DE102008033802B4 - Suction line element for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Zur ansaugseitigen Luftführung für eine Verbrennungskraftmaschine bestimmtes, mit Mitteln zur Schalldämpfung ausgerüstetes Leitungselement (1, 1'), welche Mittel durch wenigstens eine, dessen Umfangsbereich zumindest teilweise darstellende energieabsorbierende, luftdurchlässige Schicht (4) gebildet sind, die mit wenigstens einer, eine Stützfunktion erfüllenden, mit Öffnungen (3) versehenen, aus einem luftundurchlässigen Werkstoff bestehenden Schicht (2) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) durch ein flächenhaftes Netzwerk aus Stegen dargestellt ist.For suction-side air duct for an internal combustion engine certain, equipped with means for sound attenuation line element (1, 1 '), which means by at least one whose peripheral region at least partially performing energy absorbing, air-permeable layer (4) are formed with at least one, fulfilling a supporting function , layer (2) provided with openings (3) and consisting of an air-impermeable material, characterized in that the layer (2) is represented by a planar network of webs.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitungselement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a conduit element according to the preamble of
Es ist bekannt, dass das Luftansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine infolge seiner Verbindung mit dem Motorraum Druckpulsationen unterliegt, welche zur Ausbildung stehender Wellen sowie zu Schwingungsanregungen des Rohres, der Luftsäule innerhalb des Rohres und benachbarter Bauteile führen, so dass ein Bedürfnis besteht, die hiermit einhergehende Schallabstrahlung zu mindern. Als besonders nachteilig wird eine Schallabstrahlung aus der Ansaugöffnung heraus in die Umgebung empfunden.It is known that the air intake pipe of an internal combustion engine due to its connection with the engine compartment pressure pulsations subject, which lead to the formation of standing waves and vibration excitations of the pipe, the air column within the pipe and adjacent components, so that there is a need, the associated sound radiation to reduce. A particularly disadvantageous sound radiation from the intake is felt out into the environment.
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Diese bekannten Formen von Ansaugrohren sind somit nicht geeignet, allen betrieblichen Anforderungen einer Verbrennungskraftmaschine gerecht zu werden, zu denen neben einem hinreichenden Dämpfungsvermögen eine beanspruchungsgerechte Konstruktionsform sowie funktionelle Gesichtspunkte hinzutreten, welche die Luftführung betreffen.These known forms of intake manifolds are thus not suitable to meet all operational requirements of an internal combustion engine, to which in addition to a sufficient damping capacity a stress-resistant design form and functional aspects that affect the air flow.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Leitungselement der eingangs bezeichneten Gattung gegenüber dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik in einfacher Weise mit Hinblick auf eine verbesserte Eignung zur Erfüllung aller betrieblicher Anforderungen hin auszugestalten. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Ansaugrohrelement durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.It is the object of the invention to design a line element of the type described above with respect to the above-described prior art in a simple manner with regard to an improved suitability for the fulfillment of all operational requirements. This object is achieved with such an intake manifold by the features of the characterizing part of
Es sind eine energieabsorbierende Schicht und eine eine Stützfunktion erfüllende, mit Öffnungen versehene Schicht vorgesehen, wobei diese beiden Schichten zumindest einen Teil der Wandung des Leitungselements darstellen. Ein in dieser Weise dargestelltes Wandungselement als Teil des Leitungselements kann sich im allgemeinsten Fall über einen Teil des Umfangs des Leitungselements und/oder einen Teil dessen Länge erstrecken. Die Positionierung der Öffnungen kann hierbei untere Berücksichtigung der Abmessungen des Leitungselements und der zu dämpfenden Frequenzanteile des insgesamt übertragenen Schallspektrums gewählt werden. Die energieabsorbierende Schicht besteht aus einem luftdurchlässigen Werkstoff, dessen Wirkungsprinzip darin besteht, dass Energie irreversibel, hauptsächlich durch Reibung in Wärme umgesetzt wird, wobei die eine Stützfunktion erfüllende Schicht, von den genannten Öffnungen abgesehen, aus einem luftundurchlässigen Werkstoff besteht, und wobei über die