DE19507354B4

DE19507354B4 - Saugmodul für einen Ottomotor

Info

Publication number: DE19507354B4
Application number: DE19507354A
Authority: DE
Inventors: Matthias Zentgraf
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2015-03-04
Also published as: DE19507354A1

Abstract

Saugmodul für einen Ottomotor, wobei das Saugmodul ein Luftführungsrohr (5), ein Drosselklappenstellglied (7) und einen Luftfilter (8) aufweist, sowie der Ottomotor eine Zylinderkopfhaube (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmodul (5, 7, 8) und die Zylinderkopfhaube (6) eine vormontierte Einheit bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugmodul für einen Ottomotor, wobei das Saugmodul ein Luftführungsrohr, ein Drosselklappenstellglied und einen Luftfilter aufweist, sowie der Ottomotor eine Zylinderkopfhaube aufweist.
Ein derartiges Saugmodul ist aus der Praxis bekannt. In ihm sind ansaugluftführende Bauteile aus Montagegründen zusammengefaßt.
Aus der DE 36 41 811 C1 ist ein Saugmodul für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei eine Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf, der von einer Haube abgedeckt wird, aufweist. Der Zylinderkopf weist Saugrohrkanäle auf, die mit aus dem Zylinderkopf seitlich herausragenden Rohrstutzen versehen sind, an denen unter Vermittlung von aus elastischem Werkstoff bestehenden muffenartigen Verbindungselementen eine Ansauganlage angeschlossen ist. Diese Ausgestaltung bewirkt, daß die Verbindung der Ansauganlage mit dem Saugrohrkanal eine hohe Dichtigkeit aufweist und eine schwingungsmäßige Entkopplung gegenüber der Brennkraftmaschine erhalten bleibt.
Aus der EP 523 027 A2 ist ein Saugmodul für einen Ottomotor bekannt, das ein Luftzuführrohr, ein Drosselklappenstellglied und einen Luftfilter aufweist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Saugmodul der genannten Art so weiter zu bilden, daß eine optimale Montageschnittstelle bei der Herstellung eines Ottomotors im Bereich seines Saugtrakts erzeugt wird, wobei überdies der Entwicklungs-, Logistik- und Prüfaufwand des Moduls minimiert werden soll.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das Saugmodul und die Zylinderkopfhaube eine vormontierte Einheit bilden.
Erfindungsgemäß wird damit vorgeschlagen, ein Bauteil, das nicht zu den luftführenden Komponenten gehört, mit in den Liefer- bzw. Montageumfang einzubeziehen. Es ist dabei anzustreben, möglichst viele Bauteile des Saugtraktes im Saugmodul zu berücksichtigen, zum Beispiel ein Luftmassenmeßelement.
Um die Montage der aus Saugmodul und Zylinderkopfhaube bestehenden vormontierten Einheit möglichst einfach zu bewerkstelligen, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, daß dies mittels der ohnehin für die Befestigung der Zylinderkopfhaube benötigten Befestigungsschrauben erfolgt. Mittels dieser Schrauben können beispielsweise der Luftfilter und/oder das Luftführungsrohr mit befestigt werden.
Insbesondere dann, wenn der Luftfilter einen geteilten Luftfilterkasten aufweist, somit ein Luftfilterunterteil und ein Luftfilteroberteil, die eine Luftfilterpatrrone aufnehmen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Luftfilterunterteil und die Zylinderkopfhaube ein Bauteil bilden. In diesem Fall ist das Luftfilteroberteil zweckmäßig direkt mit dem Luftführungsrohr verbunden.
Das Saugmodul kann Anschlußstutzen zum Anschließen einer Umluftleitung eines Laders sowie eine Umluftklappe zum Umleiten der vom Luftfilter gefilterten Luft über den Lader zum Stutzen des Drosselklappenstellgliedes aufweisen. Es kann damit durch Austausch bzw. Erweiterung des Lieferumfanges das Saugmodul an die Gegebenheiten eines mit einem Lader betriebenen Motors angepaßt werden. Bei entsprechenden Bauraumverhältnissen im Motorraum kann in der Umluftleitung auch ein Ladeluftkühler angeordnet werden, der durchaus in den Luftfilterkasten integriert sein kann.
Die Zylinderkopfhaube besteht zweckmäßig aus Kunststoff und ist insbesondere im Spritzgußverfahren hergestellt. Die Zylinderkopfhaube kann mit einem Zündrail zu einem Bauteil zusammengefaßt sein. Mit dem Befestigen der Zylinderkophaube am Zylinderkopf erfolgt damit die Befestigung des Zündrails am Zylinderkopf.
Die beschriebene, vormontierte Einheit weist zweckmäßig ein Lüftungsrohr auf, das das Saugrohroberteil umfaßt. Dies ermöglicht eine günstige Montage mit einer Montagerichtung von oben auf den Zylinderkopf bei günstiger Zugänglichkeit der Flanschschrauben des Zylinderkopes durch Mehrfachschrauber. Das Saugrohrunterteil, die Einspritzventile und ein Fuelrail bilden vorteilhaft eine weitere, vormontierte Einheit.
