DE102007039108B4 - Air intake device for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung schaltbare Lufteinlasseinrichtung (100) für eine Brennkraftmaschine, wobei in der ersten Betriebsstellung eine kurze Rohrlänge und in der zweiten Betriebsstellung eine lange Rohrlänge wirksam ist, umfassend wenigstens ein erstes Lufteinlassrohr (102, 202) und wenigstens ein zweites, mit dem ersten Lufteinlassrohr (102, 202) verbindbares Lufteinlassrohr (104), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr (102, 202) einen ersten brennkraftmaschinenfesten Funktionsbereich (106, 206) und einen zweiten, zum ersten Funktionsbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung axial verschiebbaren Funktionsbereich (108, 208) aufweist, wobei der erste (106, 206) und der zweite Funktionsbereich (108, 208) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) in der ersten Betriebsstellung lufteinlassseitig gemeinsam eine Lufteinlassgeometrie (110) bilden.

Figure DE102007039108B4_0000
Switchable between a first and a second operating position air inlet device (100) for an internal combustion engine, wherein in the first operating position, a short tube length and in the second operating position, a long tube length is effective comprising at least a first air inlet tube (102, 202) and at least a second, air inlet pipe (104) which can be connected to the first air inlet pipe (102, 202), characterized in that the at least one first air inlet pipe (102, 202) has a first combustion engine-fixed functional region (106, 206) and a second, to the first functional region between a first and a first the first (106, 206) and the second functional region (108, 208) of the at least one first air inlet pipe (102, 202) in the first operating position together have an air inlet geometry (110) on the air inlet side. form.
Figure DE102007039108B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung schaltbare Lufteinlasseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei in der ersten Betriebsstellung eine kurze Rohrlänge und in der zweiten Betriebsstellung eine lange Rohrlänge wirksam ist, umfassend wenigstens ein erstes Lufteinlassrohr und wenigstens ein zweites, mit dem ersten Lufteinlassrohr verbindbares Lufteinlassrohr.The invention relates to a switchable between a first and a second operating position air inlet device for an internal combustion engine, wherein in the first operating position a short tube length and in the second operating position, a long tube length is effective comprising at least a first air inlet tube and at least a second, with the first air inlet tube connectable air intake pipe.

Bei niedrigen Brennkraftmaschinendrehzahlen wird aufgrund der dann niedrigen Ladungswechselfrequenz eine lange Rohrlänge bevorzugt, bei hohen Brennkraftmaschinendrehzahlen wird aus Dynamikgründen eine kurze Rohrlänge bevorzugt. Eine Lufteinlasseinrichtung mit nicht variabler Rohrlänge kann daher immer nur für einen geringen Drehzahlbereich optimal ausgelegt werden, in den übrigen Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine ist die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Verbrennungsluft nicht optimal. Daher werden schaltbare Sauganlagen für Brennkraftmaschinen verwendet, um lufteinlassseitig eine Anpassung an den brennkraftmaschinendrehzahlabhängig unterschiedlichen Luftbedarf der Brennkraftmaschine zu erreichen.At low engine speeds, a long pipe length is preferred because of the then low charge cycle frequency, and at high engine speeds, a short pipe length is preferred for reasons of dynamics. An air intake device with non-variable pipe length can therefore always be designed optimally only for a small speed range, in the other speed ranges of the internal combustion engine, the supply of the internal combustion engine with combustion air is not optimal. Therefore, switchable intake systems are used for internal combustion engines in order to achieve an adaptation to the air-motor speed-dependent different air requirements of the internal combustion engine on the air intake side.

Eine derartige schaltbare Sauganlagen für Brennkraftmaschinen ist beispielsweise aus der DE 198 41 810 A1 bekannt, der zufolge das lufteinlassseitige Ende des Saugrohrs einen kurzen und einen zu diesem parallelen langen Strömungszweig aufweist und mittels einer Schaltklappe entweder die kurze oder die lange Rohrlänge wirksam geschaltet wird. Bei einer solchen Ausführung ist jeweils nur ein Strömungszweig genutzt, während der andere ungenutzt ist. Insbesondere aus Bauraumgründen besteht daher Verbesserungsbedarf, außerdem stellt eine im Strömungskanal angeordnete Schaltklappe immer ein Strömungshindernis dar und führt somit zu einem Leistungsverlust oder macht eine entsprechend größere Ausführung der Sauganlage erforderlich.Such a switchable intake systems for internal combustion engines is for example from DE 198 41 810 A1 It is known that the air inlet-side end of the suction tube has a short and a parallel long flow branch and is switched by means of a switching flap either the short or the long tube length effective. In such an embodiment, only one flow branch is used, while the other is unused. In particular, for space reasons, therefore, there is room for improvement, also provides a flow channel arranged in the switching flap is always a flow obstacle and thus leads to a loss of power or makes a correspondingly larger version of the intake system required.

