DE19737729A1 - Saugrohr für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugrohr für die Verbren­ nungsluft einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Saugrohr ist aus der DE 43 11 081 A1 be­ kannt. Um den Drehmomentverlauf und die Leistung der Brennkraftmaschine zu optimieren, weist das Saugrohr ei­ ne variable Saugrohrgeometrie auf. Das Saugrohr umfaßt zwei ineinander mündende Rohrabschnitte, wobei im Mün­ dungsbereich der Rohrabschnitte ein Stellelement vorge­ sehen ist, das als drehbare Steuerklappe ausgebildet ist. Über die Steuerklappe kann der Mündungsquerschnitt einer der beiden Rohrabschnitte entweder geschlossen oder geöffnet werden.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Steuerklappe schwer zugänglich ist, wodurch der Montageaufwand erhöht ist. Die Vorrichtung ist fertigungstechnisch und kon­ struktiv aufwendig in der Herstellung. Eine Fehlfunktion erfordert einen hohen Reparaturaufwand.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein gattungs­ gemäßes Saugrohr konstruktiv einfach und wartungsfreund­ lich auszubilden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Lage des Stellelements außerhalb des Innenraumes er­ möglicht eine hindernisfreie Strömung der Verbrennungs­ luft durch das Saugrohr. Wartung und Montage sind durch die leichte Zugänglichkeit erheblich vereinfacht. Das Stellelement selbst kann konstruktiv einfach hergestellt sein, da aufwendige Maßnahmen zur Lagerung im schwer zu­ gänglichen Innenraum des Saugrohres entfallen können.

Zweckmäßig sind jedem Saugrohr zwei Rohrabschnitte zuge­ ordnet, die jeweils einen Lufteinlaß aufweisen. Es kann hierbei ausreichend sein, das Stellelement lediglich im Bereich des Lufteinlasses einer der beiden Rohrabschnit­ te vorzusehen, um eine Veränderung der in die Brenn­ kraftmaschine strömenden Luftmenge zu erreichen.

Der Lufteinlaß ist vorteilhaft in Form einer Öffnung in die Rohrwandung eines Rohrabschnittes eingebracht. Diele Anordnung eröffnet verschiedene Möglichkeiten, den Luft­ strom zu regulieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß die beiden Rohrabschnitte relativ zueinander verschiebbar oder verdrehbar sind. Einer der Rohrabschnitte bildet vorzugsweise mit dem Stellelement ein einteiliges Bauteil, so daß eine Bewegung des Stel­ lelements unmittelbar zu einer Verstellbewegung des be­ treffenden Rohrabschnittes und damit zu einer Änderung des Lufteinlaß-Querschnitts führt. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine konstruktiv besonders einfache Gestaltung aus.

Das Stellelement ist in einer zweckmäßigen Ausführung als Drehschieber ausgebildet und umgreift nach Art einer Hülse die Rohrwandung mit dem Lufteinlaß. Eine Drehbewe­ gung des Drehschiebers um die Längsachse des betreffen­ den Rohrabschnitts schließt und öffnet den Lufteinlaß in der Rohrwandung. In dieser Ausführung münden die beiden Rohrabschnitte V-förmig ineinander und haben jeweils ei­ ne unterschiedliche Länge.

Gemäß einer anderen Ausführung sind die beiden Rohrab­ schnitte hintereinander angeordnet und liegen auf Ab­ stand zueinander. Der dazwischen gebildete Spalt ist durch das Stellelement veränderbar.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf ein Saugrohr mit Stellele­ ment,

Fig. 2 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels,

Fig. 3a, 3b eine Ansicht eines dritten Ausführungsbei­ spiels,

Fig. 4 eine Ansicht eines vierten Ausführungsbei­ spiels.

Das in Fig. 1 gezeigte Saugrohr 1 gehört zu einer Brenn­ kraftmaschine, beispielsweise zu einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor. Durch das Saugrohr 1 wird Verbren­ nungsluft von einem Luftsammler angesaugt und in Strö­ mungsrichtung 12 zur Brennkraftmaschine geführt. Das Saugrohr 1 besteht aus einem motornahen Rohrkrümmer 11 und zwei Rohrabschnitten 2, 3, die etwa im gleichen Be­ reich des Saugrohres in den Rohrkrümmer 11 einmünden. Der erste Rohrabschnitt 2 ist lang ausgebildet und be­ schreibt etwa einen 3/4-Kreis, der zweite Rohrabschnitt 3 ist wesentlich kürzer in Form eines Rohrstutzens ausge­ bildet. Die Lufteinlässe 4, 5 befinden sich an den offe­ nen Stirnseiten der Rohrabschnitte 2, 3 und liegen sich direkt gegenüber.

