DE10327603A1 - Media mass control element for combustion engine has blocking element with rotary drive it; through opening periodically connects/disconnects inlet, outlet openings to produce pulsed charging function - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Medienmassen-Steuerelemente zum Steuern von Durchflussmassen von fluiden Medien. Die Erfindung betrifft insbesondere Systeme für die Durchflussmassensteuerung von gasförmigen oder flüssigen Medien. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Luftmassen-Steuerungen in Verbrennungsmotoren (Brennkraftmaschinen) für mobile und stationäre Anwendungen.The The present invention relates to media mass controls for controlling of flow masses of fluid media. The invention relates in particular systems for the mass flow control of gaseous or liquid media. In particular, the present invention relates to air mass controllers in internal combustion engines (internal combustion engines) for mobile and stationary applications.
Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren Impulssteuerungs-Schalteinrichtungen zwischen der Sauganlage und dem Zylinderkopf.The The present invention further relates to pulse control switching devices between the intake system and the cylinder head.
Kugelhähne zum Steuern Durchflussmassen von gasförmigen oder flüssigen Medien sind seit langem bekannt. In Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen werden derzeit häufig Klappensysteme wie beispielsweise Drosselklappen eingesetzt, die eine durchgehende Achse zur Ansteuerung der Klappen oder andere Stellelemente aufweisen. Diese Achsen haben mehrere Nachteile. Die Klappen bilden selbst in der geöffneten Position einen Strömungswiderstand. Die Achsen verursachen einen so genannten „Wellenschatten" und reduzieren damit das maximal mögliche Durchflussvolumen, stören den Medienstrom und führen zu Verwirbelungen und andern, häufig nicht erwünschten physikalischen Effekten. Darüber hinaus müssen die Achsen der Klappen über Dichtungen abgedichtet werden, damit keine unzulässig großen Leck- oder Nebenluftraten entstehen, die sich negativ auf die Steuerqualität auswirken.Ball valves for Control flow masses of gaseous or liquid media have been known for a long time. In internal combustion engines of motor vehicles are currently common Valve systems such as throttle valves used, the one continuous axis for controlling the flaps or other control elements exhibit. These axes have several disadvantages. The flaps form even in the open Position a flow resistance. The axes cause a so-called "wave shadow" and thus reduce that maximum possible Flow volume, disturb the Media stream and lead to turbulences and other, often undesirable physical effects. About that have to go out the axes of the flaps over Seals are sealed, so that no impermissibly large leakage or Nebenluftraten which have a negative impact on tax quality.
Weiterhin gestatten diese herkömmlichen Drosselklappen keine geringen Schaltzeiten im Bereich von Millisekunden, wie sie für Impuls-Ansaugvorrichtungen für Verbrennungsmotoren mit einer Impuls-Steuereinheit benötigt werden, die Luft-Ladeimpulse erzeugen.Farther allow these conventional throttle no small switching times in the range of milliseconds, like them for impulse suction devices for internal combustion engines needed with a pulse control unit, the air charging pulses produce.
Ein fortschrittlicher Ansatz zur Entwicklung von Drosselklappen mit Schaltzeiten von wenigen Millisekunden wird beispielsweise in dem Artikel „Impulsaufladung und Laststeuerung von Hubkolbenmotoren durch ein Lufttaktventil" in der Motortechnischen Zeitschrift MTZ Nummer 12/2001, Jahrgang 82 beschrieben. Das in diesem Artikel beschriebene experimentelle Lufttaktventil zur Erzeugung von kurzen Impulsen zeigt jedoch Schwächen in Bezug auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit und lassen den beschriebenen Versuchsaufbau für den Dauereinsatz nicht geeignet erscheinen. Der in dem Artikel favorisierte Aufbau scheint kann beliebig steuerbar zu sein, wobei die Schaltzeit bzw. die Zeit, die benötigt wird, um die Klappe zu öffnen bzw. zu Schließen nicht unter 1,8 ms zu senken ist. Dieses Luftmassen-Takt-Ventil (im folgenden kurz abgekürzt - LTV) arbeitet nach einem Aktuator-Wirkprinzip, wobei eine mechanisch Feder-vorgespannte Luftmassen-Steuerklappe durch die Betätigung von Elektromagneten ausgelöst wird. Also nach einem mechanisch/elektromagnetischen System. Durch dieses LTV werden über einen Luftladungs-Gewinn höhere Motor-Drehmomente bzw. höhere Motorleistungen erreicht. Die Ladungsimpulse werden während des Ansaugvorganges in einem Kurbelwinkelbereich zwischen z. B. 180° und 360° oder innerhalb anderer Kurbelwinkel während des Ansaugvorgangs benötigt, um eine Leistungssteigerung zu erzielen.One advanced approach to the development of throttle valves with Switching times of a few milliseconds, for example, in the Article "Impulse charging and load control of reciprocating engines by an air cycle valve "in the engine Magazine MTZ number 12/2001, year 82 described. This in described in this article experimental air cycle valve to produce short bursts, however, show weaknesses in terms of durability and reliability and do not allow the experimental setup described for continuous use appear. The structure favored in the article may seem be controllable arbitrarily, wherein the switching time or the time which needed will be to open the flap or to close not lower than 1.8 ms. This air mass clock valve (abbreviated in the following - LTV) works on an actuator principle, with a mechanical Spring biased air mass control flap by the operation of Electromagnet triggered becomes. So after a mechanical / electromagnetic system. By this LTV will be over an air charge gain higher Motor torques or higher Motor power achieved. The charge pulses are during the Ansaugvorganges in a crank angle range between z. B. 180 ° and 360 ° or within other crank angle during the suction process needed, to achieve an increase in performance.
Zunächst wurde ein zweimaliges Schalten (zwei Ladungsimpulse, ein langer und ein kurzer Impuls) im Luft Ansaugbereich angestrebt, wobei erst nach dem Öffnen des Ansaugluft-Ventils, die Frischluft über kurze Impulse zugeführt wird. Der Ladedruck erhöht sich durch das LTV, erheblich. Insgesamt wurde eine erhebliche Steigerung des Luftaufwandes, um bis zu 13 %, bei einer Drehzahl von 1000 U/min, erreicht.At first was a two-time switching (two charge pulses, one long and one short impulse) aspired in the air intake, wherein only after opening the intake air valve, the fresh air is supplied via short pulses. The boost pressure increases through the LTV, considerably. Overall, a significant increase of air consumption, by up to 13%, at a speed of 1000 rpm, reached.
Das Lufttaktventil (LTV) wurde kurz nach Erreichen des Kurbelwinkels von 135°, geöffnet und dann vor Erreichen des Kurbelwinkels von 225° bereits, wieder geschlossen. Das LTV unterstützt bisher die Motorleistung in einem Drehzahlbereich von > 500 bis ca. 5000 U/min. Bei einer Schaltzeit für einen Impuls von 5 ms ist der erzielte Ladungsgewinn bereits auf „0" abgesunken. Es scheint so zu sein, dass möglichst viele Impulse über den gesamten Drehzahlbereich die besten Ergebnisse bringen.The Air Valve (LTV) was soon after reaching the crank angle of 135 °, open and then closed again before reaching the crank angle of 225 °. The LTV supports So far, the engine power in a speed range of> 500 to about 5000 rev / min. At a switching time for a pulse of 5 ms, the charge gain has already dropped to "0." It seems to be that way as possible many impulses over bring the best results to the entire rev range.
Da jedoch, elektromagnetische Systeme, Mindestansprechzeiten zwischen 0,9 ms und 1,3 ms aufweisen, dürften dieser Art der Ansteuerung, Grenzen gesetzt sein, selbst, wenn man mit einem Feder-Masse-System vorspannt. Schaltzeiten zwischen maximal 1,8 ms bis 2,1 ms können mit derartigen mechanisch-elektromagnetischen Systemen noch realisiert werden, wie die Grafik an Prell- bzw. Auslenkbewegungen der Ventilklappe zeigt.There however, electromagnetic systems, minimum response times between 0.9 ms and 1.3 ms are likely this type of control, limits set, even if one preloaded with a spring-mass system. Switching times between maximum 1.8 ms to 2.1 ms can realized with such mechanical-electromagnetic systems be like the graphics on bouncing or deflection movements of the valve flap shows.
Bei z. B. 1000 U/min und 30 ms Ansaugzeit von 180° bis 360° Kurbelwinkel wären mit 2 ms Schaltzeit, bei niedrigen Motordrehzahlen, maximal 15 Impulse möglich und bei hohen Motordrehzahlen mindestens 2 Impulse. Mit zunehmender Drehzahl wird die Ansaugzeit kürzer, wodurch im oberen Drehzahlbereich zeitlich, weniger Ladungsimpulse möglich sind. Mechanische Einzel-Takt-Systeme wie das LTV haben jedoch auch noch andere physikalische Grenzen. Durch die extreme Beschleunigung der Steuerelemente, z. B. Klappen, entstehen erheblich Kräfte die abgefangen und gedämpft werden müssen.at z. B. 1000 U / min and 30 ms intake time of 180 ° to 360 ° crank angle would be with 2 ms switching time, at low engine speeds, maximum 15 impulses possible and at high engine speeds at least 2 pulses. With increasing Speed, the intake time becomes shorter, whereby in the upper speed range temporally, fewer charge pulses possible are. However, mechanical single-stroke systems like the LTV also have other physical limits. Due to the extreme acceleration the controls, eg. intercepted and muted Need to become.
Bei 2 ms Schaltzeit und einer mittleren Fahrzeug- bzw. Motorlebensdauer von z. B. 5000 h würde das Ventil 12 × 109 mal Takten.At 2 ms switching time and a mean vehicle or engine life of z. B. 5000 h, the valve would clock 12 × 10 9 times.
