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Einrichtung für die Zufuhr von Brennstoffgemisch bei Brennkraftmaschinen,
insbesondere von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die
Zufuhr von Brennstoffgemisch bei Brennkraftmaschinen; insbesondere von Kraftfahrzeugen,
mit mehreren Zylindern und besonderen Zuleitungen für Gruppen von Zylindern, insbesondere
für Viertaktmaschinen mit sechs oder einem Mehrfachen von sechs Zylindern.
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Wenn man. bei derartigen Maschinen die beiden Ansaugrohre zweier Gruppen
von z. B. je drei Zylindern getrennt ohne Verbindung untereinander ausführt, wird
zwar das Ansaugen eines Zylinders einer Gruppe nicht durch die gleichzeitige starke
Saugwirkung eines Zylinders der anderen Gruppe gehemmt, wie dies der Fall ist, wenn
für sämtliche sechs Zylinder einer Reihe ein durchgehendes Rohr vorgesehen ist.
Die Vergaser jeder Gruppe müssen jedoch etwa die gleiche Größe besitzen, wie bei
einem durchgehenden, allen sechs Zylindern gemeinsamen Ansaugrohr. Außerdem tritt
beim Schluß des Einlaßventils eines Zylinders einer Gruppe infolge der mit hoher
Geschwindigkeit strömenden Gassäule eine Drucksteigerung über den Atmosphärendruck
ein. Es strömt deshalb Gemisch aus dem Vergaser nach außen.
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Um diese Nachteile zu beheben, wird vielfach zwischen den Ansaugleitungen
von zwei Gruppen zu je drei Zylindern eine Verbindung mit einem mehr oder weniger
großen Querschnitt vorgesehen. Dadurch wird ein Ausgleich zwischen den beiden Leitungen
herbeigeführt und ein gewisses überströmen des Kraftstoffgemischs aus der einen
in die andere Leitung ermöglicht, das Zurückströmen des Gemischs aus den Vergasern
ist hierdurch
vermieden, die Verbindung zwischen den Ansaugrohren
muß jedoch gedrosselt werden, um das erwähnte nachteilige Wegsaugen durch einen
Zylinder der anderen Gruppe zu vermindern, und die Vergaser müssen etwa mit der
gleichen Größe vorgesehen werden wie bei völlig getrennten Gruppenrohren, um eine
genügende Füllung zu erhalten. Durch die notwendige große Bemessung der Vergaser
ergeben sich besonders dann Schwierigkeiten, wenn. bei Maschinen mit großem Drehzahlbereich
für jede Dreizylindergruppe ohnedies zwei oder mehr Vergaser vorgesehen werden müssen.
Auch durch die Anordnung eines Absperrorgans in die Verbindungsleitung zwischen
den sonst getrennten Gemischzuleitungen zu den Zylindergruppen, wobei das Absperrorgan
nach Überschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit erfolgt, können die erwähnten
Nachteile nicht behoben werden.
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Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten aber dadurch beseitigt,
daß ein solches Absperrorgan oder mehrere dieser Art so durch die Brennkraftmaschine
betätigt wird, daß die Zuleitungen zu den Zylindergruppen in von der Drehzahl der
Maschine abhängigem Rhythmus miteinander verbunden oder gegeneinander abgeschlossen
werden. Zweckmäßig werden die Absperrorgane so ausgebildet und angetrieben, daß
das Abschließen der miteinander in Verbindung stehenden Zuleitungen der Zylindergruppen
gegeneinander während des Schließhubes des bzw. der Einlaßventile oder eines Teiles
dieses Hubes erfolgt. Durch die Ausführung nach der Erfindung wird während des Schließens
der Einlaßventile eines Zylinders infolge des Abschlusses der zugehörigen Leitung
gegen die entsprechende Leitung der anderen Gruppe eine gute Füllung des Zylinders,
der seinen Saughub beendet, erzielt. Gleichzeitig wird durch das im Anschluß daran
erfolgende Wiederherstellen der Verbindung der beiden Leitungen miteinander das
Zurückdrücken verhindert, eine Steigerung des Kraftstoffverbrauchs vermieden und
auch die Füllung des Zylinders der anderen Gruppe, der in vollem Ansaugen begriffen
ist, durch die Zufuhr des Gemischs von beiden Saugleitungen aus verbessert. Die
Vergaser jeder Gruppe können kleiner bemessen werden, da beide Ansaugrohre für die
Füllung der Zylinder voll ausgenutzt werden.
