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Patent Searching and Data


Title:
SUCTION PIPE ARRANGEMENT FOR A MULTICYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH TWO BANKS OF CYLINDERS IN V FORMATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/000419
Kind Code:
A1
Abstract:
A suction pipe arrangement for a multicylinder internal combustion engine with two banks of cylinders in V formation has a cylindrical intake manifold chamber (2) from which first individual suction pipes (3a-3d) extend to the first bank of cylinders A and second individual suction pipes (3--3h) extend to the second bank of cylinders B. The first individual suction pipes run clockwise and the second suction pipes run anticlockwise around the intake manifold chamber and communicate with the latter via first and second orifices (8, 9; 8a, 9a) spaced apart at a given angle. These orifices are controlled by a rotary slide valve (10) arranged in the intake manifold chamber. The rotary slide valve has a control slit (16) for each orifice (8 and 9) and a common control slit (16), subdivided by a small bar (19), for the orifices (8a, 9a). In order to obtain a long swing pipe, the second orifices (9, 9a) ar e closed in the first position of the rotary slide valve. In order to obtain a short swing pipe, the rotary slide valve is rotated into its second position, in which the second orifices (9, 9a) are freed whereas the first orifices (8, 8a) remain partly open.

Inventors:
MUELLER ROBERT (DE)
CLOS RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1990/000987
Publication Date:
January 10, 1991
Filing Date:
June 21, 1990
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
F02B27/02; F02B75/22; F02B75/18; (IPC1-7): F02B27/02
Foreign References:
EP0177794A11986-04-16
EP0215628A21987-03-25
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 10 (M-552)(2457) 10 Januar 1987, & JP-A-61 187519 (MAZDA) 21 August 1986, siehe das ganze Dokument
Attorney, Agent or Firm:
Speidel, Eberhardt (Gauting, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Saugrohranlage für eine MehrzylinderBrennkraft¬ maschine mit zwei Zylinderreihen in VAnordnung, mit einem rohrförmigen Ansaugverteilerraum (2) mit zu den Zylindern der ersten Zylinderreihe (A) führenden ersten Einzelsaugrohren (3a3d) und zu den Zylindern der zweiten Zylinderreihe (B) führenden zweiten Einzelsaugrohren (3e3h), die in Längsrichtung des Ansaugverteilerraumes (2) neben¬ einander angeordnet sind, wobei sich die ersten Einzelsaugrohre (3a3d) im Uhrzeigersinn und die zweiten Einzelsaugrohre (3e3h) entgegen dem Uhr¬ zeigersinn um den Ansaugverteilerraum erstrecken und mit dem Ansaugverteilerraum (2) jeweils über eine erste und eine zweite Öffnung (8, 8a bzw. 9, 9a) in Verbindung stehen, die in einem Winkelabstand in der Wand (7) des Ansaugverteilerraumes (2) angeordnet sind und von denen die zweite Öffnung (9, 9a) von einem Ventilglied (10) beherrscht ist, das in Ab¬ hängigkeit von Betriebsparametern die zweite Öffnung zur Erzielung einer großen Schwingrohrlänge ab¬ sperrt und zur Erzielung einer kleinen Schwingrohr¬ länge freigibt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) der Ansaugverteilerraum (2) einen kreisförmigen Querschnitt hat und das Ventilglied (10) von einem im Ansaugverteilerraum angeordneten, sich im wesent¬ lichen über dessen ganze Länge erstreckenden Dreh¬ schieber gebildet ist, der zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verdrehbar und an eine Ansaugleitung (11) angeschlossen ist, b) die beiden Öffnungen (8, 9) der ersten Einzelsaug¬ rohre im wesentlichen spiegelbildlich zu den beiden Öffnungen (8a, 9a) der zweiten Einzelsaugrohre ange¬ ordnet sind, und c) in der Wand des Drehschiebers (10) für die Öffnungen (8, 9) jedes ersten Einzelsaugrohres (3a3d) erste und zweite Steuerschlitze (16, 17) und für die Öff¬ nungen (8a, 9a)) jedes zweiten Einzelsaugrohres (3e 3h) ein gemeinsamer Steuerschlitz (18) vorge¬ sehen ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in der ersten Stellung des Drehschiebers (10) die"zweite Öffnung (9 bzw. 9a) jedes Einzelsaugrohres abgesperrt und die erste Öffnung (8 bzw. 8a) von dem ersten Steuerschlitz (16) bzw. von dem gemeinsamen Steuerschlitz (18) frei¬ gegeben ist und in der zweiten Stellung die zweiten Steuerschlitze (17) die zweiten Öffnungen (9) der ersten Einzelsaugrohre (3a 3d) ganz und die ersten Steuerschlitze (16) die ersten Öffnungen (8) der ersten Einzelsaugrohre (3a 3d) teilweise freigeben und die gemeinsamen Steuerschlitze (18) die zweiten Öffnungen (9a) der zweiten Einzelsaugrohre (3e 3h) ganz und die ersten Öffnungen (8a) teilweise freigeben. Saugrohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Steuerschlitz (18) jeweils durch einen Steg (19) in zwei Teilschlitze (18a, 18b) unterteilt ist, wobei der Steg so angeordnet ist, daß ein Teilschlitz (18a) der Größe der zweiten Öffnung (9a) entspricht und die freien Querschnitte der Teilschlitze (18a und 18b) (Fig. 4) dem Querschnitt des Steuerschlitzes (16) (Fig.2) entsprechen, und die Form des Steges so gestaltet ist, daß in der zweiten Stellung des Drehschiebers (10) (Fig. 5) ein möglichst wirbelfreies Einströmen in die zweite Öffnung (9a) erreicht ist. Saugrohranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die ersten Steuerschlitze (16) jeweils durch einen Steg (20) in zwei Teilschlitze unterteilt sind, der so angeordnet und ausgebildet ist, daß er in der zweiten Stellung (Fig. 3) des Drehschiebers (10) im Wandbereich des Ansaugverteilerraumes (2) liegt und an die benachbarte Kante der Öffnung (8) strömungsgünstig anschließt.
Description:
Saugrohranlage für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderreihen in V-Anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Saugrohranlage für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Zylinder¬ reihen in V-Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Saugrohranlage dieser Art (EP-A 0 201 180) ist für jede der zweiten Öffnungen ein Ventil¬ glied in Form einer Klappe vorgesehen, die auf einer allen Klappen gemeinsamen, sich in Längsrichtung durch den An¬ saugverteiler erstreckenden Welle angeordnet ist. Das Vor¬ sehen eines eigenen Ventilgliedes für jede der zweiten Öffnungen jedes Einzelsaugrohres ergibt insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern, beispielsweise bei 6-, 8- oder 12-Zylinder-Brennkraft- maschinen eine sehr große Anzahl von Ventilklappen, die miteinander synchronisiert werden müssen und die überdies aufgrund der im Ansaugsystem auftretenden Schwingungen zum Klappern neigen.

