DE19827410A1

DE19827410A1 - Ansaugsystem, insbesondere zur Verwendung als Ansaugkanal einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE19827410A1
Application number: DE19827410A
Authority: DE
Inventors: Helmut Spannbauer
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 1999-01-14
Also published as: WO1998059166A1; EP0990093B1; KR20010014012A; DE59813724D1; BR9810148A; CA2295004A1; EP0990093A1; KR100602747B1; JP2002504974A; JP4089982B2; US6205968B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem, insbesondere zur Verwendung als Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine, nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Ansaugsysteme für Brennkraftmaschinen werden insbesondere im Bereich des Saugrohres mit Nebenschlußresonatoren versehen, um eine Dämpfung des Ansauggeräusches zu erreichen. Im einfachsten Fall bestehen diese Nebenschlußresonatoren aus eine Resonatorraum und einem Resonatorhals der den Resonatorraum mit dem Saugrohr verbindet. Diese Grundform des Nebenschlußresonators kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall variiert werden. Es sind mehrere Hälse denkbar die bei unterschiedlicher Länge eine Dämpfung von Ansauggeräuschen unterschiedlicher Frequenzen ermöglichen. Der Resonatorraum kann nahezu beliebige Formen besitzen.

Nachteilig an der Verwendung von Nebenschlußresonatoren ist deren Platzbedarf im Bereich des Saugrohres. Dieser muß im Motorraum vorgesehen werden, was durch die engen Platzverhältnisse im Motorraum erschwert wird. Ein Ansatz zur Lösung des Problems ist der z. B. DE 38 42 248 A1 zu entnehmen. Es wird ein Resonator vorgeschlagen, der in das Gehäuse des Ansaugsystems integriert ist. Dadurch wird die Nutzung des in dem Gehäuse anfallenden Totvolumens als Resonatorraum möglich. Es muß daher kein zusätzlicher Einbauraum im Motorraum zur Verfügung gestellt werden.

Der oben beschriebene Resonatorraum muß jedoch konstruktiv schon bei der Gestaltung des Saugrohrgehäuses beachtet werden. Nachteilig dabei ist, daß der beschriebene Resonator nicht nachträglich zur Verbesserung der Akustik eines Saugrohres verwendet werden kann, wenn die Ergebnisse hinsichtlich der Ansauggeräusche des Saugrohres unbefriedigend sind. In einer solchen Situation ist häufig auch im Motorraum kein zusätzlicher Platz für einen Nebenschlußresonator vorhanden, da die Entwicklung des fraglichen Fahrzeugs fast abgeschlossen ist. Dadurch können im Saugrohrbereich teure neue Konstruktion notwendig werden.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Helmholzresonator zu schaffen der einen geringen Bauraum für sich beansprucht und auch nachträglich in eine bereits bestehende Saugrohrkonstruktion eingefügt werden kann. Dabei sollen entweder spezielle Frequenzen des Ansauggeräusches gedämpft werden oder eine Breitbanddämpfung erzielt werden.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Innenstruktur in den Innenraum der Saugrohrs eingelegt und dort befestigt wird. Diese Innenstruktur bildet zusammen mit den Wänden des Saugrohres einen Resonatorraum, der mindestens eine Öffnung zum Saugrohrvolumen hin besitzen muß. Eine solche Innenstruktur benötigt keinen zusätzlichen Bauraum im Motorraum. Vorteilhaft ist weiterhin die Möglichkeit eines nachträglichen Einbaus. Dies ist vor allen Dingen bei Saugrohren einfach zu realisieren, die in Mehrschalentechnik gefertigt werden. Ebenso kann eine solche Innenstruktur jedoch durch die Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen des Saugrohres eingebracht werden. Dabei muß die Gestalt des Saugrohres gar nicht oder nur unwesentlich verändert werden. Würde die Innenstruktur z. B. eingeklebt, muß diese lediglich an einen bestimmten Konturbereich des Saugrohres angepaßt werden. Vorteilhafterweise kann die Innenstruktur derart gestaltet sein, daß sie nach Montage im Saugrohr mehrere Resonatorräume unterschiedlichen Volumens erzeugt. Durch diese Maßnahme können unterschiedliche Frequenzen im Ansaugbereich schwerpunktmäßig gedämpft werden.

