DE102019100534A1

DE102019100534A1 - Fluidzufuhranschluss eines einstückigen Ansaugkrümmers

Info

Publication number: DE102019100534A1
Application number: DE102019100534.5A
Authority: DE
Inventors: Christopher Donald Wicks; Robert Armstrong
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2019-07-18
Also published as: US20190219011A1; CN110043399A; US10626832B2

Abstract

Eine Motorkomponente beinhaltet ein röhrenförmiges Element mit übereinanderliegenden Schichten, an beiden Enden gekrümmt und nach außen ragende Düsen umfassend, die sich an einer Seite befinden. Jede der Düsen umfasst einen länglichen Körper und eine Ausnehmungen definierende Spitze. Das röhrenförmige Element bildet eine Vorrichtung zur Stickoxidzufuhr, die dazu konfiguriert ist, die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, und die sich derart in einem Hohlraum eines Ansaugkrümmers befindet, dass zwischen dem Element und dem Krümmer keine Abdichtung vorliegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen betreffen einen einstückigen Ansaugkrümmer für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug, wobei der Ansaugkrümmer verschiedene Fluidzufuhranschlüsse aufweist, sowie ein Verfahren zur Fertigung desselben.
STAND DER TECHNIK
Ein Ansaug- oder Einlasskrümmer ist Teil des Motors, der das Kraftstoff-/Luftgemisch den Zylindern des Motors zuführt. Die Hauptfunktion des Ansaugkrümmers besteht darin, die angesaugten Gase gleichmäßig an jeden Ansauganschluss in den Zylinderköpfen zu verteilen, da eine gleichmäßige Verteilung die Effizienz und Leistung des Motors optimiert. Die Ausgestaltung und Geometrie des Ansaugkrümmers beeinflusst den Gasfluss, die Verwirbelung, den Druckabfall und andere Luftstromphänomene im Ansaugkrümmer. Zu den Gasen, die sich durch den Ansaugkrümmer bewegen, können Betriebsflüssigkeiten, Zusatzfluide, Abgas, Kondensat und dergleichen gehören.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Motorkomponente bereitgestellt. Die Motorkomponente beinhaltet ein röhrenförmiges Element mit übereinanderliegenden Schichten, an beiden Enden gekrümmt und nach außen ragende Düsen umfassend, die sich an einer Seite befinden, wobei jede der Düsen umfasst einen länglichen Körper und eine Ausnehmungen definierende Spitze umfasst, und das röhrenförmige Element eine Vorrichtung zur Stickoxidzufuhr bildet, die dazu konfiguriert ist, die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, und die sich derart in einem Hohlraum eines Ansaugkrümmers befindet, dass zwischen dem Element und dem Krümmer keine Abdichtung vorliegt. Der Hohlraum kann eine Ansaugkrümmerkammer sein. Der Hohlraum kann ein Ansaugkrümmerschwingrohr sein. Das röhrenförmige Element kann sich neben einer trompetenförmigen Öffnung des Ansaugkrümmerschwingrohrs befinden. Die Spitze kann mit einer Innenfläche des Ansaugkrümmers bündig sein.
In einer alternativen Ausführungsform wird eine alternative Motorkomponente offenbart. Die Motorkomponente beinhaltet übereinanderliegende Schichten, die einen einstückigen Ansaugkrümmer definieren, und einen ersten Zusatzfluidzufuhranschluss, der einen röhrenförmigen Einlass außerhalb des Ansaugkrümmers beinhaltet und Zweige definiert, die sich in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstrecken, sodass keine Abdichtung zwischen der Motorkomponente und dem Krümmer vorliegt, wobei sich jeder der Zweige in Flügel erstreckt, die eine röhrenförmige Krümmung bilden, die eine Vielzahl von Düsen enthält, die sich von der Krümmung ins Innere erstreckt. Das Zusatzfluid kann Stickoxid sein. Die Zweige können sich in einer Ansaugkrümmerkammer befinden. Die Zweige können sich in Ansaugkrümmerschwingrohren befinden. Die Komponente kann ferner einen zweiten Fluidzufuhranschluss beinhalten. Der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss können dem Ansaugkrümmer verschiedene Fluide zuführen. Der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss können an verschiedenen Stellen des Ansaugkrümmers angeordnet sein. Der erste Fluidzufuhranschluss kann andere Abmessungen aufweisen als der zweite Fluidzufuhranschluss. Der erste Fluidzufuhranschluss kann kontinuierlich betrieben werden, während der zweite Fluidzufuhranschluss diskontinuierlich betrieben werden kann.
In noch einer alternativen Ausführung wird ein Verfahren des Bildens, mittels additiver Fertigung, eines einstückigen Ansaugkrümmers und einer Fluidzufuhrvorrichtung mit übereinanderliegenden Schichten offenbart. Der einstückige Ansaugkrümmer beinhaltet eine Leitung basierend auf dem Äußeren des Ansaugkrümmers und eine Vielzahl von Zweigen definierend, die sich derart in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstreckt, dass keine Abdichtung zwischen der Vorrichtung und dem Ansaugkrümmer vorliegt. Die Vielzahl von Zweigen geht in Unterzweige über, die jeweils einen gekrümmten röhrenförmigen Abschnitt mit Düsen bilden, die ins Innere eindringen. Die Vielzahl von Zweigen kann sich in einer Ansaugkrümmerkammer befinden. Die Vielzahl von Zweigen kann sich in Ansaugkrümmerschwingrohren befinden. Das Fluid kann Stickoxid sein. Das Verfahren kann ferner das Bilden symmetrischer Zweige beinhalten. Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass die Düsen gebildet werden, um durch einen Ansaugkrümmerkörper zu ragen.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein schematisches Diagramm eines nicht einschränkenden Beispiels eines Verbrennungsmotors, der dazu in der Lage ist, verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu verwenden;
2 veranschaulicht eine auseinandergezogene Ansicht eines beispielhaften Ansaugkrümmers nach dem Stand der Technik;
3 veranschaulicht eine auseinandergezogene Ansicht eines alternativen beispielhaften Ansaugkrümmers nach dem Stand der Technik;
4 veranschaulicht eine Perspektivansicht eines nicht einschränkenden Beispiels eines einteiligen Ansaugkrümmers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
5 zeigt eine Querschnittsansicht des einteiligen Ansaugkrümmers aus 4 entlang Linie 5-5;
6 zeigt eine alternative Querschnittsansicht des einteiligen Ansaugkrümmers aus 4 entlang Linie 6-6;
7 zeigt noch eine alternative Querschnittsansicht des einteiligen Ansaugkrümmers aus 4 entlang Linie 7-7;
8 zeigt eine alternative Ausführungsform des einteiligen Ansaugkrümmers einschließlich eines nicht einschränkenden Beispiels eines hierin offenbarten Schwanenhalses;
9A-9C veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen des Fluidverteilungsanschlusses, der integral mit dem Ansaugkrümmer aus 4-8 geformt ist,
10A zeigt eine Perspektivansicht des einstückigen Ansaugkrümmers aus 4-8 und den Fluidverteilungsanschluss mit einer beispielhaften Stelle für den Eintrittspunkt des Anschlusses 400 in den Körper des Ansaugkrümmers;
10B zeigt alternative beispielhafte Stellen für den Eintrittspunkt des Fluidverteilungsanschlusses in den Körper des Ansaugkrümmers;
11 zeigt eine Querschnittsansicht des einteiligen Ansaugkrümmers aus 4 entlang Linie 5-5 unter Hinzufügung der Zweige und Flügel des Fluidverteilungsanschlusses;
12A und 12B zeigen eine beispielhafte Platzierung der Flügel des Fluidverteilungsanschlusses im Ansaugkrümmer, insbesondere um mindestens einen Abschnitt des Ansaugkrümmers, wo die Kanäle in Schwingrohre übergehen;
13 zeigt ein nicht einschränkendes Beispiel von Düsen, die ins Innere des Ansaugkrümmers ragen, mit Spitzen zur Fluidverteilung;
14 zeigt ein nicht einschränkendes Beispiel von Düsen mit Umleitern;
15A-15 C zeigen noch eine alternative beispielhafte Ausführungsform von Düsen des hierin offenbarten Fluidverteilungsanschlusses; und
16 zeigt schematisch eine Verbindung zwischen einer Zufuhr des Fluides und dem Flui dverteil ungsanschl uss.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann versteht, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben, sind alle numerischen Mengen in dieser Beschreibung, die Abmessungen oder Materialeigenschaften angeben, beim Beschreiben des breitesten Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung als durch das Wort „etwa“ modifiziert zu verstehen.
Die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle nachfolgenden Verwendungen dieser Abkürzung in dieser Schrift und gilt in entsprechender Anwendung für normale grammatikalische Variationen der ursprünglich definierten Abkürzung. Sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist, wird die Messung einer Eigenschaft durch dieselbe Technik bestimmt, die vorher oder später für dieselbe Eigenschaft angegeben wurde.
Es wird detailliert Bezug genommen auf Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung, die den Erfindern bekannt ist. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Deshalb sind hierin offenbarte Details nicht als einschränkend, sondern vielmehr als repräsentative Basis dafür auszulegen, den Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung unterschiedlich umzusetzen.
