DE2120949B2 - Ansaugsystem für mehrzylindrige, gemischverdichtende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

aahezu brennstofffreie Luft erhalten, wodurch mit Sicherheit keine Zündung erfolgt, der Abgasausstoß jering und der Bremseffekt voll wirksam ist, wählend die andere Hälfte der Verbrennungsräume im Schiebebetrieb ein Brennstoffgemisch erhält, so daß Zündung und vollständige Verbrennung gewährlei- »tet sind und auch von hier der Ausstoß unverbrannler Brennstoffbestandteile weitgehend verhindert wird. Mit Zündungen abwechselnde Fehlzündungen in den Verbrennungsräumen und damit Schwingun- ι ο gen der Brennkraftmaschine können näcnt auftreten.

Alisführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Ansaugsystem bei einer Kolbenbreankraftmaschine;

F i g. 2 zeigt in gleicher Darstellung eine geänderte Ausführungsform des Ansaugsystems.

Das erfindungsgemäße Ansaugsystem ist allgemein anwendbar bei jeder mit Zündkerzen gezündeten brennkraftmaschine mit mehreren Verbrennungsräumen, z.B. insbesondere auch bei einer Drehkolbenmaschine. Der Einfachheit halber wird es nachstellend im Zusammenhang mit einer Zweizylirder-Eweitakt-Verbrennungsmaschine beschrieben.

Das in F i g. 1 gezeigte Ansaugsystem hat ein Luftfilter 1 mit Lufteinlaßöffnung 1 a, von dem zwei Antaugkanalzweige ausgehen, von denen jeder aus einem Vergaserkanal 2 c bzw. 2b und einem sich daran anschließenden Ansaugkanal 3 a, 3 b besteht. Diese münden in die zugehörigen Verbrennungsräume 4 α und 4 £>, die bei dem Ausführungsbeispiel fils Zylinder 4c bzw. Ad mit darin angeordneten Kolben 4 e bzw. 4 / ausgebildet sind. Jeder Vergaserkanal 2 a, 2 b hat einen Venturiabschnitt und darin angeordnet eine Brennstoffdüse 2 c, 2 d sowie je eine !willkürlich betätigbare Drosselklappe 2e, 2 f. Jeder Ansaugkanalzweig ist somit mit einem eigenen Vergaser versehen, wobei jedoch diese Vergaser zu einem üblichen Zweitrichtervergaser zusammengefaßt sein können, wie strichpunktiert bei 2 angedeutet.

Ein Verbindungskanal 5 verbindet stromab der Drosselklappen 2 e und 2/ die beiden Ansaugkanalzweige. Bei der Ausführungsform mündet er in die beiden Vergaserkanäle 2 a, 2 b, er kann aber auch außerhalb des Vergaserbereichs angeordnet sein und die Ansaugkanäle 3 a, 3 ft verbinden, vorausgesetzt, daß auch dann seine Länge klein gehalten werden kann.

Dieser Verbindungskanal 5 weist in seinem mittleren Abschnitt, insbesondere genau in der Mitte seiner Länge, eine zusätzliche Brennstoffzuführung auf. Diese besitzt eine Düse 6, die sich zum Inneren des Verbindungskanals 5 hin öffnet, sowie eine Einstellschraube 7, um den Zustrom des Brennstoffs von einer nicht gezeigten Brennstoftquelle in das Innere des Verbindungskanals 5 durch die Düse 6 hindurch zu regulieren. Der Aufbau dieser zusätzlichen Brennstoffzuführung kann im wesentlichen dem einer gebräuchlichen Leerlaufeinrichtung entsprechen, deren Leerlaufdüse normalerweise maschinenseitig nebtn der Kante der Drosselklappe liegt. Die zusätzliche Brennstoffzuführung, die die gebräuchliche Leerlaufeinrichtung ersetzt, arbeitet in ähnlicher Weise wie diese, indem nämlich Brennstoff durch die Düse 6 in noch zu beschreibender Weise den Verbrennungsräumen 4 a und 4 b zugeführt werden kann, wenn die öffnung der beiden Drosselklappen so gering ist, daß die in die jeweiligen Ansaugleitungen 3 α und 3 b eingesaugte Luftinenge beträchtlich vermindert wird.

