DE10026358B4

DE10026358B4 - Brennkraftmaschine mit Sauganlage

Info

Publication number: DE10026358B4
Application number: DE10026358A
Authority: DE
Inventors: Stefan Biba
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2000-05-27
Filing date: 2000-05-27
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2020-05-28
Also published as: DE10026358A1; WO2001092698A1

Abstract

Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Zylinderbank (2), die eine gerade Anzahl an Zylindern (3) aufweist, und mit einer Sauganlage (4) zur Frischluftversorgung,
– wobei die Sauganlage (4) einen Luftsammler (5) aufweist, der für jeden Zylinder (3) einer Zylinderbank (2) ein separates Saugrohr (6) aufweist, das den Luftsammler (5) mit dem jeweils zugeordneten Zylinder (3) verbindet,
– wobei der Luftsammler (5) in zwei Sammlerhälften (7, 8) unterteilt ist, denen jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern (3) zugeordnet ist,
– wobei im Luftsammler (5) ein steuerbares Resonanzabsperrorgan (9) angeordnet ist, das eine Verbindung zwischen den Sammlerhälften (7, 8) in einer Offenstellung öffnet und in einer Schließstellung schließt,
– wobei ein Resonanzrohr (10) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander verbindet und das an eine Luftzuführungsleitung (11) angeschlossen ist,
– wobei mindestens ein Übersprechrohr (13) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander...

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Zylinderbank, die eine gerade Anzahl an Zylindern aufweist, und mit einer Sauganlage zur Frischluftversorgung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Leistung einer Brennkraftmaschine hängt von der ihren Zylindern zugeführten Frischluftmenge ab. Eine Erhöhung der Frischluftmenge führt zu einer Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine, wobei gleichzeitig auch das Drehmoment der Brennkraftmaschine ansteigt.

Aus der EP 0 643 205 B1 ist ein Luftansaugsystem für eine zweireihige Brennkraftmaschine bekannt. Die Zylinder einer Reihe oder Zylinderbank sind jeweils mit separaten Saugrohren an einen dieser Zylinderreihe zugeordneten Resonanzbehälter angeschlossen. Zwischen den beiden Resonanzbehältern verläuft ein Verbindungsrohr, in das Frischluft einströmt und welches ein Absperrorgan aufweist. Hierdurch wird ein Zweikammer-Resonanzsystem ausgebildet, das eine Vergrößerung der zugeführten Frischluftmenge ermöglicht. Um die Frischluftmenge in einem möglichst großen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zu erhöhen, wird jedem Zylinder außerdem ein Resonanzrohr zugeordnet, welches sich von dem Resonanzbehälter der jeweiligen Zylinderreihe zu einem Behälter erstreckt, der allen Resonanzrohren gemeinsam ist. Auch dieser Behälter besitzt einen Frischlufteintritt. In einem der einer Zylinderreihe zugeordneten Resonanzrohre ist ein steuerbares Absperrorgan angeordnet. Durch diese Maßnahmen werden verschiedene Resonanzsysteme zur Verfügung gestellt, die bei unterschiedlichen Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine durch entsprechende Betätigungen der Absperrorgane die Aufladung der Zylinder unterstützen. Mit Hilfe dieser relativ aufwendigen Maßnahmen kann ein gleichmäßiger, auf hohem Niveau liegender Drehmomentverlauf ohne spürbare Einbrüche gewährleistet werden.

Aus der JP 3-286 130 A ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Sauganlage zur Frischluftversorgung sowie eine Zylinderbank besitzt, die eine gerade Anzahl an Zylindern aufweist. Die Sauganlage umfasst einen Luftsammler, der für jeden Zylinder einer Zylinderbank ein separates Saugrohr aufweist, das den Luftsammler mit dem jeweils zugeordneten Zylinder verbindet. Der Luftsammler ist in zwei Sammlerhälften unterteilt, denen jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern zugeordnet ist. Im Luftsammler ist ein steuerbares Resonanzabsperrorgan angeordnet, das eine Verbindung zwischen den Sammlerhälften in einer Offenstellung öffnet und in einer Schließstellung schließt. Desweiteren ist ein Resonanzrohr vorgesehen, das die beiden Sammlerhälften miteinander verbindet und das an eine Luftzuführungsleitung angeschlossen ist. Ein Übersprechrohr verbindet die beiden Sammlerhälften miteinander, wobei im Übersprechrohr steuerbare Zusatzabsperrmittel angeordnet sind, die einen Öffnungsquerschnitt des Übersprechrohrs in einer Offenstellung öffnen und in ei ner Schließstellung schließen. Das Übersprechrohr und das Resonanzrohr sind so dimensioniert, dass sie für Luftschwingungen unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen. Die steuerbaren Zusatzabsperrmittel sind bei der bekannten Brennkraftmaschine durch zwei Zusatzabsperrorgane gebildet, die jeweils an den Enden des Übersprechrohrs im Mündungsbereich zu den Sammlerhälften angeordnet sind. Der Aufwand zur Realisierung dieser beiden Zusatzabsperrorgane an den Enden des Übersprechrohrs ist dabei relativ groß.