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In manchen Fällen, insbesondere bei Maschinen mit besonders hohen
Betriebsdrehzahlen,- werden nach der Erfindung, um eine möglichst günstige Druckverteilung
und gute Füllung zu erhalten, außer den üblichen Verteilerleitungen weitere diesen
parallel geschaltete vorgesehen und die erfindungsgemäßen, von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Absperrorgane in der Verbindung der einen oder anderen oder auch beider
Leitungsarten vorgesehen.
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Die öffnungs- und Schließperioden der von der Brennkraftmaschine angetriebenen
Ab-Sperrorgane werden der Bauart, Betriebsdrehzahl usw. der Brennkraftmaschine angepaßt.
In vielen Fällen genügt es, wenn sie so ausgebildet sind, daß die Verbindungen nur
während des letzten Teils des Schließhubes der Einlaßventile geschlossen sind.
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Die von der Brennkraftmaschine angetriebenen Absperrorgane werden
vorteilhafterweise mit großen Steuerquerschnitten ausgebildet, so daß ein rasches
Öffnen auf den vollen Rohrquerschnitt und rasches Schließen sich ergibt und daß
die Verbindung zwischen den beiden Verteilerleitungen möglichst lange mit großem
Querschnitt zur Verfügung steht.
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Eine besonders einfache Bauart der bei der Erfindung vorgesehenen
Absperrorgane, welche gleichzeitig die Unterbringung großer Steuerquerschnitte bei
leichtem Aufbau und geringer Reibung ermöglicht und ein rasches Öffnen und Schließen
und damit auch langes Offenhalten mit großen Querschnitten gewährleistet, ergibt
sich dadurch, daß die Absperrorgane als Drehschieber mit querstehender Abschlußwand
ausgebildet werden. Der Antrieb des oder der Absperrorgane von der Brennkraftinaschine
aus wird zweckmäßig ins Schnelle übersetzt, um einen leichten Antrieb und günstige
Form der Absperrorgane zu erhalten.
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Die Einrichtung nach der Erfindung ergibt gegenüber den bekannten
Bauarten eine gleich, inäßigere Zusammensetzung des zur Verbrennung kommenden Kraftstoffgemisches
irn Zylinder, eine Verbesserung der Füllung und damit eine Erhöhung der Leistung.
Bei der i Festlegung der Steuerzeiten sowohl der Einlaß- als der Auslaßventile ist
man nicht an die jetzt notwendigen Kompromisse gebunden. Das Überschneiden der Ventilzeiten
kann mehr oder weniger vermieden werden. Der Öffnungszeitpunkt der Einlaßventile
kann in oder nach dem oberen Totpunkt, der Schließpunkt früher als bisher üblich
gelegt werden, wodurch nicht nur die Füllung, sondern auch die Verdichtung günstiger
wird. Da im oberen Totpunkt das Einlaßv entil nur wenig oder gar nicht geöffnet
zu sein braucht, können wenige oder keine Auspuffgase in das Ansaugrohr übergeführt
werden gegenüber den üblichen Bauarten, bei denen infolge des Überschneidens der
Ventilzeiten ein solches Übertreten mehr oder weniger der Fall ist.
