DE10251844A1 - Induction device for internal combustion engine with pressure storage device has third closure element in bypass channel starting upstream of choke flap and opening upstream of inlet valve - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß dem Hauptpatent
Nr.
Im Hauptpatent
Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Variante der im Hauptpatent dargelegten Ansaugvorrichtung zu schaffen, die eine Druckspeicherung über mehrere Arbeitstakte zwecks Restgasspülung und Zylinderaufladung in der Beschleunigungsphase ermöglicht. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Hauptanspruch des Hauptpatentes durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 und des nebengeordneten Anspruchs 7 gelöst.The object of the invention is to provide a another variant of the suction device set forth in the main patent to create a pressure storage over several power strokes in order Residual gas flushing and cylinder charging in the acceleration phase allows. This object is based on the main claim of the main patent by the characterizing features of claim 1 and of solved sibling claim 7.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die erfindungsgemäße Ansaugvorrichtung weist in bekannter Weise einen Saugkanal auf, der einen Einlass mit den zylinderseitigen Austritten für die Verbrennungsluft verbindet. Als Ansaugvorrichtung ist also im weiteren Sinne derjenige Abschnitt des gesamten Ansaugweges der Verbrennungsluft gemeint, welcher zur Installation eines sogenannten Speicherkanals notwendig ist. Der Speicherkanal ist gebildet als der Abschnitt, der sich zwischen einem ersten Verschlussorgan in der Ansaugvorrichtung und dem Einlassventil befindet. Dieses erste Verschlussorgan kann zum Beispiel eine Drosselklappe oder eine Schaltwalze sein. Diese kann so angeordnet werden, dass die Drehachse außerhalb des Querschnitts des Saugkanals liegt, so dass durch Drehung der Scheibe ein Fenster, welches auf selbiger angeordnet ist, in Deckung mit dem Querschnitt des Saugkanals gebracht werden kann. Dies ist gleichzusetzen mit der Offenstellung des Verschlussorgans. Durch weitere Drehung kann das Fenster außerhalb des Querschnitts gebracht werden, wodurch ein Verschluss des Saugkanals stattfindet. Alternativ hierzu kann das Verschlussorgan auch als Drehschieber ausgebildet sein. In diesem Fall weist es einen zylindrischen Körper auf, der den Saugkanal schneidet und drehbar gelagert ist. Durch Drehung kann eine Durchgangsöffnung dieses Zylinders in Deckung mit dem Querschnitt des Saugkanals gebracht werden. Durch weitere Drehung wird diese Deckung wieder aufgehoben, wodurch ein Verschluss des Saugkanals zustande kommt. Sind mehrere Saugkanäle parallel zueinander angeordnet, so können die Drehschieber auf einer gemeinsamen Drehachse liegen. Weiterhin ist es möglich, die Durchgangsöffnungen alle auf einem gemeinsamen Walzenkörper zu integrieren. Dieser kann in seiner Drehung derart ausgebildet werden, dass die Saugkanäle entsprechend der Phasenverschiebung der Zylinder getaktet werden. Die Verwendung von Drehschiebern macht insbesondere eine kontinuierliche Drehung dieser Bauteile möglich. Hierdurch lassen sich auftretende Lagerkräfte weiter minimieren. Der Antrieb der Verschlussorgane in den Verbindungskanälen kann dann durch ein drehzahlabhängig rotierendes Bauteil der Brennkraftmaschine erfolgen. Beispielsweise können die Drehschieber oder die Scheiben von der Kurbelwelle oder den Nockenwellen angetrieben werden.The intake device according to the invention has in a known manner, a suction channel having an inlet with the cylinder-side outlets for the Combustion air connects. As aspirator is so in the other Meaning the portion of the entire intake path of the combustion air, which is necessary for the installation of a so-called memory channel is. The memory channel is formed as the section that is itself between a first closure member in the suction device and located in the inlet valve. This first closure member can for Example be a throttle or a shift drum. This can be arranged so that the axis of rotation outside the cross section of Suction channel is located, so that by rotation of the disc a window, which is arranged on the same, in coincidence with the cross section of Suction channel can be brought. This is synonymous with the Open position of the closure member. By further rotation that can Window outside of the cross-section, whereby a closure of the suction channel takes place. Alternatively, the closure member may also be referred to as Rotary valve be formed. In this case, it has a cylindrical body on, which cuts the suction channel and is rotatably mounted. By Rotation can be a through hole this cylinder brought into coincidence with the cross section of the suction channel become. By further rotation this cover is canceled, whereby a closure of the suction channel is established. Are several suction channels arranged parallel to each other, the rotary valve can on a common axis of rotation lie. Furthermore, it is possible, the passage openings to integrate all on a common roll body. This can be formed in its rotation such that the suction channels accordingly the phase shift of the cylinders are clocked. The usage of rotary valves makes in particular a continuous rotation these components possible. As a result, occurring bearing forces can be further minimized. The drive the closure members in the connecting channels can then be rotated by a speed-dependent Component of the internal combustion engine done. For example, the Rotary valve or the discs of the crankshaft or the camshafts are driven.