Die Geometrie, Ausrichtung und Gestaltung eines Ansaugkrümmers wirkt sich unmittelbar auf die Effizienz des Verbrennungsmotors aus. 1 veranschaulicht ein schematisches, nicht einschränkendes Beispiel eines Verbrennungsmotors 20. Der Motor 20 weist eine Vielzahl von Zylindern 22 auf, von denen einer abgebildet ist. Der Motor 20 kann eine beliebige Anzahl von Zylindern 22 aufweisen, einschließlich drei, vier, sechs, acht oder eine andere Anzahl. Die Zylinder können in verschiedenen Konfigurationen im Motor positioniert sein, beispielsweise als V-Motor, als Reihenmotor oder in einer anderen Anordnung.
Der beispielhafte Motor 20 hat eine Brennkammer 24, die jedem Zylinder 22 zugeordnet ist. Der Zylinder 22 wird durch Zylinderwände 32 und Kolben 34 gebildet. Der Kolben 34 ist mit einer Kurbelwelle 36 verbunden. Die Brennkammer 24 steht in Fluidkommunikation mit einem beispielhaften Ansaugkrümmer 38 und dem Abgaskrümmer 40. Ein Einlassventil 42 steuert den Fluss vom Ansaugkrümmer 38 in die Brennkammer 24. Ein Auslassventil 44 steuert den Fluss von der Brennkammer 24 zum Abgaskrümmer 40. Die Einlass- und Auslassventile 42, 44 können auf verschiedene Art und Weise betrieben werden, wie im Stand der Technik bekannt ist, um den Motorbetrieb zu steuern.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 46 liefert Kraftstoff von einem Kraftstoffsystem direkt in die Brennkammer 24, sodass der Motor ein Motor mit Direkteinspritzung ist. Ein Niedrigdruck- oder Hochdruckkraftstoffeinspritzungssystem kann mit dem Motor 20 benutzt werden, oder in anderen Beispielen kann ein Saugrohreinspritzsystem benutzt werden. Ein Zündungssystem beinhaltet eine Zündkerze 48, die gesteuert wird, um Energie in Form eines Funkens bereitzustellen, um ein Kraftstoff-Luftgemisch in der Brennkammer 24 zu zünden. In anderen Ausführungsformen können andere Kraftstoffzufuhrsysteme und Zündungssysteme oder -techniken benutzt werden, einschließlich Selbstzündung.
Der Motor 20 beinhaltet eine Steuerung und verschiedenen Sensoren, die dazu konfiguriert sind, der Steuerung Signale zur Verwendung beim Steuern der Luft- und Kraftstoffzufuhr zum Motor, des Zündungstimings, der Leistungs- und Drehmomentausgabe vom Motor und dergleichen bereitzustellen. Motorsensoren können einen Sauerstoffsensor im Abgaskrümmer 40, eine Motorkühlmitteltemperatur, einen Gaspedalpositionssensor, einen Motoransaugdruck(engine manifold pressure - MAP)-Sensor, einen Motorpositionssensor für die Kurbelwellenposition, einen Luftmassensensor im Ansaugkrümmer 38, einen Drosselpositionssensor und dergleichen beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
In manchen Ausführungsformen kann der Motor 20 als einzelnes Antriebsaggregat in einem Fahrzeug benutzt werden, wie etwa einem herkömmlichen Fahrzeug oder einem Start-Stopp-Fahrzeug. In anderen Ausführungsformen kann der Motor in einem Hybridfahrzeug benutzt werden, bei dem ein zusätzliches Antriebsaggregat, wie etwa eine elektrische Maschine, verfügbar ist, um zusätzlich Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen.
Jeder Zylinder 22 kann in einem Viertaktverfahren betrieben werden, das einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Zündungstakt und einen Auspufftakt beinhaltet. In anderen Ausführungsformen kann der Motor mit einem Zweitaktverfahren betrieben werden. Während des Ansaugtakts öffnet sich das Einlassventil 42 und das Auslassventil 44 schließt sich, während der Kolben 34 sich von der Oberseite des Zylinders 22 zu der Unterseite des Zylinders 22 bewegt, um der Brennkammer 24 Luft aus dem Ansaugkrümmer 38 bereitzustellen. Die Kolbenposition 34 an der Oberseite des Zylinders 22 ist allgemein als oberer Totpunkt (OTP) bekannt. Die Kolbenposition 34 an der Unterseite des Zylinders 22 ist allgemein als unterer Totpunkt (UTP) bekannt.
Während des Verdichtungstakts sind die Einlass- und Auslassventile 42, 44 geschlossen. Der Kolben 34 bewegt sich von der Unterseite in Richtung Oberseite des Zylinders 22, um die Luft in der Brennkammer 24 zu verdichten.
Kraftstoff wird dann in die Brennkammer 24 eingeführt und gezündet. In dem gezeigten Motor 20 wird Kraftstoff in die Kammer 24 eingespritzt und dann mittels der Zündkerze 48 gezündet. In anderen Beispielen kann Kraftstoff mittels Selbstzündung gezündet werden.
Während des Expansionstakts expandiert das gezündete Kraftstoff-Luftgemisch in der Brennkammer 24, was den Kolben 34 veranlasst, sich von der Oberseite des Zylinders 22 zur Unterseite des Zylinders 22 zu bewegen. Die Bewegung des Kolbens 34 verursacht eine entsprechende Bewegung in der Kurbelwelle 36 und sorgt für eine mechanische Drehmomentausgabe vom Motor 20.
Während des Auspufftakts bleibt das Einlassventil 42 geschlossen und das Auslassventil 44 öffnet sich. Der Kolben 34 bewegt sich von der Unterseite des Zylinders zur Oberseite des Zylinders 22, um die Abgase und Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer 24 zu entfernen, indem er das Volumen der Kammer 24 reduziert. Die Abgase strömen von dem Verbrennungszylinder 22 zum Abgaskrümmer 40 und in ein Nachbehandlungssystem wie etwa einen Katalysator.
Die Positionen und Steuerzeiten der Einlass- und Auslassventile 42, 44 sowie der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt können für die verschiedenen Motortakte unterschiedlich sein.
Der Motor 20 beinhaltet ein Kühlungssystem, um Wärme aus dem Motor 20 zu entfernen, und kann in den Motor 20 als Kühlmantel integriert sein, der Wasser oder ein anderes Kühlmittel enthält.
Eine Kopfdichtung 78 kann zwischen dem Zylinderblock 76 und dem Zylinderkopf 79 angeordnet sein, um die Zylinder 22 abzudichten.
Der abgebildete, nicht einschränkende beispielhafte Ansaugkrümmer 38, der zum Motor 20 führt, beinhaltet ein Kammergehäuse 50, das Einlassgase an die Schwingrohre 56 verteilt. Die Schwingrohre 56 stellen die Einlassgase, einschließlich Umgebungsluft, Abgase von der Abgasrückführung und dergleichen, oder eine Kombination davon, den Einlassventilen 42 bereit. Ein Drosselventil 90 wird bereitgestellt, um den Fluss von Einlassgasen zum Kammergehäuse 50 zu steuern. Das Drosselventil 90 kann mit einem elektrischen Drosselkörper zur elektronischen Steuerung der Ventilposition verbunden sein. Der Ansaugkrümmer 38 kann mit einem Abgasrückführungssystem (exhaust gas recirculation - EGR), einem Behälterspülventil- (canister purge valve - CPV) und Kraftstoffsystem, einem geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungssystem (positive crankcase ventilation - PCV), einem Bremskraftverstärkersystem und dergleichen oder einer Kombination davon verbunden sein. Ein Luftfilter nicht gezeigt) kann dem Drosselventil 90 vorgelagert bereitgestellt sein. Typischerweise, wie in 2 gezeigt, wird ein Ansaugkrümmer 138 in separaten Teilen gefertigt, die danach zusammenmontiert werden. Beispielsweise zeigt 2 eine auseinandergezogene Ansicht eines Ansaugkrümmersystems 138 gemäß einer Ausführungsform zur Verwendung mit dem Motor aus 1. Der Ansaugkrümmer 138 ist ein modulares System, das separaten Komponenten des Ansaugkrümmers erlaubt, variabel positioniert und montiert zu werden, um den Krümmer 138 zu bilden. Die Montage erfordert die Fertigung von separaten Teilen, sodass der Ansaugkrümmer 138 in verschiedenen Konfigurationen basierend auf Motorposition und Erwägungen des Fahrzeugrauminhalts montiert werden kann. Die individuellen separaten Teile beinhalten den Kammerkörper 150, die Endplatte 152 zum Einschließen des Innenvolumens des Kammerkörpers 150, Ausnehmungen 154 des Kammerkörpers 150 zum Aufnehmen der Schwingrohre 156 und einen Drosselkörperverbinder 158.
Doch es werden auch andere Ansaugkrümmer mit nur einer Installationsposition im Motor, wie etwa ein in 3 abgebildeter Ansaugkrümmer 138', typischerweise in mehreren Stücken oder Teilen gefertigt und daraufhin montiert und mit Befestigungsmitteln, Klebstoffen, Schweißnähten oder einer Kombination gesichert. 3 stellt einen Ansaugkrümmer 138' mit mehreren einzelnen Teilen dar, einschließlich einer Kammer 150 und einem separaten Teil, das eine Vielzahl von Schwingrohren 156 und einen Flansch 160 bildet, die an einem oberen Ende 162 der Kammer 150 mit Befestigungsmitteln 162 angebracht werden können. Um die Kammer 150 weiter zu stärken, werden typischerweise dem Außenabschnitt der Kammer 150 Rippen 164 hinzugefügt.
