DE19856309A1 - Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einem Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem im Zylinderkopf 1 angeordneten Einlaßventil 2 pro Zylinder, mit einem zu dem wenigstens einen Einlaßventil 2 führenden Einlaßkanal 3, an dem sich an der saugseitigen Gehäusewand des Zylinderkopfes 1 wenigstens ein mittels eines Flansches 5 befestigter Luftansaugkanal 6, 6', 6'' anschließt, und wenigstens einem innerhalb des Einlaßkanals 3 angeordneten Leitelements 9, 9' zur Beeinflussung der Luftströmung, wird vorgeschlagen, daß das Leitelement 9, 9' den Einlaßkanal 3 im wesentlichen senkrecht zur Hochachse des Zylinderkopfes 1 schneidet und auf einem Lagerelement 8, 8' gelagert ist, das in der Ebene des Flansches 5 liegt. Vorschlagsgemäß wird innerhalb der Zylinder der Brennkraftmaschine eine für die Gemischaufbereitung günstige tumbleförmige Frischluftströmung erzielt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einlaßkanalsystem für eine Brenn­ kraftmaschine mit wenigstens einem im Zylinderkopf angeordneten Einlaß­ ventil pro Zylinder, mit einem zu dem wenigstens einen Einlaßventil führen­ den Einlaßkanal, an dem sich an der saugseitigen Gehäusewand des Zylin­ derkopfes wenigstens ein mittels eines Flansches befestigter Luftansaugka­ nal anschließt, und mit wenigstens einem innerhalb des Einlaßkanals ange­ ordneten Leitelement zur Beeinflussung der Luftströmung.

Ein gattungsgemäßes Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift DE 38 36 550 C2 bekannt. Dieses Einlaßkanalsystem weist eine Klappe zum Verschließen eines Zweigs des sich verzweigenden Einlaßkanals auf, wobei die Klappe mit einer weitgehend parallel zur Hoch­ achse des Zylinderkopfes verlaufenden Klappenwelle verbunden ist, die in der Aufnahmenut des Anschlußflansches eines Luftansaugrohres schwenk­ bar gelagert ist. Befindet sich die Klappe in Schließstellung, so verengt sich der Einlaßkanal in Richtung des offenen Zweigs des sich verzweigenden Einlaßkanals.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 30 39 774 A1 eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei in deren Einlaßkanal ein Strömungsleitmittel zur Erzeugung eines Dralls vorgesehen ist, welches zwischen zwei Stellungen, die eine im wesentlichen exzentrische, drallbehaftete Anströmung des Einlaßventils oder eine im wesentlichen zentrische, drallarmere Anströmung des Einlaßventils bewirken, verstellbar ist. Das Strömungsleitmittel ist mit einer parallel zur Hochachse des Zylinderkopfes verlaufenden Lagerachse verbunden, die an der Seitenwand des angeflanschten Ansaugkanals angeordnet ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine zu konzipieren, das es ermöglicht, aus der durch den Einlaßkanal geführten Frischluftströmung eine Tumbleströmung zu generieren.

Die Aufgabe wird gelöst, indem das Leitelement, das den Einlaßkanal im wesentlichen senkrecht zur Hochachse des Zylinderkopfes schneidet, auf ei­ nem Lagerelement gelagert ist, das in der Ebene des Flansches liegt. Da das Leitelement bzw. das Lagerelement den Einlaßkanal schneidet, wird die im Einlaßkanal befindliche Luftströmung in zwei Teilströme unterteilt, und da das Leitelement dabei senkrecht zur Hochachse des Zylinderkopfes verläuft, wird aus den beiden Teilströmen eine effektive Tumbleströmung generiert, die innerhalb des Zylinders der Brennkraftmaschine zu einer erhöhten La­ dungsbewegung führt. Dabei kann das Leitelement auf einfache Weise in der Ebene des Flansches fixiert werden, wozu dort lediglich eine Aufnahme­ nut für das Lagerelement vorzusehen ist. Beim Befestigen des Luftansaug­ kanals an der saugseitigen Gehäusewand des Zylinderkopfes wird das La­ gerelement fixiert und das Leitelement somit in seiner vorgesehenen Position innerhalb des Einlaßkanals gehalten.

Bevorzugt ist das Lagerelement des Leitelements im mittleren Bereich des Einlaßkanals angeordnet, so daß das langgestreckte Leitelement den Ein­ laßkanal in einen etwa gleich großen oberen und unteren Teil unterteilt, was für die Ausbildung der tumbleförmigen Strömung ideal ist.

Im Hinblick auf die Herstellungskosten ist es besonders vorteilhaft, das La­ gerelement und das Leitelement als einstückiges Bauteil auszubilden. Somit kann das Lagerelement auch einfach mittels seitlich am Leitelement ange­ formter Lagerstummel dargestellt werden.

Aus Stabilitätsgründen sollte das Leitelement mit wenigstens einer Rippe versehen sein, die senkrecht am Leitelement angeformt ist. Schneidet das Leitelement den Einlaßkanal außermittig, so sollte diese Rippe in Richtung zu dem unteren kleineren Teil des Einlaßkanals weisen, damit die Rippe in­ nerhalb dieses Teils, der bezüglich unerwünschter Turbulenzen anfälliger ist als der obere größere Teil, als zusätzliches Führungselement wirkt.

