DE19940617A1

DE19940617A1 - Ansaugkrümmer für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19940617A1
Application number: DE1999140617
Authority: DE
Inventors: Didier Vest
Original assignee: Renault SA
Current assignee: Renault SA
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2000-03-30
Also published as: FR2783567B1; FR2783567A1

Abstract

Der Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der einen Körper (2) mit einer seitlichen Eingangsöffnung (6) und mehreren Saugrohren (3) zur Versorgung der entsprechenden, im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanäle umfaßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß dieser Körper (2) eine vorgelagerte Kammer (5) und eine nachgelagerte Kammer (4) umfaßt, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden, wobei diese Kammern durch eine längliche Öffnung (7) mit angepaßtem Querschnitt miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ansaugkrümmer für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren, die vor allem für Kraftfahrzeuge oder Straßenfahrzeuge bestimmt sind. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Ansaugkrümmer, der geeignet ist, um die Verteilung der Verbrennungs gase zu den verschiedenen Zylindern des Motors zu optimieren.

Der Ansaugkrümmer eines Mehrzylinder- Verbrennungsmotors, auch "Verteiler" genannt, ist klassischerweise ein Anbauteil, das am Zylinderkopf des Motors montiert wird. Dieses Teil hat die Funktion, den Ausgang der Drosselklappe (bei einem Motor mit gesteuerter Zündung) oder den Ausgang des Luftfilters (bei Motoren mit Kompressionszündung und ohne Drosselklappe) mit dem Eingang der verschiedenen, im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanäle zu verbinden.

Ein Ansaugkrümmer besteht klassischerweise aus einem einteiligen Körper, der durch Formguß hergestellt wird und am Zylinderkopf des Motors montiert wird. Dieser Körper umfaßt allgemein ein Einlaßrohr, das in einer Verteilerkammer großer Kapazität mündet, auch Ansaugluftkammer genannt, wobei von dieser Verteilerkammer mehrere Saugrohre ausgehen, die jeden Brennraum des Motors mit Verbrennungsluft versorgen.

Die Verbesserung der Motorleistungen, vor allem hinsichtlich des Umweltschutzes, des Verbrauchs und der Leistung, setzt die extrem präzise Regelung der Menge der Verbrennungsgase voraus, die in jeden der Zylinder gelangt.

Deshalb ist es besonders wichtig, jeden Zylinder des Motors bezüglich der Temperatur, des Drucks und der Zusammensetzung der Verbrennungsgase auf identische Weise zu versorgen, vor allem, wenn eine Versorgung mit Sekundärgasen vorhanden ist: Abgas (AGR), Benzindämpfe (Tankrohr), Kurbelwellengehäusegase usw.

Der Ansaugkrümmer muß also die möglichst einheitliche Versorgung der verschiedenen Zylinder mit den ihn durchströmenden Gasen gewährleisten. Heute sind im wesentlichen zwei Typen von Ansaugkrümmern bekannt: Ansaugkrümmer mit axialem Einlaß, bei denen der Lufteintritt senkrecht zum Zylinderkopf erfolgt, quer zur Symmetrieebene der Saugrohre, und Ansaugkrümmer mit seitlichem Einlaß, bei denen der Lufteintritt schräg zur Längsachse des Zylinderkopfs oder sogar parallel dazu erfolgt.

Die Ansaugkrümmer mit axialem Einlaß gewährleisten eine gute Verteilung der Gase unter den Zylindern, haben aber den Nachteil, daß sie viel Volumen beanspruchen und daher in modernen Fahrzeugen, bei denen der Raum unter der Motorhaube begrenzt ist, schwer unterzubringen sind.

Die Ansaugkrümmer mit seitlichem Einlaß haben eine geringeres Volumen und bieten dadurch mehr Flexibilität hinsichtlich ihres Einbaus in einem Fahrzeug, doch haben sie den Nachteil aufzuweisen, daß sie aufgrund der mehr oder weniger starken Krümmung, welcher der Gasstrom ausgesetzt ist, eine asymmetrische Verteilung der Gase bewirken.

Außerdem ist es notwendig, die Ausgänge der diversen Sekundärgaskreise, die an den Ansaugkrümmer angeschlossen sind (AGR, Tankrohr, Kurbelwellengehäusegase oder Blowby-Gase usw.), mit Verteilungsvorrichtungen zu versehen, die je nach Typ des Ansaugkrümmers mehr oder weniger komplex sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile zu vermeiden und einen Ansaug krümmer für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der, auf einfache Weise sowohl eine einheitliche Verteilung der Ansauggase zu den Zylindern des Motors als auch einen beschränkten Raumbedarf ermöglicht.

Der erfindungsgemäße Ansaugkrümmer für Mehrzylinder- Verbrennungsmotoren umfaßt einen Körper mit einer seitlichen Einlaßöffnung und mehreren Saugrohren, die mit den entsprechenden im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanälen verbunden sind.

