DE19536947A1 - Intake system for a multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Intake system for a multi-cylinder internal combustion engine

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Abstract

The proposed intake assembly for a multi-cylinder internal combustion engine comprises an intake manifold and several suction pipes. The intake assembly is provided with an element for altering the suction pipe length or connecting other suction pipes. This element is essentially a cylindrical rotating element made from adjacent separate components (45-48) capable of moving relative to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansauganlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an intake system for a multi-cylinder internal combustion engine according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 43 33 053 ist eine Ansauganlage für eine Brennkraftmaschine bekannt. Diese besteht aus mehreren, um mehr als 180° verwundenen Saugrohren und aus Mitteln zum gesteuerten Verändern der Saugrohrlänge. Außerdem weist diese mindestens ein bewegliches Drosselorgan auf, wobei die Mittel zur Veränderung der Saugrohrlänge und das Drosselorgan zur Luftmengensteuerung baulich in einem zylindrischen Walzendrehschieber vereinigt sind. Dieser Drehschieber ist begrenzt in Richtung der Zylinderachse verschiebbar und um eine Zylinderachse drehbar. Solche Ansauganlagen werden in verstärktem Maße aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Dieses Material hat erhebliche Vorteile bezüglich Gewichtsreduzierung und Fertigungskosten.From DE-OS 43 33 053 an intake system for an internal combustion engine is known. This consists of several suction pipes twisted by more than 180 ° and means for controlled changing of the intake manifold length. In addition, this has at least one movable Throttle body on, the means for changing the intake manifold length and the throttle body are structurally combined in a cylindrical rotary valve for air volume control. This rotary valve can be moved in the direction of the cylinder axis to a limited extent Rotatable cylinder axis. Such intake systems are increasingly made of plastic, especially made of thermoplastic. This material has considerable Benefits in terms of weight reduction and manufacturing costs.

Um einen Walzendrehschieber in einer solchen Kunststoffsauganlage anzuordnen ist eine sehr genaue Öffnung über die gesamte Länge der Ansauganlage erforderlich. Die hohe Genauigkeit der Öffnung wird insbesondere zur Vermeidung von Leckluft im Bereich des Walzendrehschiebers bzw. des drehbaren Elements gefordert. Diese Genauigkeit kann beispielsweise durch Nachbearbeitung des Kunststoffteils erzielt werden.To arrange a rotary valve in such a plastic suction system is a very precise opening over the entire length of the intake system is required. The high accuracy The opening is particularly to avoid leakage in the area of Roller rotary valve or the rotatable element required. This accuracy can can be achieved, for example, by reworking the plastic part.

Aus einer weiteren Veröffentlichung DE 43 44 504 ist es bekannt, zur Reduzierung der Leckluft sogenannte Kolbenringe auf dem Walzendrehschieber anzuordnen. Dieses System erfordert jedoch zusätzlich Bauteile.From another publication DE 43 44 504 it is known to reduce the Leakage air to arrange so-called piston rings on the rotary valve. This system however requires additional components.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ansauganlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine zu schaffen, die ein Element zum Verändern der Saugrohrlänge oder zum Zuschalten von weiteren Saugrohren aufweist, welches geringe Leckluftraten gewährleistet und einen geringen Montageaufwand erfordert. The invention is therefore based on the object of an intake system for Multi-cylinder internal combustion engine to create an element for changing the Has suction pipe length or for connecting additional suction pipes, which is low Leakage rates guaranteed and requires little installation effort.  

