DE19537269B4

DE19537269B4 - suction tube

Info

Publication number: DE19537269B4
Application number: DE1995137269
Authority: DE
Inventors: Helmut Spannbauer
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2015-10-07
Also published as: WO1997013976A1; EP0864042A1; DE19537269A1

Abstract

Saugrohr im Ansaugtakt von Verbrennungskraftmaschinen, wobei das Saugohr im Ansaugquerschnitt wenigstens ein die Ansauggeräusche verringerndes Element (2) aufweist und wobei das Saugrohr einen Flansch (5) aufweist, von dem ausgehend entgegen der Strömungsrichtung im Betrieb verlaufen je nach Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine Einzelrohre (9) vorgesehen sind, die sich in einem gemeinsamen Sammelraum (6) vereinen und im oder oberhalb des Sammelraums (5) das Element angeordnet ist, wobei das Element (2) ein Strömungsgleichrichter ist und gelocht sowie Halbkugelförmig ausgestaltet ist.suction tube in the intake stroke of internal combustion engines, the suction pipe in Ansaugquerschnitt at least one of the intake noise-reducing element (2) and wherein the suction tube has a flange (5), proceeding from the starting counter to the flow direction during operation depending on the number of cylinders of the internal combustion engine individual tubes (9), which are located in a common collecting space (6) unite and arranged in or above the collecting space (5) the element is, wherein the element (2) is a flow straightener and perforated and hemispherical is designed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugrohr, insbesondere im Ansaugtrakt von Verbrennungskraftmaschinen.The The invention relates to a suction pipe, in particular in the intake of Internal combustion engines.

Derartige Saugrohre sind bekannt, zum Beispiel bei im Renneinsatz befindlichen Verbrennungskraftmaschinen. Will man derartige Saugrohre zum Beispiel für den geräuschreduzierten Einsatz verwenden, so ist daran nachteilig, daß sich zum Beispiel aufgrund der kurzen Saugrohrlänge ein gegenteiliger Effekt einstellt.such Intake pipes are known, for example, in racing use Internal combustion engines. If you want such suction pipes for example for the noise-reduced Use use, it is disadvantageous that, for example due to the short suction tube length sets an opposite effect.

Man könnte nun in der Durchströmrichtung im wesentlichen parallel zueinander angeordnete schalldämpfende Flächenelemente anbringen, die beispielsweise quaderförmige Gestalt haben und so eingebaut sind, daß sich der verbleibende Querschnitt zwischen je zwei Kulissen als ein schmales Rechteck ergibt, wie in der DE 23 03 611 beschrieben. Dies wäre aber kostenaufwendig in der Herstellung und aufwendig bei der Montage, es würde das Saugrohr verteuern. Oder man könnte eine das Saugrohr umfassende, schallschluckende Ummantelung vorsehen, aber auch dies wäre kostenaufwendig. Da die Geräusche in Rohrleitungen sehr schnell mit der Strömungsgeschwindigkeit und den Druckverlusten ansteigen, könnte man von vornherein niedrigere Geschwindigkeiten vorsehen, dies ist jedoch im Alltagseinsatz einer Verbrennungskraftmaschine nicht ohne weiteres realisierbar.You could now attach in the flow direction substantially parallel to each other arranged sound-absorbing surface elements, for example, have cuboidal shape and are installed so that the remaining cross-section between two scenes as a narrow rectangle results, as in the DE 23 03 611 described. However, this would be costly to manufacture and expensive to assemble, it would make the intake manifold more expensive. Or you could provide a suction tube comprehensive, sound-absorbing jacket, but even this would be costly. Since the noise in pipelines increases very rapidly with the flow velocity and the pressure losses, it would be possible to provide lower velocities from the outset, but this can not be readily achieved in everyday use of an internal combustion engine.

