DE102004019446A1 - Noise reduction system for inlet suction duct especially for IC engine has flow control vanes fitted downstream of the throttle valve to reduce turbulence - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein geräuscharmes Saugrohr mit einer Drosselklappe.The The invention relates to a low-noise intake manifold with a throttle.
Im Schubbetrieb oder im unteren Teillastbetrieb von Brennkraftmaschinen befindet sich die Drosselklappe im fast geschlossenen Zustand. Der Anstellwinkel der Drosselklappe beträgt in einem solchen Zustand maximal 20°. In diesen Betriebszuständen entsteht im Saugrohr ein sehr großer Unterdruck (bis zu 800 Millibar). Da die Drosselklappe nicht ganz geschlossen ist, ist zwischen dieser und der Innenwand des Saugrohrs ein Spalt vorhanden. An diesem Spalt treten aufgrund des sehr hohen Unterdrucks hohe Luftgeschwindigkeiten auf, die stromabwärts gesehen unmittelbar nach der Drosselklappe starke Verwirbelungen verursachen. Dabei ist es wahrscheinlich, dass sich die Verwirbelungen im Saugrohr stromabwärts verschleppen und dabei ein hochfrequentes Geräusch (ca. 500 Hz bis 5000 kHz) erzeugen. Bei Kunststoffsaugrohren können aufgrund der geringen Dichte des Kunststoffes diese Geräusche mit den Wänden des Kunststoffsaugrohrs in Resonanz treten, wobei dadurch der Geräuschpegel enorm erhöht wird.in the Push mode or in the lower part load operation of internal combustion engines the throttle valve is in the almost closed state. The angle of attack the throttle valve is in such a condition a maximum of 20 °. In these operating conditions arises in the intake manifold a very large Negative pressure (up to 800 millibar). Because the throttle is not quite is closed, is between this and the inner wall of the suction pipe a gap exists. At this gap occur due to the very high Vacuum high air velocities, seen downstream immediately after the throttle valve cause strong turbulence. It is likely that the turbulence in the intake manifold downstream carry off and thereby generate a high-frequency noise (about 500 Hz to 5000 kHz). In plastic suction can due to the low density of the plastic these sounds with the walls the Kunststoffsaugrohrs resonate, thereby the noise level increased enormously becomes.
Solche Resonanzprobleme sind beispielsweise bei Vergasern von Kraftfahrzeugen bekannt. Um die Geräuschentwicklung zu vermindern, wurden Metallsiebe in die Rohre platziert. Besonders nachteilig ist bei diesem bekannten Metallsieb, dass es sich dabei um ein zusätzliches Bauteil handelt, dass einmontiert werden muss. Für dieses zusätzliche Sieb entstehen erhöhte Montagekosten und Fertigungskosten.Such Resonance problems are for example in carburetors of motor vehicles known. To the noise To reduce metal sieves were placed in the tubes. Especially A disadvantage of this known metal mesh that it is an additional one Component is that must be installed. For this additional sieve arise increased Assembly costs and production costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geräuscharmes, verschließarmes und kostengünstiges Saugrohr vorzustellen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.Of the Invention is based on the object, a quiet, low-closing and cost-effective Introduce suction tube. The object of the invention is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.