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Hauptanspruch durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.This task is based on the preamble of the main claim characteristic features solved.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß dieses zylinderförmige drehbare Element kein starres Gebilde ist, sondern aus einzelnen, nebeneinanderliegend angeordneten Einzelelementen bzw. einzelnen Gliedern besteht, die sich der Innenkontur der Bohrung in der Ansauganlage anpassen. Die einzelnen Elemente sind relativ zueinander beweglich, und zwar in der Art, daß geringfügige radiale Verschiebungen oder auch Krümmungen kompensiert werden können. Selbstverständlich sind die Einzelelemente so miteinander gekoppelt, daß eine Übertragung der Stellbewegung möglich ist.The main advantage of the invention is that this cylindrical rotatable element is not a rigid structure, but consists of individual, arranged side by side There are individual elements or individual links, which are the inner contour of the hole in the Adapt the intake system. The individual elements are movable relative to one another, specifically in the way that slight radial displacements or curvatures are compensated can. Of course, the individual elements are coupled together so that a Transfer of the actuating movement is possible.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung der Einzelelemente untereinander mit einer Kugelkopfrastung oder alternativ mit einer Klauenkupplung erfolgen. Auch die Einleitung der Stellbewegung auf die Elemente an einem Ende des zylinderförmigen Elements kann mit einer Klauenkupplung bewerkstelligt werden. Dies hat den Vorteil, daß schon in diesem Bereich eine Entkopplung erfolgt und damit Achsfluchtfehler kompensiert werden.According to one embodiment of the invention, the connection of the individual elements with each other with a ball head catch or alternatively with a claw coupling. Also initiating the actuating movement on the elements at one end of the cylindrical Elements can be accomplished with a claw coupling. This has the advantage that Decoupling takes place in this area and thus compensates for misalignment will.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Einzelelemente zusätzlich mit Dichtlippen oder anderen Dichtelementen ausgestattet sein. Auch dies trägt zur weiteren Reduzierung der Leckluft bzw. Falschluft bei.According to a further embodiment of the invention, the individual elements can also be used Sealing lips or other sealing elements. This also contributes to the further Reduction of the leakage air or false air at.

Ein vorteilhaftes Herstellverfahren für eine Ansauganlage ist die sogenannte Schmelzkerntechnik. Selbstverständlich kann die Ansauganlage auch in Halbschalentechnik oder weiteren Spritzgießverfahren hergestellt werden. Die Einzelelemente des Walzendrehschiebers bzw. des drehbaren Elements sind Kunststoffspritzgußteile.An advantageous manufacturing process for an intake system is the so-called Melting core technology. Of course, the intake system can also use half-shell technology or other injection molding processes. The individual elements of the Roller rotary valve or the rotatable element are plastic injection molded parts.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß die Ansauganlage nach Art eines Baukastensystems je nach Zylinderzahl des Motors zusammengesetzt werden kann. Durch einfaches Zustecken weiterer Einzelelemente kann die Schaltwalze an die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine angepaßt werden.Another advantage of the construction according to the invention is that the intake system after Type of a modular system can be assembled depending on the number of cylinders in the engine. By simply plugging in further individual elements, the shift drum can increase the number of Cylinder of the internal combustion engine can be adjusted.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred developments of the invention go beyond the claims also from the description and the drawings, the individual Features each individually or in groups in the form of sub-combinations in the Embodiment of the invention and in other fields can be realized and advantageous as well as representable protective versions for which protection is claimed here becomes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawings and are in following explained in more detail. The drawings show

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ansauganlage Fig. 1 shows a cross section through an intake system

Fig. 2 einen Schnitt durch eine in der Ansauganlage angeordnete Schaltwelle. Fig. 2 shows a section through a switching shaft arranged in the intake system.

