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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem einen Ansaugkanal umschließenden Luftansaugrohr mit veränderbarer wirksamer Luftansaugrohrlänge, welches eine sich längs einer Rohrachse erstreckende Rohranordnung umfasst, die eine an einer ersten Axialposition gelegene erste Öffnung aufweist.
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Eine gattungsgemäße Luftansaugvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 15 76 022 A bekannt. Auch die
DE 36 30 488 A1 zeigt eine Luftansaugvorrichtung mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Die beiden genannten Druckschriften zeigen jeweils eine Luftansaugvorrichtung, bei welcher die strömungsmechanisch wirksame Länge eines Luftansaugrohres abhängig von der Drehzahl einer bestimmungsgemäß mit der bekannten Luftansaugvorrichtung zusammenwirkenden Brennkraftmaschine veränderbar ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die strömungsmechanisch wirksame Länge von Luftansaugrohren oder allgemein Luftansaugleitungen mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verringern bzw. mit sinkender Drehzahl zu erhöhen.
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Die aus den zitierten Druckschriften des Standes der Technik bekannten Luftansaugvorrichtungen zeigen Nachteile bzw. stellen den mit ihnen befassten Durchschnittsfachmann vor technische Schwierigkeiten:
Zum einen ändert sich mit der strömungsmechanisch wirksamen Luftansaugrohrlänge der bekannten Luftansaugvorrichtungen auch deren bauliche Länge, so dass für die Änderung der baulichen Länge der bekannten Luftansaugleitungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs entsprechend der größten auftretenden Luftansaugleitungslänge ausreichend Bauraum bereitgestellt werden muss. Dies ist in der Regel die bei den niedrigsten Motordrehzahlen auftretende Länge der Luftansaugleitungen. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird jedoch die Länge der Luftansaugleitungen über einen Großteil der Betriebszeit nicht die maximale Länge sein, sondern aufgrund der üblicherweise im Betrieb auftretenden mittleren bis hohen Drehzahlen eine gegenüber der maximalen Länge verkürzte Länge. Hierdurch wird der im Motorraum bereitgestellte Bauraum nicht effizient ausgenutzt.
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Zum anderen lehren die oben zitierten Druckschriften eine mit der Drehzahl der zugehörigen Brennkraftmaschine kontinuierlich veränderliche Länge der Luftansaugleitungen durch Relativverschiebung von Rohr- bzw. Leitungsanordnungen relativ zueinander. Diese stufenlos-kontinuierliche Längenveränderung durch translatorische Verschiebung ermöglicht zwar theoretisch für jede Drehzahl der Brennkraftmaschine die Einstellung einer optimalen Länge der Luftansaugleitung. In der Praxis führt jedoch die stufenlos-kontinuierliche translatorische Verschiebbarkeit zu Dichtigkeitsproblemen in gemeinsam von einer ersten und einer koaxialen zweiten Rohranordnung belegten Axialabschnitten des Luftansaugrohrs, so dass der positive Effekt einer theoretisch optimal eingestellten Luftansaugleitungslänge durch Falschluft, die an undichten Luftansaugrohrbereichen in das Luftansaugrohr eintritt, verringert oder gar zunichte gemacht werden kann.
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Neben den oben aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit translatorischer Längenänderung des Luftansaugrohrs durch axiale Relativverschiebung einer ersten und einer zweiten Rohranordnung relativ zueinander sind auch Lösungen bekannt, bei welchen durch Relativverdrehung von Luftansaugrohrbaugruppen relativ zueinander eine wirksame Luftansaugleitungslänge verändert werden kann.
