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Diese Erfindung betrifft eine Luftansauganordnung
eines Motors.
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Als eine Technik zur Erhöhung des
Volumenwirkungsgrades in einer Luftansauganordnung eines Motors
ist eine variable Ansauganordnung bekannt, welche einen Resonatoreffekt
in dem Niedrigdrehzahlbereich des Motors und einen Trägheitseffekt
in dem Hochdrehzahlbereich des Motors nutzt.
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In dem Falle einer variablen Ansauganordnung
eines Sechszylinder-V-Motors sind beispielsweise sechs Ansaugrohre,
die den jeweiligen Zylindern entsprechen, in Gruppen von drei Ansaugrohren
auf einer Anstromseite zusammengefaßt, um zwei Zuleitungen auszubilden,
und diese zwei Zuleitungen sind unabhängig voneinander bis in die
Umgebung eines Drosselklappenkörpers
unter Verwendung einer Trennwandanordnung aufgebaut. Durch geeignete
Einstellung der Länge
und Dicke jeder Zuleitung als ein Ansaugluftkanal wird der Volumenwirkungsgrad
mit Hilfe eines Resonatoreffektes gesteigert. Ein Auswahlventil,
das in der Lage ist, eine Verbindung zwischen diesen zwei Zuleitungen
aufzubauen, ist an einer Stelle der unabhängig aufgebauten zwei Zuleitungen
vorgesehen, welche unmittelbar vor deren Verzweigung in mehrere
den jeweiligen Zylindern entsprechende Ansaugrohre liegt. Die zwei
unabhängig
ausgeführten
Zuleitungen werden an dieser Stelle in Verbindung gebracht, wodurch
einer Ansaugluftpulsation entgegengewirkt wird, um einen Trägheitseffekt zu
erzielen. Das Auswahlventil wird abhängig von der Motordrehzahl
geöffnet
oder geschlossen. D.h., die zwei Zuleitungen werden in einem Verbindungs zustand
oder einen Nicht-Verbindungszustand gebracht, wodurch ein besserer
Volumenwirkungsgrad erzielt werden kann, wenn sich die Motordrehzahl
in einem niedrigen Drehzahlbereich und in einem hohen Drehzahlbereich
befindet. Dieses kann man im Detail aus 5 ersehen. Es werde hier angenommen,
daß sich
die Motordrehzahl nahe an dem Berührungspunkt zwischen einem
Graphen befindet, welcher die Beziehung zwischen der Motordrehzahl
und dem Volumenwirkungsgrad darstellt, wenn das Auswahlventil geschlossen
ist, und einem Graphen, welcher die Beziehung zwischen der Motordrehzahl
und dem Volumenwirkungsgrad darstellt, wenn das Auswahlventil offen
ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Auswahlventil so gesteuert wird,
daß es
aus dem geschlossenen Zustand heraus geöffnet wird, kann ein besserer
Volumenwirkungsgrad aufgrund des Resonatoreffektes der Ansaugluft
in dem niedrigen Motordrehzahlbereich und dem Trägheitseffekt der Ansaugluft
in den hohen Drehzahlbereich erzielt werden.
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In der vorstehenden variablen Ansauganordnung
fällt jedoch,
wenn sich die Motordrehzahl in einem Drehzahlbereich befindet, im
welchem das Auswahlventil aus dem geschlossenen Zustand in den offenen
Zustand umgeschaltet wird, der Volumenwirkungsgrad deutlich ab (siehe 5). D.h., der Volumenwirkungsgrad aufgrund
des Resonatoreffektes in dem geschlossenen Zustand des Auswahlventils,
und der Volumenwirkungsgrad aufgrund des Trägheitseffektes im offenen Zustand
des Auswahlventils nehmen beide in dem Motordrehzahlbereich, in
welchem das Auswahlventil umgeschaltet wird (d.h., in einem Mitteldrehzahlbereich)
ab. Somit tritt ein Abfallabschnitt zwischen den Spitzen der den
entsprechenden Effekten zuzuschreibenden Volumenwirkungsgrade auf.
Dieses stellt das Problem dar, daß es schwierig ist, den Volumenwirkungsgrad
in diesem Mitteldrehzahlbereich zu erhöhen.