Das erfindungsgemäße geräuscharme Saugrohr mit einer Drosselklappe weist mindestens eine Lamelle auf, die an der Innenwand des Saugrohrs vorhanden ist. Dabei ist die Lamelle nach der Drosselklappe stromabwärts angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Wirbel durch das Hindernis verkleinert werden und somit die Druckunterschiede in der Strömung geringer werden. Es bewirkt eine Verschiebung der störenden Frequenzen zu höheren Frequenzen, die außerhalb des Drehzahlbandes liegen, die durch den Motor erreicht werden. Das Kunststoffsaugrohr samt Lamelle kann in einem einzigen Gießvorgang hergestellt werden.The Noiseless intake manifold according to the invention with a throttle plate has at least one blade, the on the inner wall of the suction pipe is present. Here is the lamella downstream of the throttle arranged. This has the advantage that the vortex through the obstacle be reduced and thus the pressure differences in the flow less become. It causes a shift of the interfering frequencies to higher frequencies, the outside the speed band that are reached by the engine. The Kunststoffsaugrohr including lamella can in a single casting process getting produced.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, im Saugrohr mehrere nebeneinander und zueinander parallel und/oder äquidistant angeordnete Lamellen anzuordnen. Die Größe der Wirbelbildung ist abhängig vom Abstand der Lamellen zueinander. Je kleiner der Abstand der Lamellen zueinander ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit der Wirbelbildung. Dabei ist es lediglich notwendig die Lamellen an einer ihrer Kanten an der Innenwand des Saugrohrs anzuformen, wobei diese noch über einem Zylindersegment (Saugrohrabschnitt) des Saugrohrs verteilt sein müssen.A advantageous embodiment of the invention is several in the intake manifold side by side and mutually parallel and / or equidistantly arranged lamellae to arrange. The size of vortex formation depends on from the distance of the slats to each other. The smaller the distance the Slats to each other, the lower the probability the vortex formation. It is only necessary the slats to form on one of its edges on the inner wall of the suction tube, these are still over one Cylinder segment (Saugrohrabschnitt) of the suction pipe to be distributed have to.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, die Lamellen in Strömungsrichtung rechteckförmig, trapezförmig oder dreiecksförmig auszugestalten. Der Verlauf der Einhüllenden der Verwirbelungen ist wesentlich für die Lamellenform. Eine solche Einhüllende kann beispielsweise durch Schlierenoptik mit Hilfe eines Saugrohrs ohne Lamellen festgestellt werden. Damit kann die Platzierung, Formgebung und Größe der Lamellen auf die besonderen Abmessungen des entsprechenden Saugrohrs optimiert werden.A Another advantageous embodiment of the invention is the lamellae in the flow direction rectangular, trapezoidal or to design triangular. The course of the envelope the turbulence is essential for the lamella shape. Such envelope For example, by Schlieren optics using a suction tube be detected without lamellae. This can be the placement, shaping and size of the slats optimized for the special dimensions of the corresponding intake manifold become.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, die zur Drosselklappe gerichteten Kanten der Lamellen derart zu formen, dass zwischen diesen Kanten und der stromabwärts weisenden Kante der Drosselklappe ein Abstand vorhanden ist. Dieser Abstand sollte fertigungstechnisch minimal und konstant gewählt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die zur Drosselklappe gerichteten Kanten der Lamellen einen größeren Radius aufweisen als die Kanten der Drosselklappe, wobei der Mittelpunkt der Radien in der Drehachse der Drosselklappe liegt. Dies hätte den Vorteil, dass die durch den Abstand strömende Ansaugluft unmittelbar nach Passieren der Drosselklappe durch die Lamellen geführt wird. Dies vermindert des Weiteren das Verwirbelungsrisiko.A Another advantageous embodiment of the invention is that to To shape throttle-directed edges of the slats in such a way that between these edges and the downstream edge of the throttle there is a gap. This distance should be manufacturing technology chosen minimal and constant become. This can be achieved, for example, by the fact that the the edges of the slats facing the throttle flap have a larger radius have as the edges of the throttle, with the center the radii lies in the axis of rotation of the throttle. This would have the Advantage that the air flowing through the distance intake air immediately is passed through the slats after passing the throttle valve. This further reduces the turbulence risk.