Mit der fortschreitenden Entwicklung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge, finden kontinuierliche Verbesserungen der hiermit in Verbindung stehenden Systeme und Vorrichtungen statt. Eines der Hauptziele der Motorentwicklung im Kraftfahrzeugbereich ist die Optimierung des Verbrennungsprozesses bzw. eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs, die mit der Optimierung einhergeht. Eine der relevanten Vorrichtungen der Brennkraftmaschinen ist die Luftsauganlage und die darin verwendeten Luftmassen-Steuerelemente zwischen der Ansaugluftzufuhr und dem Zylinderkopf.With the progressive development of internal combustion engines, in particular Internal combustion engines for Motor vehicles, find continuous improvements hereby related systems and devices. One of the main goals engine development in the automotive sector is the optimization the combustion process or a reduction in fuel consumption, which goes hand in hand with optimization. One of the relevant devices the internal combustion engine is the air suction and the air mass controls used therein between the intake air supply and the cylinder head.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Medienmassen-Steuerelement bereitzustellen, das es ermöglicht, einen gepulsten bzw. impulsgeladenen Luftstrom für die Einleitung in die Brennkammern einer Brennkraftmaschine zu erzeugen.Of the Invention is based on the object, a media mass control to provide that makes it possible a pulsed or pulsed air flow for the introduction into the combustion chambers to produce an internal combustion engine.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Medienmassen-Steuerelement bereitzustellen, das leicht und billig hergestellt werden kann.Of the Invention is further based on the object, a media mass control to provide that can be easily and inexpensively manufactured.
Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, ein Medienmassen-Steuerelement mit einer besonders schmalen Bauform bereitzustellen.Of the Invention is above It is also an object of the present invention to provide a mass media control with a to provide a particularly narrow design.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein strömungsoptimiertes Medienmassen-Steuerelement bereitzustellen.Of the Invention is further based on the object, a flow-optimized Media masses control provide.
Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, ein Medienmassen-Steuerelement bereitzustellen, das im geschlossenen Zustand besonders dicht schließt.Of the Invention is above It is also an object of the invention to provide a mass media control which closes particularly tight when closed.
Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, ein Medienmassen-Steuerelement bereitzustellen, das unterschiedliche Aufgaben wie Leerlaufdrehzahl-Steuerung, normale Drosselung und Impulsaufladung in möglichst wenigen Bauteilen vereinen kann.Of the Invention is above It is also an object of the invention to provide a mass media control the different tasks like idle speed control, normal Combine throttling and pulse charging in as few components as possible can.
Der Erfindung liegt schließlich die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvorrichtung für Verbrennungsmotoren bereitzustellen, welche die Vorteile eines erfindungsgemäßen Medienmassen-Steuerelements nutzt.Of the Invention is finally the object of providing an intake device for internal combustion engines, which utilizes the advantages of a media mass control element according to the invention.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung in Form von Aus- und Weiterbildungen werden durch die abhängigen Patentansprüche beschrieben.These Tasks are characterized by the features of independent claims 1 and 13 solved. advantageous embodiments The invention in the form of training and further education are by the dependent claims described.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Medienmassen-Steuerelement, mit einem Gehäuse und einem Absperrelement bereitgestellt. Das Gehäuse weist dabei mindestens eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung auf. Das Absperrelement ist in dem Gehäuse rotierbar gelagert, und weist mindestens eine Durchgangsöffnung auf. Das Absperrelement hat eine, durch eine Durchführung in dem Gehäuse definierte Rotationsachse, um die es mechanisch rotiert werden kann. In zumindest einer Stellung des Absperrelements fluchten im Wesentlichen die Eingangsöffnung und die Durchgangsöffnung und die Durchgangsöffnung und die Ausgangsöffnung. In zumindest einer anderen Stellung des Absperrelements ist die Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsöffnung vollständig verschlossen.According to one A first aspect of the present invention is a media mass control element. with a housing and a shut-off element. The housing has at least an entrance opening and at least one exit port on. The shut-off is rotatably mounted in the housing, and has at least one passage opening on. The shut-off has a, through a passage in defined the housing Rotation axis around which it can be rotated mechanically. In at least a position of the shutoff element are substantially aligned entrance opening and the through hole and the through hole and the exit port. In at least one other position of the shutoff is the Connection between inlet and outlet completely closed.
Das Medienmassen-Steuerelement ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement einen, mit einem Antrieb beispielsweise einer Antriebswelle, einem Antriebsflansch, einem Antriebszahnrad oder einer Ketten- oder Riemenscheibe versehen ist. Durch den Antrieb kann das Absperrelement in Rotation versetzen werden. Bei der Rotation wird durch die mindestens eine Durchgangsöffnung die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung periodisch miteinander verbunden und verschlossen. Durch das periodische Öffnen und Schließen kann eine Impuls-Lade-Funktion bereitgestellt werden.The Media mass control is characterized in that the Shut-off one, with a drive, for example, a drive shaft, a drive flange, a drive gear or a chain drive or pulley is provided. By the drive, the shut-off be set in rotation. In the rotation is through the at least a passage opening the entrance opening and the exit port Periodically interconnected and closed. By the periodic opening and Shut down can be a pulse-charging function to be provided.
Das Medienmassen-Steuerelement kann zwischen der Sauganlage und dem Zylinderkopf angebracht werden. In einer ähnlichen Ausführung ist es auch möglich, das Medienmassen-Steuerelement zwischen Zylinderkopf und Abgasanlage einzubauen. Wenn sich die Pulse positiv auf den Ansaugvorgang auswirken können, dann ist dies auch bei dem Ausstoßvorgang möglich, obgleich dies bisher nicht explizit untersucht wurde. Ein entsprechendes Hochgeschwindigkeits-Ventil ist auch in deinem Kanal zwischen den Ansaugrohren und den Abgasrohren bzw. auch in dem Bereich eines Turboladers selbst, möglich.The Media mass control can be between the suction system and the Cylinder head to be attached. In a similar design it is also possible, the mass media control between Install cylinder head and exhaust system. If the pulses are positive affect the suction process, then this is also at the ejection process possible, although this has not been explicitly explored so far. A corresponding High-speed valve is also in your channel between the intake pipes and the exhaust pipes or even in the area of a turbocharger itself, possible.
Je nach Drehzahl des Motors steht eine längere (bis 30 ms) oder kürzere (bis zu ca. 3 ms) Zeit für die Impulsladung zur Verfügung. In dieser Luftansaug- oder Ladezeit sollen möglichst viele Impulse abgegeben werden, dass heißt, die Luftmasse gepulst in den Verbrennungsraum strömen.ever according to the speed of the motor is a longer (up to 30 ms) or shorter (to to about 3 ms) time for the impulse charge available. In this air intake or charging time as many pulses are delivered be, that is, the air mass pulsed in the combustion chamber flow.
Die in dem oben genannten Artikel favorisierten Doppelpulse sind auf den Resonanzraum des ansaugenden Kolbens (dass heißt das Volumen hinter dem Absperrelement) abgestimmt. Die vorliegende Erfindung gestattet es auch, Pulse beispielsweise auf die Luftzuführung (d. h. den Raum vor dem Absperrelement) abzustimmen.The double pulses favored in the above article are tuned to the resonant space of the aspirating piston (that is, the volume behind the obturator). The present invention also allows pulses, for example, to the air supply (ie the space before the shut-off lement).
Als technisch sinnvoll und wirtschaftlich noch umsetzbar, haben sich Impulsladungs-Absperrelement-Drehzahlen von mindestens 15.000 U/min bis ca. 60.000 U/min bei Motordrehzahlen zwischen 5000 U/min und 8000 U/min, als wirtschaftlich und sinnvoll herausgestellt. Bei 60.000 U/min sind mindestens zwei Impulse bei den relevanten Motordrehzahlen möglich (60.000 U/min = 1000 U/sek = 1 U/ms = 2 Impulse). Für Hochleistungsmotoren beispielsweise im Motorsport die mit Motordrehzahlen von bis zu 10.000 U/min können Drehzahlen der Impulsladeeinheiten zwischen 600.000 U/min bis 180.000 U/min erforderlich sein.When technically useful and economically still feasible, have become Pulse charge shut-off speeds from at least 15,000 rpm to about 60,000 rpm at engine speeds between 5000rpm and 8000rpm, as economical and meaningful exposed. At 60,000 rpm, at least two pulses are included the relevant engine speeds possible (60,000 rpm = 1000 U / sec = 1 U / ms = 2 pulses). For high performance engines For example, in motorsport with engine speeds of up to 10,000 rpm can Speeds of the pulse charging units between 600,000 rpm and 180,000 RPM required.
In dieser Impulslade-Zeit können zwischen 1 (1 = Minimum = 1 × Kugelumdrehung = 2 Impulse) und maximal 60 Ladeimpulse abgegeben werden. In Abgas-Turboladern werden derzeit Drehzahlen zwischen 200.000 und 300.000 U/min in Achsial- bzw. Tangentialströmung realisiert. Für die Absperrelemente die im Wesentlichen eine Querströmung aufweisen sind weitaus geringere Drehzahlen ausreichend und sinnvoll, da der Luftpuls mit seiner Geschwindigkeit die Kugel durchqueren können sollte.In this impulse charging time can between 1 (1 = minimum = 1 × ball revolution = 2 pulses) and a maximum of 60 charging pulses are delivered. In exhaust turbochargers currently speeds between 200,000 and 300,000 rpm in Axial or tangential flow realized. For the shut-off elements which have a substantially transverse flow are much lower speeds sufficient and useful, since the Air pulse with its speed should be able to cross the ball.
Nach unseren bisherigen Konzeptausarbeitungen sind wir der Meinung, dass sich schnell drehende Kugeln oder auch Drehschieber besonders gut eignen, um extrem kurze Ladungsimpulse in einem Zeitraum von ca. 0,05 ms bis maximal 1,0 ms, zu erzeugen.To In our previous concept elaborations, we believe that fast rotating balls or rotary valves are particularly good suitable for extremely short charge pulses in a period of approx. 0.05 ms to a maximum of 1.0 ms.