Aus der JP 3-286 131 A sind weitere Varianten für derartige Brennkraftmaschinen bekannt, wobei allen Varianten gemeinsam ist, dass die Übersprechrohre jeweils zwei Zusatzabsperrorgane enthalten, die an den Rohrenden im Bereich ihrer Einmündung in die jeweiligen Sammlerhälften angeordnet sind. Dementsprechend ist auch hier der Aufwand zur Realisierung dieser Brennkraftmaschinen relativ groß.

Die US 4,977,865 zeigt eine andere Brennkraftmaschine, die zwei Zylinderbänke aufweist sowie eine Sauganlage besitzt. Bei dieser Brennkraftmaschine verfügt die Sauganlage über keine Übersprechrohre, die eine zusätzliche Kommunikation zwischen den Sammlerhälften ermöglichen könnten. Jedoch gehen von jedem einzelnen Saugrohr separate Abzweigungsleitungen aus, wobei die einer Zylinderbank zugeordneten Abzweigungsleitungen über ein gemeinsames Sammelvolumen miteinander kommunizieren, wenn entsprechende Absperrorgane geöffnet sind, und voneinander getrennt sind, wenn diese Absperrorgane geschlossen sind. Dabei ist jeder dieser Abzweigungslei tungen ein eigenes Absperrorgan zugeordnet, das im Bereich der Einmündung in das Sammelvolumen angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine eine Ausführungsform anzugeben, bei der die Sauganlage einen relativ einfachen Aufbau aufweist und dennoch möglichst im gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine Steigerung der Frischluftmenge ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, parallel zu einem Resonanzrohr, das beide Sammlerhälften eines einer Zylinderbank zugeordneten Luftsammlers miteinander verbindet, ein Übersprechrohr anzuordnen, das ebenfalls die beiden Sammlerhälften miteinander verbindet, wobei das Übersprechrohr mittels eines steuerbaren Zusatzabsperrorgans aktivierbar ist. Die Dimensionierung des Übersprechrohrs und des Resonanzrohrs sind dabei so gewählt, daß die beiden Rohre unterschiedliche Resonanzfrequenzen für Luftschwingungen aufweisen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird mit Hilfe eines konstruktiv einfach realisierbaren Aufbaus mehr Frischluft über einen großen Drehzahlbereich zugeführt, wodurch ebenfalls ein günstiger Drehmomentverlauf für die Brennkraftmaschine gewährleistet werden kann.

Vorzugsweise werden das Resonanzrohr, das Übersprechrohr und die einzelnen Saugrohre so dimensioniert und aufeinander abgestimmt, daß sich die Aufladung der Zylinder unterstützende Schwingungssysteme ausbilden, wobei

a) in einem niedrigen Drehzahlbereich das Schwingungssystem des Resonanzrohres wirksam ist,
b) in einem mittleren Drehzahlbereich das Schwingungssystem des Übersprechrohres wirksam ist und
c) in einem hohen Drehzahlbereich das Schwingungssystem der Saugrohre wirksam ist.

Bei dieser Auslegung der Brennkraftmaschine wird drei verschiedenen Drehzahlbereichen jeweils ein anderes Schwingungssystem zugeordnet, das im jeweils zugehörigen Drehzahlbereich eine Erhöhung der Frischluftmenge bewirkt.

