DE19814568C1 - Vorrichtung zum Dämpfen von Luftsäulenschwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Luftsäulenschwingungen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Gattungsgemäße Vorrichtungen sind aus der DE 34 17 050 A1 und der DE 34 17 051 A1 bekannt.

Nachteiligerweise können die dort beschriebenen Vor­ richtungen den pulsierenden Anteil der Strömung in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine jedoch nicht in aus­ reichender Art und Weise dämpfen.

Eine solche pulsierende Strömung bzw. Pulsation im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, in welchem im Ide­ alfall eine homogene Strömung in Richtung der Brenn­ räume vorhanden sein sollte, entsteht durch die oszil­ lierende Bewegung der Kolben in den Zylindern.

Allerdings stört der pulsierende Anteil der Strömung in dem Ansaugrohr die durch einen in dem Ansaugrohr angeordneten Luftmassenmesser durchzuführende Luft­ massenmessung. Diese dient dazu, die von der Brenn­ kraftmaschine angesaugte Luftmenge festzustellen, um die einzuspritzende Kraftstoffmenge genau an die ange­ saugte Luftmenge anpassen zu können. Nur so ist näm­ lich eine optimale Vorsteuerung zur Füllung der Brenn­ räume mit einem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft- Gemisch und somit eine optimale Verbrennung möglich.

Bei Brennkraftmaschinen mit Drosselklappen, wie z. B. gewöhnlichen Ottomotoren, tritt der oben beschriebene Effekt weit weniger stark auf, da die Drosselklappe die pulsierende Strömung daran hindert, sich stromauf in dem Ansaugrohr weiterzuverbreiten. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen, die ohne Drosselklappe betrieben werden, ist es hingegen sehr sinnvoll bzw. notwendig, eine solche pulsierende Strömung von dem Luftmassen­ messer fernzuhalten.

Zwar sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Luft­ massenmesser bekannt, die Pulsationen im Ansaugrohr bis zum Dreifachen des eigentlich auftretenden und zu messenden Massenstroms verkraften, jedoch können bei Dieselmotoren oder auch bei anderen Brennkraftmaschi­ nen mit drosselfreier Laststeuerung noch stärkere Pulsationen auftreten.

Gemäß dem DE-GM 66 07 969 wurde versucht, das oben dargelegte Problem durch eine direkt in dem betreffen­ den Ansaugrohr eingebaute elastisch deformierbare Wan­ dung zu lösen.

Die dort dargestellte und beschriebene Vorrichtung läßt jedoch durch ihren viel zu simplen und uneffekti­ ven Aufbau keine befriedigenden Ergebnisse erwarten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Dämpfen von Luftsäulenschwingungen, insbesondere in einem Ansaugrohr einer Brennkraftma­ schine, zu schaffen, durch welche pulsierende Strömun­ gen in ausreichender Art und Weise gedämpft und von einem in dem Ansaugrohr angeordneten Luftmassenmesser ferngehalten werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäß in dem Dämpferraum angeord­ nete Gitter wird verhindert, daß während des Ansaug­ taktes der Brennkraftmaschine die den Dämpferraum um­ gebende, elastische Membran zu weit in den Dämpferraum hineingezogen wird, wodurch sie ansonsten beschädigt werden könnte.

Die Aufteilung des Ansaugrohrs in zwei Rohrteile ge­ währleistet in diesem Zusammenhang eine besonders ein­ fache Montage der Dämpfungseinrichtung, welche auch nachträglich in ein vorhandenes Ansaugrohr eingebaut werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Öffnungswei­ te der Mündung des zweiten Rohrteils des Ansaugrohrs, in dem der Luftmassenmesser angeordnet ist, wird die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftströmung in keiner Weise behindert, wohingegen die von der Brenn­ kraftmaschine ausgehende pulsierende Strömung nur zu einem sehr geringen Teil in das zum Luftmassenmesser führende Rohrteil gelangen kann.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit si­ chergestellt, daß der größte Teil des Impulses der pulsierenden Strömung durch die Membran nach außen gelangt. Es kann erfindungsgemäß nur ein sehr geringer Anteil der pulsierenden Strömung zu dem Luftmassenmes­ ser gelangen, wodurch eine sehr genaue Messung der angesaugten Luftmenge möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.

Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Vorrich­ tung zum Dämpfen von Luftsäulenschwingungen in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine.

Eine in bekannter Weise ausgeführte Brennkraftmaschine 1 ist mit einem Ansaugrohr 2 versehen. Auf der gegen­ überliegenden Seite des Ansaugrohrs 2 befindet sich an der Brennkraftmaschine 1 ein Abgasrohr 3.

Das Ansaugrohr 2 ist an einer von der Brennkraftma­ schine 1 beabstandeten Stelle in zwei Rohrteile 2a und 2b getrennt, wobei beide Rohrteile 2a und 2b in eine Dämpfungseinrichtung 4 geführt sind. Die Dämpfungsein­ richtung 4 weist einen Grundkörper 5 sowie eine an dem Grundkörper 5 angebrachte elastische Membran 6 auf. Innerhalb des Grundkörpers 5 und der Membran 6 ist somit ein Dämpferraum 7 festgelegt, in welchem sich eine gitterartige Struktur bzw. ein Gitter 8 befindet.