genannten Öffnungen ein Teil der übertragenen Schallenergie ausgekoppelt und in den Motorraum abgestrahlt wird. Aufgrund der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht weist das Leitungselement eine hinreichende Festigkeit bzw. mechanische Widerstandsfähigkeit auf, um den Beanspruchungen einer Motorwäsche, insbesondere eines Dampfstrahlreinigungsgerätes beschädigungsfrei zu widerstehen. Die energieabsorbierende Schicht weist einen solchen Durchströmungswiderstand auf, dass trotz der genannten Öffnungen der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht ein nennenswertes Ansaugen von Warmluft in den dem Verbrennungsraum des Motors zugeführten Luftstrom nicht zu befürchten ist. Die die Öffnungen führende Schicht erfüllt eine eine Stütz- und Schutzfunktion für die energieabsorbierende Schicht und ist durch ein Gitter- bzw. Netzwerk aus Stegen gebildet.An energy absorbing layer and an apertured layer providing a supporting function are provided, these two layers representing at least part of the wall of the duct element. A wall element shown in this way as part of the line element may in the most general case extend over a part of the circumference of the line element and / or a part of its length. The positioning of the openings can hereby be chosen taking into account the dimensions of the line element and the frequency components to be attenuated of the overall transmitted sound spectrum. The energy absorbing layer is made of an air-permeable material whose principle of action is that irreversible energy is converted into heat, mainly by friction, wherein the supporting function fulfilling layer, apart from said openings, consists of an air-impermeable material, and wherein said Apertures part of the transmitted sound energy is coupled out and radiated into the engine compartment. Due to the support function fulfilling layer, the conduit element has a sufficient strength or mechanical resistance to withstand the stresses of a motor washing, in particular a steam cleaning device without damage. The energy-absorbing layer has such a flow resistance that, despite the openings of the layer which fulfills a support function, a significant intake of warm air into the air flow supplied to the combustion chamber of the engine is not to be feared. The apertured layer fulfills a supportive and protective function for the energy absorbing layer and is formed by a grid of lands.
Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf alternative, senkrecht zu der Wandung des Leitungselements gesehen aufeinander folgende Anordnungen der wenigstens einen energieabsorbierenden Schicht einerseits sowie der wenigstens einen, eine Stützfunktion erfüllenden Schicht andererseits gerichtet.The features of
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 kann die eine Stützfunktion erfüllende Schicht sich über die gesamte Länge sowie über den gesamten Umfang des Leitungselements erstrecken, wobei ferner die genannten Öffnungen gleichförmig in Umfangsrichtung und in Längsrichtung des Leitungselements verteilt angeordnet sein können. Alternativ, insbesondere nach Maßgabe des zu dämpfenden Schallspektrums können die Öffnungen auch ungleichförmig über die Oberfläche dieser Schicht verteilt sein.According to the features of claim 4, the supporting function fulfilling layer may extend over the entire length and over the entire circumference of the conduit member, wherein further said openings may be arranged uniformly distributed in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the conduit member. Alternatively, in particular in accordance with the sound spectrum to be damped, the openings can also be distributed unevenly over the surface of this layer.
Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 sind auf alternative Ausbildungsformen der energieabsorbierenden Schicht gerichtet. Diese kann hiernach aus einem porösen, offenporig geschäumten Kunststoff, als aus Faserverbundstoffen bestehende Schicht, z. B. in der Form von Filzen, Vliesen oder Watten, oder als Gewebe, Maschenware etc. ausgebildet sein. Als Kunststoffe, auch für Fasern oder Gewebe können in diesem Zusammenhang PP (Polypropylen), PES (Polyester), PA (Polyamid), PPS (Polyphenylensulfid) etc. benutzt werden. Hinzutreten Fasern aus Naturstoffen wie Wolle, Baumwolle.The features of
Die eine Stützfunktion erfüllende Schicht kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehen, mit welchem eine hinreichende mechanische Stabilität darstellbar ist.The supporting function fulfilling layer may consist of a thermoplastic material according to the features of claim 8, with which a sufficient mechanical stability can be represented.