Kontinuierlich drehende Kugeln oder Drehschieber, haben gegenüber getakteten Klappen einige Vorteile, wie z. B. eine hohe Lebensdauer, keine aerodynamischen Störfelder, die in den schnell einströmenden Luftmassen an durchgehenden Wellen entstehen, eine sehr hohe Einbautoleranz, einfache Montage und Demontage, einen geringen Aufwand für das Abgleichen, eine sehr hohe Dichtheit und damit geringe Leckluft-Raten im geschlossen Zustand.continuous rotating balls or rotary valves, have some compared to clocked flaps Advantages, such. B. a long life, no aerodynamic interference, in the fast-flowing Air masses of continuous waves arise, a very high installation tolerance, easy assembly and disassembly, a little effort for matching, a very high tightness and thus low air leakage rates in the closed Status.
Das Ansaugsystem kann bevorzugt auf eine Länge abgestimmt werden, bei der jeweils der Grundton auf die (halbe) Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer der Obertöne auf die Anzahl der Impulse bzw. auf die (doppelte) Drehzahl des Absperrelements abgestimmt wird.The Intake system may preferably be tuned to a length at each of the fundamental to the (half) speed of the engine and one of the overtones to the number of pulses or to the (double) speed of the Be shut off.
Eine permanente Rotation mit mehreren (jedoch mindestens 2) Ladeimpulsen pro Ansaugtakt (Otto-, Diesel-, Wankel-, Stern-, Reihen-, V-, W-, X- Motore, bzw. der Vorkompression beim 2-Taktmotor) kann eine direkte Kopplung zwischen der Drehzahl des Absperrelements und der Kurbelwellen-Drehzahl ermöglichen. Bei der Verwendung von Mehrloch-Absperrelementen könnte eine Phasenverschiebung zwischen den Einzelimpulsen und der Ventilöffnung eine Drosselung bzw. eine Leerlauf-Steuerung darstellen.A per intake stroke (petrol, diesel, Wankel, star, series, V, W, X-motors, or the pre-compression in 2-stroke engine) can be a direct coupling allow between the speed of the shut-off element and the crankshaft speed. When using multi-hole shut-off could be a Phase shift between the single pulses and the valve opening one Throttle or idle control represent.
In einer anderen Ausführungsform ist der Antrieb als ein in dem Gehäuse untergebrachter Aktuator ausgeführt, um das Absperrelement in Rotation zu versetzen. Da der Aktuator in einer Basisversion das Absperrelement grundsätzlich lediglich in eine Rotation versetzen soll, kann ein herkömmlicher Drehmotor verwendet werden. Dabei kann der Aktuator beispielsweise als ein kleiner Hydraulikmotor oder eine kleine Turbine ausgeführt werden. Der Aktuator kann auch als ein Getriebe ausgeführt werden, das von der Kurbelwelle oder der Nockenwelle angetrieben wird. Es ist natürlich klar das der Aktuator auch, als ein Elektromotor ausgeführt werden kann. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob der Elektromotor auf eine bestimmte feste Drehzahl abgestimmt ist oder ob der Elektromotor in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Verbrennungsmotors gesteuert oder geregelt wird. Das Absperrelement kann auch mittels eines Schrittmotors (mit oder ohne Untersetzung) umgesetzt werden. Dadurch kann das Absperrelement nicht nur auf eine beliebige Drehzahl sondern auch auf eine beliebige Phase in Bezug auf die aktuelle Stellung des Einlassventils bzw. der Kurbel- oder Nockenwelle gebracht werden. Mit einem solchen Schrittmotor könnte beispielsweise das Absperrelement in eine beliebige Position gebracht werden, somit könnte das nicht rotierende Absperrelement ebenfalls als eine Drossel verwendet werden. Falls die Position des Absperrelements beliebig gewählt werden kann, kann das Medienmassen-Steuerelement auch die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors steuern. Falls die Position des Absperrelements beliebig gewählt werden kann, kann das Absperrelement des Medienmassen-Steuerelements den Ansaugweg vollkommen verschließen und so den Verbrennungsmotor ohne die Gefahr eines „Nachdieselns" sicher stoppen. Falls die Positionen der Absperrelemente bei Mehrzylindermotoren für jeden Zylinder einzeln gesteuert werden können, können die Absperrelemente der einzelnen Medienmassen-Steuerelemente den Ansaugweg vollkommen verschließen und einzelne Zylinder im Teillast-Betrieb einzeln abschalten. Falls die Positionen der Absperrelemente bei Mehrzylindermotoren für jeden Zylinder einzeln gesteuert werden können, können die einzelnen Absperrelemente der Medienmassen-Steuerelemente einzeln beschleunigt werden, um den Übergang der im Drosselbetrieb im Wesentlichen ruhenden Absperrelemente einzeln Zylinderweise auf die Impulsaufladungs-Geschwindigkeit zu beschleunigen, ohne dass die Gefahr eines zeitweisen Leistungsabfalls besteht.In another embodiment is the drive as a housed in the housing actuator executed to set the shut-off element in rotation. Because the actuator in a basic version, the shut-off element basically only in one rotation should be able to offset a conventional Rotary motor can be used. In this case, the actuator, for example be designed as a small hydraulic motor or a small turbine. The actuator may also be implemented as a transmission that is from the crankshaft or the camshaft is driven. It is clear, of course that the actuator also, as an electric motor are running can. It is basically irrelevant, whether the electric motor to a certain fixed speed is tuned or whether the electric motor depending on the current speed the internal combustion engine is controlled or regulated. The shut-off element can also be implemented by means of a stepper motor (with or without reduction) become. This allows the shut-off not just to any Speed but also to any phase in terms of the Current position of the intake valve or the crankshaft or camshaft to be brought. For example, with such a stepping motor the shut-off can be placed in any position, thus could the non-rotating shut-off also used as a throttle become. If the position of the shutoff element are chosen arbitrarily can, the media mass control can also idle speed control of the internal combustion engine. If the position of the shut-off element chosen arbitrarily can be the shut off element of the mass media control the Close the intake path completely and thus safely stop the internal combustion engine without the danger of "drifting over". If the positions of the shut-off elements in multi-cylinder engines for each Cylinders can be controlled individually, the shut-off of the individual media mass controls completely close the suction path and individual cylinders in the Part load operation switch off individually. If the positions of the shut-off elements at Multi-cylinder engines for Each cylinder can be controlled individually, the individual shut-off elements the media mass controls are individually accelerated to the transition the shut-off elements substantially resting in throttle operation individually Cylinder-by-cylinder to accelerate to the impulse charging speed without the risk of a temporary drop in performance.
In einer besonders progressiven Lösung kann ein Absperrelement z. B. eine Kugel oder eine Walze drei Funktionen im Bereich der Steuerleiste zwischen Sauganlage und Zylinderkopf übernehmen.
- – Die Leerlauf-Luftmassen-Steuerung,
- – Die Leistungs-Luftmassen-Steuerung (Drosselklappen-Funktion), und Die Impuls-Lade-Funktion.
- - The idle air mass control,
- - The power air mass control (throttle function), and the impulse charging function.
Bei der Leerlauf-Luftsteuerung- ist die Kugel nur wenig geöffnet, bei der Verbrennungs-Luftmassen-Steuerung (Drosselung) wird das Absperrelement weit bis ganz geöffnet und bei der Impulsladung wird das Absperrelement ab einer bestimmten Motordrehzahl (> 500 bis 1000 U/min), ständig rotiert, um Ladungsimpulse zu erzeugen.at the idle air control- the ball is only slightly opened at the combustion air mass control (Throttling), the shut-off is far to fully open and in the pulse charge, the shut-off is from a certain Engine speed (> 500 to 1000 rpm), constantly rotated to generate charge pulses.
Die Stellung des Absperrelements ist über einen Winkelsensor (z. B. Potentiometer, elektrische oder optische Abtastung oder dergleichen) jederzeit abruf- und einstellbar. Das Absperrelement in einer Schalteinheit oder in einer Schaltleiste zwischen Zylinderkopf und Sauganlage kann über eine separate elektrische Steuerung (z. B. E- Motor), mechanisch über Triebe (Ketten, Riemen usw. oder über Vakuum (Unterdruckdose)) bewegt werden.The Position of the shut-off is via an angle sensor (z. B. potentiometer, electrical or optical scanning or the like) always available and adjustable. The shut-off element in a switching unit or in a switching strip between the cylinder head and the intake system can over a separate electrical control (eg electric motor), mechanically via drives (Chains, straps etc or over Vacuum (vacuum box)) are moved.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist das Gehäuse
mindestens ein zweites Luftmassen-Steuerelement auf. Aus zwei kombinierten Absperrelementen
ergeben sich im Wesentlichen drei unterschiedliche Ansätze:
Erstens
eine Kombination von gleichartigen Absperrelementen zu Baugruppen
für Mehrzylinder- oder Mehrventilmotore,
so genannte Schaltleisten oder anreihbare Einzelelemente.In a further preferred embodiment, the housing has at least one second air mass control element. Two combined shut-off elements result in essentially three different approaches:
First, a combination of similar shut-off elements to assemblies for multi-cylinder or multi-valve engines, so-called safety edges or individual elements that can be arranged.
Zweitens eine Kombination von rotierbaren Absperrelementen und herkömmlichen Drosselsystemen zu einer Baugruppe.Secondly a combination of rotatable shut-off elements and conventional ones Throttling systems to an assembly.
Drittens eine Kombination von mehreren rotierbaren Absperrelementen pro Zylinder oder Ansaugschacht um die Pulsform oder Pulssequenz zu verbessern.thirdly a combination of several rotatable shut-off elements per cylinder or suction shaft to improve the pulse shape or pulse sequence.
Die erste Kombination ist klar einzusehen und kann beispielsweise durch die Anreihung von gleichartigen Absperrelementen mit jeweils ineinander greifenden An- und Abtrieben leicht realisiert werden. Dabei rotieren die einzelnen Absperrelemente mit einer gleichen Geschwindigkeit. Je nach Ausführungsform können die einzelnen Absperrelemente entsprechend der Kurbelwelle versetzt angeordnet seien, um im Falle weniger oder besonders geformter Ladeimpulse eine Korrelation der Stellungen der Ansaugventile der Absperrelemente sicherzustellen. Diese Korrelation kann in Abhängigkeit von Parametern wie Drehzahl, (Lade-) Luftdruck, Ladetemperatur verändert werden.The first combination is clearly visible and can for example by the arrangement of similar shut-off elements with each other gripping drives and drives are easily realized. Rotate it the individual shut-off elements at the same speed. Depending on the embodiment can the individual shutoff elements offset according to the crankshaft arranged to be in the case of less or specially shaped charging pulses a correlation of the positions of the intake valves of the shut-off sure. This correlation can vary depending on parameters such as Speed, (charge) air pressure, charging temperature to be changed.