Eine sinnvolle Variante der Erfindung sieht die Montage der Innenstruktur im Innenraum des Saugrohrs vor. Dieser ist vor den Ansaugkanälen zu den Zylindern angeordnet. Daher wirkt die Geräuschdämpfung auf alle Ansaugkanäle des Saugrohrs.

Nach einer sinnvollen Ausgestaltung der Innenstruktur ist diese aus einem flachen Bauteil, z. B. einem Lochblech, und Abstandhaltern aufgebaut. Der Resonatorraum entsteht demnach zwischen dem Lochblech und der Saugrohrwand. Vorteilhaft ist dabei, daß die Innenstruktur aus einfachen Halbzeugen herstellbar ist. Dies führt zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei Kleinserien, z. B. im Tuningbereich.

Eine alternative Variante der Innenstruktur sieht deren Gestaltung als Einlegeteil vor. Dieses kann einteilig ausgeführt sein mit positiven Wirkung auf die Wirtschaftlichkeit in der Großserie.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß kann die Innenstruktur Bereiche unterschiedlicher Wandstärke aufweisen. Sieht man in einer Innenstruktur mehrere Öffnungen vor, so ergeben sich dadurch unterschiedliche Halslängen für den Nebenschlußresonator. Der positive Effekt dieser Maßnahme ist eine Breitbanddämpfung des Ansauggeräusches.

Unter der Voraussetzung, daß die Innenstruktur sowie das Saugrohr aus demselben Material bestehen, kann die Innenstruktur auch in das Saugrohr eingeschweißt werden. Dies gilt insbesondere für Kunststoffsaugrohre, ist jedoch auch für metallische Saugrohre denkbar. Ein Kunststoffeinlegeteil kann insbesondere durch das Ultraschallschweißverfahren gefügt werden. Es sind allerdings auch andere Schweißverfahren, z. B. das Reibschweißverfahren, möglich.

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.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit Reihenanordnung der Zylinder mit dem typischen spiralförmigen Verlauf des Saugkanals entlang der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 2 den Schnitt B-B gemäß Fig. 1 durch den Sammelraum des Saugrohrs mit Aufsicht auf eine als Nebenschlußresonator wirkende Einlegestruktur und die Öffnungen der Ansaugkanäle,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch die Wand einer Innenstruktur mit veränderlicher Wandstärke und Bohrungen, die als Hälse unterschiedlicher Länge für den Resonator dienen und

Fig. 4 den schematischen Schnitt durch eine Einlegestruktur zur Erzeugung zweier Resonatorräume unterschiedlichen Volumens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Saugrohr 10 im Schnitt durch einen der Ansaugkanäle 11 dargestellt. Die Verbrennungsluft wird einem Sammelraum 12 durch einen nichtdargestellten Einlaß zugeführt. Der Sammelraum verteilt die Verbrennungsluft auf die Ansaugkanäle 11, die durch Auslässe 13 mit nicht dargestellten zylinderseitigen Lufteinlässen verbunden sind. Durch diese wird die Verbrennungsluft dem Motor zugeführt. Im Saugrohr entstehende Toträume 14 können dabei zur Dämpfung des Ansauggeräusches verwendet werden.

Das Saugrohr besteht aus mehreren Schalen 15. Vor der Verschweißung der Schalen untereinander können Innenstrukturen 16 mit Innenwänden 17 des Saugrohrs in Verbindung gebracht werden. Die Innenstrukturen weisen Bohrungen 18 auf, die als Hälse für die durch die Innenstrukturen gebildeten Resonatorräume dienen. Die Innenstrukturen können bevorzugt im Sammelraum 12 des Saugrohrs angebracht werden.