Die Merkmale der Ansprüche 9 bis 12 sind auf eine weitere Ausgestaltung der Wandung des Leitungselements gerichtet. An die energieabsorbierende Schicht schließt sich hiernach eine aus einem luftundurchlässigen Werkstoff bestehende Schicht an, die beispielsweise membranartig ausgebildet ist und mit einer Verteilung von Öffnungen versehen sein kann. Die flächenhafte Verteilung dieser Öffnungen in der Membran kann derjenigen der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht entsprechen. Infolge dieser zumindest teilweise geschlossen ausgebildeten Schicht ergibt sich durch Reflexionen und Interferenzen eine weitere Energieumsetzung und damit Dämpfungswirkung. Ein Teil der über die Leitung übertragenen Schallenergie wird auch in diesem Fall in der energieabsorbierenden Schicht umgesetzt, wohingegen ein weiterer Teil über die Öffnungen der äußeren Schicht in den Motorraum gelangt. Durch Öffnungen in der membranartigen Schicht kann die Ableitung eines Teiles der in dem Leitungselement übertragenen Energie in die energieabsorbierende Schicht verbessert werden.The features of claims 9 to 12 are directed to a further embodiment of the wall of the conduit member. The energy-absorbing layer is then followed by a layer consisting of an air-impermeable material, which, for example, has a membrane-like construction and can be provided with a distribution of openings. The areal distribution of these openings in the membrane may correspond to that of the supportive layer. As a result of this at least partially closed layer resulting from reflections and interference a further energy conversion and thus damping effect. Part of the sound energy transmitted through the wire is also reacted in the energy absorbing layer in this case, whereas another part passes through the openings of the outer layer into the engine compartment. Through openings in the membrane-like layer, the derivation of a part of the energy transmitted in the line element into the energy absorbing layer can be improved.
In vorteilhafter Weise kann diese membranartige Schicht werkstoffgleich mit der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht ausgebildet sein, dass heißt aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehen.In an advantageous manner, this membrane-like layer can be made of the same material as the layer fulfilling a supporting function, that is to say consist of a thermoplastic material.
Die Merkmale der Ansprüche 13 und 14 sind auf alternative weitere Ausgestaltungen der energieabsorbierenden Schicht gerichtet. Diese Schicht kann hiernach in ihrer werkstofflichen Konsistenz entweder stufenweise oder kontinuierlich beispielsweise in Richtung auf die innere Oberfläche des Leitungselements hin gegenüber einer homogenen Eigenschaftsverteilung dahingehend modifiziert sein, dass sich innenseitig eine zumindest angenäherte Luftundurchlässigkeit ergibt. Eine solcher Schichten aufbau kann in vielfältiger Weise erreicht werden, beispielsweise indem im Rahmen der energieabsorbierenden Schicht mehrere, sich in ihrer werkstofflichen Konsistenz unterscheidende Teilschichten miteinander verbunden werden, und zwar durch Verschweißung, Verklebung oder in sonstiger Weise. Alternativ, und zwar in Abhängigkeit von der werkstofflichen Beschaffenheit der energieabsorbierenden Schicht kommt auch eine thermische, auf eine Verdichtung abzielende Behandlung in Betracht. Die sich auf diese Weise ergebende beispielsweise innenseitige Schicht kann wiederum geschlossen ausgebildet oder mit einer Verteilung von Öffnungen versehen sein.The features of claims 13 and 14 are directed to alternative further embodiments of the energy absorbing layer. This layer may then be modified in its material consistency either stepwise or continuously, for example in the direction of the inner surface of the conduit member towards a homogeneous distribution of properties to the effect that at least an approximate airtightness results on the inside. Such a layer construction can be achieved in many ways, for example by a plurality of different in their material consistency sub-layers are joined together in the context of energy-absorbing layer, by welding, gluing or otherwise. Alternatively, depending on the material nature of the energy absorbing layer, a thermal treatment aimed at densification is also contemplated. The thus resulting, for example, inside layer can in turn be formed closed or provided with a distribution of openings.