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In der Zeichnung sind in den Abb. z und z zwei verschiedene Ausführungsbeispiele
von Einrichtungen nach der Erfindung schematisch dargestellt. Beide Abbildungen
zeigen die Seitenansicht von Sechszylinderbrennkraftmaschinen
mit
je zwei Verteilerleitungen für je drei Zylinder, von denen jede Verteilerleitung
durch einen Vergaser gespeist wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb.2 ist außerdem
für jede Dreizylindergruppe außer dem üblichen Ansaugrohr ein weiteres solches Rohr
vorgesehen. Abb.3 zeigt einen Querschnitt durch ein bei diesen Ausführungsbeispielen
verwendbares Absperrorgan, welches in der Verbindungsleitung zwischen den beiden
Verteilerleitungen angeordnet und von der Brennkraftmaschine angetrieben ist mit
den anschließenden Leitungen. Abb. q. zeigt Schaulinien der: Steuerquerschnitte
des erwähnten Absperrorgans sowie der Ventilerhebungen der Einlaßventile.
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In Abb. i bedeuten i die Brennkraftmaschine, 2 deren Schwungrad, 3
und q. zwei Vergaser, welche das Kraftstoffgemisch den Verteilerleitungen 5 und
6; von denen jede drei Zylinder speist, zuführen. In der Verbindungsleitung zwischen
den Verteilerleitungen 5 und 6 ist ein Absperrorgan 7 vorgesehen, welches durch
einen Kegelradtrieb 8, eine Welle 9 und einen Kettentrieb io von der Kurbelwelle
der Maschine i aus angetrieben wird. Die Übersetzung zwischen der Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine und der Drehachse des Gliedes 7 beträgt 3 : 2. Während das Absperrorgan
7 eine Umdrehung macht, legt die Kurbelwelle der B.rennkraftmaschine Umdrehungen
zurück. Während dieser Zeit beginnen oder beenden also zwei Zylinder ihren Saughub.
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Das Absperrorgan 7 besitzt, wie in Abb. 3 gezeigt, eine Querwand 17,
durch welche die freigegebenen Querschnitte gesteuert werden. i i bis 16 bezeichnen
die Zylinder, welche an die entsprechenden Anschlußstutzen der Ansaugrohre angeschlossen
sind. Der Einfachheit halber sind diese Bezeichnungen bei den betreffenden Stutzen
angegeben. Die übergangsquerschnitte zwischen den Rohren 5 und 6 einerseits und
dem Gehäuse 18 des Organs 7 andererseits sind im Grundriß sowie im Aufriß, wie aus
den Abb. i und 3 ersichtlich, gegenüber dem Querschnitt der Rohre 5 und 6 vergrößert,
um eine rasche Querschnittszu- und -abnahme beim Öffnen und Schließen des Absperrorgans
zu erzielen.
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In Abb. q. ist der Verlauf des Öffnens der Einlaßventile über dem
abgewickelten Kreisumfang (eine Kurbelwellenumdreliung) gezeigt, und zwar zeigen
die Linien 2 1 und 23 die Erhebungen der Einlaßventile der an das Saugrohr 5 angeschlossenen
Zylinder ii und 13, während 2q., 25, 26 die Ventilerhebungen der an das Ansaugrohr
6 angeschlossenen Zylinder 1q., IS, 16 zeigen. Die Linie 27 gibt die Steuerquerschnitte
an, welche durch das Absperrorgan 7 für die Verbindung zwischen den Ansaugrohren
5 und 6 freigegeben werden. Wenn das Einlaßventil von Zylinder i i im Schließhub
begriffen ist, befindet sich beispielsweise bei einem der Ordinate 28 in Abb. 4.
entsprechenden Winkel einer Kurbelwellenumdrehung von etwa 14o° die Querwand 17
des sich in der durch den Pfeil i9 angedeuteten Richtung drehenden Absperrorgans
7 in der in der Abb. 3 gestrichelt angedeuteten Stellung. Der Durchgang zwischen
den beiden Ansaugrohren 5 und 6 ist nun abgesperrt, und zwar so lange, bis bei der
Ordinate 29 der Abb. 4., bei welcher das Einlaßventil vom Zylinder i i eben geschlossen
hat (Linie 2i), die Querwand 17 in die strichpunktierte Stellung gelangt
ist und nun den Durchgang zwischen den beiden Ansaugrohren 5 und 6 wieder freizugeben
beginnt. Dieser Durchgang ist nun während der weiteren Drehung mit mehr oder weniger
großen Querschnitten (Linie 27) freigegeben, bis er bei der Ordinate 30 wieder abgeschlossen
wird, welche wieder der in Abb. 3 gestrichelt angedeuteten Stellung entspricht.