Besteht zwischen zwei Räumen, deren Innendrücke unterschiedlich sind, eine Verbindung, so wird sich von dem Raum höheren Druckes eine Expansionsströmung ausbilden. Die kennzeichnenden Daten der Strömung, wie Strömungsgeschwindigkeit, Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit in und senkrecht zur Strahlrichtung, -länge und -form, sind im wesentlichen eine Funktion des Druckverhältnisses zwischen beiden Volumina und der geometrischen Form der Düsenkontur. Nach Austritt aus der Düse beginnt am Strahlumfang eine turbulente Vermischung mit dem umgebenden, ruhenden Medium. Die Breite der Vermischungszone nimmt mit wachsendem Abstand vom Düsenquerschnitt zu.Consists between two rooms, their internal pressures are different, a connection, so will be from the room higher Pressure an expansion flow form. The characteristic data of the flow, such as flow velocity, distribution the flow velocity in and perpendicular to the beam direction, length and shape, are substantially a function of the pressure ratio between both volumes and the geometric shape of the nozzle contour. After exiting the nozzle begins at the beam circumference turbulent mixing with the surrounding, dormant medium. The width of the mixing zone increases with increasing Distance from the nozzle cross-section to.

Aus der DE 44 02 048 A1 ist ein integriertes Ansaugsystem insbesondere für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine bekannt. Dieses Ansaugsystem besteht aus einem Kunststoffgehäuse, einem Luftansaugrohr, einem Luftfilter und elektrischen bzw. mechanischen Komponenten. Das Gehäuse ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet. Vor dem Gehäuse ist ein Ansaugstutzen vorgesehen. Iunnerhalb des Gehäuses strömt die gereinigte Luft durch ein Sieb und gelangt durch einen Luftmassenmesser zu einer Drosselvorrichtung. Bei geöffneter Drosselklappe strömt die Luft durch einen Luftführungskanal und gelangt von dort aus in einen Querverteiler. Das darin angeordnete Sieb dient als Sicherheitsfilterelement, wobei der Ansaugstutzen Strömungsleitwände oder Strömungsleitbleche aufweist.From the DE 44 02 048 A1 is an integrated intake system known in particular for the combustion air of an internal combustion engine. This intake system consists of a plastic housing, an air intake pipe, an air filter and electrical or mechanical components. The housing is designed substantially rectangular. In front of the housing an intake manifold is provided. Inside the housing, the purified air flows through a sieve and passes through an air mass meter to a throttle device. When the throttle is open, the air flows through an air duct and from there into a transverse distributor. The screen disposed therein serves as a safety filter element, wherein the intake manifold has flow guide or Strömungsleitbleche.

Aus der US 33 74 673 A ist ein Sieb zu entnehmen, das vor einem Flowmeter befestigt ist und eine Verbesserung des Messwertes erzielen soll. Eine Anwendung dieses Siebs in einem Ansaugrohr ist nicht vorgesehen.From the US 33 74 673 A is a sieve to remove, which is attached in front of a flowmeter and should achieve an improvement in the measured value. An application of this sieve in a suction pipe is not provided.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Saugrohr der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein geräuschreduziertes, billiges und leicht zu handhabendes Saugohr geschaffen wird.It is therefore an object of the invention, a suction pipe of the aforementioned Art to improve that a noise-reduced, cheap and easy-to-use suction tube is created.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Saugrohr im Ansaugquerschnitt ein sein Ansauggeräusch verringerndes Element aufweist. Dieses im Ansaugquerschnitt befindliche Element ermöglicht die Anpassung der Strömungsverhältnisse im Saugrohr auf den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine. Wirksam wird dadurch die Strömungsgeschwindigkeit im Querschnitt vermindert. Die Ausbildung eines vollständigen Freistrahls wird eingeschränkt und die Dissipation der Strömungsenergie gefördert.According to the invention this Task solved by that this Intake manifold in the intake cross-section of an intake noise-reducing element having. This located in Ansaugquerschnitt element allows the Adaptation of the flow conditions in the intake manifold to the respective operating state of the internal combustion engine. Effective this will cause the flow velocity reduced in cross section. The formation of a complete free jet is restricted and the dissipation of the flow energy promoted.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Element ein Strömungsgleichrichter ist. Dieser Strömungsgleichrichter verhindert ein Ablösen der Stömung im Saugrohr, was sich bei der Geräuschentwicklung als vorteilhaft erweist. Weiter veranlaßt dieser Stömungsgleichrichter durch einen zwangsläufig auftretenden Druckverlust eine Angleichung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten im Rohr.A advantageous development of the invention provides that the element a flow straightener is. This flow straightener prevents detachment the flow in the intake manifold, which is advantageous in the noise proves. Further causes this flow rectifier by one inevitably occurring pressure loss an adjustment of different flow velocities in the pipe.

Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element senkrecht zur Strömungsrichtung im Ansaugquerschnitt angebracht ist. Durch diese Form der Anbringung wird eine maximale Wirkung auf die Strömung erreicht.Farther can be advantageously provided that the element perpendicular to flow direction is mounted in the intake cross section. Through this form of attachment a maximum effect on the flow is achieved.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element Scheibenform aufweist. Diese Variante bietet ein optimales Verhältnis von wirksamer Fläche im Querschnitt bei minimalem Materialeinsatz und hohem Druckverlust.A advantageous development provides that the element disc shape having. This variant offers an optimal ratio of effective area in the Cross section with minimal use of material and high pressure loss.

Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element gelocht ist. Dies bewirkt, daß der Durchsatz durch den Strömungswiderstand vermindert wird und somit die Strahlgeschwindigkeit sinkt, was mit einer Geräuschverminderung einher geht.Furthermore, it can be advantageously provided that the element is perforated. This causes the throughput is reduced by the flow resistance and thus the jet velocity decreases, which is accompanied by a noise reduction.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element halbkugelförmig ist. Der Vorteil bei diesem kalottenförmigen Element liegt in der Vergrößerung der wirksamen Fläche, insbesondere der Austrittsfläche. Die Strahlgeschwindigkeit wird über den Strömungswiderstand gleichzeitig erniedrigt, was beides zu einer Geräuschreduzierung führt.A Another advantageous embodiment provides that the element is hemispherical. The advantage with this dome-shaped Element is in the enlargement of the effective area, in particular the exit surface. The jet speed is over the flow resistance simultaneously reduced, which both leads to a noise reduction.

Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element als plötzliche Erweiterung ausgebildet ist, so daß im Zuge der Kanalführung eine sprunghafte Änderung des lichten Querschnitts erfolgt. In dieser Sprungebene entstehen Reflexionen und höhere Moden, was zu einer Geräuschreduzierung führt.Farther can be advantageously provided that the element as a sudden Extension is formed so that in the course of the channel guide a erratic change the clear cross section is done. Arise in this jumping plane Reflections and higher Fashions, resulting in a noise reduction leads.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element ein poröses Keramikelement ist. Durch die Verwendung dieses porösen Keramikelements wird die wirksame Austrittsfläche erhöht, was eine Geräuschreduzierung zur Folge hat.A advantageous development provides that the element is a porous ceramic element is. By the use of this porous ceramic element is the effective exit area elevated, which is a noise reduction entails.

Weitehin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element ein Gitter oder ein Sieb ist. Die Verwendung eines Gitters oder eines Siebs führt zu einem Druckverlust sowie zu einer Austrittsflächenerhöhung, was zu einer Geräuschreduzierung führt.Weitehin can be advantageously provided that the element is a grid or a sieve is. The use of a grid or a sieve leads to a Pressure loss as well as an exit surface increase, resulting in a noise reduction leads.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element aus Metall und/oder Kunststoff besteht. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß das Element dem es umgebenden Saugrohrmaterial angepasst werden kann, im Falle der Entsorgung handelt es sich dann um ein sortenreines Saugrohr. Ein weiterer Vorteil beim Element aus Metall bestsht darin, daß es aufgrund der höheren Masse zusätzliche Dämmeigenschaften übernehmen kann, das Element aus Kunststoff ist leicht und billig.A advantageous development provides that the element of metal and / or Plastic exists. The advantage of this variant is that the element it can be adapted to the surrounding intake manifold material, in the case the disposal is then a sorted suction tube. Another advantage of the metal element is that it is due to the higher one Mass take on additional insulation properties Can, the plastic element is light and cheap.

Vorteilhafterweise kann man vorsehen, daß die Maschenweite des Elements im Bereich von 1 bis 4 mm Liegt. Wie Versuche ergeben haben, liegt der für die geräuschreduzierende Wirkung verantwortliche Bereich gerade zwischen 1 und 4 mm Maschenweite.advantageously, can one provide that the Mesh size of the element in the range of 1 to 4 mm. Like experiments have surrendered for the the noise reducing Effect responsible area straight between 1 and 4 mm mesh size.

Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß der Sieb- bzw. Gitterdrahtdurchmesser im Bereich zwischen 0,2 und 1,5 mm liegt. Die oben angesprochenen Versuche haben ebenfalls ergeben, daß es für die geräuschreduzierenden Effekte einen wirksamen Drahtdurchmesserbereich gibt.Farther can be advantageously provided that the screen or wire mesh diameter in Range is between 0.2 and 1.5 mm. The above-mentioned attempts have also shown that it for the noise-reducing Effects gives an effective wire diameter range.

Vorteilhafterweise kann man vorsehen, daß das Element nach wenigstens einer Strömungsstörstelle angebracht ist. Störstellen sind ursächlich für sich ablösende Strömungen, was zu Geräuschentwicklungen führt. Sinnvollerweise bringt man derartige geräuschreduzierenden Element nach solchen Störstellen an. Bei derartigen Störstellen handelt es sich im wesentlichen um Krümmungen, Drosselklappen und andere in den Rohrquerschnitt ragende Teile.advantageously, can one provide that the Element is mounted after at least one Strömungsstörstelle. impurity are the cause for themselves Alternating currents, what about noise developments leads. It makes sense to bring such noise-reducing element after such impurities at. In such impurities are essentially curvatures, throttle valves and other parts protruding into the pipe cross-section.

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. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:These and further features of preferred embodiments of the invention go out from the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations the embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below. The Drawings show:

1 zeigt ein komplettes Saugrohr, 1 shows a complete intake manifold,

2 stellt eine Ausführungsform eines Elements dar, 2 represents an embodiment of an element

3a, b zeigen Details des Abdichtungsbereichs des Elements, 3a , b show details of the sealing area of the element,

4 zeigt einen Schnitt durch das Saugrohr, wobei das nach der Drosselklappe angeordnete kalottenförmige Element angeordnet ist, 4 shows a section through the suction pipe, wherein the arranged after the throttle dome-shaped element is arranged,

5 zeigt ein als plötzliche Erweiterung ausgebildetes Element, 5 shows an element designed as a sudden extension,

6 zeigt ein scheibenförmiges Element im Schnitt. 6 shows a disc-shaped element in section.

Das dargestellte Saugrohr 1 besteht aus einem in Halbschalentechnik gefertigten Körper, der im wesentlichen die in 1 dargestellten Elemente umfaßt. Im einzelnen wären dies, der motorseitige Flansch 5, mittels diesem das Saugrohr 1 an der Ansaugseite einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine befestigt ist. Direkt oberhalb des Flansches 5 befindet sich das Leerlaufsteuergehäuse, in dem sich ebenfalls nicht näher beschrieben die Leerlaufsteuerung befindet. Vom Flansch 5 ausgehend, entgegen der Stömungsrichtung im Betrieb, verlaufen je nach Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine Einzelrohre 9, die sich in einem gemeinsamen Sammelraum 6 vereinen. Im oder oberhalb des Sammelraumes 5 sitzt senkrecht zur Hauptströmung das Element 2. Im weiteren Verlauf entgegen der Strömungsrichtung des dort strömenden Mediums befindet sich die Drosselklappe 7. Alternativ könnte das Element 2 auch direkt nach einer anderen Störstelle der Strömung, z.B. einer Krümmung angebracht sein. Die Ansteuerung der Drosselklappe erfolgt wie in 1 und 4 dargestellt über die Drosselklappenansteuerung 4. Nach der Drosselklappe folgt, entgegen der Strömungsrichtung das Verbindungselement 8 zum hier nicht beschreiebenen und dargestellten Luftfilter dar.The illustrated intake manifold 1 consists of a manufactured in half-shell technique body, which is essentially the in 1 comprises elements shown. In detail, this would be the motor-side flange 5 , by means of this the suction tube 1 is attached to the intake side of an internal combustion engine, not shown. Directly above the flange 5 is the idle control housing in which also not described in more detail is the idle control. From the flange 5 starting, contrary to the direction of flow during operation, run depending on the number of cylinders of the internal combustion engine individual tubes 9 , which are in a common collection room 6 combine. In or above the collection room 5 sits perpendicular to the main flow of the element 2 , In the further course against the flow direction of the medium flowing there is the throttle valve 7 , Alternatively, the element could 2 also directly after another impurity of the flow, eg a curvature be done. The control of the throttle valve takes place as in 1 and 4 represented by the throttle control 4 , After the throttle follows, contrary to the flow direction, the connecting element 8th to the here not beschreiebenen and illustrated air filter.

