DE19728600C2 - Sauganlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Sauganlage für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Die zum Betrieb von Verbrennungsmotoren erforderliche Luftzuführung erfolgt über Saugrohrsysteme, die die gereinigte Luft vom Luftfilter bzw. der Drosselklappe über Saugrohrkanäle, die auch als Einlaßkrümmer bezeichnet werden, den Zylindern der Brennkraftmaschine zuführen. Durch die in den Zylinderköpfen arbeitenden Einlaßventile kommt es dabei in den Saugrohrkanälen bzw. der darin strömenden Luft zu Resonanz- und Schwingungserscheinungen, die in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erheblichen Einfluß auf die Motorleistung, den Wirkungsgrad des Motors sowie die Abgaszusammensetzung haben können.

Eine gattungsbildende Sauganlage ist aus der DE-PS 40 41 200 bekannt, bei der in einem Luftsammler für jeden Zylinder jeweils ein Rohrkrümmer als sogenanntes Schaltsaugrohr angeordnet ist, der in zwei Stellungen schwenkbar ist. In der einen Stellung wird der Rohrkrümmer an den jeweiligen Einlaßkrümmer angesetzt, so daß sich der Ansaugweg des Einlaßkrümmers um die Länge des Rohrkrümmers verlängert. In der zweiten Stellung ist die innere Öffnung des Einlaßkrümmers von der Öffnung des Rohrkrümmers beabstandet, so daß der Einlaßkrümmer direkt aus dem Luftsammler saugt.

Die Schwenkbewegung der Rohrkrümmer bzw. der Schaltsaugrohre wird nach dem Stand der Technik durch Schaltmittel betätigt, die mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehen. Eine derartige Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A1-537 120 bekannt. Dazu ist außerhalb der Sauganlage ein Unterdruckspeicher vorgesehen, von dem aus über ein Leitungssystem der Unterdruck dem Schaltelement zugeführt wird.

Eine ähnliche Sauganlage, bei der innerhalb eines Luftsammlers schwenkbar angeordnete Rohrkrümmer vorgesehen sind und die aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, geht aus der DE 40 41 200 A1 hervor.

Aus der DE 43 07 312 A1 ist eine Stellvorrichtung für Steuerklappen zur Veränderung der Ansaugrohrlänge bei Brennkraftmaschinen bekannt, mit einem Gehäuse für eine Sauganlage, wobei die Stellvorrichtung einen Druckspeicher umfaßt. Der Druckspeicher weist ein separates Gehäuse auf, das in das Gehäuse der Sauganlage eingesetzt ist.

Aus der EP 0 733 790 A2 geht ferner eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Saugrohrlänge einer Sauganlage hervor, wobei die Verstelleinrichtung einen Untedruckspeicherraum aufweist, der mit den weiteren Elementen der Verstelleinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Diese Baueinheit ist außerhalb des Gehäuses der Sauganlage angeordnet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sauganlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß eine kompakte Ausführung möglich ist, die zugleich einen Unterdruckspeicher integriert. Der Unterdruckspeicher ist dadurch unmittelbar benachbart zu dem die Schwenkbewegungen des Rohrkrümmers betätigenden Unterdruck-Schaltelement angeordnet. Dadurch werden Schnittstellen für eine Leitungsverbindung vermieden, was gleichbedeutend ist mit der Reduzierung möglicher Leckstellen des Unterdrucksystems.

Eine fertigungs- und montagetechnisch günstige Ausführung wird dadurch erreicht, indem der Luftsammler und die Einlaßkrümmer Gehäuseteile aufweisen, die den Raum für den Unterdruckspeicher ausbilden. Dabei wird ein in den Luftsammler eingesetztes Gehäuseteil und ein Gehäuseteil der Einlaßkrümmer zur Ausbildung des Raums für den Unterdruckspeicher genutzt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Sauganlage möglich.

Die Montage läßt sich durch Schnappverbindungen für das Zusammenfügen der Gehäuseteile weiter vereinfachen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Sauganlage mit einem Rohrkrümmer in einer ersten Stellung und Fig. 2 die Sauganlage gemäß Fig. 1 mit einem Rohrkrümmer in einer zweiten Stellung.

