DE102013208910B4

DE102013208910B4 - Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102013208910B4
Application number: DE102013208910.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: DE102013208910A1

Abstract

Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6 des Hauptpatents (Patentanmeldung 10 2012 208 045.7), wobei das Kolbenelement (12) umfasst, ein Befestigungselement (17) zum Befestigen des Kolbenelements (12) an dem Regelzylinder (11), eine Membran (18c), die das zweite Ende des Kolbenelements (12) bildet und deren Enden an dem Regelzylinder (11) befestigt sind, einen Regelkolben (19), der das erste Ende des Kolbenelements (12) bildet, eine Kolbenstange (20), die die Membran (18c) und den Regelkolben (19) verbindet und die so durch das Befestigungselement (17) geführt ist, dass die Membran (18c) und der Regelkolben (19) in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich bezüglich des Befestigungselements (17) sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor, insbesondere ein effizienzsteigerndes Ansaugelement, das selbstregulierend dazu in der Lage ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu regeln. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugelement gemäß Hauptpatent (Patentanmeldung 10 2012 208 045.7).
Zu dem erfindungsgemäßen Ansaugelement des Hauptpatents wird im Folgenden ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Diesbezüglich sind bekannte Ansaugelemente in den Druckschriften DE 10 2007 037 359 A1 , DE 102 46 182 B3 und DE 195 20 301 A1 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Ansaugelement gemäß Hauptpatent, dessen Kolbenelement ein Befestigungselement zum Befestigen des Kolbenelements an dem Regelzylinder, eine Membran, die das zweite Ende des Kolbenelements bildet und mit ihrem äußeren Umfang an dem Regelzylinder angebracht ist, einen Regelkolben, der das erste Ende des Kolbenelements bildet, und eine Kolbenstange umfasst, die die Membran und den Regelkolben verbindet und die so durch das Befestigungselement geführt ist, dass die Membran und der Regelkolben in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich bezüglich des Befestigungselements sind.
Das weitere Ausführungsbeispiel wird nun anhand der beigefügten Figuren im Detail erläutert.
1 zeigt einen Querschnitt durch das weitere Ausführungsbeispiel des Ansaugelements der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen Querschnitt durch das weitere Ausführungsbeispiel des Ansaugelements der vorliegenden Erfindung.
Die 1 und 2 zeigen die weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaugelements 1. Diese Ansaugelement 1 ist größtenteils identisch mit dem in 1 des Hauptpatent gezeigten Ansaugelement 1. Auch die Funktionsweise des in den 1 und 2 gezeigten Ansaugelements 1 ist nahezu gleich der Funktionsweise des in 1 des Hauptpatents gezeigten Ansaugelements 1.
Ein Unterschied ist allerdings, dass anstatt dem in 1 des Hauptpatents gezeigten Arbeitskolben 18 in der weiteren Ausführungsform des Ansaugelements 1 eine Membran 18c an dem einen Ende der Kolbenstange 20 des Kolbenelements 12 angebracht ist. Die Kolbenstange 20 ist dabei bevorzugt in der Mitte der Oberfläche der Membran 18c angebracht. Die Membran 18c ist vorzugsweise ferner mit ihrem äußeren Umfang an der Innenseite des Regelzylinders 11 angebracht. Die Membran 18c kann ansonsten frei schwingen. Die Venturi-Bohrung 15 erstreckt sich vorzugsweise durch die Membran 18c hindurch in die Vakuumkammer 13.
Die Membran 18c ist aus einem flexiblen Material hergestellt und vorzugsweise als dünne Scheibe gestaltet, so dass sie sich bezüglich ihrem äußeren Umfang in beide Richtungen auswölben kann. Die an dem Regelzylinder 11 angebrachte Membran 18c ist also dazu geeignet, sich sowohl in Richtung der Auslassöffnung 4 zu wölben, als auch in Richtung der Drosselklappe 7 zu wölben und dabei die Kolbenstange 20 und den Regelkolben 19 in dem Regelzylinder 11 in beziehungsweise gegen die Strömungsrichtung der Luft durch das Ansaugelement 1 zu bewegen. Die Membran 18c kann sich vorzugsweise stufenlos zwischen einer vollen Auswölbung in Richtung der Drosselklappe 7 und einer vollen Auswölbung in Richtung der Auslassöffnung bewegen.
Die Membran 18c kann wie oben beschrieben im Regelzylinder 11 angeordnet sein, kann aber auch außerhalb als eigenständige Vakuumkammer mit Membran entgegen der Strömungsrichtung der Luft angeordnet sein.
Die 1 und 2 zeigen insbesondere die selbstregulierende Bewegung des Kolbenelements 12 des Ansaugelements 1, an dessen Kolbenstange 20 die Membran 18c anstelle des Arbeitskolbens 18 angebracht ist. Die Funktionsweise dieses Ansaugelements 1 ist dabei nahezu identisch zu der im Hauptpatent beschriebenen Funktionsweise des Ansaugelements 1 mit Arbeitskolben 18.
Insbesondere zeigt die 1 eine Situation, in der sich der Regelkolben 19 in der für ihn tiefst-möglichen Stellung befindet, das heißt der Stellung, die nächstmöglich an der Auslassöffnung 4 ist. Der Regulierungsringspalt 6 ist also maximal verengt. Die Membran 18c ist dabei vorzugsweise vollständig in Richtung der Auslassöffnung 4 des Ansaugelements 1 ausgewölbt.
2 zeigt hingegen eine entgegengesetzte Situation, nämlich für den Fall, dass in der Vakuumkammer 13 ein stabiler Unterdruck herrscht und auf die Membran 18c wirkt. Die Membran 18c ist in 7 vollständig in Richtung der Drosselklappe 7 ausgewölbt. Das Kolbenelement 12 und somit auch der Regelkolben 19 ist folglich in Richtung der Drosselklappe 7 bewegt. Dadurch ist der Regulierungsringspalt 6 vergrößert, wodurch mehr Ansaugluft in den Brennraum des Motors strömen kann.
Wiederum ist die Bewegung des Kolbenelements 12 und somit die Öffnung des Regulierungsringspalts 6 selbstreguliert. Dabei schwingt die Membran 18c bevorzugt zwischen den beschriebenen vollständigen entgegengesetzten Auswölbungen hin und her. Gibt nämlich der Regelkolben 19 mehr Regulierungsringspalt 6 frei, so fällt am Regulierungsringspalt 6 sofort die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ab. Dadurch fällt auch sofort der Betrag des Unterdrucks in der Vakuumkammer 13 ab (d. h. der absolute Druck in der Vakuumkammer 13 erhöht sich) und die durch den Druckunterschied bezüglich der Arbeitskammer 25 erzeugte Kraft auf die Membran 18 in Richtung der Drosselklappe 7 verringert sich. Die Kraft des Stellelements 14 reicht schließlich aus, um die Membran 18c zurück zu wölben, bis vorzugsweise die Membran 18c wieder vollständig in Richtung der Auslassöffnung 4 gewölbt ist. Dadurch wird wiederum der Regulierungsringspalt 6 verengt. Durch das hin-und-her Schwingen der Membran 18c wird die selbstregulierte Bewegung des Kolbenelements 12 ermöglicht.