Wie in 1 und 4 dargestellt, ist ein kalottenförmiges Element 2, das man auch als Sieb bezeichnen kann, zwischen Drosselklappe und Motorsaugrohr 6 integriert. Die gitterartige Struktur des Siebs reduziert nach der Drosselklappe auftretende Turbulenzen, sie wirkt als Strömungsgleichrichter. Die Montage von Element 2 könnte jedoch auch nach einer anderen Störstelle im Strömungsverlauf angebracht werden. Wenn die Geometrie des Saugrohres es zuläßt, befestigt man das geräuschreduzierende Element vorzugsweise nach allen im Strömungsverlauf vorhandenen Störstellen.As in 1 and 4 is a dome-shaped element 2 , which can also be described as a sieve, between throttle and engine intake manifold 6 integrated. The grid-like structure of the screen reduces turbulence occurring after the throttle valve, it acts as a flow straightener. The assembly of element 2 However, it could also be installed after another impurity in the flow. If the geometry of the suction tube permits, the noise-reducing element is preferably attached to all impurities present in the course of the flow.

Das Element 2 sorgt für eine spürbare Geräuschreduzierung. Der Einbau des Elements 2 erfolgt im Saugrohr 1, senkrecht zur Strömungsrichtung. Das aus Metalldraht gefertigte Element, dessen Durchmesserbereich zwischen 0,2 und 1,5 mm liegt weist einen Maschenbereich auf, der sinnvollerweise zwischen 1 und 4 mm liegt. Die Darstellung in 3a, b zeigt die am Umfang des Elements 2 aufgebrachte Dichtung 3, die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht.The element 2 ensures a noticeable noise reduction. The installation of the element 2 takes place in the intake manifold 1 , perpendicular to the flow direction. The element made of metal wire whose diameter range is between 0.2 and 1.5 mm has a mesh area, which is usefully between 1 and 4 mm. The representation in 3a , b shows the circumference of the element 2 applied seal 3 , which preferably consists of an elastomer.

In 4 wird ein spezielles Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Element 2 direkt nach der Drosselklappe 7 angebracht ist. Eine weitere Ausführungsform des Elements 2 wird in 5 dargestellt. Hierbei ist Element 2 als plötzliche Erweiterung ausgebildet, wobei die in 5 schraffiert dargestellten Wandungen von Element 2 mit zusätzlichen, schalldämmenden Materialien versehen sein kann. 6 stellt ein scheibenförmiges Element 2 dar, das als Gitter ausgebildet sein kann. Alternativ dazu könnte das Element 2 aus z.B. gesintertem Material bestehen.In 4 a particular embodiment is shown in which the element 2 right after the throttle 7 is appropriate. Another embodiment of the element 2 is in 5 shown. Here is element 2 formed as a sudden expansion, with the in 5 hatched illustrated walls of element 2 can be provided with additional sound-absorbing materials. 6 represents a disk-shaped element 2 which may be formed as a grid. Alternatively, the element could 2 consist of eg sintered material.

Claims

Suction pipe in the intake stroke of internal combustion engines, wherein the suction pipe in the intake cross-section at least one the intake noise-reducing element ( 2 ) and wherein the suction tube is a flange ( 5 ), starting from the counter to the flow direction in operation depending on the number of cylinders of the internal combustion engine individual tubes ( 9 ), which are located in a common collecting space ( 6 ) and in or above the collection room ( 5 ) the element is arranged, wherein the element ( 2 ) is a flow straightener and is perforated and hemispherical configured.

Suction tube, according to claims 1, characterized that the element perpendicular to the flow direction in the intake cross-section is appropriate.

Suction tube, according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that the element is a sudden extension.

Suction tube, according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that the element of metal and / or plastic and / or Ceramic exists.

Suction tube, according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that the mesh size of the element in the range from 1 to 4 mm.

Suction tube, according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that the screen or grid wire diameter in the range between 0.2 and 1.5 mm.

Suction tube, according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that the element after at least one defect in the Suction tube is attached.