Die DE 197 17 272 A1 und die DE 10 2004 062 976 A1 betreffen schaltbare Sauganlagen für Brennkraftmaschinen, bei denen diese Nachteile überwunden werden, indem jedem Zylinder jeweils zwei miteinander verbindbare Saugrohre zugeordnet sind. Sind die Saugrohre nicht miteinander verbunden, ist nur das zylinderseitige Saugrohr entsprechend einer kurzen Rohrlänge wirksam, wenn die Saugrohre miteinander verbunden sind, bilden beide zusammen ein langes Saugrohr mit einer langen wirksamen Rohrlänge. Bei diesen bekannten Sauganlagen ist das zylinderseitige Saugrohr brennkraftmaschinenfest angeordnet und das andere Saugrohr wird zur Verbindung der beiden Saugrohre zum zylinderseitigen Saugrohr hin verschoben, wobei die Lufteinlassgeometrie des zylinderseitigen Saugrohrs an das andere Saugrohr anschließt. Lufteinlassseitig muss das zylinderseitige Saugrohr für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit kurzer wirksamer Rohrlänge strömungstechnisch günstig ausgeführt sein. Für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge ist zwischen dem zylinderseitigem Saugrohr und dem anderen Saugrohr ein Übergang gebildet, der von der geometrischen Form des lufteinlassseitigen Endes des zylinderseitigen Saugrohrs einerseits und andererseits von der korrespondierenden Gegengeometrie des anderen Saugrohrs abhängt. Bei den bekannten Sauganlagen besteht daher hinsichtlich der geometrischen Form des lufteinlassseitigen Endes des zylinderseitigen Saugrohrs ein Zielkonflikt, der sich nicht zufrieden stellend auflösen lässt. Entweder ist die Ausgestaltung des lufteinlassseitigen Endes des zylinderseitigen Saugrohrs als Ansaugtrichter nicht optimal oder es ergibt sich ein strömungsverlustbehafteter Übergang zwischen den Saugrohren bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge.The DE 197 17 272 A1 and the DE 10 2004 062 976 A1 refer to switchable suction systems for internal combustion engines, in which these disadvantages are overcome by each cylinder are each associated with two mutually connectable suction pipes. If the suction pipes are not connected to each other, only the cylinder-side suction pipe corresponding to a short pipe length is effective, when the suction pipes are connected to each other, together form a long suction pipe with a long effective pipe length. In these known suction systems, the cylinder-side intake manifold is arranged so that it is resistant to internal combustion engines, and the other intake manifold is displaced toward the cylinder-side intake manifold for connection of the two intake manifolds, with the air inlet geometry of the cylinder-side intake manifold being connected to the other intake manifold. Air inlet side, the cylinder-side intake manifold for the operation of the internal combustion engine with a short effective tube length must be designed aerodynamically favorable. For the operation of the internal combustion engine with a long effective tube length, a transition is formed between the cylinder-side intake manifold and the other intake manifold, which depends on the geometric shape of the air inlet end of the cylinder-side intake manifold on the one hand and on the other hand of the corresponding counter-geometry of the other intake manifold. In the known suction systems therefore there is a conflict of objectives with respect to the geometric shape of the air inlet side end of the cylinder-side intake manifold, which can not dissolve satisfactorily. Either the configuration of the air inlet-side end of the cylinder-side intake manifold as an intake funnel is not optimal or there is a loss of flow-dependent transition between the intake manifolds during operation of the internal combustion engine with a long effective tube length.

