DE19501411A1

DE19501411A1 - Ansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19501411A1
Application number: DE19501411A
Authority: DE
Inventors: Roland Loy; Heinz Andres; Heinz Mueller
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-07-25
Also published as: MX9705226A; EP0804682B1; US5947072A; AR000750A1; ZA96413B; WO1996022462A1; EP0804682A1; CZ287893B6; KR19980701220A; BR9606763A; CZ211797A3; JPH10512642A; DE59608677D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Es ist bereits eine Ansaugvorrichtung für einen Verbren nungsmotor aus der DE-OS 40 41 786 bekannt, bei der zur Variierung der Durchtrittsöffnung, durch die die angesaugte Luft strömt, ein steuerbares Absperrorgan vorhanden ist. Das Absperrorgan befindet sich in einem zwischen zwei An saugkanälen befindlichen Querkanal und wird durch Steuerbe fehle einer Steuerelektronik geöffnet oder geschlossen. Die Steuerbefehle sind abhängig von der Drehzahl des Verbren nungsmotors und von der Temperatur der Außenluft, die mit einem Temperaturfühler ermittelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvor richtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu fortzubilden, daß mit einfachen Mit teln und ohne zusätzliche Steuervorrichtungen eine Anpas sung der Durchtrittsöffnung der Ansaugvorrichtung an die Betriebszustände des Verbrennungsmotors möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Ansaugvorrichtung löst die gestellte Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebe nen Merkmalen.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Ansaugvor richtung dadurch, daß besonders die Geräuschemission des Verbrennungsmotors durch eine auf einfache Weise dreh zahlangepaßte Größe der Durchtrittsöffnung für das ange saugte Luftvolumen stark vermindert wird. Optimal ist für jede Drehzahl des Verbrennungsmotors eine bestimmte Größe der Durchtrittsöffnung, wobei bei niedrigen Drehzahlen ein kleiner Durchmesser zu einer möglichst geringen Geräusche mission führt.

Gemäß der Erfindung ist bei kleineren Drehzahlen, bzw. bei einem geringen Ansaugvolumen nur das Innenrohr geöffnet und erst bei einer Erhöhung der Drehzahl oder einer Erhöhung des Ansaugvolumens wird eine zusätzliche, variabel erwei terbare, Durchtrittsöffnung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr hinzugenommen. Bei einer Verwendung von mehreren Innenrohren können die variablen, zusätzlichen Durchtritts öffnungen auch zwischen den weiteren Innenrohren angebracht werden. Die konstruktiven Ausgestaltungen der variablen Durchtrittsöffnungen, wie sie folgend beschrieben werden, sind hier jeweils in gleicher Weise anwendbar.

Die variablen Durchtrittsöffnungen sind auf einfache Weise mittels eines passiven Klappenmechanismus realisiert, der in dem durch stegartige Abstandhalter fixierten Zwischen raum zwischen den Rohren gebildet ist. Zur Öffnung des Klappenmechanismusses genügt hier die Erhöhung des Ansaug drucks, beispielsweise bei einer Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors.

In besonders vorteilhafter Weise ist der Klappenmechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 5 als eine elastische Dicht lippe ausgeführt, die jeweils einseitig gehalten ist und im beweglichen Teil derart von der anderen Rohrfläche wegbe wegbar ist, daß sie die zusätzliche Durchtrittsöffnung ganz oder teilweise freigibt. Diese elastische Dichtlippe ist vorzugsweise aus einem temperaturstabilen elastischem Werk stoff, z. B. Elastomer, TPE oder ähnlichem, hergestellt, so daß das öffnungsverhalten weitgehend temperaturunabhängig ist. Hierbei sind die freien, beweglichen Teile der Dicht lippe möglichst lang ausgebildet um die Tempera turunabhängigkeit zu fördern.

Zur Verbesserung des Öffnungsverhaltens ist die elastische Dichtlippe am freien Ende zusätzlich geschlitzt, so daß die freien Teile noch beweglicher sind. Ein eventuell notwendi ger Anpreßdruck des freien Teils an das jeweils andere Rohr kann auf einfache Weise durch eine Ringfeder hergestellt werden.