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Bei der rotatorisch veränderlichen Luftansaugleitungslänge treten jedoch ebenso Dichtigkeitsprobleme an der Verbindungsstelle der relativ zueinander verdrehbaren Rohrbaugruppen auf. Außerdem bewirkt eine Relativverdrehung von Rohrbaugruppen bzw. Rohrordnungen eine Veränderung des Luftsttrömungswegs, insbesondere abhängig von der jeweiligen Betriebsstellung eine unterschiedlich starke Umlenkung desselben. Dies kann in unterschiedlichen Betriebszuständen zu unterschiedlichen Strömungsverlusten im rotatorisch längenveränderlichen Luftansaugrohr führen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Luftansaugvorrichtung derart weiterzubilden, dass die Dichtigkeit an der Verbindungsstelle zwischen der ersten und der zweiten Rohranordnung gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden kann und dass gleichzeitig der in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum durch die erfindungsgemäße Luftansaugvorrichtung möglichst effizient genutzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Luftansaugvorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher die Rohranordnung an einer von der ersten Axialposition mit axialem Abstand entfernt gelegenen zweiten Axialposition eine zweite Öffnung aufweist und bei welcher die Luftansaugvorrichtung weiter eine Verschlussvorrichtung aufweist, welche beweglich ist zwischen einer Schließstellung, in welcher sie die zweite Öffnung verschließt, und einer Offenstellung, in welcher Ansaugluft aus der Außenumgebung des Luftansaugrohrs durch die zweite Öffnung in den Ansaugkanal einsaugbar ist, so dass die zweite Öffnung abhängig von der Stellung der Verschlussvorrichtung eine temporäre Öffnung des Luftansaugrohrs bildet.
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In der Regel ist die zweite Öffnung stromabwärts der ersten gelegen.
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Durch das Vorsehen einer von der ersten Öffnung, vorzugsweise stromabwärts, mit Abstand angeordneten zweiten Öffnung an der Rohranordnung kann die strömungsmechanisch wirksame Länge des Luftansaugrohrs durch Öffnen und Schließen der zweiten Öffnung verändert werden, ohne dass hierzu die auch die erste Öffnung aufweisende Rohranordnung verlagert werden müsste. Durch Relativbewegung der Verschlussvorrichtung relativ zur Rohranordnung kann die zweite Öffnung wahlweise geöffnet oder geschlossen werden, so dass die strömungsmechanisch wirksame Änderung der Länge des Luftansaugrohrs nicht wie im Stand der Technik durch ein teleskopierbares Luftansaugrohr, sondern durch vorübergehende Bereitstellung einer zusätzlichen Ansaugöffnung an einer von der ersten Ansaugöffnung unterschiedlichen Axialposition bewirkt werden kann.
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Aufgrund der erfindungsgemäß gewählten Längenänderung des Luftansaugrohrs durch die wahlweise öffen- und schließbare zweite Öffnung kann außerdem, anders als bei einer rotatorisch zu bewirkenden Längenänderung, eine unterschiedliche Strömungsführung der Ansaugluft in unterschiedlichen Betriebsstellungen des längenveränderlichen Luftansaugrohrs vermieden werden.
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Ganz grundsätzlich kann die Verschlussvorrichtung eine beliebige Vorrichtung sein, etwa eine schwenkbare Klappe oder ein translatorisch bewegliches Schott. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise die zweite Öffnung durch Abheben eines Verschlussdeckels von der Rohranordnung öffnen und durch Anlegen desselben an die Rohranordnung schließen. Die Abhebe- und Anlegebewegung kann dabei eine bezogen auf die Rohrachse radiale Bewegung oder Bewegung mit radialer Bewegungskomponente sein.
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Eine besonders zuverlässige und gut abdichtbare Ausführungsform bei gleichzeitig vorteilhaft geringem Bauraumbedarf kann man dadurch erhalten, dass die Rohranordnung mit der ersten und der zweiten Öffnung eine erste Rohranordnung ist und dass die Verschlussvorrichtung eine bezüglich der ersten Rohranordnung koaxiale und längs der Rohrachse verschieblich angeordnete zweite Rohranordnung aufweist, welche verschieblich ist zwischen der Schließstellung und der Offenstellung, wobei das Luftansaugrohr die erste und die zweite Rohranordnung umfasst. Gerade die koaxiale Anordnung der beiden Rohranordnungen mit der axialen Relativverschieblichkeit zwischen diesen längs der Rohrachse sorgt für geringen Bauraumbedarf unabhängig von der jeweiligen Relativstellung der ersten und der zweiten Rohranordnung relativ zueinander. So kann die zweite Rohranordnung die zweite Öffnung in der Schließstellung bedecken, in der Offenstellung dagegen nicht.