Bei Brennkraftmaschinen mit einer Zylinderreihe ist es bekannnt (DE-A 34 33 653), den Ansaugverteilerraum mit einem kreisförmigen Querschnitt auszuführen und in diesem einen Drehschieber mit einer Austrittsöffnung pro Einzel¬ saugrohr vorzusehen, wobei durch Drehen des Drehschiebers eine kontinuierliche Veränderung der Schwingrohrlänge er-

reicht wird. Bei einer Brennkraftmaschine mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderreihen ist diese Anordnung nicht verwendbar, da sich die Einzelsaugrohre für die eine Zylinderreihe im Uhrzeigersinn und diejenigen für die andere Zylinderreihe entgegengesetzt um den Ansaugver¬ teilerraum erstrecken, so daß beim Drehen des Dreh¬ schiebers die Schwingrohrlänge der einen Einzelsaugrohre verlängert und diejenige der anderen Einzelsaugrohre verkürzt würde. Diese Probleme bestehen naturgemäß bei einer Klappensteuerung entsprechend der EP-A 0 201 180 nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saugrohr¬ anlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die Steuerung der zweiten Öffnungen der Einzelsaugrohre mit wesentlich geringerem Aufwand erfolgt als bei der Aus¬ führung gemäß EP-A 0 201 180, von der die Erfindung aus¬ geht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn¬ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die unsymmetrische Anordnung und Ausbildung der Steuerschlitze (zwei Schlitze für die Öffnungen jedes ersten Einzelsaugrohres, ein längerer Schlitz für die Öffnungen jedes zweiten Einzelsaugrohres) ist es möglich, die zweiten Öffnungen aller Einzelsaugrohre von einem einzigen Ventilglied, nämlich dem Drehschieber, zu steuern, wodurch nicht nur der Bauaufwand gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert ist, sondern auch automatisch eine identische Steuerung aller zweiten Öffnungen sichergestellt ist. Abgesehen von diesen strukturellen Vorteilen wird dadurch, daß beim Umschalten des Drehschiebers von seiner ersten in seine zweite Stellung die ersten Öffnungen nicht ganz geschlossen werden, ein erhöhter Liefergrad in diesem Betriebsbe-

reich erreicht und eine Querschnittsverengung vermieden.

Der Steuerschlitz zur Steuerung der Öffnungen des zweiten Einzelsaugrohreε ist verhältnismäßig lang. Daher kann es insbesondere aus Festigkeitsgründen zweckmäßig sein, diesen durch einen Steg in zwei Teilschlitze zu unter¬ teilen, wobei dieser Steg so anzuordnen ist, daß einer der Teilschlitze der Größe der zweiten Öffnung entspricht. Eine weitere Funktion des Steges ist es, durch die Form seines Querschnitts die Einströmung aus dem Verteilerraum in die zweite Öffnung zu optimieren.