Die weiter noch möglichen geometrischen Ausgestaltungen der elastischen Dichtlippe und die jeweils beste Anordnung - entweder an der Eintrittsöffnung, an der Austrittsöffnung oder dazwischen - ergibt sich jeweils aus dem speziellen Anwendungsfall, der durch Bauart und/oder Einsatzbedingun gen des Verbrennungsmotors bestimmt wird.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das mindestens eine Innen rohr etwas länger ist als das jeweils äußere Rohr und somit aus der Ebene der Eintrittsöffnung herausragt. Auf diese Weise können Turbulenzen und ein Unterdruck in der zusätz lichen Durchtrittsöffnung weitgehend vermieden werden, wel che das Ansaugverhalten negativ beeinflussen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ansaugvorrich tung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erstes Aus führungsbeispiel einer Ansaugvorrichtung mit einem In nen- und einem Außenrohr und einer elastischen Dicht lippe;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Ansaugvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 bis 8 verschiedene Ausführungsformen der ela stischen Dichtlippe;

Fig. 9 bis 11 verschiedene Anordnungsvarianten der elastischen Dichtlippe und

Fig. 12 eine Ausführungsform der Ansaugvorrichtung mit unterschiedlichen Längen des Innenrohres an der Aus trittsöffnung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Ansaugvorrichtung 1 für einen hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor gezeigt, durch die ein Luftstrom gemäß Pfeil 2 angesaugt wird. Die Ansaugvor richtung 1 weist ein Innenrohr 3, ein Außenrohr 4 und steg artige Abstandhalter 5 zwischen den Rohren 3 und 4 auf. Das Innenrohr 3 ist hierbei über die Ebene der Eintrittsöffnung 6 um einen vorgegebenen Betrag verlängert. Obwohl bei die ser und den folgenden Darstellungen nur ein Innenrohr 3 vorhanden ist, ist es prinzipiell möglich eine Mehrzahl von Innenrohren 3 vorzusehen, die mit den jeweils äußeren Roh ren zusätzliche, variable Durchtrittsöffnungen gestalten.

An der Eintrittsöffnung 6 ist am Außenrohr 4 eine elasti sche Dichtlippe 7 gehalten, die einen in Grenzen frei be weglichen Teil 8 aufweist. Die Dichtlippe 7 ist mit dem freien Teil 8 in Ansaugrichtung schräg nach hinten ge führt, so daß bei einer bestimmten Erhöhung des Ansaugdrucks der freie Teil 8 der Dichtlippe 7 sich vom Innenrohr 3 weg bewegt und eine zusätzliche Durchtrittsöffnung für den Luftstrom freigibt.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Ansaugvorrichtung nach Fig. 1 gezeigt, der insbesondere die Lage der stegartigen Abstandhalter 5 zwischen den Rohren 3 und 4 verdeutlicht.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Dichtlippe 7 mit dem beweglichen freien Teil 8 im Detail, wobei in der rechten Hälfte der Fig. 3 eine Draufsicht auf die Dicht lippe 7 dargestellt ist.

Um die Beweglichkeit des freien Teils 8 der Dichtlippe 7 zu erhöhen, sind gemäß Fig. 4 Schlitze 9 angebracht, die eine Fortbewegung der freien Schenkel der Dichtlippe unterstüt zen. Die Anzahl und die Größe der Schlitze 9 wird in Abhän gigkeit von den Druckverhältnissen in der Ansaugvorrichtung bzw. von den Einsatzbedingungen des Verbrennungsmotors oder Elastizität der Dichtlippe 7 gewählt. In Fig. 5 sind an statt der Schlitze 9 Falten 10 angebracht, die in ver gleichbarer Weise wie die Schlitze 9 anhand der Fig. 4 die Öffnung der Dichtlippe 7 unterstützen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weist zusätzlich zu den Schlitzen 9 noch eine Ringfeder 11 auf, die einen vor gegebenen Anpreßdruck der Dichtlippe an des Innenrohr 3 be wirkt. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es erforderlich, ein gewissermaßen passiv gesteuertes öffnungsverhalten der Dichtlippe 7 zu gewährleisten, damit erst ab einem durch die Federwirkung der Ringfeder 11 vorgegebenen Ansaugdruck die zusätzliche Durchtrittsöffnung aktiviert wird.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Dichtlippe 7 mit einer bauchartigen Er weiterung des freien Teils 8, der zum Teil eine gewisse Steifigkeit in einem Bereich 12 aufweisen kann. Die Variie rung der Durchtrittsöffnung erfolgt auch hier durch die An ordnung von Schlitzen 9 (Fig. 7) oder durch Falten 10 (Fig. 8).

