DE3825000A1

DE3825000A1 - Ansaugleitung von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3825000A1
Application number: DE3825000A
Authority: DE
Inventors: Klaus Raslag; Andreas Ing Bilek
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1989-02-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugleitung von Brenn kraftmaschinen mit stufenlos veränderbarer wirksamer Länge, wobei die Länge eines Teilstückes der Ansaugleitung durch Ver stellung der Eintrittsstelle an diesem Teilstück, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, re gelbar ist.

Um in jedem Drehzahlbereich einer Brennkraftmaschine einen op timalen Ladungswirkungsgrad zu erzielen, ist es notwendig, die wirksame Länge der Ansaugleitung veränderbar zu gestalten, wo bei bereits vorgeschlagen wurde, die wirksame Länge der An saugleitung mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verkürzen. Durch die Verwendung einer solchen variablen An saugleitung ist es möglich, jeder Drehzahl die bezüglich Dreh moment bzw. Ladungswirkungsgrad optimale Saugrohrlänge zuzu ordnen.

In der DE-PS 9 57 802 ist eine Ansaugleitung für Brennkraftma schinen mit hohen Drehzahlen beschrieben, deren wirksame Länge mit der Drehzahl regelbar ist, insbesondere mit steigender Drehzahl verkürzt wird. Es wird dabei die Leitung teilweise durch eine Ringleitung gebildet, der die Luft bzw. das Gemisch an einer Stelle des Umfanges zu- und an einer anderen Stelle des Umfanges abgeführt wird. Die Verstellung der wirksamen Länge der Ansaugleitung erfolgt hiebei durch Drehen einer ringförmigen Wandung der Ansaugleitung, welche den Übergangs querschnitt von einer inneren Leitung zur äußeren Ringleitung begrenzt. Die Zuleitung zur Ringleitung erfolgt von innen her und die Ableitung aus der Ringleitung nach außen, d.h. zur Ma schine, im wesentlichen tangential. Diese Ansaugleitung hat den Nachteil, daß die Längenänderung nur in einer Ebene radial zur Verdrehrichtung erfolgt, sodaß die auf diese Weise reali sierbare verstellbare wirksame Länge der Ansaugleitung be grenzt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Ansaugleitung zu vermeiden und insbe sondere die Möglichkeit zu schaffen, genügend lange verstell bare wirksame Saugrohrlängen konstruktiv unterzubringen.

Die Erfindung besteht darin, daß das Teilstück der Ansauglei tung durch einen in einem zylindrischen Körper angeordneten schraubenlinienförmigen Kanal gebildet ist, dessen wirksame Länge durch Verstellung der Eintrittsstelle regelbar ist.

Eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Ansaugleitung ist gekennzeichnet durch ein feststehendes zylindrisches Ge häuse, das einen innenliegenden schraubenlinienförmigen Kanal aufweist, an dessen Ende sich die Austrittsstelle befindet, und einem koaxial im Gehäuse angeordneten und in diesem dreh bar gelagerten, an einem Ende zum Lufteintritt offenen Zylin derrohr mit einer in Längsrichtung angeordneten Öffnung und einem auf diesem Zylinderrohr geführten, über der genannten Öffnung angeordneten axial verschiebbaren Schieber, der eine mit dem schraubenlinienförmigen Kanal korrespondierende Öff nung aufweist. Bei dieser Ausführung kann ein relativ großer Querschnitt für die zentrale Luftzuführung und eine optimale Länge der regelbaren Ansaugleitung untergebracht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Schieber an der Öffnung mit Führungsnasen versehen sein, die an den den schraubenlinienförmigen Kanal bildenden Seitenwänden gleiten, wodurch der Schieber bei Verdrehung des Zylinderrohres ent sprechend der Steigung des schraubenlinienförmigen Kanals axial verschoben wird und die Öffnung am Schieber für den Lufteintritt immer exakt mit dem schraubenlinienförmigen Kanal korrespondiert. Vorteilhaft kann hiebei der Schieber an seiner Öffnung mit einem in den schraubenlinienförmigen Kanal ein greifenden Leitblech versehen sein, das eine Lufteinströmung in den jeweils abgetrennten Teil des schraubenlinienförmigen Kanals verhindert.

Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, daß der mit dem schraubenlinienförmigen Kanal versehene Zylinder in einem motorfesten Gehäuse drehbar angeordnet ist, die Luftzufuhr über einen am motorfesten Gehäuse angebrachten Längskanal erfolgt und im Bereich des Längskanals ein am Zy linder gleitender axial verschiebbarer und in den schraubenli nienförmigen Kanal eingreifender Schieber mit einer Eintritts öffnung vorgesehen ist, der den der Winkelstellung des innen liegenden Zylinders entsprechenden Teil des schraubenlinien förmigen Kanals bestimmt. Bei dieser Ausführung ist der Außen druchmesser des feststehenden Gehäuses so klein als möglich gehalten und für die Ausführung und Anordnung des Längskanals für die Zuführung der Luft oder des Gemisches ist große Frei zügigkeit gegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ansaugleitung im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die selbe Ansauglei tung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfin dung im Schrägriß und teilweise aufgeschnit ten,

