DE19940617A1 - Inlet manifold for internal combustion engine has inlet chamber linked to parallel distribution chamber by profiled slot - Google Patents
Inlet manifold for internal combustion engine has inlet chamber linked to parallel distribution chamber by profiled slotInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ansaugkrümmer für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren, die vor allem für Kraftfahrzeuge oder Straßenfahrzeuge bestimmt sind. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Ansaugkrümmer, der geeignet ist, um die Verteilung der Verbrennungs gase zu den verschiedenen Zylindern des Motors zu optimieren.The present invention relates to an intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines, especially for Motor vehicles or road vehicles are intended. The In particular, the invention relates to an intake manifold, which is suitable for the distribution of the combustion gases to the various cylinders of the engine optimize.
Der Ansaugkrümmer eines Mehrzylinder- Verbrennungsmotors, auch "Verteiler" genannt, ist klassischerweise ein Anbauteil, das am Zylinderkopf des Motors montiert wird. Dieses Teil hat die Funktion, den Ausgang der Drosselklappe (bei einem Motor mit gesteuerter Zündung) oder den Ausgang des Luftfilters (bei Motoren mit Kompressionszündung und ohne Drosselklappe) mit dem Eingang der verschiedenen, im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanäle zu verbinden.The intake manifold of a multi-cylinder Internal combustion engine, also called "distributor" Classically an attachment that is attached to the cylinder head of the Motors is mounted. This part has the function of Throttle valve output (with an engine with controlled ignition) or the output of the air filter (for engines with compression ignition and without Throttle valve) with the input of various, in Cylinder head of the engine recessed intake ports connect.
Ein Ansaugkrümmer besteht klassischerweise aus einem einteiligen Körper, der durch Formguß hergestellt wird und am Zylinderkopf des Motors montiert wird. Dieser Körper umfaßt allgemein ein Einlaßrohr, das in einer Verteilerkammer großer Kapazität mündet, auch Ansaugluftkammer genannt, wobei von dieser Verteilerkammer mehrere Saugrohre ausgehen, die jeden Brennraum des Motors mit Verbrennungsluft versorgen.An intake manifold traditionally consists of one one-piece body, which is produced by molding and is mounted on the cylinder head of the engine. This Body generally includes an inlet tube that is in a Large capacity distribution chamber flows out, too Intake air chamber called, from this Distribution chamber run out of several intake manifolds each Supply the combustion chamber of the engine with combustion air.
Die Verbesserung der Motorleistungen, vor allem hinsichtlich des Umweltschutzes, des Verbrauchs und der Leistung, setzt die extrem präzise Regelung der Menge der Verbrennungsgase voraus, die in jeden der Zylinder gelangt.Improving engine performance, first of all with regard to environmental protection, consumption and Performance, sets the extremely precise regulation of the amount the combustion gases ahead in each of the cylinders reached.
Deshalb ist es besonders wichtig, jeden Zylinder des Motors bezüglich der Temperatur, des Drucks und der Zusammensetzung der Verbrennungsgase auf identische Weise zu versorgen, vor allem, wenn eine Versorgung mit Sekundärgasen vorhanden ist: Abgas (AGR), Benzindämpfe (Tankrohr), Kurbelwellengehäusegase usw.That is why it is particularly important to use each cylinder of the Motors in terms of temperature, pressure and Composition of the combustion gases on identical Way to supply, especially when a supply with Secondary gases are present: exhaust gas (EGR), gasoline vapors (Tank pipe), crankcase gases, etc.
Der Ansaugkrümmer muß also die möglichst einheitliche Versorgung der verschiedenen Zylinder mit den ihn durchströmenden Gasen gewährleisten. Heute sind im wesentlichen zwei Typen von Ansaugkrümmern bekannt: Ansaugkrümmer mit axialem Einlaß, bei denen der Lufteintritt senkrecht zum Zylinderkopf erfolgt, quer zur Symmetrieebene der Saugrohre, und Ansaugkrümmer mit seitlichem Einlaß, bei denen der Lufteintritt schräg zur Längsachse des Zylinderkopfs oder sogar parallel dazu erfolgt.The intake manifold must be as uniform as possible Supply the various cylinders with it ensure flowing gases. Today are in known two main types of intake manifolds: Intake manifold with axial inlet, where the Air enters perpendicular to the cylinder head, across to the plane of symmetry of the intake manifolds, and intake manifold with side inlet where the air intake is slanted to the longitudinal axis of the cylinder head or even parallel to do this.
