DE19833326A1 - Air induction device for IC engine has Helmholtz resonator formed by two hollow cylinders partly overlapping themselves at periphery, whose volumes are connected via slot - Google Patents

Air induction device for IC engine has Helmholtz resonator formed by two hollow cylinders partly overlapping themselves at periphery, whose volumes are connected via slot

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Abstract

An induction device for an IC engine has the air sucked in by means of an induction line guided over a filter to the induction channels near the combustion chamber. In the path of the induction line, a branch not flowed through by the air is provided to a Helmholtz resonator, changeable in effective volume. The Helmholtz resonator (2) is formed by two hollow cylinders (3,4) partly overlapping themselves at the periphery. Their volumes are connected via a slot (7) extending over the length of the cylinders. The end face (5) of the first cylinder is connected via a neck pipe (1) to the branch and the other cylinder contains a rotatable switching roller (8) which divides up the volume of the second cylinder into at least two unequal part-volumes (11,12). Either the part-volumes of the second cylinder are separated from the volume of the first cylinder by a part-region of the switching roller lying over the slot or, with a changed position of the roller, each of the part-volumes of the second cylinder alone or in common in groups connects via the slot with the volume of the first cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.The invention relates to a suction device for a Internal combustion engine according to the preamble of the patent saying 1.

Eine Ansaugvorrichtung dieser Art beschreibt DE 196 41 715. Bei dieser Ansaugvorrichtung ist das im Nebenstrom angeordnete Resonatorvolumen durch mehrere Resonatorhälse mit der Ansaugleitung verbunden. Die Ansaugleitung ist dazu in mehrere Kanalteile unterteilt-, die abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine freigeschaltet oder abgeschaltet werden. Auch die Resonatorhälse-sind im Resonator-Volumen mit Schaltklappen versehen. Die Viel­ zahl der Schaltklappen müssen koordiniert betätigt wer­ den. Der Aufbau einer solchen Ansaugvorrichtung mit der koordinierten Betätigung der Vielzahl der Schaltklappen ist sehr aufwendig.A suction device of this type is described in DE 196 41 715. With this suction device, this is in the secondary flow arranged resonator volume by several resonator necks connected to the suction pipe. The suction line is also divided into several channel parts - depending on unlocked the operating state of the internal combustion engine or be switched off. The resonator necks are also in the Provide the resonator volume with switching flaps. The lot number of control flaps must be operated in a coordinated manner the. The construction of such a suction device with the coordinated actuation of the large number of switching flaps is very expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ansaugvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die mit geringem- Bauauf­ wand, insbesondere mit kleinem Aufwand für die Stellmit­ tel auskommt.The object of the invention is a suction device Generic type to create that with low-Bauauf wall, especially with little effort for the Stellmit tel gets by.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.According to the invention, this task is characterized by the solved the features of claim 1. Beneficial  Further developments of the invention are the subject of the sub Expectations.

Durch das Verteilen von verschieden großen Zusatzvolumina zum Helmholtz-Resonator innerhalb eines zylindrischen Raumes, der mit einem Schlitz über eine relativ große Länge mit dem Hauptresonatorraum in ausreichendem Quer­ schnitt verbindbar ist, und durch die Anordnung einer drehbaren Schaltwalze in diesem zylindrischen Raum zum Abteilen der Zusatzvolumina und gleichzeitig zum Verbin­ den bzw. abtrennen dieser Zusatzvolumina mit bzw. vom Re­ sonatorhauptraum kann mit nur einer Betätigungsbewegung, nämlich dem Verdrehen der Schaltwalze, das wirksame Reso­ natorvolumen verändert und so an den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere deren Drehzahl, angepaßt werden. Für die eine Betätigungsbewegung ist ein Betäti­ gungselement, z. B. eine Unterdruckdose oder ein elektri­ scher Aktuator ausreichend, wobei dieses Betätigungsele­ ment in an sich bekannter Weise vom Motormanagement ange­ steuert ist.By distributing different sized additional volumes to the Helmholtz resonator within a cylindrical Space with a slot over a relatively large Length with the main cavity in sufficient cross is connectable, and by arranging a rotatable shift drum in this cylindrical space for Divide the additional volumes and at the same time to connect the or separate these additional volumes with or from the Re the main sonator room can be namely the twisting of the shift drum, the effective reso nator volume changed and so the operating state of the Internal combustion engine, especially their speed, adapted become. For one actuation movement there is an actuator supply element, e.g. B. a vacuum can or an electri shear actuator sufficient, this actuator ment in a manner known per se from engine management controls is.