Weiterhin ist ein Steuerventil zum Zuführen von Zusatzluft während des Schiebebetriebs vorgesehen. Dieses Steuerventil trägt insgesamt das Bezugszeichen 8 und wird in dem vergrößerten Tei'oereich nach F i g. 1 besonders dargestellt. Es umfaßt ein Ventilgehäuse 8 a mit einer Einlaßöffnung 8 b, welche über eine Leitung V mit dem Luftfilter 1 in Verbindung steht, und einer Auslaßöffnung 8 c, die über eine Leitung 10 an den Vergaseransaugkanal 2 b angeschlossen ist, und zwar stromabwärts der Drosselklappe 2/, und vorzugsweise fluchtend mit der benachbarten öffnung des Verbindungskanals 5 an der gegenüberliegenden Seite des Vergaserkanals 2 b.

Das Ventilgehäuse 8 a des Steuerventils nimmt eine Kolbenstange 8 d auf, deren eines Ende fest mit einem Ventilglied 8 e verbunden ist, während ihr anderes Ende gleitend in einem Lagerelement 8 / sitzt. Auch ist ein elastisches Element 8 g, vorzugsweise in Form einer Druckfeder, vorgesehen, um die Kolbenstange Sd normalerweise aufwärts zu drücken, so daß das Ventilglied 8 c die Einlaßöffnung 86 verschließt. Jedoch ist die federnde Kraft des elastischen Elements 8 g so gewählt, daß die Kolbenstange 8 a" nach unten gegen die Wirkung des elastischen Elements 8 g gezogen werden kann, wenn der Druck innerhalb des Ventilgehäuses 8 a beim Verzögern der Brennkraftmaschine unter den Druck in der Leitung 9 sinkt. Der Druck in der Leitung 9 entspricht im wesentlichen dem Atmosphärendruck.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach F i g. 2 ist das in F i g. 1 gezeigte Steuerventil 8 durch eine Steuerventilanordnung ersetzt, die aus ersten und zweiten Ventilabschnitten 11 und 12 besteht. Der erste Ventilabschnitt 11 umfaßt ein Ventilgehäuse 11a, das in seinem oberen Bereich mit einer Einlaßöffnung 11 b versehen ist und über die Leitung 9 mit dem Luftfilter 1 in Verbindung steht. Der untere Bereich des Ventilgehäuse? trägt eine Auslaßöffnung 11 c, die mittels der Leitung 10 ans Innere der Ansaugleitung 3 b angeschlossen ist. Das Ventilgehäuse 11a besitzt in seiner unteren Wand weiterhin eine Bohrung 11 α", durch welche sich eine Kolbenstange 13 im Gleitsitz erstreckt. Unterhalb des Ventilgehäuses 11a befindet sich der zweite Ventilabschnitt 12 mit ersten und zweiten Membrankammern 12 a und 12 b, welche von einem Membranslement 12 c voneinander getrennt sind. Die ersten und zweiten Membrankammern 12 a und 12 b stehen über eine kleine öffnung 12 d im Membranelement 12 c miteinander in Verbindung. Außerdem ist die erste Membrankammer 12 a ans Innere der Ansaugleitung 3 b angeschlossen, und zwar mittels einer weiteren Leitung 14, die unterhalb der ersterwähnten Leitung 10 liegt.

Die Kolbenstange 13 trägt an einem Ende in starrer Verbindung ein Ventilelement 11 e, das innerhalb des Ventilgehäuses 11a angeordnet ist und dessen Größe ausreicht, um die Auslaßöffnung lic zu schließen. Das andere Ende der Kolbenstange 13 ist fest mit der oberen Fläche des Membranelements 12 c verbunden. Die Kolbenstange 13 wird normalerweise von einem elastischen Element 11 / nach unten gepreßt, welches als Druckfeder ausgebildet sein kann.