Über ein Stellelement 6 kann wahlweise einer der beiden Lufteinlässe 4, 5 verschlossen werden. Das Stellelement 6 hat die Gestalt einer drehbaren Steuerklappe und ist außerhalb des Saugrohr-Innenraumes 7 im Zwischenraum zwischen den Lufteinlässen 4, 5 angeordnet. Die Steuer­ klappe 6 dreht um eine Drehachse 13, die vertikal zur Rohrebene des Saugrohres 1 verläuft.

Ist der Lufteinlaß 5 des kurzen Rohrabschnitts 3 ver­ schlossen, strömt die Verbrennungsluft über den Luftein­ laß 4 durch den langen Rohrabschnitt 2; im umgekehrten Fall, bei geschlossenem Lufteinlaß 4, strömt die Luft durch den kurzen Rohrabschnitt 3. In einer Zwischenstel­ lung, bei der die Steuerklappe 6 etwa in der Mitte zwi­ schen den Stirnseiten der beiden Rohrabschnitte liegt, sind beide Lufteinlässe 4 und 5 offen, so daß durch bei­ de Rohrabschnitte 4, 5 Luft in das Saugrohr einströmen kann. Die in einen Rohrabschnitt einströmende Luftmenge kann dadurch reguliert werden, daß die Steuerklappe 6 den betreffenden Lufteinlaß mehr oder weniger weit frei­ gibt. Der wirksame Lufteinlaß-Querschnitt kann hierbei etwa kontinuierlich veränderbar eingestellt werden.

Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind wiederum zwei Rohrabschnitte 2, 3 vorgesehen, die V-förmig inein­ ander münden und an den motornahen Rohrkrümmer 11 ange­ schlossen sind. Der kurze Rohrabschnitt 3 ist im Bereich des Einlasses 5 trompetenförmig aufgebogen. Der lange Rohrabschnitt 2 besteht aus einem etwa halbkreisförmigen Teil mit dem Einlaß 4 an der Stirnseite und einem gera­ den Teil. Auf der dem Lufteinlaß 4 abgewandten Seite des geraden Teils mündet der kurze Rohrabschnitt 3 in den langen Rohrabschnitt 4. Im Mündungsbereich hat der erste Rohrabschnitt 2 einen weiteren Lufteinlaß in Form einer Öffnung 14, durch den die über den zweiten Rohrabschnitt 3 zugeführte Luft in den ersten Rohrabschnitt 2 und wei­ ter in den Rohrkrümmer 11 einströmt. Die Öffnung 14 ist zweckmäßig als über den Umfang teilweise verteilte Per­ foration in der Rohrwandung 8 des Rohrabschnittes 2 oder auch als einzelne Öffnung in der Rohrwandung ausgebil­ det.

Das Stellelement 6 ist als Drehschieber in Form einer ausschließlich rotatorisch bewegbaren Hülse ausgebildet, die den geraden Teil des ersten Rohrabschnittes 2 mit der Öffnung 14 umgreift. Der Drehschieber 6 kann nur verdreht, nicht aber axial verstellt werden. Die Dreh­ achse des Drehschiebers 6 ist identisch mit der Längs­ achse 9 des geraden Teils des ersten Rohrabschnittes 2. Der Drehschieber 6 bildet mit dem zweiten Rohrabschnitt 3 ein einteiliges, gemeinsames Bauteil, wobei im Dreh­ schieber 6 eine Durchtrittsöffnung für die Verbrennungs­ luft eingebracht ist. Durch Verdrehung des Drehschiebers 6 wird automatisch auch der zweite Rohrabschnitt 3 ver­ stellt, so daß je nach Lage des Drehschiebers der Strö­ mungsweg durch den zweiten Rohrabschnitt 3 in den Rohrkrümmer 11 entweder offen oder geschlossen ist. Der Übergang zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung kann kontinuierlich erfolgen.