Die Innenstrukturen 16 können aus einem gelochten Blech 19 und Abstandshaltern 20, die zwischen Innenwand 17 und Blech 19 angebracht sind, bestehen. Alternativ hierzu kann die Innenstruktur aus einem einzelnen Einlegeteil 21 bestehen, welches bevorzugt mit der Innenwand 17 verschweißt wird. Zu diesem Zweck müssen Schweißabsätze 22 an der Innenwand vorgesehen werden.

Die Verschweißung der Schalen 15 erfolgt nach Einbringen der Innenstrukturen 16.

In Fig. 2 ist der Sammelraum 12 im Längsschnitt dargestellt. Er stellt die Verbindung eines Einlasses 24 für die Verbrennungsluft und den Saugkanalmündungen 25 dar.

Die Innenstruktur 16 ist in der Aufsicht dargestellt. In dieser Darstellung wird die vergleichsweise große Flächenausdehnung im Verhältnis zur Höhe der Innenstruktur (vergleiche Fig. 1) deutlich. Diese Geometrie ist notwendig, da der Querschnitt des Sammelraumes nicht übermäßig stark verengt werden darf. Auf diese Weise ist eine ausreichende Luftversorgung der Ansaugkanäle gegeben.

Die Fig. 3 stellt einen Schnitt durch den Wandabschnitt einer Innenstruktur 16 dar. Die Wandstärke des Bauteils steigt in diesem Fall linear. Die Bohrungen 18, die in regelmäßigen Abständen in die Wand eingebracht sind und als Hälse für den Nebenschlußresonator dienen, weisen eine unterschiedliche Länge auf. Dadurch entfaltet der Nebenschlußresonator eine Breitbandwirkung.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Innenstruktur 16 mit mehreren Resonatorräumen 23. Diese werden durch eine Trennwand 26 gebildet, die sich auf der Innenwand 17 des Saugrohres abstützt. Die Innenstruktur kann über eine umlaufende Lippe 27 mit der Saugrohrwand verklebt werden.

Bezugszeichenliste

10

Saugrohr

11

Ansaugkanal

12

Sammelraum

13

Auslaß

14

Totraum

15

Schale

16

Innenstruktur

17

Innenwand

18

Bohrung

19

Blech

20

Abstandshalter

21

Einlegeteil

22

Schweißabsatz

23

Resonatorraum

24

Einlaß

25

Saugkanalmündung

26

Trennwand

27

Lippe

Claims

1. Ansaugsystem, insbesondere Saugrohr einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Einlaß (24) und mindestens einem Auslaß (13), dadurch gekennzeichnet, daß an den hohlraumbildenden Innenwänden (17) mindestens eine Innenstruktur (16) angebracht ist, die im Zusammenspiel mit diesen mindestens einen Resonatorraum (23) umschließt, wobei dieser mindestens eine Öffnung, insbesondere eine Bohrung (18), zum Innenraum des Ansaugsystems hin aufweist.

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Innenstruktur (16) in einem Sammelraum (12) des Ansaugsystems angeordnet ist.

3. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur (16) aus einem flachem Bauteil, insbesondere einem gelochten Blech (19) und mindestens einem Abstandhalter (20) besteht.

4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur (16) aus einem Einlegeteil (21) besteht.

5. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstruktur Bereiche unterschiedlicher Wandstärke aufweist, wobei mindestens zwei Öffnungen, insbesondere Bohrungen (18), in Bereichen unterschiedlicher Wandstärke vorgesehen sind.

6. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Innenstruktur (16) und Saugrohr aus demselben Material, insbesondere aus Kunststoff, bestehen.

7. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Innenstruktur (16) mit den Innenwänden (17) Schweißnähte, insbesondere Ultraschallschweißnähte, befinden.