drehmomentverlauf zu erhalten. Oberhalb der Last­ grenze ist demzufolge der Drehmomentverlauf der Kurve 33 (s. Fig. 5b) über den gesamten Drehzahlbereich identisch mit dem beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel (Kurve 28 in Fig. 4b). Unterhalb der Lastgrenze hingegen wird bis hin zu dem Schnitt­ punkt 27 (Drehzahl n₃) ein der durchgezogenen Kurve 25 (s. Kurve in Fig. 5a, welche identisch ist mit der Fig. 4a) ent­ sprechender Liefergrad realisiert, denn beide Klappen 9 und 18 sind geöffnet. Ab der Drehzahl n₃ bis hin zur Nenndrehzahl n_N wird der dem strichpunktierten Verlauf entsprechende Liefergrad (s. Kurve 23 in Fig. 5a) realisiert. Es ist zu sehen, daß so­ wohl im Bereich zwischen n₂ und n₃ als auch im Bereich zwischen n₄ und n_N mit der gewählten Klappenstellung nicht die Kurve des in diesem Bereich geringsten Liefergrades (strichpunktierte Kurve 23 zwischen n₂ und n₃ und gestrichelte Kurve 24 zwischen n₄ und n_N) erreicht wird, sondern jeweils eine Kurve des hö­ heren Liefergrades (durchgezogene Kurve 25 zwischen n₂ und n₃ und strichpunktierte Kurve 23 zwischen n₄ und n_N) gefahren wird. Die Ladungswechselarbeit wird damit in diesem Bereich zwar nicht maximal reduziert, jedoch ist diese Ausführungsform dahingehend vorteilhaft, daß die Steuerung der Klappen 9 und 18 im gesamten Lastbereich in Abhängigkeit lediglich zweier Schaltdrehzahlen, nämlich n₁ und n₃ erfolgen kann und nicht, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel, in Abhängigkeit von vier Schaltdrehzahlen n₁-n₄ (Die Bereiche I, II und III sind in der Fig. 4b versetzt zu den Bereichen IV, V und VI, in der Fig. 5b ist dies nicht der Fall). Hierdurch werden Vereinfa­ chungen bei der Ansteuerungen der Klappen 9 und 18 erzielt.

Um eine strömungstechnische Verbindung zwischen den beiden Re­ sonanzrohren 12 und 13 herstellen zu können, ist es nicht un­ bedingt erforderlich, eine separate Verbindungsleitung 17 vor­ zusehen, in der die zweite Ventileinrichtung 18 angeordnet sein muß. Es ist ebenso auch möglich, die beiden Resonanzrohre in Form einer zweiflutigen Leitung zu realisieren, von denen die eine Flut im Bereich des einen Teilsammelvolumens und die an­ dere Flut im Bereich des anderen Teilsammelvolumens in den Re­ sonanzsammelbehälter einmündet, wobei dann die Ventileinrich­ tung zur bedarfsweisen Herstellung einer strömungstechnischen Verbindung zwischen den beiden Fluten in der die beiden Fluten voneinander trennenden Wandung angeordnet ist (z. B. in Form eines Schiebers).

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, den Grenzwert für die Brennkraftmaschinenlast, unterhalb welchem die beiden Klappen 9 und 18 in einer den Liefergrad verringernden Stellung gehalten sind, in Abhängigkeit von Be­ triebsparametern der Brennkraftmaschine zu verändern. Besonders vorteilhaft ist dabei eine drehzahlabhängige Anpassung dieses Lastgrenzwertes. Eine Anpassung der Lastgrenze kann auch in Abhängigkeit anderer oder weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie z. B. in Abhängigkeit der Kühlmittel­ temperatur, der Ansauglufttemperatur, des Ansaugdruckes, des Abgasgegendruckes, etc. erfolgen.

Um auch in niedersten Drehzahlbereichen einen erhöhten Drehmo­ mentverlauf zu erreichen, können stromauf der Verbindungslei­ tung 17 auch noch weitere Verbindungsleitungen vorgesehen sein, deren Querschnitte über weitere Ventileinrichtungen steuerbar sind.