Bei der zweiten Kombination wurde erkannt, dass es bei einem zwei- oder mehrfach geteilten Einlassluftstrom, mit zwei z. B. separat steuerbaren Luftmassensteuerelementen möglich ist, multifunktionale Luftmassen-Steuerelemente oder -leisten zu entwickeln, die sowohl die Leerlauf-Luftmassen-Steuerung, als auch die Leistungs-Luftmassen-Steuerung (d. h. die Drosselklappen-Funktion) und die Impulsladefunktion beinhalten.at The second combination was recognized to be a two- or two-in-one multiple split intake air flow, with two z. B. separately controllable Air mass controls possible is to multifunctional air mass controls or bars Develop both the idle air mass control system, as well the power air mass control (i.e., the throttle function) and include the impulse charging function.
Bisher werden für diese 3 Funktionen, mindesten 2 Bauelemente und im Extremfall sogar 3 Baugruppen mit Dichtungen, Verbindungselementen und anderen Anbauteilen, verwendet.So far be for These 3 functions, at least 2 components and in extreme cases even 3 assemblies with seals, fasteners and other attachments, uses.
Eine solche Kombination kann, als ein separat steuerbares Luftmassen-Steuerelement (z. B. eine Kugel, Walze, Klappe oder Drehschieber) das die Funktion des Leerlaufstellers und der Drossel übernimmt, während über den z. B. ein zweites (separat steuerbares) rotierendes Absperrelement in einem Luftkanal die erforderlichen Ladungsimpulse erzeugt.A such combination can, as a separately controllable air mass control (eg a ball, roller, flap or rotary valve) that is the function the idle actuator and the throttle takes over while the z. B. a second (separately controllable) rotating shut-off in an air duct the required Charge pulses generated.
Eine Steuerleiste kann, je nach Motorbauart, als Längsvariante oder als Quervariante, mit den unterschiedlichen Luftmassensteuerelementen bzw. nur Kugeln nur Walzen oder deren Kombinationen beispielsweise mit einer Drosselklappe ausgeführt sein.A Control bar can, depending on the engine design, as a longitudinal variant or as a transverse variant, with the different air mass control elements or only balls only rollers or their combinations, for example with a throttle be executed.
In dem ersten Funktionsfall bei kleinen Drehzahlen (Leerlaufdrehzahl) ist nur ein Luftmassensteuerelement, soweit geöffnet, dass die erforderliche Leerlaufluftmenge gezielt steuerbar ist.In the first functional case at low speeds (idling speed) is just an air mass control, as far as open, that the required Idle air quantity can be selectively controlled.
In dem Für den zweiten Funktionsfall wird ein Luftmassen-Steuerelement soweit geöffnet, dass der Betrieb in größeren Drehzahlbereichen oberhalb des Leerlaufbetriebs möglich wird.In the for the second functional case, an air mass control element so far open, that the operation in larger speed ranges possible above idle mode becomes.
Für den dritten Funktionsfall wird das zweite Luftmassen-Steuerelement, beispielsweise eine Kugel, ab einem bestimmten Kurbelwinkel und ab einer bestimmten Motordrehzahl, (nicht unter 500 U/min), als Luftmassen-Ladungsimpuls-Steuerelement, eingesetzt.For the third Function case, the second air mass control, for example a ball, from a certain crank angle and from a certain Engine speed, (not less than 500 rpm), as air mass charge pulse control, used.
Diese multifunktionale Luftmassensteuerleiste befindet sich zwischen der Sauganlage und dem Zylinderkopf. Diese multifunktionale Luftmassensteuerleiste kann auch direkt in den Zylinderkopf oder in die Sauganlage integriert werden.These multifunctional air mass control bar is located between the Intake system and the cylinder head. This multifunctional air mass control bar can also be integrated directly in the cylinder head or in the intake system become.
Die Ansteuerung der Luftmassenstellelemente erfolgt vorzugsweise elektrisch. Andere Stellglieder, wie z. B. Vakuum oder mechanische Ansteuerungen z. B. über Zahnräder oder Getriebe, sind möglich. Dabei kann jedes Steuerelement separat oder mehrere Steuerelemente pro Zylinderbank gemeinsam, angesteuert werden. Der Arbeitswinkel der Luftmassensteuerelemente wird über Winkelsensoren erfasst und an das Motormanagement weitergeleitet, um die Betreibsleistung zu optimieren. Alle Luftmassen Steuerelemente sind innerhalb von Sekundenbruchteilen zu schließen um eine so genannte „Selbstläufer-Fehlfunktion", die auch unter der Bezeichnung „Nachdieseln" bekannt ist, auszuschließen. Die geschlossenen Absperrelemente lassen sich auch als ein aktiver Teil einer Wegfahr- oder Inbetriebnahmesperre verwenden.The control of the air mass adjustment elements is preferably carried out electrically. Other actuators, such. B. vacuum or mechanical controls z. B. on gears or gears are possible. In this case, each control separately or more controls per cylinder bank can be controlled together. The working angle of the air mass control elements is via angle sensor recorded and forwarded to the engine management in order to optimize the operating performance. All air mass controls are to be closed within fractions of a second to exclude a so-called "self-malfunction", which is also known under the name "Nachdieseln". The closed shut-off elements can also be used as an active part of an immobilizer or commissioning lock.
Falls Kugeln, als Absperrelemente in die Luftmassensteuerleiste eingesetzt werden ist diese mittensymmetrisch zu teilen, wobei die Lager, mit den Wellen und Kugeln einzulegen und beide Leistenteile lösbar aber fest miteinander zu verbinden, wobei Formdichtungen einzulegen sind. Walzen und Drehschieber können seitlich in die Steuerleiste bzw. das Gehäuse eingeschoben werden, ohne dass ein teilbares Gehäuse (wie in falle von Kugeln) notwendig ist.If Balls, used as shut-off in the air mass control bar this is to be divided symmetrically, bearing, with the shafts and balls insert and both strip parts solvable but firmly connect with each other, where form seals are inserted. Rollers and rotary valves can be inserted laterally into the control bar or the housing, without that a divisible housing (as in the case of balls) is necessary.
Grundsätzlich gibt es 2 Typen, einer multifunktionalen Luftmassensteuer und Impulsladungseinheit mit zwei Absperrelementen.Basically there There are 2 types, a multifunctional air mass control and impulse charging unit with two shut-off elements.
Zwei getrennte Luftmassen Steuereinheiten, wobei die, über die Sauganlage eingeleitete Luftmasse, geteilt wird. Dabei übernimmt eine Einheit die Leerlaufluftmassensteuerung und gleichzeitig die Leistungsluftmassensteuerung (Drosselklappenfunktion) über einen Luftkanal. Die zweite Einheit übernimmt über den zweiten Luftkanal die Impulsladefunktion.Two separate air mass control units, which, over the Intake system introduced air mass, is divided. It takes over one unit is the idle air mass control and at the same time the power air mass control (Throttle function) via an air duct. The second unit takes over the second air duct the Pulse charging function.
Mehrfach getrennte Luftmassen Steuereinheiten können insbesondere für z. B. X-Ventil-Motorenkonzepte von Vorteil sein, den Luftstrom mehrfach zu teilen und jedem Ventil einen separaten Luftstrom zuzuordnen, wobei jeder der Teilluftströme eine andere Funktion übernehmen kann.Multiple separate air mass control units can be used in particular for z. B. X-valve engine concepts be beneficial to divide the airflow several times and each valve Assign a separate air flow, each of the partial air flows a take over another function can.
Außerdem können Drall- und Tumble- Funktionen, sowie die AGR- (Abgas-Rückführungs-) Funktion innerhalb der Steuerleiste zwischen Sauganlage und Zylinderkopf integriert werden.In addition, swirling and tumble functions, as well as the EGR (exhaust gas recirculation) function within Integrated control bar between intake and cylinder head become.
Drittens eine Kombination von mehreren rotierbaren Absperrelementen pro Zylinder oder Ansaugschacht, um die Pulsform oder Pulssequenz zu verbessern. So kann bei einer Ausführungsform das zweite Absperrelement wie der Spalt zwischen dem ersten Absperrelement und dem Gehäuse geformt sein, und im Wesentlichen eine durchbrochene Kugelschale bilden, die über einen koaxialen Antrieb von einer Seite oder von zwei verschiedenen Seiten betreiben werden kann. Damit kann beispielsweise über ein (Planeten-) Getriebe oder über vollständig getrennte Antriebe ein versetztes Öffnen und Schließen des Gesamtsystems verwirklicht werden. Durch die Überlagerung zweier Öffnungsperioden des ersten und des zweiten Absperrelements kann dann ein Doppelimpuls (mit zwei unterschiedlich langen Einzelimpulsen während der Ventilöffnungsphase) einfach umgesetzt werden. Dieses System eignet sich besonders für kurbelwellengekoppelte Systeme. Das System ist offensichtlich auch besonders dicht, da beim geschlossenen zweiten Absperrelement nur eine Dichtfuge entsteht, da die erste Dichtfuge zwischen dem ersten Absperrelement und dem zweiten Absperrelement völlig verdeckt wird.thirdly a combination of several rotatable shut-off elements per cylinder or suction chute to improve the pulse shape or pulse sequence. So, in one embodiment the second shut-off element as the gap between the first shut-off and the housing be shaped, and essentially a perforated spherical shell form over a coaxial drive from one side or two different ones Pages can be operated. This can, for example, via a (Planetary) gear or over completely separate Drives a staggered opening and closing of the overall system can be realized. By the overlay two opening periods of the first and second shutoff can then be a double pulse (with two different individual pulses during the Valve opening phase) be implemented easily. This system is particularly suitable for crankshaft-coupled Systems. The system is obviously also very dense, since the closed second shut-off element only one sealing joint is formed, because the first sealing joint between the first shut-off and the second shut-off completely is covered.