Von der Ordinate 30 an ist die Wirkungsweise und der Schaulinienverlauf weiterhin
der gleiche wie von der Ordinate 28 an -mit dem Unterschied, daß der nächste im
Schließhub befindliche Zylinder 25 an das Ansaugrohr 6 angeschlossen ist.
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Da zwischen den Ordinaten 28 und 29 zwischen den beiden Ansaugrohren
5 und 6 keine Verbindung besteht, kann der während dieser Zeit in starkem Saugen
begriffene Zylinder 15 (Ventilerhebung 25) keine nachteilige Einwirkung - auf die
Füllung des Zylinders i i ausüben, dessen Einlaßventil (Linie 2i) im Schließen begriffen
ist. Der Zylinder i i erhält also während des letzten Teiles seines Saughubes von
dem Vergaser 3 her gute Füllung. Andererseits ist nach dem Abschließen des Einlaßventils
des Zylinders i i ein Zurückströmen von Kraftstoffgemisch durch den Vergaser 3 nach
außen hin verhindert, da von der Ordinate 29 an das Absperrorgan 7 sofort rasch
große Verbindungsquerschnitte zwischen den beiden Ansaugrohren 5 und 6 freigibt,
so daß durch die Saugwirkung des an das Ansaugrohr 6 angeschlossenen Zylinders 15
aus dem Rohr 5 nach dem Rohr 6 hin Kraftstoffgemisch angesaugt und so das Entstehen
eines Überdrucks in dem Ansaugrohr 5 verhindert wird. Zwischen den Ordinaten 29
und 30 wirkt sich die Anordnung in gleicher Weise aus, wie wenn der Zylinder 15
aus einem doppelten Vergaser und einem Ansaugrohr mit doppeltem Querschnitt Gemisch
zugeführt erhielte.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 sind außer den Ansaugrohren
35 und 36, welche den Ansaugrohren 5 und 6 der Abb. i
entsprechen
und an die Vergaser 33 und 34 angeschlossen sind, noch weitere Ansaugrohre 37 und
38 vorgesehen, zwischen denen ein Gehäuse 39 angeordnet ist, das ein Absperrorgan
4o enthält, welches dem Absperrorgan 7 der Abb. i entspricht. Die Ansaugrohre 35
und 37 stehen durch die Stutzen 41, 42, 43, die Ansaugrohre 36 und 38 durch die
Stutzen 44, 45, 4.6 miteinander sowie mit den entsprechenden Zylindern in Verbindung.
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Durch die weiteren Ansaugrohre 37 und 38 stehen für die Zufuhr des
Kraftstoffgemischs zu den einzelnen Zylindern vergrößerte Querschnitte zur Verfügung,
wodurch die Füllung der Zylinder verbessert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es sind verschiedene bauliche Abänderungen möglich, insbesondere können
die gezeigten, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Absperrorgane anders ausgebildet
sein. Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. q. kann das Absperrorgan q.o oder ein
weiteres Absperrorgan in eine Verbindungsleitung zwischen den beiden Ansaugrohren
35 und 36 eingesetzt sein. Auch kann die Erfindung beispielsweise auf Zylindergruppen
mit q. oder 2 durch eine Verteilerleitung gespeisten Zylindern angewandt werden.
Auch bei Dieselmotoren kann die Anwendung der von der Brennkraftmaschine angetriebenen
Absperrorgane zwischen zwei Zuleitungen Vorteile bringen.