Die Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen Schwingungssysteme kann insbesondere dadurch realisiert werden, daß eine Motorsteuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Motordrehzahl das Resonanzabsperrorgan und das Zusatzabsperrorgan schaltet, wobei die Steuerung

a) in einem niedrigen Drehzahlbereich das Resonanzabsperrorgan und das Zusatzabsperrorgan jeweils in deren Schließstellung schaltet,
b) in einem mittleren Drehzahlbereich das Resonanzabsperrorgan in dessen Schließstellung und das Zusatzabsperrorgan in dessen Offenstellung schaltet und
c) in einem hohen Drehzahlbereich das Resonanzabsperrorgan und das Zusatzabsperrorgan jeweils in deren Offenstellung schaltet.

Dementsprechend kommt die gesamte Sauganlage mit nur zwei Absperrorganen aus, wodurch sich ein besonders preiswerter Aufbau ergibt.

Die Realisierung unterschiedlicher Resonanzfrequenzen hinsichtlich Luftschwingungen kann bei den Rohren (Resonanzrohr bzw. Übersprechrohr) insbesondere durch die Ausbildung der Rohre mit unterschiedlichen Rohrlängen und Querschnittsflächen erreicht werden.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung können mehrere Übersprechrohre, insbesondere mit Absperrorganen, vorgesehen sein, wobei die Übersprechrohre und das Resonanzrohr dann so dimensioniert sind, daß sie für Luftschwingungen jeweils unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen. Durch diese Maßnahmen kann der kontinuierliche Drehmomentverlauf weiter verbessert werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine bei einem ersten Drehzahlbereich,
2 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einem zweiten Drehzahlbereich,
3 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einem dritten Drehzahlbereich,
4 ein Diagramm, in dem ein von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit einer Drehzahl aufgetragen ist.
Entsprechend den 1 bis 3 weist eine Brennkraftmaschine 1 zumindest eine Zylinderbank 2 auf, die im hier gewählten Ausführungsbeispiel sechs Zylinder 3 aufweist. Grundsätzlich ist eine beliebige gerade Zylinderzahl möglich. Ebenso kann anstelle einer einreihigen Brennkraftmaschine 1 auch eine zwei- oder mehrreihige Brennkraftmaschine erfindungsgemäß ausgestaltet sein.
Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einer Sauganlage 4 ausgestattet, mit der die Zylinder 3 mit Frischluft versorgt werden. Die Sauganlage 4 besitzt für jede Zylinderbank 2 einen Luftsammler 5, der somit ausschließlich den Zylindern 3 einer Zylinderbank 2 zugeordnet ist. Für jeden Zylinder 3 ist ein eigenes, separates Saugrohr 6 vorgesehen, das den jeweiligen Zylinder 3 bzw. dessen Einlaß direkt mit dem Luftsammler 5 verbindet.
Der Luftsammler 5 ist in zwei Sammlerhälften 7 und 8 unterteilt, denen jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern 3 zugeordnet ist, also drei Zylinder 3 pro Sammlerhälfte 7, 8. Zur Realisierung dieser Teilung ist im Luftsammler 5 ein Resonanzabsperrorgan 9 angeordnet, das zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. Das Resonanzabsperrorgan 9 ist hier in Form einer Klappe ausgebildet, so daß im weiteren auch von einer Resonanzklappe 9 ge sprochen wird. In der Offenstellung der Resonanzklappe 9 können die beiden Sammlerhälften 7 und 8 relativ offen miteinander kommunizieren. In der Schließstellung der Resonanzklappe 9 besteht innerhalb des Luftsammlers 5 keine Verbindung zwischen den Sammlerhälften 7 und 8. Ein zugehöriges Stellglied zur Betätigung der Resonanzklappe 9 kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein und ist hier zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Betätigung dieses Stellgliedes bzw. das Schalten der Resonanzklappe 9 erfolgt über eine ebenfalls nicht dargestellte Motorsteuerung in herkömmlicher Weise. Die Resonanzklappe 9 ist zweckmäßig etwa symmetrisch und mittig im Luftsammler 5 angeordnet.