Die in Fig. 1 gezeigte Ansauganlage ist für eine Brennkraftmaschine in V-förmiger Bauart zur Anordnung zwischen den Zylinderreihen bestimmt. Sie besteht aus einem einstückigen Kunststoffbauteil 10, das beispielsweise in Kernschmelztechnik hergestellt ist. In diesem Kunststoffbauteil 10 ist ein zentraler rohrförmiger Ansaugverteiler 11 enthalten, der durch eine Öffnung 12 in eine Außenwand des Kunststoffbauteils 10 mit einem nicht dargestellten Drosselklappenteil verbunden ist. Von dem Ansaugverteiler 11 gehen abwechselnd erste Einzelsaugrohre 13 für die Zylinder der rechten Zylinderreihe und weitere Einzelsaugrohre 14 (gestrichelt dargestellt) für die Zylinder der zweiten, linksseitig angeordneten Zylinderreihe aus. Die ersten Einzelsaugrohre 13 sind nebeneinander angeordnet und erstrecken sich, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, um den Ansaugverteiler 11 herum, wobei die ersten Ansaugrohre 13 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn und die ersten Einzelsaugrohre 14 entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufen. Die Eintrittsöffnungen der ersten Einzelsaugrohre befinden sich im Bereich 15, die Eintrittsöffnungen der zweiten Einzelsaugrohre sind im Bereich 16 angeordnet. Die Einzelsaugrohre enden jeweils in einem Flansch 17, 18, der an dem Zylinderkopf der jeweiligen Zylinderreihe angebracht wird. Mit einer geeigneten Schraubverbindung wird über den jeweiligen Flansch die Ansauganlage mit dem Motor verbunden. Radial innerhalb jedes ersten Einzelsaugrohres 13 ist ein kurzes zweites Einzelsaugrohr 19 angeordnet, welches ebenfalls von dem Ansaugverteiler 11 versorgt wird. Die Eintrittsöffnung 20 verbindet dieses Einzelsaugrohr mit dem Ansaugverteiler 11. Die zweiten Einzelsaugrohre 21 verlaufen parallel zur den zugehörigen ersten Einzelsaugrohren und in gleicher Richtung wie diese und haben mit diesen eine gemeinsame Wand 22.The intake system shown in Fig. 1 is intended for an internal combustion engine in a V-shaped design for arrangement between the rows of cylinders. It consists of a one-piece plastic component 10 , which is produced, for example, using meltdown technology. In this plastic component 10 , a central tubular intake manifold 11 is contained, which is connected through an opening 12 in an outer wall of the plastic component 10 with a throttle valve part, not shown. Starting from the intake manifold 11 , alternate first individual intake pipes 13 for the cylinders of the right row of cylinders and further individual intake pipes 14 (shown in dashed lines) for the cylinders of the second row of cylinders arranged on the left. The first individual intake pipes 13 are arranged next to one another and, as can be seen from FIG. 1, extend around the intake manifold 11 , the first intake pipes 13 in FIG. 1 running clockwise and the first individual intake pipes 14 counterclockwise. The inlet openings of the first individual suction pipes are located in area 15 , the inlet openings of the second individual suction pipes are located in area 16 . The individual intake pipes each end in a flange 17 , 18 , which is attached to the cylinder head of the respective cylinder bank. With a suitable screw connection, the intake system is connected to the engine via the respective flange. A short second individual suction pipe 19 is arranged radially inside each first individual suction pipe 13 and is likewise supplied by the suction distributor 11 . The inlet opening 20 connects this individual intake pipe to the intake manifold 11 . The second individual suction pipes 21 run parallel to the associated first individual suction pipes and in the same direction as these and have a common wall 22 with them .

Zum Absperren oder Öffnen der kurzen Einzelsaugrohre 19, 21 ist eine Schaltwalze 23 vorgesehen. Diese ist innerhalb des Kunststoffbauteils in einer, die zweiten Einzelsaugrohre 19, 21 schneidenden Längsbohrung 24 angeordnet. In der gezeigten Stellung sind die zweiten Einzelsaugrohre 19, 21 zusätzlich zu den ersten Einzelsaugrohren 13, 14 geöffnet. Diese Stellung bewirkt bei Vollast des Motors unterhalb einer bestimmten Grenzdrehzahl ein höheres Drehmoment. Die Grenzdrehzahl liegt beispielsweise bei 4300 Umdrehungen. Die Schaltwalze 23 wird von einem hier nicht dargestellten Stellglied in die jeweilige Stellung gedreht.A switching drum 23 is provided to shut off or open the short individual suction pipes 19 , 21 . This is arranged within the plastic component in a longitudinal bore 24 that intersects the second individual suction pipes 19 , 21 . In the position shown, the second individual suction pipes 19 , 21 are open in addition to the first individual suction pipes 13 , 14 . This position causes a higher torque at full load of the engine below a certain limit speed. The limit speed is, for example, 4300 revolutions. The shift drum 23 is rotated into the respective position by an actuator, not shown here.

Fig. 2 zeigt die Schaltwalze in einer Querschnittsdarstellung. Das Kunststoffbauteil 10 der Ansauganlage ist hier nur ausschnittsweise dargestellt. Die Schaltwalze 23 ist in einer Längsbohrung 24 des Kunststoffbauteils eingeschoben. Die Schaltwalze 23 besteht aus einzelnen Elementen 45, 46, 47, 48. Diese Elemente sind jeweils mit Kugelkopfverbindungselementen 49, 50, 51 ausgestattet und miteinander verrastet. Am Element 45 befindet sich ein Koppelelement 36 zur Einleitung der Drehbewegung. Fig. 2 shows the shift drum in a cross-sectional view. The plastic component 10 of the intake system is only shown in sections here. The shift drum 23 is inserted into a longitudinal bore 24 of the plastic component. The shift drum 23 consists of individual elements 45 , 46 , 47 , 48 . These elements are each equipped with ball head connection elements 49 , 50 , 51 and locked together. A coupling element 36 is located on element 45 to initiate the rotary movement.

