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DE3630233A1 - Ansaugsystem fuer motoren - Google Patents

Ansaugsystem fuer motoren

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DE3630233A1
DE3630233A1 DE19863630233 DE3630233A DE3630233A1 DE 3630233 A1 DE3630233 A1 DE 3630233A1 DE 19863630233 DE19863630233 DE 19863630233 DE 3630233 A DE3630233 A DE 3630233A DE 3630233 A1 DE3630233 A1 DE 3630233A1
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DE
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intake
rotary valve
opening
engine
intake system
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Hiroshi Kanesaka
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für eine Innenverbrennungsmaschine und insbesondere ein Motorenansaugsystem, das von der Trägheitsladung Gebrauch macht.
Ein bekanntes Ansaugsystem, das die Trägheitsladung anwendet, ist ein Ladesystem zur Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades, das sowohl den Trägheitseffekt der Luft, die durch einen Ansaugkanal fließt, unmittelbar vor dem Ende des Ansaugtaktes, als auch den Druckwelleneffekt, der durch Synchronisieren der Einführung der Druckwellen in den Ansaugkanal in einen Motorenzylinder und der Schließsteuerung eines Einlaßventils erhalten wird, verwendet; dies ist ein wirksames Mittel zur Verbesserung des wirksamen durchschnittlichen Drucks eines Motors.
Um jedoch den Trägheitseffekt zu erzielen, ist in Abhängigkeit von der Länge des Ansaugkanals eine bestimmte bzw. höhere Maschinendrehzahl erforderlich. Bei niedrigen Motorengeschwindigkeiten ist deshalb die Fließgeschwindigkeit der Luft in dem Ansaugrohr so niedrig, daß auch der Trägheitseffekt klein und nicht wirksam ist. Um andererseits den Druckwelleneffekt zu erzielen, muß die Ankunftssteuerung der Druckwellen, die sich am Motorenzylinder mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzen, und die Schließsteuerung des Einlaßventils hei einer bestimmten Motorengeschwindigkeit synchronisiert werden. Bei einer anderen als der ausgewählten Motorgeschwindigkeit werden mit dem Schließen des Einlaßventils negative Druckwellen gesteuert, so daß der Druckwelleneffekt im allgemeinen negativ und störend wird.
So wird im allgemeinen in Fahrzeugmotoren der Druckwelleneffekt hei hoher Geschwindigkeit ausgenutzt, wenn der Trägheitseffekt hoch ist, um seine Leistung zu verbessern. Dies bedeutet andererseits, daß das niedrige Drehmoment, das zum Starten des Motors notwendig ist, nicht erhöht werden kann.
Sowohl in Benzin als auch in Dieselmotoren sind andererseits Luftwirbel im Zylinder erwünscht, um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu verbessern und das verbrannte Gas zu entfernen. Bei einem bekannten Einlaßsystem ist das Einlaßsystem der Maschine so geformt, daß es nur hei einer bestimmten Motorengeschwindigkeit intensive Wirbel hervorruft. Infolgedessen sind die Wirbel bei einer höheren Motorengeschwindigkeit intensiv, aber nur schwach bei niedrigerer Motorengeschwindigkeit, so daß Wirbel der erforderlichen Intensität lediglich hei einer Motorengeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten engen Bereichs gebildet werden. Somit ist die Verbrennung weniger effektiv, wenn dieser bestimmte Bereich nicht erreicht wird.
Eine Turboladermaschine hat andererseits bei niedriger Geschwindigkeit wegen der Charakteristiken des Turboladers, der bei einem hohen Ladungsdruck nicht wirksam ist, so daß er kein gutes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit erzielen kann, eine niedrige Ladungsleistung bei niedriger Geschwindigkeit. Deshalb sind einige Turboladermotoren so eingerichtet, daß sie den bereits erwähnten Druckwelleneffekt verwenden, um das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit innerhalb eines engen Bereichs zu verbessern. Außerhalb dieses Geschwindigkeitsbereichs übt der Druckwelleneffekt jedoch einen entgegengerichteten Einfluß aus mit dem Nachteil, daß es nicht möglich ist, das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit, d.h. das zum Starten des Fahrzeugs erforderliche Drehmoment, zu verbessern.