Die Sauganlage 4 weist außerdem ein Resonanzrohr 10 auf, das U-förmig ausgebildet ist und an seinen axialen Enden in jeweils eine der Sammlerhälften 7 und 8 einmündet. Zwischen seinen Enden ist an das Resonanzrohr 10 etwa mittig und symmetrisch eine Luftzuführungsleitung 11 angeschlossen. In dieser Luftzuführungsleitung 11 kann in herkömmlicher Weise eine Drosselklappe 12 oder dergleichen angeordnet sein.
Die Sauganlage 4 ist darüber hinaus mit einem Übersprechrohr 13 ausgestattet, das an seinen Enden in jeweils eine der Sammlerhälften 7 und 8 einmündet und so die beiden Sammlerhälften 7 und 8 miteinander verbindet. In diesem Übersprechrohr 13 ist etwa symmetrisch und mittig ein Zusatzabsperrorgan 14 angeordnet, das ebenfalls vorzugsweise als Klappe ausgebildet ist und daher im folgenden auch als Zusatzklappe 14 bezeichnet wird. Diese Zusatzklappe 14 ist zwischen einer Offenstellung, in der sie einen Öffnungsquerschnitt des Übersprechrohrs 13 freigibt und eine Kommunikation der beiden Sammlerhälften 7 und 8 ermöglicht, und einer Schließstellung verstellbar, in der sie den Öffnungsquerschnitt des Übersprechrohrs 13 sperrt. Auch das Übersprechrohr 13 ist hier im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei sich ein relativ langer mittlerer Abschnitt im wesentlichen geradlinig und parallel zum Luftsammler 5 erstreckt. Auch für die Betätigung der Zusatzklappe 14 ist ein herkömmliches, nicht dargestelltes Stellglied vorgesehen, das ebenfalls von der Motorsteuerung ansteuerbar ist.
Das Resonanzrohr 10 und das Übersprechrohr 13 sind hinsichtlich Luftschwingungen so dimensioniert, daß sie unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen. Beispielsweise besitzt das Resonanzrohr 10 dazu ein größeres Volumen, insbesondere eine größere Länge als das Übersprechrohr 13.
1 repräsentiert einen ersten Schaltzustand I für die Klappen 9 und 14, bei dem beide Klappen 9, 14 geschlossen sind. Im Unterschied dazu repräsentiert 2 einen zweiten Schaltzustand II, in dem die Resonanzklappe 9 geschlossen und die Zusatzklappe 14 offen ist. Schließlich repräsentiert 3 einen dritten Schaltzustand III, bei dem beide Klappen 9 und 14 offen sind.
Bei dem in 4 wiedergegebenen Diagramm sind auf der Ordinate ein Drehmoment M und auf der Abszisse eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 aufgetragen. Das Diagramm gibt so mit den Drehmomentverlauf in Abhängigkeit der Drehzahl wieder, wobei der hier dargestellte Momentenverlauf nur prinzipiell dargestellt ist.
Beim ersten Schaltzustand I gemäß 1 ergibt sich ein Drehmomentverlauf M_n, der im Diagramm der 4 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist. Dementsprechend steigt das Drehmoment bereits ab einer relativ kleinen Drehzahl zunächst mit der Drehzahl an und fällt nach Überschreiten eines Maximums wieder langsam ab. Im Diagramm gemäß 4 ist außerdem mit unterbrochener Linie ein Drehmomentverlauf M_m eingetragen, der sich beim zweiten Schaltzustand II gemäß 2 einstellt. Dieser Drehmomentverlauf M_m beginnt bei höheren Drehzahlen, steigt an und fällt nach Erreichen eines Maximums wieder ab. Schließlich ist in das Diagramm der 4 mit strichpunktierter Linie ein Drehmomentverlauf M_h eingetragen, der sich im dritten Schaltzustand III gemäß 3 einstellt. Dieser Drehmomentverlauf M_h beginnt bei noch höheren Drehzahlen, steigt ebenfalls an und sinkt nach Erreichen eines Maximums ab. Die Maxima der drei Verläufe M_n, M_m, M_h verschieben sich dabei zu höheren Drehzahlen.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 arbeitet nun wie folgt:
In einem niedrigen Drehzahlbereich n_n, der sich gemäß 1 von einer Leerlaufdrehzahl bis zu einer ersten Grenzdrehzahl n₁ erstreckt, wird die Brennkraftmaschine mit dem ersten Schaltzustand I betrieben. Dies wird mit Hilfe der entspre chend ausgebildeten Motorsteuerung erreicht, die in Abhängigkeit der Drehzahl n die Klappen 9 und 14 betätigt.