Aus der JP 2003-214272 A ist eine Einlassvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt. Die Einlassvorrichtung gemäß der JP 2003 - 214272 A weist gekrümmte Rohre mit jeweils zwei Enden auf. Die einen Enden der gekrümmten Rohre sind zu einem stromabwärtigen Teil eines Sammlers geöffnet und die anderen Enden der gekrümmten Rohre sind ebenfalls zu dem Sammler hin geöffnet. Ein zylindrischer Anschluss führt zu einem Einlasskanal, der einen Zylinder der Brennkraftmaschine mit dem Sammler verbindet. Der Anschluss ist an dem Einlasskanal angeordnet und entlang der Achse des Einlasskanals verlagerbar. Der Anschluss verbindet die Öffnungen der anderen Enden der gekrümmten Rohre mit dem Einlasskanal, wobei der Sammler gekreuzt wird, oder öffnet die Öffnungen der anderen Enden der gekrümmten Rohre in dem Sammler. Damit soll die gesamte Einlassvorrichtung kompakt ausgebildet werden, auch wenn in der Einlassvorrichtung ein Mechanismus zum Verstellen einer Einlasskanallänge vorgesehen ist.From the JP 2003-214272 A An intake device for an internal combustion engine is known. The inlet device according to the JP 2003 - 214272 A has curved tubes with two ends each. The one ends of the curved tubes are opened to a downstream part of a header, and the other ends of the curved tubes are also opened to the header. A cylindrical port leads to an intake passage connecting a cylinder of the engine to the accumulator. The port is disposed on the inlet passage and displaceable along the axis of the inlet passage. The port connects the openings of the other ends of the curved tubes to the inlet channel, whereby the collector is crossed, or opens the openings of the other ends of the curved tubes in the collector. Thus, the entire intake device should be made compact even if a mechanism for adjusting an intake passage length is provided in the intake device.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte möglichst kompakte Lufteinlasseinrichtung bereit zu stellen, bei der das lufteinlassseitige Ende des zylinderseitigen Saugrohrs für einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit kurzer wirksamer Rohrlänge strömungsoptimal ausgeführt werden kann und bei der außerdem für einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge eine besonders strömungsgünstige Verbindung zwischen zylinderseitigem Saugrohr und dem anderen Saugrohr erreicht werden kann.The object of the invention is therefore to provide an initially mentioned as compact as possible air inlet device, in which the air inlet side end of the cylinder-side intake manifold for operation of the internal combustion engine with short effective tube length can be performed optimally optimized and in addition also for operation of the internal combustion engine with longer effective Pipe length a particularly streamlined connection between the cylinder-side intake manifold and the other intake manifold can be achieved.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Lufteinlasseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei erfindungsgemäß das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr einen ersten brennkraftmaschinenfesten Funktionsbereich und einen zweiten, zum ersten Funktionsbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung axial verschiebbaren Funktionsbereich aufweist, wobei der erste und der zweite Funktionsbereich des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs in der ersten Betriebsstellung lufteinlassseitig gemeinsam eine Lufteinlassgeometrie bilden. Wenn für einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit kurzer wirksamer Rohrlänge erster und zweiter Funktionsbereich des ersten Lufteinlassrohrs ineinander geschoben sind, wird so eine strömungsoptimale Einlassgeometrie des ersten Lufteinlassrohrs erreicht. Bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge, wenn erster und zweiter Funktionsbereich des ersten Lufteinlassrohrs auseinander geschoben sind und der zweite Funktionsbereich des ersten Lufteinlassrohrs mit dem zylinderseitigen Ende des zweiten Lufteinlassrohrs verbunden ist und damit das erste und das zweite Lufteinlassrohr miteinander verbunden sind, wird so außerdem eine besonders strömungsgünstige Verbindung zwischen erstem und zweitem Lufteinlassrohr erreicht.The object is achieved with an air intake device with the features of Claim 1, wherein according to the invention, the at least one first air inlet pipe having a first combustion engine fixed functional area and a second, axially displaceable functional area for a first functional area between a first and a second operating position, wherein the first and the second functional area of the at least one first air inlet tube in the first operating position air inlet side together form an air inlet geometry. If, for operation of the internal combustion engine with a short effective tube length, the first and second functional regions of the first air inlet tube are pushed into one another, a flow-optimal inlet geometry of the first air inlet tube is achieved. In an operation of the long effective pipe length internal combustion engine, when the first and second functional regions of the first air inlet pipe are pushed apart and the second functional region of the first air inlet pipe is connected to the cylinder side end of the second air inlet pipe and the first and second air inlet pipes are connected to each other so also achieved a particularly aerodynamic connection between the first and second air inlet pipe.

Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Particularly preferred embodiments and developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste Funktionsbereich des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs rohrförmig und lufteinlassseitig zum Rohräußeren hin trichter-/tulpenförmig ausgestaltet ist und der zweite Funktionsbereich des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs ebenfalls rohrförmig und im ersten Funktionsbereich des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs längs geführt ist und lufteinlassseitig in der ersten Betriebsstellung die Trichter-/Tulpenform zum Rohrinneren hin vervollständigt. Außerdem weist auch der zweite Funktionsbereich einen strömungsoptimierten Einlassbereich, insbesondere eine Trichter-/Tulpenform, auf.It has been found to be particularly advantageous if the first functional region of the at least one first air inlet tube is funnel / tulip-shaped tubular and air inlet side to the tube outer and the second functional region of the at least one first air inlet tube also tubular and longitudinally in the first functional area of the at least one first air inlet tube is guided and the air inlet side in the first operating position, the funnel / tulip shape to the inside of the tube completed. In addition, the second functional area also has a flow-optimized inlet area, in particular a funnel / tulip shape.

Einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zufolge weisen das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr und das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr zumindest annähernd gleiche Innendurchmesser auf. Damit wird ein besonders verlustfreier Übergang zwischen erstem und zweitem Lufteinlassrohr erreicht.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one first air inlet pipe and the at least one second air inlet pipe have at least approximately the same inner diameter. Thus, a particularly lossless transition between the first and second air inlet tube is achieved.

Einem anderen Ausführungsbeispiel zufolge ist es bevorzugt, wenn das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr einen geringeren Innendurchmesser als das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr aufweist. Dadurch kann bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge aufgrund des geringeren Luftdurchsatzes der wirksame Strömungsdurchmesser reduziert und so ein verbesserter Betrieb der Brennkraftmaschine bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden.According to another embodiment, it is preferred if the at least one second air inlet tube has a smaller inner diameter than the at least one first air inlet tube. As a result, can be reduced at an operating speed of the internal combustion engine with a long effective tube length due to the lower air flow rate of the effective flow and thus improved operation of the internal combustion engine can be achieved.