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Vorzugsweise ist die zweite Rohranordnung an der ersten Rohranordnung verschieblich angeordnet, um etwaig abzudichtende Spalte kleinzuhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der bevorzugten Ausführungsform mit zwei axial, also längs der gemeinsamen Rohrachse, zueinander relativverschieblichen Rohranordnungen beschrieben. Die eingangs genannte Rohranordnung ist daher nachfolgend stets als „erste Rohranordnung“ bezeichnet. Dabei sollte jedoch stets beachtet werden, dass anstelle der relativ zur ersten Rohranordnung axial zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verschieblichen zweiten Rohranordnung eine beliebig zwischen Offenstellung und Schließstellung bewegbare Verschlussvorrichtung vorgesehen sein kann.
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Bei entsprechender Wahl der Länge der zweiten Rohranordnung im Verhältnis zur Länge der ersten Rohranordnung kann somit die strömungsmechanisch wirksame Länge des Luftansaugrohrs der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung verändert werden, ohne dass hierfür die Abmessungen des Luftansaugrohrs oder der Luftansaugvorrichtung insgesamt verändert werden müssten. Dadurch ist eine effizientere Bauraumausnutzung als im Stand der Technik möglich.
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Zwar kann die zweite Rohranordnung in einer ihrer Betriebsstellungen axial über die erste Rohranordnung hinaus vorstehen, so dass sich auch bei der hier diskutierten erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung die bauliche Gesamtlänge des Luftansaugrohrs abhängig von der Betriebsstellung der zweiten Rohranordnung relativ zur ersten geringfügig ändern kann. Bevorzugt ist jedoch, dass sich durch Relativverschiebung der zweiten Rohranordnung relativ zur ersten nur die strömungsmechanisch wirksame Länge des Luftansaugrohrs ändert, die bauliche Länge des Luftansaugrohrs jedoch von der Stellung der zweiten Rohranordnung unbeeinflusst ist.
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Grundsätzlich kann denkbar sein, die zweite Rohranordnung abhängig von der Drehzahl einer mit der Luftansaugvorrichtung zusammenwirkenden Brennkraftmaschine kontinuierlich zwischen der Offenstellung und der Schließstellung zu verschieben. Das Ergebnis wäre dann, dass die Öffnungsfläche der zweiten Öffnung abhängig von der Betriebsstellung der zweiten Rohranordnung relativ zur ersten veränderlich wäre. Zur Erzielung einer möglichst guten Dichtigkeit der Verbindungsstellen zwischen erster und zweiter Rohranordnung ist es jedoch bevorzugt, dass die zweite Rohranordnung ohne Zwischenstellung nur zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verschieblich ist. Somit weist die zweite Rohranordnung relativ zur ersten bevorzugt lediglich zwei diskrete Betriebsstellungen auf, nämlich die Offenstellung und die Schließstellung. Dies gestattet, Dichtungsmittel zwischen der ersten und der zweiten Rohranordnung nur so vorzusehen, dass sie dann wirksam sind, wenn die zweite Rohranordnung sich in der Schließstellung befindet. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten kontinuierlich-translatorisch verschiebbaren Rohranordnungen, die über den gesamten Verschiebeweg eine Abdichtung zwischen erster und zweiter Rohranordnung erfordern, benötigt das Luftansaugrohr der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung keine außerhalb der genannten Relativstellung wirksamen Dichtungsmittel. Dann nämlich, wenn die zweite Rohranordnung in der Offenstellung nur die zweite Öffnung zur Durchströmung freigibt, ohne die erste Öffnung zu verschließen, ist ein Eindringen von Falschluft bei in die Offenstellung verschobener zweiter Rohranordnung im Grunde unmöglich.
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Es ist daher bevorzugt, dass die zweite Rohranordnung in ihrer Offenstellung die zweite Öffnung zur Durchströmung freigibt, ohne die erste Öffnung teilweise oder vollständig zu verschließen.
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Es ist aus den oben genannten Gründen bevorzugt, dass eine Abdichtung von zwischen der ersten und der zweiten Rohranordnung bestehenden Spalten, insbesondere Ringspalten, nur in der Schließstellung der zweiten Rohranordnung erfolgt.
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Vorzugsweise sind Dichtungsmittel an der ersten Rohranordnung vorgesehen und dort gehalten, so dass die zweite Rohranordnung auch relativ zu den Dichtungsmitteln axial verschieblich ist. Dies muss jedoch nicht so sein.