In dem niedrigen Drehzahlbereich n_n können sich zwischen den Sammlerhälften 7 und 8 über das Resonanzrohr 10 Schwingungen aufbauen, die durch die Aufladevorgänge an den einzelnen Zylindern 3 angeregt werden. Durch eine gezielte Zündfolge, bei der abwechselnd ein Zylinder 3 der einen Sammlerhälfte 7 oder 8 und ein Zylinder 3 der anderen Sammlerhälfte 8 oder 7 gezündet wird, kann eine regelmäßige Schwingungsanregung erreicht werden. Durch die Kopplung der Sammlerhälften 7 und 8 über das Resonanzrohr 10 wird ein Schwingungssystem ausgebildet, das im Bereich der Resonanzfrequenz des Resonanzrohres 10 die Aufladung der einzelnen Zylinder 3 zur Erhöhung der Frischluftmenge unterstützt. Das in 1 aktive Schwingungssystem ist durch einen Doppelpfeil 15 symbolisiert.
Wenn die Drehzahl n die erste Grenzdrehzahl n₁ übersteigt, wird die Brennkraftmaschine 1 in einem mittleren Drehzahlbereich n_m betrieben, der sich gemäß 4 zwischen der ersten Grenzdrehzahl n₁ und einer zweiten Grenzdrehzahl n₂ erstreckt. In diesem mittleren Drehzahlbereich n_m wird die Brennkraftmaschine 1 mit dem Schaltzustand II gemäß 2 betrieben, was durch die Motorsteuerung realisiert wird. Im mittleren Drehzahlbereich n_m betätigt die Motorsteuerung die Klappen 9 und 14 zur Einstellung des zweiten Schaltzustandes II gemäß 2, bei dem die Resonanzklappe 9 geschlossen und die Zusatzklappe 14 geöffnet ist.
Im mittleren Drehzahlbereich m_n stellt sich an den Zylindern 3 eine Schwingungsanregung ein, die sich einerseits außerhalb des Resonanzbereiches des Resonanzrohres 10 befindet und andererseits etwa dem Resonanzbereich des Übersprechrohres 13 entspricht. Dementsprechend können sich nunmehr Resonanzschwingungen zwischen den Sammlerhälften 7 und 8 über das Übersprechrohr 13 ausbilden. Das sich im zweiten Schaltzustand II ausbildende Schwingungssystem ist in 2 durch einen Doppelpfeil 16 symbolisiert. Dieses Schwingungssystem bewirkt nun im mittleren Drehzahlbereich n_m eine Unterstützung der Aufladung der einzelnen Zylinder 3 und somit eine Erhöhung der Frischluftmenge. Das Übersprechrohr 13 wird dabei nicht durchströmt, es dient lediglich als Volumen, um das Gesamtsystem zum Schwingen anzuregen.
Wenn die Drehzahl n die zweite Grenzdrehzahl n₂ übersteigt, wird die Brennkraftmaschine 1 in einem hohen Drehzahlbereich n_h betrieben, der gemäß dem Diagramm der 4 bei der zweiten Grenzdrehzahl n₂ beginnt und bei der Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine 1 endet. In diesem hohen Drehzahlbereich n_h betätigt die Motorsteuerung die Klappen 9 und 14 so, daß sich der dritte Schaltzustand III gemäß 3 einstellt, bei dem beide Klappen 9 und 14 geöffnet sind. Die in diesem hohen Drehzahlbereich n_h herrschende Schwingungsanregung erzeugt nun im wesentlichen in den Saugrohren 6 Druckschwingungen, die die Aufladung der Zylinder 3 unterstützen. Die entsprechenden Schwingungen sind in 3 durch Doppelpfeile 17 symbolisiert.
Entsprechend dem Diagramm gemäß 4 ergibt sich für die Brennkraftmaschine 1 somit der mit einer gepunkteten Linie dargestellte Drehmomentverlauf M_g, der im niedrigen Drehzahlbereich n_n, also bis zur ersten Grenzdrehzahl n₁, dem Drehmomentverlauf M_n folgt der dem ersten Schaltzustand I gemäß 1 zugeordnet ist. Bei der ersten Grenzdrehzahl n₁ wird vom ersten Schaltzustand I in den zweiten Schaltzustand II umgeschaltet, so daß der Drehmomentverlauf M_g ab der ersten Grenzdrehzahl n₁ bis zur zweiten Grenzdrehzahl n₂ dem der zweiten Schaltstellung II gemäß 2 zugeordneten Drehmomentverlauf M_m folgt. Bei Erreichen der zweiten Grenzdrehzahl n₂ wird vom zweiten Schaltzustand II in den dritten Schaltzustand III umgeschaltet, so daß der Drehmomentverlauf M_g ab der zweiten Grenzdrehzahl n₂ dem dem dritten Schaltzustand III gemäß 3 zugeordneten Drehmomentenverlauf M_h folgt.
Wie aus 4 hervorgeht, ergibt sich somit für das Motormoment M in einen relativ breiten Drehzahlbereich ein relativ gleichbleibend hohes Niveau ohne deutliche Einbrüche. Dementsprechend wird durch die Erfindung die Leistung der Brennkraftmaschine gesteigert.
Bei einem Sechs-Zylinder-Reihenmotor können die Grenzfrequenzen n₁ und n₂ beispielsweise bei etwa 3.500 Umdr./min. für die erste Grenzfrequenz n₁ und 4.500 Umdr./min. für die zweite Grenzfrequenz n₂ betragen.

Claims

Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Zylinderbank (2), die eine gerade Anzahl an Zylindern (3) aufweist, und mit einer Sauganlage (4) zur Frischluftversorgung, – wobei die Sauganlage (4) einen Luftsammler (5) aufweist, der für jeden Zylinder (3) einer Zylinderbank (2) ein separates Saugrohr (6) aufweist, das den Luftsammler (5) mit dem jeweils zugeordneten Zylinder (3) verbindet, – wobei der Luftsammler (5) in zwei Sammlerhälften (7, 8) unterteilt ist, denen jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern (3) zugeordnet ist, – wobei im Luftsammler (5) ein steuerbares Resonanzabsperrorgan (9) angeordnet ist, das eine Verbindung zwischen den Sammlerhälften (7, 8) in einer Offenstellung öffnet und in einer Schließstellung schließt, – wobei ein Resonanzrohr (10) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander verbindet und das an eine Luftzuführungsleitung (11) angeschlossen ist, – wobei mindestens ein Übersprechrohr (13) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander verbindet, – wobei im Übersprechrohr (13) steuerbare Zusatzabsperrmittel (14) angeordnet sind, die einen Öffnungsquer schnitt des Übersprechrohrs (13) in einer Offenstellung öffnen und in einer Schließstellung schließen, – wobei das Übersprechrohr (13) und das Resonanzrohr (10) so dimensioniert sind, dass sie für Luftschwingungen unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzabsperrmittel durch ein Zusatzabsperrorgan (14) gebildet sind, das etwa symmetrisch und mittig im Übersprechrohr (13) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Resonanzrohr (10) und Übersprechrohr (13) unterschiedliche Längen und/oder Querschnitte aufweisen.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündfolge der Zylinder (3) der Zylinderbank (2) so gewählt ist, dass die Zündungen abwechselnd in einem der einen Sammlerhälfte (7 oder 8) zugeordneten Zylinder (3) und in einem der anderen Sammlerhälfte (8 oder 7) zugeordneten Zylinder (3) stattfinden.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Übersprechrohre (13) vorgesehen sind, wobei die Übersprechrohre (13) und das Resonanzrohr (10) so dimensioniert sind, dass sie für Luftschwingungen jeweils unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersprechrohr (13) an seinen Enden jeweils an eine der Sammlerhälften (7, 8) angeschlossen ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) an seinen Enden jeweils an eine der Sammlerhälften (7, 8) und zwischen seinen Enden etwa symmetrisch und mittig an die Luftzuführungsleitung (11) angeschlossen ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorsteuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Motordrehzahl (n) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) schaltet.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerung a) in einem niedrigen Drehzahlbereich (n_n) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) jeweils in deren Schließstellung schaltet, b) in einem mittleren Drehzahlbereich (n_m) das Resonanzabsperrorgan (9) in dessen Schließstellung und das Zusatzabsperrorgan (14) in dessen Offenstellung schaltet und c) in einem hohen Drehzahlbereich (n_h) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) jeweils in deren Offenstellung schaltet.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10), das Übersprechrohr (13) und die einzelnen Saugrohre (6) so dimensioniert und aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Aufladung der Zylinder (3) unterstützende Schwingungssysteme ausbilden, wobei a) in einem niedrigen Drehzahlbereich (n_n) das Schwingungssystem (15) des Resonanzrohres (10) wirksam ist, b) in einem mittleren Drehzahlbereich (n_m) das Schwingungssystem (16) des Übersprechrohres (13) wirksam ist und c) in einem hohen Drehzahlbereich (n_h) das Schwingungssystem (17) der Saugrohre (6) wirksam ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) und/oder das Übersprechrohr (13) U-förmig ausgebildet sind.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) und/oder das Übersprechrohr (13) im wesentlichen parallel zum Luftsammler (5) verlaufen.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Luftsammler (5), Saugrohre (6), Resonanzrohr (10) und Übersprechrohr (13) in einem gemeinsamen Gehäuse ausgebildet sind.
Sauganlage für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Brennkraftmaschine (1) mindestens eine Zylinderbank (2) besitzt, die eine gerade Anzahl an Zylindern (3) aufweist, – wobei die Sauganlage (4) einen Luftsammler (5) aufweist, der für jeden Zylinder (3) einer Zylinderbank (2) ein separates Saugrohr (6) aufweist, das den Luftsammler (5) mit dem jeweils zugeordneten Zylinder (3) verbindet, – wobei der Luftsammler (5) in zwei Sammlerhälften (7, 8) unterteilt ist, denen jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern (3) zugeordnet ist, – wobei im Luftsammler (5) ein steuerbares Resonanzabsperrorgan (9) angeordnet ist, das eine Verbindung zwischen den Sammlerhälften (7, 8) in einer Offenstellung öffnet und in einer Schließstellung schließt, – wobei ein Resonanzrohr (10) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander verbindet und das an eine Luftzuführungsleitung (11) angeschlossen ist, – wobei mindestens ein Übersprechrohr (13) vorgesehen ist, das die beiden Sammlerhälften (7, 8) miteinander verbindet, – wobei im Übersprechrohr (13) steuerbare Zusatzabsperrmittel (14) angeordnet sind, die einen Öffnungsquerschnitt des Übersprechrohrs (13) in einer Offenstellung öffnen und in einer Schließstellung schließen, – wobei das Übersprechrohr (13) und das Resonanzrohr (10) so dimensioniert sind, dass sie für Luftschwingungen unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzabsperrmittel durch ein Zusatzabsperrorgan (14) gebildet sind, das etwa symmetrisch und mittig im Übersprechrohr (13) angeordnet ist.
Sauganlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Resonanzrohr (10) und Übersprechrohr (13) unterschiedliche Längen und/oder Querschnitte aufweisen.
Sauganlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Übersprechrohre (13) vorgesehen sind, wobei die Übersprechrohre (13) und das Resonanzrohr (10) so dimensioniert sind, dass sie für Luftschwingungen jeweils unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersprechrohr (13) an seinen Enden jeweils an eine der Sammlerhälften (7, 8) angeschlossen ist.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) an seinen Enden jeweils an eine der Sammlerhälften (7, 8) und zwischen seinen Enden etwa symmetrisch und mittig an die Luftzuführungsleitung (11) angeschlossen ist.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorsteuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Motordrehzahl (n) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) schaltet.
Sauganlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerung a) in einem niedrigen Drehzahlbereich (n_n) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) jeweils in deren Schließstellung schaltet, b) in einem mittleren Drehzahlbereich (n_m) das Resonanzabsperrorgan (9) in dessen Schließstellung und das Zusatzabsperrorgan (14) in dessen Offenstellung schaltet und c) in einem hohen Drehzahlbereich (n_h) das Resonanzabsperrorgan (9) und das Zusatzabsperrorgan (14) jeweils in deren Offenstellung schaltet.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10), das Übersprechrohr (13) und die einzelnen Saugrohre (6) so dimensioniert und aufeinander ab gestimmt sind, dass sich die Aufladung der Zylinder (3) unterstützende Schwingungssysteme ausbilden, wobei a) in einem niedrigen Drehzahlbereich (n_n) das Schwingungssystem (15) des Resonanzrohres (10) wirksam ist, b) in einem mittleren Drehzahlbereich (n_m) das Schwingungssystem (16) des Übersprechrohres (13) wirksam ist und c) in einem hohen Drehzahlbereich (n_h) das Schwingungssystem (17) der Saugrohre (6) wirksam ist.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) und/oder das Übersprechrohr (13) U-förmig ausgebildet sind.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonanzrohr (10) und/oder das Übersprechrohr (13) im wesentlichen parallel zum Luftsammler (5) verlaufen.
Sauganlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Luftsammler (5), Saugrohre (6), Resonanzrohr (10) und Übersprechrohr (13) in einem gemeinsamen Gehäuse ausgebildet sind.