In dem Speicherkanal kann ein Überdruck für die Restgasspülung und Aufladung des Zylinders und damit eine Erzielung eines besseren Füllungsgrades bei verbesserter Leistung und geringerem Verbrauch gespeichert werden. Zusätzlich ist ein Druckspeicher vorgesehen, der über einen Verbindungskanal mit dem Speicherkanal verbunden ist. Auf diese Weise kann in dem Druckspeicher ein Überdruck gebildet werden, der zu einer Befüllung des Speicherkanals und zur besseren Befüllung der Zylinder verwendet werden kann. Geregelt wird dieser Vorgang durch ein zweites Verschlussorgan, welches in dem Verbindungskanal angeordnet ist. Dieses Verschlussorgan muss eine Absperrung der Verbindungsleitung gewährleisten. Im Druckspeicher ist ein drittes Verschlussorgan angeordnet, welches durch ein Signal, zum Beispiel beim Öffnen der Drosselklappe, geöffnet wird und den gespeicherten Überdruck in Richtung Einlassventil entlässt. Hierdurch werden die Füllung in der ersten Beschleunigungsphase sowie der Kraftstoffverbrauch und die abgegebenen Emissionen positiv beeinflusst. Ebenso denkbar ist, auch die Funktionen des zweiten und des dritten Verschlussorgans in einem gemeinsamen zweiten Verschlussorgan zu vereinen. Weiterhin ist ein weiterer Kanal vorgesehen, welcher im Prinzip den Saugkanal in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe umgeht und vor dem Einlassventil mündet. In diesem Umgehungs- oder By-Pass-Kanal ist ein weiteres Verschlussorgan angeordnet. Im Motorschubbetrieb, ist die Drosselklappe geschlossen und über einen variablen Ventiltrieb das Auslassventil ebenso. Jedes Mal, wenn der Kolben in Richtung unterer Totpunkt (UT) fährt, wird über den By-Pass-Kanal durch das in diese Richtung offene weitere Verschlussorgan Luft angesaugt. Wenn sich anschließend der Kolben in Richtung OT bewegt, dann wird die im Zylinderraum gesammelte Luft, da das Auslassventil noch geschlossen ist, komprimiert und füllt so den Druckspeicher. Hierbei sind weiterhin die Drosselklappe und das weitere im By-Pass-Kanal angeordnete Verschlussorgan verschlossen. Das zweite und das dritte Verschlussorgan öffnen entweder einzeln oder gemeinsam während des Ladevorgangs und schließen, sobald der im Druckspeicher vorliegende Druck größer als der außerhalb des Druckspeichers anliegende Druck ist. Auf diese Weise steigt der Druck im Druckspeicher während des Motorschubbetriebes an und wird nur durch die Kompressionsleistung des Motors begrenzt. Da hier Drücke bis zu 15 bar erzielt werden, kann das Ansaugsystem aus z.B. glasfaserverstärktem Kunststoff wie z.B. PA 6 oder auch aus Metall bestehen. Bei einer Öffnung der Drosselklappe zur Erhöhung der Motordrehzahl im Anschluss an den Motorschubbetrieb wird ein Signal an eines der Verschlussorgane des Druckspeichers gegeben, dieses kann elektrischer oder mechanischer Natur sein, und der im Druckspeicher vorhandene Luftüberschuss wird mit zur besseren Füllung des Zylinders mit den oben beschriebenen Vorteilen genutzt.In the memory channel, an overpressure for the residual gas purging and charging of the cylinder and thus achieve a better degree of filling with improved performance and lower consumption can be stored. In addition, a pressure accumulator is provided, which is connected via a connecting channel with the memory channel. In this way, an overpressure can be formed in the accumulator, which can be used to fill the storage channel and to better fill the cylinder. This process is controlled by a second closure member, which is arranged in the connecting channel. This closure member must ensure a shut-off of the connecting line. In the pressure accumulator, a third closure member is arranged, which is opened by a signal, for example when opening the throttle valve, and releases the stored overpressure in the direction of the inlet valve. As a result, the filling in the first acceleration phase and the fuel consumption and emissions are positively influenced. It is also conceivable to combine the functions of the second and the third closure member in a common second closure member. Furthermore, a further channel is provided, which in principle bypasses the suction channel in the flow direction in front of the throttle valve and opens in front of the inlet valve. In this bypass or by-pass channel another closure member is arranged. In engine overrun, the throttle is closed and the exhaust valve is closed by a variable valve train. Each time the piston travels toward bottom dead center (UT), the bypass is turned on Nal sucked through the