Doch die Montage der verschiedenen Teile zum Bilden eines typischen Ansaugkrümmers ist recht komplex und zeitaufwendig. Im Interesse der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz können einige der Teile aus leichtgewichtigen Materialien wie etwa Verbundwerkstoffen und Kunststoffen gefertigt sein. Dies kann dazu führen, dass mehrere verbindende Teile aus verschiedenen Materialien gefertigt sind, was typischerweise eine Herausforderung darstellt, vor allem, wenn die Haftung lecksicher sein soll. Die Montage ist zeitaufwendig und erhöht die Durchlaufzeit. Überdies sind, wann immer das aneinander Haften von mindestens zwei Komponenten erforderlich ist, notwendige Kontrollen kritisch, um sicherzustellen, dass die Haftung korrekt bereitgestellt wird. Derartige Kontrollen sind teuer und erhöhen die Durchlaufzeit.
Ferner stellen herkömmliche Fertigungsverfahren und die Tatsache, dass einzelne Teile zusammenmontiert werden müssen, Einschränkungen in Bezug auf die Form der individuellen Teile dar, die gefertigt werden können. Deshalb kann die Effizienz des Ansaugkrümmers insgesamt beschränkt sein, da die ideale Form aus einer Luftstromperspektive aufgrund von Kosten, Montage und Zeitaufwand möglicherweise nicht praktisch herzustellen ist.
Deshalb wäre es wünschenswert, einen Ansaugkrümmer mit reduzierter Fertigungskomplexität, verbesserter Effizienz und reduziertem Zeit- und Kostenaufwand bei der Ansaugkrümmerproduktion bereitzustellen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen wird ein einstückiger Ansaugkrümmer 238 offenbart, der einen oder mehrere Nachteile des Stands der Technik wie oben aufgeführt überwindet. Beispielsweise beinhaltet der in 4 abgebildete einstückige Ansaugkrümmer 238 eine Kammer oder ein Kammergehäuse 250, das einen Gaseinlass 264 aufweist, der sich nach und nach in eine Vielzahl von Kanälen 256 erstreckt. Die Kammer 250 ist hohl und stellt ein inneres Volumen für die Einlassgase dar, die über die Kanäle 256 an den Motor zu verteilen sind. Die Kammer 250 kann so bemessen und geformt sein, dass sie während des Motorbetriebs unter einem teilweisen Vakuum steht. Das/die Einlassgas/e können Kraftstoff, Umgebungsluft, EGR-Gas oder eine Kombination davon beinhalten.
In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Kammer 250 zusätzliche Merkmale wie etwa eine Sensorhalterung für einen Sensor beinhalten, wie etwa einen Einlassgastemperatursensor, einen Drucksensor, dergleichen oder eine Kombination davon. Die Kammer 250 kann eine Befestigungseinrichtung 252 zur Verwendung beim Verbinden oder Stützen des Ansaugkrümmers 238 am Motor, dem Fahrzeug oder beidem beinhalten. Die Befestigungseinrichtung 252 kann einen Flansch, eine Ausnehmung oder dergleichen beinhalten, sodass der einteilige Ansaugkrümmer 238 am Motor, am Fahrzeug oder beidem gesichert werden kann.
Während im Stand der Technik die Kammer typischerweise ein „Rundholz“-artiger Kammerkörper mit einer recht gleichmäßigen Breite des inneren Hohlraums und Distanz zwischen den längsten Seiten ist, weist die offenbarte Kammer 250 eine variierende Form auf, die von einer Vielzahl von Kanälen 256 definiert wird. Die Kammer 250 beinhaltet Teilwände 272, die die Kanäle 256 von dem gemeinsamen Gaseinlass 264 ausstrahlend bilden. Die Teilwände 272 bilden eine Endoskelettstruktur, die dazu konfiguriert ist, den Ansaugkrümmer 250 zu stützen. Die Teilwände 272 teilen die Kanäle 256 voneinander. Die Teilwände 272 können in den Hohlraum der Kammer von den gegenüberliegenden Flächen der Kammer 250 ragen, reichen jedoch von einer Fläche der Kammer zur anderen Fläche und verbinden nicht die gegenüberliegenden Flächen der Kammer 250. Alternativ dazu können die Teilwände 272 auf nur einer Fläche der Kammer 250 gebildet sein. Die Kammer 250 weist demnach keine Rippen auf der Außenseite auf, da das Endoskelett, das von den Teilwänden 272 gebildet wird, die Kammer 250 stärkt.
Die Teilwände 272 können eine größere Dicke/Höhe aufweisen als die verbleibenden Abschnitte der Kammer 250. Die Teilwände 272 können eine variierende Höhe aufweisen, sodass mindestens eine Teilwand sich weiter in den Hohlraum der Kammer 250 erstreckt als mindestens eine andere Teilwand 272. Die Höhe der Teilwände 272 wird im Folgenden besprochen. Alternativ dazu können alle Teilwände 272 dieselbe Höhe in dem Hohlraum der Kammer 250 aufweisen.
Die Kanäle 256, die von den Teilwänden 272 geteilt werden, können auf verschiedene Art geformt sein. Beispielsweise können die Kanäle 256 gerade, gekrümmt oder beides sein. Die Kanäle 256 können verschiedene Längen aufweisen, basierend auf der Gestaltung des Motors. Die Kanäle 256 können gestimmt sein, um vom Helmholtz-Resonanzeffekt zu profitieren. Jeder Kanal 256 kann unterschiedlich geformt sein, eine unterschiedliche Geometrie aufweisen, um den Luftstrom in den Motor zu maximieren. Beispielsweise kann mindestens ein Kanal 256 andere Abmessungen als die verbleibenden Kanäle 256 aufweisen. Die Abmessungen können Länge, Krümmungswinkel, Breite beinhalten. Die Abmessungen können sich innerhalb der Länge eines Kanals 256 unterscheiden. Beispielsweise kann sich der Kanal 256 von dem Lufteinlass 264 zu einer Öffnung 254 hin verbreitern.
Wie 5 und 6 zeigen bildet der Gaseinlass 264 ein erstes Ende der Kanäle 256. Die Kanäle 256 weisen ein zweites Ende 266 auf, das von einer Öffnung oder Ausnehmung 254 gebildet wird. Die Kanäle 256 können nach und nach über die Öffnung 254 in die Schwingrohre 268 übergehen. Die Kanäle 256 gehen derart in die Schwingrohre über, dass keine Abdichtung zwischen der Kammer 250 und den Schwingrohren 268 vorliegt.
Die Ausnehmung 254 ist am dem Gaseinlass 264 entgegengesetzten Ende jedes Kanals 256 positioniert. Die Ausnehmung 254 kann senkrecht zum Zustrom von Einlassgasen über den Gaseinlass 264 angeordnet sein. Die Öffnung 254 kann eine trompetenförmige Öffnung sein.
Die trompetenförmige Öffnung 254 ist eine verjüngte Öffnung, bei der die Verjüngung der Form einer Trompete ähneln kann. Die trompetenförmige Öffnung 254 kann eine sich erweiternde oder verkleinernde Öffnung sein. Der Winkel der Öffnung 254 kann um etwa 30-60° oder etwa 45° verjüngt sein. Die Öffnung 254 erstreckt sich oder führt nach und nach in eine Vielzahl von Schwingrohren 268. Der Übergang von den Kanälen 256 in die Öffnungen 254 und in die Schwingrohre 268 kann reibungslos sein, ohne Unterbrechungen des Luftstroms, ein allmählicher Übergang von Krümmungen desselben Materials. Der Übergang der Kanäle 256 in die Öffnung kann einen Flansch 282 und eine Kerbe 255 beinhalten, Beispiele dafür sind in 7 abgebildet.
Die Schwingrohre oder Rohrleitungen 268, deren Querschnitt in 7 abgebildet ist, bilden einen konvergenten Einlassluftweg, der Einlassgas in den Einlass des Motors oder in eine Einlassmündung des Zylinderkopfes leitet. Die Schwingrohre 268 können dieselben oder unterschiedliche Abmessungen, Formen oder beides aufweisen. Das Schwingrohr 268 kann einen kreisförmigen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Das Schwingrohr 268 kann denselben Querschnitt aufweisen wie die Öffnung 254. Das Schwingrohr 268 kann sich verkleinern, wenn das Gas in den Motor über einen Auslass 270 strömt. Das Schwingrohr 268 kann eine einheitliche Geometrie, Breite oder beides über seine Länge hin aufweisen. Das Integrieren der trompetenförmigen Öffnung 254, die zu den Schwingrohren 268 führt, kann die Effizienz des Luftstroms über den Ansaugkrümmer 238 zum Motor verbessern.
Der Querschnittsbereich der trompetenförmigen Öffnung 254 kann größer als der des Schwingrohrs 268 sein. Der Querschnittsbereich der trompetenförmigen Öffnung 254 kann etwa doppelt so groß sein wie des Schwingrohrs 268. Der Querschnittsbereich der trompetenförmigen Öffnung 254 kann derart sein, dass die Luftgeschwindigkeit, die in die trompetenförmige Öffnung eintritt, niedrig ist, um Lärm, Verwirbelung, Druckabfall und dergleichen zu reduzieren, und sich nach und nach auf die gewünschte Designgeschwindigkeit des Schwingrohrs 268 erhöht.
Der Querschnittsbereich der Öffnung 254 kann rechteckig, quadratisch, kreisförmig, oval oder dergleichen sein. Die Öffnung 254 kann einen Flansch 282 um mindestens einen Abschnitt ihres Umfangs aufweisen. Die Öffnung 254 kann denselben, einen kleineren oder größeren Durchmesser als der Durchmesser des Gaseinlasses 264 aufweisen.