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Unter den Techniken zur Verhinderung
eines derartigen Abfalls im Volumenwirkungsgrad befindet sich die
in der Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 1995-39812 offenbarte Technik. Gemäß dieser Technik wird in einem
Sechszylinder-V-Verbrennungsmotor
ein Öffnungs/Schließ-Ventil 23 so
gesteuert, daß es
in dem Niedrigdrehzahlbereich des Motors geschlossen ist, um zwei
Resonanzladesysteme auszubilden; das Öffnungs-/Schließ-Ventil 23 wird
so gesteuert, daß es
sich öffnet,
und gleichzeitig werden Rohrlängen-Auswahlventile 38l, 38r so
gesteuert, daß sie
in dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich des Motors geschlossen sind,
um ein Trägheitsladesystem
mit langer Rohrlänge
auszubilden, in welcher Resonanzkammern Cr-l, Cr-r zur Luft hin
offene Enden ausbilden; und das Öffnungs-/Schließ-Ventil 23 und
die Rohrlängen-Auswahlventile 38l, 38r werden
beide so gesteuert, daß sie
sich in dem Hochdrehzahlbetriebsbereich des Motors öffnen, um
Zwischenabschnitte von Verteilungsrohren 351 bis 356 in Verbindung mit einer Rohrlängenumschaltkammer
Cc zu bringen, welche im wesentlichen ein zur Luft hin offenes Ende
ist, um dadurch ein Trägheitsladesystem
mit kurzer Rohrlänge
zu bilden. Auf diese Weise wird das Resonanzladesystem in dem Niedrigdrehzahlbetriebsbereich
aufgebaut und das Trägheitsladesystem
mit großen
und kleinen Rohrlängen
in dem Mittel- bzw. Hochdrehzahlbetriebsbereichen aufgebaut. Dadurch
wird der Volumenwirkungsgrad über
den breiten Betriebsbereich des Motors (siehe Patentdokument 1, 1) vergrößert.
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Mit der in der vorstehenden Veröffentlichung
beschriebenen Technologie wird jedoch das Trägheitsladesystem in dem Mittel-
und Hochdrehzahlbetriebsbereichen des Motors gebildet. Dieses hat
das Problem mit sich gebracht, daß die Anordnung des gesamten
Luftansaugsystems sehr kompliziert ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde im
Licht der vorstehenden Probleme gemacht. Es ist die Aufgabe der Erfindung,
eine Luftansauganordnung eines Verbrennungsmotors bereitzustellen,
welche eine relativ einfache Konfiguration und einen zufriedenstellenden
Volumenwirkungsgrad in dem breiten Betriebsbereich des Motors aufweist.
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Die vorliegende Erfindung ist in
den Ansprüchen
ausführlich
beschrieben.
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Die Luftansauganordnung eines Motors
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist einen ersten Luftansaugkanal und einen zweiten Luftansaugkanal,
welche durch Verzweigung eines Ansaugluftkanals gebildet werden,
welcher abstromseitig von einem Drosselklappenventil angeordnet
ist; mehrere Ansaugrohre, die von einem abstromseitigen Endabschnitt
des ersten Luftansaugkanals und einem abstromseitigen Endabschnitt des
zweiten Luftansaugkanals abgezweigt sind und mit einem abstromseitigen
Ende mit mehreren in dem Motor vorgesehenen Zylindern verbunden
sind; ein erstes Verbindungselement, das in der Lage ist, eine Verbindung
zwischen der Umgebung des abstromseitigen Endabschnittes des ersten
Ansaugluftkanals und der Umgebung des abstromseitigen Endabschnittes
des zweiten Ansaugluftkanals herzustellen; und ein Steuerelement
zum Steuern des ersten Verbindungselementes gemäß dem Betriebszustand des Motors
auf, wobei die Luftansauganordnung ferner ein zweites Verbindungselement
aufweist, welches anstromseitig von dem ersten Verbindungselement
in der Strömungsrichtung
der Ansaugluft den ersten Ansaugluftkanal und den zweiten Ansaugluftkanal
in Verbindung bringen kann, und wobei das Steuerelement dafür angepaßt ist,
daß erste
Verbindungselement und das zweite Verbindungselement gemäß dem Betriebszustand
des Motors zu steuern.