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Vorzugsweise weist die zweite Rohranordnung in einem axialen Dichtungsbereich, welcher bei einer Verschiebebewegung der zweiten Rohranordnung von der Schließstellung in die Offenstellung vorauseilt, eine andere Abmessung auf als ein weiterer axialer Dichtungsbereich, welcher bei der genannten Verschiebebewegung nachläuft. Dadurch kann erreicht werden, dass sich der vorauseilende axiale Dichtungsbereich bei einer Verschiebebewegung von der Schließstellung in die Offenstellung möglichst früh aus einem Anlagekontakt mit einem an der ersten Rohranordnung vorgesehenen Dichtungsabschnitt löst und der nachlaufende Axialbereich der zweiten Rohranordnung aufgrund seiner abweichenden Abmessung ohne Berührkontakt mit dem dem vorauseilenden Dichtungsbereich zugeordneten Dichtungsmittel verschoben werden kann. Ebenso kann sich der nachlaufende axiale Dichtungsbereich von dem ihm an der ersten Rohranordnung zugeordneten Dichtungsabschnitt bei Verstellung von der Schließstellung in die Offenstellung möglichst früh lösen.
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In der Folge ist es somit möglich, dass an der ersten oder der zweiten Rohranordnung axial beiderseits der zweiten Öffnung vorgesehene Dichtungen nur dann in Berührkontakt mit der jeweils anderen Rohranordnung sind, wenn die zweite Rohranordnung sich in ihrer Schließstellung oder in einer der Schließstellung sehr nahen Axialstellung befindet. In der Folge kann nicht nur eine sehr gute Dichtwirkung in der Schließstellung, sondern auch eine sehr hohe Lebensdauer der beteiligten Dichtungen erzielt werden.
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Zur weiteren Schonung von zwischen erster und zweiter Rohranordnung vorgesehenen Dichtungsmitteln ist es bevorzugt, wenn die zweite Rohranordnung relativ zur ersten Rohranordnung unverdrehbar an dieser angeordnet ist. Hierzu können an der ersten Rohranordnung Axialführungsmittel vorgesehen sein, welche mit Axialführungsgegenmitteln der zweiten Rohranordnung derart zusammenwirken, insbesondere formschlüssig zusammenwirken, dass eine axiale Relativbewegung von erster und zweiter Rohranordnung gestattet, eine Relativbewegung in Umfangsrichtung um die gemeinsame Rohrachse dagegen verhindert ist.
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Grundsätzlich kann die zweite Rohranordnung radial innerhalb oder radial außerhalb der ersten Rohranordnung angeordnet sein. Zur Bereitstellung eines Bewegungsantriebs der zweiten Rohranordnung relativ zur ersten und zu dessen Ankopplung an der zweiten Rohranordnung ist es jedoch zur Vermeidung von Störungen der ersten Rohranordnung bevorzugt, wenn die zweite Rohranordnung die erste Rohranordnung radial außen umgibt.
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Dann ist der oben genannte Fall unterschiedlicher Dichtungsabmessungen der zweiten Rohranordnung dahingehend bevorzugt, dass die lichte Weite des vorauseilenden Dichtungsabschnitts kleiner ist als die lichte Weite des nachlaufenden Dichtungsabschnitts.
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Zur möglichst effizienten Ausnutzung des in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Bauraums ist es bevorzugt, wenn die erste Rohranordnung die zweite Rohranordnung dann, wenn letztere sich in der Schließstellung befindet, axial wenigstens zur Seite der ersten Öffnung hin überragt, vorzugsweise axial zu beiden Seiten hin überragt.
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Alternativ oder bevorzugt zusätzlich kann aus dem selben Grunde vorgesehen sein, dass die erste Rohranordnung die zweite Rohranordnung dann, wenn letztere sich in der Offenstellung befindet, axial wenigstens zur Seite der ersten Öffnung hin überragt, vorzugsweise axial zu beiden Seiten hin überragt. Zwar kann die erste Öffnung durch einen fensterartigen Ausschnitt in einer Wandung der ersten Rohranordnung gebildet sein, bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die erste Öffnung durch ein Längsende der ersten Rohranordnung gebildet ist. Das die erste Öffnung aufweisende Längsende der ersten Rohranordnung kann zur Erleichterung der Einleitung von Luft in Richtung der Rohrachse oder zur Erleichterung des Einspritzens von Kraftstoff sich trichterartig in axialer Richtung zum Längsende hin aufweiten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht nötig, die erste Öffnung dann zu verschließen, wenn die zweite Öffnung durch Verschieben der zweiten Rohranordnung in ihre Offenstellung zur Durchströmung freigegeben wird.