Sehr zweckmäßig ist es, wenn das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr brennkraftmaschinenseitig eine mit dem lufteinlassseitigen Ende des zweiten Funktionsbereichs des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs in der zweiten Betriebsstellung korrespondierende Dichtgeometrie aufweist, sodass eine gasdichte und zugleich strömungsgünstige Verbindung zwischen erstem und zweitem Lufteinlassrohr bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit langer wirksamer Rohrlänge erreicht ist.It is very expedient for the at least one second air inlet pipe to have a sealing geometry corresponding to the air inlet side end of the second functional region of the at least one first air inlet pipe in the second operating position, so that a gastight and at the same time aerodynamic connection between the first and second air inlet pipes during operation of the internal combustion engine achieved with long effective tube length.

Ein besonders Platz sparender Aufbau der erfindungsgemäßen Lufteinlasseinrichtung wird auf vorteilhaft Weise erreicht, indem das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr baulich in den Luftsammler integriert ist und zusätzlich oder alternativ bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren, in zwei Zylinderbänken zusammengefassten Zylindern und einer der Zylinderzahl entsprechenden Anzahl zweiter Lufteinlassrohre die zweiten Lufteinlassrohre der beiden Zylinderbänke abwechseln, in einander kämmend angeordnet sind.A particularly space-saving design of the air inlet device according to the invention is achieved in an advantageous manner by the at least one second air inlet pipe is structurally integrated into the air collector and additionally or alternatively in an internal combustion engine with a plurality of cylinders combined in two cylinder banks and one of the number of cylinders corresponding number of second air inlet pipes alternate second air inlet tubes of the two cylinder banks, are arranged in meshing.

Bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern in V-Anordnung und einer der Zylinderzahl entsprechenden Anzahl erster Lufteinlassrohre liegen vorzugsweise die brennkraftmaschinenseitigen Anschlussebenen der ersten Lufteinlassrohre entsprechend der V-Anordnung der Zylinder zueinander winklig, sodass die Lufteinlasseinrichtung sehr Platz sparend im V der Zylinder angeordnet werden kann.In an internal combustion engine having a plurality of cylinders in V-arrangement and a cylinder number corresponding number of first air intake pipes are preferably the engine-side connection levels of the first air intake pipes according to the V-arrangement of the cylinder to each other at an angle, so that the air intake means can be arranged very space-saving in the cylinder V.

Einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zufolge ist zur Verstellung des zweiten Funktionsbereichs des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs zwischen erster und zweiter Betriebsstellung eine Verstelleinrichtung mit einem ersten brennkraftmaschinenfesten Funktionsbereich und einem zweiten, zum ersten Funktionsbereich verschiebbaren Funktionsbereich vorgesehen, die zweckmäßigerweise elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, an adjustment device with a first combustion engine-fixed functional region and a second functional region displaceable to the first functional region is provided for adjusting the second functional region of the at least one first air inlet tube between the first and second operating position, which is expediently electrically, hydraulically or pneumatically actuated ,

Bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern in V-Anordnung und einer der Zylinderzahl entsprechenden Anzahl erster Lufteinlassrohre hat es sich als sehr günstig erwiesen, wenn zur Verstellung zwischen erster und zweiter Betriebsstellung die ersten Lufteinlassrohre mittels der Verstelleinrichtung entlang der das V der Zylinderanordnung in Brennkraftmaschinenlängsrichtung teilenden Symmetrieebene verschiebbar sind. Auf diese Weise kann eine Verbindung der ersten Lufteinlassrohre trotz ihrer zueinander winkligen Anordnung mit den jeweiligen zweiten Lufteinlassrohren durch Bewegung der Verstelleinrichtung in nur einer Richtung erfolgen.In an internal combustion engine having a plurality of cylinders in V-arrangement and a number of cylinder corresponding number of first air intake pipes, it has proved to be very favorable for adjustment between the first and second operating position, the first air intake pipes by means of the adjustment along the V of the cylinder assembly in the engine longitudinal direction dividing plane of symmetry are displaceable. In this way, a connection of the first air inlet pipes despite their mutually angled arrangement with the respective second air inlet pipes Movement of the adjustment take place in only one direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind zur Verbindung der zweiten Funktionsbereiche der ersten Lufteinlassrohre mit der Verstelleinrichtung jeweils gabelartige Aufnahmen mit darin geführten Gleitelementen vorgesehen. Mit dieser Kinematik erfolgt eine Umsetzung der Bewegung der Verstelleinrichtung in eine Verschiebung des zweiten Funktionsbereichs der ersten Lufteinlassrohre.According to a preferred embodiment, in order to connect the second functional regions of the first air inlet tubes to the adjusting device, fork-like receptacles with sliding elements guided therein are respectively provided. With this kinematics, the movement of the adjusting device is converted into a displacement of the second functional region of the first air inlet tubes.

