DE20004120U1 - Intake pipe for an internal combustion engine with a power flap - Google Patents
Intake pipe for an internal combustion engine with a power flapInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Saugrohr für eine Brennkraftmaschine, welches zumindest eine Leistungsklappe zur Verkürzung des Ansaugweges aufweist, nach der Gattung des Patenanspruches 1 bzw. 3.The invention relates to an intake manifold for an internal combustion engine, which has at least one power flap for shortening the intake path, according to the preamble of patent claim 1 or 3.
Saugrohre der eingangs genannten Art sind z.B. aus der US 5 632 239 bekannt. In diesen Saugrohren können eine oder mehrere Leistungsklappen zur Anwendung kommen, die bei Öffnung die Wirkung haben, daß ein Teil des durch das Saugrohr gebildeten Ansaugweges kurzgeschlossen wird. Dadurch ergibt sich eine direktere Durchleitung der Ansaugluft vom Einlaß des Saugrohres zu den zylinderseitigen Auslässen. Diese Schaltung des Saugrohrs wird auch als Leistungsschaltung bezeichnet, welche bei einem hohem Luftbedarf der Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Dabei kann durch die Leistungsklappen zusätzlich eine Vergrößerung des effektiven Ansaugquerschnitts gewährleistet werden, wodurch die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ansaugluft zusätzlich verbessert werden kann.Intake manifolds of the type mentioned above are known, for example, from US 5,632,239. One or more power flaps can be used in these intake manifolds, which, when opened, have the effect of short-circuiting part of the intake path formed by the intake manifold. This results in a more direct passage of the intake air from the intake manifold inlet to the cylinder-side outlets. This circuit of the intake manifold is also referred to as a power circuit, which is used when the internal combustion engine has a high air requirement. The power flaps can also ensure an increase in the effective intake cross-section, which can further improve the supply of intake air to the internal combustion engine.
Saugrohre mit Leistungsschaltungen weisen jedoch einen höheren Aufwand an Bauteilen und Material auf. Die zusätzlich vorzusehenden Kanalsysteme führen weiterhin zu einem größeren Bauteilgewicht. Außerdem benötigen die beschriebenen Saugrohre einen größeren Bauraum. Die genannten Nachteile begrenzen damit die Einsatzmöglichkeiten von Saugrohren mit Leistungsschaltung durch die konstruktiven Gegebenheiten, die durch den Motorraum vorgegeben werden, und durch Erwä-However, intake manifolds with power circuits require a higher amount of components and material. The additional duct systems that must be provided also lead to a higher component weight. In addition, the intake manifolds described require a larger installation space. The disadvantages mentioned limit the possible uses of intake manifolds with power circuits due to the structural conditions dictated by the engine compartment and due to considerations.
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gungen der Wirtschaftlichkeit, die mit den Fertigungs- und Montagekosten für die Brennkraftmaschine zusammenhängen.Economic efficiency issues related to the manufacturing and assembly costs of the internal combustion engine.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kompaktes Saugrohr mit Leistungsschaltung zu erzeugen, welches wirtschaftlicher in der Herstellung ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und 3 gelöst.The object of the invention is therefore to produce a compact intake manifold with power switching which is more economical to manufacture. This object is achieved by the features of patent claims 1 and 3.
Das erfindungsgemäße Saugrohr weist in bekannter Weise Saugkanäle auf, die von einer Verteilerkammer ausgehen und zu den Zylindern führen. Die Verbrennungsluft gelangt über einen Einlaß und einen daran anschließenden Einlaßkanal zu der Verteilerkammer. Außerdem ist mindestens eine Leistungsklappe angeordnet, mit deren Hilfe sich eine Umgehung öffnen läßt, die den Weg vom Einlaß zur Verteilerkammer verkürzt. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Umgehung den Einlaßkanal in der Nähe des Einlasses mit Kanalstrukturen im Ansaugweg stromaufwärts des Einlaßkanals verbindet. Ebenso kann durch die Umgehung ein stromaufwärts gelegener Abschnitt des Einlaßkanals mit einem stromabwärts gelegenen verbunden werden. In jedem Fall läßt sich durch eine Öffnung der Leistungsklappe eine Verkürzung des Ansaugweges erreichen.The intake manifold according to the invention has, in a known manner, intake channels that extend from a distribution chamber and lead to the cylinders. The combustion air reaches the distribution chamber via an inlet and an adjoining intake channel. In addition, at least one power flap is arranged, with the aid of which a bypass can be opened that shortens the path from the inlet to the distribution chamber. This can be achieved by the bypass connecting the intake channel near the inlet with channel structures in the intake path upstream of the intake channel. Likewise, an upstream section of the intake channel can be connected to a downstream section by the bypass. In any case, the intake path can be shortened by opening the power flap.