Es ist somit das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Ansaugsystem für einen Innenverbrennungsmotor zu schaffen, das eine konstante Wirbelintensität in den Zylindern mit einer guten Verbrennung erzielen kann. Es kann weiterhin einen hohen wirksamen durchschnittlichen Druck erzeugen, indem die Drehzahl des Motors, die für den Trägheitsladungseffekt im Einlaßsystem des Motors verantwortlich ist, nicht auf einen bestimmten Wert begrenzt wird, sondern die Geschwindigkeit des Luftflusses im Ansaugkanal beim Ansaugtakt des Motors im wesentlich konstant hält, selbst wenn die Motorengeschwindigkeit sich ändert (insbesondere zum langsamen Bereich hin), so daß über den nahezu gesamten Geschwindigkeitsbereich des Motors ein gleichförmiger Trägheitsladungseffekt erzielt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Ansaugsystem für einen Innenverbrennungsmotor, enthaltend einen Ansaugkanal mit einer Ansaugöffnung und einem Trägheitslader-Ansaugrohr, ausgehend von der Ansaugöffnung; ein Drehventil, das im Ansaugkanal angeordnet ist und den Ansaugkanal drehbar öffnet und verschließt; und eine Steuerungs-Einstellungsvorrichtung, die die Öffnungssteuerung des Drehventils entsprechend der Motorgeschwindigkeit verändert.
Insbesondere werden bei etwa drei Viertel der maximalen Motorgeschwindigkeit die Öffnungs- und Schließsteuerungen mit denen des Einlaßventils synchronisiert und die Öffnungssteuerung des Drehventils durch die Steuerungs-Einstellvorrichtung verzögert, wenn die Motorgeschwindigkeit abfällt, so daß die Saugwirkung mit der verzögerten Öffnungssteuerung des Drehventils beginnt und mit dem Schließen des Einlaßventils endet, wodurch der Trägheitseffekt und der Druckwelleneffekt der Ansaugluft durch das Ansaugrohr effektiv ausgenutzt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben:
Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Viertaktmotors mit dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt in der Ebene A-A der Fig. 1 und zeigt auch die Steuerungs-Einstellungs-Vorrichtung zur Einstellung der Öffnungs- und Schließsteuerung des Drehventils in dem System;
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem der volumetrische Wirkungsgrad (bzw. das Drehmoment) von Motoren mit und ohne erfindungsgemäßes System dargestellt sind;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Öffnungs- und Schließsteuerung des Drehventils und Einlaßventils des Systems bei hoher Motorengeschwindigkeit dargestellt sind;
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem die Öffnungs- und Schließsteuerungen des Drehventils und Einlaßventils des Systems hei niedriger Motorengeschwindigkeit dargestellt sind;
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Motorendrehmomente von turbogeladenen Motoren mit und ohne erfindungsgemäßes System dargestellt sind; und
Fig. 7 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Zweitaktmaschine mit dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem.
Allgemein ist, wie die Zeichnungen zeigen, das Ansaugsystem, beispielsweise wie in Fig. 1 gezeigt, konstruiert. Ein Viertaktmotor E hat einen Zylinderkopf 5, der auf einem Zylinder 1 montiert ist. In diesem Zylinder 1 befindet sich der auf- und ablaufende Kolben 3, der Kolbenringe 2 trägt und über eine Pleuelstange 4 eine sich drehende Kurbelwelle (nicht gezeigt) antreibt. Der Zylinderkopf 5 weist eine Ansaugöffnung 6 und eine Auspufföffnung 7 auf, in denen jeweils ein Einlaßventil 8 und ein Auspuffventil 9 angeordnet sind. Auch stromseitig von der Ansaugöffnung 6 ist in einem langen Trägheitslader-Ansaugrohr 11, das die Ansaugöffnung 6 und die Ansaugkammer 10 verbindet, ein Drehventil 12 angeordnet, das über eine Getriebeübertragung von der Kurbelwelle angetrieben wird und als Regelventil wirkt.
