DE19634913A1

DE19634913A1 - Schaltsaugrohr für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19634913A1
Application number: DE19634913A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Witte; Michael Dr Kochs; Karsten Voigtlaender; Manfred Hassel
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsaugrohr für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Schaltsaugrohre werden nach dem Stand der Technik (DE-GM 89 14 049) z. B. in der Art betrieben, daß ab einer bestimmten überschrittenen Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine die Ansaugkanallängen durch Verstellen von Schaltelementen auf kurz umgeschaltet werden, wodurch im oberen Leistungsbereich die Zylinderfüllung durch freies Ansaugen erleichtert und damit die Leistungsabgabe verbessert wird, wobei im unteren Leistungsbereich die Zylinderfüllung durch den Aufladeeffekt der in den langen Ansaugkanälen schwingenden Gassäule verbessert und dadurch das Motordrehmoment erhöht wird.

Bei diesen Schaltsaugrohren erfolgt die Umschaltung über Antriebe, die in der Regel auf aus den Schaltsaugrohren herausgeführte Wellen mit Hebeln einwirken. Hierdurch entsteht ein großer Bauteileaufwand, die aus den Gehäusen herausgeführten Wellen verursachen Leckage und durch Lagerspiel und Schwingungsbeschleunigungen Geräusche.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen aufzufinden, mit denen bei reduziertem Bauteileaufwand eine geräusch- und leckagefreie Umschaltung der Saugkanallänge erreichbar wird.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schaltsaugrohres,

Fig. 2 eine alternative Ausführung des Schaltsaugrohrs,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Schaltsaugrohr und die Gehäuseeinheit mit Elektromotor,

Fig. 4 ein Diagramm mit Kennlinien der Bestromung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Schaltsaugrohr 1 für Brennkraftmaschinen mit einem elek tromotorisch verstellbaren Schaltelement 2 zur Veränderung der Schaltsaugrohrinnen kontur 3 zur Verbesserung der Brennkraftmaschinenleistung in vorgegebenen Drehzahl bereichen.

In der gezeigten Ausführung bewirkt die Änderung der Innenkontur 3 eine Änderung der Saugkanallänge zwischen einem Saugkanaleinlaß 4 und einem Zylindereinlaß 5, in dem das Schaltelement 2 mit Rohrbogenabschnitten 6 von Saugkanaleinlässen 7 kurzer Saugkanäle 8 wegbewegt wird, so daß diese freigegeben werden.

Ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, könnte auch eine andere Ausführung vor liegen, beispielsweise könnte das Schaltelement 2 als Drosselklappe ausgeführt sein und eine Saugrohrvolumenänderung bewirken.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehene daß ein elektromotorischer Antrieb von einem Elektromotor 9 gebildet ist, der über eine Ritzelverzahnung 10 auf eine am Schaltele ment 2 angeordnete Verzahnung 11 einwirkt. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist bei dieser Aus führung das Schaltelement 2 drehbar gelagert und die mit ihm verbundene Verzahnung 11 als Zahnradsegment 12 ausgebildet.

Alternativ zu dieser Ausführung kann jedoch auch vorgesehen werden, daß das Schalt element 2 verschiebbar gelagert ist und die mit ihm verbundene Verzahnung 11 als Zahnstange 13 ausgebildet ist, wie schematisch in Fig. 2 dargestellt ist.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn, wie in Fig. 3 dargestellt ist, der Elektromotor 9 in einer am Schaltsaugrohr 1 befestigten Gehäuseeinheit 14 angeordnet ist, aus der eine Welle 15 mit der Ritzelverzahnung 10 herausragt und durch eine Schaltsaugrohröffnung 16 in das Schaltsaugrohr 1 ragt und dort mit der Verzahnung 11 am Schaltelement 2 zusammenwirkt.

Diese Ausführung reduziert die Bauteileanzahl und minimiert die Bauteiletoleranzen. Wie dargestellt (Fig. 3) ist die Welle 15 mit der Ritzelverzahnung 10 als Getriebewelle 1 7 ausgeführt, die mit einem Getrieberad 18 verbunden ist, in dessen Verzahnung 1 9 ein Elektromotorritzel 20 eingreift.