Die Ansaugkrümmer mit axialem Einlaß gewährleisten eine gute Verteilung der Gase unter den Zylindern, haben aber den Nachteil, daß sie viel Volumen beanspruchen und daher in modernen Fahrzeugen, bei denen der Raum unter der Motorhaube begrenzt ist, schwer unterzubringen sind.The intake manifold with axial inlet ensure a good distribution of the gases under the cylinders but the disadvantage that they take up a lot of volume and therefore in modern vehicles where space is limited under the hood, heavy are to be accommodated.
Die Ansaugkrümmer mit seitlichem Einlaß haben eine geringeres Volumen und bieten dadurch mehr Flexibilität hinsichtlich ihres Einbaus in einem Fahrzeug, doch haben sie den Nachteil aufzuweisen, daß sie aufgrund der mehr oder weniger starken Krümmung, welcher der Gasstrom ausgesetzt ist, eine asymmetrische Verteilung der Gase bewirken. The intake manifolds with side inlet have one lower volume and therefore offer more flexibility regarding their installation in a vehicle, yes they have the disadvantage that they are due to the more or less strong curvature, which of the Gas flow is exposed to an asymmetrical distribution the gases cause.
Außerdem ist es notwendig, die Ausgänge der diversen Sekundärgaskreise, die an den Ansaugkrümmer angeschlossen sind (AGR, Tankrohr, Kurbelwellengehäusegase oder Blowby-Gase usw.), mit Verteilungsvorrichtungen zu versehen, die je nach Typ des Ansaugkrümmers mehr oder weniger komplex sind.It is also necessary to use the various outputs Secondary gas circuits connected to the intake manifold are connected (EGR, tank pipe, Crankcase gases or blowby gases, etc.), with To provide distribution devices depending on the type of the intake manifold are more or less complex.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile zu vermeiden und einen Ansaug krümmer für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der, auf einfache Weise sowohl eine einheitliche Verteilung der Ansauggase zu den Zylindern des Motors als auch einen beschränkten Raumbedarf ermöglicht.The present invention is therefore based on the object based on avoiding the disadvantages and suction to create manifolds for internal combustion engines, the, on simple way both a uniform distribution of Intake gases to the engine cylinders as well allows limited space.
Der erfindungsgemäße Ansaugkrümmer für Mehrzylinder- Verbrennungsmotoren umfaßt einen Körper mit einer seitlichen Einlaßöffnung und mehreren Saugrohren, die mit den entsprechenden im Zylinderkopf des Motors ausgesparten Ansaugkanälen verbunden sind.The intake manifold according to the invention for multi-cylinder Internal combustion engines comprise a body with one side inlet opening and several suction pipes that with the corresponding ones in the cylinder head of the engine recessed intake channels are connected.
Der erfindungsgemäße Ansaugkrümmer für Mehrzylinder- Verbrennungsmotoren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine vorgelagerte Kammer und eine nachgelagerte Kammer umfaßt, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden, wobei diese Kammern durch eine längliche Öffnung mit angepaßtem, reduziertem Querschnitt miteinander verbunden sind.The intake manifold according to the invention for multi-cylinder Internal combustion engines are characterized in that the Body an upstream chamber and a downstream one Chamber includes, which are successively from the intake gases are flowed through, these chambers through a elongated opening with adapted, reduced Cross section are interconnected.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die in Richtung des Gastroms abwärts gelegene Kammer sich ungefähr über die gesamte Länge des Zylinderkopfs des Motors erstreckt und direkt mit den Saugrohren verbunden ist.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the gas stream is located downwards Chamber approximately over the entire length of the Cylinder head of the engine extends and directly with the Suction pipes is connected.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die Öffnung den Eingängen der Saugrohre gegenüberliegt.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the opening to the entrances of the suction pipes opposite.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die in Richtung des Gastroms aufwärts gelegene Kammer einen Querschnitt hat, der von der kreisförmigen Eingangsöffnung bis zu einem länglichen Querschnitt, der sich parallel zur nachgelagerten Kammer erstreckt, gekrümmt verläuft.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the gas stream is located upwards Chamber has a cross section that is circular Entrance opening up to an elongated cross section, which extends parallel to the downstream chamber, is curved.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines rechteckigen Schlitzes hat.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the recessed between the two chambers Opening has the shape of a rectangular slot.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines dreieckigen Schlitzes hat.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the recessed between the two chambers Opening has the shape of a triangular slot.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung in der Nähe ihres Zentrums eine maximale Breite hat.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the recessed between the two chambers Opening near their center a maximum width Has.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren ist, daß die zwischen den zwei Kammern ausgesparte Öffnung die Form eines rhombusförmigen Schlitzes hat.Another feature of the invention Intake manifold for multi-cylinder internal combustion engines is that the recessed between the two chambers Opening has the shape of a rhombus-shaped slot.