Die das Hauptvolumen und das Zusatzvolumen bildenden bei­ den Zylinder können als ein Gehäuse gefertigt sein. Aus diesem Gehäuse tritt lediglich an der Stirnseite des zweiten Zylinders die Welle zur Betätigung der im Gehäuse befindlichen Schaltwalze aus. Damit ist die Abdichtung des Gehäuses nach außen gegenüber einem Resonator mit mehreren Schaltklappen stark vereinfacht und in der Funk­ tion zuverlässiger. Insbesondere die Schaltwalze kann vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt sein, wobei an den die Volumina abtrennenden Steuerkanten Dichtlippen aus einem schmiegsamen Kunststoff angesetzt sind.That form the main volume and the additional volume the cylinder can be made as a housing. Out this housing occurs only on the front of the second cylinder to actuate the shaft in the housing shift drum located. So that is the seal the housing to the outside with a resonator several switching flaps greatly simplified and in terms of radio tion more reliable. In particular, the shift drum can advantageously be made of plastic, with the the volume separating control edges sealing lips are made of a flexible plastic.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is below hand described in more detail a drawing. Show it

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines mit der Ansaugvorrichtung verbundenen Helmholtz-Re­ sonators; Fig. 1 is a perspective view of a suction device connected to the Helmholtz-Re sonators;

Fig. 2 bis Fig. 5: jeweils einen Schnitt senkrecht zu den Längsachsen der dem Helmholtz-Resonator bil­ denden Zylinder. Fig. 2 to Fig. 5: a section perpendicular to the longitudinal axes of the Helmholtz resonator bil denden cylinder.

Eine Brennkraftmaschine weist eine Ansaugleitung auf, durch welche über einen Luftfilter den Brennräumen Luft zugeführt wird. Zur Unterdrückung von Ansauggeräuschen infolge der sich in der Ansaugleitung bildenden Gasschwin­ gungen ist, vorzugsweise im Bereich eines Schwingungskno­ tens, in an sich bekannter Weise in der Ansaugleitung eine Öffnung vorgesehen, die einen vom Ansaugluftstrom nicht durchströmten Abzweig bildet. An diesem Abzweig schließt ein Halsrohr 1 eines Helmholtz-Resonators 2 an. Das Volu­ men des Helmholtz-Resonators 2 wird von zwei sich am Um­ fang teilweise überdeckenden Zylindern 3, 4 gebildet. Das Halsrohr 1 mündet an einer Stirnwand 5 des ersten, in der Zeichnung oben liegenden, Zylinders 3 und verbindet so das vom Zylinder 3 umschlossene Volumen 6 mit der Ansauglei­ tung der Brennkraftmaschine.An internal combustion engine has an intake line through which air is supplied to the combustion chambers via an air filter. To suppress suction noises as a result of the gas vibrations formed in the suction line, preferably in the region of a vibration node, an opening is provided in a manner known per se in the suction line, which forms a branch not flowed through by the intake air flow. A neck tube 1 of a Helmholtz resonator 2 connects to this branch. The volu men of the Helmholtz resonator 2 is formed by two cylinders 3 , 4 that partially overlap at the beginning. The neck tube 1 opens on an end wall 5 of the first, in the drawing above, cylinder 3 and thus connects the volume 6 enclosed by the cylinder 3 with the Ansauglei device of the internal combustion engine.

