DE102008058938A1

DE102008058938A1 - Saugrohrsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008058938A1
Application number: DE102008058938A
Authority: DE
Inventors: Helmut Spannbauer
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-06-02

Abstract

Ein Saugrohrsystem für eine Brennkraftmaschine ist mit einem Luftsammler und mindestens einem vom Luftsammler zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine führenden Saugrohr versehen. Ein Abschnitt des Saugrohrs ragt in den Innenraum des Luftsammlers ein, wobei in die Wandung des Saugrohrs eine Störbohrung eingebracht ist, über die das Saugrohr zusätzlich mit dem Innenraum des Luftsammlers verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Saugrohrsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Ein derartiges Saugrohrsystem wird in der DE 298 11 432 U1 beschrieben. Das Saugrohrsystem dient für die Zufuhr von Verbrennungsluft zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine und umfasst in einem Gehäuse einen Luftsammler, von dem pro Zylinder ein Saugrohr verzweigt. Diese Saugrohrsysteme können in akustisch wahrnehmbare Schwingungen geraten, wenn während eines Ladungswechsels ein Druckausstoß aus dem Zylinder der Brennkraftmaschine in das Saugrohrsystem erfolgt. Hierbei entsteht im Saugrohr eine Welle, die für eine zusätzliche Aufladung genutzt werden, jedoch auf Grund von Resonanzen auch zu der genannten, ungewünschten Schallbelastung führen kann.
Zur Verminderung der Resonanzeffekte ist gemäß der DE 298 11 432 U1 ein Querkanal zwischen jeweils zwei benachbarten, parallel verlaufenden Saugrohren angeordnet, über die den Zylindern Verbrennungsluft zuführbar ist. Der Querkanal hat eine Geräusch dämpfende Wirkung vor allem im hochfrequenten Anteil der Sauggeräusche zur Folge, welche vom Benutzer als besonders störend wahrgenommen werden. Ein signifikanter Leistungsverlust ist mit dem Einbringen des Querkanals nicht verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Saugrohreinrichtung für eine Brennkraftmaschine so auszubilden, dass ohne signifikanten Leistungsverlust eine unerwünschte Geräuschentwicklung verhindert oder zumindest reduziert wird.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Das erfindungsgemäße Saugrohrsystem dient zur Luftzufuhr zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine und weist einen Luftsammler sowie mindestens ein vom Luftsammler zu den Zylindern der Brennkraftmaschine verzweigendes Saugrohr auf. Erfindungsgemäß ragt ein Abschnitt des Saugrohrs in den Innenraum des Luftsammlers ein, wobei in die Wandung des Saugrohrs eine Störbohrung eingebracht ist, über die das Saugrohr zusätzlich mit dem Innenraum des Luftsammlers verbunden ist. Das Saugrohr weist somit zwei Kommunikationsöffnungen zum Luftsammler auf, nämlich zum einen die stirnseitige Öffnung im Saugrohr in dem in den Luftsammler einragenden Abschnitt und zum andern die Störbohrung, die in die Wandung des Saugrohrs eingebracht ist.
Mit dieser Merkmalskombination kann ohne signifikanten Leistungsverlust eine erhebliche Verbesserung bei der Reduzierung von Schall, der durch Resonanzfrequenzen auftreten kann, erreicht werden. In dem Saugrohr können sich stehende Wellen ausbilden, die für eine Stoßaufladung der Brennkraftmaschine zur Leistungsverbesserung ausgenutzt werden. Der in den Luftsammler einragende Abschnitt des Saugrohrs ermöglicht hierbei insgesamt eine Bauraumverkleinerung im Vergleich zu Ausführungen aus dem Stand der Technik, da bei gleicher Saugrohrlänge die Dimensionen in Achsrichtung des Saugrohrs gesehen auf Grund des in den Luftsammler einragenden Abschnittes reduziert sind.
Die Ausbildung der Resonanzfrequenzen, die für die Geräuschentwicklung verantwortlich sind, wird durch die Störbohrung in der Wandung des Saugrohrs gestört, so dass insgesamt die Schallbelästigung erheblich reduziert, ggf. auch vollständig eliminiert ist. Die Störbohrung beeinträchtigt hierbei die Stoßaufladung nicht oder nur in einer nicht signifikanten Weise.
Die Störbohrung befindet sich auf Abstand zur axialen Stirnseite des in den Luftsammler einragenden Abschnittes des Saugrohrs. Hierbei kommt gemäß einer ersten zweckmäßigen Ausführung eine Anordnung der Störbohrung innerhalb des Luftsammlers in Betracht, also in der Wandung des in den Luftsammler einragenden Abschnittes des Saugrohrs. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass außerhalb des Luftsammlers eine durchgehende Rohrwandung gebildet ist und somit keine Druckverluste auftreten. Außerdem lässt sich diese Ausführung in einfacher konstruktiver Weise bewerkstelligen. Auch Strömungswiderstände sind durch die Störbohrung in dem in den Luftsammler einragenden Abschnitt nicht oder nur in reduziertem Maße vorhanden.
Grundsätzlich möglich ist es zum andern aber auch, die Störbohrung außerhalb des Luftsammlers anzuordnen, wobei in diesem Fall ein zusätzlicher Verbindungskanal vorgesehen ist, der die Störbohrung mit dem Luftsammler verbindet, um sicherzustellen, dass eine Strömungskommunikation über die Störbohrung unmittelbar mit dem Inneren des Luftsammlers gegeben ist. Auch in dieser Ausführung wird ein Druckverlust vermieden, da über die Störbohrung eine direkte Verbindung mit dem Inneren des Luftsammlers gegeben ist. Der in den Luftsammler einragende Abschnitt des Saugrohrs kann hierbei glattwandig ausgebildet sein oder, gemäß einer weiteren Alternative, mit einer zusätzlichen Störbohrung, so dass insgesamt zumindest zwei axial verteilte Störbohrungen in die Wandung des Saugrohres eingebracht sind. Der Verbindungskanal zur Verbindung der Störbohrung mit dem Luftsammler ist zweckmäßigerweise einteilig bzw. einstückig mit dem Saugrohr und dem Luftsammlergehäuse ausgeführt.