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Die Art dieser Erfindung, bevorzugte
Ausführungsformen
sowie deren weiteren Aufgaben und Vorteile werden nachstehend unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen dieselben
oder ähnlichen
Teile durchgängig
durch die Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen sind:
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1 eine
schematische Ansicht eines Motors mit einer Luftansauganordnung
des Motors gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2A und 2B Ansichten, welche Details
der Luftansauganordnung des in 1 dargestellten
Motors in der Form von Schnittansichten der Luftansauganordnung
eines Sechszylinder-V-Motors
als ein Beispiel einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen, wobei 2A die
Schnittansicht einer variablen Ansauganordnung des Motors von oben
aus betrachtet ist, 2B die
Schnittansicht der variablen Ansauganordnung von der Seite aus gesehen
ist, 2A der Schnittansicht
entlang der mit Pfeilen versehenen Linie B-B von 2B entspricht, und 2B der Schnittansicht entlang der mit
Pfeilen versehenen Linie A-A von 2A entspricht;
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3A bis 3D schematische Ansichten
sind, welche die Umgebung eines zweiten Auswahlventils 12 darstellen,
wobei 3A eine perspektivische
Ansicht ist, welche das zweite Auswahlventil 12 in einem
geschlossenen Zustand darstellt, 3B eine
perspektivische Ansicht ist, welche das zweite Auswahlventil 12 in einem
offenen Zustand darstellt, 3C eine
Schnittansicht entlang einer mit Pfeilen versehenen Linie C-C von 2A ist, 3D eine Schnittansicht entlang einer
mit Pfeilen versehenen Linie D-D von 2A ist,
und 3A und 3B mit einem teilweise aufgeschnittenen
Bankab schnitt A dargestellt sind, um das Verständnis des Betriebszustandes
des zweiten Auswahlventils 12 zu erleichtern;
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4 ein
Graph, welcher den Volumenwirkungsgrad in der Luftansauganordnung
des Motors gemäß der Erfindung
darstellt; und
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5 ein
Graph, welcher den Volumenwirkungsgrad in einer herkömmlichen
Luftansauganordnung eines Motors darstellt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Ansaugluftanordnung
eines Motors, welche die vorliegende Erfindung verkörpert haben,
werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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In der Luftansauganordnung eines
Motors gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gemäß Darstellung in 1 und 2A, 2B ein
abstromseitig von einem Drosselklappenventil 10 angeordneter
Ansaugluftkanal 9 an einer anstromseitigen Seite in einen
ersten Ansaugluftkanal 5a und einen zweiten Ansaugluftkanal 5b verzweigt,
und ferner in mehrere Ansaugrohre 3a bis 3f an
einem abstromseitigen Endabschnitt 4a des ersten Einsaugluftkanals 5a und
einem abstromseitigen Endabschnitt 4b des zweiten Ansaugluftkanals 5b verzeigt, und
abstromseitige Endabschnitte der mehreren Ansaugrohre 3a bis 3f sind
mit einem Motor 1 den mehreren Zylindern 2a bis 2f entsprechend
verbunden. In einem Sechszylinder-V-Motor ist der abstromseitige
Endabschnitt 4a des ersten Ansaugluftkanals 5a,
der von dem anstromseitigen Luftansaugkanal 9 abgezweigt
ist, in die Ansaugrohre 3a, 3c, 3e (ersten
Ansaugrohre) verzweigt und die abstromseitigen Endabschnitte der
Ansaugrohre 3a, 3c, 3e sind mit dem Motor 1 den
Zylindern 2a, 2c, 2e entsprechend verbunden,
die in einer der Bänke
vorgesehen sind. Andererseits ist der abstromseitige Endabschnitt 4b des
zweiten Ansaugluftkanals 5b, der an der anstromseitigen
Seite des Ansaugluftkanals 9 verzweigt ist, in die Ansaugrohre 3b, 3d, 3f (zweiten Ansaugrohre)
verzweigt, und die abstromseitigen Abschnitte der Ansaugrohre 3b, 3d, 3f sind
mit dem Motor 1 den Zylindern 2b, 2d, 2f entsprechend
verbunden, die in der anderen Bank vorgesehen sind.