Das Volumen des zweiten Zylinders 4 ist mit dem Volumen 6 des ersten Zylinders 3 über einen Spalt 7 verbunden, der sich im Überdeckungsbereich der beiden Zylinder 3, 4 über deren ganze Länge erstreckt. Im zweiten Zylinder 4 ist eine Schaltwalze 8 drehbar angeordnet. Die Schaltwalze 8 besteht aus einem an der Innenwand des Zylinders 4 nahezu anliegenden Schaltzylinder 9 und einer Trennwand 10, wel­ che das vom zweiten Zylinder 4 umschlossene Volumen- in zwei ungleich große Teilvolumina 11, 12 aufteilt. Beide Teilvolumina 11, 12 sind über je einen am Schaltzylinder 9 befindlichen Schaltschlitz 13, 14 an das Volumen 6 des ersten Zylinders 3 anschließbar, wenn die Schaltwalze 8 in eine solche Stellung gedreht wird, daß einer oder beide der Schaltschlitze 13, 14 in Überdeckung mit dem Spalt 7 gelangen. Ein Teilbereich 15 der Schaltwalze 8 kann bei entsprechender Drehstellung den Spalt 7 ver­ schließen. Die Schaltwalze 8 ist über eine Betätigungs­ welle 16, die durch eine Stirnwand 17 des zweiten Zylin­ ders 4 austritt und mit Betätigungshebeln 18 versehen ist, mittels Aktuatoren 19 in Abhängigkeit vom Betriebs­ zustand der Brennkraftmaschine verdrehbar.The volume of the second cylinder 4 is connected to the volume 6 of the first cylinder 3 via a gap 7 which extends in the overlap region of the two cylinders 3 , 4 over their entire length. In the second cylinder 4 , a shift drum 8 is rotatably arranged. The shift drum 8 consists of a shift cylinder 9 which lies almost against the inner wall of the cylinder 4 and a partition wall 10 which divides the volume enclosed by the second cylinder 4 into two unequal partial volumes 11 , 12 . Both partial volumes 11 , 12 can be connected to the volume 6 of the first cylinder 3 via a switching slot 13 , 14 located on the switching cylinder 9 when the switching drum 8 is rotated into such a position that one or both of the switching slots 13 , 14 overlap with reach the gap 7 . A portion 15 of the shift drum 8 can close the gap 7 with a corresponding rotational position. The shift drum 8 is via an actuating shaft 16 , which exits through an end wall 17 of the second cylinder 4 and is provided with actuating levers 18 , by means of actuators 19 depending on the operating state of the internal combustion engine.

Fig. 2 zeigt eine Stellung der Schaltwalze 8, bei der allein das Volumen 6 des ersten Zylinders 3 über das Halsrohr 1 mit der Ansaugleitung in Verbindung steht und so wirksames Resonator-Volumen ist. Der Teilbereich 15 der Schaltwalze 8 verschließt den Schlitz 7. Fig. 2 shows a position of the shift drum 8 , in which only the volume 6 of the first cylinder 3 is connected to the intake pipe via the neck tube 1 and is thus an effective resonator volume. The portion 15 of the shift drum 8 closes the slot 7 .

Fig. 3 zeigt eine Stellung der Schaltwalze 8, bei der das wirksame Volumen des Helmholtz-Resonators 2 vom Volu­ men 6 des ersten Zylinders 3 gemeinsam mit dem kleineren Teilvolumen 11 des zweiten Zylinders 4 gebildet ist. Fig. 3 shows a position of the shift drum 8 , in which the effective volume of the Helmholtz resonator 2 from Volu men 6 of the first cylinder 3 is formed together with the smaller partial volume 11 of the second cylinder 4 .

Fig. 4 zeigt eine Stellung der Schaltwalze 8, bei der das wirksame Volumen des Helmholtz-Resonators 2 vom Volu­ men 6 des ersten Zylinders 3 gemeinsam mit dem größeren Teilvolumen 12 des zweiten Zylinders 4 gebildet ist. Fig. 4 shows a position of the shift drum 8 , in which the effective volume of the Helmholtz resonator 2 from Volu men 6 of the first cylinder 3 is formed together with the larger partial volume 12 of the second cylinder 4 .