Sämtliche Schichten des Wandungsaufbaus des Leitungselements können entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 14 und 15 stoffschlüssig oder auch formschlüssig untereinander in Verbindung stehen. Beispielsweise kann die energieabsorbierende Schicht in einem Spritzgusswerkzeug positioniert und anschließend ein thermoplastischer, die äußere Schicht darstellender Kunststoff angespritzt werden. Es kommen jedoch auch andere, dem Fachmann ohne weiteres zur Verfügung stehende geläufige Verbindungstechniken in Betracht.All layers of the wall structure of the line element can according to the features of claims 14 and 15 cohesively or positively connected with each other. For example, the energy-absorbing layer can be positioned in an injection mold and then a thermoplastic, the outer layer performing plastic are injected. However, there are also other, readily available to the skilled artisan common bonding techniques into consideration.
Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 16 bis 17 sind die außenseitigen Öffnungen der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht unter Belassung jeweils eines Luftspaltes im Randbereich durch Deckplatten abgedeckt. Der Luftspalt ist dahingehend bemessen, dass ein zum Auskoppeln einer Teilenergie der über das Leitungselement geführten Energie ausreichender Querschnitt zur Verfügung gestellt wird. Die in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Leitungselements gesehen die Öffnungen überdeckenden Deckplatten bieten einen verbesserten Schutz der energieabsorbierenden Schicht gegenüber den Beanspruchungen einer Motorwäsche mit sich. Die Deckplatten können in vorteilhafter Weise werkstoffgleich mit der äußeren Schicht des Leitungselements ausgebildet sein und stehen mit dieser über Stege in Verbindung.According to the features of claims 16 to 17, the outside openings of the layer fulfilling a supporting function are covered by cover plates while leaving one air gap each in the edge area. The air gap is dimensioned such that a sufficient cross-section is provided for coupling out a partial energy of the energy conducted via the line element. The cover plates covering the openings in a direction perpendicular to the surface of the conduit member provide enhanced protection of the energy absorbing layer from the stresses of engine wash. The cover plates can advantageously be formed with the same material as the outer layer of the conduit element and communicate with the latter via webs.
Eine weitere schallabsorbierende Wirkung kann mit den Merkmalen des Anspruchs 18 dadurch erreicht werden, dass zwischen der eine Stützfunktion erfüllenden Schicht und der energieabsorbierenden Schicht ein Luftspalt eingerichtet ist.A further sound-absorbing effect can be achieved with the features of claim 18 in that an air gap is set up between the layer fulfilling a support function and the energy-absorbing layer.
Es sind weitere Modifikationen des Wandungsaufbaus des Leitungselements gemäß den Merkmalen des Anspruchs 19 möglich, wonach beispielsweise die energieabsorbierende Schicht unter Belassung von Luftspalten in Teilschichten unterteilt ist und wobei auch zwischen einer inneren, luftundurchlässigen Schicht und der energieabsorbierenden Schicht ein Luftspalt vorgesehen ist.Further modifications of the wall structure of the conduit element according to the features of claim 19 are possible, according to which, for example, the energy-absorbing layer is subdivided into sublayers leaving air gaps, and an air gap is also provided between an inner, air-impermeable layer and the energy-absorbing layer.
Entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 20 und 21 kann das Leitungselement in Längsrichtung oder in einem Querschnitt in Segmente unterteilt sein, die lösbar oder auch unlösbar miteinander in Verbindung stehen. According to the features of claims 20 and 21, the conduit element may be subdivided in the longitudinal direction or in a cross section into segments which are detachably or non-detachably connected to one another.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawings. Show it:
Mit
Radial innenseitig schließt sich an die Schicht
Nach Maßgabe der Oberflächeneigenschaften sowie der Härte der Schicht
Bei dem in den
Von demjenigen der
Die zwischen den Deckplatten
Die Wirkungsweise des in den
Man erkennt anhand der vorstehenden Ausführungen, dass das erfindungsgemäße Leitungselement
Soweit die Einsatzbedingungen vergleichbar sind, kann ein solches Leitungselement auch allgemein zur Medienleitung eingesetzt werden.As far as the conditions of use are comparable, such a line element can also be used generally for media management.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Leitungselementline element
- 1'1'
- Leitungselementline element
- 22
- Schichtlayer
- 33
- Öffnungopening
- 44
- Schichtlayer
- 55
- Schichtlayer
- 66
- Luftspaltair gap
- 77
- Deckplattecover plate
- 88th
- Stegweb
Claims (21)
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