Die Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung ihrer verschiedenen Ausführungsformen verständlicher, die beispielhaft und nicht erschöpfend sind und unter Bezugnahme auf die Figuren im Anhang erläutert werden, wobei:The aims, aspects and advantages of the present Invention will become apparent from the description below understandable of their various embodiments, which are exemplary and not exhaustive and under Reference to the figures are explained in the appendix, in which:
Die Fig. 1 eine partielle Draufsicht des
erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für Verbrennungs
motoren ist;
die Fig. 2 eine Schnittansicht des Ansaugkrümmers
entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist;
die Fig. 3a, 3b und 3c Schnittansichten des
Ansaugkrümmers entlang der Linie III-III in Fig. 2
sind, und dies für drei Ausführungsvarianten des
erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers. Fig. 1 is a partial plan view of the intake manifold according to the invention for internal combustion engines;
Figure 2 is a sectional view of the intake manifold taken along line II-II in Figure 1;
FIGS. 3a, 3b and 3c are sectional views of the intake manifold along the line III-III in FIG. 2, and this for three variants of the intake manifold according to the invention.
Um das Lesen der Zeichnungen zu erleichtern, sind gleiche Teile in jeder Zeichnung mit den gleichen Bezugsnummern versehen. Außerdem wurden nur die Teile dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.To make reading the drawings easier same parts in every drawing with the same Provide reference numbers. In addition, only the parts shown for understanding the invention are necessary.
Fig. 1 zeigt einen Ansaugkrümmer 1, der für einen Verbrennungsmotor mit vier Reihenzylindern (mit gesteuerter Zündung oder mit Kompressionszündung) bestimmt ist, mit dem zum Beispiel ein Kraftfahrzeug ausgestattet wird. Selbstverständlich kann dieser Ansaugkrümmer für Motoren mit beliebiger Zylinderzahl verwendet werden. Fig. 1 shows an intake manifold 1 , which is intended for an internal combustion engine with four in-line cylinders (with controlled ignition or with compression ignition), for example, with which a motor vehicle is equipped. Of course, this intake manifold can be used for engines with any number of cylinders.
Der Ansaugkrümmer 1 wird vorteilhafterweise durch Formguß hergestellt und besteht entweder aus Aluminiumlegierung oder aus Kunststoff. Er umfaßt einen länglichen Körper 2 mit einer Lufteintrittsöffnung 6, die seitlich angeordnet ist. Dieser Körper 2 wird durch vier identische Saugrohre 3 verlängert, die parallel zueinander verlaufen. The intake manifold 1 is advantageously made by molding and consists of either aluminum alloy or plastic. It comprises an elongated body 2 with an air inlet opening 6 which is arranged on the side. This body 2 is extended by four identical suction tubes 3 , which run parallel to each other.
Die Lufteintrittsöffnung 6 ist bei einem Motor mit gesteuerter Zündung zum Anschluß an eine Drosselklappe bestimmt, oder, bei einem Motor mit Kompressionszündung, zum Anschluß direkt oder über einen Schlauch an den Luftfilter. Die Saugrohre 3 werden auf dem Zylinderkopf des Motors befestigt, der nicht dargestellt ist, und liegen den in diesem Zylinderkopf ausgesparten Ansaugkanälen zur Versorgung der verschiedenen Zylinder gegenüber.The air inlet opening 6 is intended for an engine with controlled ignition for connection to a throttle valve, or, for an engine with compression ignition, for connection directly or via a hose to the air filter. The intake pipes 3 are fastened to the cylinder head of the engine, which is not shown, and are opposite the intake ducts cut out in this cylinder head for supplying the various cylinders.