Nachfolgend ist unter Bezugnahme auf Figuren ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft

  • 1 eine schaltbare Sauganlage einer Brennkraftmaschine mit kurzem Saugrohr, Saugrohrverlängerung und Verstelleinrichtung in Betriebsstellung mit kurzer und langer wirksamer Rohrlänge und
  • 2 eine Verstelleinrichtung einer schaltbaren Sauganlage einer Brennkraftmaschine.
A particularly preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to figures, in which show schematically and by way of example
  • 1 a switchable intake of an internal combustion engine with a short intake manifold, intake manifold extension and adjustment in the operating position with short and long effective tube length and
  • 2 an adjustment of a switchable intake system of an internal combustion engine.

1 zeigt in Schnittansicht eine schaltbare Sauganlage 100 einer nicht näher ausgeführten Brennkraftmaschine mit Zylindern in V-Anordnung, insbesondere einer V-8- oder V-10-Zylinder-Brennkraftmaschine, bei der die Zylinder in zwei zueinander V-förmig angeordneten Zylinderbänken zusammengefasst sind. Die Einlassseiten der Zylinder liegen oben, im V, wobei die einlassseitigen Anschlussebenen der Zylinder zueinander winklig angeordnet sind. 1 shows in sectional view a switchable suction system 100 a not detailed engine with cylinders in V-arrangement, in particular a V-8 or V-10 cylinder internal combustion engine, in which the cylinders are combined in two mutually V-shaped cylinder banks. The inlet sides of the cylinders are at the top, in the V, with the inlet-side connection planes of the cylinders being arranged at an angle to one another.

In der rechten Zeichnungshälfte ist der einer Zylinderbank zugeordnete Teil der Sauganlage 100 mit kurzem Saugrohr 102, Saugrohrverlängerung 104 und Verstelleinrichtung 122 in einer Betriebsstellung mit kurzer wirksamer Rohrlänge dargestellt, in der linken Zeichnungshälfte ist die der anderen Zylinderbank zugeordnete Teil der Sauganlage 100 in einer Betriebsstellung mit langer wirksamer Rohrlänge dargestellt, wobei abweichend von der Darstellung beide Teile der Sauganlage tatsächlich jeweils dieselbe Betriebsstellung einnehmen. Entsprechend der winkligen Anordnung der einlassseitigen Anschlussebenen der Brennkraftmaschine liegen auch die zylinderseitigen Anschlussebenen 120 der kurzen Saugrohre 102 der Sauganlage 100 zueinander winklig.In the right half of the drawing is the part of the intake system assigned to a cylinder bank 100 with short suction tube 102 , Suction tube extension 104 and adjusting device 122 shown in an operating position with short effective tube length, in the left half of the drawing is the other cylinder bank associated part of the intake system 100 shown in an operating position with long effective pipe length, which deviate from the representation, both parts of the intake actually occupy the same operating position. Corresponding to the angled arrangement of the intake-side connection levels of the internal combustion engine, the cylinder-side connection levels are also present 120 the short suction pipes 102 the suction system 100 at an angle to each other.

Der Ansaugtrichter 110 des kurzen Saugrohrs 102 ist auf hohe Brennkraftmaschinendrehzahlen abgestimmt und besonders im Hinblick auf eine stoßfreie Luftführung am Trichtereinlauf optimiert. Das kurze Saugrohr 102 wird von zwei ineinander liegenden Rohren 106, 108 gebildet, die gegeneinander in Längsrichtung verschiebbar sind. Hierfür sind das innere Rohr 108 und das äußeren Rohr 106 gleitführend miteinander verbunden. Das äußere Rohr 106 ist lufteinlassseitig zum Rohräußeren hin trichter-/tulpenförmig ausgestaltet (112), das innere Rohr 108 vervollständigt in der in der rechten Zeichnungshälfte dargestellten Betriebsstellung mit kurzer wirksamer Rohrlänge die Trichter-/Tulpenform zum Rohrinneren hin (114).The intake funnel 110 of the short suction tube 102 is tuned to high engine speeds and optimized, especially with regard to a bumpless air flow at the funnel inlet. The short suction tube 102 is made of two nested tubes 106 . 108 formed, which are mutually displaceable in the longitudinal direction. This is the inner tube 108 and the outer tube 106 Slidably connected to each other. The outer tube 106 is on the air inlet side to the tube outward funnel / tulip shaped configured ( 112 ), the inner tube 108 completes in the operating position shown in the right half of the drawing with short effective tube length the funnel / tulip shape towards the tube interior ( 114 ).