Das erfindungsgemäße Saugrohr ist dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens ein Einlaßkanal schneckenförmig um die Verteilerkammer windet. Dabei wird die Leistungsklappe bevorzugt gegenüber dem Einlaß vorgesehen, so daß durch Öffnen der Umgehung eine direkte Leitung der Ansaugluft vom Einlaß in die dem Einlaßkanal benachbarte Verteilerkammer möglich ist. Auf diese Weise ergibt sich eine ausgesprochen kompakte Bauform für das Saugrohr, da die die Verteilerkammer bildenden Wandstrukturen gleichzeitig zumindest teilweise die Wände des Einlaßkanals bilden können. Weiterhin werden im Inneren des Saugrohres Hohlräume vermieden, die einen erhöhten Materialaufwand sowie einen größeren Bauraumbedarf für das Saugrohr bewirken würden. Gleichzeitig kann durch den schneckenförmigen Aufbau eine sehr direkte Durchleitung der Ansaugluft durch die Umgehung bei geöffneter Leistungsklappe erreicht werden. Dieser Effekt entsteht unabhängig von der Zahl derThe intake manifold according to the invention is characterized in that at least one intake duct winds around the distributor chamber in a spiral shape. The power flap is preferably provided opposite the inlet, so that by opening the bypass, the intake air can be directed directly from the inlet into the distributor chamber adjacent to the intake duct. This results in an extremely compact design for the intake manifold, since the wall structures forming the distributor chamber can simultaneously form at least partially the walls of the intake duct. Furthermore, hollow spaces are avoided inside the intake manifold, which would result in increased material expenditure and a larger installation space requirement for the intake manifold. At the same time, the spiral structure enables the intake air to be directed very directly through the bypass when the power flap is open. This effect occurs regardless of the number of
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vorgesehenen Einlaßkanäle. Insbesondere bei einer V-Anordnung der Zylinder, bei der diese in zwei Gruppen geteilt werden können, ist es besonders vorteilhaft, für jede Zylindergruppe einen gesonderten Einlaßkanal vorzusehen.In particular, in the case of a V-arrangement of the cylinders, where these can be divided into two groups, it is particularly advantageous to provide a separate intake port for each cylinder group.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Saugkanäle ebenfalls schneckenförmig um den Saugrohrkomplex herumgeführt werden. Diese gehen dann von den zentral angeordneten Verteilerkammern ab und umschlingen das Paket von Einlaßkanälen und Verteilerkammern im Winkel von im wesentlichen 90 Grad, wobei sie ebenfalls einen schneckenförmigen Strömungsverlauf bewirken. Durch diese konstruktive Maßnahme läßt sich die Kompaktheit des Saugrohres noch vergrößern. Die Saugkanäle besitzen zumindest teilweise Wandabschnitte, welche gleichzeitig Wandteile der Einlaßkanäle bilden, wodurch sich der Materialaufwand minimieren läßt.According to a further development of the invention, the suction channels can also be guided in a spiral shape around the intake manifold complex. These then branch off from the centrally arranged distribution chambers and wrap around the package of inlet channels and distribution chambers at an angle of essentially 90 degrees, also causing a spiral-shaped flow pattern. This design measure makes it possible to increase the compactness of the intake manifold even further. The suction channels at least partially have wall sections which simultaneously form wall parts of the inlet channels, which minimizes the amount of material used.
Eine alternative Maßnahme zur Schaffung möglichst kompakter und kostengünstiger Saugrohre besteht darin, daß die kanalbildenden Strukturen zumindest teilweise durch eine Trennwand gebildet werden, welche als Einsetzteil in die Saugrohrstruktur einbringbar ist, wobei zwischen den Wandteilen sowohl des Einsetzteils als auch des Gehäuses eine Klappe fixiert ist. Diese Klappe kann insbesondere die Funktion der Leistungsklappe im Saugrohr übernehmen. Es ist aber auch denkbar, daß die Klappe zu einem Hohlraum führt, der als Resonanzraum bei bestimmten Betriebszuständen zu- bzw. abgeschaltet werden kann. Weiterhin ist es möglich, daß diese Klappe die Funktion einer Resonanzklappe übernimmt, welche zum Kurzschluß der Teilansaugwege im Saugrohr für jeweils zwei Gruppen von Zylindern vorgesehen ist. Diese beiden Gruppen von Zylindern können z.B. auf die beiden Zylinderbänke einer Brennkraftmaschine in V-Anordnung aufgeteilt sein. Genauso ist es aber denkbar, daß eine Brennkraftmaschine mit Reihenanordnung der Zylinder mehrere Zylindergruppen mit einzelnen Ansaugwegen im Saugrohr besitzt. Der Kurzschluß dieser beiden Ansaugwege kann bei bestimmten Betriebszuständen genutzt werden, um durch Resonanzeffekte die Aufladung der einzelnen Zylinder mit Ansaugluft zu verbessern.An alternative measure for creating intake manifolds that are as compact and cost-effective as possible is that the channel-forming structures are formed at least partially by a partition wall that can be inserted into the intake manifold structure as an insert part, with a flap being fixed between the wall parts of both the insert part and the housing. This flap can in particular take on the function of the power flap in the intake manifold. However, it is also conceivable that the flap leads to a cavity that can be switched on or off as a resonance chamber under certain operating conditions. It is also possible for this flap to take on the function of a resonance flap, which is intended to short-circuit the partial intake paths in the intake manifold for two groups of cylinders each. These two groups of cylinders can, for example, be divided between the two cylinder banks of an internal combustion engine in a V arrangement. However, it is equally conceivable that an internal combustion engine with cylinders arranged in series has several cylinder groups with individual intake paths in the intake manifold. The short circuit of these two intake paths can be used under certain operating conditions to improve the charging of the individual cylinders with intake air through resonance effects.