Wie weiter in 6 in Bezug auf die Kanäle 256 gesehen werden kann, sind individuelle Kanäle 256 voneinander geteilt. Die Teilung kann durch einen oder mehrere Bereiche bereitgestellt werden, die Teilwände 272 bilden. Die Teilwände 272 können durch erhöhte Abschnitte gebildet werden, die sich zum Inneren der Kammer 250 erstrecken, jedoch nicht einander gegenüberliegende Flächen der Kammer 250 verbinden. Die Teilwände 272 können laterale Abschnitte jedes Kanals 256 bilden. Die Höhe der Teilwände 272 kann sich unterscheiden. Die Teilwände 272 können Spitzen 278 aufweisen, die die höchsten Abschnitte der aufteilenden Bereiche 272 bilden.
Die Kanäle 256 enthalten demnach den flachsten Abschnitt 274 mit einer Höhe h₁, die Teilwände in einem Mittelabschnitt 276 weisen eine Höhe h₂ und eine Spitze 278 mit einer Höhe h₃ auf. h₁ > h₂ > h₃. Zusätzliche erhöhte Abschnitte der Teilwände 272 mit zusätzlichen Höhen, die sich von h₁, h₂, h₃ unterscheiden, werden in Betracht gezogen.
Der flachste Abschnitt 274 jedes Kanals 256 kann eine andere Form und einen anderen Bereich aufweisen als in den verbleibenden Kanälen 256. Beispielsweise kann der Kanal 256, der zur am von dem Lufteinlass 264 entferntesten Öffnung 254 führt, den flachsten Abschnitt 274 als einen Expansionsbereich 275 angeordnet beinhalten. Der Expansionsbereich 275 kann durch eine Teilwand 272 zwischen benachbarten Kanälen 256 und einer Außensete 280 der Kammer 250 definiert sein. Ein weiterer Expansionsbereich kann in einem Kanal 256 neben dem Gaseinlass 264 beinhaltet sein, definiert durch eine Teilwand 272 und eine Außenseite der Kammer 280. Der Expansionsbereich 275 kann eine Breite aufweisen, die sich vom Lufteinlass 264 zur Öffnung 254 hin erhöht. Der Expansionsbereich 275 kann die gesamte Länge zwischen dem Lufteinlass 264 und der Öffnung 254 erweitern. Die Breite des Expansionsbereichs 275 kann sich über seine Länge hin unterscheiden, um die optimiertesten Luftstrommuster zu berücksichtigen. Die variierende Breite des Expansionsbereichs ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Einlassgases. Beispielsweise w₃ > w₁ > w₂.
Im Gegensatz zum Expansionsbereich 275 des am weitesten außen liegenden Kanals 256 und/oder des Kanals neben dem Gaseinlass 264, kann sich der flachste Abschnitt 274 der verbleibenden Kanäle 256 nicht von dem Gaseinlass 264 erstrecken, sondern auf die mittleren Abschnitte 276 und Spitzen 278 der Teilwände 272 beschränkt sein. Daher treffen die Einlassgase, die in die Kammer 250 über den Gaseinlass 264 eintreten, hauptsächlich auf den offenen Expansionsbereich 275. Insbesondere erlaubt der Expansionsbereich 275 im Kanal 256 neben dem Gaseinlass 264, Gas in den Kanal 256 zu leiten, mit dem Gas nach bekannten Bauarten typischerweise schwer zuzuführen ist. Der Zweck dieser Bauart ermöglicht daher eine gleichmäßige Verteilung der Einlassgase innerhalb der gesamten Kammer 250 und dem gesamten Ansaugkrümmer 238, sodass die Gase von dem Gaseinlass 264 über die Kanäle 256 zur Öffnung 254 strömen, gleichmäßig über die Schwingrohre 268 und den Auslass 270. Eine gleichmäßige Verteilung optimiert die Effizienz und Leistung des Motors.
Wie in 4-6 abgebildet ist der Ansaugkrümmer 238 als einteiliges, einstückiges Teil gebildet. Das einteilige Stück beinhaltet die Kammer 250 mit den Kanälen 256, die nach und nach in Schwingrohre 268 übergehen. Der einteilige Ansaugkrümmer 238 stellt damit einen Artikel dar, der eine Oberfläche mit glatten Konturen am ganzen Artikel aufweist, was reibungslose Übergänge vom Gaseinlass 264 zu den Kanalauslässen 270 bereitstellt und in einer gleichmäßigen Verteilung der Einlassgase an den Motor, einem optimalen Maß verwirbelungsunterstützender Atomisierung und einer Minimierung von Druckabfällen resultiert. Einteilig bedeutet, dass der gesamte Ansaugkrümmer 238 einstückig ausgebildet ist, sodass die individuell beschriebenen Abschnitte, die oben erwähnt sind, als integrale Bestandteile des Ansaugkrümmers 238 und nicht als separate Teile gebildet sind, die später in einen Ansaugkrümmer montiert werden. Der einteilige Ansaugkrümmer 238 erfordert deshalb keine Abdichtungen. Beispielsweise liegt zwischen der Kammer 250 und den Schwingrohren 268 keine Abdichtung vor.
Die Innenfläche des einteiligen Ansaugkrümmer 238 kann glatt, strukturiert, rau oder eine Kombination davon sein. Beispielsweise kann mindestens ein Teil der Innenfläche strukturiert sein, um ein gewünschtes Maß an Verwirbelung in dem Ansaugkrümmer 238 bereitzustellen.
Die Wanddicke des Ansaugkrümmers kann im Vergleich mit Ansaugkrümmern nach dem Stand der Technik reduziert sein. Beispielsweise kann, während der typische Ansaugkrümmer eine Wanddicke von etwa 3,5 bis 4,5 mm und Versteifungsrippen an der Außenseite der Kammer aufweist, der hierin offenbarte einteilige Ansaugkrümmer 238 eine Wanddicke von etwa 2 mm aufweisen. Versteifungsrippen sind aufgrund des Vorhandenseins der Teilwände 272, die dazu konfiguriert sind, den Ansaugkrümmer 238 zu stützen, nicht notwendig.
In einer anderen Ausführungsform, in 8 abgebildet, beinhaltet der einteilige Ansaugkrümmer 238 auch einen Gaseinlasskanal, Rohrleitung oder Schwanenhalsleitung 284. Die Schwanenhalsleitung 284 erstreckt sich vom Gaseinlass 264 nach außen. Die Schwanenhalsleitung 284 geht nach und nach in die Kanäle 256 über, sodass keine Abdichtung zwischen der Kammer 250 und der Schwanenhalsleitung 284 vorliegt.
Die Schwanenhalsleitung 284 kann denselben Durchmesser aufweisen wie der Gaseinlass 264. Die Schwanenhalsleitung 284 kann sich von der Kammer 250 in dieselbe oder ähnliche allgemeine Richtung wie die Schwingrohre 268 erstrecken, krümmen, oder beides. Die Schwanenhalsleitung 284 kann einheitliche Abmessungen, Geometrie oder beides über ihre Länge hinweg aufweisen. Die Schwanenhalsleitung 284 kann eine Vielfalt von Formen aufweisen. Beispielsweise kann die Schwanenhalsleitung 284 als ein zylindrisches Rohr gebildet sein. Die Schwanenhalsleitung 284 kann einen ellbogenförmigen Abschnitt bilden. Die Schwanenhalsleitung 284 kann gerade oder gekrümmt sein. Die Schwanenhalsleitung 284 kann hohl sein. Die Schwanenhalsleitung 284 kann teilweise perforiert, entlang ihrer gesamten Länge perforiert oder nicht perforiert sein. Die Schwanenhalsleitung 284 kann Vorsprünge, Stege oder andere Texturen im Inneren aufweisen, um den Gasstrom auf optimale Weise von einem ersten Ende 285, das einen Anschluss, eine Öffnung oder Ausnehmung bildet, zu dem Gaseinlass 264 zu führen, der das zweite Ende bildet. Die Schwanenhalsleitung 284 weist einen inneren oder Innenabschnitt und einen Außenabschnitt auf.
Die Schwanenhalsleitung 284 kann auch verschiedene Anschlüsse, Halterungen, Sensoren, Vorrichtungen oder eine Kombination davon zur Verbindung mit dem Motor, Fahrzeugsystemen oder beidem definieren, die auf verschiedene Art und Weise angeordnet sein können. Beispielsweise kann die Schwanenhalsleitung 284 einen Bremskraftverstärkeranschluss, eine Vorrichtung zur Abgasrückführung (EGR), einen Verbindungsanschluss oder eine Halterung für eine Vorrichtung zur geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftung (PCV), einen Verbindungsanschluss oder eine Halterung für ein Behälterspülventil (CPV) oder -system, einen Drosselkörper, dergleichen oder eine Kombination davon aufweisen. Die Anordnung der Anschlüsse, Halterungen, Sensoren, Vorrichtungen kann auf ihrer Größe und Rauminhalterwägungen basieren, ob auf dem Innenabschnitt, dem Außenabschnitt der Schwanenhalsleitung 284 oder beiden. Der Schwanenhals 284 kann ferner zusätzliche Merkmale wie etwa einen Drosselkörper aufweisen, um eine Beschränkung und/oder einen Strömungskanal für die Einlassgase von dem Drosselkörper 286 zur Kammer 250 bereitzustellen. Der Schwanenhals 284 kann eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 292, eine PCV-Vorrichtung 300, eine EGR-Vorrichtung 316 oder eine Kombination davon beinhalten.