Und in Fig. 5 ist eine Stellung der Schaltwalze 8 darge­ stellt, bei der das wirksame Volumen des Helmholtz-Reso­ nators 2 vom Volumen 6 des ersten Zylinders 3 gemeinsam mit den beiden Teilvolumina 11, 12 des zweiten Zylinders 4 gebildet ist.And in Fig. 5 is a position of the shift drum 8 Darge provides, in which the effective volume of the Helmholtz resonator 2 is formed by the volume 6 of the first cylinder 3 together with the two partial volumes 11 , 12 of the second cylinder 4 .

Durch die wahlweise Stellung der Schaltwalze 8 können so vier unterschiedlich große wirksame Resonator-Volumina realisiert werden, so daß der Helmholtz-Resonator 2 bei nahezu allen Drehzahlen der Brennkraftmaschine auf eine wirksame Größe schaltbar ist. Dazu ist lediglich ein Stellelement erforderlich, nämlich der Aktuator 19 an der Betätigungswelle 16 der Schaltwalze 8. Der große Verbin­ dungsquerschnitt zwischen den miteinander verbundenen Vo­ lumina über den Spalt 7 sichert, daß das jeweils verbun­ dene Gesamtvolumen als Resonatorvolumen wirksam wird. Die innere Abdichtung der Volumina von erstem 3 und zweitem Zylinder 4 erfolgt mit (auf der Zeichnung nicht darge­ stellten) elastischen Lippendichtungen an den Steuerkan­ ten der Steuerwalze 8. Zur Abdichtung des wirksamen Reso­ natorvolumens nach außen ist die Betätigungswelle 16 am Durchtritt durch die Stirnwand 17 mit einer Dichtung ver­ sehen.The optional position of the shift drum 8 enables four differently sized effective resonator volumes to be realized, so that the Helmholtz resonator 2 can be switched to an effective size at almost all speeds of the internal combustion engine. All that is required is an actuator, namely the actuator 19 on the actuating shaft 16 of the shift drum 8 . The large connec tion cross-section between the interconnected Vo lumina through the gap 7 ensures that the respective verbun total volume is effective as a resonator volume. The inner sealing of the volumes of the first 3 and second cylinder 4 is carried out with (on the drawing not shown Darge) elastic lip seals on the Steuererkan th of the control roller 8th To seal the effective Reso natorvolumens to the outside, the actuating shaft 16 is seen ver at the passage through the end wall 17 with a seal.

Claims (5)

1. Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher die angesaugte Luft mittels einer Ansauglei­ tung über einen Filter zu den brennraumnahen Ansaug­ kanälen geführt ist und im Verlauf der Ansaugleitung ein von der Luft nicht durchströmter Abzweig zu ei­ nem im wirksamen Volumen veränderbaren Helmholtz-Re­ sonator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Helmholtz-Resonator (2) von zwei sich am Umfang teilweise überdeckenden hohlen Zylindern (3, 4) ge­ bildet ist, deren Volumen über einen sich über die Länge der Zylinder (3, 4) erstreckenden Schlitz (7) verbunden sind, die Stirnseite (5) des ersten Zylin­ ders (3) über ein Halsrohr (1) mit dem Abzweig ver­ bunden ist und der andere zweite Zylinder (4) eine drehbare Schaltwalze (8) enthält, welche das Volumen des zweiten Zylinders (4) in mindestens zwei un­ gleiche Teilvolumina (11, 12) aufteilt, wobei entwe­ der die Teilvolumina (11, 12) des zweiten Zylinders (4) durch einen über dem Schlitz (7) liegenden Teil­ bereich (15) der Schaltwalze (8) vom Volumen (6) des ersten Zylinders (3) abgetrennt sind oder - bei ver­ änderter Stellung der Schaltwalze (8) - jedes der Teilvolumina (11, 12) des zweiten Zylinders (4) al­ lein oder gemeinsam in Gruppen über den Schlitz (7) mit dem Volumen (6) des ersten Zylinders (3) in Ver­ bindung steht.1. Intake device for an internal combustion engine, in which the intake air is guided by means of a suction line through a filter to the intake near the combustion chamber and in the course of the intake line a branch through which the air does not flow is provided to a Helmholtz resonator that can be changed in effective volume is characterized in that the Helmholtz resonator ( 2 ) is formed by two hollow cylinders ( 3 , 4 ) partially overlapping on the circumference, the volume of which is formed by a slot ( 7 ) extending over the length of the cylinders ( 3 , 4 ) ) are connected, the end face ( 5 ) of the first cylinder ( 3 ) is connected to the branch via a neck tube ( 1 ) and the other second cylinder ( 4 ) contains a rotatable shift drum ( 8 ) which contains the volume of the second cylinder ( 4 ) divided into at least two unequal partial volumes ( 11 , 12 ), with either the partial volumes ( 11 , 12 ) of the second cylinder ( 4 ) being separated by an over the Slit ( 7 ) lying partial area ( 15 ) of the shift drum ( 8 ) from the volume ( 6 ) of the first cylinder ( 3 ) are separated or - with changed position of the shift drum ( 8 ) - each of the partial volumes ( 11 , 12 ) of the second Cylinder ( 4 ) alone or together in groups through the slot ( 7 ) with the volume ( 6 ) of the first cylinder ( 3 ) is in connection. 2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltwalze (8) von einem an der Innenwand des zweiten Zylinders (4) anliegenden Schaltzylinder (9) mit einer axial verlaufenden die Teilvolumina (11, 12) abteilenden Trennwand (10) ge­ bildet ist, wobei am Umfang des Schaltzylinders (9) zumindest ein mit dem Schlitz (7) der Zylinder (3, 4) in Überdeckung bringbarer Schaltschlitz (13, 14) vorgesehen ist.2. Suction device according to claim 1, characterized in that the switching drum ( 8 ) of an on the inner wall of the second cylinder ( 4 ) adjacent switching cylinder ( 9 ) with an axially extending the partial volumes ( 11 , 12 ) dividing partition ( 10 ) ge is formed, at least one switching slot ( 13 , 14 ) which can be brought into overlap with the slot ( 7 ) of the cylinders ( 3 , 4 ) is provided on the circumference of the switching cylinder ( 9 ). 3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltwalze (8) zentrisch im zweiten Zylinder (4) drehbar gelagert ist und mit­ tels einer Betätigungswelle (16) durch eine Stirn­ seite (17) des zweiten Zylinders (4) verstellbar ist.3. Suction device according to claim 1 and 2, characterized in that the shift drum ( 8 ) is rotatably mounted centrally in the second cylinder ( 4 ) and by means of an actuating shaft ( 16 ) through an end face ( 17 ) of the second cylinder ( 4 ) is adjustable. 4. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Betätigungswelle (16) zumindest ein in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraft­ maschine angesteuerter Aktuator (19) angreift.4. Suction device according to claim 3, characterized in that on the actuating shaft ( 16 ) engages at least one depending on the speed of the internal combustion engine driven actuator ( 19 ). 5. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Durchtritt der Betätigungswelle (16) durch die Stirnseite (17) des zweiten Zylinders (4) sowie an den an der Schaltwalze (8) befindlichen an der Innenwand des zweiten Zylinders (4) anliegen­ den Steuerkanten Dichtungen vorgesehen sind.5. Suction device according to claim 1 to 4, characterized in that at the passage of the actuating shaft ( 16 ) through the end face ( 17 ) of the second cylinder ( 4 ) and on the shift drum ( 8 ) located on the inner wall of the second cylinder ( 4 ) the control edges gaskets are provided.
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