In Fig. 2 ist zu sehen, daß im Körper 2 zwei getrennte Hohlräume oder Kammern untergebracht sind, die nacheinander von den Ansauggasen durchströmt werden. Die in Richtung des Gastroms aufwärts gelegene Kammer oder die Verteilerkammer 5 verläuft in der Verlängerung des Eingangs 6, und die in Richtung des Gastroms abwärts gelegene Kammer 4, auch Ansaugluftkammer genannt, ist mit den Saugrohren 3 verbunden.In Fig. 2 it can be seen that in the body 2 two separate cavities or chambers are housed, which are successively flowed through by the intake gases. The chamber located upward in the direction of the gas flow or the distribution chamber 5 runs in the extension of the inlet 6 , and the chamber 4 located downward in the direction of the gas flow, also called intake air chamber, is connected to the suction pipes 3 .
Die Ansaugluftkammer wird durch eine Kammer 4 von ungefähr parallelflächiger Form gebildet, die sich praktisch auf der gesamten Länge des Zylinderkopfs des zugehörigen Motors erstreckt. Der ungefähr rechteckige Querschnitt der Ansaugluftkammer 4 wird nur als Beispiel gegeben; diese Ansaugluftkammer kann auch einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Von dieser Ansaugluftkammer 4 gehen die vier Saugrohre 3 aus, die auf deren ganzen Länge in Abständen verteilt sind. Die Abmessungen dieser Ansaugluftkammer sind so an die Eigenschaften des Motors angepaßt, an welchen der Ansaugkrümmer 1 montiert werden soll, daß die gewünschte akustische Resonanz erhalten wird.The intake air chamber is formed by a chamber 4 of approximately parallel shape, which extends practically over the entire length of the cylinder head of the associated engine. The approximately rectangular cross section of the intake air chamber 4 is given only as an example; this intake air chamber can also have a round or elliptical cross section. From this intake air chamber 4 , the four intake pipes 3 start , which are distributed at intervals along their entire length. The dimensions of this intake air chamber are adapted to the properties of the engine on which the intake manifold 1 is to be mounted in such a way that the desired acoustic resonance is obtained.
Die Ansaugluftkammer wird von der in Richtung des Gastroms aufwärts gelegenen, Verteilerkammer genannten Kammer 5 aus über einen Schlitz 7 mit dem Ansauggas versorgt, der den Eingängen der Saugrohre 3 gegenüber liegt und sich praktisch auf der ganzen Länge der Ansaugluftkammer erstreckt.The intake air chamber is supplied with the intake gas from the chamber 5 located upwards in the direction of the gas flow, called the distribution chamber, via a slot 7 , which is opposite the inputs of the intake pipes 3 and extends practically over the entire length of the intake air chamber.
Die Verteilerkammer 5 stellt die Verbindung zwischen der Gaseintrittsöffnung 6 und der Ansaugluftkammer 4 her. Der oder die verschiedenen Sekundärgaskreise wie vor allem die Abgasrückführung (AGR) münden direkt in diese Kammer, vorzugsweise in der Nähe des Endes 6, zum Beispiel durch die Öffnung 8.The distributor chamber 5 establishes the connection between the gas inlet opening 6 and the intake air chamber 4 . The or the various secondary gas circuits, such as especially the exhaust gas recirculation (EGR), open directly into this chamber, preferably near the end 6 , for example through the opening 8 .
Diese Verteilerkammer 5 weist einen Querschnitt auf, der von der von der kreisförmigen Öffnung 6 bis zu einem länglichen Querschnitt, der sich parallel zur nachgelagerten Kammer 4 erstreckt, gekrümmt verläuft. Die Aufgabe dieser Kammer 5 ist es, den Strom der Gase, die senkrecht zu den Saugrohren 3 eintreten, auf letztere auszurichten.This distribution chamber 5 has a cross section which extends from the circular opening 6 to an elongated cross section which extends parallel to the downstream chamber 4 . The task of this chamber 5 is to align the flow of the gases that enter perpendicularly to the suction pipes 3 to the latter.