In einer alternativen Ausführungsform können sich zumindest einige der oben genannten Merkmale oder andere Merkmale an verschiedenen Abschnitten des Ansaugkrümmers 238 befinden. Beispielsweise kann der Ansaugkrümmer 238 einen Zusatzfluidzufuhranschluss 400 beinhalten. Das Zusatzfluid kann ein beliebiges Servicefluid sein, wie etwa Fluid, das in der Lage ist, einen Abschnitt des Motors zu reinigen, oder ein Fluid, das in der Lage ist, die Motorleistung zu stärken. Beispielhafte Fluide können Stickoxid, ein Kraftstoffeinspritzvorrichtungsreiniger, Motorentfettungsmittel, Kurbelgehäusepfleger, Allzweckreiniger, Vergaserreiniger, dergleichen oder eine Kombination davon sein. Andere Fluide, wie etwa ein Abgas oder Kondensat, werden ebenfalls in Betracht gezogen.
Wie in 9A-9C abgebildet, kann der Zusatzfluidzufuhranschluss oder Anschluss 400 mindestens eine Rohrleitung, Leitung, Verrohrung oder ein Rohr 401 mit einem Einlass 402 beinhalten. Der Einlass kann röhrenförmig mit einem Querschnitt sein, der symmetrisch, asymmetrisch, regelmäßig, kreisförmig, oval, quadratisch, dreieckig, länglich oder dergleichen sein. Der Einlass 402 kann sich außerhalb des Ansaugkrümmers 238 befinden. Beispielsweise kann sich der Einlass 402 neben einem Äußeren des Ansaugkrümmers 238 befinden, entlang der Außenwand des Ansaugkrümmers 238 verlaufen und/oder senkrecht zur Außenwand des Ansaugkrümmers verlaufen. Das Rohr 401 mit dem Einlass 402 kann auch ein integraler Bestandteil des Körpers des Ansaugkrümmers 238 sein, sodass ein Abschnitt des Rohrs 401 ein integraler Bestandteil des Ansaugkrümmerkörpers ist, nahe neben dem Körper ist oder einen Abschnitt des Ansaugkrümmerkörpers bildet.
Der Anschluss 400 kann einen oder mehrere Zweige oder Arme 404 beinhalten, die sich in ein Inneres des Ansaugkrümmers 238 erstrecken, sodass keine Abdichtung zwischen dem Zusatzfluidzufuhranschluss 400 und dem Krümmer 238 vorliegt. Anders ausgedrückt sind der Anschluss 400 und der Ansaugkrümmer 238 als integrale Bestandteile gebildet, als ein geschichtetes einstückiges Teil, sodass der Anschluss 400 reibungslos in den Ansaugkrümmer 238 übergeht. Der Zusatzfluidzufuhranschluss 400 kann 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 oder mehrere Zweige 404 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann sich ein Abschnitt der Zweige 404 an der Außenseite des Ansaugkrümmers 238 befinden und ein anderer Abschnitt der Zweige 404 kann sich an der Innenseite des Ansaugkrümmers 238 befinden. In einer alternativen Ausführungsform kann sich nur ein Einlass 402 an der Außenseite des Ansaugkrümmer 238 befinden, sodass die Verrohrung 401 ins Innere des Ansaugkrümmers 238 tritt, bevor sie sich in zwei oder mehrere Zweige 404 teilt.
9A veranschaulicht die Verrohrung 401, wie sie sich in zwei Zweige 404 teilt. In mindestens einer alternativen Ausführungsform, in 9B abgebildet, kann der Einlass 402 in einen einzigen Zweig 404 übergehen, der von zusätzlicher Verrohrung 401, Einlässen 402 und Zweigen 404 unabhängig ist. Als weitere Alternative kann, 9C zeigt, ein einziger Einlass 402 das Fluid vier individuellen, jedoch miteinander verbundenen Zweigen 404 bereitstellen.
Wie man in 10A und 10B sieht, kann der Eintrittspunkt der Anschlussverrohrung 401, die vom Einlass 402 oder den Zweigen 404 führt, an verschiedenen Stellen sein. Beispielhafte, nicht einschränkende Stellen sind mit den Buchstaben A-I markiert, die den Teilwänden (A), den Kanälen (B, C, D), neben oder in nächster Nähe zu der Öffnung 264 zum Schwanenhals 284 (E), in den Schwingrohren (F), neben oder in nächster Nähe zu dem Auslass 270 (G) oder im Schwanenhals (H, I) entsprechen. Zudem kann sich der Anschluss 400 an einer oder mehreren Seiten des Ansaugkrümmers 238 befinden. Beispielsweise kann ein Anschluss 400 auf gegenüberliegenden Flächen des Ansaugkrümmers 238 beinhaltet sein. Die Anschlüsse 400 können auf derselben oder einer unterschiedlichen Höhe an verschiedenen Abschnitten des Ansaugkrümmers 238 beinhaltet sein. Mehr als ein Anschluss 400 kann sich auf einer einzelnen Seite des Ansaugkrümmers 238 befinden. Beispielsweise kann ein einzelner Ansaugkrümmer mehrere Anschlüsse 400 beinhalten, um mehr Fluid einer Art und/oder mehr oben beschriebene Fluidarten zuzuführen. Beispielsweise kann ein einzelner Ansaugkrümmer 238 mindestens einen EGR-Anschluss, einen Kondensatanschluss, einen Zusatzfluidanschluss, dergleichen oder eine Kombination davon beinhalten, die jeweils an den Stellen A-H, die in 10A und 10B abgebildet sind, oder an einer alternativen Stelle am Ansaugkrümmer 238 platziert sind.
Somit können die individuellen Zweige 404 in das Innere des Ansaugkrümmers 404 über einen Eintrittspunkt an einer Vielfalt von Stellen eintreten. Beispielsweise können sich die Zweige 404 in der Ansaugkrümmerkammer 250 (A-E), in einem oder mehreren Kanälen 256 (B, C, D), in einer oder mehrerer der Teilwände oder Bereiche, die die individuellen Kanäle 272 (A) teilen, neben dem Gaseinlass 264 (E), in einem oder mehreren Schwingrohren 268 (F, G), im Schwanenhals 284 (H, I) oder dergleichen befinden. Beispielsweise können die Zweige 404 in die Kammer 250 innerhalb der Teilwand 272 eintreten, sodass der Eintritt über den dicksten Abschnitt der Kammer 250 verläuft, was zur strukturellen Stabilität der Kammer 250 mit dem/den Anschluss/Anschlüssen 400 beitragen kann. Alternativ dazu können die Zweige 404 in den Ansaugkrümmer 238 in der Nähe des Auslasses 270 eintreten, der dazu ausgebildet ist, sich mit einer Einlassmündung eines Zylinderkopfes zu verbinden. Als weitere Alternative können die Zweige 404 in den Ansaugkrümmer 238 neben dem allmählichen Übergang der Kanäle 256 in die Schwingrohre 268, den Flansch 282, die Ausnehmung 254 eintreten.
Die Menge und Platzierung der Zweige 404 hängt von der spezifischen Gestaltung des Ansaugkrümmers ab. Beispielsweise kann jedem Schwingrohr 268 ein einziger Zweig 404 gewidmet sein. In einer alternativen Ausführungsform, in 11 abgebildet, führt ein Zweig das Fluid zwei Flügeln 406 zu, die jeweils ein Schwingrohr 268 umgeben. In einem anderen Beispiel kann ein einzelner Zweig 404 mit jedem Flügel 406 über einen Verbinder 410 verbunden sein, wie in 9A-9C abgebildet. Die Verbindung kann ein allmählicher Übergang vom Zweig 404 in einen Flügel 406 sein. Die Verbindung kann sich an einem Endabschnitt 412, einem mittleren Abschnitt 414 des Flügels 406 oder in einem gekrümmten Abschnitt des Flügels 406 befinden.
In mindestens einer Ausführungsform, deren Beispiel in 11 veranschaulicht ist, kann jeder Zweig 404 sich weiter in einen Satz Flügel oder Unterzweige 406 erstrecken. Das Erstrecken des Zweigs 404 in den Satz Flügel 406 kann ein gegabeltes Rohr bilden. Der Satz Flügel kann zwei benachbarte Flügel 406 beinhalten. Die Teilung des Zweigs 404 in einen Satz Flügel 406 kann symmetrisch sein, sodass die Teilung einen gekrümmten Verbinder 410 vom Zweig 404 in jeden Flügel 406, einen an einem Winkel nach rechts gekrümmten Verbinder 410 und einen zweiten, an einem Winkel nach links gekrümmten Verbinder 410 beinhaltet. Der Winkel kann 20, 30, 40, 45, 50, 60, 70, 75, 80, 90 oder mehr Grad in Bezug auf die Richtung des Zweigs 404 sein. Die Verbindung kann sich im Durchmesser erhöhen, wenn die Verbindung in den Flügel 406 übergeht.
Der Verbinder 410 geht allmählich vom Zweig 404 in den Flügel oder Unterzweig 406 über. Der Übergang kann an einem Endabschnitt 412, einem mittleren Abschnitt 414 des Flügels 406 oder in einem gekrümmten Abschnitt des Flügels 406 stattfinden. Es kann vorteilhaft sein, den Verbinder 410 weiter weg von einem Endabschnitt 412 des Flügels 406 zu platzieren, um für einen gleichmäßigen Fluidstrom im Flügel 406 zu sorgen.
Jeder Flügel 406 kann symmetrisch oder asymmetrisch sein. Beispielsweise kann jeder Flügel 406 an jedem Ende 412 eine Krümmung bilden, eben oder uneben sein. Der Flügel 406 kann röhrenförmig oder hohl sein oder ein röhrenförmiges oder hohles Element bilden oder eine Rohrleitung, um zu ermöglichen, dass innen Fluid fließt. Die röhrenförmige Krümmung kann einen gleichmäßigen Fluidstrom von den Zweigen 404 über die Flügel 406 an ein Ziel wie etwa eine Düse 408 ermöglichen, von der aus das Fluid in den inneren Hohlraum des Ansaugkrümmers 238 eintritt.