Die Kontur der Bohrung 24 ist in dieser Figur gewölbt dargestellt und sehr stark überzeichnet. Es ist daraus ersichtlich, daß selbst bei einem solchen extremen Konturenverlauf eine Anpassung der einzelnen Elemente problemlos möglich ist. Zur Übertragung der Drehbewegung sind die Elemente noch zusätzlich mit jeweils einer Verzahnung 52, 53, 54 ausgestattet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, eine andere Art der Kopplung der einzelnen Elemente vorzusehen. Wesentlich ist dabei, daß die Kopplungsart eine Anpassung an die Kontur der Bohrung zuläßt und außerdem Drehbewegungen spielfrei überträgt. Dies kann beispielsweise eine einfache Klauenkupplung bewerkstelligen.The contour of the bore 24 is shown arched in this figure and very much oversubscribed. It can be seen from this that even with such an extreme contour course, an adaptation of the individual elements is possible without any problems. To transmit the rotary movement, the elements are each additionally equipped with teeth 52 , 53 , 54 . Of course, there is also the possibility of providing a different type of coupling of the individual elements. It is essential that the type of coupling allows an adaptation to the contour of the bore and also transmits rotary movements without play. This can be accomplished, for example, by a simple dog clutch.

Die Einzelelemente 45 bis 48 sind ferner mit Nuten 55, 56, 57, 58 versehen. Diese dienen zur Aufnahme von Dichtungsringen 59-62, wie sie beispielsweise auch bei Kolben (Kolbenringe) bekannt sind.The individual elements 45 to 48 are also provided with grooves 55 , 56 , 57 , 58 . These serve to accommodate sealing rings 59-62 , as are also known, for example, in the case of pistons (piston rings).

Claims (7)

1. Ansauganlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit einem Ansaugverteiler sowie mehreren Saugrohren sowie einem Element zum Verändern der Saugrohrlänge oder zum Zuschalten von weiteren Saugrohren, dadurch gekennzeichnet, daß das Element im wesentlichen ein zylinderförmiges, drehbares Element (23) ist, welches aus nebeneinanderliegend angeordneten, relativ zueinander beweglichen Einzelelementen (45-48) aufgebaut ist.1. Intake system for a multi-cylinder internal combustion engine with an intake manifold and several intake manifolds and an element for changing the intake manifold length or for connecting additional intake manifolds, characterized in that the element is essentially a cylindrical, rotatable element ( 23 ), which consists of juxtaposed, relatively mutually movable individual elements ( 45-48 ) is constructed. 2. Ansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente (45-48) radial zueinander beweglich angeordnet sind.2. Intake system according to claim 1, characterized in that the individual elements ( 45-48 ) are arranged radially movable to one another. 3. Ansauganlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente mittels einer Kugelkopfverbindung (49-51) gekoppelt sind.3. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the individual elements are coupled by means of a ball head connection ( 49-51 ). 4. Ansauganlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente (45-48) mit Klauenkupplungen (52-54) verbunden sind.4. Intake system according to claim 1 or 2, characterized in that the individual elements ( 45-48 ) with claw couplings ( 52-54 ) are connected. 5. Ansauganlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung von Stellbewegungen auf die Elemente mittels einer radial beweglich gekoppelten Klauenkupplung (36) erfolgt.5. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the initiation of actuating movements on the elements by means of a radially movably coupled claw coupling ( 36 ). 6. Ansauganlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente zwischen den Öffnungen der Saugrohre kolbenringartige Dichtelemente (59-62) aufweisen.6. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the individual elements have piston ring-like sealing elements ( 59-62 ) between the openings of the suction pipes. 7. Ansauganlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus Kunststoff, insbesondere mittels der Schmelzkerntechnik hergestellt ist und die Einzelelemente Kunststoffspritzgußteile sind.7. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that this is made of plastic, in particular by means of the melt core technology and the Individual elements are plastic injection molded parts.
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