Fig. 2 zeigt die Steuerungs-Einstellungs-Vorrichtung einschließlich des Antriebs des Drehventils 12. Dieses Drehventil 12 ist durch einen Bolzen 14 auf einer angetriebenen Welle 13 befestigt, die von einem Ventilkörper 11 a getragen wird, der mitten auf dem Ansaugrohr 11 gebildet ist. Die Antriebswelle 13 ist in mehreren Lagern 19 und einem Paar Buchsen 15 gelagert, die so angeordnet sind, daß sie das Drehventil 12 in dem Ventilkörper 11 a festhalten, sowie durch eine einzelne Hülse 16. Die Antriebswelle 13 weist ein Ende auf, das mit einer linksdrehenden schrägen Nut 13 a versehen ist.
Ein Steuergetriebe 17 ist zum Antrieb durch einen Getriebemechanismus mit der (nicht gezeigten) Kurbelwelle verbunden. In das Steuergetriebe 17 ist eine Drehwelle 18 integriert, die an ihrem rechten Ende durch ein Lager 20 und einen Träger 21, der am Motor befestigt ist, getragen wird. Das linke Ende der Welle 18 weist eine rechtsdrehende Schrägnut 18 a auf. Diese linksdrehenden und rechtsdrehenden Schrägnuten 13 a und 18 a sind durch ein Justierteil 22 verbunden, das an seiner inneren Seite mit Zähnen 22 a und 22 b versehen ist, die jeweils in die beiden Schrägnuten 13 a und 18 a eingreifen.
Ein Fliehgewicht 23 ist schwingbar durch einen Bolzen 25 auf einem Träger 24 befestigt, der von der inneren Seite des Steuergetriebes 17 herausragt. Das Fliehgewicht 23 greift mit einem Ende in das rechte Ende des Justierteils 22 ein.
Zwischen einem Flansch 13 b der Antriebswelle 13 und der linken Seite des Justierteils 22 ist eine Druck-Spiralfeder 26 befestigt, die das Justierteil 22 immer gegen das Fliehgewicht 23 drückt. Somit kann das Fliehgewicht 23 hei einer bestimmten bzw. niedrigeren Motorgeschwindigkeit die Kraft der Feder 26 nicht überwinden, bei höherer Geschwindigkeit kann sie jedoch das Justierteil 22 nach links bewegen. Infolgedessen wird zwischen der Drehwelle 18 und der Antriebswelle 13 durch die Schrägnuten 13 a und 18 a, in die die Zähne 22 a und 22 b eingreifen, eine Phasendifferenz geschaffen. Mit anderen Worten wird die Antriebswelle 13 in eine solche Richtung gedreht, daß sie die Öffnungssteuerung des Drehventils 12 verzögert. Als Ergebnis ist es möglich, die Ansaugbeginnsteuerung der Maschine zu verzögern und die Ansaugperiode zu verkürzen.
Ein Justierhebel 27 ist an einem Bolzen 28 befestigt. Der Hebel 27 greift mit seinem unteren Ende in eine Auskehlung 22 c des Justierteils 22 ein und das obere Ende ist durch ein Verbindungsstück 29 mit einer (nicht gezeigten) Brennstoff-Fließgeschwindigkeit-Justiervorrichtung verbunden.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform liegen die Ventilöffnungs- und Schließperioden des Drehventils 12 bei jeweils etwa 90° und es ist durch ein Steuergetriebe 17 mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle angetrieben. Wenn jedoch das Drehventil 12 mit einem Viertel der Geschwindigkeit der Kurbelwelle angetrieben wird, liegen die Ventilöffnungsperioden bei etwa 45°.
Die Einstellvorrichtung, allgemein durch die Bezugsziffer 100 bezeichnet, die in dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem zur Einstellung der Öffnungs- und Schließsteuerung des Drehventils verwendet wird, muß in ihrer Konstruktion nicht auf die Kombination des Fliehgewichts, der Feder, des Hebels und des Justierteils, das zur Erzielung axialer Bewegungen mit den Schrägnuten in Eingriff tritt, beschränkt sein. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Ansaugsystems wird nicht beeinflußt, solange die Einstellungsvorrichtung 100 so konstruiert ist, daß sie die Öffnungssteuerung des Drehventils beispielsweise entsprechend der Motorgeschwindigkeit oder Ladung beeinflußt.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ausführungsform soll nunmehr diskutiert werden.