Claims

Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6 des Hauptpatents (Patentanmeldung 10 2012 208 045.7), wobei das Kolbenelement (12) umfasst, ein Befestigungselement (17) zum Befestigen des Kolbenelements (12) an dem Regelzylinder (11), eine Membran (18c), die das zweite Ende des Kolbenelements (12) bildet und deren Enden an dem Regelzylinder (11) befestigt sind, einen Regelkolben (19), der das erste Ende des Kolbenelements (12) bildet, eine Kolbenstange (20), die die Membran (18c) und den Regelkolben (19) verbindet und die so durch das Befestigungselement (17) geführt ist, dass die Membran (18c) und der Regelkolben (19) in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich bezüglich des Befestigungselements (17) sind.
Ansaugelement (1) gemäß Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Venturi-Bohrung (15) durch den Regelkolben (19), die Kolbenstange (20) und den Arbeitskolben (18) bzw. die Membran (18c) geführt ist.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei sich die Venturi-Bohrung (15) in wenigstens dem Regelkolben (19) in mehrere Zweige aufteilt, die jeweils durch den Regelkolben (19) geführt sind.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kolbenelement (10) eine Abdichtung (23) zum Abdichten der Vakuumkammer (13) zwischen Befestigungselement (17) und Kolbenstange (20) aufweist.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Regelzylinder (11) ferner mit einem Lufttaktventil (21) zum Erhöhen des Drucks in der Vakuumkammer (13) und/oder einem Unterdruckspeicher zum Erniedrigen des Drucks in der Vakuumkammer (13) und/oder einem Unterdruckbegrenzungsventil (22) zum Begrenzen des Unterdrucks in der Vakuumkammer (13) versehen ist.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen den beiden Enden des Kolbenelements (12) wenigstens eine weitere Vakuumkammer (13b, 13c) gebildet ist, wobei der Venturi-Effekt einen Unterdruck in der wenigstens einen weiteren Vakuumkammer (13b, 13c) erzeugt, wodurch auf das Kolbenelement (12) eine zusätzliche gegen die Strömungsrichtung der Luft ausgerichtete Kraft wirkt.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner eine Drosselklappe (7) zum Einstellen der den Hohlraum (5) durchströmenden Luftmenge aufweist.
Ansaugelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner ein elektronisches Einspritzventil (8) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Hohlraum (5), vorzugsweise in einen Ringspalt (9) zwischen einer seitlichen Wand des Regelelements (10) und der Innenseite des Gehäuses (2), aufweist.