Diese Kombination von Absperrelementen kann auch als eine Kombination von Kugeln und Walzen und/oder Drehschiebern verwirklicht werden.These Combination of barriers can also be considered a combination of balls and rollers and / or rotary valves are realized.
In einer bevorzugten Ausgestaltung Medienmassen-Steuerelement weist das Absperrelement eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Geometrie auf. Zumindest die Außenform des Absperrelements kann beispielsweise als ein zumindest einseitig abgeflachter, im Wesentlichen sphärischer Körper ausgeführt sind, wobei zumindest eine Abflachung im Wesentlichen senkrecht zur Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann.In a preferred embodiment media mass control element has the shut-off a substantially rotationally symmetric geometry on. At least the outer shape the shut-off element may, for example, as an at least one-sided flattened, substantially spherical body are executed, wherein at least one Flattening formed substantially perpendicular to the passage opening can be.
Das im Wesentlichen sphärische Absperrelement kann oblat oder linsenförmig oder prolat oder Ziganen-förmig ausgebildet sein oder in einem aus Kegeln oder Kegelstümpfen gebildeten Rotationskörper darstellen. Die Drehachse des Absperrelements liegt dabei immer parallel zu einer Symmetrieachse des Absperrelements oder des Körpers, der bei der Rotation des Absperrelements entsteht. Das Absperrelement kann auch als ein Drehschieber ausgeführt sein.The essentially spherical Shut-off element may be formed oblate or lenticular or prolate or Zigan-shaped be or represent in a rotational body formed from cones or truncated cones. The axis of rotation of the shut-off element is always parallel to an axis of symmetry of the shut-off element or the body, the arises during the rotation of the shutoff. The shut-off element can also be designed as a rotary valve.
Die Breite eines Erfindungsgemäßen ein- oder zweiseitig abgeflachten Medienmassen-Steuerelements ist kaum höher als das einer herkömmlichen Drosselklappe. In dem abgeflachten Bereich können z. B. Potentiometer oder andere Steuer-, Sensor- und/oder Regeleinheiten untergebracht werden.The Width of an inventive or on two-sided flattened media mass control is barely higher than that of a conventional one Throttle. In the flattened area z. B. potentiometer or other control, sensor and / or control units are housed.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Absperrelement im Wesentlichen eine sphärische Geometrie aufweist. Dass heißt das oder eines der Absperrelemente lässt sich im Wesentlichen als eine Kugel mit mindestens einem Durchbruch und mindestens einer Antriebs- und/oder Lagereinrichtung beschreiben. Ein Kugelabsperrelement zeigt viele Vorteile: Die Kugel benötigt keine durchgehende Rotations- oder Antriebswelle. Was einen aerodynamischen Vorteil darstellt. Die Kugel erfordert weniger Platz, als eine Klappe, was Packungsvorteile mit sich bringt.In a further embodiment the shut-off element has essentially a spherical geometry having. That means the or one of the shut-off can be essentially as a ball with at least one breakthrough and at least one Drive and / or storage device describe. A ball shut-off element shows many advantages: The ball does not need a continuous rotation or drive shaft. Which represents an aerodynamic advantage. The ball requires less space than a flap, which has packing advantages brings with it.
Eine Kugel lässt sich kunststoffgerecht optimieren, und ist in Hinblick auf Rundheitstoleranzen sehr exakt herstellbar.A Ball leaves Optimize for plastics and is very good in terms of roundness tolerances exactly produced.
Die Kugel kann besonders bei einer symmetrischen Anordnung der Durchgangsöffnung sehr gut gelagert und sehr stark beschleunigt werden.The Ball can be very, especially in a symmetrical arrangement of the through hole well stored and accelerated very strongly.
Eine rotierende Kugel erfordert keinerlei mechanische Dämpfung.A rotating ball does not require any mechanical damping.
Der Drehwinkel ist über Winkelsensoren sehr exakt bestimmbar. Selbst hohe Drehzahlen bis über 10.000 U/min sind möglich (bei kleinen Kugeln) was sehr kleine Impulsschaltzyklen ermöglicht. Kugelabsperrelemente können mit sehr kleinen Leckluft-Raten gefertigt werden.Of the Rotation angle is over Angle sensors can be determined very precisely. Even high speeds up to over 10,000 Rpm are possible (with small balls) which allows very small pulse switching cycles. Ball shut-off elements can be manufactured with very small air leakage rates.
Die vorstehenden Vorteile treffen auch für die vorstehenden Rotationskörper zu.The above advantages also apply to the above rotation body.
Das Kugelabsperrelement kann, wenn es eine symmetrische Durchgangsbohrung aufweist, in beide Richtungen betrieben werden. Ein direkter Antrieb über ein der Wellen kann in beiden Richtungen erfolgen, ohne dass Leistungseinbußen zu erwarten wären.The Ball stop can if there is a symmetrical through hole has to be operated in both directions. A direct drive over one The waves can be done in both directions without any loss of performance.
Das Verhältnis der Öffnungszeit zur Geschossenzeit ist im Wesentlichen direkt proportional zu den Verhältnissen der Durchmesser de Öffnungen und der Kugel.The relationship the opening time at projectile time is essentially directly proportional to the conditions the diameter of the openings and the ball.
In einer weiteren Ausführungsform sind Teile des Medienmassen-Steuerelements für die Kunststofftechnik optimiert. Standard Kunststoffkugeln, wie sie z. B. aus Gas-dichten Kugelhähnen bekannt sind, wurden bezüglich der Kunststofftechnik-Systeme mit möglichst gleicher Wandstärken permanent verbessert. Die Rundheitstoleranzen von Kugeln wurde optimiert und die Aerodynamik von Absperrelementen wie beispielsweise Kugelsegmenten verbessert.In a further embodiment Parts of the media mass control are optimized for the plastics technology. Standard plastic balls, as z. B. from gas-tight ball valves known are were re the plastic technology systems with as constant as possible wall thicknesses permanently improved. The roundness tolerances of balls have been optimized and the aerodynamics of shut-off elements such as ball segments improved.
Zur Veranschaulichung könnte man das Absperrelement in einer Ausführungsform auch als einen Absperrkörper eines Kugelhahns beschreiben, der durch Ausnehmungen an der äußeren Oberfläche der Kugel mit einer Rippenstruktur versehen wurde.to Illustration could one the shut-off in one embodiment as a shut-off of a Ball valve described by recesses on the outer surface of the Ball was provided with a rib structure.
Durch die Rippenstruktur wird eine kunststoffgerechte Ausführung nach dem System möglichst gleich bleibender Wandstärken mit Rippen und Stringern angestrebt, die über die Rippenkonstruktion eine im Wesentlichen kugelige Außenkontur sicher stellen. Eine solche Ausführung ist bei metallischen Ausführungsformen für Kugelhähne, bisher nicht bekannt.By the rib structure becomes a plastic-compatible version the system as possible constant wall thicknesses strived for with ribs and stringers that over the rib construction ensure a substantially spherical outer contour. A such execution is in metallic embodiments for ball valves, not yet known.
Das hier beschriebene Absperrelement weist an jeder Stelle eine im Wesentlichen gleiche Wanddicke auf, (System möglichst gleicher Wandstärken), und vermeidet damit die Nachteile wie Verzug und unzulässig hohe Schwindung, die bei einem Absperrelement aus Vollkunststoff auftreten.The Absperrelement described here has at each point a substantially same wall thickness, (system possible same wall thicknesses), and avoids the disadvantages such as distortion and inadmissibly high Shrinkage that occurs in a shut-off element made of solid plastic.
Die Rippen und Stringer gestatten es, die äußere Kontur einer Kugel einzuhalten ohne, dass die Masse und das Volumen einer Kugel vorhanden sein müssen. Damit werden möglichst geringe Wanddickensprünge realisiert und auch durch die Geometrie bedingte Spannungen vermeiden.The Ribs and stringers make it possible to comply with the outer contour of a sphere without that the mass and the volume of a ball must be present. In order to be possible small wall thickness jumps realized and avoided by the geometry-related stresses.
Die Vorteile des gerippten Ausbaus lassen sich wie folgt verdeutlichen: Die Masse der Kugel ist gegenüber einer Vollkugel drastisch verringert. Damit wird nicht nur der Materialbedarf bei der Herstellung verringert, sondern auch die zur Beschleunigung der Rotation des Absperrelements notwendigen Kräfte. Je nach gegebenen Belastungen können die Rippen und Stringer dichter oder weiter beabstandet angeordnet werden. Das Absperrelement kann durch Spritzgießen verzugsarm und mit geringen Herstellungstoleranzen hergestellt werden, wodurch eine Nachbearbeitung überflüssig wird.The Advantages of the ribbed expansion can be illustrated as follows: The mass of the ball is opposite drastically reduced. This is not just the material requirement reduced in production, but also for speeding up the rotation of the shut-off necessary forces. Depending on the given loads can the ribs and stringers arranged closer or farther apart become. The shut-off can be low-distortion by injection molding and low Manufacturing tolerances are produced, whereby a post-processing is unnecessary.
Die geringe Masse gestattet es das Absperrelement, das heißt die Gesamtzeit zum Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit des Absperrelements im Wesentlichen unterhalb einer Zeitdauer von ca. 2,0 Millisekunden (ms) und insbesondere im Wesentlichen in einem Zeitbereich von ca. 0,05 ms bis ca. 1,0 ms zu reduzieren.The low mass allows the shut-off, that is, the total time to achieve the operating speed of the shutoff in the Substantially below a period of about 2.0 milliseconds (ms) and in particular essentially in a time range of approx. 0.05 ms to about 1.0 ms.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Absperrelement in dem Gehäuse durch mindestens ein Lager rotierbar gelagert.In a preferred embodiment is the shut-off element in the housing by at least one bearing rotatably mounted.