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen Motorgeschwindigkeit, volumetrischem Wirkungsgrad und Drehmoment. In Fig. 3 zeigt die ausgezogene Kurve den Fall ohne Trägheitsladung; die gestrichelte Kurve zeigt den Trägheitseffekt, wenn ein Trägheitslader-Ansaugrohr verwendet wird, das lang ist; die einfach strichpunktierte Linie zeigt den Fall der Trägheitsladung, bei welchem der Druckwelleneffekt zu dem Trägheitseffekt addiert wird; und die doppelt strichpunktierte Linie zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems.
Bei einem bekannten Motor mit einer Maximaldrehzahl von 6000 upm beispielsweise wird die Länge des Ansaugrohrs so eingerichtet, daß ein maximaler Druckwelleneffekt hei 5000 upm auftritt, so daß die Motorenleistung erhöht wird. Bei niedriger Geschwindigkeit jedoch kann kein hohes Drehmoment erhalten werden, wie oben näher erläutert wurde. Wenn das erfindungsgemäße System auf diesen Motor angewendet wird, hat das Fliehgewicht 23 bei der hohen Drehzahl von 5000 upm eine hohe Zentrifugalkraft, so daß sein einwärtiger Vorsprung 23 a das Justierteil 22 gegen die Druckfeder 26 drückt, so daß die Phase des Drehventils 12 so gegenüber dem Steuergetriebe 17 beschleunigt wird (wie in Fig. 4 gezeigt), daß die Steuerungen der Öffnungen des Einlaßventils und des Drehventils synchronisiert werden. In dem in Fig. 4 dargestellten Zustand werden in einem Motor mit dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem die Ansaugkanal-Öffnungs- und Schließzeiten durch die Wirkung des Drehventils im wesentlichen die gleichen wie bei einem gewöhnlichen Motor, und er wird infolge des Trägheits- und Druckwelleneffekts, der ähnlich einer gewöhnlichen Trägheitsladungsmaschine ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einer Trägheitsladung ausgesetzt, so daß er ein ähnlich großes Drehmoment erzeugen kann.
Bei niedriger Motorgeschwindigkeit wird die offene Periode des Ansaugkanals einer gewöhnlichen Maschine so verlängert, daß die Druckwellen, die mit konstanter Schallgeschwindigkeit in den Zylinder fließen, reflektiert werden, wenn das Einlaßventil geschlossen ist, so daß sie als Rückdruckwellen in den Ansaugkanal umkehren. Infolgedessen wird nicht nur der Druckwelleneffekt negativ, sondern die Kolbengeschwindigkeit ist auch so niedrig, daß die entsprechende Gasfließgeschwindigkeit im Ansaugkanal abfällt und der Trägheitseffekt abnimmt, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Beim erfindungsgemäßen System wird die Zentrifugalkraft des Gewichts 23 niedrig, so daß sie die Kraft der Feder 26 nicht überwindet, wenn die Motorgeschwindigkeit abfällt, so daß das Justierteil 22 nach rechts gedrückt wird und die Phase der Welle 13 und entsprechend die Phase des Rotationsventils auf der Welle 13 gegenüber der des Steuerungsgetriebes 17 verzögert. Infolgedessen wird die Öffnungszeitperiode des Einlaßventils, das geöffnet wird, wenn das Drehventil 12 geöffnet wird und geschlossen wird, wenn das Einlaßventil 8 geschlossen ist, gleich derjenigen bei hoher Motorgeschwindigkeit, so daß ein Druckwelleneffekt ähnlich wie bei hoher Motorgeschwindigkeit auftritt, und außerdem so, daß die Gasflußgeschwindigkeit im Ansaugkanal während des Ansaugtaktes auf der gleichen Höhe gehalten wird wie bei hoher Motorgeschwindigkeit, so daß ein Trägheitseffekt hervorgerufen wird, der ähnlich ist demjenigen bei der hohen Motorgeschwindigkeit, wie durch die doppelt strichpunktierte Linie in Fig. 3 dargestellt ist.