open in this direction further closure member air. Then, when the piston moves in the direction of TDC, the air collected in the cylinder chamber, since the exhaust valve is still closed, compressed and thus fills the pressure accumulator. In this case, the throttle valve and the further arranged in the by-pass channel closure member are still closed. The second and the third closure member open either individually or together during the charging process and close as soon as the pressure present in the pressure accumulator is greater than the pressure applied outside of the pressure accumulator. In this way, the pressure in the pressure accumulator during the engine thrust operation increases and is limited only by the compression power of the engine. Since pressures of up to 15 bar are achieved here, the intake system can be made of, for example, glass-fiber reinforced plastic such as PA 6 or metal. When opening the throttle valve to increase the engine speed following the engine thrust operation, a signal is given to one of the shutters of the pressure accumulator, this may be electrical or mechanical nature, and existing in the pressure accumulator air excess is used to better fill the cylinder with those described above Benefits used.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist wenigstens eines der Verschlussorgane als absperrbares Rückschlagventil ausgeführt, wobei dieses den Vorteil einer automatischen Schließung oder Öffnung durch Vorhandensein einer ausreichenden Druckdifferenz bietet.In a further embodiment of the Invention is at least one of the closure organs as lockable check valve executed this being the advantage of an automatic closure or opening through Presence of sufficient pressure difference offers.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Verschlussorgan als Schwenkklappe ausgeführt, wobei die Schwenkachse der Schwenkklappe außerhalb der Mitte des Saugkanals liegt und die Schwenkrichtung zum Verschließen des flächenmäßig größeren Teils der Schwenkklappe der Strömungsrichtung im Ansaugbetrieb im wesentlichen entgegengesetzt ist. Dadurch wird die geschlossene Stellung der Schwenkklappe im Schubbetrieb des Motors durch den sich im Saugkanal aufbauenden Überdruck noch unterstützt.In a further embodiment of the Invention is the first closure member designed as a pivoting flap, wherein the pivot axis of the pivoting flap lies outside the middle of the suction channel and the pivoting direction for closing the larger area of the pivoting flap the flow direction is substantially opposite in the intake operation. This will the closed position of the swing flap in overrun mode of Motors still supported by the building up in the suction pressure.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung weist einen Saugkanal für eine Brennkraftmaschine mit einem Einlass für die Verbrennungsluft, abgeschlossen durch ein Einlass ventil und einen Druckspeicher, der über einen Verbindungskanal mit dem Saugkanal verbunden ist, auf. Zusätzlich ist hier jedoch der Druckspeicher mit dem Zylinderinnenraum verbunden, und ein Kombinationsverschlussorgan ist zwischen dem Druckspeicher und dem Zylinderinnenraum angeordnet. Dieses Kombinationsverschlussorgan beinhaltet die Funktionen der oben genannten getrennten Verschlussorgane zwei bis vier in einem einzigen Modul. Der Vorteil dieses zylindernahen Ventils liegt in der höheren Verdichtung des Druckkammervolumens.An alternative embodiment of The invention has a suction channel for an internal combustion engine an inlet for the combustion air, completed by an inlet valve and an accumulator over a connecting channel is connected to the suction channel, on. In addition is Here, however, the pressure accumulator connected to the cylinder interior, and a combination closure member is between the accumulator and the cylinder interior arranged. This combination closure member includes the functions of the above separate closure organs two to four in a single module. The advantage of this cylinder-close Valve lies in the higher Compression of the pressure chamber volume.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Druckspeicher und das Kombinationsverschlussorgan im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet und daher unabhängig vom angeflanschten Ansaugsystem.In one embodiment of the invention are the pressure accumulator and the combination closure member in the cylinder head the internal combustion engine arranged and therefore independent of flanged intake system.