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Bevorzugt ist daher die erste Öffnung eine Daueröffnung des Luftansaugrohrs, durch welche hindurch der Ansaugkanal ausgehend von der Außenumgebung des Luftansaugrohrs unabhängig von der Stellung der zweiten Rohranordnung zugänglich ist. Dies stellt sicher, dass auch im Falle eines Betriebsversagens der zweiten Rohranordnung einer mit der Luftansaugvorrichtung zusammenwirkenden Brennkraftmaschine ausreichend Luft zugeführt werden kann, wenn auch dann nicht mehr für unterschiedliche Drehzahlen optimiert.
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Die zweite Öffnung ist vorzugsweise als ringförmige, um die Rohrachse umlaufende Öffnung in der Wandung der ersten Rohranordnung ausgebildet, wobei die zweite Öffnung axial durch Stege überbrückt sein kann, um einerseits eine möglichst große Öffnungsfläche der zweiten Öffnung pro axialer Längeneinheit der ersten Rohranordnung und andererseits eine möglichst stabile und steife erste Rohranordnung bereitstellen zu können.
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Zur Erleichterung von Fertigung und Montage kann die erste Rohranordnung mehrteilig ausgebildet sein, etwa mit einem ersten Axialabschnitt, der einen Rohrabschnitt mit der ersten und der zweiten Öffnung sowie mit einer Fügeformation aufweist, und mit einem zweiten Axialabschnitt, der ein Rohrstück und eine Gegenfügeformation aufweist, wobei die beiden Axialabschnitte durch Fügen von Fügeformation und Gegenfügeformation zur ersten Rohranordnung montierbar sind.
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Die genannten die zweite Öffnung axial überspannenden Stege können axial über die zweite Öffnung hinaus fortgesetzt sein oder/und können der axialen Bewegungsführung der zweiten Rohranordnung an der ersten Rohranordnung dienen. Die zweite Rohranordnung kann entsprechende Axialnuten aufweisen, in die die vorzugsweise radial nach außen vorstehend an der ersten Rohranordnung ausgebildeten Stege formschlüssig eingreifen. Die Stege können dann das zuvor genannte Axialführungsmittel sein, die Axialnuten das Axialführungsgegenmittel.
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Somit kann die zweite Öffnung axial zu beiden Seiten von der ersten Rohranordnung begrenzt sein, was die Bildung einer ersten Rohranordnung mit beliebiger axialer Länge ermöglicht.
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Zur Verstellung der zweiten Rohranordnung relativ zur ersten kann vorgesehen sein, dass die Luftansaugvorrichtung einen Aktuator umfasst, der Kraft und Bewegung übertragend mit der zweiten Rohranordnung gekoppelt ist.
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Wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist es vorteilhaft, die strömungsmechanisch wirksame Länge einer Luftansaugleitung abhängig von der Drehzahl einer mit ihr bestimmungsgemäß zusammenwirkenden Brennkraftmaschine zu verändern. Zu diesem Zweck kann die Luftansaugvorrichung eine Steuereinrichtung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, die zweite Rohranordnung abhängig von der Drehzahl einer mit der Luftansaugvorrichtung bestimmungsgemäß zusammenwirkenden Brennkraftmaschine zwischen der Schließstellung und der Offenstellung zu verschieben.
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In der Regel weist eine Luftansaugvorrichtung mehrere Luftansaugrohre auf, etwa ebenso viele Luftansaugrohre wie die mit der Luftansaugvorrichtung zusammenwirkende Brennkraftmaschine Zylinder aufweist. Im wahrscheinlichen Fall, dass die Luftansaugvorrichtung mehrere Luftansaugrohre aufweist, die nach den obigen Gesichtspunkten aus- oder weitergebildet sind, ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen zweiten Rohranordnungen der Mehrzahl von Luftansaugrohren zur gemeinsamen Verschiebung zwischen der Schließstellung und der Offenstellung gekoppelt sind. Dies ermöglicht zum einen das Vorsehen eines gemeinsamen Aktuators für mehrere Luftansaugrohre und ermöglicht zum anderen eine möglichst synchrone Verschiebung der zweiten Rohranordnungen relativ zu den jeweiligen ersten Rohranordnungen, was vorteilhaft für einheitliche Ansaugbedingungen der einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine sorgt.
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Zur Minderung der akustischen Emission der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen ersten Öffnungen der ersten Rohranordnungen in einem von einem Resonatorgehäuse umschlossenen Resonatorvolumen gelegen sind.
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Dabei kann zur weiteren Verringerung der von der Luftansaugvorrichtung etwaig ausgehenden akustischen Emission vorgesehen sein, dass das Resonatorvolumen durch Öffnungs- und Schließmittel, etwa durch verstellbare Klappen, in jeweils abgeschlossene Resonatorteilvolumina unterteilbar ist, wobei in jedem Resonatorteilvolumen wenigstens eine erste Rohranordnung mit ihrer ersten Öffnung, bevorzugt mit ihrer ersten und zweiten Öffnung, gelegen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Brennkraftmaschine mit einer Luftansaugvorrichtung, wie sie oben dargelegt und vorteilhaft weitergebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Es stellt dar:
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1 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Luftansaugvorrichtung und
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2 eine Querschnittansicht der Luftansaugvorrichtung von 1 entlang der Schnittebene II-II von 1.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftansaugvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet.
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Die Luftansaugvorrichtung umfasst zwei Luftansaugrohre 12 und 14, welche sich jeweils längs einer Rohrachse RA12 und RA14 erstrecken. Das Luftansaugrohr 12 umschließt einen Ansaugkanal 13 und das Luftansaugrohr 14 umschließt einen Ansaugkanal 15.
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Da die beiden Luftansaugrohre 12 und 14 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer zur Zeichenebene der 1 orthogonalen und zu den Rohrachsen RA12 und RA14 parallelen und äquidistanten Symmetrieebene ausgebildet sind, wird nachfolgend stellvertretend für beide Luftansaugrohre 12 und 14 nur das in den 1 und 2 jeweils linke Luftansaugrohr 12 beschrieben werden. Die Beschreibung des Luftansaugrohrs 12 trifft mutatis mutandis auch auf das Luftansaugrohr 14 zu.
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Das Luftansaugrohr 12 umfasst eine erste Rohranordnung 16, welche im dargestellten Beispiel einen ersten Axialabschnitt 16a und einen zweiten Axialabschnitt 16b umfasst. Der zweite Axialabschnitt 16b ist einstückig mit dem entsprechenden zweiten Axialabschnitt der ersten Rohranordnung auch des Luftansaugrohrs 14 ausgebildet. Dies muss jedoch nicht so sein.
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Der erste Axialabschnitt 16a und damit die erste Rohranordnung 16 umfasst an ihrem bevorzugt trichterförmigen Ansauglängsende 18 eine erste Öffnung 20, welche als Daueröffnung stets geöffnet ist. Durch die erste Öffnung 20 hindurch kann eine Kraftstoffeinspritzung erfolgen. Axial längs der Rohrachse RA12 stromabwärts mit Abstand von der ersten Öffnung 20 ist an der ersten Rohranordnung eine zweite Öffnung 22 ausgebildet, welche im dargestellten Beispiel im Wesentlichen um die Rohrachse RA12 umlaufend ausgebildet ist, mit Ausnahme von Stegen 24, welche eine jenseits der zweiten Öffnung 22 gelegene Fügeformation 26 des ersten Axialabschnitts 16a der ersten Rohranordnung 16 mit einem axial diesseits der zweiten Öffnung 22 gelegenen Rohrkörper 28 des ersten Axialabschnitts 16a und damit der ersten Rohranordnung 16 vorzugsweise einstückig verbinden.
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Die Fügeformation 26 des ersten Axialabschnitts 16a der ersten Rohranordnung 16 dient im vorliegend dargestellten Beispiel durch Verbindung mit einer Gegenfügeformation 30 des zweiten Axialabschnitts 16b der ersten Rohranordnung 16 der Verbindung von erstem und zweitem Axialabschnitt 16a und 16b zur ersten Rohranordnung 16. Die Fügeformation 26 und die Gegenfügeformation 30 können miteinander verklebt, ultraschallgeschweißt und dgl. sein. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Axialabschnitt 16a bzw. 16b der ersten Rohranordnung 16 aus kompatiblem Kunststoff hergestellt, sodass sowohl ein Kleben wie auch eine thermisch-fügende Verbindung, wie Schweißverbindung, herstellbar ist.
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In 1 ist die zweite Öffnung 22 durch eine Verschlussvorrichtung 32 verschlossen dargestellt. Die Verschlussvorrichtung 32 in bevorzugter Form einer zweiten Rohranordnung 34, welche zur ersten Rohranordnung 16 bezüglich der Rohrachse RA12 koaxial, vorzugsweise radial außen umgebend, angeordnet ist, befindet sich folglich in ihrer Schließstellung, in welcher ein Eintritt von Ansaugluft durch die zweite Öffnung 22 in den Ansaugkanal 13 hinein verhindert ist.
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Die Verschlussvorrichtung 32 in Form der zweiten Rohranordnung 34 kann an der ersten Rohranordnung 16 längs der Rohrachse RA12 verschieblich geführt sein. In 1 kann die zweite Rohranordnung 34 somit zum trichterförmigen Ansauglängsende 18 hin in die Offenstellung verschoben werden, in welcher die Öffnung 22 nicht mehr durch die zweite Rohranordnung 34 verschlossen ist, sodass Ansaugluft durch die zweite Öffnung 22 in den Ansaugkanal 13 hinein angesaugt werden kann. Hierdurch wird die strömungsmechanisch wirksame Länge des Luftansaugrohrs 12, verglichen mit dem Zustand einer durch die zweite Rohranordnung 34 verschlossenen zweiten Öffnung, verkürzt. Denn dann, wenn sich die zweite Rohranordnung 34 in der in 1 dargestellten Schließstellung befindet, kann Ansaugluft ausschließlich durch die erste Öffnung 20 hindurch in den Ansaugkanal 13 angesaugt werden.
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Die zweite Rohranordnung 34 kann an ihrem dem zweiten Axialabschnitt 16b der ersten Rohranordnung 16 näher gelegenen Längsende eine Dichtungsausbildung 36 aufweisen, beispielsweise eine radial vorspringende Dichtungswulst, mit welcher eine Schmiegefläche dieses Längsendes zur Anlage an eine Gegenfläche 38 des zweiten Axialabschnitts 16b vergrößert werden kann, um so die Dichtungswirkung zu verbessern und den Eintritt von Falschluft durch einen zwischen der zweiten Rohranordnung 34 und dem zweiten Axialabschnitt 16b der ersten Rohranordnung 16 gebildeten Spalt zu verringern oder auszuschließen.
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Zusätzlich oder alternativ kann ein Dichtungsmittel zur Abdichtung eines Spalts, insbesondere Ringspalts, zwischen der ersten und der zweiten Rohranordnung 16 bzw. 34 auch an der ersten Rohranordnung 16, insbesondere an dem zweiten Axialabschnitt 16b der ersten Rohranordnung 16 vorgesehen sein.
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Wie in 2 zu erkennen ist, können die Stege 24 bezogen auf die Rohrachse RA12 nach radial außen vorspringend ausgebildet sein und somit als Bewegungsführung der zweiten Rohranordnung 34 längs der Rohrachse RA12 und als Verdrehsicherung gegen eine Relativverdrehung der zweiten Rohranordnung 34 relativ zur ersten Rohranordnung 16 um die Rohrachse RA12 herum dienen. Die zweite Rohranordnung 34 kann hierzu entsprechende Nuten 40 aufweisen, in welchen die radialen Vorsprungsabschnitte der Stege 24, welche gegenüber der Außenfläche der ersten Rohranordnung 16 radial vorstehend geführt sind.
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Am gezeigten Beispiel sind für jedes Luftansaugrohr 12 bzw. 14 vier Stege 24 vorgesehen, welche auch als Längsführungsmittel und Relativverhinderungsmittel zur Längsführung der zweiten Rohranordnung 34 und zu deren Verdrehsicherung relativ zur ersten Rohranordnung 16 dienen. Die Anzahl an Stegen 24 an einem Luftansaugrohr ist jedoch nicht auf vier begrenzt, tatsächlich können auch weniger als vier oder mehr als vier Stege vorgesehen sein.
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Ebenso können die Stege 24 mit nach radial innen eingesenkten Nuten ausgebildet sein, in welchen nach radial innen vorstehende Führungsformationen der zweiten Rohranordnung 34 formschlüssig eingreifen. Dies ist jedoch montagetechnisch weniger vorteilhaft.