Die Saugrohrverlängerung 104 weist brennkraftmaschinenseitig eine mit dem lufteinlassseitigen Ende 114 des inneren Rohrs 108 des Saugrohrs 102 korrespondierende Dichtgeometrie 116 auf. Das lufteinlassseitige Ende 114 des inneren Rohrs 108 ist rohrinnenseitig gerundet ausgeführt, entsprechend ist die Dichtgeometrie 116 der Saugrohrverlängerung 104 nach außen gerundet. Die Dichtgeometrie 116 ist aus einem elastischen Dichtmaterial gebildet.The suction tube extension 104 has internal combustion engine side with the air inlet side end 114 of the inner tube 108 of the suction pipe 102 corresponding sealing geometry 116 on. The air intake end 114 of the inner tube 108 is rounded inside the pipe, the sealing geometry is corresponding 116 the suction pipe extension 104 rounded to the outside. The sealing geometry 116 is formed of an elastic sealing material.

In der Betriebsstellung mit langer wirksamer Rohrlänge sind das kurze Saugrohr 102 und die Saugrohrverlängerung 104 miteinander verbunden, indem das innere Rohr 108 mittels der Verstelleinrichtung 122 relativ zum äußeren Rohr 106 in Richtung der Saugrohrverlängerung 104 verschoben ist, wobei das lufteinlassseitige Ende 114 des inneren Rohrs 108 mit der Dichtgeometrie 116 der Saugrohrverlängerung 104 gasdicht und strömungsgünstig anschließt, sodass das Saugrohr 102 und die Saugrohrverlängerung 104 gemeinsam abgestimmt auf niedrige Brennkraftmaschinendrehzahlen eine lange wirksame, ebenfalls besonders im Hinblick auf eine stoßfreie Luftführung optimierte Rohrlänge bilden.In the operating position with long effective tube length are the short suction tube 102 and the suction tube extension 104 interconnected by the inner tube 108 by means of the adjusting device 122 relative to the outer tube 106 in the direction of the suction pipe extension 104 is shifted, wherein the air inlet end 114 of the inner tube 108 with the sealing geometry 116 the suction pipe extension 104 gastight and streamlined connected, so that the intake manifold 102 and the suction tube extension 104 jointly tuned to low engine speeds form a long effective, also optimized in terms of a bumpless air duct pipe length.

Vorliegend weisen Saugrohr 102 und Saugrohrverlängerung 104 gleiche Innendurchmesser auf, es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Saugrohrverlängerung 104 eine geringeren Innendurchmesser aufweist, als das Saugrohr 102, sodass bei einem Wechsel zwischen den Betriebsstellungen sich der wirksame Innendurchmesser sprunghaft ändert. Insbesondere aus Bauraumgründen sind die Saugrohrverlängerungen 104 baulich in den Luftsammler 118 integriert und die Saugrohrverlängerungen 104 der beiden Zylinderbänke sind abwechseln, in einander kämmend angeordnet.In the present case have intake manifold 102 and suction pipe extension 104 same inner diameter, but it may also be advantageous if the Saugrohrverlängerung 104 has a smaller inner diameter than the suction tube 102 so that when changing between the operating positions, the effective inner diameter changes abruptly. Especially for space reasons, the Saugrohrverlängerungen 104 structurally in the air collector 118 integrated and the Saugrohrverlängerungen 104 the two cylinder banks are alternating, arranged in meshing.

2 eine Verstelleinrichtung 122, 222 einer schaltbaren Sauganlage 100 einer V-Brennkraftmaschine. Dem Ausführungsbeispiel zufolge ist die Verstelleinrichtung 222 mittels eines elektromotorischen Antriebs 244 angetrieben, wobei gegebenenfalls ein Antrieb auch pneumatisch, hydraulisch oder mittels eines anderen elektrischen Aktuators erfolgen kann. 2 an adjusting device 122 . 222 a switchable suction system 100 a V-type internal combustion engine. According to the embodiment, the adjusting device 222 by means of an electric motor drive 244 driven, where appropriate, a drive can also be done pneumatically, hydraulically or by means of another electric actuator.

Die Verstelleinrichtung 222 umfasst eine Grundplatte 224 mit darin befestigten, beispielsweise eingepressten Führungshülsen 226, die zur Ausführung einer translatorischen Bewegung entlang von Führungsstangen 228 geeignet sind. Mit der Grundplatte 224 verbunden sind außerdem Gabeln 230 mit Aufnahmen 232, in denen Gleitsteine 234 geführt sind. Diese Führung (232, 234) ist für jeden Zylinder mit Saugrohr 202 zur Ebene A-A symmetrisch ausgeführt. Die äußeren Rohre 206 der Saugrohre 202 weisen jeweils einen Durchbruch 240, beispielsweise in Langlochform auf, durch den ein mit dem inneren Rohr 208 verbundener Bolzen 236 nach außen ragt. Die Gleitsteine 234 sind fest mit den Bolzen 236 verbunden.The adjusting device 222 includes a base plate 224 with it, for example, pressed in guide sleeves 226 used to perform a translational movement along guide rods 228 are suitable. With the base plate 224 are also connected forks 230 with recordings 232 in which sliding blocks 234 are guided. This leadership ( 232 . 234 ) is for each cylinder with intake manifold 202 executed symmetrically to the plane AA. The outer tubes 206 the suction pipes 202 each have a breakthrough 240 , For example, in oblong shape, through the one with the inner tube 208 connected bolt 236 protrudes outwards. The sliding blocks 234 are stuck with the bolts 236 connected.