Diese Vorgänge werden genauer unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 beschrieben. Wenn der Motor, dessen Ansaugkanal und Ventilsteuerung so eingerichtet ist, daß sie die besten Wirkungen beispielsweise bei 5000 upm zeigen, beispielsweise mit halber Geschwindigkeit oder 2500 upm gefahren wird, wird die Steuerung der Öffnung des Drehventils so verzögert, wie in Fig. 4 gezeigt ist, daß die Öffnungsperiode des Einlaßventils, d.h. die Öffnungsperiode des Ansaugkanals von 250° auf die Hälfte, d.h. 125°, reduziert. Dann ist die Öffnungsperiode des Ansaugkanals identisch mit der bei einer Motorgeschwindigkeit von 5000 upm, so daß der erhaltene Trägheitsladungseffekt ähnlich ist wie bei einer Motorgeschwindigkeit von 5000 upm, wie weiter oben beschrieben.
Mit der sich ändernden Motorgeschwindigkeit ist weiterhin die Fließgeschwindigkeit des Gases, das in den Zylinder fließt, konstant. Dies macht auch die Intensität der in dem Zylinder erzeugten Wirbel konstant, so daß die Gase über den gesamten Geschwindigkeitsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad verbrannt werden können und "saubere" Auspuffgase abgegeben werden.
Nun wird der Vorgang beschrieben, wie er stattfindet, wenn das erfindungsgemäße System bei einem turbogeladenen Motor angewandt wird. Die ausgezogene Kurve in Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Umdrehungszahl pro Minute und dem Drehmoment eines nicht geladenen Motors. Ganz allgemein gesehen wird das Drehmoment eines turbogeladenen Motors mit der Motorgeschwindigkeit erhöht, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 gezeigt wird. Wenn dieser Motor einen hohen möglichen Verbrennungsdruck aufweist, wächst deshalb das Drehmoment entsprechend der gestrichelten Kurve, aber das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit ist für einen Fahrzeugmotor zu schwach.
Wenn eine Trägheitsladungsvorrichtung an dem Motor angebracht wird, um das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit zu verbessern, wird bei einer Umdrehungszahl von a in Fig. 6 das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit in bekannter Weise verbessert, wie durch die dreifach strichpunktierte Linie dargestellt ist. Bei der Motorendrehzahl b in Fig. 6 jedoch wird das Drehmoment bei sehr niedriger Geschwindigkeit nicht verändert und das Ausgangsdrehmoment für den Motor ist zu schwach. Wenn jedoch das Drehventil zur Justierung der Ventilöffnungs- und Schließsteuerung in den Ansaugkanal des turbogeladenen Motors mit Trägheitsladung eingebracht wird und deren Öffnungszeit, wie beschrieben, adjustiert wird, kann das Drehmoment bei sehr niedriger Geschwindigkeit (d.h., das Drehmoment des Motors bei der Umdrehungszahl b in Fig. 6) erhöht werden, wie durch die doppelt strichpunktierte Linie dargestellt wird.
Der Betrieb eines Otto-Motors, der mit dem erfindungsgemäßen System versehen ist, wird nun für einen partiell geladenen Motor beschrieben. Damit das Drehventil 12 im Ansaugkanal, das keine Drosselvorrichtungen, wie z.B. ein Drosselventil, aufweist, in der Nähe des unteren Totpunkts des Ansaugtakts geöffnet werden kann, wird die Verbindung 29 (Fig. 2) der Brennstoffversorgungs-Geschwindigkeitseinstell-Vorrichtung (nicht gezeigt) nach rechts gezogen, um den Einstellhebel 27 im Uhrzeigersinn um den Bolzen 28 zu drehen, so daß das Justierteil 22 weiter nach links bewegt wird und die Öffnungssteuerung des Drehventils 12 verzögert. Dann kann das Luft-Brennstoff-Gemisch mit Schallgeschwindigkeit in den Zylinder gesaugt werden, der unter hohem Vakuum steht, so daß durch die Mischung in sehr kurzer Zeit hochintensive Wirbel in dem Zylinder erzeugt werden, um die Mischung zu verbrennen, selbst wenn die Mischung mager ist. Im Leerlauf beispielsweise wird die Öffnungszeit der Ansaugöffnung auf einen so kleinen Wert von etwa 5° verkürzt, so daß die Brennstoffversorgungs-Geschwindigkeitseinstellungs-Vor­ richtung die Öffnungszeit der Ansaugöffnung mit dem Anwachsen der Beladung verlängert.