Die Lamellen können parallel und/oder senkrecht zur Drehachse der Drosselklappe ausgerichtet sein. Die parallele Ausrichtung verringert die Größe der Gesamtverwirbelungen. Die senkrechte Ausrichtung verringert die Breite der Verwirbelungen. Jede andere Winkellage der Lamellen zur Drehachse ist denkbar.The Slats can be aligned parallel and / or perpendicular to the axis of rotation of the throttle. The parallel alignment reduces the size of the total swirls. The vertical orientation reduces the width of the turbulence. Any other angular position of the slats to the axis of rotation is conceivable.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, zwischen den nebeneinander und zueinander parallel angeordneten Lamellen mindestens ein Verstärkungssteg senkrecht zu den Lamellen anzuformen. Dabei kann dieser Steg dieselbe Länge (in Strömungsrichtung) wie die der Lamellen aufweisen. Des Weiteren kann dieser Verstärkungssteg mehrere Lamellen miteinander verbinden. Vorzugsweise wäre der Verstärkungssteg senkrecht zu diesen Lamellen anzuordnen. Dieser Steg kann ein Vibrieren der Lamellen vermeiden. Des Weiteren wird durch eine Vielzahl von Verstärkungsstegen die an der Drosselklappe vorbeiströmende Ansaugluft laminar weitergeführt.A further advantageous embodiment of the invention is to form at least one reinforcing web perpendicular to the slats between the side by side and mutually parallel slats. In this case, this web may have the same length (in the flow direction) as that of the lamellae. Furthermore, this reinforcing web can connect several fins together. Preferably, the reinforcing web would be perpendicular to these slats to arrange. This dock can be Avoid vibrating the blades. Furthermore, the intake air flowing past the throttle valve continues laminar through a plurality of reinforcing webs.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist es, dass das Saugrohr zweiteilig aufgebaut ist. Dabei umfasst es einen ersten Abschnitt mit der Drosselklappe und einen zweiten Abschnitt mit den Lamellen. Dieser zweite Abschnitt weist einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. Diese beiden Teilbereiche bilden Halbschalen, die beim Zusammenfügen (z.B. durch Schweißen) ein Saugrohr bilden. Jede dieser Halbschalen kann eine Gruppe von parallel zueinander angeordneten Lamellen aufweisen. Dies bietet bei der Herstellung den Vorteil, dass diese Halbschalen samt Lamellen aus einem Guss erzeugt werden können. Dabei kann die Entformungsrichtung senkrecht zur Strömungsrichtung gewählt werden. Sind allerdings Verstärkungsstege mit Lamellen vorhanden kann die Entformungsrichtung nur noch in Strömungsrichtung erfolgen.A Another embodiment of the invention is that the suction tube in two parts is constructed. It includes a first section with the throttle and a second section with the slats. This second section has a first area and a second area. These Both portions form half-shells, which upon assembly (e.g. by welding) form a suction tube. Each of these half-shells can be a group of parallel have arranged to each other slats. This offers at the Making the advantage that these shells including slats off can be produced in a casting. In this case, the Entformungsrichtung perpendicular to the flow direction chosen become. Are however reinforcing webs with lamellae present, the Entformungsrichtung only in flow direction respectively.
Kann eine Entformung der Lamellen weder durch Formteilung noch in Strömungsrichtung erfolgen, so ist es vorteilhaft, einen separat geformten Einsatz mit daran befindlichen Lamellen senkrecht zur Strömungsrichtung in das Saugrohr einzuführen. Dieser Einsatz kann ferner auch zur Einleitung von Gasen dienen oder einen Unterdruckanschluss aufweisen.can a demolding of the slats neither by shape division nor in the flow direction take place, so it is advantageous to use a separately shaped insert with slats attached thereto perpendicular to the flow direction to introduce into the suction tube. This Use can also serve for the introduction of gases or a Have negative pressure connection.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the remaining dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:The Invention will be described below with reference to the schematic Drawing exemplified. Showing:
In
Die
Im
oberen Bereich
Die
In
Dieses erfindungsgemäße geräuscharme Saugrohr (vorzugsweise aus Kunststoff) kann im Gegensatz zu einem Metallsieb nicht korrodieren. Außerdem können die darin enthaltenen Lamellen nicht aus dem Saugrohr fallen, was unter Umständen zu Motorschäden führen könnte. Diese Lamellen sind bezüglich Vereisung im Vergleich zu Metallsieben wesentlich unempfindlicher und können besser gereinigt werden.This Noiseless intake manifold according to the invention (preferably plastic) can be unlike a metal mesh do not corrode. Furthermore can the lamellae contained therein do not fall out of the suction tube, which in certain circumstances to engine damage to lead could. These slats are with respect to Icing much less sensitive than metal sieves and can be cleaned better.
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