Die vorbeschriebenen, frischluftführenden Komponenten vom Rohlufteintritt bis zum Saugrohrflansch am Zylinderkopf sind damit derart zusammengefaßt, daß bei der Montage beim Motor-/Fahrzeughersteller nur eine vormontierte, das heißt geprüfte Einheit gehandhabt werden muß, die den Montage-, Logistik- Entwicklungs- und Prüfaufwand erheblich reduziert. Es werden die luftführenden Komponenten soweit wie möglich zusammengefaßt. Zusätzlich hierzu wird die Zylinderkopfhaube mit in den Lieferumfang integriert.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der Figuren und den Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
In den Figuren ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es zeigt in schematischer Darstellung:
1 einen Ottomotor im Bereich seiner luftführenden Komponenten, mit der aus Saugmodul und Zylinderkopfhaube gebildeten vormontierten Einheit, wobei dort eine in den Luftfilter eingesetzte, flache Luftfilterpatrone Verwendung findet,
1a dieselben Teile wie in 1 dargestellt, jedoch mit aus Gründen zeichnerischen Klarheit zum Saugmodul getrennt dargestellter Zylinderkopfhaube,
2 eine Ausführungsform ähnlich der nach 1a, bei der eine stehende Rundfilterpatrone Verwendung findet,
3 eine Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform nach 1a, bei der eine liegende Rundfilterpatrone Verwendung findet,
4 eine Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform nach 1a mit flacher Luftfilterpatrone, wobei an das Saugmodul ein Lader angeschlossen ist,
5 eine Ansicht A gemäß 4 für den Laderbereich des Saugmoduls und
6 wesentliche Bauelemente einer Ladervariante auf Basis eines Rundfilters.
1 zeigt die erfindungswesentlichen Bauteile eines als Reihenmotor ausgebildeten Ottomotors, dessen Zylinderkopf 1 Einlaßventile 2 zur Regelung der Füllung des jeweiligen Brennraumes aufweist. In der 1 ist nur ein Ventil 2 und der zu diesem gehörende Saugkanal 3 im Zylinderkopf 1 gezeigt. Ein Saugrohrunterteil 4 stellt die Strömungsverbindung zu den Ventilen 2 her. Das Saugrohrunterteil 4 kann zusammen mit nicht gezeigten Einspritzventilen und einer gleichfalls nicht gezeigten Fuelrail einen Teil des Lieferumfanges, somit eine Montageeinheit bilden, wobei die im Saugrohrunterteil gehaltenen Einspritzventile und das Fuelrail beim Anbringen des Saugrohrunterteils am Zylinderkopf 1 mit diesem verbunden werden. Diese Hauptgruppe ist weitgehend vormontiert und geprüft.
Den anderen Teil des Lieferumfanges bildet der verbleibende Bereich des Luftführungsrohres, das heißt das Saugrohroberteil 5, die Zylinderkopfhaube 6, ein Drosselklappenstellglied 7, ein nicht gezeigtes Luftmassenmeßelement, sowie der Luftfilter 8, der im wesentlichen aus Luftfilterunterteil 9, flach ausgebildeter Luftfilterpatrone 10 und Luftfilteroberteil 11 besteht. Das Luftfilterunterteil 9 weist einen Eintrittstutzen 12 für die Rohluft auf. An das Saugrohroberteil 5 ist ein Stutzen 13 angeflanscht, der das Drosselklappenstellglied 7 aufnimmt und in das Luftfilteroberteil 11 ragt. Auch diese aus den vorgenannten Teilen gebildete Hauptgruppe ist weitgehend vormontiert und geprüft. Die Bestandteil dieser Hauptgruppe bildende Zylinderkopfhaube 6 nimmt zusätzlich die Zündspulen auf, von denen eine, als Einzelfunkenspule 14 ausgebildete, gezeigt ist. Zur Bauteil- und Kostenminimierung kann die aus Kunststoff bestehende Zylinderkopfhaube 6 bereits als sogenanntes Zündrail (Zündspulenleiste) ausgeführt sein, bei der die Zündspulen durch Umspritzen mit dem Haubenwerkstoff in die Zylinderkopfhaube integriert sind.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, sind das Luftfilterunterteil 9 und die Zylinderkopfhaube 6 zu einem Bauteil zusammengefaßt. Mit diesen sind das Luftfilteroberteil 11, das Drosselklappenstellglied 7 und das Saugrohroberteil 5 vormontiert. Nach dem Anbringen der ersten Hauptgruppe kann die zweite Hauptgruppe mit dem Zylinderkopf 1 verbunden werden. Letzteres erfolgt zweckmäßig mittels Befestigungsschrauben 15, die nicht nur Bohrungen in der Zylinderkopfhaube 6, sondern auch Bohrungen an einem Flansch des Saugrohroberteils 5 durchsetzen, wobei das Saugrohroberteil 5 vor dem Befestigen beispielsweise mittels einer nicht gezeigten Transportfixierung an der Zylinderkopfhaube 6 vorfixiert ist. Mit der Bezugsziffer 16 ist eine zwischen dem Zylinderkopf 1 und der Zylinderkopfhaube 6 angeordnete Dichtung bezeichnet. Die Verbindung im Bereich der beiden Saugrohrteile 4 und 5 erfolgt mittels nicht dargestellter Schrauben, die in Flanschabschnitte 17 und 18 von Saugrohrunterteil 4 und Saugrohroberteil 5, insbesondere unter Verwendung von Mehrfachschraubern, eingeschraubt sind.