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Ansaugvorrich tung 1 mit einer Dichtlippe 13, die am Innenrohr 3 befe stigt ist und mit ihren beweglichen Teil am Außenrohr 4 an liegt. Weitere Anordnungsmöglichkeiten der Dichtlippen 13 ergeben sich aus Fig. 10 (Befestigung im Bereich der Aus trittsöffnung 14 am Außenrohr 4) sowie aus Fig. 11 (Befestigung im Bereich der Austrittsöffnung 14 am Innen rohr 3). Die konstruktiven Ausführungsformen der Dichtlip pen 13 sind hier den jeweiligen Anwendungsfällen angepaßt und können sich dabei der in den Fig. 3 bis 8 beschrie benen Merkmale hinsichtlich der Bewegbarkeit bedienen.

Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit des Innenrohrs 3 zeigt Fig. 12, bei der das Innenrohr 3 über die Ebene-der Aus trittsöffnung 14 hinausgeführt ist um die strömungstech nisch günstigste Form beim Austritt des Luftstroms zu ge währleisten. Anhand einer gestrichelten Linie 15 ist auch eine verkürzte Form des Innenrohrs 3 angedeutet, bei der das Innenrohr vor der Austrittsöffnung 14 endet. Die je weils günstigste Gestaltung, besonders hinsichtlich der Ge räuschemission, hängt hierbei insbesondere von der Bauart des die Ansaugluft benötigenden Verbrennungsmotors ab.

Claims

1. Ansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

- mit einer, mindestens teilweise variablen, Durchtritts öffnung zur Anpassung des Ansaugverhaltens an die Betriebs zustände des Verbrennungsmotors,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Ansaugvorrichtung (1) mindestens ein Innenrohr (3) und ein Außenrohr (4) aufweist, wobei der angesaugte Luft strom in jedem Betriebszustand durch das Innenrohr (3) und ein weiterer Luftstrom durch eine zusätzliche, in ihrer Größe variierbaren Durchtrittsöffnung im Bereich zwischen dem jeweiligen Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) gelangt.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Bereich zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) mittels stegartiger Abstandhalter (5) fixiert ist und sich ein passiver, klappenförmiger Mechanismus in diesem Bereich befindet, der bei einer Erhöhung des Ansaugdrucks zu einer variablen Öffnung dieses Bereichs für den ange saugten Luftstrom führt.

3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- der klappenförmige Mechanismus eine elastische Dichtlippe (7) ist, die an der Eintrittsöffnung (6) am Außenrohr (4) gehalten ist und daß
- die elastische Dichtlippe (7) in Ansaugrichtung schräg auf die äußere Fläche des Innenrohres (3) geführt ist, wo bei die Dichtlippe (7) oder Teile davon vom Innenrohr (3) unter Überwindung einer Vorspannung in Ansaugrichtung weg bewegbar ist.

4. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- der klappenförmige Mechanismus eine elastische Dichtlippe (13) ist, die an der Eintrittsöffnung (6) oder der Aus trittsöffnung (14) der Ansaugvorrichtung (1) entweder am Außenrohr (4) oder am Innenrohr (3) gehalten ist und daß
- die elastische Dichtlippe (13) mit ihren beweglichen Be reichen an dem jeweils anderen Rohr anliegt, wobei die be weglichen Bereiche oder Teile davon, vom jeweils anderen Rohr unter Überwindung einer Vorspannung in Ansaugrichtung wegbewegbar sind.

5. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- die elastische Dichtlippen (7) mindestens vier vom Innen rohr (3) radial zum Außenrohr (4) verlaufende Schlitze (9) mit einer vorgegebenen Länge aufweist.

6. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die elastische Dichtlippe (7) mit einer Ringfeder (11) an das Innenrohr (3) angedrückt ist.

7. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- die elastische Dichtlippe (7) in Ansaugrichtung bauchför mig erweitert ist und Bereiche mit erhöhter Steifigkeit aufweist.

8. Ansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Innenrohr (3) an der Eintrittsöffnung derart verlän gert ist, daß es aus der Eintrittsebene (6) herausragt.

9. Ansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Innenrohr (3) an der Austrittsöffnung (14) derart verlängert ist, daß es aus der Austrittsöffnung (14) her ausragt.

10. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Innenrohr (3) an der Austrittsöffnung (14) derart verkürzt ist, daß es innerhalb des Außenrohres (4) endet.