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Der erste Ansaugluftkanal 5a und
der zweite Ansaufluftkanal 5b sind durch einen Trennwandabschnitt 6 über einen
Bereich getrennt, welcher von einer Vergabelung des Ansaugluftkanals 9,
welche abstromseitig von dem Drosselklappenventil 10 angeordnet
ist, bis zu deren entsprechenden abstromseitigen Endabschnitten 4a, 4b reicht,
um unabhängige
Ansaugluftkanäle
auszubilden. Die Ansaugrohre 3a bis 3f, der erste
Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaugluftkanal 5b sind
auf geeignete Längen
und geeignete Ansaugquerschnittsbereiche zum Erzielen eines verbesserten
Effektes eingestellt, wenn der Volumenwirkungsgrad des Ansaugluft
durch einen Resonatoreffekt gesteigert wird.
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Die Luftansaugluftanordnung des Motors
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist auch ein erstes Auswahlventil 11 als ein
erstes Verbindungselement auf, das in der Lage ist, eine Verbindung
zwischen dem abstromseitigen Endabschnitt 4a des ersten
Ansaugluftkanals 5a und dem abstromseitigen Endabschnitt 4b des
zweiten Ansaugluftkanals 5b herzustellen, wobei das erste
Auswahlventil 11 als ein Element für die Durchführung einer
variablen Steuerung der Ansaugluft dient. Die Luftansauganordnung
weist ferner ein zweites Auswahlventil 12 als ein zweites
Verbindungselement auf, welches in der Lage ist, den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b auf einer Seite anstromseitig
von dem ersten Auswahlventil 11 in der Strömung der
Ansaugluft, konkret gesagt, an einem anstromseitigen Endabschnitt
des Trennwandabschnittes 6 in Verbindung zu bringen. Das
erste Auswahlventil 11 und das zweite Auswahlventil 12 besitzen
auf Wellen 13 und
14, welche gedreht werden, wenn
sie von Motoren 15 und 16 angetrieben werden,
befestigte Trennwandplatten. Die Wellen 13, 14 und
die entsprechenden Trennwandplatten werden von den Motoren 15, 16 gedreht,
um die entsprechenden Auswahlventile in einen offenen Zustand oder
einen geschlossenen Zustand zu bringen, um dadurch den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b in eine oder aus einer Verbindung
zu bringen. Die Wellen 13 und 14 können dafür angepaßt sein, über Vakuumbetätigungselemente
angetrieben zu werden. Die Auswahlventile 11 und 12 können jeweils
als ein Schiebemechanismus mit einer verschiebbaren Trennwandplatte
so aufgebaut sein, daß,
wenn die Trennwandplatte in der Längsrichtung des Trennwandabschnittes 6 verschoben
wird, der erste Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaugluftkanal 5b in
eine oder aus einer Verbindung gebracht werden.
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In dem Trennwandabschnitt 6 ist
eine Öffnung
ausgebildet, in welcher das erste Auswahlventil 11 angeordnet
ist, und welche durch die Trennwandplatte geöffnet und geschlossen wird.
Diese Öffnung
ist auf eine solche Abmessung festgelegt, daß, wenn das erste Auswahlventil 11 sich
in einem offenen Zustand befindet, nämlich wenn der erste Ansaugluftkanal 5a und
der zweite Ansaugluftkanal 5b in Verbindung stehen, ein
höherer
Trägheitseffekt
erzielt wird. Das erste Auswahlventil 11 ist ebenfalls
auf eine Abmessung entsprechend der Abmessung dieser Öffnung festgelegt,
und ist so aufgebaut, daß,
wenn das erste Auswahlventil in einen geschlossenen Zustand übergeht,
der erste Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaugluftkanal 5b aus
ihrer Verbindung geschaltet werden, und dadurch unabhängige Ansaugluftkanäle werden.
Die Welle 14 des zweiten Auswahlventils 12 ist
innerhalb der Trennwandplatte 6 angeordnet, wobei die Längsrichtung
der Welle 14 nahezu dieselbe wie die Strömungsrichtung
der Ansaugluft ist, um einen Ansaugwiderstand für den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b zu vermeiden. Somit ist
ein Bankabschnitt 8, welcher den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b definiert, als ein gebogenes
Rohr so ausgebildet, daß die
Welle 14 und der Motor 16 leicht anzuordnen sind.
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Um die Spitze des Volumenwirkungsgrades
abzustimmen, wird die Ansaugquerschnittsfläche einer Ansaugabstromseite
des zweiten Auswahlventils 12, d.h., eine Mitteldrehzahlbereichsresonanzöffnung (Linie D-D)
so eingestellt, daß sie
größer als
die Ansaugquerschnittsfläche
einer Ansauganstromseite des zweiten Auswahlventils 12 ist,
d.h., eine Niedrigdrehzahlbereichsresonanzöffnung (Linie C-C). Eine detaillierte
Erläuterung
dafür wird
später
in 3 angeboten.
