DE102011101470A1

DE102011101470A1 - Einlasskrümmer

Info

Publication number: DE102011101470A1
Application number: DE102011101470A
Authority: DE
Inventors: Wayne Groleau; Christopher K. Clarke; David Charles Klemstine
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2011-11-17
Also published as: US20110277717A1; US8800524B2; CN102251888A; CN102251888B

Abstract

Eine Einlasskrümmeranordnung zur Anbringung an einem Zylinderkopf, die konfiguriert ist, um an diesen Verbrennungsluft abzugeben, und die ein zentral positioniertes Zip-Rohr mit einer Öffnung für die Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Drosselklappengehäuse umfasst. Von dem zentral positionierten Zip-Rohr erstrecken sich ein erster und ein zweiter Strömungskanal, um an einem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum für eine Zufuhr von Verbrennungsluft an dieses zu enden. Zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal ist eine zentral angeordnete Zugangsöffnung definiert.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/345,357, eingereicht am 17. Mai 2010, die hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Einlasssysteme für Brennkraftmaschinen und insbesondere auf eine kompakte und fluidtechnisch effiziente Einlasskrümmeranordnung mit einem verzweigten Zip-Rohr für eine effiziente Abgabe von Verbrennungsluft an die Kraftmaschine.
HINTERGRUND
Da die Wirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs, insbesondere die Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs, immer mehr im Brennpunkt steht, wenden sich Automobilhersteller kleineren, leichteren Fahrzeugen und einzigartigen Fahrzeugantriebssträngen zu, um die Leistung zu erhöhen. Da Fahrzeugkonfektionierungsparameter zunehmend kompakt werden, kann die verringerte Größe einzigartige Konfigurationen herkömmlicher Kraftmaschinenkomponenten erfordern.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Einlasskrümmeranordnung zur Anbringung an einem Zylinderkopf, die konfiguriert ist, um an diesen Verbrennungsluft abzugeben, ein zentral positioniertes Zip-Rohr mit einer Öffnung für die Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Drosselklappengehäuse, einen ersten und einen zweiten Strömungskanal, die sich von dem zentral positionierten Zip-Rohr erstrecken, um an einem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum für eine Zufuhr von Verbrennungsluft an dieses zu enden, und eine zentral angeordnete Zugangsöffnung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Luftströmungskanal definiert ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Einlasskrümmeranordnung zur Anbringung an einem Zylinderkopf, die konfiguriert ist, um an diesen Verbrennungsluft abzugeben, ein zentral positioniertes Zip-Rohr mit einer Öffnung für die Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Drosselklappengehäuse, einen ersten und einen zweiten Strömungskanal, die sich von dem zentral positionierten Zip-Rohr erstrecken, um an axial entfernten Enden eines gemeinsamen Einlasskrümmerplenums zu enden, und eine zentral angeordnete Zugangsöffnung, die zwischen dem zweiten und einem dritten Luftströmungskanal definiert ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der Erfindung sogleich deutlich, wenn diese mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen lediglich beispielsweise in der folgenden genauen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen verweist, worin:
1 eine perspektivische Ansicht einer Brennkraftmaschine ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
2 eine Draufsicht einer Einlasskrümmeranordnung für die Kraftmaschine von 1 ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
3 eine Draufsicht einer weiteren Einlasskrümmeranordnung für die Kraftmaschine von 1 ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
4 eine Luftkerndarstellung der Einlasskrümmeranordnung von 3 ist; und
5 eine Luftkerndarstellung der Einlasskrümmeranordnung von 2 ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach rein veranschaulichend und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen einzuschränken. Selbstverständlich geben in den gesamten Zeichnungen sich entsprechende Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Teile und Merkmale an.
Um nun auf 1 Bezug zu nehmen, ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf eine Einlasskrümmeranordnung 10 gerichtet, die konfiguriert ist, um Verbrennungsluft an einen Zylinderkopf 14 einer Brennkraftmaschine 12 abzugeben. Der Zylinderkopf 14 ist an einem Zylinderblock 16 angebracht, wie dies auch andere Komponenten wie etwa ein hinten angebrachter Starter 18, der während eines Startmodus ein gezahntes Schwungrad 20 in Eingriff nimmt und dreht, und ein vorn angebrachter riemengetriebener Drehstromgenerator sind.
Die Einlasskrümmeranordnung 10 umfasst ein zentral positioniertes Zip-Rohr 24 mit einem Anbringungsflansch 26, der konfiguriert ist, um daran ein Drosselklappengehäuse 28 aufzunehmen und abzustützen. Der zentral positionierte Anbringungsflansch 26 weist eine Öffnung 30, 4, für die Aufnahme dosierter Verbrennungsluft, die von einem Sekundärlufteinlasssystem (nicht gezeigt) durch das Drosselklappengehäuse 28 strömt, auf. Das Drosselklappengehäuse ist durch geeignete Befestigungselemente wie etwa Bolzen 32, 2, an dem Anbringungsflansch 26 befestigt.