Gemäß bevorzugter Ausführung ist pro Saugrohr genau eine Störbohrung vorgesehen, um eine minimale Beeinträchtigung der Stoßaufladung sicherzustellen. Gleichwohl kann es zweckmäßig sein, pro Saugrohr mehrere Störbohrungen vorzusehen, und zwar sowohl innerhalb des in den Luftsammler einragenden Abschnittes als auch außerhalb des Luftsammlers, oder, wie bereits oben erwähnt, jeweils eine Störbohrung innerhalb und außerhalb des Luftsammlers.
Das gesamte Saugrohrsystem besteht vorzugsweise aus Kunststoff und wird insbesondere als Kunststoff-Spritzgussbauteil hergestellt.
Die Störbohrung befindet sich vorteilhafterweise zumindest annähernd in der axialen Mitte des Saugrohrs. Auch in dieser Ausführung kommt sowohl eine Positionierung der Störbohrung innerhalb als auch außerhalb des Luftsammlers in Betracht.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass der in den Luftsammler einragende Abschnitt des Saugrohrs sich mindestens über die halbe Breite des Luftsammlers erstreckt, wodurch die Ausbildung eines besonders kompakten und kurz bauenden Saugrohrsystems möglich ist. Der Abschnitt erstreckt sich somit verhältnismäßig weit bis in den Luftsammler hinein, so dass bei gleicher Länge des Saugrohrs die Erstreckung des Gesamtsystems in Achsrichtung reduziert ist.
Die Störbohrung weist zweckmäßigerweise einen Durchmesser von 4 bis 5 mm auf, beispielsweise 4.5 mm, wobei grundsätzlich auch Störbohrungen mit kleinerem Durchmesser als 4 mm oder größerem Durchmesser als 5 mm in Betracht kommen. Der genannte Wertebereich hat aber den Vorteil, dass zum einen die Stoßwellenaufladung nur in geringstmöglicher Weise beeinträchtigt und zum anderen die Schallentwicklung wirksam reduziert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Saugrohrsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem sich ein Abschnitt jedes Saugrohrs in einen Luftsammler hinein erstreckt und in die Wandung des in den Luftsammler einragenden Abschnittes jeweils eine Störbohrung eingebracht ist,
2 eine weitere Ausgestaltung eines Saugrohrsystems mit einer Störbohrung außerhalb des Luftsammlers, die über einen Verbindungskanal mit dem Luftsammler verbunden ist.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsformen der Erfindung
Das in 1 dargestellte Saugrohrsystem 1 dient zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu Zylindern 6 einer Brennkraftmaschine 5. Das Saugrohrsystem 1 umfasst einen Luftsammler 2, der mit einem Einlassstutzen 3 für die Zuleitung von Verbrennungsluft versehen ist, sowie eine Mehrzahl von Saugrohren 4, deren Anzahl der Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Jedem Zylinder 6 ist ein Saugrohr 4 zugeordnet, über das dem Zylinder 6 Verbrennungsluft aus dem Inneren des Luftsammlers 2 zugeführt wird.
An den Zylindern 6 sind Einlassventile 7 und Auslassventile 8 angeordnet, wobei die Einlassventile 7 mit der Abströmöffnung des Saugrohrs 4 verbunden sind, so dass bei geöffneten Einlassventilen 7 die Verbrennungsluft über das jeweilige Saugrohr 4 in das Innere der Zylinder 6 eingeleitet wird. Die Auslassventile 8 sind mit einem Abgasrohr 9 verbunden, über das die Abgase bei geöffneten Auslassventilen 8 in den Abgasstrang geleitet werden.
Zur Regulierung der Luftzufuhr ist im Einlassstutzen 3 des Luftsammlers 2 eine Drosselklappe 10 angeordnet. Weitere Drosselklappen 11 befinden sich in jedem Saugrohr 4. Gegebenfalls sind die Drosselklappen auch unmittelbar im Bereich der Einlassventile 7 angeordnet.
Die Saugrohre 4 ragen mit einem Abschnitt 4a in das Innere des Luftsammlers 2 ein. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Abschnitt 4a in Achsrichtung des Saugrohrs 4 gesehen über einen Bereich, der größer als die Hälfte der Breite des Luftsammlers 2 ist. An der axialen Stirnseite ist der Abschnitt 4 in dem Inneren des Luftsammlers 2 trompetenförmig erweitert, wodurch die Einleitung der Verbrennungsluft aus dem Innern des Luftsammlers in das Saugrohr 4 erleichtert ist.
In die Wandung des innerhalb des Luftsammlers 2 befindlichen Abschnittes 4a jedes Saugrohrs 4 ist eine Störbohrung 12 eingebracht, deren Durchmesser beispielsweise in einer Größenordnung zwischen 4 mm und 5 mm liegt. Mit dieser Ausführung werden zwei Effekte erreicht: Zum einen weist das Saugrohr 4 eine ausreichende Länge auf, dass sich eine Welle zur Stoßaufladung ausbilden kann, zum andern dient die Störbohrung 12 dazu, Resonanzfrequenzen, welche zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen können, zu unterbinden oder zumindest zur reduzieren. Die Störbohrung 12 befindet sich mit axialem Abstand zur freien Stirnseite des in den Luftsammler 2 einragenden Abschnittes 4a des Saugrohrs 4. Die Saugrohre 4 sind untereinander identisch aufgebaut.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Saugrohrsystem 1 ebenfalls einen Luftsammler 2 auf, in den Abschnitte 4a der Saugrohre 4 einragen, und zwar mit einer axialen Erstreckung, die die Hälfte der Breite des Luftsammlers 2 übersteigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in die Wandung des Saugrohrs 4 außerhalb des Luftsammlers 2 eine Störbohrung 13 eingebracht, die über einen Verbindungskanal 14 mit dem Luftsammler 2 verbunden ist. Der Verbindungskanal 14 mündet auf Seiten des Luftsammlers 2 in eine Strömungsöffnung 15, die in die Wandung des Luftsammlers 2 eingebracht ist.
Die Wandung des in den Luftsammler 2 einragenden Abschnittes 4a des Saugrohrs 4 kann frei von derartigen Störbohrungen ausgeführt sein. Gleichwohl ist es aber auch möglich, zusätzlich zu der Störbohrung 13 außerhalb des Luftsammlers 2 auch eine Störbohrung 12 innerhalb des Luftsammlers 2 in die Wandung des Saugrohres einzubringen.
Der Verbindungskanal 14 ist vorzugsweise einteilig bzw. einstückig mit dem Luftsammler 2 sowie mit den Saugrohren 4 ausgebildet. Das gesamte Saugrohrsystem ist zweckmäßigerweise als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 29811432 U1 [0002, 0003]