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Die Motoren 16 und 17 zum
Antreiben des ersten Auswahlventils 11 und des zweiten
Auswahlventils 12 zum Öffnen
oder Schließen
werden von einer Motor-ECU 17 gesteuert, welche den Motor 1 insgesamt
steuert. Die Motor-ECU 17 arbeitet als ein Steuerelement
zum Vergrößern des
Volumenwirkungsgrades jedes Zylinders 2a, 2b,
.... Die Motor-ECU 17 steuert das Umschalten des ersten
Auswahlventils 11 und des zweiten Auswahlventils 12 so,
daß es
abhängig
von dem Wert eines Eingangssignals aus einem in dem Motor 1 zum Messen
der Drehzahl des Motors 1 vorgesehenen Tachometer 18 geöffnet oder
geschlossen wird, d.h., abhängig
von der Drehzahl des Motors 1.
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Konkret gesagt werden während des
Niedrigdrehzahlbetriebs des Motors 1, nämlich wenn die Drehzahl des
Motors 1 sich in einem Niedrigdrehzahlbereich befindet,
sowohl das erste Auswahlventil 11, als auch das zweite
Auswahlventil 12 geschlossen, um den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b in einen Nicht-Verbindungszustand
sowohl an der Anstromseite als auch an der Abstromseite zu bringen. Somit
werden der erste Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaug luftkanal 5b durch
das zweite Auswahlventil 12, den Trennwandabschnitt 6,
und das erste Auswahlventil 11 getrennt. Demzufolge ist
die Länge
der Trennung zwischen dem ersten Ansaugluftkanal 5a und
dem zweiten Ansaugluftkanal 5b eine Niedrigdrehzahlbereichs-Trennwandlänge L1,
wie es in 2A dargestellt,
und ein Resonatoreffekt einer Resonanz der Ansaugpulsation der Ansaugrohre 3a, 3b ...
wird erzeugt, wodurch der Volumenwirkungsgrad der Zylinder 2a, 2b ... gesteigert
wird.
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Während
des Mitteldrehzahlbetriebs des Motors 1, nämlich wenn
die Drehzahl des Motors 1 in einem mittleren Drehzahlbereich
liegt, wird das erste Auswahlventil 11 geschlossen und
das Auswahlventil 12 geöffnet,
um den ersten Ansaugluftkanal 5a und den zweiten Ansaugluftkanal 5b an
der Anstromseite in einen Verbindungszustand zu bringen. Somit werden
der erste Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaugluftkanal 5b durch
den Trennwandabschnitt 6 und das erste Auswahlventil 11 getrennt.
Demzufolge ist die Länge
der Trennwand zwischen dem ersten Ansaugluftkanal 5a und
dem zweiten Ansaugluftkanal 5b eine Mitteldrehzahlbereichs-Trennwandlänge L2 gemäß Darstellung
in 2A, und der Volumenwirkungsgrad
der Zylinder 2a, 2b ... wird durch den Resonatoreffekt
gesteigert.
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Während
des Hochdrehzahlbetriebs des Motors 1, nämlich wenn
die Drehzahl des Motors 1 in einem Bereich mit hoher Drehzahl
liegt, werden sowohl das erste Auswahlventil 11, als auch
das zweite Auswahlventil 12 in einen offenen Zustand versetzt,
um den ersten Ansaugluftkanal 5a und den zweiten Ansaugluftkanal 5b in
einen Verbindungszustand, sowohl auf der Anstromseite, als auch
auf der Abstromseite zu bringen. Somit bilden der abstromseitige
Endabschnitt 4a des ersten Ansaugluftkanals 5a und
der abstromseitigen Endabschnitt 4a des zweiten Ansaugluftkanals 5b zusammen
ein einziges großes Volumen,
so daß der
Volumenwirkungsgrad der Zylinder 2a, 2b ... durch
den Resonatoreffekt vergrößert wird.