In den Fig. 3a und 3b ist ein weiteres Ausführungsbei­ spiel dargestellt. Die Verbrennungsluft wird in Strö­ mungsrichtung 12 durch das teilkreisförmige Saugrohr 1 zur Brennkraftmaschine geführt. Das Saugrohr 1 besteht wieder aus dem motornahen Krümmer 11 sowie dem ersten und zweiten Rohrabschnitt 2 und 3. Der Krümmer 11 und der erste Rohrabschnitt 2 sind einteilig ausgebildet. Der zweite Rohrabschnitt 3 ist identisch mit dem als Drehschieber geformten Stellelement 6. Der zweite Rohr­ abschnitt 3 bildet einen Rohrteil des ersten Rohrab­ schnitts 2 und liegt auf der radial innenliegenden Seite des Saugrohres; der Rohrabschnitt 3 mündet in den Rohr­ krümmer 11. Beide Abschnitte 2 und 3 haben eine gemein­ same Mantelfläche 10. Der Saugrohr-Querschnitt ist zweckmäßig kreisförmig, wobei der erste und der zweite Rohrabschnitt 2 bzw. 3 jeweils halbkreisförmig ausgebil­ det sind.

Der zweite Rohrabschnitt 3 bzw. . Drehschieber 6 kann ent­ weder axial in Verstellrichtung 15 (Fig. 3a) oder radial in Verstellrichtung 16 (Fig. 3b) verschoben werden. Wird der Rohrabschnitt 3 axial gemäß Fig. 3a verschoben, so gelangt der motorferne Lufteinlaß 5 des Rohrabschnitts 3 in eine Außer-Funktionsstellung, da kein durchgehender Strömungsweg durch den Rohrabschnitt 3 und den Rohrkrüm­ mer 11 in die Brennkraftmaschine mehr gegeben ist. Zu­ gleich wird der Lufteinlaß 4 des ersten Rohrabschnitts 2 vergrößert, indem ein sich axial erstreckender, radial nach innen ausgerichteter Abschnitt 4a des Lufteinlasses beim Ausfahren des zweiten Rohrabschnitts 3 nach außen freikommt. Ist der zweite Rohrabschnitt 3 vollständig ausgefahren, erstreckt sich der Lufteinlaß 4a am ersten Rohrabschnitt 2 axial über den gesamten Bereich, den zu­ vor der zweite Rohrabschnitt 3 eingenommen hat. Zugleich ist ein weiterer, motornaher Lufteinlaß 20 freigelegt, der einen Teil der Stirnseite des Rohrkrümmers 11 ein­ nimmt.

Der zweite Rohrabschnitt 3 bzw. der Drehschieber 6 dre­ hen bei der axialen Stellbewegung um die Drehachse 13, die durch den Kreismittelpunkt verläuft, der durch die kreisförmige Krümmung des Saugrohres gegeben ist.

In der Variante nach Fig. 3b wird der zweite Rohrab­ schnitt 3 bzw. der Drehschieber 6 radial nach innen in Pfeilrichtung 16 verschoben, wodurch die zusätzlichen Lufteinlässe 4a und 20 freikommen. Im Gegensatz zu Fig. 3a, wo der Lufteinlaß 4a durch axiales Verschieben des zweiten Rohrabschnitts 3 nach und nach freigegeben wird, kommt bei der radialen Stellbewegung nach Fig. 3b der Lufteinlaß 4a des ersten Rohrabschnitts 2 bereits bei einer geringen Verschiebung des zweiten Rohrabschnitts 3 unverzüglich frei.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht das Saugrohr 1 aus zwei hintereinander angeordne­ ten Rohrabschnitten 2 und 3. Der erste Rohrabschnitt 2 mit dem Lufteinlaß 4 ist unmittelbar an einen Luftsamm­ ler 17 angeschlossen. Auch der sich daran anschließende zweite Rohrabschnitt 3 ist über den Lufteinlaß 5 unmit­ telbar mit dem Luftsammler 17 verbunden. Die benachbar­ ten Stirnseiten der Rohrabschnitte 2 und 3, der Luftauslaß 18 am ersten Rohrabschnitt 2 und der Lufteinlaß 5 am zweiten Rohrabschnitt 3, liegen auf Abstand zueinander, wodurch ein zwischenliegender Spalt gebildet ist. Der Spalt kann von dem als Drehschieber ausgebildetem Stel­ lelement 6 überbrückt und geschlossen werden.