1 veranschaulicht die vormontierte, zylinderkopfhaubenseitige Hauptgruppe vor deren Befestigung am Zylinderkopf 1. In der 1a sind dieselben Teile veranschaulicht; um die wesentlichen Teile dieser Hauptgruppe verdeutlichen zu können, sind dort aber die Zylinderkopfhaube 6 mit dem Luftfilterunterteil 9 und das Saugrohroberteil 5 mit dem Luftfilteroberteil 11 voneinander getrennt veranschaulicht.
2 zeigt eine Variante, bei der eine stehend angeordnete Luftfilterpatrone 10 Verwendung findet. Auch bei dieser Ausführungsform bildet die Zylinderkopfhaube 6 mit dem Luftfilterunterteil 9 ein Bauteil. Das Luftfilteroberteil 11 ist im wesentlichen als Deckel ausgebildet, mit einer zentralen Öffnung, in die ein Formstutzen 19 mündet, der im Bereich seines anderen Endes mit dem das Drosselklappenstellglied 7 aufnehmenden Stutzen 13 verbunden ist. Dort kann zum Wechseln der Luftfilterpatrone 10 diese nach dem Lösen des Formstutzens 19 nach oben aus dem Luftfilterunterteil 9 herausgenommen werden.
3 veranschaulicht den Einsatz einer liegenden Rundfilterpatrone 10. In einer Draufsicht ist gezeigt, daß der Luftfilter 8 über Stege 20 mit der Zylinderkopfhaube 6 verbunden ist und daß das Saugrohroberteil 5 über Lagerflansche, von denen nur der drosselklappenstellgliedseitige Lagerflansch 21 gezeigt ist, mit der Zylinderkopfhaube 6 befestigt ist. Bei der Ausführungsform nach 3 erfolgt der Lufteintritt entgegen der Fahrtrichtung und es ist der Luftfilter 8 gleichfalls mit einer Öffnung versehen, die den Formstutzen 19 aufnimmt, der im Bereich seines anderen Endes mit dem Stutzen 13 des Drosselklappenstellgliedes 7 verbunden ist.
Durch geringfügige konstruktive Änderungen im Bereich der Luftführung sind die Saugmodule nach den Ausführungsformen gemäß der 1 bis 3 für den Einsatz eines zum Beispiel mechanischen Laders geeignet. In den 4 und 5 ist veranschaulicht, wie beispielsweise die Saugmodulvariante nach 1 mit einem mechanischen Lader bestückt werden kann. Änderungen beziehen sich dabei nur auf den Bereich, der strömungsmäßig vor dem Drosselklappenstellglied 7 liegt. Die Umluftklappe 24 ist in das vormontierte Saugmodul integriert. Wie der Darstellung der 4 zu entnehmen ist, wird auf das Luftfilterunterteil 9, das gemäß der Ausführungsform nach 1 gestaltet sein kann, ein aufgerüstetes Luftfilteroberteil 11 aufgesetzt. Statt des direkten Anschlusses des Luftfilteroberteils 11 gemäß der Ausführungsform nach 1 an den das Drosselklappenstellglied 7 aufnehmenden Stutzen 13, findet bei der Ladervariante ein T-Kupplungsstück 22 Verwendung, das mit dem Stutzen 13 verbunden ist. Eine Einströmöffnung des Kupplungsstücks 22 ist mit einem Stutzen 23 verbunden, der die Umluftklappe 24 aufnimmt. Der Stutzen 23 ist mit dem Luftfilteroberteil 10 verbunden. Die andere Einströmöffnung des Kupplungsstückes 22 ist mit einer aus einzelnen Rohren bestehenden laderseitigen Rohrleitung 25 verbunden. Ein erstes Rohr 26 verbindet das Luftfilteroberteil 11 mit dem Lader 27, ein zweites Rohr 28 verbindet den Lader mit einem Ladeluftkühler 29, der über ein weiteres Rohr 30 mit der Einströmöffnung des Kupplungsstücks 22 verbunden ist. – Der Lader 27 wird z. B. mechanisch ange trieben, wobei in seinem Antriebsstrang eine nicht gezeigte Kupplung vorgesehen ist. Bei geschlossener Umluftklappe 24 wird der Lader 27 betrieben, bei offener Umluftklappe 24 ist er abgeschaltet. Bei entsprechend großem Bauraum besteht die Möglichkeit, den Ladeluftkühler 29 in den Luftfilter, das heißt den Luftfilterkasten, zu integrieren.
6 orientiert sich an der Rundfiltervariante nach 2 und veranschaulicht deren Aufrüstung für Laderbetrieb. In ihrer Funktion mit der Ausführungsform nach den 4 und 5 übereinstimmende Teile sind der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. 6 verdeutlicht, daß es zur Aufrüstung bei einem bereits entsprechend vorbereiteten Luftfilterunterteil 9 des Rundluftfilters, es lediglich erforderlich ist, den Formstutzen 19 zwischen Drosselklappenstellglied 7 und Luftfilter 8 durch das T-Kupplungsstück 22 und den zwischen diesem und dem Luftfilter 8 angeordneten Stutzen 23, der die Umluftklappe 24 aufweist, zu ersetzen, sowie auf der Unterseite des Luftfilterunterteils 9 einen zusätzlichen Reinluftanschluß 26 anzubringen. In der 6 sind der Lader und der Ladeluftkühler nicht veranschaulicht. Deren Anordnung ergibt sich sinngemäß aus der Darstellung der 5. Auch bei der Ausführungsform nach 6 besteht grundsätzlich die Möglichkeit, den Ladeluftkühler in den Luftfilterkasten zu integrieren.