Das Vorhandensein dieses Schlitzes 7 in Verbindung mit der Formgebung der Verteilerkammer 5 und der Ansaugluftkammer 4 ermöglicht es zugleich, die Ansauggase zu beschleunigen, um deren Vereinheitlichung zu verbessern, die Gase auf der gesamten Länge des Ansaugluftkammer 4 zu verteilen und sie in Richtung der Saugrohre 3 auszurichten.The presence of this slot 7 in connection with the shape of the distribution chamber 5 and the intake air chamber 4 also makes it possible to accelerate the intake gases in order to improve their unification, to distribute the gases over the entire length of the intake air chamber 4 and to move them in the direction of the intake pipes 3 align.
Der Querschnitt und die Form des Schlitzes 7 sind natürlich an die Eigenschaften des Motors angepaßt, für den der Ansaugkrümmer 1 bestimmt ist, und so beschaffen, daß die Durchlässigkeit der Ansaugleitung nicht beeinträchtigt wird.The cross section and the shape of the slot 7 are of course adapted to the properties of the engine for which the intake manifold 1 is intended, and are designed so that the permeability of the intake duct is not impaired.
Die Fig. 3a bis 3c zeigen drei mögliche Formen, die dem Schlitz 7 gegeben werden können. FIGS. 3a to 3c show three possible forms that can be given to the slot 7.
Der Schlitz 71 rhombusförmigen Typs, der in Fig. 3a gezeigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Breite von den Längsenden zu Mitte hin zunimmt, wo die Breite maximal ist. Diese rhombusförmige Konfiguration des Schlitzes 71 ermöglicht es, die Zone mit maximalem Durchsatz auf das Zentrum der Ansaugluftkammer 4 zu konzentrieren, wodurch die Gasverteilung zwischen den Saugrohren 3 im Rahmen des wechselnden Arbeitsspiels eines Viertaktmotors verbessert wird.The slot 71 of rhombus-shaped type shown in Fig. 3a is characterized in that its width increases from the longitudinal ends towards the center, where the width is maximum. This rhombus-shaped configuration of the slot 71 enables the zone with maximum throughput to be concentrated on the center of the intake air chamber 4 , as a result of which the gas distribution between the intake pipes 3 is improved in the context of the changing working cycle of a four-stroke engine.
Der Schlitz 72 dreieckigen Typs, der in Fig. 3b gezeigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Breite von dem Längsende, das der Eintrittsöffnung 6 am nächsten liegt, zum anderen Längsende hin abnimmt. Diese dreieckige Konfiguration des Schlitzes 72 ermöglicht es, den Durchlaßquerschnitt der Gase an jenem Ende der Ansaugluftkammer zu erhöhen, wo der Gasstrom den stärksten Krümmungsradius aufweist, und dadurch die Wirkung der Zentrifugalkraft zu begrenzen, die dazu neigt, die Gase am anderen Ende der Ansaugluftkammer zu konzentrieren, das der Eintrittsöffnung 6 der Gase gegenüberliegt.The slot 72 of triangular type, which is shown in Fig. 3b, is characterized in that its width decreases from the longitudinal end closest to the inlet opening 6 to the other longitudinal end. This triangular configuration of slot 72 makes it possible to increase the passage cross section of the gases at that end of the intake air chamber where the gas flow has the greatest radius of curvature and thereby limit the effect of the centrifugal force which tends to increase the gases at the other end of the intake air chamber concentrate, which is opposite the inlet opening 6 of the gases.
Der Schlitz 73 rechteckigen Typs, der in Fig. 3c gezeigt wird, bietet schließlich der Vorteil einer großen Einfachheit und einer starken Beschleunigung der Gase.Finally, the slot 73 of rectangular type shown in Fig. 3c offers the advantage of great simplicity and strong acceleration of the gases.
Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform, die nur beispielhaft gegeben wurde.The invention is in no way limited to described and illustrated embodiment, the only was given as an example.
Im Gegenteil, die Erfindung umfaßt alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie deren Kombinationen, wenn diese in ihrem Geiste durchgeführt werden.On the contrary, the invention encompasses all technical Equivalents of the agents described and their Combinations when done in their minds become.
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Legal Events
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8141 | Disposal/no request for examination |