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Wegen der Ansaugluftanordnung mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die Ansaugluft mit
verbesserten Volumenwirkungsgrad mit Kraftstoff in einem geeigneten
Mischungsverhältnis
gemischt. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird zu den Zylindern 2a, 2b ...
geführt,
dort verbrannt und dann an die Atmosphäre über ein Abgasrohr 19,
einen Katalysator 20, und einen Schalldämpfer usw. abgegeben. Da Luft
mit einem guten Volumenwirkungsgrad eingelassen wird, kann eine
Zunahme in dem Drehmoment des Motors 1 in dem Niedrigdrehzahlbetriebsbereich
und dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich erwartet werden, während eine
Zunahme der Leistung des Motors in dem Hochdrehzahlbetriebsbereich
erwartet werden kann.
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Wenn während des Niedrigdrehzahlbetriebs
des Motors 1 das zweite Auswahlventil 12 geschlossen ist,
wie es in 3A dargestellt
ist, wird eine Verlängerung
des Trennwandabschnittes 6 zu der Anstromseite durch das
zweite Auswahlventil 12 erzielt. D.h. der erste Ansaugluftkanal 5a und
der zweite Ansaugluftkanal 5b, welche von dem Ansaugluftkanal 9 abgezweigt
und unabhängig
gehalten worden sind, beginnen an der Ansauganstromseite des zweiten
Auswahlventils 12, d.h., an der Linie C-C. Die Ansaugquerschnittsfläche des ersten
Ansaugkanals 5a und des zweiten Ansaugluftkanals 5b werden
zu einer Querschnittsfläche
AN an der in 3C dargestellten
Linie C-C. Somit werden die Volumenwirkungsgrad-Kennlinien mit einer
Spitze in dem Niedrigdrehzahlbereich durch den die Bedingungen,
die lange Niedrigdrehzahlbereichs-Trennwandlänge L1 und die kleine Öffnungsquerschnittsfläche AN der Niedrigdrehzahlbereichsresonanz erfüllenden
Resonatoreffekt erzielt.
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Während
des Mitteldrehzahlbetriebs des Motors 1 wird das zweite
Auswahlventil 12 gemäß Darstellung
in 3B geöff net. Demzufolge
hat das zweite Auswahlventil 12 nicht mehr die Funktion
einer Trennwand, während
der Trennwandabschnitt 6 und das erste Auswahlventil 11 als
eine Trennwand wirksam werden. D.h. der erste Ansaugluftkanal 5a und
der zweite Ansaugluftkanal 5b, welche voneinander unabhängig gehalten
wurden, beginnen an der Ansaugabstromseite des zweiten Auswahlventils 12 (der
Ansauganstromseite des Trennwandabschnittes 6), d.h. an
der Linie D-D. Die Ansaugquerschnittsfläche des ersten Ansaugluftkanals 5a und
des zweiten Ansaugluftkanals 5b werden zu einer Querschnittsfläche AL an der in 3D dargestellten
Linie D-D. Im allgemeinen verändert
die Verringerung der Länge
des Ansaugluftkanals (der Länge
der Trennwand in der vorliegenden Erfindung) oder die Vergrößerung der
Kanalfläche
die Resonanzfrequenz bei Vorhandensein des Resonatoreffektes, und
verschieben dadurch die Resonanzsynchronisierte Umdrehungsdrehzahl
des Motors von dem Niedrigdrehzahlbetriebsbereich zu dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich. Somit
werden die Spitze des Volumenwirkungsgrades von dem Niedrigdrehzahlbereich
zu dem Mitteldrehzahlbereich durch den Resonatoreffekt verschoben,
welcher die Bedingungen, die kurze Mitteldrehzahlbereichs-Trennwandlänge L2 und
die große Öffnungsquerschnittsfläche AL der Mitteldrehzahlbereichresonanz erfüllt, verschoben
und somit Volumenwirkungsgrad-Kennlinien mit einer Spitze in dem
Mitteldrehzahlbereich erzielt.