Bei der Anordnung des Steuerventils nach F i g. 2 sind die Druckwerte in den Membrankammern 12 a und 12 b normalerweise gegeneinander abgeglichen, wobei dann das Ventilglied 11 e des ersten Ventilabschnitts 11 eine Stellung einnimmt, in der die Auslaßöffnung 11 c geschlossen ist. Wenn jedoch der Unterdruck in den Einlaßleitungen 3 α und 3 b beim Verzögern der Brennkraftmaschine plötzlich ansteigt, so -.vird der Druck in der ersten Membrankammer 12 a kleiner als der in der zweiten Membrankammer 12 b, so daß die Kolbenstange 13 gegen die Wirkung des im ersten Ventilabschnitts 11 angeordneten elastischen Elements 11 / nach oben bewegt werden kann, um Luft aus dem Luftfilter 1 durch den ersten Ventilabschnitt 11 in die Ansaugleitung 3 b strömen zu lassen. Der Durchstrom der Luft zur Ansaugleitung 3 b wird jedoch nur für eine bestimmte Zeitspanne zugelassen, bis nämlich der verminderte Druck in der ersten Membrankammer 12 α gegen den Dn'cV ip der zweiten Membrankammer 12 b abgegli- ao chen ist. Dies erzielt man durch Anordnung der öffnung 12 d im Membranelement 12 c. Durch diese öffnung stehen die beiden Membrankammern 12 a und 12 b miteinander in Verbindung, so daß das verformte Membranelement 12 c seine ursprüngliche as Lage wieder einnehmen kann. Insbesondere kann die Kolbenstange 13, die gegen die Wirkung des elastischen Elements 12 / nach oben bewegt wurde, in ihre Ursprungsstellung zurückkehren, wenn die Differenz der Drücke in den beider Membrankammern 12 a 3» und 12 b kleiner als die federnde Kraft des elastischen Elements 11/ wird, die normalerweise die Kolbenstange 13 nach unten belastet.

Das beschriebene Ansaugsystem arbeitet wie folgt: Solange während des Betriebs der Brennkraftmaschine beide Drosselklappen 2 e und 2 / ihre jeweilige Öffnungsstellung einnehmen, befindet sich das Steuerventil 8 nach F i g. 1 und die Steuerventilanordnung nach F i g. 2 in einer Lage, in der die Luftzufuhr zur Ansaugleitung 3 b abgeschlossen ist. Dementsprechend wird in üblicher Weise der Brennstoff, der durch die jeweiligen Brennstoffdüsen 2 c und 2 d einströmt und sich im richtigen Verhältnis mit der aus dem Luftfilter 1 angesaugten Luft vermischt, gleichmäßig in den Verbrennungskammern 4 a und 4 b verbrannt.

Wenn beide Drosselklappen Ie und 2/ geschlossen werden und wenn gleichzeitig die Drehzahl auf einen Wert vermindert wird, der der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einem geringeren Wert entspricht, so kann plötzlich ein Unterdruck von relativ hohem Wert in jedem der Hauptansaugkanäle 2 a und 2 b auftreten. Im Fall der Ausführungsform nach Fig. 1 wird sich dann unter der Wirkung dieses Unterdrucks das Ventilglied 8 e gegen die Feder 8 g nach unten bewegen, um Zusatzluft aus dem Luftfilter 1 über die Leitung 10 in den Vergaserkanal 2b strömer zu lassen. Ein Anteil dieser Luft strömt über den Verbindungskanal 5 auch in den anderen Vergaserkanal la. Während dieser Anteil der Zusatzluft durch den Verbindungskanals strömt, wird Brennstoff aus der Düse 6 vergast und mitgenommen und gelangt über die Ansaugleitung 3 a in den Verbrennungsraum 4 a. Eine derartige Strömung von Zusatzluft durch den Verbindungskanal 5 wird im wesentlichen während des Schiebebetriebs der Brennkraftmaschine aufrecht erhalten, und zwar ausgehend von der Ansaugleitung 3 ft, in der der Unterdruck zuerst vermindert wird, in Richtung auf die andere Ansaugleitung 3 α, in der der Unterdruck noch nicht vermindert ist. Dementsprechend erhält der Verbrennungsraum 4a des Zylinders 4 c sowohl Brennstoff als auch Luft, so daß dort eine Verbrennung stattfinden kann. Andererseits erhält der Verbrennungsraum 4 b lediglich Luft. Daher kann in diesem Verbrennungsraum 4 b des Zylinders 4 d keine Verbrennung stattfinden. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ergibt sich im wesentlichen der gleiche Betätigungsabiauf.