Claims (7)

1. Ansaugsystem einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Ventileinrichtung zur bedarfsweisen Untertei­ lung des Ansaugluftstromes in zwei strömungstechnisch vonein­ ander getrennte Teilströme, wobei die Ventileinrichtung entwe­ der in einer dem maximalen Liefergrad entsprechenden oder in einer den Liefergrad verringernden Stellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine (1, 41) die Ventileinrichtung (49, 9, 18) oberhalb eines vorgege­ benen Grenzwertes (63, 29) für die Brennkraftmaschinenlast über den gesamten Drehzahlbereich in der dem maximalen Liefergrad entsprechenden Steilung und unterhalb dieses Lastgrenzwertes über einen vorgegebenen Drehzahlbereich in der den Liefergrad verringernden Stellung gehalten ist.

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resonanzsammelbehälter (48) vorgesehen ist, welcher über die Ventileinrichtung (49) in zwei Teilsammelvolumina (50, 51) unterteilbar ist, daß über Saugrohre (42-47) ein Teil der Zylinder mit dem einen Teilsammelvolumen (50) und der an­ dere Teil mit dem anderen Teilsammelvolumen (51) verbunden ist, daß oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraft­ maschinenlast die Ventileinrichtung (49) bis hin zu einem Grenzwert für die Brennkraftmaschinendrehzahl (n_g) in Schließstellung und oberhalb dieses Drehzahlgrenzwertes (n_g) in Öffnungsstellung gehalten ist und daß unterhalb des Lastgrenz­ wertes die Ventileinrichtung (49) unterhalb des Drehzahlgrenz­ wertes (n_g) geöffnet und oberhalb des Drehzahlgrenzwertes (n_g) geschlossen ist.

3. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resonanzsammelbehälter (8) vorgesehen ist, der über eine erste Ventileinrichtung (9) in zwei Teilsammelvolumina (10, 11) unterteilbar ist, daß über Saugrohre (2-7) ein Teil der Zylinder mit dem einen Teilsammelvolumen (10) und der andere Teil mit dem anderen Teilsammelvolumen (11) verbunden ist, daß an jedes der beiden Teilsammelvolumina (10, 11) je ein Reso­ nanzrohr (12, 13) angeschlossen ist, daß die beiden Resonanz­ rohre (12, 13) über eine zweite Ventileinrichtung (18) strömungstechnisch miteinander verbindbar sind, wobei oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraftmaschinenlast vorgesehen ist, daß unterhalb einer ersten Drehzahl (n₁) beide Ventileinrichtungen (9, 18) in Schließstellung gehalten sind, oberhalb der ersten Drehzahl (n₁) bis hin zu einer dritten Drehzahl (n₃) die erste Ventileinrichtung (9) in Schließstel­ lung und die zweite Ventileinrichtung (18) in Öffnungsstellung gehalten ist und oberhalb der dritten Drehzahl (n₃) beide Ven­ tileinrichtungen (9, 18) in Öffnungsstellung gehalten sind, und wobei unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brenn­ kraftmaschinenlast vorgesehen ist, daß in einem Bereich unter­ halb einer zweiten Drehzahl (n₂), welche zwischen der ersten (n₁) und der dritten (n₃) liegt, wenigstens die erste Ventil­ einrichtung (9) in Öffnungsstellung gehalten ist, daß zwischen der zweiten (n₂) und einer vierten Drehzahl (n₄), welche ober­ halb der dritten (n₃) liegt, beide Ventileinrichtungen (9, 18) in Schließstellung gehalten sind und daß oberhalb der vierten Drehzahl (n₄) die erste Ventileinrichtung (9) in Schließstel­ lung und die zweite Ventileinrichtung (18) in Öffnungsstellung gehalten ist.

4. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraft­ maschinenlast und unterhalb der zweiten Drehzahl (n₂) die zweite Ventileinrichtung (18) in Schließstellung gehalten ist.

5. Ansaugsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes für die Brennkraft­ maschinenlast im Bereich bis knapp oberhalb der Leerlaufdreh­ zahl (Bereich IV′ zwischen Leerlaufdrehzahl n_LL und einer Drehzahl n₀, die knapp oberhalb n_LL liegt) beide Ventilein­ richtungen (9, 18) in Schließstellung gehalten sind.

6. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Grenzwert für die Brennkraftmaschinenlast in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (41, 1) veränderbar ist.

7. Ansaugsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betriebsparameter die Brennkraftmaschinendrehzahl (n) ist.