Das Absperrelement kann einseitig oder zweiseitig gelagert werden. Als Lager werden vorzugsweise Kugel- oder Rollenlager eingesetzt. Es können aber auch Gleitlager aus Sintermaterial, Keramik oder hochtemperatur-beständigen Polymerwerkstoffen eingesetzt werden, falls die Anforderungen an die hohen Drehzahlen und das Tragverhalten, erfüllt werden.The Shut-off element can be stored on one or two sides. When Bearings are preferably used ball or roller bearings. But it can also bearings made of sintered material, ceramics or high-temperature-resistant polymer materials be used if the demands on the high speeds and the carrying behavior, met become.
Bevorzugt ist das Absperrelement in dem Gehäuse durch zwei Lager drehbar gelagert. Je nach Ausführung kann das Absperrelement dazu zwei Wellenstummel aufweisen, die in jeweilige, am Gehäuse angebrachten Lager eingreifen. Wahlweise kann das Gehäuse auf der, der Durchführung gegenüberliegenden Seite mit einem Achsstummel versehen sein, der in eine entsprechende Bohrung an dem Absperrelement eingreift. In der einfachsten Version kann durch eine geeignete Werkstoffpaarung von Gehäuse- und Absperrelementwerkstoff auf ein gesondertes Lagerbauteil verzichtet werden.Prefers the shut-off element is rotatable in the housing by two bearings stored. Depending on the version the shut-off to have two stub shafts that in respective, on the housing engaged bearings intervene. Optionally, the case can open the, the execution opposite Side be provided with a stub axle, in an appropriate Bore engages the shut-off. In the simplest version can by a suitable material pairing of housing and shut-off element material be dispensed with a separate storage component.
Als Lager kommen dabei Gleitlager oder Wälzlager wie Kugel- Rollen- oder Nadellager in Betracht. Die Lagerung des Absperrelements bringt besondere Vorteile. Die Rippen und die Stringer müssen dadurch das Absperrelement nicht mehr in dem Gehäuse führen, damit können sich die Rippen auch nicht mehr an den Einlass- bzw. Auslassöffnung verhaken. Durch die Lager kann auch der Verschleiß gesenkt werden, dies ist vor allem für Medienmassen-Steuerelemente wichtig, die hohe Drehzahlen aufweisen. Damit kann das Medienmassen-Steuerelement mit einem gewissen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Absperrelement ausgeführt werden, womit sich die Kräfte zum Betätigen des Medienmassen-Steuerelements weiter verringern lassen. Durch die Lagerung kann auf alle Rippen und Stringer verzichtet werden, die nicht aus Gründen der Stabilität oder der Abdichtung notwendig sind.Bearings or rolling bearings such as ball roller or needle roller bearings come into consideration. The storage of the shutoff brings special benefits. The ribs and the stringer must sen thereby no longer lead the shut-off in the housing, so that the ribs can not get caught on the inlet or outlet port. The bearings can also reduce wear, which is especially important for media mass controls that have high speeds. Thus, the media mass control can be performed with a certain gap between the housing and the shut-off, whereby the forces for operating the media mass control can be further reduced. The storage can be dispensed with all ribs and stringers, which are not necessary for reasons of stability or sealing.
Bevorzugt weist das Medienmassen-Steuerelement umlaufende Dichtung auf, die im geschlossenen Zustand des Absperrelements die Eingangs- und die Ausgangsöffnung abdichtet. Die Dichtung kann auf dem Gehäuse oder auf dem Absperrelement angeordnet werden.Prefers has the media mass control on circumferential seal, the in the closed state of the shutoff the input and the output port seals. The seal can be on the housing or on the shut-off element to be ordered.
Die Absperrelemente erhalten auf Ihrem Umfang eine kleine umlaufende Erhebung mit einer Höhe von 0,05 mm bis maximal 0,1 mm, aus Werkstoffen die sowohl eine Dichtfunktion, als auch eine Abriebs- und Verschleißfunktion übernehmen.The Shut-off elements get a small circulating on their circumference Elevation with a height from 0.05 mm to a maximum of 0.1 mm, made from materials which are both a Sealing function, as well as a wear and tear function take over.
Vorzugsweise werden für diese, an die Absperrelemente angespritzten Verschleiß und Schmierelementen Polymerwerkstoffe mit MoS, PTFE, Grafit- oder anderen Zusätzen und Füllstoffen verwendet um das Verschleiß- und Abriebverhalten zu optimieren.Preferably be for this, on the shut-off elements molded wear and lubrication elements Polymer materials with MoS, PTFE, graphite or other additives and Fillers used around the wear and to optimize abrasion behavior.
Außerdem können Zusätze oder Füllstoffe eingesetzt werden die eine gewisse Langzeitschmierung sicher stellen.In addition, additives or Fillers used will ensure a certain long-term lubrication.
Sollte das Steuerelement bzw. Absperrelement z. B. Kugel, bei Einbau oder durch auftretende Zentrifugalkräfte geringfügig auf den umlaufenden Erhöhungen anliegen, kann bei einem „Einlaufen" oder „Einfahren" der Steuerleisten-Elemente vor dem Motoreinbau, dieser Überstand eliminiert und eine Langzeit-Lebensdauer sowie Dichtheit sicher gestellt werden.Should the control or shut-off z. B. ball, at installation or by occurring centrifugal forces slight on the surrounding elevations may be at a "running in" or "retracting" the control bar elements before the engine installation, this supernatant eliminates and ensures long-term durability as well as tightness be put.
Nach dem so genannten „Einfahren", das beim Kunststoffsteuerleistenhersteller stattfindet, kann das Luftmassensteuerelement, einwandfrei über die gesamte Lebensdauer arbeiten.To the so-called "retraction", that at Kunststoffsteuerleistenhersteller takes place, the air mass control element, properly on the working lifetime.
In einer weiten vorteilhaften Ausgestaltung des Medienmassen-Steuerelements umfasst dass das Medienmassen-Steuerelement mindestens einen Sensor. Der Sensor kann ein Drehwinkelsensor, ein Drehgeschwindigkeitssensor, ein Luftdruck-, Luftmassen-, Lufttemperatursensor sein. Der Sensor kann dazu dienen, die Winkelposition des Absperrelements zu bestimmen. Der Sensor kann auch zum Aufnehmen einer Eigenschaft des Mediums dienen und beispielsweise die Dichte, die Temperatur, die Strömungsgeschwindigkeit oder auch die Zusammensetzung des Mediums oder andere Eigenschaften des Mediums zu bestimmen.In a wide advantageous embodiment of the media mass control includes that the mass media control at least one sensor. The sensor may include a rotation angle sensor, a rotation speed sensor, be an air pressure, air mass, air temperature sensor. The sensor can serve to determine the angular position of the shutoff element. The sensor can also record a property of the medium serve and for example the density, the temperature, the flow velocity or else the composition of the medium or other properties of the medium.
Bevorzugt kann das Absperrelement so an die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gekoppelt sein, sodass sich das Absperrelement proportional zu der Bewegung der Kurbelwelle bewegt.Prefers the shut-off can so to the crankshaft of an internal combustion engine be coupled so that the shut-off proportional to the Movement of the crankshaft moved.
Diese Kopplung kann mechanisch erfolgen oder gesteuert beispielsweise elektrisch über einen Winkelsensor an der Kurbelwelle oder der Nockenwelle oder über einen Abgriff von Zündimpulsen.These Coupling can be done mechanically or controlled, for example electrically over an angle sensor on the crankshaft or the camshaft or over a Tapping of ignition pulses.
Bevorzugt kann dabei der Phasenwinkel zwischen der Bewegung des Absperrelements und einer Oberwelle der Bewegung der Kurbelwelle gesteuert bzw. verändert werden.Prefers can the phase angle between the movement of the shutoff and a harmonic of the movement of the crankshaft controlled or changed become.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Ansaugvorrichtung bereitgestellt, die insbesondere als Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine verwendet werden kann. Die Ansaugvorrichtung weist ein, jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeordnete Lufteinlässe in einem Zylinderkopf auf. Weiterhin weist die Ansaugvorrichtung ein Saugrohr auf, das an einem Ende in einen der Lufteinlässe mündet und das an einem anderen Ende eine Lufteintritt-Öffnung eines Ansaugplenums verbunden ist. Die Ansaugvorrichtung ist durch je ein Medienmassen-Steuerelement in jedem der Saugrohre, und/oder durch ein Medienmassen-Steuerelement gekennzeichnet, das mindestens ein rotierbares Absperrelement enthält, das dazu angepasst ist, in dem Lufteinlässen Luft-Ladeimpulse zu erzeugen, und das mit dem Ansaugplenum verbunden ist.According to one Another aspect of the present invention is a suction device provided, in particular, as an air intake device for an internal combustion engine can be used. The aspirator has one, each combustion chamber the engine associated with air intakes in a cylinder head. Furthermore, the suction device on a suction tube, which at a End in one of the air intakes ends and at another end, an air inlet port of a suction plenum connected is. The suction device is by a respective mass media control in each of the intake manifolds, and / or by a media mass control element characterized in that contains at least one rotatable shut-off, the adapted to generate air charging pulses in the air inlets, and that is connected to the intake plenum.
Bevorzugt sind die Medienmassen-Steuerelemente in den Saugrohren mittel mindestens einer Ansteuervorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung in der Lage, Ladeimpulse hohen Drucks zu erzeugen, die durch die Lufteinlässe des Zylinderkopfs in die Brennkammern der Brennkraftmaschine gelangen können, indem die Medienmassen-Steuerelemente oder Impulsschalteinheiten für einen Gasdurchtritt durch eine im Wesentlichen gleichmäßige Rotation (schnell) geöffnet und (schnell) geschlossen werden.Prefers the media mass controls in the intake manifolds are at least medium Description capable of generating high pressure charging pulses through the air inlets the cylinder head into the combustion chambers of the internal combustion engine can, by the media mass controls or pulse switching units for one be closed (fast).
