DE10215860B4 - System for the pneumatic pressure supply of consumers - Google Patents
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Abstract
System zur pneumatischen Druckversorgung von Verbrauchern, insbesondere von Verbrauchern in Fahrzeugen, das eine Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere eine Hubkolben-Brennkraftmaschine (1), mit Gaswechselsteuerelementen und saugseitiger Versorgungseinheit (4) umfasst, die auf einen jeweiligen Brennraum ausmündende Saugrohre (3) aufweist und bei der der Saugrohrdruck in Abhängigkeit von Funktionsstellungen der Gaswechselsteuerelemente pulsiert, und bei dem zur pneumatischen Druckversorgung Zustandsgegebenheiten der saugseitigen Versorgungseinheit (4) für die pneumatische Druckversorgung genutzt sind, gekennzeichnet durch eine pneumatisch durch Druckbeaufschlagung anzutreibende Pumpe (7) als Druckquelle der pneumatischen Druckversorgung und Antrieb der Pumpe (7) durch Beaufschlagung mit dem pulsierenden Saugrohrdruck bei Anordnung der Pumpe (7) in antriebsseitig offener Verbindung zum Saugrohr (3), wobei die Pumpe, quasi integriert zum Saugrohr (3), einen Wandungsbereich des Saugrohres (3) bildet.System for the pneumatic supply of pressure to consumers, in particular to consumers in vehicles, which comprises a piston internal combustion engine, in particular a reciprocating piston internal combustion engine (1), with gas exchange control elements and a supply unit (4) on the suction side, which has intake manifolds (3) opening onto a respective combustion chamber and in which the intake manifold pressure pulsates in dependence on the functional positions of the gas exchange control elements, and in which the conditions of the suction-side supply unit (4) for the pneumatic pressure supply are used for the pneumatic pressure supply, characterized by a pump (7) pneumatically driven by pressurization as the pressure source of the pneumatic pressure supply and drive of the pump (7) by applying the pulsating intake manifold pressure when the pump (7) is arranged in an open connection on the drive side to the intake manifold (3), the pump, quasi integrated to the intake manifold (3), a wall area of the intake manifold it forms (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur pneumatischen Druckversorgung von Verbrauchern, insbesondere von Verbrauchern in Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a system for the pneumatic pressure supply of consumers, in particular of consumers in vehicles, according to the preamble of
Pneumatische Systeme sind in vielfältiger Form, insbesondere in Fahrzeugen im Einsatz, wobei zu Steuer- und Stellzwecken teilweise auch mit verhältnismäßig geringen Unter- oder Überdrücken gearbeitet wird, so beispielsweise zur Betätigung von Schließsystemen in Fahrzeugen mit verhältnismäßig geringen Unterdrücken. Unterdrücke dieser Größenordnung herrschen teilweise in der saugseitigen Versorgungseinheit von über Gaswechselsteuerelemente gesteuerten Hubkolbenbrennkraftmaschinen und werden dort auch abgegriffen und entweder unmittelbar zur Unterdruckversorgung, beispielsweise von Servosystemen, genutzt oder zwischengespeichert. Letzteres beispielsweise bei Schließsystemen.Pneumatic systems are in a variety of forms, especially in vehicles in use, being sometimes used for control and Stellzwecken with relatively low underpressure or overpressures, such as for the operation of locking systems in vehicles with relatively low negative pressures. Negative pressures of this magnitude prevail partly in the suction-side supply unit of reciprocating internal combustion engines controlled via gas exchange control elements, where they are also tapped off and either used directly or temporarily stored for negative pressure supply, for example by servo systems. The latter, for example, in locking systems.
Die weiteren Entwicklungen und Optimierungen im Bereich der Brennkraftmaschinen haben eine Verringerung des Unterdruckes zur Folge. Wird mit Pumpen, insbesondere elektrisch angetriebenen Pumpen gearbeitet, wie dies in Verbindung mit Fahrzeugen ebenfalls bekannt ist, so sind diesbezügliche Einschränkungen zwar ausgeräumt, es ist aber zusätzliche Energie aufzubringen, die im Falle des elektrischen Antriebes das bei Fahrzeugen im Regelfall ohnehin bis an die Grenzen seiner Kapazität ausgelastete Bordnetz zusätzlich belastet.The further developments and optimizations in the field of internal combustion engines have a reduction in the negative pressure result. Is working with pumps, especially electrically driven pumps, as is also known in connection with vehicles, so restrictions are indeed eliminated, but it is necessary to raise additional energy, which in the case of electric drive in vehicles usually to the limits anyway its vehicle's capacity is additionally burdened.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu bilden, dass ohne wesentlichen Mehraufwand eine gesicherte, ausreichende Druckversorgung gewährleistet werden kann.The invention has for its object to further develop a system of the type mentioned in that a secure, sufficient pressure supply can be ensured without significant overhead.
Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht, demzufolge die durch die Gaswechselsteuerung bedingte Pulsation der Ansaugluft bzw. des Ansaugluftgemisches zum Antrieb einer pneumatisch anzutreibenden Pumpe genutzt wird, indem diese antriebsseitig in offener Verbindung zu einem Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet wird. Bei einer derartigen Lösung ist für den Antrieb der Pumpe keine zusätzliche Energie aufzuwenden und etwaige Rückwirkungen auf das Saugsystem und den Füllungsgrad der Brennkraftmaschine liegen im vernachlässigbaren Bereich. Zudem kann die Pulsation im Saugrohr auch bei aufgeladenen Motoren genutzt werden, so dass das erfindungsgemäße System für einen Fahrzeugtyp nicht in Abhängigkeit von der jeweiligen Motorenbestückung grundsätzlich geändert werden muss.According to the invention, this is achieved with the features of
Für die Erfindung erweist es sich insbesondere als zweckmäßig, die Pumpe nahe dem brennkraftmaschinenseitigen Endbereich des jeweiligen Saugrohres, also nahe dessen Mündung auf die Brennkraftmaschine anzuordnen und es besteht insbesondere auch die Möglicheit, mehrere Saugrohre entsprechend zu bestücken. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, unter Vermeidung von Kurzschlussverbindungen nebeneinander liegende Saugrohre wechselweise mit einer zwischen diesen angeordneten Pumpe zu verbinden, sowie gegebenenfalls auch zugehörige Unterdruck- oder Überdruckbehälter in möglichst unmittelbarer Zuordnung zur Pumpe gegebenenfalls in einem derartigen Zwischenbereich anzuordnen.For the invention, it proves to be particularly expedient to arrange the pump near the engine-side end region of the respective intake manifold, ie near its mouth to the internal combustion engine and in particular there is also the possibility to equip several intake manifolds accordingly. It is also within the scope of the invention, while avoiding short-circuit connections, to alternately connect adjacent intake pipes with a pump arranged therebetween and, if appropriate, also to arrange associated vacuum or overpressure containers in as direct an association with the pump as possible in such an intermediate region.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den weiteren Vorteil, den Pumpenkolben als Differenzialkolben auszugestalten, so dass über unterschiedliche Flächenverhältnisse entsprechende Druckerhöhungen erreicht werden können.The solution according to the invention offers the further advantage of designing the pump piston as a differential piston, so that corresponding pressure increases can be achieved over different area ratios.
Ungeachtet dessen, dass im Regelfall, je nach konstruktiver Ausgestaltung, nur relativ kleine Pumphübe erreicht werden, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Lösung ein relativ großes Fördervolumen, und zwar entsprechend der hohen durch die motorischen Betriebsgegebenheiten bedingten Pulsationsfrequenz.Regardless of the fact that only relatively small pumping strokes are achieved as a rule, depending on the structural design, the solution according to the invention results in a relatively large delivery volume, specifically in accordance with the high pulsation frequency caused by the engine operating conditions.
Als besonders zweckmäßig erweist es sich im Rahmen der Erfindung, dass die Pumpe einen vom Saugrohrdruck beaufschlagten Antriebskolben und ein rückseitig sowie im Übergang zum Arbeitskolben liegendes Ausgleichsvolumen aufweist, für das ein Druckniveau gegeben ist, das zwischen den Grenzwerten des pulsierenden Saugrohrdruckes liegt.In the context of the invention, it proves to be particularly expedient that the pump has a drive piston acted upon by the intake manifold pressure and a compensation volume lying at the rear as well as in the transition to the working piston, for which a pressure level exists which lies between the limit values of the pulsating intake manifold pressure.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend an Hand eines Ausführbeispieles näher erläutert. Es zeigen:Further details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, the invention will be explained in more detail below with reference to a Ausführbeispieles. Show it:
In der Schemadarstellung gemäß
Im schematisierten Schnitt gemäß
Der Antriebskolben
Gestaltet ist die Kolbeneinheit
Der Arbeitsraum
Die Membranen
Nicht dargestellt ist, dass Arbeitskolben
Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die Kolbeneinheit
Entsprechend den Arbeitstakten der Brennkraftmaschine und der entsprechend getakteten Gasversorgung ergibt sich im Bereich der Saugrohre
Zweckmäßig ist es hierfür insbesondere, für das Ausgleichsvolumen
Zur Hubbegrenzung in Richtung auf das Saugrohr
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