Alternativ hierzu kann (nicht extra dargestellt) jedoch die Welle 15 mit Ritzelverzahnung 10 als Elektromotorwelle 20 ausgeführt sein, wobei dann ein entsprechendes Motor drehmoment vorliegen muß.

Es ist vorteilhaft, wenn Schaltelement 2 und Verzahnung 11 in einem gemeinsamen Spritzgußvorgang hergestellt sind.

Wie aus Fig. 1 und 2 entnehmbar ist, ist das Schaltelement 2 durch eine gespannte Fe der 21 in einer Endlage 22 gehalten und kann aus dieser durch den Antrieb bzw. Elek tromotor 9 verstellt werden. Die Feder 21 kann in einer mono- oder bistabilen Anord nung 23 oder 24 eingespannt werden. Die Feder 21 in der monostabilen Anordnung ist in Fig. 1, in der bistabilen Anordnung in Fig. 2 gezeigt.

Es ist vorgesehen, daß der Elektromotor 9 durch Spannungs- oder Pulsweitensignalände rung bestromt wird, wobei die Bestromung mit umschaltbarer Polarität erfolgen kann zur Unterstützung der Rückstellkräfte, die von der Feder 121 bewirkt werden.

Zur Erhöhung der Verstellgeschwindigkeit bei geringstem Stromverbrauch ist vorgesehen, daß die Bestromung entsprechend einer Peak-and-hold-Kennlinie erfolgt, die in Fig. 4 dargestellt ist, in der ein Diagramm gezeigt wird, bei dem über einer Zeitlinie Kennlinien der Bestromung als Spannungssignal (Volt) oder des Pulsweitensignals (%) dargestellt sind, mit umschaltbarer Polarität, und eine Kennlinie der Verstellung in Winkelgrad (GRD).

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist durch das angespritzte Zahnradsegment 13 und die aufsetzbare Gehäuseeinheit 14 eine Verringerung der Bauteile erreicht worden und darüber hinaus der Ungenauigkeit zusammenwirkender Bauteile.

Claims

1. Schaltsaugrohr für Brennkraftmaschinen mit einem elektromotorisch verstellbaren Schal telement zur Veränderung der Schaltsaugrohrinnenkontur zur Verbesserung der Brenn kraftmaschinenleistung in vorgegebenen Drehzahlbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromotorischer Antrieb von einem Elektromotor (9) gebildet ist, der über eine Ritzelverzahnung (10) auf eine am Schaltelement (2) angeordnete Verzahnung (11) einwirkt.

2. Schaltsaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2) drehbar gelagert ist und die mit ihm verbundene Verzahnung (11) als Zahnradsegment (12) ausgebildet ist.

3. Schaltsaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2) verschiebbar gelagert ist und die mit ihm verbundene Verzahnung (11) als Zahnstange (13) ausgebildet ist.

4. Schaltsaugrohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (9) in einer am Schaltsaugrohr (1) befestigten Gehäuseeinheit (14) angeordnet ist, aus der eine Welle (15) mit der Ritzelverzahnung (10) herausragt und durch eine Schaltsaug rohröffnung (16) in das Schaltsaugrohr (1) ragt und dort mit der Verzahnung (11) am Schaltelement (2) zusammenwirkt.

5. Schaltsaugrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (15) mit der Ritzelverzahnung (10) als Getriebewelle (17) ausgeführt ist, die mit einem Getrieberad (18) verbunden ist, in dessen Verzahnung (19) ein Elektromotorritzel (20) eingreift.

6. Schaltsaugrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (15) mit Rit zelverzahnung (10) als Elektromotorwelle (20) ausgeführt ist.

7. Schaltsaugrohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltelement (2) und Verzahnung (11) in einem gemeinsamen Spritzgußvorgang herge stellt sind.

8. Schaltsaugrohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2) durch eine gespannte Feder (21) in einer Endlage (22) gehalten und aus dieser durch den Antrieb bzw. Elektromotor (9) verstellt wird.

9. Schaltsaugrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (21) in einer mono- oder bistabilen Anordnung (23 oder 24) eingespannt ist.

10. Schaltsaugrohr nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (9) durch Spannungs- oder Pulsweitensignaländerung bestromt wird.

11. Schaltsaugrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestromung mit umschaltbarer Polarität erfolgt.

12. Schaltsaugrohr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrom ung entsprechend einer Peak-and-hold-Kennlinie erfolgt.