Der erste Rohrabschnitt 2 ist als Teilkreis geformt, wo­ bei die Drehachse 13 des Drehschiebers 6 durch den Kreismittelpunkt verläuft. Bei einer Verstellbewegung des Drehschiebers 6 in Pfeilrichtung 19 wird der Dreh­ schieber aus der dargestellten, den Spalt überbrückenden Schließstellung in seine Öffnungsstellung überführt, in der der Spalt freiliegt und Verbrennungsluft unmittelbar aus dem Luftsammler über den Lufteinlaß 5 in den zweiten Rohrabschnitt 3 und weiter in Richtung des Pfeiles 12 zur Brennkraftmaschine strömen kann. Bei einer nur teil­ weisen Überbrückung des Spaltes wird aufgrund der Strö­ mungskinetik die Verbrennungsluft sowohl über den kürze­ ren Weg unmittelbar aus dem Luftsammler 17 als auch über den längeren Weg über den ersten Rohrabschnitt 2 in den zweiten Rohrabschnitt 3 geleitet. Dadurch ist ein konti­ nuierlicher Strömungsübergang bei der Verstellbewegung des Drehschiebers 6 zwischen Schließstellung und Öff­ nungsstellung ermöglicht. In Öffnungsstellung des Dreh­ schiebers - bei offenliegendem Spalt - umgreift ein hül­ senförmiger Teil des Drehschiebers die Rohrwandung des ersten Rohrabschnitts 2.

Claims (15)

1. Saugrohr für die Verbrennungsluft einer Brennkraftma­ schine, mit zwei Lufteinlässen (4, 5) im Saugrohr (1) und mit einem Stellelement (6) zur veränderlichen Ein­ stellung zumindest eines Lufteinlaß-Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (6) außerhalb des Saugrohr-Innenraums (7) angeordnet ist.

2. Saugrohr nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (1) einen ersten und einen zweiten Rohrabschnitt (2, 3) umfaßt und jedem Rohrabschnitt (2, 3) ein Lufteinlaß (4, 5) zugeordnet ist.

3. Saugrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (14) in der Rohrwandung (8) eines Rohr­ abschnittes (2) vorgesehen ist.

4. Saugrohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage der beiden Rohrabschnitte (2, 3) zueinander veränderbar ist.

5. Saugrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der erste Rohrabschnitt (2) ortsfest und der zweite Rohrabschnitt (3) zum ersten Rohrabschnitt (2) transla­ torisch und/oder rotatorisch bewegbar ist.

6. Saugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (6) einteilig mit einem der beiden Rohrabschnitte (2, 3) ausgebildet ist.

7. Saugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Rohrabschnitte (2, 3) ineinander münden und jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen.

8. Saugrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (6) als Steuerklappe ausgebildet ist, über die einer der Lufteinlässe (4, 5) der beiden Rohrabschnitte (2, 3) verschließbar ist.

9. Saugrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe (4, 5) beider Rohrabschnitte (2, 3) über die Steuerklappe (6) verschließbar sind.

10. Saugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (6) als Drehschieber ausgebildet ist.

11. Saugrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (6) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung um die Längsachse (9) des er­ sten Rohrabschnitts (2) mit einer Öffnung (14) in der Rohrwandung (8) verdrehbar ist.

12. Saugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrabschnitte (2, 3) hintereinander ge­ schaltet sind.

13. Saugrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrabschnitte (2, 3) eine gemeinsame Mantelfläche (10) aufweisen, wobei der zweite Rohrab­ schnitt (3) als Rohrteil des ersten Rohrabschnitts (2) ausgebildet ist.

14. Saugrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Rohrabschnitte (2, 3) auf Abstand liegen und der zwi­ schenliegende Spalt durch das Stellelement (6) veränder­ bar ist.

15. Saugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rohrabschnitt (2) als Rohrkrümmer aus­ gebildet ist und das Stellelement (6) um eine Drehachse (13) senkrecht zur Rohrebene drehbar ist.