Der erfindungsgemäße Ansaugkrümmer für Mehrzylinder- Verbrennungsmotoren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine vorgelagerte Kammer und eine nachgelagerte Kammer umfaßt, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden, wobei diese Kammern durch eine längliche Öffnung mit angepaßtem, reduziertem Querschnitt miteinander verbunden sind.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die in Richtung des Gastroms abwärts gelegene Kammer sich ungefähr über die gesamte Länge des Zylinderkopfs des Motors erstreckt und direkt mit den Saugrohren verbunden ist.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die Öffnung den Eingängen der Saugrohre gegenüberliegt.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die in Richtung des Gastroms aufwärts gelegene Kammer einen Querschnitt hat, der von der kreisförmigen Eingangsöffnung bis zu einem länglichen Querschnitt, der sich parallel zur nachgelagerten Kammer erstreckt, gekrümmt verläuft.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines rechteckigen Schlitzes hat.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines dreieckigen Schlitzes hat.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung in der Nähe ihres Zentrums eine maximale Breite hat.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines rhombusförmigen Schlitzes hat.

Die Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung ihrer verschiedenen Ausführungsformen verständlicher, die beispielhaft und nicht erschöpfend sind und unter Bezugnahme auf die Figuren im Anhang erläutert werden, wobei:

Die Fig. 1 eine partielle Draufsicht des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Verbrennungs motoren ist;
die Fig. 2 eine Schnittansicht des Ansaugkrümmers entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist;
die Fig. 3a, 3b und 3c Schnittansichten des Ansaugkrümmers entlang der Linie III-III in Fig. 2 sind, und dies für drei Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers.

Um das Lesen der Zeichnungen zu erleichtern, sind gleiche Teile in jeder Zeichnung mit den gleichen Bezugsnummern versehen. Außerdem wurden nur die Teile dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.

Fig. 1 zeigt einen Ansaugkrümmer 1, der für einen Verbrennungsmotor mit vier Reihenzylindern (mit gesteuerter Zündung oder mit Kompressionszündung) bestimmt ist, mit dem zum Beispiel ein Kraftfahrzeug ausgestattet wird. Selbstverständlich kann dieser Ansaugkrümmer für Motoren mit beliebiger Zylinderzahl verwendet werden.

Der Ansaugkrümmer 1 wird vorteilhafterweise durch Formguß hergestellt und besteht entweder aus Aluminiumlegierung oder aus Kunststoff. Er umfaßt einen länglichen Körper 2 mit einer Lufteintrittsöffnung 6, die seitlich angeordnet ist. Dieser Körper 2 wird durch vier identische Saugrohre 3 verlängert, die parallel zueinander verlaufen.

Die Lufteintrittsöffnung 6 ist bei einem Motor mit gesteuerter Zündung zum Anschluß an eine Drosselklappe bestimmt, oder, bei einem Motor mit Kompressionszündung, zum Anschluß direkt oder über einen Schlauch an den Luftfilter. Die Saugrohre 3 werden auf dem Zylinderkopf des Motors befestigt, der nicht dargestellt ist, und liegen den in diesem Zylinderkopf ausgesparten Ansaugkanälen zur Versorgung der verschiedenen Zylinder gegenüber.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß im Körper 2 zwei getrennte Hohlräume oder Kammern untergebracht sind, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden. Die in Richtung des Gastroms aufwärts gelegene Kammer oder die Verteilerkammer 5 verläuft in der Verlängerung des Eingangs 6, und die in Richtung des Gastroms abwärts gelegene Kammer 4, auch Ansaugluftkammer genannt, ist mit den Saugrohren 3 verbunden.

Die Ansaugluftkammer wird durch eine Kammer 4 von ungefähr parallelflächiger Form gebildet, die sich praktisch auf der gesamten Länge des Zylinderkopfs des zugehörigen Motors erstreckt. Der ungefähr rechteckige Querschnitt der Ansaugluftkammer 4 wird nur als Beispiel gegeben; diese Ansaugluftkammer kann auch einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Von dieser Ansaugluftkammer 4 gehen die vier Saugrohre 3 aus, die auf deren ganzen Länge in Abständen verteilt sind. Die Abmessungen dieser Ansaugluftkammer sind so an die Eigenschaften des Motors angepaßt, an welchen der Ansaugkrümmer 1 montiert werden soll, daß die gewünschte akustische Resonanz erhalten wird.

Die Ansaugluftkammer wird von der in Richtung des Gastroms aufwärts gelegenen, Verteilerkammer genannten Kammer 5 aus über einen Schlitz 7 mit dem Ansauggas versorgt, der den Eingängen der Saugrohre 3 gegenüber liegt und sich praktisch auf der ganzen Länge der Ansaugluftkammer erstreckt.

Die Verteilerkammer 5 stellt die Verbindung zwischen der Gaseintrittsöffnung 6 und der Ansaugluftkammer 4 her. Der oder die verschiedenen Sekundärgaskreise wie vor allem die Abgasrückführung (AGR) münden direkt in diese Kammer, vorzugsweise in der Nähe des Endes 6, zum Beispiel durch die Öffnung 8.

Diese Verteilerkammer 5 weist einen Querschnitt auf, der von der von der kreisförmigen Öffnung 6 bis zu einem länglichen Querschnitt, der sich parallel zur nachgelagerten Kammer 4 erstreckt, gekrümmt verläuft. Die Aufgabe dieser Kammer 5 ist es, den Strom der Gase, die senkrecht zu den Saugrohren 3 eintreten, auf letztere auszurichten.

Das Vorhandensein dieses Schlitzes 7 in Verbindung mit der Formgebung der Verteilerkammer 5 und der Ansaugluftkammer 4 ermöglicht es zugleich, die Ansauggase zu beschleunigen, um deren Vereinheitlichung zu verbessern, die Gase auf der gesamten Länge des Ansaugluftkammer 4 zu verteilen und sie in Richtung der Saugrohre 3 auszurichten.

Der Querschnitt und die Form des Schlitzes 7 sind natürlich an die Eigenschaften des Motors angepaßt, für den der Ansaugkrümmer 1 bestimmt ist, und so beschaffen, daß die Durchlässigkeit der Ansaugleitung nicht beeinträchtigt wird.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen drei mögliche Formen, die dem Schlitz 7 gegeben werden können.

Der Schlitz 71 rhombusförmigen Typs, der in Fig. 3a gezeigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Breite von den Längsenden zu Mitte hin zunimmt, wo die Breite maximal ist. Diese rhombusförmige Konfiguration des Schlitzes 71 ermöglicht es, die Zone mit maximalem Durchsatz auf das Zentrum der Ansaugluftkammer 4 zu konzentrieren, wodurch die Gasverteilung zwischen den Saugrohren 3 im Rahmen des wechselnden Arbeitsspiels eines Viertaktmotors verbessert wird.

Der Schlitz 72 dreieckigen Typs, der in Fig. 3b gezeigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Breite von dem Längsende, das der Eintrittsöffnung 6 am nächsten liegt, zum anderen Längsende hin abnimmt. Diese dreieckige Konfiguration des Schlitzes 72 ermöglicht es, den Durchlaßquerschnitt der Gase an jenem Ende der Ansaugluftkammer zu erhöhen, wo der Gasstrom den stärksten Krümmungsradius aufweist, und dadurch die Wirkung der Zentrifugalkraft zu begrenzen, die dazu neigt, die Gase am anderen Ende der Ansaugluftkammer zu konzentrieren, das der Eintrittsöffnung 6 der Gase gegenüberliegt.

Der Schlitz 73 rechteckigen Typs, der in Fig. 3c gezeigt wird, bietet schließlich der Vorteil einer großen Einfachheit und einer starken Beschleunigung der Gase.

Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform, die nur beispielhaft gegeben wurde.

Im Gegenteil, die Erfindung umfaßt alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie deren Kombinationen, wenn diese in ihrem Geiste durchgeführt werden.

Claims

1. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor, der einen Körper (2) mit einer seitlichen Eingangsöffnung (6) und mehrere Saugrohre (3) zur Versorgung der entsprechenden, im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanäle umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) eine vorgelagerte Kammer (5) und eine nachgelagerte Kammer (4) aufweist, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden, wobei diese Kammern durch eine längliche Öffnung (7) mit angepaßtem, reduziertem Querschnitt miteinander verbunden sind.

2. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung des Gastroms abwärts gelegene Kammer (4) sich ungefähr über die ganze Länge des Zylinderkopfs des Motors erstreckt und direkt mit den Saugrohren (3) verbunden ist.

3. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (7) den Eingängen der Saugrohre (3) gegenüberliegt.

4. Ein Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung des Gastroms aufwärts gelegene Kammer (5) einen Querschnitt aufweist, der von der kreisförmigen Eingangsöffnung (6) bis zu einem länglichen Querschnitt, der sich parallel zur nachgelagerten Kammer (4) erstreckt, gekrümmt verläuft.

5. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Öffnung (7) die Form eines rechteckigen Schlitzes (73) hat.

6. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Öffnung (7) die Form eines dreieckigen Schlitzes (72) hat.

7. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Öffnung (7) in der Nähe ihres Zentrums eine maximale Breite hat.

8. Ansaugkrümmer (1) für einen Mehrzylinder- Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Öffnung (7) die Form eines rhombusförmigen Schlitzes (71) hat.