Claims

Saugmodul für einen Ottomotor, wobei das Saugmodul ein Luftführungsrohr (5), ein Drosselklappenstellglied (7) und einen Luftfilter (8) aufweist, sowie der Ottomotor eine Zylinderkopfhaube (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmodul (5, 7, 8) und die Zylinderkopfhaube (6) eine vormontierte Einheit bilden.
Saugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Luftmassenmesselement aufweist.
Saugmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter (8) ein Luftfilterunterteil (9), ein Luftfilteroberteil (11) und eine Luftfilterpatrone (10) aufweist.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftführungsrohr (5) des Saugmoduls (5, 7, 8) als Saugrohroberteil (5) ausgebildet ist.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (6) als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist und mit einer Zündrail des Ottomotors ein Bauteil bildet.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsschrauben (15) zum Befestigen der Zylinderkopfhaube (6) am Zylinderkopf (1) des Ottomotors vorgesehen sind, die der Befestigung des Luftfilterunterteils (9) und/oder des Luftführungsrohres (5) am Zylinderkopf (1) dienen.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfilterunterteil (9) und die Zylinderkopfhaube (6) ein Bauteil bilden.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmodul Anschlussstutzen zum Anschließen einer Umluftleitung (25) eines Laders (27) sowie eine Umluftklappe (24) zum Umleiten der vom Luftfilter (8) gefilterten Luft über den Lader (27) zum Stutzen (13) des Drosseklappenstellglieds (7) aufweist.
Saugmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladeluftkühler (29) in der Umluftleitung (25) angeordnet ist.
Saugmodul nach den Ansprüchen 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (29) in den die Luftfilterpatrone (10) aufnehmenden Luftfilterkasten (9, 11) integriert ist.
Saugmodul nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Saugrohroberteil (5) verbindbares Saugrohrunterteil (4) eine vormontierte Einheit mit einer Fuelrail und mit Einspritzventilen des Ottomotors bildet.