Fig. 4 bis Fig. 8 je ein Detail der Ausführung nach Fig. 3,

Fig. 9 eine schematische Gesamtdarstellung der Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung gemäß Fig. 3 bis 8,

Fig. 10 eine andere Ausführungsform der Ansaugleitung gemäß der Erfindung im Schnitt nach der Li nie X-X in Fig. 11 und

Fig. 11 dazu einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 ist der Motorzylinder mit 1, der Zylinderkopf mit 2, das Einlaßventil mit 3 und das am Zylinderkopf 2 befestigte zylindrische Gehäuse mit 4 be zeichnet. Das zylindrische Gehäuse 4 weist innenliegende schraubenlinienförmige Kanäle 5 auf, an deren Enden sich je eine Luftaustrittsöffnung 6 befindet. Koaxial im Gehäuse 4 ist ein in der Zeichnung am linken Ende offenes zylindrisches Rohr 7 gelagert, welches über den Achsstummel 8 verdrehbar ist. Das zylindrische Rohr 7 weist eine in Längsrichtung ange ordnete Öffnung 9 auf, welche mit dem am zylindrischen Rohr 7 axial verschiebbar gelagerten Schieber 10 zusammenarbeitet. Der Schieber 10 weist Öffnungen 11 auf, welche den Durchtritt von Luft oder Gemisch aus dem Innenraum 7′ des zylindrischen Rohres 7 in die schraubenlinienförmigen Kanäle 5 steuern. Zu diesem Zweck kann der Schieber 10, z.B. mit zwei nicht darge stellten Führungsnasen versehen sein, welche an den Innensei ten der einen schraubenlinienförmigen Kanal 5 bildenden Wände 12 gleiten. Durch Verdrehen des zylindrischen Rohrs 7 verschiebt sich der Schieber 10 entsprechend der Steigung des schraubenlinienförmigen Kanals 5, wodurch die wirksame Länge des Kanals veränderbar ist. Die vorliegende Ausführung ist für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine bestimmt; dementsprechend sind vier Luftaustrittsöffnungen 6 und vier Öffnungen 11 im Schieber 10 vorgesehen.

Die Ausführung nach den Fig. 3 bis 6 ist weitgehend ähnlich jener nach Fig. 1 und 2. Gleiche Teile sind deshalb auch mit den selben Bezugszeichen versehen. Um einen geschlossenen schraubenlinienförmigen Kanal 5 pro Zylinder zu erhalten, sind zwei Abtrennungen 13 und 14 vorgesehen. Der Schieber 10 weist eine mit dem schraubenlinienförmigen Kanal 5 korrespon dierende Öffnung 11 auf. An dieser sind zwei Führungsnasen 15 vorgesehen, die an den Innenflächen der Begrenzungswände 12 des schraubenlinienförmigen Kanals 5 gleiten. Der Schieber 10 ist in den Nuten 16 des zylindrischen Rohres 7 gleitbar gela gert, welche an den Begrenzungsrändern der längsverlaufenden Öffnung 9 des zylindrischen Rohres 7 vorgesehen sind.

Bei Verdrehung des Rohres 7, z.B. in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wird der Schieber 10 über die Führungsnasen 15 in axialer Richtung verschoben, wodurch die axiale Länge der Ansaugleitung für alle Zylinder in gleicher Weise drehzahlabhängig verändert wird. Durch die Öffnung 11 am Schieber 10 gelangt die in den Innenraum 7′ des zylindrischen Rohres 7 eintretende Luft, wie durch die Strömungslinie 17 veranschaulicht, in den schraubenlinienförmigen Kanal 5 und nach Durchströmen dieses Kanals zur Luftaustrittsöffnung 6 in den Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine.

Um zu verhindern, daß die in den schraubenlinienförmigen Ka nal 5 eintretende Luft in die der Luftaustrittsöffnung 6 ent gegengesetzte Richtung strömt, kann am Schieber 10 ein Leit blech 18 vorgesehen werden, welches in den schraubenlinienför migen Kanal 5 dichtend eingreift.

Bei Verwendung dieser Anlage für Mehrzylinder-Brennkraft aschinen ist das motorfeste Gehäuse 4 mit dem schraubenlinien förmigen Kanal 5 entsprechend der Zylinderzahl zu verlängern. Dementsprechend ist auch das zylindrische Rohr 7 und der Schieber 10 ebenfalls entsprechend zu verlängern und am Schieber 10 werden entsprechend der Zylinderzahl als Luft eintritt in den schraubenlinienförmigen Kanal 5, der mehrmals durch Abtrennungen 13 und 14 unterteilt ist, um für jeden Zy linder einen abgeschlossenen Kanal zu erhalten, Öffnungen 11 vorgesehen.

Die Anpassung der Ansaugleitung an die Drehzahl der Brenn kraftmaschine 19 (Fig. 9) erfolgt, z.B. durch einen Schrittmo tor 20, der mechanisch oder über eine elektronische Steuerein heit 21 die Drehzahl des Motors erhält.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße An saugleitung sowohl für Luft als auch für Gemisch in gleicher Weise geeignet ist. Im Falle von Abgasrückführung bzw. Abgas beimischung zur Ansaugluft, wird die Abgasbeimischung zweck mäßig vor der Ansauganlage erfolgen. Bei Luftansaugung und Benzineinspritzung werden die Einspritzdüsen 28 zweckmäßig knapp vor Eintritt der Luft in die Brennkraftmaschine 19 anzu ordnen sein.

Die Ausführung nach Fig. 10 und 11 ist im Prinzip gleich wie die Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3, jedoch befindet sich der schraubenlinienförmige Kanal 5 in dem innenliegenden Zy linder 21, der auf der Achse 22 sitzt, die ihrerseits in dem motorfesten Gehäuse 23 gelaget ist. Die Luft bzw. das Gemisch gelangt hier, wie durch die strichpunktierten Linien 17 an schaulich gemacht, durch den Tunnel 24 auf dem motorfesten zy lindrischen Gehäuse 23 über die Öffnung 25 im Schieber 26 in den schraubenlinienförmigen Kanal 5, von wo sie bzw. es durch den Luftaustritt 6 der Anlage in den Einlaßkanal einer Brenn kraftmaschine übertritt. Der Schieber 26 ist ebenfalls an den Innenwandungen der den schraubenlinienförmigen Kanal bilden den Wände 27 geführt und wird bei Verdrehen des innenliegenden Zylinders 21 mit dem schraubenlinienförmigen Kanal 5 im Ge häuse 23 verschoben. Hier ändert sich ebenfalls durch Verdre hen des innenliegenden Zylinders 21 die Länge des durchström ten schraubenlinienförmigen Kanals 5. Die Anpassung der An saugrohrlänge an den Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgt gleich wie bei der anhand der Fig. 9 beschriebenen Anlage.

Claims

1. Ansaugleitung von Brennkraftmaschinen mit stufenlos verän derbarer wirksamer Länge, wobei die Länge eines Teilstüc kes der Ansaugleitung durch Verstellung der Eintritts stelle an diesem Teilstück, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, regelbar ist, da durch gekennzeichnet, daß das Teilstück der Ansaugleitung durch einen in einem zylindrischen Körper (Gehäuse 4 bzw. Zylinder 21) angeordneten schraubenlinienförmigen Ka nal (5) gebildet ist, dessen wirksame Länge durch Verstel lung der Eintrittsöffnung (11, 25) regelbar ist.

2. Ansaugleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein feststehendes zylindrisches Gehäuse (4), das einen innen liegenden schraubenlinienförmigen Kanal (5) aufweist, an dessen Ende sich die Austrittsstelle (6) befindet, und ei nem koaxial im Gehäuse angeordneten und in diesem drehbar gelagerten, an einem Ende zum Lufteintritt offenen Zylin derrohr (7) mit einer in Längsrichtung angeordneten Öff nung (9) und einem auf diesem Zylinderrohr (7) geführten, über der genannten Öffnung (9) angeordneten axial ver schiebbaren Schieber (10), der eine mit dem schraubenlini enförmigen Kanal (5) korrespondierende Öffnung (11) auf weist.

3. Ansaugleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (10) an der Öffnung (11) mit Führungsna sen (15) versehen ist, die an den den schraubenlinienför migen Kanal (5) bildenden Seitenwänden (12) gleiten, wo durch der Schieber (10) bei Verdrehung des Zylinderroh res (7) entsprechend der Steigung des schraubenlinienför migen Kanals (5) axial verschoben wird und die Öff nung (11) am Schieber (10) für den Lufteintritt immer ex akt mit dem schraubenlinienförmigen Kanal (5) korrespon diert.

4. Ansaugleitung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (10) an seiner Öff nung (11) mit einem in den schraubenlinienförmigen Ka nal (5) eingreifenden Leitblech (18) versehen ist, das eine Lufteinströmung in den jeweils abgetrennten Teil des schraubenlinienförmigen Kanals (5) verhindert.

5. Ansaugleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem schraubenlinienförmigen Kanal (5) versehene Zylinder (21) in einem motorfesten Gehäuse (23) drehbar angeordnet ist, die Luftzufuhr über einen am motorfesten Gehäuse (23) angebrachten Längskanal (24) erfolgt und im Bereich des Längskanals ein am Zylinder (21) gleitender axial verschiebbarer und in den schraubenlinienförmigen Kanal (5) eingreifender Schieber (26) mit einer Eintritts öffnung (25) vorgesehen ist, der den der Winkelstellung des innenliegenden Zylinders (21) entsprechenden Teil des schraubenlinienförmigen Kanals (5) bestimmt.