Durch das Gitter 8, welches in diesem Fall als an die Form der Membran 6 angepaßter, konischer Korb ausge­ bildet ist, wird verhindert, daß die Membran 6 bei einem Unterdruck in dem Dämpferraum 7 in denselben gezogen wird.

Das erste Rohrteil 2a des Ansaugrohrs 2 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden, wohingegen in dem zweiten Rohrteil 2b ein in bekannter Weise ausgebilde­ ter Luftmassenmesser 9 sowie ein ebenfalls bekannter Luftfilter 10 angeordnet sind. Der Luftmassenmesser 9 dient dazu, die während des Ansaugtaktes der Brenn­ kraftmaschine 1 angesaugte Luftmenge in dem Ansaugrohr 2 festzustellen, um die in die nicht dargestellten Brennräume einzuspritzende Kraftstoffmenge an die ge­ messene angesaugte Luftmenge anpassen zu können. Durch die Dämpfungseinrichtung 4 wird die von ebenfalls nicht dargestellten, oszillierenden Kolben der Brenn­ kraftmaschine 1 ausgehende pulsierende Strömung in dem Ansaugrohr 2 von dem Luftmassenmesser 9 ferngehalten.

Dies geschieht dadurch, daß der Impuls der pulsieren­ den Strömung auf die elastische Membran 6 trifft und durch diese nach außen in einen Motorraum des nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges abgegeben wird, wobei die Membran 6 jedoch ein Ausströmen von Luft­ teilchen und somit von Luftmasse verhindert.

Das Rohrteil 2a weist im Eingangsbereich in die Dämp­ fungseinrichtung 4 eine Mündung 11 auf, welche trich­ terförmig ausgebildet ist. Dadurch ist die von der Brennkraftmaschine 1 angesaugte und den Dämpferraum 7 stromab durchströmende Luftmenge keinem Widerstand ausgesetzt und kann sehr leicht in das Rohrteil 2a gelangen. Dabei kann die angesaugte Luftmenge nicht durch die Membran 6 nach außen in den Motorraum gelan­ gen.

Auch das Rohrteil 2b weist im Eingangsbereich in die Dämpfungseinrichtung 4 eine Mündung 12 auf, die in diesem Fall jedoch als sogenannte Bordamündung, d. h. gerade bzw. sogar scharfkantig, ausgebildet ist. Da­ durch kann derjenige Anteil der von der Brennkraftma­ schine 1 ausgehenden pulsierenden Strömung, dessen Impuls nicht bereits durch die Membran 6 nach außen abgegeben worden ist, nach Durchlaufen des Dämpfer­ raums 7 nur in sehr geringem Umfang in das Rohrteil 2b gelangen, da die Mündung 12 nicht wie die Mündung 11 trichterförmig ist und somit einen großen strömungs­ technischen Widerstand für die stromauf bzw. rückwärts gerichtete pulsierende Strömung darstellt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Mündung 12 mit einer zusätzlichen Rückschlagklappe 13 verse­ hen, die noch zuverlässiger verhindert, daß die pul­ sierende Strömung in das Rohrteil 2b gelangen kann.

Mit Hilfe der beschriebenen Dämpfungseinrichtung 4 kann somit die tatsächlich durch die Brennkraftmaschi­ ne 1 angesaugte Luftmenge in dem Ansaugrohr 2 durch den Luftmassenmesser 9 ohne störende Pulsationen ge­ messen werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Dämpfen von Luftsäulenschwingun­ gen, insbesondere in einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, wobei in dem Ansaugrohr ein Luftmassenmesser angeordnet ist, wobei das An­ saugrohr wenigstens in einem Teilbereich durch eine Dämpfungseinrichtung unterbrochen ist, und wobei die Dämpfungseinrichtung einen Dämpferraum und eine den Dämpferraum umgebende elastische Membran aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. 1.1 in dem Dämpferraum (7) eine gitterartige Struktur (8) angeordnet ist,
• 2. 1.2 das Ansaugrohr (2) durch die Dämpfungsein­ richtung (4) in zwei Rohrteile (2a, 2b) aufgeteilt ist,
• 3. 1.3 das erste Rohrteil (2a) des Ansaugrohrs (2) mit der Brennkraftmaschine (1) verbun­ den ist,
• 4. 1.4 in dem zweiten Rohrteil (2b) des Ansaug­ rohrs (2) der Luftmassenmesser (9) ange­ ordnet ist, und
• 5. 1.5 die Öffnungsweite der Mündung (12) des zweiten Rohrteils (2b) des Ansaugrohrs (2) in die Dämpfungseinrichtung (4) wenigstens annähernd maximal so groß wie die Weite des Rohrteils (2b) im Bereich der Mündung (12) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (12) des mit dem Luftmassenmesser (9) verbundenen Rohrteils (2b) des Ansaugrohrs (2) als scharfkantige Bordamündung ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (12) des mit dem Luftmassenmesser (9) verbundenen Rohrteils (2b) des Ansaugrohrs (2) mit einer Rückschlagklappe (13) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Brennkraftmaschine (1) verbundene Rohrteil (2a) des Ansaugrohrs (2) an seiner Mün­ dung (11) in die Dämpfungseinrichtung (4) trich­ terförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gitterartige Struktur (8) als an die Form der Membran (6) angepaßter, konischer Korb aus­ gebildet ist.