Die Erzeugung von Ladeimpulsen hohen Drucks durch das vorstehend beschriebene Medienmassen-Steuerelement erfordert eine hohe Dichtheit des Medienmassensteuerelements. Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt das Medienmassen-Steuerelement im geschlossenen Zustand derart ab, sodass die Leckrate einer Impulsschalteinheit sehr gering bis nicht vorhanden ist (im Bereich von 0m3/h liegt).The generation of high pressure charging pulses by the above-described media mass controller requires high density of the mass media controller. According to a further embodiment, the media mass control element closes in the closed state such that the leak rate of a pulse switching unit very low to none (is in the range of 0m 3 / h).
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen anhand von schematischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen beschrieben, in denen:Further Details of the invention will become apparent with reference to the attached drawings described with reference to schematic representations of exemplary embodiments, in which:
Gleiche und ähnliche Vorrichtungen, Einheiten, Elemente etc. werden in den Zeichnungen und in der Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Same and similar Devices, units, elements, etc. are shown in the drawings and denoted by the same reference numerals in the description.
Beide
Figuren stellen dabei eine perspektivische Explosionszeichnungen
dar. Das Medienmassen-Steuerelement weist dabei im Wesentlichen
fünf Bauteile
auf das Gehäuse
mit einem oberen Gehäuseteil
Diese
Ausführungsform
ist eine, im Vergleich zu herkömmlichen
Kugelabsperrhähnen
deutlich leichtere Variante. Diese Ausführungsform hat überdies
den Vorteil, eine kunststoffgerechte Ausführung darzustellen, die nach
dem System möglichst
gleich bleibender Wandstärken
mit Rippen
Diese
Wanddickenreduzierung nach dem "System
möglichst
gleich bleibender Wandstärken" dient dazu, Spannungen
zu vermeiden und die Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung zu erhöhen. Das
Absperrelement
Das
Absperrelement
In
beiden Figuren ist die Struktur des Gehäuses
Die
beiden Schnitte zeigen dabei verschiedene Möglichkeiten die Dichtungen
an den Absperrelementen anzubringen in Schnitt. In
Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von den, in den in
Wenn
das Absperrelement bzw. die Luftmassensteuerkante in der Lufteinlassseite
Dieses
Absperrelement wird nur über
die Lager
Durch diese Ausführungsform ist sichergestellt, dass die Verstellkräfte möglichst klein bleiben. Die Elastomerdichtung wird von der Shore-Härte so gewählt, dass eine gute Abdichtwirkung sicher gestellt ist, Toleranzen des Kugelsegmentes ausgeglichen werden können und die erforderlichen Verstellkräfte für die erforderlichen Rotationsbewegungen, klein bleiben.By this embodiment it is ensured that the adjusting forces remain as small as possible. The Elastomer seal is selected by the Shore hardness so that a good sealing effect is ensured, compensated tolerances of the ball segment can be and the necessary adjustment forces for the required rotational movements, small stay.
Das
Medienmassen-Steuerelement kann aus Package-Gründen, seitlich abgeflacht sein,
zeigt aber zusätzlich,
noch eine Aussparung
Das
Absperrelement befindet in der zweiteiligen Variante, in den beiden
Außenschalen
An
dem Absperrelement ist der längliche Querschnitt
Die
hier dargestellten Absperrelemente können dabei an den, mit
Die hier angemeldeten Kugelsegmentvarianten weisen keine durchgehende Welle auf und vermeiden deren negative Einflüsse auf den Medienstrom und die Leckluft-Raten. Der von dem Medium durchströmte Bereich in der Mitte des Absperrelements ist frei von störenden Bauelementen für die durchströmenden Medien. Das Kugelsegment wird ausschließlich von außen angesteuert. Da, bei den hier beschriebenen Medienmassen-Steuerelementen, keine Welle in den Luftdurchsatzbereich ragt, ist diese Art der Medienmassen-Steuerung strömungsoptimiert. In den Ausführungen mit ausgesparter Auslassseite ist diese Art der Medienmassen-Steuerung mehrfach strömungsoptimiert.The Ball segment variants registered here have no continuous Wave and avoid their negative influences on the media stream and the leakage rates. The area through which the medium flows in the middle of the Absperement is free of disturbing Components for the flowing ones Media. The ball segment is controlled exclusively from the outside. Since, with the media mass controls described here, none Wave in the air flow area projects, this is the type of media mass control optimum flow. In the versions with recessed outlet side is this type of media mass control multiple flow optimized.
Das
Absperrelement ist mit Rippen oder Stringern versehen, um die Wanddicke
zu reduzieren, die ein Vollkugelabsperrelement sonst aufweisen würde. Diese
Wanddickenreduzierung nach dem „System möglichst gleich bleibender Wandstärken" dient dazu, Spannungen
zu vermeiden und die Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung zu erhöhen. Das
Absperrelement kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Das äußere Gehäuse
Die Durchfluss- oder Impulsform-Charakteristik kann, in Abhängigkeit der geometrischen Gestaltung des Kugelsegmentes linear, progressiv oder degressiv gewählt werden. Die Form des Durchgangs kann entsprechend den gegebenen Zuführungen im Querschnitt auch leicht oval oder polygonal oder sogar viereckig oder dreieckig ausgeführt werden. Um progressive Impulsformen, oder ein besonders schnelles Abschließen des Medienmassen-Steuerelements zu erhalten, kann die Durchgangsöffnung im Wesentlichen nierenförmig oder tropfenförmig abgewandelt sein. Wobei die Nierenform ein schnelles und abruptes Absperren und die Tropfenform ein eher allmähliches Absperrverhalten aufweist. Es auch ein "Nierentropfen"- förmiger Querschnitt kann gewählt werden, und von der offenen Stellung alternativ ein abruptes Absperren oder ein allmähliches Absperren zu gestatten. Je nach Rotationsrichtung können dann andere Impulse erzeugt werden. Mit dieser Form kann das Absperrelement bei einem Verbrennungsmotor bei höheren Drehzahlen als Impulsaufladeelement verwendet werden, während es im Lehrlauf mit dem spitzen tropfenförmigen Ende ein exaktes Drosseln der Leerlaufdrehzahl gestattet.The Flow or pulse shape characteristics can, depending on the geometric design of the spherical segment linear, progressive or declining balance become. The shape of the passage can be given according to the given additions in the cross section also slightly oval or polygonal or even square or triangular become. To progressive pulse shapes, or a particularly fast To lock of the media mass control, the passage opening in Essentially kidney-shaped or drop-shaped be modified. The renal form is a fast and abrupt one Shut off and the drop shape has a more gradual shut-off. It also a "kidney drop" - shaped cross section can be chosen Alternatively, from the open position, an abrupt shut-off or a gradual one To allow shut off. Depending on the direction of rotation can then other pulses are generated. With this form, the shut-off at an internal combustion engine at higher Speeds are used as a pulse charging element while it in the course with the sharp drop-shaped end an exact throttling the idle speed allowed.
Als Werkstoffe für das äußere Gehäuse und den Kugelsegmentkörper kommen vorzugsweise verzugs- und schwindungsarme Polymerwerkstoffe wie PPA, PPS, Polyphtalamid, Polyphenylen und andere in Frage. Es können aber auch metallische Werkstoffe, Keramik, Gläser oder Naturstoffe eingesetzt werden. Hybride oder Composite, bei denen das Gehäuse und der Kugelsegmentkörper aus verschiedenen Werkstoffen aufgebaut sind, sind ebenfalls möglich. Bei der Herstellung eines Kugelsegmentes in einem Gehäuse entstehen zwangsläufig Formen mit Hinterschnitten.When Materials for the outer housing and the Ball segment body preferably come distortion and low shrinkage polymer materials such as PPA, PPS, polyphtalamide, polyphenylene and others in question. But it can also used metallic materials, ceramics, glasses or natural substances become. Hybrid or composite, where the case and the ball segment body are made of different materials are also possible. at the production of a spherical segment in a housing arise inevitably forms with undercuts.
In
In
In
In
In
Ein
Merkmal dieser Ausführungsformen
von
Der
erste Teilabschnitt, der Gaszuführungs-Abschnitt,
umfasst den Ansaug-Luftverdichter
Gemäß einer
Ausführungsform
muss die Verbrennungsluft auf einem bestimmten Arbeitsdruck gebracht
werden, damit die Impuls-Schalteinheit
Die
Verdichtung der Luft führt
zu deren hohen Beschleunigung und resultiert in einer hohen Luftströmungsgeschwindigkeit.
Strömende
Luft hoher Geschwindigkeit führt
insbesondere an verschiedenen Strömungsquerschnitten, Übergängen, Vorsprüngen der
Luftführungskanäle und der
gleichen unter anderem zu Turbulenzen und Strömungsabrissen, aufgrund derer
Luftvolumen breitbandig angeregt. Eine entsprechende Geräuschentwicklung
ist die Folge, aufgrund derer es zu unannehmbaren Geräuschwahrnehmungen
der Passagiere in dem Fahrzeuginnenraum kommen kann. Akustische
Resonator- und Dämpfungselemente
in der Luftzuführung
Ansaugvorrichtungen
vom Stand der Technik weisen bisher Luftmassen-Messeinheiten auf,
deren Signale für
das Motormanagement benötigt
werden. Auf der Erfindung aufbauende Ansaugvorrichtungen benötigen neben
der Luftmassen-Messeinheit eine Gasdruck-Messeinheit. Vorteilhafterweise
wird eine kombinierte Luftmassen- und Gasdruck-Messeinheit
Der
zweite Teilabschnitt, der Plenum-Abschnitt, umfasst das Ansaug-Plenum
In
der
Das
Ansaug-Plenum kann weitere in der
Der
dritte Teilabschnitt, der Saugrohr-Abschnitt, umfasst das Saugrohr
Das
Saugrohr integriert das Medienmassen-Steuerelement bzw. die Impuls-Schalteinheit
Hierzu
muss die Impuls-Schalteinheit
Vorteilhafterweise
wird die Impuls-Schalteinheit
Außerdem können die
Winkelstellung und die Winkelgeschwindigkeit dieser Ausführungen
der Impuls-Schalteinheit
Das
in
Der
in
In
In
In
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen annehmen.The The invention is not limited to the above embodiment which only the general explanation the core idea of the invention is used. Within the scope of protection can the device of the invention Rather, assume other than the embodiments described above.