Jeder Flügel 406 kann einen Halbring, ein Halboval, einen Viertelring, ein Vierteloval, einen ¾-Ring, ein ¾-Oval, einen ganzen Ring oder ein ganzes Oval, einen Torus, ein gerundetes Rechteck, ein gerundetes Quadrat bilden. Andere Längen des Flügels 406 werden in Betracht gezogen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Flügel 406 Ecken aufweisen, die nicht gekrümmt oder länglich sind, sodass die Form des Flügels 406 quadratisch oder rechteckig mit scharfen Ecken sein kann. Doch mit einer derartigen Gestaltung könnte es schwieriger sein, einen optimalen, gleichmäßigen Fluidstrom zu erzielen.
Die Flügel 406 können zumindest teilweise einen Abschnitt eines Ansaugkrümmers 238 umgeben, wie in 12A abgebildet. Beispielsweise können die Flügel 406 teilweise oder komplett den Ansaugkrümmer an einer Stelle umgeben, wo die Kanäle 256 in die Schwingrohre 268 übergehen. Eine solche Stelle könnte der Flansch 282 sein. Die Flügel 406 können auf dem Flansch 282 aufliegen oder nach und nach in den Flansch 282 übergehen, sodass ein Teil des Flügels 406 den Flansch 282 bildet. In einer alternativen Ausführungsform, die in 12B abgebildet ist, kann der Flügel einen Abschnitt des Ansaugkrümmers 238 voll oder komplett umgeben, sodass ein gesamter Umfang oder eine gesamte Länge des Abschnitts von dem Flügel 406 umgeben wird. In einem solchen Fall können Düsen 408, die in den Flügeln 406 vorhanden sind, in einem Abschnitt des Flügels oder in der gesamten Länge des Flügels 406 bereitgestellt sein.
Der Anschluss 400 kann eine oder mehrere Düsen 408 beinhalten. Die Menge an Düsen kann sich unterscheiden, je nach den Bedürfnissen einer jeweiligen Anwendung. Die Düsen können sich von dem Zweig 404 oder von dem Flügel 406 erstrecken. Beispielsweise kann jeder Zweig mehr als eine Düse 408 beinhalten. Alternativ dazu kann jeder Flügel mehr als eine Düse 408 beinhalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Flügel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr Düsen beinhalten. Die Düsen 408 können in jedem Flügel 406, Zweig 404, Anschluss 400 dieselben oder andere sein.
Der Zweig 404 oder Flügel 406 kann die Düsen 408 entlang seiner ganzen Länge oder nur entlang eines Abschnitts beinhalten, wie beispielsweise in 12A und 12B veranschaulicht. Die Düsen 408 können gleichmäßig oder ungleichmäßig entlang der Länge des Zweigs 404 oder Flügels 406 beabstandet sein. Beispielsweise können, in einer nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform, bei der der Flügel 406 den Flansch 282 zumindest teilweise umgibt, sich die Düsen 408 entlang des Umfangs des Flanschs 282 befinden.
Die Düse 408 kann einen Körper 416 und eine Spitze 418 aufweisen. Der Körper 416 kann länglich ausgebildet sein. Die Abmessungen des Körpers 416 können einheitlich oder nicht einheitlich sein. Beispielsweise kann der Körper 416 sich vom Anschluss 400, Zweig 404, Flügel 406 zum Inneren des Ansaugkrümmers 238 hin verengen oder weiten. Der Durchmesser der Düse 408 ist weit genug, um einen Strom des Fluids vom Anschluss 400 zum Inneren des Ansaugkrümmers 238 zu ermöglichen. Der Durchmesser der Düse 408 kann kleiner als der Durchmesser des Zweigs 404, des Flügels 406 oder beider sein. Der Durchmesser der Düse 408 kann ein Achtel, ein Viertel, eine Hälfte des Durchmessers des Zweigs 404, des Flügels 406 oder beider sein. Alternativ dazu kann der Durchmesser der Düse 408 einmal, zweimal, dreimal, viermal, fünfmal, achtmal oder zehnmal kleiner als der Durchmesser des Zweigs 404, des Flügels 406 oder beider sein.
Jede Düse 408 kann dieselben oder unterschiedliche Abmessungen des Körpers 416 aufweisen. Beispielsweise können Düsen 408, die einen ersten Durchmesser aufweisen, mit Düsen 408, die einen zweiten Durchmesser aufweisen, wechseln, wobei sich der zweite Durchmesser vom ersten Durchmesser unterscheidet. Der erste Durchmesser kann kleiner oder größer als der zweite Durchmesser sein. Ein dritter, vierter, fünfter Durchmesser, die sich jeweils voneinander und vom ersten und zweiten Durchmesser unterscheiden, werden in Betracht gezogen. Alternativ dazu können Düsen 408 mit dem ersten Durchmesser die am weitesten außen liegenden Düsen 408 sein, während die Düsen 408 mit dem zweiten Durchmesser sich zwischen den am weitesten außen liegenden Düsen 408 befinden können.
Die Spitze 418 der Düse 408 kann sich in den Hohlraum des Ansaugkrümmers 238 erstrecken, beispielsweise in die Ausnehmung 254, in die Kammeröffnung, in eine Öffnung einer der Kanäle 256 oder dergleichen. Die Spitze 418 kann daher eine Kerbe bilden. Die Erstreckung kann nur die Spitze 418 und/oder einen anderen Abschnitt der Düse 408 umfassen. Die Spitze 418, die in den Innenraum des Ansaugkrümmers 238 ragt, ist beispielsweise in 12A, 12B und 13 abgebildet. In einer alternativer Ausführungsform kann die Spitze 418 mit einer Innenfläche der Kammer 238 bündig sein, wie in 14 gezeigt.
Die Stelle, der Zweck, Winkel und andere Eigenschaften des Anschlusses 400 bestimmen die Form der Düse 408, der Spitze 418 oder beider. Beispielsweise kann die Spitze 418 eine Form eines Kegels, eines Kegelstumpfs, einer Halbkugel, einer Halbkuppel aufweisen, gerundet oder zugespitzt sein. Andere Formen werden in Betracht gezogen. Die Spitze 418 kann mindestens eine Ausnehmung oder Öffnung 420 aufweisen. Eine Anzahl von Öffnungen 420 kann vorhanden sein, beispielsweise in einem Abschnitt der Spitze 418, um den gesamten Umfang der Spitze 418, in Reihen, regelmäßig, unregelmäßig benachbart voneinander angeordnet sein. Wie man in einem nicht einschränkenden Beispiel von 13 sieht, sind drei Reihen von Öffnungen 420 auf jeder Spitze 418 beinhaltet, wobei die Öffnungen 420 auf einer Hälfte der Spitze 418 vorhanden sind, die auf den Auslass der Schwingrohre 268 gerichtet ist. Die Reihen können dieselben oder unterschiedliche Öffnungen 420 aufweisen. Beispielsweise kann eine erste Reihe Öffnungen 420 mit einem kleineren oder größeren Durchmesser als die Öffnungen 420 in einer zweiten und/oder dritten Reihe aufweisen. Die Anzahl von Öffnungen 420 in jeder Reihe kann dieselbe oder unterschiedlich sein.
In einer alternativen Ausführungsform, die in 14 abgebildet ist, kann die Düse 408 eine kreisförmige Öffnung 420 aufweisen, die mit der Innenfläche des Ansaugkrümmers 238 bündig ist und eine Anzahl von Umleitern 422 aufweist. Die Umleiter 422 können verjüngt oder gekrümmt sein. Die Umleiter 422 können an einer Vielfalt von Stellen platziert sein. Die Funktion der Umleiter 422 besteht darin, beim Leiten des Fluids in eine bestimmte Richtung zu helfen, dabei zu helfen, das Fluid auf erwünschte Flächen zu verteilen oder zu vermeiden, dass das Fluid auf Flächen gesprüht wird, die anfällig für starke Hitze oder andere Bedingungen sind, die durch die Fluidverteilung in den Ansaugkrümmer 238 versursacht werden.
Abgesehen von den Umleitern 422 kann die Düse 408 und/oder die Spitze 418 einen oder mehrere Filter beinhalten (nicht abgebildet), um das Fluid zu reinigen, das in den Ansaugkrümmer 238 abzugeben ist. Alternativ können ein oder mehrere Filter woanders in dem Anschluss 400 platziert sein, wie etwa in dem Einlass 402, Zweig 404, Flügel 406 oder einer Kombination davon.
In noch weiteren alternativen Ausführungsformen, in 15A-15C abgebildet, gibt es jeweils eine Düse 408, die eine Spitze 418 mit länglichen Ausnehmungen 420 aufweist, eine Düse 408 mit einer gerundeten Spitze 418, die eine einzelne Ausnehmung 418 aufweist, und eine Düse, die Ausnehmungen 420 aufweist, die jeweils um den gesamten Umfang der Spitze 418 angeordnet sind.
Wie oben erwähnt kann das Fluid Stickoxid sein, sodass der Anschluss 400 als eine Stickstoffzufuhrvorrichtung oder ein entsprechender Anschluss konfiguriert ist, die bzw. der mit einem Bestand oder Reservoir von Stickoxid verbunden und dazu ausgelegt ist, die Leistungsausgabe eines Verbrennungsmotors zu erhöhen. Typische Stickstoffzufuhrvorrichtungen sind Systeme mit einem einzigen Eintrittspunkt, die an den Ansaugkrümmer geschraubt sind. Die typischen Stickstoffzufuhrvorrichtungen erfordern daher vielerlei mechanische Anschlussstücke, weisen ausbauchungsartige Anordnungen auf, die sehr komplex sein können, aber dennoch nicht ermöglichen, feine Öffnungen oder gar eine Vielzahl von Öffnungen zu beinhalten. Der als Stickoxidanschluss gestaltete Anschluss 400 ermöglicht eine feine, gleichmäßigere Verteilung von Stickoxid ohne Störungen des Gaswegs, wie sie normalerweise durch Systeme mit einem einzigen Eintrittspunkt verursacht werden.
Der Anschluss 400 kann zugleich verschiedene Funktionen haben, beispielsweise als EGR-Vorrichtung dienen. Die EGR-Vorrichtung 316 dient als Stickoxidreduktionsvorrichtung, dazu in der Lage, einen Teil des Motorabgases zu den Motorzylindern zurückzuführen. Das Gas, das durch den Ansaugkrümmer 238 strömt, wird mit Gasen bereichert, die verbrennungsinaktiv sind und als Absorptionsmittel von Verbrennungshitze agieren, was Spitzentemperaturen in den Zylindern reduziert.
Die typische EGR-Einlassmündung befindet sich im Schwanenhals, dem Drosselkörper nachgelagert oder in der Nähe des Drosselkörperadapterbereichs. Der Anschluss ist typischerweise maschinell hergestellt, was einen Anschluss mit scharfen Kanten hinterlässt. Daher wird, wenn das EGR-System aktiv ist, Abgas in den Gasstrom in den Ansaugkrümmer durch eine einzige Stelle eingeführt, was eine Störung des Gasstroms in den Ansaugkrümmer verursachen kann. Zudem ist aufgrund des einzelnen Eintrittspunkts das Mischen des Abgases mit dem in der Schwanenhalsleitung 284 vorliegenden Gas minimal.
Um das Mischen des Abgases mit dem im Innern des Ansaugkrümmers 283 vorliegenden Gases sowie die Gesamtleistung und Motoreffizienz zu verbessern, kann das EGR-Gas über den Anschluss 400 geleitet werden, der als eine EGR-Vorrichtung oder ein Abgasrückführer angeordnet ist, dazu konfiguriert, NOx des Motors zu reduzieren und dazu in der Lage, NOx ins Innere des Ansaugkrümmers 238 zu verteilen. Der als Anschluss 400 gestaltete Abgasrückführer kann mit einem Abgaskrümmer mit einem Abgasdurchsatz, Rohr oder Verrohrung und einem Ventil verbunden werden, das dazu in der Lage ist, Abgas freizusetzen.
Mögliche Vorteile des als Abgasrückführer konfigurierten Anschlusses 400 können ein besseres Mischen der Gase im Ansaugkrümmer 238, Zufuhr von Abgas näher am Verbrennungssystem, sogar Dispersion des Abgases beinhalten, was einen stabileren Verbrennungsprozess aufrechterhalten und zu einem solchen beitragen kann, zu besserer Wärmeregelung des Systems und zum Schutz des Drosselkörpers im Schwanenhals, der für hohe Hitze anfällig ist, vor einer Aussetzung gegenüber hohen Temperaturen, die mit der Wiedereinführung des Abgases in die Ansaugkrümmer 238 assoziiert sind, beiträgt. Der als EGR-Vorrichtung konfigurierte Anschluss 400 wird damit Teil der Kühlung des Motorsystems.
Als noch eine weitere Alternative kann der Anschluss 400 als Kondensatanschluss konfiguriert sein, um Kondensat von einem Wärmetauscher wie etwa einem Ladeluftkühler, der in der Lage ist, Kondensat zu sammeln, dem Motor bereitzustellen. Die Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und dem Anschluss 400 kann über Verrohrung, ein Rohr, eine Leitung, dergleichen oder eine Kombination davon hergestellt werden. Ein Steuerventil kann ebenfalls bereitgestellt werden. Ein Filter kann in oder vor dem Anschluss 400 beinhaltet sein, um unerwünschte Verunreinigungen vom Kondensat zu entfernen.
16 zeigt schematisch eine Verbindung des Ansaugkrümmers 238 über den Anschluss 400 zu einem Bestand des Fluids 500. Der Bestand 500 kann ein Fluidreservoir, Pool, Sammelbecken, Behälter, Speicher, ein Tank, ein Abschnitt des Motors, ein Abschnitt des Antriebsstrangs, ein Abgaskrümmer, ein Wärmetauscher oder eine andere Quelle sein. Der Bestand kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Der Bestand kann ein Einmalbestand wie etwa eine einmalige Fluidhinzufügung sein, die Hinzufügung des Fluids von einem Behälter, der nicht Teil des Fahrzeugsystems ist, direkt in den Einlass 402 erlaubt. Beispielsweise kann ein Fluid von einem Behälter bereitgestellt werden, der nach der Hinzufügung weggeworfen werden kann. Die Verbindung kann über Verrohrung, Ablauf, Rohr, Rohrleitung, Zuleitung, Schlauch, Kanal, Rinne, Leitung oder dergleichen erfolgen. Die Verbindung kann ein Ventil 502 beinhalten oder nicht, das ein Steuerventil sein kann, dass einen Strom des Fluids von dem Bestand 500 zu dem Anschluss 400 unter einem ersten Satz Umständen erlaubt und einen Strom des Fluids von dem Bestand 500 zu dem Anschluss 400 unter einem zweiten Satz Umständen verhindert.
Ein Verfahren zum Bilden des einstückigen Ansaugkrümmers 238 und des Fluidzufuhranschlusses 400 wird ebenfalls hierin offenbart. Was eine Produktion des offenbarten Ansaugkrümmers, der einzigartige strukturelle Merkmale aufweist, die in den Figuren abgebildet und oben beschrieben sind, möglich machen könnte, ist additive Fertigung. Additive Fertigungsprozesse betreffen Technologie, die 3-D-Objekte bauen, indem Schicht für Schicht Material aufgeschichtet wird. Das Material kann Plastik, Metall, Beton oder dergleichen sein. Additive Fertigung beinhaltet eine Anzahl von Technologien, wie etwa 3-D-Drucken, Rapid Prototyping, Direktfertigung, Schichtfertigung, additive Herstellung, VAT-Photopolymerisation einschließlich Stereolithographie (SLA) und Digital Light Processing (DLP), Material Jetting, Binder Jetting, Materialextrudieren, Powder Bed Fusion, Folienlaminierung, Directed Energy Deposition und dergleichen.
Frühe additive Fertigung konzentrierte sich auf Vorproduktionsvisualisierungsmodelle, Herstellung von Prototypen und dergleichen. Die Qualität der hergestellten Artikel bestimmt ihre Nutzung und umgekehrt. Die frühen Artikel, die durch additive Fertigung gebildet wurden, waren allgemein nicht dazu vorgesehen, langfristiger Nutzung standzuhalten. Die Ausrüstung für additive Fertigung war außerdem teuer und die Geschwindigkeit hinderte eine weitverbreitete Nutzung additiver Fertigung für Anwendungen mit hohem Volumen. Doch in letzter Zeit sind additive Fertigungsprozesse schneller und günstiger geworden. Additive Fertigungstechnologien haben sich außerdem im Hinblick auf die Qualität der hergestellten Artikel verbessert.
Es kann eine beliebige additive Fertigungstechnik zum Produzieren des offenbarten einstückigen Ansaugkrümmers 238 und des Anschlusses 400 benutzt werden, da additive Fertigungstechnologien nach einem ähnlichen Prinzip betrieben werden. Das Verfahren kann die Verwendung eines Computers, 3-D-Modellierungssoftware (Computer Aided Design oder CAD), einer Maschine, die dazu fähig ist, Material aufzutragen, um den geschichteten Ansaugkrümmer zu schaffen, und das Schichtmaterial beinhalten. Ein beispielhaftes Verfahren kann auch das Erstellen eines virtuellen Designs des Ansaugkrümmers in einer CAD-Datei mittels eines 3-D-Modellierungsprogramms oder unter Verwendung eines 3-D-Scanners beinhalten, der eine digitale 3-D-Kopie des Ansaugkrümmers herstellt, beispielsweise von einem bereits hergestellten Ansaugkrümmer. Das Verfahren kann beinhalten, die digitale Datei in Scheiben zu schneiden, wobei jede Scheibe Daten enthält, sodass der Ansaugkrümmer Schicht für Schicht gebildet werden kann. Das Verfahren kann das Lesen jeder Scheibe durch eine Maschine beinhalten, die das schichtende Material aufträgt. Das Verfahren kann beinhalten, aufeinanderfolgende Schichten des schichtenden Materials in einem flüssigen, Puder- oder Blattformat hinzuzufügen und das Bilden des Ansaugkrümmers, während jede Schicht mit der nächsten Schicht verbunden wird, sodass kaum visuell sichtbare Zeichen der getrennt aufgebrachten Schichten vorliegen. Die Schichten bilden den dreidimensionalen soliden Ansaugkrümmer, der oben beschrieben ist, der ein Kammergehäuse mit einem Gaseinlass beinhaltet, wobei das Gehäuse eine Vielzahl von Schwingrohren beinhaltet, wobei jedes Schwingrohr mit einer Öffnung endet, die zu einem Gasverteilungskanal führt, der einen Gasauslass an seinem gegenüberliegenden Ende aufweist, sodass der additive Fertigungsprozess ein einteiliges, einstückiges Teil bildet. Das Verfahren kann auch das Bilden zusätzlicher Merkmale als integrale Bestandteile Ansaugkrümmers 238 durch additive Fertigung beinhalten, zum Beispiel Schwanenhals 284, Anschluss 400 dazu konfiguriert, dem Ansaugkrümmer ein Fluid bereitzustellen, wie etwa ein Abgasrückläufer, Stickoxidanschluss, ein Zusatzfluidanschluss, ein Servicefluidanschluss oder ein Kondensatanschluss.