Damit der Frischluftströmung an der Abstromseite des Leitelements eine günstige Richtungskomponente gegeben werden kann, ist das langge­ streckte Leitelement an seinem freien Ende in Richtung zu der von dem Einlaßventil beherrschten Einlaßöffnung hin geschwungen ausgebildet.

Weist das Leitelement an seinem freien Ende eine Aussparung für den Schaft des Einlaßventils auf, so kann die Frischluftströmung bis unmittelbar vor das Einlaßventil geleitet bzw. geführt werden, ohne daß es dabei vor dem Einlaßventil zu einer Störung der sich im Einlaßkanal ausbildenden Strömungsverhältnisse kommt.

Damit das Leitelement innerhalb des Einlaßkanals auch zuverlässig in seiner vorgesehenen Position fixiert wird, sind am Leitelement selbst oder an der Innenwandung des Einlaßkanals Haltenasen vorgesehen. Während durch die Aufnahmenut für das Lagerelement eine Vorjustierung erfolgt, kann durch die Haltenasen eine Feinjustierung des Leitelements erfolgen.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung verzweigt sich der Ein­ laßkanal, wobei pro Zweig des Einlaßkanals jeweils ein Leitelement vorge­ sehen ist. Bei dieser Ausführungsform können sich die pro Zweig vorgese­ henen Leitelemente zumindest teilweise überdecken und mittels eines zu­ sätzlichen Verbindungselements aneinander fixiert werden. Dieses Verbin­ dungselement sollte in ein Langloch greifen, damit zwei vormontierte Leit­ elemente nacheinander in die Zweige des Einlaßkanals einschiebbar sind.

Ist stromauf des Leitelements im Luftansaugkanal ein Schaltelement ange­ ordnet, so kann die Frischluftströmung noch stärker beeinflußt werden. Zweckmäßig ist durch das Schaltelement ein Teil, zum Beispiel der untere Teil des Einlaßkanals verschließbar. Und besonders zweckmäßig sind die Luftansaugkanäle unterschiedlich lang ausgebildet und gehören zu einem Saugrohr, wobei einer der Luftansaugkanäle mittels des Schaltelements ver­ schließbar ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungsfigu­ ren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht des Einlaßkanalsystems gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine zweite, entlang der Linie II-II geschnittene Ansicht des Einlaßkanalsystems aus Fig. 1;

Fig. 3 eine dritte geschnittene Ansicht des Einlaßkanalsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 eine entlang der Linie IV-IV geschnittene Ansicht des Ein­ laßkanalsystems aus Fig. 3; und

Fig. 5 eine weitere geschnittene Ansicht des Einlaßkanalsystems gemäß einer dritten Ausführungsform.

Das erfindungsgemäße Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine ist mit zwei im Zylinderkopf 1 angeordneten Einlaßventilen 2 pro Zylinder dar­ gestellt.

Innerhalb des Zylinderkopfes 1 sind eine Anzahl von Einlaßkanälen 3 ange­ ordnet, die zu den von den Einlaßventilen 2 beherrschten Einlaßöffnungen 4 führen. Stromauf der Einlaßkanäle 3 ist an der Gehäusewand des Zylinder­ kopfes 1 der Flansch 5 eines Luftansaugkanals 6 befestigt. Im Flansch 5 des Luftansaugkanals 6 ist in einer Aufnahmenut 7 das gummibeschichtete La­ gerelement 8, 8' eines langgestreckten Leitelements 9, 9' gelagert, welches den Einlaßkanal 3 in zwei etwa gleich große Teile, nämlich einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt. Da das Lagerelement 8, 8' zur Hochachse des Zylinderkopfes 1 senkrecht angeordnet ist und den Einlaßkanal 3 etwa mittig schneidet, bewirkt das Leitelement 9, 9' im Zylinder der Brennkraftma­ schine eine tumbleförmige Verwirbelung der angesaugten Frischluftströ­ mung.

Das Lagerelement 8, 8' und das Leitelement 9, 9' sind in den dargestellten Ausführungsformen der Erfindung jeweils als ein einteiliges Bauteil ausgebil­ det, das durch die Montage des Flansches 5 des Luftansaugkanals 6, 6', 6" an den Zylinderkopf 1 in einer vorbestimmten Position innerhalb des Einlaß­ kanals 3 fixiert wird. Es ist jedoch auch denkbar, das Leitelement 9, 9' inner­ halb des Einlaßkanals 3 entlang des Einlaßkanals 3 verschiebbar zu lagern, um den Abstand zwischen seinem freien Ende 10, 10' und dem Einlaßventil 2 variieren zu können.

In der ersten Ausführungsform weist das Leitelement 9 bzw. 9' eine nach unten weisende, sich zu seinem freien Ende 10 bzw. 10' hin verjüngende Rippe 11 auf, so daß das Leitelement 9, 9' im Querschnitt T-förmig ausgebil­ det ist. Zudem sind zur Positionierung des Leitelements 9, 9' innerhalb des Einlaßkanals 3 an dem Leitelement 9, 9' oder an der Innenwandung 12 des Einlaßkanals 3 zwei Haltenasen 13 vorgesehen. Zur Verstärkung des Tum­ bleeffekts ist dort innerhalb des Luftansaugkanals 6 ein Schaltelement 14 vorgesehen, welches den unteren Teil des Einlaßkanals 3 quasi verschlie­ ßen kann.

In der zweiten Ausführungsform verzweigt sich der Einlaßkanal 3 in zwei Zweige 15, 15', die zu den beiden Einlaßventilen 2 pro Zylinder führen. Da­ bei sind innerhalb des Einlaßkanals 3 zwei Leitelemente 9, 9' angeordnet, deren Lagerelemente 8 in zwei Aufnahmenuten 7 im Flansch 5 des Luftan­ saugkanals 6 benachbart zueinander gelagert sind. Jedes der beiden Leit­ elemente 9, 9' reicht in einen der Zweige 15, 15' des Einlaßkanals 3 hinein, wobei sie sich im Bereich vor der Verzweigung teilweise überdecken. An den freien Enden 10, 10' der Leitelemente 9, 9' ist dort zudem jeweils eine Aus­ sparung 16, 16' für den Schaft 17 der Einlaßventile 2 vorgesehen.

Und in der dritten Ausführungsform ist dem Einlaßkanal 3 ein Saugrohr 18 vorgeschaltet, wobei die Leitelemente 9, 9' die Verlängerung einer innerhalb des Saugrohres 18 angeordneten Trennwand 19 darstellen. Diese Trenn­ wand unterteilt das Saugrohr 18 in einen unteren kurzen Luftansaugkanal 6' und in einen oberen langen Luftansaugkanal 6", die jeweils von einem Sammelraum 20 ausgehen und sich bis zum Einlaßkanal 3 des Zylinder­ kopfes 1 erstrecken. Dabei ist der untere kurze Luftansaugkanal 6' mittels eines Schaltelements 14' verschließbar, so daß im unteren bis mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine nur der obere lange Luftansaugka­ nal 6" des Saugrohres 18 geöffnet ist, während im mittleren bis oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine der untere kurze Luftansaugkanal 6' sowie der obere lange Luftansaugkanal 6" des Saugrohres 18 geöffnet sind. Auch bei dieser Ausführungsform unterstützt das Schaltelement 14' die tumbleförmige Verwirbelung der angesaugten Frischluftströmung.

Claims (12)

1. Einlaßkanalsystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem im Zylinderkopf (1) angeordneten Einlaßventil (2) pro Zylinder, mit einem zu dem wenigstens einen Einlaßventil (2) führenden Einlaßkanal (3), an den sich an der saugseitigen Gehäusewand des Zylinderkopfes (1) wenigstens ein mittels eines Flansches (5) befestigter Luftansaug­ kanal (6, 6', 6") anschließt, und wenigstens einem innerhalb des Einlaßkanals (3) angeordneten Leite­ lement (9, 9') zur Beeinflussung der Luftströmung, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement (9, 9') den Einlaßkanal (3) im wesentlichen senkrecht zur Hochachse des Zylinderkopfes (1) schneidet und auf einem La­ gerelement (8, 8') gelagert ist, das in der Ebene des Flansches (5) liegt.

2. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (8, 8') im mittleren Bereich des Einlaßkanals (3) an­ geordnet ist.

3. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (8, 8') und das Leitelement (9, 9') als einstücki­ ges Bauteil ausgebildet sind.

4. Einlaßkanalsystem nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Leitelement (9, 9') mit wenigstens einer Rippe (11) versehen ist.

5. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Leitelement (9, 9') an seinem freien Ende (10, 10') in Richtung zu der von dem Einlaßventil (2) beherrschten Einlaß­ öffnung (4) im Zylinderkopf (1) leicht geschwungen ausgebildet ist.

6. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Leitelement (9, 9') an seinem freien Ende (10, 10') eine Aussparung (16, 16') für den Schaft (17) des Einlaßventils (2) aufweist.

7. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Leitelement (9, 9') innerhalb des Einlaßkanals (3) verschiebbar gelagert ist.

8. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Positionierung des Leitelements (9, 9') am Leitelement (9, 9') selbst oder an der Innenwandung (12) des Einlaßka­ nals (3) Haltenasen (13) vorgesehen sind.

9. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaßkanal (3) sich verzweigt, wobei pro Zweig (15, 15') jeweils ein Leitelement (9, 9') vorgesehen ist.

10. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die pro Zweig (15, 15') vorgesehenen Leitelemente (9, 9') zumin­ dest teilweise überdecken.

11. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß stromauf des Leitelements (9, 9') im Luftansaugka­ nal (6) ein Schaltelement (14) angeordnet ist.

12. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftansaugkanäle (6', 6") unterschiedlich lang ausgebildet sind und zu einem Saugrohr (18) gehören, wobei einer der Luftansaugkanäle (6') mittels eines Schaltelements (14') verschließbar ist.