So kann beispielsweise das Medienmassen-Steuerelement ein Doppel- oder Mehrfach-Medienmassensteuerelement sein, das ein Absperrelement mit zwei oder mehreren Durchlassöffnungen aufweist.So For example, the media mass control may be a double or Multi-media mass control be, which has a shut-off element with two or more passage openings.
Das im Wesentlichen sphärische Absperrelement kann oblat oder linsenförmig oder prolat oder Zigarren-förmig ausgebildet sein oder in einem aus Kegelstümpfen gebildeten Rotationskörper darstellen. Die Drehachse des Absperrelements liegt dabei immer parallel zu einer Symmetrieachse des Absperrelements oder des Körpers, der bei der Rotation des Absperrelements entsteht.The essentially spherical Barrier element can be oblate or lenticular or prolate or cigar-shaped his or in one of truncated cones formed rotational body represent. The axis of rotation of the shut-off element is always there parallel to an axis of symmetry of the shut-off element or the body, the arises during the rotation of the shutoff.
Die Absperrelemente können mit Rippen können und Längs- (Stringer), Schräg-, Quer-, Radial- oder auch als Tangential- Rippen versehen sein. Selbst eine aus Rippen gebildete, beispielsweise wabenförmige Struktur ist dabei denkbar und soll unter den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.The shut-off elements can be with ribs can be provided and longitudinal (stringers), oblique, transverse, radial or as tangential ribs. Even a rib-shaped, for example, honeycomb-shaped structure is conceivable and should fall within the scope of the appended claims.
Die abgeflachten Bereiche des Absperrkörpers und des Gehäuses können auch leicht kegelförmig ausgeführt sein. Dann soll die Symmetrieachse des Kegels mit der Drehachse des Absperrkörpers zusammenfallen.The flattened areas of the shut-off and the housing can also slightly conical accomplished be. Then, the axis of symmetry of the cone with the axis of rotation of the shut-off body coincide.
Die Durchgangsbohrung des Absperrelements kann beispielsweise in Bezug auf die Achse schräg verlaufen, sodass sich das Verhältnis von Öffnungszeit zu Umdrehungszeit beliebig steuern lässt. Eine oder mehrere „exzentrische" Bohrungen kann genau einen, zwei oder mehrere verschiedene Öffunungszeiträume pro Umdrehung des Schaltelements definieren.The Through hole of the shutoff can, for example, in relation slanted on the axis run, so the ratio of opening time can be controlled arbitrarily at revolution time. One or more "eccentric" holes can be accurate one, two or more different publicity periods per Define rotation of the switching element.
Die Durchgangsbohrung des Absperrelements kann beispielsweise in Bezug auf die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung versetzt sein, sodass die Zeit die ein Luftimpuls benötigt um das Volumen der Durchgangsbohrung zu durchqueren berücksichtigt werden kann.The Through hole of the shutoff can, for example, in relation on the entrance opening and the exit port be offset so that the time that takes an air pulse to the Volume of the through-hole to be traversed can be considered.
Die Durchgangsbohrung des Absperrelements kann weiterhin die Bewegung des Absperrelements beim Durchgang des Luftimpulses durch beispielsweise eine zykloide bzw. trochoide Form der Durchgangsbohrung berücksichtigen.The Through hole of the shut-off element can continue the movement the shutoff during the passage of the air pulse, for example consider a cycloid or trochoidal shape of the through hole.
Zur Herstellung dieser Kugelsegment-Massensteuerelemente kann entweder das Absperrelement oder das Gehäuse geteilt werden. Die Teilung kann, vorzugsweise mittensymmetrisch, längs, quer oder schräg zur Strömungsrichtung, parallel oder senkrecht zur Drehachse ausgeführt werden. Das Absperrelement kann durch die bekannte Schmelzkerntechnologie in das Gehäuse eingeformt werden. Dabei müssen auf dem Kugelsegment die Dichtung und die Lagerelemente (Gleitlager oder andere Lagerungen und Lagerdichtungen) bereits aufgebracht sein. Das Absperrelement mit den Dichtungen und Montageteilen wird in eine niedrigschmelzende Metalllegierung eingeformt und mit dem Gehäusekörper umspritzt (Kunststofftechnik) oder umschmolzen bzw. gegossen (Metalltechnologie).to Manufacture of these ball segment mass control elements can either the shut-off element or the housing to be shared. The division can, preferably mittsymmetrisch, along, transverse or oblique to the flow direction, be executed parallel or perpendicular to the axis of rotation. The shut-off element can be molded into the housing by the well-known fused core technology become. It must on the ball segment, the seal and the bearing elements (plain bearings or other bearings and bearing seals) already applied. The shut-off element with the seals and mounting parts is in formed a low-melting metal alloy and overmoulded with the housing body (Plastic technology) or melted or poured (metal technology).
Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die aus einer Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche folgen. Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.The In this case, the device can in particular have features that are made a combination of the respective individual features of the claims follow. Reference signs in the claims are merely for the better understanding of the invention and should do not restrict the scope of protection.
- 22
- Absperrelementshut-off
- 44
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 66
- Lagercamp
- 88th
- Dichtungpoetry
- 1010
- Antriebdrive
- 1212
- Antriebssteuer-LeitungenDrive control lines
- 1414
- Steuerung (Motormanagement)control (Engine Management)
- 1616
- Gaspedal-SteuerleitungenAccelerator control cables
- 1818
- Gaspedalaccelerator
- 2020
- Gaspedal-Sensor (Weg/Druckaufnehmer)Accelerator sensor (Path / pressure transducer)
- 2222
- Gehäusecasing
- 2424
- GehäuseoberteilHousing top
- 2626
- GehäuseunterteilHousing bottom
- 2828
- Wellenstumpfstub shaft
- 3030
- Absperrelementshut-off
- 3232
- Eintrittsseiteentry page
- 3434
- Dichtungpoetry
- 3636
- Ripperib
- 3838
- StringerStringer
- 4040
- Zwischenräume zwischen Rippen / StringernSpaces between Ribs / stringers
- 4242
- Kontaktflächen / DichtflächenContact surfaces / sealing surfaces
- 4444
- Segment zu Strömungsoptimierungsegment for flow optimization
- 4646
- EinlasstromEinlasstrom
- 4848
- Auslassstromoutlet stream
- 5050
- Absperrkugeloff ball
- 5252
- AbsperrwalzeAbsperrwalze
- 5454
- AnsaugplenumIntake plenum
- 5656
- Verstellbare Ansaugwegeadjustable intake paths
- 5858
- Statrowicklungen (Schematisch)Statrowicklungen (Schematic)
- 6060
- Antriebsachsedrive axle
- 6262
- Drosselklappethrottle
- 6464
- Drosselkugelthrottle ball
- 6666
- Aussparung für Antrieb / Sensoren / Drossel / Leerlaufstellerrecess for drive / Sensors / throttle / idle actuator
- 6868
- Abflachungflattening
- 7070
- die Eingangsöffnungthe entrance opening
- 7272
- Ausgangsöffnungoutput port
- 7474
- Zylinderkopfcylinder head
- 7676
- Ansauganlage / AnsaugkrümmerIntake / Intake manifold
- 7878
- Befestigungsschraubefixing screw
- 8080
- AnreihungsrichtungAnreihungsrichtung
- 8282
- Rotationsrichtungdirection of rotation
- 8484
- Durchmesser des Absperrelementsdiameter of the shutoff element
- 8686
- Abmessung der Durchgangsöffnungdimension the passage opening
- 8888
- Abmessung der Eingangsöffnung des Gehäusesdimension the entrance opening of the housing
- 9090
- Bauhöhe der Impulsladevorrichtung (bei ruhendem Absperrelement)Height of the pulse charging device (with stationary shut-off element)
- 9292
- Richtung des Motorblocksdirection of the engine block
- 9494
- Umschaltklappe zwischen Drosselung und Impulsaufladungswitching door between throttling and pulse charging
- 111111
- Luftfilterair filter
- 111'111 '
- integrierter Resonatorintegrated resonator
- 112112
- kombinierte Luftmassen- und Gasdruck-Messeinheitcombined Air mass and gas pressure measuring unit
- 113113
- Drosselelementthrottle element
- 114114
- Ansaug-LuftverdichterIntake air compressor
- 115115
- Luftzuführungair supply
- 120120
- Ansaug-PlenumIntake Plenum
- 121121
- Resonanzvolumenresonance volume
- 122122
- Resonanzelementresonant element
- 123123
- Abgasrückführ-VentilExhaust gas recirculation valve
- 124124
- Turbolader-VentilTurbocharger valve
- 130130
- Saugrohrsuction tube
- 131131
- LufteintrittsöffnungAir inlet opening
- 132132
- Medienmassen-SteuerelementMedia masses control
- 133133
- ResonanzsteuereinheitResonance control unit
- 134134
- Abgasrückführ-ZuführungExhaust gas recirculation supply
- 135135
- Drall- und/oder Tumble-Elementswirl and / or tumble element
- 140140
- Zylinderkopfcylinder head
- 141141
- Lufteinlassair intake
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10327603A DE10327603A1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Media mass control element for combustion engine has blocking element with rotary drive it; through opening periodically connects/disconnects inlet, outlet openings to produce pulsed charging function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10327603A DE10327603A1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Media mass control element for combustion engine has blocking element with rotary drive it; through opening periodically connects/disconnects inlet, outlet openings to produce pulsed charging function |
Publications (1)
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DE10327603A1 true DE10327603A1 (en) | 2005-01-05 |
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ID=33495151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10327603A Withdrawn DE10327603A1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Media mass control element for combustion engine has blocking element with rotary drive it; through opening periodically connects/disconnects inlet, outlet openings to produce pulsed charging function |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |