DE102004013766B4

DE102004013766B4 - Luftansaugsystem

Info

Publication number: DE102004013766B4
Application number: DE102004013766A
Authority: DE
Inventors: Thilo Bartholmess
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-03-20
Filing date: 2004-03-20
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2024-03-21
Also published as: DE102004013766A1

Abstract

Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine (BKM) mit einem der Brennkraftmaschine zugeordnetem Saugverteiler und mit einem ansaugseitig von der Brennkraftmaschine (BKM) mit Vakuum beaufschlagbaren Unterdruckspeicherbehälter (2) zur Versorgung von pneumatischen Aktoren mit Antriebsenergie, wobei die Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters (2) im Wesentlichen von einer Wandung (3) des Saugverteilers (1) und die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters (2) im Wesentlichen von einem der Wandung (3) zugeordneten Bauteil (4) gebildet ist, und wobei die Wandung (3) eine Schalenwandung und das Bauteil (4) eine separate Schale ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der separaten Schale (4) und der Schalenwandung (3) Schalldämpfungsmittel vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Moderne Kraftfahrzeuge haben zumindest zwei oder drei Komponenten, die mit einem Vakuum beaufschlagt sind. Vakuum wird im Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine in unterschiedlichem Umfang je nach den aktuellen Betriebsbedingungen erzeugt. Um eine gewisse Unabhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand zu erreichen, wird Vakuum bzw. Unterdruck-Energie in Unterdruckspeicherbehältern bereitgehalten. Als zu versorgende Komponenten sind insbesondere Schaltsaugrohre für das Luftansaugsystem von Brennkraftmaschinen bekannt, welche es erlauben, über eine Längenschaltung den Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine zu beeinflussen. Bekannt sind beispielsweise 2-Längen- und 3-Längenschaltsaugrohre, bei denen eine Klappeneinheit vorgesehen ist, die über einen Unterdruckspeicherbehälter bedient wird.
Ferner ist – beispielsweise aus der DE 198 14 979 A1 – bekannt, pneumatische Stellelemente für Brems-, Kupplungsautomatik-, Türverriegelungs- oder Abgasrückführungssysteme mit Antriebsenergie zu versorgen. Bei dem aus diesem Dokument bekannten Luftansaugkanalsystem mit einem zentral angeordneten Sammeleinlasskanal und von diesem spiralförmig zu den Zylindern führenden Einzelansaugkanälen ist ein Unterdruckspeicher durch ein Passstück ausgebildet. Das Passstück weist eine Speicherkammer auf, die durch einen Deckeleinsatz verschlossen ist, der durch Wandungen eines Teilstücks in Einbaulage gehalten ist; zusammen mit einem zweiten Teilstück bildet dieses Teilstück die Einzelansaugkanäle. Die Konstruktion des bekannten Luftansaugkanalsystems soll es ermöglichen, die integrierte Speicherkammer mit geringem, kostengünstigem Aufwand abzudichten und Verbindungskanäle auszubilden.
Aus der EP 04 329 19 B1 ist eine Saugrohranlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, die ein verzweigtes Ansaugrohr aufweist mit einem Gehäuse, das eine Kammer definiert, mindestens einem Einlasskanal, der mit der Kammer verbunden ist und sich von dieser zur Verbindung mit einem Motor erstreckt, der mit Luft zu versorgen ist. Ferner ist eine Einlassöffnung vorgesehen, um die Kammer durch eine verstellbare Drossel mit der Außenatmosphäre zu verbinden. Das Gehäuse definiert ein Vakuumreservoir, das in Strömungsverbindung mit der Kammer steht, von der Kammer durch eine gemeinsame Trennwand getrennt ist und eine Ausgangsöffnung zum Verbinden des Reservoirs mit dem Gerät aufweist, welches eine Vakuumquelle benötigt. Ein Einwegventil ist betätigbar, um den Eintritt von Luft aus dem Reservoir in die Luftkammer zu erlauben, wenn der Druck in der Kammer niedriger als der in dem Reservoir anliegende ist. Dabei wird eine Luftströmung von der Kammer in das Reservoir verhindert, wenn der Druck in der Kammer höher als der im Reservoir anliegende ist.
Aus der US 6 273 048 B1 ist ein in Kunststoff-Spritzgusstechnik hergestelltes Ansaugsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Vakuumbehälter seitlich an eine Mehrzahl von Saugarmen angespritzt ist.
Die US 2003/01 06 516 A1 betrifft ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit Schaltsaugrohr. Dem Luftansaugsystem ist ein Vakuum-Tank zugeordnet. Dieser wird gebildet, aus einer Wand eines Luftansaugkanals sowie einem an dem Luftansaugkanal angeordneten Schalenelement.
Die JP 2002 256 991 A offenbart ebenfalls ein Luftansaugsystem mit Luftansaugkanälen (Saugverteiler) und mit einem Unterdruckspeicherbehälter, der von Wandbereichen des Saugverteilers sowie von einem an dem Saugverteiler angeordneten Schalenelement gebildet ist.
Die DE 199 24 870 A1 zeigt und beschreibt ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem der Brennkraftmaschine zugeordnetem Saugverteiler und mit einem ansaugseitig von der Brennkraftmaschine mit Vakuum beaufschlagbaren Unterdruckspeicherbehälter zur Versorgung von pneumatischen Aktoren mit Antriebsenergie, wobei die Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters von einer Wandung des Saugverteilers und die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters von einem der Wandung zugeordneten Bauteil gebildet ist, wobei das Bauteil eine separate Schale ist und wobei der Unterdruckspeicher auch die Funktion eines Schalldämpfer erfüllen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Luftansaugsystems für eine Brennkraftmaschine mit einem kostengünstig integrierten Unterdruckspeicherbehälter, welches gleichzeitig eine hohe Kompaktheit, verbesserte akustische Eigenschaften und ein geringes Gewicht aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung gestaltet ein gattungsgemäßes Luftansaugsystem mit einem Unterdruckspeicherbehälter zur Versorgung von pneumatischen Aktoren mit Antriebsenergie derart aus, dass die Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters im wesentlichen von einer Wandung des Saugverteilers und die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters im wesentlichen von einem der Wandung zugeordneten Bauteil gebildet ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Unter- und Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters ermöglicht eine hohe Integrationsdichte bei geringem Gewicht. Zugleich wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Positionierung des Unterdruckspeicherbehälters relativ zum Saugverteiler eine Verbesserung der akustischen Eigenschaften des Luftansaugsystems erreicht.
Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Besonders hohe Gewichtseinsparungen lassen sich erreichen, wenn das Luftansaugsystem in Schalentechnik, insbesondere in einer Kunststoff- oder Mischbauweise, hergestellt wird, wobei die einzelnen Teile im Spritzgieß- oder Druckgussverfahren hergestellt werden.
Durch Mischbauweise können die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Werkstoffe besonders gut ausgenutzt werden. Zweckmäßigerweise ist die die Unterseite bildende Wandung eine Schalenwandung und/oder das die Oberseite bildende Bauteil eine separate Schale.
Störende Geräuschbildung im Bereich des Luftansaugsystems kann verstärkt reduziert werden, wenn die separate Schale zur Schalldämpfung von Geräusch abstrahlenden Flächen im Bereich des Saugverteilers ausgelegt ist.
Die separate Schale kann insbesondere Sicken oder dergleichen aufweisen.
Eine weitere Verbesserung der akustischen Eigenschaften lässt sich erreichen, wenn zwischen der separaten Schale und der Schalenwandung Schalldämpfungsmittel vorgesehen sind. Besonders einfach ist eine Ausgestaltung, bei der als Schalldämpfungsmittel zumindest eine zusätzliche separate Schale vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Luftansaugsystem gestattet eine verbesserte Drehmomentanpassung, wenn der Saugverteiler schaltbar ausgebildet ist.
Das Luftansaugsystem kann, wie an sich bekannt ist, einen Sammeleinlasskanal aufweisen, der mit dem Saugverteiler verbunden ist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Unterdruckspeicherbehälter keine direkte Verbindung zum Sammeleinlasskanal aufweist, da damit Abdichtungsprobleme vermieden werden können.
Ferner können Abdichtungsprobleme noch weiter vermieden werden, wenn der Unterdruckspeicherbehälter keine direkte Verbindung zu dem Saugverteiler aufweist.
Eine erhöhte Integrationsdichte ist ferner möglich, wenn die separate Schale Bestandteil einer Wandung des Saugverteilers ist.
Wenn die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters als Designelement ausgebildet ist, lässt sich das Handling der Brennkraftmaschine zumindest im Bereich des Luftansaugsystems bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten günstig beeinflussen.
Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit anhand von Zeichnungen detailliert an Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen
1 eine Draufsicht der Brennkraftmaschine und der Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters;
2 eine Volumen-Schnittdarstellung in einer Ebene der Saugverteiler des Luftansaugsystems;
3 eine Volumen-Schnittdarstellung in einer Ebene A-A der 2.
In den 1–3 ist ein Luftansaugsystem für einen als BKM bezeichneten V-Motor in Draufsicht und Schnittdarstellung dargestellt. Zur Luftversorgung von nicht dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine BKM ist der Saugverteiler 1 des Luftansaugsystems vorgesehen. Das Luftansaugsystem beinhaltet einen ausgangsseitig von der Brennkraftmaschine BKM mit Vakuum beaufschlagbaren Unterdruckspeicherbehälter 2 zur Versorgung von pneumatischen Aktoren mit Antriebsenergie. Das Luftansaugsystem ist vorzugsweise in Kunststoffschalentechnik ausgeführt. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Ausbildungsformen, vorzugsweise aus anderen Werkstoffen wie beispielsweise Aluminium oder Magnesium, besonders bevorzugt in Mehrschalentechnik, von der Erfindung umfasst werden.
Die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters 2 ist als separate Schale 4 ausgebildet. Gleichzeitig ist ersichtlich, dass die Oberseite als Designelement 9 ausgebildet ist. Der Saugverteiler 1 weist Saugarme 1a–1f auf, denen die Teile des Designelements 9 zugeordnet sind. Ferner ist in 1 ein Teil eines Sammeleinlasskanals 11 dargestellt, der zur Luftversorgung des Saugverteilers 1 dient. In 1 ist auch ersichtlich, dass die separate Schale 4 Bestandteil einer Wandung des Saugverteilers 1 ist. Die Schalenwandung 3 bildet die Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters 2.
In 2 ist ein gegenüber der Darstellung von 1 tiefer liegender Volumenschnitt durch den Saugverteiler dargestellt. Es ist ersichtlich, dass eine Kontur 5 des Unterdruckspeicherbehälters 2 sich in den Bereich des Saugverteilers 1 erstreckt. Die Kontur 5 entspricht Seitenwänden des Unterdruckspeicherbehälters 2. Der Unterdruckspei cherbehälter 2 ist mit Versteifungsstreben 6, 7 an der Innenseite der Saugarme 1a–1f des Saugverteilers 1 befestigt. Der Unterdruckspeicherbehälter 2 weist ferner einen Behältereinlass 8 auf, der mit Unterdruckanschlüssen versehen ist. Distanzelemente 10 sind zwischen der Oberseite und der Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters 2 vorgesehen.
In 3 ist ein Volumenschnitt in der mit A-A bezeichneten Ebene der 2 dargestellt. Im Sammeleinlasskanal 11 sind Schaltklappen 12 vorgesehen, mit der die Saugrohrlänge zur Anpassung des Drehmomentenverlaufs verändert werden kann. Mittels der Luftzuführung 13, 14 wird den Zylindern der Brennkraftmaschine Luft zur Verfügung gestellt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Unterdruckbehälters, bei der die Unterseite im wesentlichen von einer Wandung des Saugverteilers 1 und die Oberseite im wesentlichen von einem der Wandung zugeordneten Bauteil gebildet ist, so dass der Unterdruckspeicherbehälter oberhalb des Saugverteilers positioniert ist führt auf einfache Weise zu einer Reduzierung von Störgeräuschen, die ansonsten durch akustisch aktive Flächen im Bereich des Ansaugsystems erzeugt werden.
Die separate Schale 4 ist zur Schalldämpfung von Geräusch abstrahlenden Flächen im Bereich des Saugverteilers 1 ausgelegt. Hierfür können beispielsweise Sicken oder dergleichen in der Schale 4 vorgesehen sein. Ferner können zwischen der separaten Schale 4 und der Schalenwandung 3 zusätzlich Dämpfungsmittel angeordnet sein. Eine besonders starke Dämpfung lässt sich erreichen, wenn als Schalldämpfungsmittel zumindest eine zusätzliche separate Schale im Inneren des Unterdruckspeicherbehälters 2 angeordnet ist.
Während in der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung keine direkte Verbindung zwischen dem Unterdruckspeicherbehälter 2 und dem Sammeleinlasskanal 11 vorgesehen ist und der Unterdruckspeicherbehälter 2 auch keine direkte Verbindung zu dem Saugverteiler 1 aufweist, können in anderen Ausführungsformen der Erfindung derartige Verbindungen bestehen. Vorzugsweise sind in einem solchen Fall Rückschlagventile oder dergleichen in dem Verbindungsbereich vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Luftansaugsystem weist eine hohe Integrationsdichte, Kompaktheit und ein nur geringes Gewicht auf. Aufbau und Positionierung des Unterdruckspei cherbehälters 2 haben eine zusätzliche Schalldämpfung zur Reduzierung von Störgeräuschen zur Folge.

BKM: Brennkraftmaschine
1: Saugverteiler
2: Unterdruckspeicherbehälter
3: Wandung, Schalenwandung
4: Bauteil, separate Schale
5: Kontur
6: Versteifungsstrebe
7: Versteifungsstrebe
8: Behältereinlass
9: Designelement
10: Distanzelement
11: Sammeleinlasskanal
12: Schaltklappe
13: Luftzufuhrelement
14: Luftzufuhrelement

Claims

Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine (BKM) mit einem der Brennkraftmaschine zugeordnetem Saugverteiler und mit einem ansaugseitig von der Brennkraftmaschine (BKM) mit Vakuum beaufschlagbaren Unterdruckspeicherbehälter (2) zur Versorgung von pneumatischen Aktoren mit Antriebsenergie, wobei die Unterseite des Unterdruckspeicherbehälters (2) im Wesentlichen von einer Wandung (3) des Saugverteilers (1) und die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters (2) im Wesentlichen von einem der Wandung (3) zugeordneten Bauteil (4) gebildet ist, und wobei die Wandung (3) eine Schalenwandung und das Bauteil (4) eine separate Schale ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der separaten Schale (4) und der Schalenwandung (3) Schalldämpfungsmittel vorgesehen sind.
Luftansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststoff-Schalentechnik vorgesehen ist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Schale (4) zur Schalldämpfung von geräuschabstrahlenden Flächen im Bereich des Saugverteilers (1) ausgelegt ist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalldämpfungsmittel zumindest eine zusätzliche separate Schale vorgesehen ist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugverteiler (1) schaltbar ist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammeleinlasskanal (11) mit dem Saugverteiler (1) verbunden ist und der Unterdruckspeicherbehälter (2) keine direkte Verbindung zum Sammeleinlasskanal (11) aufweist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckspeicherbehälter (2) keine direkte Verbindung zu dem Saugverteiler (1) aufweist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Schale (4) Bestandteil einer Wandung des Saugverteilers (1) ist.
Luftansaugsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Unterdruckspeicherbehälters (2) als Designelement (9) ausgebildet ist.