In einer beispielhaften Ausführungsform, die in den 2 und 5 gezeigt ist, verzweigt das zentral positionierte Zip-Rohr 24 unterhalb des Anbringungsflanschs 26 in einen ersten und einen zweiten Luftströmungskanal 34 und 36. Der erste und der zweite Luftströmungskanal 34 und 36 erstrecken sich axial entlang dem Einlasskrümmer 10 und enden an axial entfernten Enden eines gemeinsamen Einlasskrümmerplenums 38, wo die Verbrennungsluft, die durch das Drosselklappengehäuse 28 und in das Zip-Rohr 24 strömt, abgegeben wird. Das Einlasskrümmerplenum 38 ist konfiguriert, um die Verbrennungsluft, die durch den ersten und den zweiten Luftströmungskanal 34 und 36 jeweils abgegeben wird, an mehrere Einlasskanäle, in diesem Fall einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Einlasskanal 40, 42, 44, 46 zu verteilen, die sich axial entlang der Länge und um den Umfang des gemeinsamen Einlasskrümmerplenums 38 erstrecken, um an Auslassöffnungen 48, 1, zu enden, die mit Einlassöffnungen (nicht gezeigt) des Zylinderkopfs 14 fluidtechnisch und in abdichtender Weise verbunden sind. In einer beispielhaften Ausführungsform enden der erste und der zweite Strömungskanal zwischen axial beabstandeten Einlasskanälen. Genauer erstreckt sich in der Ausführungsform nach den 2 und 5 der erste Luftströmungskanal 34 zwischen dem ersten und dem zweiten Einlasskanal 40 und 42, während sich der zweite Luftströmungskanal 36 zwischen dem dritten und dem vierten Einlasskanal 44 bzw. 46 erstreckt.
Die Einlasskrümmeranordnung 10 ist durch Verwendung geeigneter Befestigungselemente wie etwa Bolzen 50, die einen abdichtenden Flansch 52, der an dem Auslassende 54 der Einlasskanäle 40, 42, 44 46 angefügt ist, in Eingriff nehmen, mit dem Zylinderkopf verbunden. In der beispielhaften Ausführungsform nach den 2 und 5 ist es zum Gewährleisten eine leckagefreien Abdichtung zwischen den Auslassöffnungen 48 der Einlasskanäle 40, 42, 44, 46 und dem Zylinderkopf 14 wichtig, dass auf den abdichtenden Flansch 52 entlang seiner gesamten Länge eine gleichmäßige Abdichtkraft ausgeübt wird. Die Verzweigung des Zip-Rohrs 24 in einen ersten und einen zweiten Luftströmungskanal 34 und 36 schafft eine zentral angeordnete Zugangsöffnung 56 zwischen dem zweiten und dem dritten Einlasskanal 42 und 44, die andernfalls, wenn das Zip-Rohr 24 in herkömmlicher Einzelrohrweise Verbrennungsluft zur Mitte des Einlasskrümmerplenums 38 liefern würde, nicht verfügbar wäre. Durch die Zugangsöffnung 56 lässt sich ein Befestigungselement wie etwa der Bolzen 50 anordnen, der dazu dient, eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Einlasskrümmeranordnung 10, dem abdichtenden Flansch 52 und dem Zylinderkopf 14 der Brennkraftmaschine 12 zu schaffen.
Um nun auf die 1, 3 und 4 Bezug zu nehmen, umfasst in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform die Einlasskrümmeranordnung 10A ein zentral positioniertes Zip-Rohr 24 mit einem Anbringungsflansch 26, der konfiguriert ist, um daran ein Drosselklappengehäuse 28 aufzunehmen und abzustützen. Der Anbringungsflansch 26 weist eine Öffnung 30, 4, für die Aufnahme dosierter Verbrennungsluft, die von einem Sekundärlufteinlasssystem (nicht gezeigt) durch das Drosselklappengehäuse 28 strömt, auf. Das Drosselklappengehäuse 28 ist durch geeignete Befestigungselemente wie etwa Bolzen 32 an dem Anbringungsflansch 26 befestigt.
Das zentral positionierte Zip-Rohr 24 verzweigt unterhalb des Anbringungsflanschs 26 in zwei Luftströmungskanäle 34 und 46. Durch das Zip-Rohr 24 strömende Verbrennungsluft wird auf zwei getrennte Strömungspfade aufgeteilt und an ein gemeinsames Einlasskrümmerplenum 38 abgegeben. Das gemeinsame Einlasskrümmerplenum 38 ist konfiguriert, um die Verbrennungsluft, die jeweils durch den ersten und den zweiten Luftströmungskanal 34 bzw. 36 abgegeben wird, an mehrere Einlasskanäle, in diesem Fall einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Einlasskanal 40, 42, 44, 46 zu verteilen, die sich axial entlang der Länge und um den Umfang des gemeinsamen Einlasskrümmerplenums 38 erstrecken, um an Auslassöffnungen 48, 1, zu enden, die mit Einlassöffnungen (nicht gezeigt) des Zylinderkopfs 14 fluidtechnisch und in abdichtender Weise verbunden sind. In dieser beispielhaften Ausführungsform erstrecken sich sowohl der erste als auch der zweite Luftströmungskanal 34 und 36 zwischen dem zweiten und dem dritten Einlasskanal 42 und 44, jedoch schafft die Verzweigung des Zip-Rohrs 24 in die Luftströmungskanäle 34 und 36 eine dazwischen zentral angeordnete Zugangsöffnung 56, die andernfalls, wenn das Zip-Rohr 24 Verbrennungsluft zur Mitte des Einlasskrümmerplenums 38 als Einzelrohr abgeben würde, nicht verfügbar wäre. Durch die Zugangsöffnung lässt sich ein Befestigungselement wie etwa der Bolzen 50 anordnen, der dazu dient, eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Einlasskrümmeranordnung 10 und dem Zylinderkopf 14 der Brennkraftmaschine 12 zu schaffen, 1, 2 und 3.
Obwohl die Erfindung hinsichtlich einer Einlasskrümmeranordnung 10 mit vier Einlasskanälen offenbart worden ist, wird erwartet, dass sie genau so leicht Anwendung findet auf Krümmeranordnungen mit beispielsweise sechs Einlasskanälen, wie sie sich an einer 6-Zylinder-Reihenkraftmaschine finden lassen. Es kommen auch andere Kraftmaschinenkonfigurationen in Betracht.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, können selbstverständlich Fachleute auf dem Gebiet verschiedene Änderungen vornehmen, wobei Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können an den Lehren der Erfindung viele Modifikationen vorgenommen werden, um auf eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material umzustellen, ohne von deren wesentlichen Umfang abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen, die als die beste zum Ausführen dieser Erfindung betrachtete Art und Weise offenbart wurden, beschränkt sein; vielmehr umfasst die Erfindung alle Ausführungsformen, die in den Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.