Der additiv gefertigte Ansaugkrümmer 238 mit dem Anschluss 400 muss sich möglicherweise einem oder mehreren Nachverarbeitungsschritten unterziehen, um das endgültige 3-D-Objekt zu ergeben, beispielsweise Stabilisierung. Stabilisierung betrifft das Anpassen, Modifizieren, Verbessern, Abändern, Aufrechterhalten, Beibehalten, Ausgleichen oder Ändern einer oder mehrerer Eigenschaften des Ansaugkrümmers, der durch additive Fertigung gebildet wurde, sodass der gebildete Ansaugkrümmer vorbestimmte Standards nach der Fertigung erfüllt.
Der stabilisierte Ansaugkrümmer bleibt mehrere Stunden, Tage, Wochen, Monate, Jahre und/oder Jahrzehnte nach Fertigung in Übereinstimmung mit verschiedenen Standards. Die zu ändernde Eigenschaft kann physische, chemische, optische und/oder mechanische Eigenschaften betreffen. Die Eigenschaften können Dimensionsstabilität, Funktionalität, Dauerhaftigkeit, Verschleißfestigkeit, Verblassenbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Ultraviolett(UV)-Beständigkeit, Hitzebeständigkeit, Formgedächtnis, erwünschte Glanz-, Farb-, mechanische Eigenschaften wie etwa Zähigkeit, Festigkeit, Flexibilität, Erweiterung, dergleichen oder eine Kombination davon beinhalten.
Additive Fertigung ermöglicht das Bilden komplizierter Formen, welligen Formen, glatter Kontouren und allmählicher Übergänge zwischen benachbarten Segmenten oder Teilen des einteiligen Ansaugkrümmers, was in einer gleichmäßigeren Gasverteilung an den Motor resultiert. Beispielsweise ermöglicht additive Fertigung das Bilden der komplizierten Formen der Zweige 404, Flügel 406, Verbinder 410, Düsen 408, Spitzen 418 und Ausnehmungen 420. Der Ansaugkrümmer 238 und der Anschluss (die Anschlüsse) 400, die durch das oben beschriebene Verfahren gebildet werden, können frei von Befestigungsmitteln, Klebstoffen und anderen Arten von Haftmitteln sein, die für die traditionelle Ansaugkrümmerfertigung typisch sind.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und nicht einschränkenden Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorkomponente bereitgestellt, die ein röhrenförmiges Element mit übereinanderliegenden Schichten aufweist, an beiden Enden gekrümmt und nach außen ragende Düsen umfassend, die sich an einer Seite befinden, wobei jede der Düsen einen länglichen Körper und eine Ausnehmungen definierende Spitze umfasst und das röhrenförmige Element eine Vorrichtung zur Stickoxidzufuhr bildet, die dazu konfiguriert ist, die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, und die sich derart in einem Hohlraum eines Ansaugkrümmers befindet, dass zwischen dem Element und dem Krümmer keine Abdichtung vorliegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlraum eine Ansaugkrümmerkammer.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlraum ein Ansaugkrümmerschwingrohr.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich das röhrenförmige Element neben einer trompetenförmigen Öffnung des Ansaugkrümmerschwingrohrs.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Spitze mit einer Innenfläche des Ansaugkrümmers bündig.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorkomponente bereitgestellt, die übereinanderliegende Schichten, die einen einstückigen Ansaugkrümmer definieren, und einen ersten additiven Fluidzufuhranschluss aufweist, der einen röhrenförmigen Einlass außerhalb des Ansaugkrümmers beinhaltet und Zweige definiert, die sich in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstrecken, sodass keine Abdichtung zwischen der Motorkomponente und dem Krümmer vorliegt, wobei sich jeder der Zweige in Flügel erstreckt, die eine röhrenförmige Krümmung bilden, die eine Vielzahl von Düsen enthält, die sich von der Krümmung ins Innere erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Zusatzfluid Stickoxid.
Gemäß einer Ausführungsform befinden sich die Zweige in einer Ansaugkrümmerkammer.
Gemäß einer Ausführungsform befinden sich die Zweige in Ansaugkrümmerschwingrohren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch einen zweiten Fluidzufuhranschluss gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform führen der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss dem Ansaugkrümmer unterschiedliche Fluide zu.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss an unterschiedlichen Stellen des Ansaugkrümmers angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Fluidzufuhranschluss andere Abmessungen auf als der zweite Fluidzufuhranschluss.
Gemäß einer Ausführungsform wird der erste Fluidzufuhranschluss kontinuierlich betrieben, während der zweite Fluidzufuhranschluss diskontinuierlich betrieben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren das Bilden, mittels additiver Fertigung, eines einstückigen Ansaugkrümmers und einer Fluidzufuhrvorrichtung mit übereinanderliegenden Schichten, die eine Leitung basierend auf dem Äußeren des Ansaugkrümmers beinhalten und eine Vielzahl von Zweigen definieren, die sich derart in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstreckt, dass keine Abdichtung zwischen der Vorrichtung und dem Ansaugkrümmer vorliegt, wobei die Vielzahl von Zweigen in Unterzweige übergeht, die jeweils einen gekrümmten röhrenförmigen Abschnitt mit Düsen bilden, die ins Innere eindringen.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich die Vielzahl von Zweigen in einer Ansaugkrümmerkammer.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich befindet sich die Vielzahl von Zweigen in Ansaugkrümmerschwingrohren.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Fluid Stickoxid.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass symmetrische Zweige gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass Düsen gebildet werden, um durch einen Ansaugkrümmerkörper hindurch zu ragen.

Claims

Motorkomponente, Folgendes umfassend: ein röhrenförmiges Element mit übereinanderliegenden Schichten, an beiden Enden gekrümmt und nach außen ragende Düsen umfassend, die sich an einer Seite befinden, wobei jede der Düsen einen länglichen Körper und eine Ausnehmungen definierende Spitze umfasst und das röhrenförmige Element eine Vorrichtung zur Stickoxidzufuhr bildet, die dazu konfiguriert ist, die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, und die sich derart in einem Hohlraum eines Ansaugkrümmers befindet, dass zwischen dem Element und dem Krümmer keine Abdichtung vorliegt.
Komponente nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum eine Ansaugkrümmerkammer oder ein Ansaugkrümmerschwingrohr ist.
Komponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei das röhrenförmige Element sich neben einer trompetenförmigen Öffnung des Ansaugkrümmerschwingrohrs befindet.
Komponente nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Spitze mit einer Innenfläche des Ansaugkrümmers bündig ist.
Motorkomponente, Folgendes umfassend: Übereinanderliegende Schichten, die einen einstückigen Ansaugkrümmer definieren, und einen ersten additiven Fluidzufuhranschluss, der einen röhrenförmigen Einlass außerhalb des Ansaugkrümmers beinhaltet und Zweige definiert, die sich in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstrecken, sodass keine Abdichtung zwischen der Motorkomponente und dem Krümmer vorliegt, wobei sich jeder der Zweige in Flügel erstreckt, die eine röhrenförmige Krümmung bilden, die eine Vielzahl von Düsen enthält, die sich von der Krümmung ins Innere erstreckt.
Komponente nach Anspruch 5, ferner umfassend einen zweiten Flui dzufuhranschl uss.
Komponente nach Anspruch 6, wobei der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss dem Ansaugkrümmer verschiedene Fluide zuführen.
Komponente nach Anspruch 6 oder 7, wobei der erste und der zweite Fluidzufuhranschluss an verschiedenen Stellen des Ansaugkrümmers angeordnet sind.
Komponente nach einem der Ansprüche 5-8, wobei der erste Fluidzufuhranschluss andere Abmessungen aufweist als der zweite Fluidzufuhranschluss.
Komponente nach einem der Ansprüche 5-9, wobei der erste Fluidzufuhranschluss kontinuierlich betrieben wird, während der zweite Fluidzufuhranschluss diskontinuierlich betrieben wird.
Verfahren, Folgendes umfassend: Bilden, mittels additiver Fertigung, eines einstückigen Ansaugkrümmers und einer Fluidzufuhrvorrichtung mit übereinanderliegenden Schichten, die eine Leitung basierend auf dem Äußeren des Ansaugkrümmers beinhalten und eine Vielzahl von Zweigen definieren, die sich derart in ein Inneres des Ansaugkrümmers erstreckt, dass keine Abdichtung zwischen der Vorrichtung und dem Ansaugkrümmer vorliegt, wobei die Vielzahl von Zweigen in Unterzweige übergeht, die jeweils einen gekrümmten röhrenförmigen Abschnitt mit Düsen bilden, die ins Innere eindringen.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Bilden symmetrischer Zweige.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend das Bilden der Düsen, um durch einen Ansaugkrümmerkörper hindurch zu ragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5-10 oder 11-13, wobei sich die Vielzahl von Zweigen in einer Ansaugkrümmerkammer oder in Ansaugkrümmerschwingrohren befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5-10 oder 11-14, wobei das Fluid ferner Stickstoffoxid ist.