Der Steuerschlitz, der mit beiden Öffnungen des ersten Einzelsaugrohres zusammenwirkt, kann zur Erzielung einer höheren Festigkeit ebenfalls durch einen Steg unterteilt werden. Die Lage des Steges ist dabei so gewählt, daß der f eibleibende Querschnitt zur Steuerung der ersten Öffnung nicht vermindert wird. Durch entsprechende Formgebung seines Querschnitts wird die Einströmung aus dem Ver¬ teilerraum in die erste Öffnung optimiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Saugrohranlage für eine V8-Brennkraftmaschine, wobei der Drehschieber für die Einzelsaugrohre der einen Zylinderreihe entsprechend der Linie la-la in Fig. 2 und für die Einzelsaugrohre der anderen Zylinderreihe ent¬ sprechend der Linie lb-lb in Fig. 4 geschnitten ist,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1, wobei der Drehschieber in seiner ersten Stellung ist, in welcher die zweiten Öffnungen der ersten Einzel¬ saugrohre abgesperrt sind.

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, wobei der Dreh¬ schieber in seiner zweiten Stellung ist, in der die zweiten Öffnungen der ersten Einzelsaugrohre frei¬ gegeben sind,

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 1, wobei der Drehschieber in der in Fig. 2 gezeigten ersten Stellung ist und die zweiten Öffnungen der zweiten Einzelsaugrohre absperrt, und

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 4 mit dem Dreh¬ schieber in der zweiten Stellung gemäß Fig. 3, in welcher er die zweiten Öffnungen der zweiten Einzel saugrohre freigibt.

In den Zeichnungen ist eine Saugrohranlage für eine V8-Brennkraftmaschine dargestellt, die ein Guß-Gehäuse 1 mit einem rohrförmigen Ansaugverteilerraum 2 und zu den einzelnen Zylindern führende Einzelsaugrohre 3a bis 3h aufweist. Dabei sind die ersten Einzelsaugrohre 3a - 3d den Zylindern der ersten Zylinderreihe A und die zweiten Einzelsaugrohre 3e - 3h den Zylindern der zweiten Zylinderreihe B zugeordnet, wie dies aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich ist. Die Einzelsaugrohre sind in Längsrichtung des Ansaugverteilerraumes 2 nebeneinander angeordnet und um diesen herumgeführt, wobei die ersten Einzelsaugrohre 3a - 3d im Uhrzeigersinn und die zweiten Einzelsaugrohre 3e - 3h entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufen. Die ersten Einzelsaugrohre 3a - 3d enden in einen Flansch 4, der auf den Zylinderkopf der Zylinderreihe A aufgeschraubt ist, und die zweiten Einzelsaugrohre 3e - 3h enden in einem Flansch 5, der auf den Zylinderkopf der Zylinderreihe B aufgeschraubt ist. In den Flanschen 4 und 5 ist für jedes Einzelsaugrohr ein Kraftstoff-Einspritzventil 6 befestigt.

In der Wand 7 des Ansaugverteilerraumes 2 sind für die ersten Einzelsaugrohre 3a-3d jeweils zwei Öffnungen 8 und 9 und für die zweiten Einzelsaugrohre 3e-3h jeweils zwei Öffnungen 8a und 9a vorgesehen, die in einem Winkelabstand voneinander angeordnet sind und von denen die erste Öffnung 8 bzw. 8a am Anfang des Einzelsaugrohres und die zweite Öffnung 9 bzw. 9a etwa in der Mitte zwischen dem Anfang und dem Ende des Einzelsaugrohres am Flansch 4 bzw. 5 liegt. Dadurch lassen sich zwei unterschiedliche Schwingrohrlängen verwirklichen, und zwar eine lange Schwingrohrlänge zur Erzielung eines hohen Drehmoments im unteren bis mittleren Drehzahlbereich der Brennkraft¬ maschine, indem die zweiten Öffnungen 9 und 9a abgesperrt werden, und eine kurze Schwingrohrlänge für hohe Leistung im oberen Drehzahlbereich, indem die zweiten Öffnungen 9 und 9a freigegeben werden. Zu diesem Zweck ist der Ansaug¬ verteilerraum 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt ausge¬ bildet und es ist in ihm ein rohrförmiger, sich im wesent¬ lichen über die ganze Länge des Ansaugverteilerraumes 2 erstreckender Drehschieber 10 angeordnet, der an eine An¬ saugleitung 11 (Fig. 1) angeschlossen ist, die an eine Stirnseite des Gehäuses 1 angeschraubt ist und eine will¬ kürlich betätigbare Drosselklappe 12 aufweist. Der Dreh¬ schieber 10 ist an seinem von der Ansaugleitung 11 abge¬ wandten Ende durch eine Stirnwand 13 geschlossen. Von der Stirnwand 13 erstreckt sich eine Welle 14 nach außen, an welcher ein nicht dargestelltes Betätigungsglied angreift, mit dem der Drehschieber 10 in Abhängigkeit von Betriebs¬ parametern zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verdrehbar ist. Der Drehschieber 10 ist über Lager 15 drehbar im Gehäuse 1 gelagert.