Fig. 7 zeigt den Fall, in dem das erfindungsgemäße System in einem Zweitaktmotor verwendet wird. In diesem Fall wird die Öffnungszeit des Drehventils 12 ebenfalls durch eine ähnliche Steuerungs-Einstellungs-Vorrichtung justiert, wie sie in Fig. 2 zur Einstellung der Ansaugöffnungszeit in der bereits beschriebenen Weise gezeigt ist, so daß der Trägheitsladungseffekt ebenso wie in einem Viertaktmotor gleichfalls selbst bei niedriger Motorgeschwindigkeit erzielt werden kann.
Das Drehventil zur Einstellung der Ventilöffnungs- und Schließsteuerung wird in der Ansaugöffnung angeordnet und die Ventilöffnungssteuerung wird durch Einstellvorrichtungen entsprechend der Motorgeschwindigkeit verändert. Als Ergebnis wird die Zeitdauer, in der die Ansaugöffnung offen ist, bei allen Motorladungen und im wesentlichen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Motors konstant gemacht, um die Druckwellen im Zylinder ohne Fehler beizubehalten und den Trägheitseffekt nicht nur bei einer hohen Geschwindigkeit des Motors, sondern auch bei einer niedrigen Motorgeschwindigkeit zu begründen, so daß über den gesamten Geschwindigkeitsbereich ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Auch wird unabhängig von der Motorgeschwindigkeit die Intensität der Wirbel in dem Zylinder konstant gemacht, wodurch eine saubere Verbrennung und ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird, so daß ein hohes Drehmoment über den gesamten Geschwindigkeitsbereich erzielt werden kann.
Auch wird die Fließgeschwindigkeit der Mischung nicht durch das Drosselventil eingestellt, wenn der Otto-Motor unter partieller Beladung ist, sondern die Öffnungsperiode der Ansaugöffnung wird durch Verzögern der Öffnungssteuerung des Drehventils 12 verkürzt, so daß die Mischung mit Schallgeschwindigkeit in den Zylinder eingeführt wird. Als Ergebnis wird die Intensität der Wirbel erhöht, wodurch sich unter partieller Ladung eine saubere Verbrennung ergibt, so daß der Motor einen hohen Wärmeleistungsgrad mit niedriger Auspuffverunreinigung ergibt.
Ein Ansaugsystem für einen Innenverbrennungsmotor enthält einen Ansaugkanal 10 mit einer Ansaugöffnung und einem Trägheitslader-Ansaugrohr 11, ausgehend von dem Ansaugkanal 10; ein Drehventil 12 im Ansaugrohr 11, das das Ansaugrohr drehbar öffnet und verschließt; und eine Steuerungseinstellungsvorrichtung 100, die die Öffnungssteuerung des Drehventils 12 entsprechend der Motorgeschwindigkeit verändert.

Claims (9)

1. Ansaugsystem für einen Innenverbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen Ansaugkanal (10) mit einer Ansaugöffnung (6) und einem Trägheitslader-Ansaugrohr (11), ausgehend von der Ansaugöffnung (6); ein Drehventil (12) im Ansaugkanal (10), das den Ansaugkanal (10) drehhar öffnet und verschließt; und eine Steuerungs-Einstellungsvorrichtung (100), die die Öffnungssteuerung des Drehventils (12) entsprechend der Motorgeschwindigkeit verändert.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa drei Viertel der maximalen Motorgeschwindigkeit die Öffnungs- und Schließsteuerungen mit denen des Einlaßventils (8) synchronisiert sind, und die Öffnungssteuerung des Drehventils (12) durch die Steuerungs-Einstellvorrichtung (100) verzögert wird, wenn die Motorgeschwindigkeit abfällt, so daß die Saugwirkung mit der verzögerten Öffnungs-Steuerung des Drehventils (12) beginnt und mit dem Schließen des Einlaßventils (8) endet, wodurch der Trägheitseffekt und der Druckwelleneffekt der Ansaugluft durch das Ansaugrohr ausgenutzt werden kann.
3. Ansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs-Einstellvorrichtung (100) eine erste angetriebene Welle (13), auf der das Drehventil (12) befestigt ist; eine zweite Antriebswelle; und eine verstellbare Verbindung zwischen der ersten und zweiten Welle enthält.
4. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Welle Ende an Ende auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
5. Ansaugsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (13) an einer Seite eine Schrägnut (13 a) und die zweite Welle (18) an der entgegengesetzten Seite eine Schrägnut (18 a) aufweisen, wobei eine innere aufgebrachte Hülse (22) in beiden Nuten eingreift und koaxial mit ihnen angeordnet ist.
6. Ansaugsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) entsprechend der Motorgeschwindigkeit durch Einstellvorrichtungen bewegbar ist.
7. Ansaugsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung aus einem Fliehgewicht (23) in einer drehbaren Halterung und einer Druck-Spiralfeder (26) besteht, die die Hülse (22) derart gegen das Gewicht (23) drückt, daß oberhalb einer bestimmten Motorgeschwindigkeit das Fliehgewicht (23) die Kraft der Feder (26) überwindet und die Hülse so bewegt, daß sie die angetriebene Welle (13) und das Drehventil (12) adjustiert.
8. Ansaugsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) zusätzlich durch eine Brennstoff-Flußgeschwindigkeits-Einstellvorrichtung bewegbar ist.
9. Ansaugvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben ist.
DE19863630233 1985-09-06 1986-09-05 Ansaugsystem fuer motoren Granted DE3630233A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60195941A JPS6258016A (ja) 1985-09-06 1985-09-06 エンジンの吸気装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3630233A1 true DE3630233A1 (de) 1987-03-26
DE3630233C2 DE3630233C2 (de) 1992-10-08

Family

ID=16349515

Family Applications (1)

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DE19863630233 Granted DE3630233A1 (de) 1985-09-06 1986-09-05 Ansaugsystem fuer motoren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4802452A (de)
JP (1) JPS6258016A (de)
DE (1) DE3630233A1 (de)
FR (1) FR2587061A1 (de)
GB (1) GB2180298A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129570A1 (de) * 1991-09-06 1993-03-11 Pierburg Gmbh Klappenanordnung

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930315A (en) * 1987-05-29 1990-06-05 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Turbo-charger engine system
JP2519110B2 (ja) * 1989-12-18 1996-07-31 株式会社 兼坂技術研究所 オット―サイクルエンジン
US5230315A (en) * 1989-12-18 1993-07-27 Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd. Otto-cycle engine
FR2671137A1 (fr) * 1990-12-28 1992-07-03 Inst Francais Du Petrole Moteur a deux temps a balayage retarde du cylindre.
US5105784A (en) * 1991-04-08 1992-04-21 General Motors Corporation Rotary valve and system for duration and phase control
DE4141481C2 (de) * 1991-12-16 2002-04-11 Oskar Schatz Verfahren zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart
DE19500501A1 (de) * 1994-06-28 1996-01-04 Schatz Thermo Engineering Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Ladungswechsels von Verbrennungsmotoren durch Ventile
US8215292B2 (en) 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7222614B2 (en) 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7281527B1 (en) 1996-07-17 2007-10-16 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
DE19830575A1 (de) * 1998-07-08 2000-01-13 Nonox B V Ladungssteuervorrichtung für eine sowie Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
AT3753U1 (de) * 1999-06-24 2000-07-25 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine, insbesondere mit selbstzündung
DE10111991A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-19 Schatz Thermo Engineering Lufttaktventil-Antrieb
US7178492B2 (en) 2002-05-14 2007-02-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US6688280B2 (en) 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7201121B2 (en) 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
DE10207658B4 (de) 2002-02-22 2008-09-04 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Verfahren zum Verkürzen der Öffnungs- und Schließflanke eines Ventils, sowie Ventil
US7252054B2 (en) 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US7191743B2 (en) 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
DE10252208A1 (de) * 2002-11-09 2004-05-27 Mahle Ventiltrieb Gmbh Kolbenmaschine, insbesondere Hubkolbenverbrennungsmotor mit zusätzlicher Ladungssteuerung
US6860465B2 (en) * 2003-03-14 2005-03-01 Macronix International Co., Ltd. Method for controlling a butterfly valve
DE102004010112A1 (de) * 2004-02-27 2005-09-15 Helmut Obieglo Potenzialisator
DE102004047180B4 (de) * 2004-09-29 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Aufladeeinrichtung mit Laststeuerung an Verbrennungskraftmaschinen
JP4696946B2 (ja) * 2006-02-14 2011-06-08 マツダ株式会社 エンジンの吸気制御装置
DE102006028280A1 (de) * 2006-06-20 2007-12-27 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zur Laststeuerung einer Kolben-Brennkraftmaschine
JP2009144699A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Hyundai Motor Co Ltd 車エンジン用インパルスチャージャー
JP4905370B2 (ja) * 2008-01-17 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸気制御装置
DE102008046596A1 (de) 2008-07-18 2010-01-21 Mahle International Gmbh Frischluftanlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017471A1 (de) * 1979-05-07 1980-11-13 Kanesaka Tech Inst Verbrennungsmotor
DE2938118A1 (de) * 1979-09-20 1981-04-09 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Regeleinrichtung fuer gemischverdichtende kolbenbrennkraftmaschinen

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE262070C (de) *
US2533180A (en) * 1943-12-18 1950-12-05 J D Adams Mfg Company Engine control mechanism
US2534346A (en) * 1943-12-23 1950-12-19 Texas Co Internal-combustion engine
US2628470A (en) * 1951-09-08 1953-02-17 Orton Crane & Shovel Company Rotary hydraulic transmission prime mover control
US2841129A (en) * 1954-08-04 1958-07-01 Reggio Ferdinando Carlo Engine control system
US2972390A (en) * 1957-09-23 1961-02-21 Gen Motors Corp Vehicle road speed control
US3422802A (en) * 1967-06-07 1969-01-21 Int Harvester Co Pedal and governor operated fuel control for dual induction engine
FR2105543A5 (de) * 1970-09-11 1972-04-28 Laprade Bernard
AT330506B (de) * 1971-09-28 1976-07-12 Autoipari Kutato Intezet Kolbenbrennkraftmaschine mit abgasturboaufladung
CH622062A5 (de) * 1977-03-07 1981-03-13 Semt
FR2446862B1 (de) * 1979-01-19 1981-06-12 Servimetal
DE3138243C2 (de) * 1980-09-26 1983-11-24 Kanesaka Technical Institute Ltd., Kawasaki, Kanagawa Aufgeladene Brennkraftmaschine
JPS58162708A (ja) * 1982-03-24 1983-09-27 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
IT1152959B (it) * 1982-05-17 1987-01-14 Alfa Romeo Spa Dispositivo per la variazione automatica della fasatura di un albero a camme
JPS5918230A (ja) * 1982-07-21 1984-01-30 Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk 低圧縮比タ−ボ過給圧縮着火エンジン
DE3338870A1 (de) * 1983-10-26 1985-05-09 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Vorrichtung zum steuern des ladungswechsels bei brennkraftmaschinen
GB2165886A (en) * 1984-10-23 1986-04-23 Ford Motor Co An inlet manifold for an i c engine
US4738233A (en) * 1985-02-25 1988-04-19 Mazda Motor Corporation Intake system for internal combustion engines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017471A1 (de) * 1979-05-07 1980-11-13 Kanesaka Tech Inst Verbrennungsmotor
DE2938118A1 (de) * 1979-09-20 1981-04-09 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Regeleinrichtung fuer gemischverdichtende kolbenbrennkraftmaschinen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129570A1 (de) * 1991-09-06 1993-03-11 Pierburg Gmbh Klappenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6258016A (ja) 1987-03-13
GB8620905D0 (en) 1986-10-08
DE3630233C2 (de) 1992-10-08
GB2180298A (en) 1987-03-25
FR2587061A1 (fr) 1987-03-13
US4802452A (en) 1989-02-07

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