In einer weiteren Ausgestaltung sind der Druckspeicher und das Kombinationsverschlussorgan separat an den Zylinderkopf angeflanscht und über einen Kanal mit dem Ansaugsystem verbunden. Hier stehen die bessere Wartungsmöglichkeit und die universellere Einsatzmöglichkeit im Vordergrund.In a further embodiment are the pressure accumulator and the combination closure member separately Flanged on the cylinder head and via a channel with the intake system connected. Here are the better maintenance options and the more universal possible use in the foreground.
Das Kombinationsverschlussorgan stellt eine Kombination aus federbelastetem Rückschlagventil und elektrisch oder elektronisch angesteuertem Öffnungsventil dar. Es kann einerseits bei geschlossenem Einlassventil die benötigte Luftmenge bei entsprechendem Unterdruck im Zylinderinnenraum durch den By-Pass-Kanal durchlassen, diesen Kanal bei einem Druckausgleich oder Überdruck im Zylinderinnenraum wieder verschließen, in diesem Fall einen Gasdurchgang zum Druckspeicher freigeben und andererseits bei einem entsprechendem Signal, durch z.B. Öffnen der Drosselklappe, den im Druckspeicher gespeicherten Überdruck an den Zylinderinnenraum abgeben. So sind in diesem Kombinationsverschlussorgan verschiedene Funktionen in ein Bauteil integriert.The combination closure organ provides a Combination spring-loaded check valve and electric or electronically controlled opening valve It can on the one hand with a closed inlet valve, the required amount of air at corresponding negative pressure in the cylinder interior through the by-pass channel let through this channel at a pressure equalization or overpressure close again in the cylinder interior, in this case a gas passage release to the pressure accumulator and on the other hand with a corresponding Signal, by e.g. to open the throttle, the overpressure stored in the accumulator deliver to the cylinder interior. So are in this combination closure member different functions integrated into one component.
Eine vorteilhafte Variante des Druckspeichers ergibt sich, wenn dieser durch eine Sekundärluftpumpe oder einen Sekundärluftlader gespeist wird. Diese ist normalerweise zur Einleitung von Frischluft in die Abgasanlage zuständig. Diese Aufgabe muss jedoch nur beim Kaltstart der Brennkraftmaschine in den ersten Minuten des Betriebs übernommen werden. Anschließend steht die Sekundärluftpumpe bzw. -lader einer anderen Aufgabe zur Verfügung, die in der Speisung des Druckspeichers liegen kann. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Pumpe für den Druckspeicher eingespart werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Lösungsvorschlages steigt.An advantageous variant of the pressure accumulator results when this by a secondary air pump or a secondary air charger is fed. This is usually for the introduction of fresh air responsible for the exhaust system. However, this task only needs when cold starting the engine be taken over in the first minutes of operation. Then it stands the secondary air pump or loader another task available in the supply of the Accumulator can lie. In this way, an additional pump for the Pressure accumulator can be saved, whereby the economy the proposed solution according to the invention increases.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred Further developments of the invention are going beyond the claims also from the description and the drawing, the individual Features for each alone or in the form of subcombinations the embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen , Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigtFurther details of the invention in the drawing with reference to schematic, embodiments described. This shows
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die
Die
Die
Claims (11)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE10251844A DE10251844A1 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-07 | Induction device for internal combustion engine with pressure storage device has third closure element in bypass channel starting upstream of choke flap and opening upstream of inlet valve |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE2001159250 DE10159250A1 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Intake device for an internal combustion engine with pulse charging |
DE10251844A DE10251844A1 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-07 | Induction device for internal combustion engine with pressure storage device has third closure element in bypass channel starting upstream of choke flap and opening upstream of inlet valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10251844A1 true DE10251844A1 (en) | 2004-05-19 |
Family
ID=32178242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10251844A Withdrawn DE10251844A1 (en) | 2001-12-03 | 2002-11-07 | Induction device for internal combustion engine with pressure storage device has third closure element in bypass channel starting upstream of choke flap and opening upstream of inlet valve |
Country Status (1)
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2002
- 2002-11-07 DE DE10251844A patent/DE10251844A1/en not_active Withdrawn
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