Ausführungsbeispiel

Eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine mit mehreren in Reihen angeordneten Zylindern mit einem Zylinderkopf wird über eine Sauganlage 10 Luft für den Verbrennungsprozeß zugeführt. Die Sauganlage 10 umfaßt einen Luftsammler 11 sowie für jeweils einen Zylinder einen Einlaßkrümmer bzw. Saugrohrkanal 12. Der Luftsammler 11 bildet einen Luftverteilraum von dem ausgehend die Einlaßkrümmer 12 für jeden einzelenen Zylinder abzweigen. Der Luftsammler 11 wird von einem Gehäuse 15 umschlossen. Die angesaugte Luft wird über einen seitlich angeordneten und nicht näher dargestellten Einlaß in den Luftsammler 11 eingeführt. Das Gehäuse 15 des Luftsammlers 11 weist eine wannenförmige Außenwand 16, eine Innenwand 17 und eine deckelförmige Außenwand 18 auf.

Die Einlaßkrümmer 12 haben jeweils eine Eintrittsöffnung 13 und eine Austrittsöffnung 14. Mit den Austrittsöffnungen 14 sind die Einlaßkrümmer 12 über ein zwischengeschaltetes, nicht dargestelltes Flanschstück am Zylinderkopf angeflanscht. Zwischen Luftsammler 11 und Einlaßkrümmer 12 ist eine Koppelstelle 19 vorgesehen, an der der Einlaßkrümmer 12 mit dem Luftsammler 11, wie später noch beschrieben wird, verbunden ist. Die Einlaßkrümmer 12 werden von einem gemeinsamen inneren Gehäuseteil 28 und von jeweils einer für jeden Einlaßkrümmer 12 vorgesehenen äußeren Gehäuseschale 29 gebildet. Das Gehäuseteil 28 bildet die inneren Krümmerwände der Einlaßkrümmer 12 mit den Eintrittsöffnungen 13 und den Austrittsöffnung 14 aus. Diese Ausführung eignet sich zum Entformen der Einlaßkrümmer 12 aus einer Spritzgußform. Zur Herstellung der Einlaßkrümmer 12 werden die einzelnen äußeren Gehäuseschalen 29 beispielsweise mittels Vibrationsschweißen mit dem inneren Gehäuseteil 28 gasdicht verbunden.

Am inneren Gehäuseteil 28, ist ein Wandabschnitt 30 angeformt, der gleichzeitig die deckelförmige Außenwand 18 für den Luftsammler 11 bildet. Zwischen dem Gehäuseteil 28 der Einlaßkrümmer 12 und dem Gehäuse 15 des Luftsammlers 11 ist eine Trennebene 32 ausgebildet, die durch die Ebene der Koppelstelle 19 verläuft. Im Bereich der Trennebene 32 sind am Gehäuseteil 28 des Einlaßkrümmers 12 und am Gehäuse 15 des Luftsammlers 11 Verbindungselemente 34 für eine Schnappverbindung ausgeführt. Zum Abdichten der Verbindungsstellen 42 zwischen dem Gehäuse 15 des Luftsammlers 11 und dem Gehäuseteil 28 der Einlaßkrümmer 12 ist eine erste Dichtung 35 umlaufend eingesetzt.

Die Innenwand 17 des Luftsammlers 11 ist u-förmig ausgeführt und wird von einen separaten Gehäuseteil 37 gebildet. Das Gehäuseteil 37 schließt mit der inneren Wand des inneren Gehäuseteils 28 der Einlaßkrümmer 12 einen Raum 40 ein, der als Unterdruckspeicher genutzt wird. Dabei ist zwischen der Wand des inneren Gehäuseteils 28 und dem separaten Gehäuseteil ein weiteres Verbindungselement 42 für eine weitere Schnappverbindung ausgeführt. An der zu dem weiteren Verbindungselement 42 gegenüberliegenden Seite stößt das Gehäuseteil gegen den Wandabschnitt 30. Zur Abdichtung des von dem Raum 40 gebildeten Unterdruckspeichers ist, zwischen dem Gehäuseteil und der Wand des inneren Gehäusteiles 28 eine weitere umlaufende Dichtung 36 eingesetzt.

Im Luftsammler 11 sind jedem Einlaßkrümmer 12 jeweils zugeordnet Rohrkrümmer 21 mit einer austrittseitigen Öffnung 51 und einer eintrittseitigen Öffnung 52 angeordnet, die um eine Drehachse 22 schwenkbar gelagert sind. Dazu sind die Rohrkrümmer 12 an einer Welle 24 befestigt. Am Gehäuse 15 sind im Innern Lager 25 ausgebildet, in denen die Welle 24 gelagert ist. An einer Seitenwand der Sauganlage 10 ist die Welle 24 aus dem Gehäuse 15 herausgeführt und mit einem nicht dargestellten drehfesten Hebel gekoppelt. An diesem Hebel greift ein ebenfalls nicht dargestelltes Unterdruck- Schaltelement an.