Bei einem Wechsel der Betriebsstellungen, bei dem mittels der Verstelleinrichtung 222 die inneren Rohre 208 der Saugrohre 202 entlang der Ebene A-A verschoben werden, gleichen die Führungen 232, 234 die durch die winklige Anordnung der Anschlussebenen 220 bedingte Relativbewegung zwischen der Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung 222 und der inneren Rohre 208 der Saugrohre 202 aus, indem sich die Gleitsteine 234 in den Aufnahmen 232 der Gabeln 230 verschieben.When changing the operating positions, in which by means of the adjustment 222 the inner tubes 208 the suction pipes 202 along the plane AA the guides are the same 232 . 234 due to the angled arrangement of the connection levels 220 conditional relative movement between the direction of movement of the adjusting device 222 and the inner tubes 208 the suction pipes 202 out by the sliding blocks 234 in the recordings 232 the forks 230 move.

Die Verstellung der Grundplatte 224 erfolgt mittels einer elektromotorisch angetriebenen Welle, wobei gegebenenfalls auch ein Linearmotor verwendet werden kann. Um ein Verkanten der Grundplatte 224 bei einem Wechsel der Betriebsstellungen zu vermeiden, greift die Verstelleinrichtung 222 mittig an der Grundplatte 224 an, alternativ können auch zwei, zum Belastungsschwerpunkt der Grundplatte 224 symmetrisch angreifende Verstelleinrichtungen vorgesehen sein.The adjustment of the base plate 224 takes place by means of an electric motor driven shaft, where appropriate, a linear motor can be used. To tilt the base plate 224 to avoid when changing the operating positions, the adjustment engages 222 in the middle of the base plate 224 On, alternatively, two, to the center of gravity of the base plate 224 be provided symmetrically attacking adjustment.

Die Erfindung ermöglicht eine Platz sparende Anordnung bei gleichzeitig einfacher Betätigung, sodass sehr hohe Verstellgeschwindigkeiten erreicht werden. Außerdem ist aufgrund des für hohe Drehzahlen optimal ausgeführten Ansaugtrichter eine Leistungssteigerung im Hochdrehzahlbereich möglich.The invention enables a space-saving arrangement with simultaneous simple operation, so that very high adjustment speeds can be achieved. In addition, an increase in power in the high-speed range is possible due to the optimally designed for high speeds intake funnel.

Claims (12)

Zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung schaltbare Lufteinlasseinrichtung (100) für eine Brennkraftmaschine, wobei in der ersten Betriebsstellung eine kurze Rohrlänge und in der zweiten Betriebsstellung eine lange Rohrlänge wirksam ist, umfassend wenigstens ein erstes Lufteinlassrohr (102, 202) und wenigstens ein zweites, mit dem ersten Lufteinlassrohr (102, 202) verbindbares Lufteinlassrohr (104), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr (102, 202) einen ersten brennkraftmaschinenfesten Funktionsbereich (106, 206) und einen zweiten, zum ersten Funktionsbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung axial verschiebbaren Funktionsbereich (108, 208) aufweist, wobei der erste (106, 206) und der zweite Funktionsbereich (108, 208) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) in der ersten Betriebsstellung lufteinlassseitig gemeinsam eine Lufteinlassgeometrie (110) bilden.Switchable between a first and a second operating position air inlet device (100) for an internal combustion engine, wherein in the first operating position, a short tube length and in the second operating position, a long tube length is effective comprising at least a first air inlet tube (102, 202) and at least a second, air inlet pipe (104) which can be connected to the first air inlet pipe (102, 202), characterized in that the at least one first air inlet pipe (102, 202) has a first combustion engine-fixed functional region (106, 206) and a second, to the first functional region between a first and a first the first (106, 206) and the second functional region (108, 208) of the at least one first air inlet pipe (102, 202) in the first operating position together have an air inlet geometry (110) on the air inlet side. form. Lufteinlasseinrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Funktionsbereich (106, 206) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) rohrförmig und lufteinlassseitig zum Rohräußeren hin trichter-/tulpenförmig (112) ausgestaltet ist und der zweite Funktionsbereich (108, 208) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) ebenfalls rohrförmig und im ersten Funktionsbereich (106, 206) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) längs geführt ist und lufteinlassseitig in der ersten Betriebsstellung die Trichter-/Tulpenform zum Rohrinneren hin vervollständigt (114).Air intake device (100) after Claim 1 , characterized in that the first functional region (106, 206) of the at least one first air inlet tube (102, 202) is funnel / tulip-shaped (112) tubular and air inlet side towards the tube outer and the second functional region (108, 208) of the at least one first air inlet tube (102, 202) is also tubular and longitudinally guided in the first functional region (106, 206) of the at least one first air inlet tube (102, 202) and air inlet side in the first operating position, the funnel / tulip shape to the tube interior completed (114). Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr (102, 202) und das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr (104) zumindest annähernd gleiche Innendurchmesser aufweisen.Air intake device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first air inlet pipe (102, 202) and the at least one second air inlet pipe (104) have at least approximately the same inner diameter. Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr (104) einen geringeren Innendurchmesser als das wenigstens eine erste Lufteinlassrohr (102, 202) aufweist.Air intake device (100) according to one of Claims 1 to 2 , characterized in that the at least one second air inlet tube (104) has a smaller inner diameter than the at least one first air inlet tube (102, 202). Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr (104) brennkraftmaschinenseitig eine mit dem lufteinlassseitigen Ende (114) des zweiten Funktionsbereichs (108, 208) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) in der zweiten Betriebsstellung korrespondierende Dichtgeometrie (116) aufweist.An air inlet device (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one second air inlet pipe (104) on the internal combustion engine side with the air inlet side end (114) of the second functional region (108, 208) of the at least one first air inlet tube (102, 202) Having the second operating position corresponding sealing geometry (116). Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Luftsammler (118), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Lufteinlassrohr (104) baulich in den Luftsammler (118) integriert ist.An air inlet device (100) according to any one of the preceding claims, comprising an air collector (118), characterized in that the at least one second air inlet tube (104) is structurally integrated into the air collector (118). Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine mehrere, in zwei Zylinderbänken zusammengefasste Zylinder umfasst und eine der Zylinderzahl entsprechende Anzahl zweiter Lufteinlassrohre (104) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Lufteinlassrohre (104) der beiden Zylinderbänke abwechseln, in einander kämmend angeordnet sind.Air intake device (100) according to any one of the preceding claims, wherein the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders combined in two cylinder banks and a number of second air intake pipes (104) corresponding to the number of cylinders is provided, characterized in that the second air intake pipes (104) of the two cylinder banks alternate, are arranged in mesh with each other. Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine mehrere Zylinder in V-Anordnung umfasst und eine der Zylinderzahl entsprechende Anzahl erster Lufteinlassrohre (102, 202) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die brennkraftmaschinenseitigen Anschlussebenen (120) der ersten Lufteinlassrohre (102, 202) entsprechend der V-Anordnung der Zylinder zueinander winklig liegen.An air intake device (100) according to any one of the preceding claims, wherein the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders in V-arrangement and a number of the first corresponding to the number of cylinders Air intake pipes (102, 202) is provided, characterized in that the engine-side connection levels (120) of the first air intake pipes (102, 202) corresponding to the V-arrangement of the cylinder are at an angle to each other. Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des zweiten Funktionsbereichs (108, 208) des wenigstens einen ersten Lufteinlassrohrs (102, 202) zwischen erster und zweiter Betriebsstellung eine Verstelleinrichtung (122, 222) mit einem ersten brennkraftmaschinenfesten Funktionsbereich (224, 228) und einem zweiten, zum ersten Funktionsbereich (224, 228) verschiebbaren Funktionsbereich (226, 230) vorgesehen ist.Air intake device (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that for adjusting the second functional region (108, 208) of the at least one first air inlet pipe (102, 202) between the first and second operating position, an adjusting device (122, 222) with a first combustion engine fixed Functional range (224, 228) and a second, the first functional area (224, 228) displaceable functional area (226, 230) is provided. Lufteinlasseinrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (122, 222) elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.Air intake device (100) after Claim 9 , characterized in that the adjusting device (122, 222) is electrically, hydraulically or pneumatically actuated. Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die Brennkraftmaschine mehrere Zylinder in V-Anordnung umfasst und eine der Zylinderzahl entsprechende Anzahl erster Lufteinlassrohre (102, 202) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verstellung zwischen erster und zweiter Betriebsstellung die ersten Lufteinlassrohre (102, 202) mittels der Verstelleinrichtung (122, 222) entlang der das V der Zylinderanordnung längs teilenden Symmetrieebene (A) verschiebbar sind.Air intake device (100) according to one of Claims 9 to 10 , wherein the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders in a V-arrangement and a number of first air inlet tubes (102, 202) corresponding to the number of cylinders is provided, characterized in that in an adjustment between the first and second operating position, the first air inlet tubes (102, 202) by means of the adjusting device (122, 222) along which the V of the cylinder assembly longitudinally dividing plane of symmetry (A) are displaceable. Lufteinlasseinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der zweiten Funktionsbereiche (108, 208) der ersten Lufteinlassrohre (102, 202) mit der Verstelleinrichtung (122, 222) jeweils gabelartige Aufnahmen (230, 232) mit darin geführten Gleitelementen (234) vorgesehen sind.Air intake device (100) according to one of Claims 9 to 11 , characterized in that for connecting the second functional areas (108, 208) of the first air inlet tubes (102, 202) with the adjusting device (122, 222) each fork-like receptacles (230, 232) are guided therein with sliding elements (234).
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