In der Wand des Drehschiebers 10 sind für jedes erste Einzelsaugrohr 3a-3d zwei sich in Umfangsrichtung er¬ streckende Steuerschlitze 16 und 17 vorgesehen, von denen der Steuerschlitz 16 in der in Fig. 2 dargestellten ersten

Endstellung des Drehschiebers 10 mit der ersten Öffnung 8 in Verbindung steht, während die zweite Öffnung 9 von der Wand des Drehschiebers 10 abgedeckt ist. Für jedes zweite Einzelsaugrohr 3e-3h ist in der Wand des Drehschiebers 10 ein einziger Stzeuerschlitz 18 vorgesehen, der in der ersten Endstellung des Drehschiebers 10 (Fig. 4) mit der ersten Öffnung 8a in Verbindung steht, während die zweite Öffnung 9a abgedeckt ist. In dieser Stellung des Dreh¬ schiebers ist somit die große Schwingrohrlänge verwirk¬ licht. Wenn der Drehschieber 10 im Uhrzeigersinn in seine zweite, in Fig. 3 und 5 dargestellte Stellung gedreht wird, ist der zweite Steuerschlitz 17 mit der zweiten Öffnung 9 und der Steuerschlitz 18 mit der zweiten Öffnung 9a in Verbindung. Der erste Steuerschlitz 16 und der Steuerschlitz 18 sind jedoch so bemessen, daß sie auch in der zweiten Stellung des Drehschiebers die erste Öffnung 8 bzw. 8a noch teilweise freigeben, auch wenn der Hauptstrom (ca. 80%) durch die zweite Öffnung 9 bzw. 9a in das Einzelsaugrohr eintritt und hierdurch die kleine Schwingrohrlänge verwirklicht ist. Dadurch, daß der Öffnungsquerschnitt der ersten Öffnung in dem gleichen Maße verkleinert wird wie der Öffnungsquerschnitt der zweiten Öffnung vergrößert wird, wird eine Querschnitts¬ verringerung beim Umschalten des Drehschiebers von der ersten in die zweite Stellung vermieden.

Da die Steuerschlitze 18 für die zweiten Einzelsaugrohre zur Erzielung der gleichen Steuerzeiten wie für die ersten Einzelsaugrohre verhältnismäßig lang sein müssen, ist es aus Festigkeitsgründen zweckmäßig, diese Steuerschlitze jeweils durch einen sich in Achsrichtung erstreckenden Steg 19 in zwei Teilschlitze 18a, 18b aufzuteilen, wobei der Steg so angeordnet ist, daß die Größe des Teil- schlitzeε 18a der Größe der zweiten Öffnung 9a entspricht. Der Steg 19 trägt auch dazu bei, in der zweiten Stellung des Drehschiebers (Fig. 5) ein störungsfreies Einströmen

in das Einzelsaugrohr 3e - 3h durch die zweite Öffnung 9a zu ermöglichen, da in dieser Stellung (hohe Leistung) eine optimale Strömung besonders wichtig ist.

Zur Erzielung einer höheren Festigkeit und aus Symmetrie¬ gründen kann der erste Steuerschlitz 16 ebenfalls mit einem sich in Achsrichtung erstreckenden, gestrichelt ein¬ gezeichneten Steg 20 in zwei Teilschlitze aufgeteilt werden, wobei dieser Steg so zu legen ist, daß er in der zweiten Stellung des Drehschiebers gemäß Fig. 3 der Einströmquerschnitt in die erste Öffnung 8 nicht ver¬ mindert. Die Form des Steges 20 ist so gewählt, daß in der zweiten Stellung (Fig. 3) ein optimales Einströmen in die erste Öffnung 8 des Einzelsaugrohres 3a - 3d erzielt wird.

Durch die dargestellte unterschiedliche Ausbildung der Steuerschlitze für die Öffnungen der ersten und der zweiten Einzelsaugrohre gelingt es, trotz der im wesent¬ lichen spiegelbildlichen Anordnung dieser Öffnungen mit einem gemeinsamen Drehschieber gleiche Steuerzeiten und -querschnitte für beide Saugrohr-Gruppen 3a-3d und 3e-3h zu verwirklichen.