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Die zweite Rohranordnung 34 kann eine oder mehrere Kopplungsformationen 44 (im dargestellten Beispiel zwei Kopplungsformationen 44a und 44b) aufweisen, welche zum Kraft und Bewegung übertragenden Eingriff mit einem Aktuator 46 dienen können, der zur Verstellung der zweiten Rohranordnung 34 relativ zur ersten Rohranordnung 36 längs der Rohrachse RA12 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung vorgesehen sein kann.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Aktuator 46 ein Hebelgestänge, welches durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung dazu angetrieben wird, dann, wenn die Drehzahl der mit der Luftansaugvorrichtung 10 zusammenwirkenden, nicht dargestellten Brennkraftmaschine unter eine vorbestimmte Schließ-Grenzdrehzahl sinkt, die zweite Öffnung 22 mit der zweiten Rohranordnung 34 zu verschließen, und dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorbestimmte Öffnungs-Grenzdrehzahl steigt, die zweite Öffnung 22 zu öffnen und die zweite Rohranordnung 34 in ihre nicht dargestellte Offenstellung zu verstellen. Solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine sich unterhalb der erstgenannten Schließ-Grenzdrehzahl befindet, verbleibt die zweite Rohranordnung 34 in der Schließstellung und solange die Brennkraftmaschine über der zweitgenannten Öffnungs-Grenzdrehzahl liegt, verbleibt die zweite Rohranordnung 34 in ihrer Offenstellung. Die Schließ- und die Öffnungs-Grenzdrehzahl können sich voneinander unterscheiden (Hysterese), um eine flatternde Betätigung der zweiten Rohranordnung 34 relativ zur ersten Rohranordnung 16 in einem Grenzdrehzahl-nahen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zu vermeiden.
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Das Hebelgestänge des Aktuators 46 kann um eine Drehachse 48 drehbar sein, sodass an den hierzu mit ausreichend Spiel versehenen Kopplungsstellen des Aktuators 46 mit den Kopplungsformationen 44a und 44b eine Schwenkbewegung des Aktuators 46 in eine translatorische Verschiebebewegung der zweiten Rohranordnung 34 längs der Rohrachse RA12 umgesetzt wird.
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Der Aktuator 46 kann einen Doppel-U-förmigen Abschnitt 45 aufweisen, von welchen jeder U-Teilabschnitt 45a und 45b jeweils ein Luftansaugrohr 12 bzw. 14 umgreift, vorzugsweise längs eines halben Umfangs umgreift. An den Endbereichen jedes U-Teilabschnitts 45a und 45b kann jeweils eine Kopplungsformation (siehe etwa Kopplungsformationen 44a und 44b am U-Teilabschnitt 45a) zur relativverdrehbaren Ankopplung des jeweiligen U-Teilabschnitts 45a, 45b am zugeordneten Luftansaugrohr 12 bzw. 14 vorgesehen sein. Die Relativverdrehung erfolgt im dargestellten Beispiel um eine zu den Rohrachsen RA12, RA14 orthogonale und zur Drehachse 48 parallele Relativverdrehachse RV.
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Zur möglichst synchronen Bewegung der vorgesehenen Verschlussvorrichtungen 32 bzw. zweiten Rohranordnungen 34 der Luftansaugrohre 12 und 14 sind vorzugsweise die beiden zweiten Rohranordnungen der Luftansaugrohre 12 und 14 mit einem gemeinsamen Aktuator 46 gekoppelt, sodass die beiden zweiten Rohranordnungen der beiden Luftansaugrohre 12 und 14 nur gemeinsam zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verschieblich sind.
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Wie in 1 zu erkennen ist, überragt die erste Rohranordnung 16 die zweite Rohranordnung 34 unabhängig von deren Betriebsstellung: Offenstellung oder Schließstellung, axial in beide Richtungen, sodass die bauliche Länge L der Rohranordnungen 12 und 14 von der Betriebsstellung der jeweils zugeordneten zweiten Rohranordnung unbeeinflusst ist. Somit kann bei unveränderter baulicher Länge L die strömungsmechanisch wirksame Länge der Luftansaugrohre 12 und 14 durch Verstellung der zweiten Rohranordnung 34 verändert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1576022 A [0002]
- DE 3630488 A1 [0002]