Claims

Einlasskrümmeranordnung zur Anbringung an einem Zylinderkopf, die konfiguriert ist, um an diesen Verbrennungsluft abzugeben, umfassend: ein zentral positioniertes Zip-Rohr mit einer Öffnung für die Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Drosselklappengehäuse; einen ersten und einen zweiten Luftströmungskanal, die sich von dem zentral positionierten Zip-Rohr erstrecken, um an einem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum für eine Zufuhr von Verbrennungsluft an dieses zu enden; und eine zentral angeordnete Zugangsöffnung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Luftströmungskanal definiert ist.
Einlasskrümmeranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: mehrere Einlasskanäle, die sich axial entlang einer Länge des gemeinsamen Einlasskrümmerplenums und um einen Umfang von diesem erstrecken, um an Auslassöffnungen zu enden, die mit dem Zylinderkopf fluidtechnisch und in abdichtender Weise verbunden sind, wobei sich der erste Luftströmungskanal und der zweite Luftströmungskanal zwischen zentral angeordneten Einlasskanälen erstrecken.
Einlasskrümmeranordnung nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen abdichtenden Flansch, der an einem Auslassende der mehreren Einlasskanäle angefügt ist; und ein Befestigungselement, das durch die zentral angeordnete Zugangsöffnung hindurch angeordnet ist, um den Einlasskrümmer, den abdichtenden Flansch und den Zylinderkopf in Eingriff zu nehmen und eine Abdichtung zwischen diesen zu definieren.
Einlasskrümmeranordnung zur Anbringung an einem Zylinderkopf, die konfiguriert ist, um an diesen Verbrennungsluft abzugeben, umfassend: ein zentral positioniertes Zip-Rohr mit einer Öffnung für die Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Drosselklappengehäuse; einen ersten und einen zweiten Strömungskanal, die sich von dem zentral positionierten Zip-Rohr erstrecken, um an axial entfernten Enden eines gemeinsamen Einlasskrümmerplenums zu enden; und eine zentral angeordnete Zugangsöffnung, die zwischen dem zweiten und einem dritten Strömungskanal definiert ist.
Einlasskrümmeranordnung nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Einlasskanal, die mit dem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum fluidtechnisch verbunden und konfiguriert sind, um Verbrennungsluft von dem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum zu dem Zylinderkopf zu transportieren, wobei der erste und der zweite Strömungskanal zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. dem dritten und dem vierten Einlasskanal enden.
Einlasskrümmeranordnung nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen abdichtenden Flansch, der an einem Auslassende des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Einlasskanals angefügt ist; und ein Befestigungselement, das durch die zentral angeordnete Zugangsöffnung hindurch angeordnet ist, um den Einlasskrümmer, den abdichtenden Flansch und den Zylinderkopf in Eingriff zu nehmen und eine Abdichtung zwischen diesen zu definieren.
Einlasskrümmeranordnung nach Anspruch 5, ferner umfassend: mehrere Einlasskanäle, die mit dem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum fluidtechnisch verbunden und konfiguriert sind, um Verbrennungsluft von dem gemeinsamen Einlasskrümmerplenum zu dem Zylinderkopf zu transportieren, wobei der erste und der zweite Strömungskanal zwischen den axial beabstandeten Einlasskanälen enden.