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D.h. mit der Luftansauganordnung
des Motors gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das zweite Auswahlventil geöffnet um den ersten Ansaugluftkanal 5a und
den zweiten Ansaugluftkanal 5b an der Anstromseite des
Trennwandabschnittes 6 zu einer Verbindung zu bringen,
um damit nicht nur zu ermöglichen, die
Länge der
Trennwand zwischen dem ersten Ansaugluftkanal 5a und dem
zweiten Ansaugluftkanal 5b zu verändern, sondern auch die Querschnittsfläche der
Ansaugöffnung
von der Öffnungsquerschnittsfläche AN der Niedrigdrehzahlbereichsre sonanz (der
Querschnittsfläche
der Ansauganstromendeabschnitte des ersten Ansaugluftkanals 5a und
des zweiten Ansaugluftkanals 5b) zu der Öffnungsquerschnittsfläche AL der Mitteldrehzahlbereichsresonanz (der
Querschnittsfläche
des ersten Ansaugluftkanals 5a und des zweiten Ansaugluftkanals 5b an
der Abstromseite des zweiten Auswahlventils 12) zu verändern. Somit
kann die Länge
der Trennwand verkürzt
und gleichzeitig die Querschnittsfläche der Ansaugöffnung vergrößert werden.
Demzufolge kann die Abstimmung der Spitzen der Volumenwirkungsgrade
in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Mitteldrehzahlbereich in einem
breiteren Bereich eingestellt werden, und der Freiheitsgrad über die
Auslegung der Abstimmung verbessert sich. Diese Querschnittsflächen müssen hinsichtlich
der Größe nicht
verändert werden,
und dieselbe Querschnittsfläche
kann verwendet werden. In diesem Falle werden die Spitzen der Volumenwirkungsgrade
in dem Niedrigdrehzahlbereich und in dem Mitteldrehzahlbereich einfach
durch Veränderung
der Länge
der Trennwand abgestimmt.
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Während
des Hochdrehzahlbetriebs des Motors 1 wird ferner, während das
zweite Auswahlventil 12 offen gehalten wird, das erste
Auswahlventil 11 von dem geschlossenen Zustand in den offenen
Zustand umgeschaltet, wodurch alle Ansaugrohre 3a bis 3f an
einer einzigen Stelle der abstromseitigen Endabschnitte des ersten
Ansaugluftkanals 5a und des zweiten Ansaugluftkanals 5b zusammengefaßt werden.
Somit wird der Volumenwirkungsgrad der Zylinder 2a bis 2f aufgrund
des Trägheitseffektes
gesteigert. Während
des Hochdrehzahlbetriebs des Motors 1 ist es zulässig, daß zweite
Auswahlventil 12 aus dem offenen Zustand in den geschlossenen
Zustand umzuschalten, und das erste Auswahlventil 11 aus
dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand umzuschalten. Bevorzugt
kann das zweite Auswahlventil 12 während des Hochdrehzahlbetriebs
des Motors 1 offen gehalten bleiben. In diesem Falle reicht
es aus, wenn die Motordrehzahl zwischen dem Hochdrehzahlbereich
und dem Mitteldrehzahlbereich umgeschaltet wird, nur das erste Auswahlventil 11 zwischen
dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umzuschalten.
Demzufolge kann die Betätigungshäufigkeit
des zweiten Auswahlventils 12 verringert werden, um dessen
Haltbarkeit zu verbessern.
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In der Luftansauganordnung des Motors
gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzt das zweite Auswahlventil 12 die nachstehenden
kennzeichnenden Funktionen:
- (1) ein Teil der
Trennwand für
die Trennung des ersten Ansaugluftkanals und des zweiten Ansaugluftkanals wird
durch das Auswahlventil (das zweite Auswahlventil 12) gebildet,
wodurch die Länge
der Trennwand, die die Resonanzsynchronisierte Umdrehungsdrehzahl
bestimmt, relativ leicht durch Öffnen
oder Schließen
des Auswahlventils verändert
werden kann.
- (2) die Kanalquerschnittsflächen
der Resonanzöffnungen
des anstromseitigen Endabschnittes und des abstromseitigen Endabschnittes
des Auswahlventils werden verändert,
wodurch unterschiedliche Kanalquerschnittsflächen der Resonanzöffnungen
durch Öffnen
oder Schließen
des Auswahlventils eingestellt werden können und eine optimale Spezifizierung
für die
Erzeugung des Resonatoreffektes leicht eingestellt werden kann.
- (3) die Richtung der rotierenden Welle des Auswahlventils wird
mit der Strömungsrichtung
der Ansaugluft identisch gehalten, wodurch der Ansaugwiderstand
aufgrund des Öffnens
oder Schließens
des Auswahlventils verringert werden kann.