Die Rohrkrümmer 21 sind jeweils aus einer äußeren Krümmerschale 45 und einer inneren Krümmerschale 46 ausgeführt. Die beiden Krümmerschalen 45, 46 werden nach dem Entformen aus der Spritzgußform durch geeignete Fügeverfahren, beispielsweise mittels Vibrationsschweißen, miteinander verbunden, so daß die gebogene rohrförmige Form entsteht. An dem zur Eintrittsöffnung 13 weisenden Ende ist der Rohrkrümmer 21 mit einem elastisch verformbaren Dichtring 49 versehen, der in die trichterförmig ausgebildete Eintrittsöffnung 13 des Einlaßkrümmers 12 ankoppelt.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine mit niedriger Last und/oder Drehzahl ist der Rohrkrümmer 21 in eine Stellung gemäß Fig. 1 geschwenkt. Die austrittseitige Öffnung 51 liegt dabei mit dem Dichtring 49 in der Eintrittsöffnung 13 des Rohrkrümmers 12. Die in den Luftsammler 11 eingedrungene Ansaugluft tritt in die eintrittseitige Öffnung 52 in den Rohrkrümmer 21 ein. Der Ansaugkanal wird in dieser Stellung durch die Länge des Einlaßkrümmers 12 und die Länge des Rohrkrümmers 21 gebildet. Dadurch ist eine resonanzgerechte Füllungbei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine möglich. In der Stellung gemäß Fig. 2 ist der Rohrkrümmer 21 aus der Eintrittsöffnung 13 des Einlaßkrümmers 12 herausgeschwenkt. Bei dieser Stellung tritt die im Luftsammler 11 sich befindende Ansaugluft unmittelbar in die Einlaßöffnung 13 des Einlaßkrümmers 12 ein. Der Ansaugkanal wird hierbei ausschließlich von der Länge des Einlaßkrümmers 12 bestimmt. Dieser verkürzte Ansaugweg erzielt eine für einen höheren Drehzahlbereich gute Füllung und optimiert dadurch die Leistung der Brennkraftmaschine.

Claims (6)

1. Sauganlage für eine mehrzylindrig Brennkraftmaschine mit mindestens einem Luftsammler, der mit Einlaßkrümmern an einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine anschließbar ist, und mit innerhalb des Luftsammlers angeordneten Rohrkrümmern für jeweils einen Einlaßkrümmer, wobei die Rohrkrümmer schwenkbar und von einem mit Unterdruck beaufschlagbaren Schaltelement betätigbar sind, und wobei das Schaltelement mit einem Unterdruckspeicher in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckspeicher (40) in eine vom Luftsammler (11) und vom Einlaßkrümmer (12) gebildetes Gehäuse integriert ist, daß ein erstes Gehäuseteil, das eine Innenwand (17) für den Luftsammler bildet und dabei in den Luftsammler (11) hineinragt, und ein weiteres Gehäuseteil (28), das von einer inneren Gehäusewand des Einlaßkrümmers (12) gebildet wird, vorgesehen sind, und daß das erste Gehäuseteil mit der Innenwand (17) und das weitere Gehäuseteil (28) den im Querschnitt gebildeten Raum des integrierten Unterdruckspeichers (40) ausbilden.

2. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (17) u-förmig ausgeführt ist.

3. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil und das weitere Gehäuseteil (28) mindestens ein Verbindungsmittel (42) für eine Schnappverbindung aufweisen.

4. Sauganlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil und das weitere Gehäuseteil (28) an einer Seite mit dem Verbindungsmittel (42) für die Schnappverbindung ausgeführt sind und daß an der gegenüberliegenden Seite das erste Gehäuseteil mittels einer zwischengeschalteten Dichtung gegen das Gehäuseteil (28) drückt.

5. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsammler (11) ein Gehäuse (15) mit einer wannenförmigen Außenwand (16), der vom ersten Gehäuseteil gebildeten Innenwand (11) und einer deckelförmigen Außenwand (18) aufweist.

6. Sauganlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die deckelförmige Außenwand (18) des Luftsammlers (11) an das Gehäuseteil (28) des Einlaßkrümmers (12) angeformt ist.