Claims

Saugrohrsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftsammler (2) und mindestens einem vom Luftsammler (2) zu einem Zylinder (6) der Brennkraftmaschine (5) führenden Saugrohr (4), dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (4a) des Saugrohrs (4) in den Innenraum des Luftsammlers (2) einragt und dass in die Wandung des Saugrohrs (4) eine Störbohrung (12, 13) eingebracht ist, über die das Saugrohr (4) zusätzlich mit dem Innenraum des Luftsammlers (2) verbunden ist.
Saugrohrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störbohrung (12) in den Abschnitt (4a) des Saugrohrs (4) eingebracht ist, der in den Innenraum des Luftsammlers (2) einragt.
Saugrohrsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Störbohrung (13) außerhalb des Luftsammlers (2) in die Wandung des Saugrohrs (4) eingebracht und über einen Verbindungskanal (14) mit dem Luftsammler (2) verbunden ist.
Saugrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Luftsammler (2) einragende Abschnitt (4a) des Saugrohrs (4) sich mindestens über die halbe Breite des Luftsammlers (2) erstreckt.
Saugrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Störbohrung (12, 13) sich bezogen auf die Länge des Saugrohrs (4) zumindest annähernd in der axialen Mitte des Saugrohrs (4) befindet.
Saugrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die in den Luftsammler (2) einragende Stirnseite des Saugrohrs (4) trompetenförmig öffnet.
Saugrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Saugrohren (4) mit identischem Aufbau vorgesehen sind.
Saugrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Störbohrung (12, 13) einen Durchmesser von 4 mm bis 5 mm aufweist.