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Die Wirkungen jedes Auswahlventils
während
des Steuerbetriebs sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt: Tabelle
1
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Gemäß Darstellung in Tabelle 1
werden das erste Auswahlventil 11 und das zweite Auswahlventil 12 in
der Luftansauganordnung des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung
abhängig
von der Umdrehungsdrehzahl des Motors gesteuert, wodurch das zweite
Auswahlventil 12 in einen offenen Zustand gebracht wird. Dadurch
werden der erste Ansaugluftkanal 5a und der zweite Ansaugluftkanal 5b miteinander
in Verbindung gebracht, um die Länge
der Trennwand zu verkürzen,
und dadurch die Spitze des Volumenwirkungsgrades zu der Resonanzsynchronisierten
Umdrehungsdrehzahl in dem Mitteldrehzahlbereich zu verschieben.
Diese Prozedur kann einen Abfall im Volumenwirkungsgrad selbst in
dem Drehzahlbereich verhindern, in welchem der Volumenwirkungsgrad
bisher abgefallen ist, nämlich
selbst in dem Mitteldrehzahlbereich. Somit kann ein hoher Volumenwirkungsgrad
in dem Niedrigdrehzahlbereich bis zu dem hohen Drehzahlbereich durch Öffnen oder Schließen des
ersten Auswahlventils 11 und des zweiten Auswahlventils 12 erreicht
werden.
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Wie es aus 4 zu ersehen ist, können die Spitzen von drei unterschiedlichen
Volumenwirkungsgradkennlinien, die dem Resonatoreffekt und dem Trägheitseffekt
in Bezug auf die Motordrehzahl zugeordnet sind, durch Kombination
der Öffnung
und Schließung
des ersten Auswahlventils 11 mit der Öffnung oder Schließung des
zweiten Auswahlventils 12 kombiniert werden. Somit kann
der herkömmliche
deutliche Abfall im Volumenwirkungsgrad in dem Mitteldrehzahlbereich
unterdrückt
werden, so daß man
einen hohen Volumenwirkungsgrad über
den Bereich von dem Niedrigdrehzahlbereich bis zu dem Hochdrehzahlbereich
erhält. Derzeit
kann eine Einstellung so vorgenommen werden, daß die Spitze des Volumenwirkungsgrades
in dem Mitteldrehzahlbereich bei einer geeigneten Motordrehzahl
auftritt. Ferner können
die entsprechenden Auswahlventile bei Umdrehungsdrehzahlen umgeschaltet
werden, welche den Schnittpunkten der entsprechenden Volumenwirkungsgrad-Kennlinien
(d.h. ➀, ➁ von 4)
entsprechen. Durch Ausführen
dieser Maßnahmen
kann der Abfall im Volumenwirkungsgrad in dem Mitteldrehzahlbereich
minimiert werden.
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Wie vorstehend erwähnt, verbessert
die Luftansauganordnung des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung
den Volumenwirkungsgrad der entsprechenden Zylinder durch den Resonatoreffekt
während
des Niedrigdrehzahlbetriebs und des Mitteldrehzahlbetriebs des Motors
und verbessert den Volumenwir kungsgrad der entsprechenden Zylinder
durch den Trägheitseffekt
während
des Hochdrehzahlbetriebs des Motors. Dieses macht die Anordnung
des Luftansaugsystems relativ einfach und verkleinert somit den
Motor.
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Wegen der relativ einfachen Konfiguration
kann ferner die Querschnittsfläche
des ersten Ansaugluftkanals und des zweiten Ansaugluftkanals, wenn
sie durch das zweite Verbindungselement in Verbindung gebracht werden,
größer als
die Querschnittsfläche
des ersten Ansaugluftkanals und des zweiten Ansaugluftkanals gemacht
werden, wenn diese durch das zweite Verbindungselement aus der Verbindung
gebracht werden. Somit erweitert sich der Bereich der Abstimmung
und der Freiheitsgrad für
die Auslegung erhöht
sich.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
in der vorstehenden Weise beschrieben worden ist, dürfte es
sich verstehen, daß die
Erfindung nicht dadurch beschränkt
ist, sondern in vielerlei Weise variiert werden kann. Derartige
Varianten sind nicht als eine Abweichung von dem Schutzumfang der
Erfindung zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen, welche
für einen
Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, sollen innerhalb
des Schutzumfangs der beigefügten
Ansprüche
mit eingeschlossen sein.