Es ergibt sich also, daß die Schwankungen des Ausgangsdrehmoments bzw. die Schwingungen des Fahrzeugs, die häufig durch unregelmäßige Verbrennung in beiden Zylindern hervorgerufen werden, in vorteilhafter Weise dadurch verhindert werden, daß man eine Verbrennung nur in einem von jeweils zwei Zylindern durchführt, während der andere Zylinder ungezündet bleibt Dieser Zylinder kann auch seine volle Bremswirkung entfalten. Gleichzeitig wird auch die Menge an unverbrannten Bestandteilen im Auspuffgas beträchtlich gesenkt, da nur jeweils einer von zwei Zylindern gezwungenermaßen der Verbrennung unterliegt, und zwar unter Zuführung der geringen Brennstoffmenge, die aus der zusätzlichen Brennstoffzuführung austritt, während der andere Zylinder lediglich Luft erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. geschlossener Drosselklappe, bevor die Leerlaufdreh-Patentanspruch: zahl erreicht ist, zur unvollständigen Verbrennung in

   den Verbrennungsräumen, hauptsächlich deshalb,

   Ansaugsystem für mehrzylindrige, gemischver- weil an den Wandungen der Ansaugkanäle kondendichtende Brennkraftmaschinen, das in minde- 5 sierter Brennstoff zunächst noch das zugeführte steos zwei äquivalente, mit mindestens je eitern Leerlaufgemisch anreichert. Dies bedeutet einen uneigenen Vergaser versehene Ansaugkanalzweige erwünscht hohen Anteil unverbrannter Brennstoffbeunterteilt ist, die stromab der willkürlich betätig- standteile im Abgas. Außerdem kann es in dieser baren Hauptdrosselklappen der Vergaser durch Phase wegen der nicht exakt definierten Gemischzueinen Verbindungskanal verbunden sind, in den io sammensetzung zu unregelmäßig miteinander abmindestens eine Brennstoffzuführung mündet, die wechselnden Zündungen und Fehlzündungen und den Leerlauf- und Schiebebetriebbedarf an damit zu Schwingungen der Brennkraftmaschine Brennstoff deckt und mit einer willkürlich ein- kommen. Dieses Problem stellt sich bei den eingangs stellbaren Brennstoffdosiereinrichtung ausgestat- genannten Ansaugsystemen mit Zuführung des Leertet ist, dadurch gekennzeichnet, daß i₅ laufgemischs im Verbindungskanal der Ansaugkanur in einem von jeweils zwei verbundenen An- nalzweige in gleicher Weise wie bei konvertionellen saugkanalzweigen (2a, 3α bzw. 2b, 3b) ein Brennkraftmaschinen. Die Gemischzuführung bereits Reinluft ansaugender Bypasskanal stromab der im Schiebebetrieb verringert außerdem den er-Hauptdrosselklappe {le bzw.2f) mündet, in den wünschten Bremseffekt der Brennkraftmaschine, ein pneumatisches Steuerventil (8 bzw. 11) einge- ao Es ist andererseits bei Brennkraftmaschinen mit baut ist, dessen Steuerdruckraum (8a bzw. 12) nur einem Vergaser bekannt (z.B. aus französischer an den stromab der Hauptdrosselklappe liegen- Patentschrift 1 194 687), eine im Schiebebetrieb den Abschnitt des Ansaugsystems angeschlossen wirksam werdende Zusatzluftzuführung durch einen ist und dessen Ventilkörper(8e bzw. lie) über strumab der Drosselklappe mündenden Bypasskaeine Schließfeder (8 g bzw. 11/) an einem Ventil- as nal vorzusehen. Diese Zusatzluft trägt zur vollständisitz gehalten bei Schiebebetrieb den Bypasskanal gen Verbrennung des als Kondensat von den Wanfreigibt. düngen des Ansaugkanals nachströmenden Brenn

   stoffs bei. Wenn dieser Brennstoff verbraucht ist, bewirkt die Zusatzluft aber eine weitere Verdünnung

   30 des Leerlaufgemischs, so daß dieses seine Zündfähigkeit einbüßen kann und demzufolge ein Ausstoß an unverbiannten bzw. teilverbrannten Brennstoffbestandteilen erfolgen kann. Das erwähnte Problem der

   Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für mehr- Schwingungen bzw. unkontrollierten Fehlzündungen zylindrige, gemischverdichtende Brennkraftmaschi- _3S wird durch eine solche sich auf alle Verbrennungsnen, das in mindestens zwei äquivalente, mit minde- räume gleichmäßig auswirkende Zusatzluftzuführung stens je einem eigenen Vergaser versehene Ansaug- im Schiebebetrieb nicht gelöst.

   kanalzweige unterteilt ist, die stromab der willkürlich Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

   betätigbaren Hauptdrosselklappen der Vergaser Ansaugsystem der eingangs genannten Art mit mögdurch einen Verbindungskanal verbunden sind, in ₄₀ liehst geringem Aufwand so zu verbessern, daß die den mindestens eine Brennstoffzuführung mündet. _si_cn im Schiebebetrieb einstellende Gemischzusamdie den Leerlauf- und Schiebebetriebbedarf an mensetzung eine vollständige Verbrennung mit sau-Brennstoff deckt und mit einer willkürlich einstellba- beren Abgasen sowie eindeutige Zündbedingungen, ren Brennstoffdosiereinrichtung ausgestattet ist. die Schwingungen der Maschine ausschließen, ge-

   Der Ausdruck »mehrzylindiig« soll sich dabei ₄₅ währleistet, ohne daß der erwünschte Bremseffekt nicht nur auf Kolbenmaschinen beziehen, sondern im des Schiebebetriebs verlorengeht, weiteren Sinne auch auf mehrere nichtzylindrische Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

   Verbrennungsräume, z. B. bei einer Drehkolbenma- löst, daß nur in einem von jeweils zwei verbundenen schine, anwendbar sein. Ansaugkanalzweigen ein Reinluft ansaugender By-

   Bei einem aus der französischen Zusatz-Patent- ₅₀ passkanal der Hauptdrosselklappe mündet, in den schrift 93 856 zur Patentschrift 1 547 734 bekannten _ein pneumatisches Steuerventil eingebaut ist, dessen Ansaugsystem dieser Art wird in der Verbindungslei- Steuerdruck raum an den stromab der Hauptdrosseltung Brennstoff zusammen mit Luft, also ein Brenn- klappe liegenden Abschnitt des Ansaugsystems angegemisch, zugeführt, und zwar im Schiebe- und Leer- schlossen ist und dessen Ventilkörper über eine laufbetrieb in Abhängigkeit von der Maschinendreh- ₅₅ Schließfeder an einem Ventilsitz gehalten bei Schiezahl und dem Unterdruck. Bei einem ähnlichen An- bebetrieb den Bypasskanal freigibt, saugsystem nach deutsche Auslegeschrift 1 291 937 T_m Gegensatz zu den bekannten Anordnungen

   münden in den Verbindungskanal der beiden Ansaug- wird beim erfindungsgemäßen Ansaugsystem nicht kanalzweige die Leerlaufanschlüsse von den einzel- eine möglichst gleichmäßige, sondern eine ungleiche nen Vergasern, deren mengenmäßige Leerlaufgemisch- 6o Gemischbeaufschlagung der Verbrennungsräume im erzeugung durch eine gemeinsame Drosseleinrich- Schiebebetrieb bewirkt, da nur jeweils der eine von tung festlegbar ist. Zweck dieser bekannten Einrich- _ZWei verbundenen Ansaugkanalzweigen reine Zusatztung ist es, das zuzuführende Leerlaufgemisch mög- i_uf_t erhält und dem Verbrennungsraum zuführt, vvählichst gleichmäßig auf die beiden Ansaugkanalzweige rend in den anderen Ansaugkanalzweig und den zu- und die von ihnen versorgten Verbrennungsräume zu 65 gehörigen Verbrennungsraum die Zusatzluft nur über verteilen, damit in diesen möglichst gleiche Arbelts- den Verbindungskanal, wo sie mit Brennstoff angeribedingungen im Schiebe- und Leerlaufbetrieb htrr- chert wird, gelangt. Damit wird erreicht, daß die sehen. Bekanntlich kommt es im Schiebebetrieb bei Hälfte der Verbrennungsräume im Schiebebetrieb