Die beschriebene Umgehung, in die die Leistungsklappe eingebaut ist, kann unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist denkbar, daß diese aus einem gesonderten ver-The described bypass, in which the power flap is installed, can be designed in different ways. It is conceivable that this consists of a separate
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schließbaren Kanal besteht, andererseits kann die Leistungsklappe auch direkt in eine die Kanalstrukturen trennende Wand eingebaut werden, so daß die Umgehung nichts anderes als die Klappenöffnung ist.closable duct, on the other hand, the performance flap can also be installed directly in a wall separating the duct structures, so that the bypass is nothing other than the flap opening.
Die durch das Saugrohr gebildeten Hohlraumstrukturen, die teilweise einander benachbart sind und so durch die Trennwand geteilt werden können, werden vorrangig durch die beschriebenen Kanalabschnitte gebildet. Weitere Hohlraumstrukturen können durch Toträume entstehen, die z.B. aufgrund der geforderten Mindestradien bei der Luftführung durch die Kanalstrukturen erforderlich werden. Diese Toträume können auch als Resonanzräume genutzt werden, wobei es möglich ist, die Resonanzräume mit Klappen zu versehen und sie nur bei den gewünschten Betriebszuständen zuzuschalten.The cavity structures formed by the intake manifold, which are partially adjacent to one another and can thus be divided by the partition wall, are primarily formed by the duct sections described. Additional cavity structures can be created by dead spaces, which are required, for example, due to the required minimum radii when routing air through the duct structures. These dead spaces can also be used as resonance chambers, whereby it is possible to equip the resonance chambers with flaps and only switch them on in the desired operating conditions.
Die Trennwand muß im Saugrohrgehäuse fixiert werden. Dies kann durch Verschweißen, Verschrauben oder Verkleben erfolgen. Auf jeden Fall muß eine genügende Abdichtung zwischen den Hohlraumstrukturen, die durch die Trennwand getrennt werden, gewährleistet sein. Hierzu kann zusätzlich im Einbauort für die Trennwand eine Dichtung vorgesehen werden. Denkbar ist z.B. ein Mehrschalensaugrohr, welches in den Schalen Nuten aufweist, in die zunächst eine Dichtung und anschließend die Trennwand eingelegt werden kann, bevor die Schalen des Saugrohrs miteinander verbunden werden.The partition must be fixed in the intake manifold housing. This can be done by welding, screwing or gluing. In any case, sufficient sealing must be ensured between the hollow structures that are separated by the partition. To this end, a seal can also be provided at the installation location for the partition. One possible option is a multi-shell intake manifold that has grooves in the shells into which a seal and then the partition can be inserted before the shells of the intake manifold are connected to one another.
Durch das Vorsehen einer zusätzlichen Trennwand, welche als solche ein einfaches Bauteil darstellt, läßt sich die konstruktive Gestaltungsfreiheit für das Saugrohr steigern. Dabei müssen im Falle eines Mehrschalensaugrohrs keine zusätzlichen Schalen vorgesehen werden. Gleichzeitig läßt sich der Einbau der Klappe, die mit der Trennwand in Verbindung steht, wesentlich vereinfachen. Klappe sowie Trennwand können in einem Arbeitsschritt in das Saugrohrgehäuse eingebaut werden.By providing an additional partition, which as such is a simple component, the design freedom for the intake manifold can be increased. In the case of a multi-shell intake manifold, no additional shells need to be provided. At the same time, the installation of the flap, which is connected to the partition, can be made much easier. The flap and partition can be installed in the intake manifold housing in one step.
Besonders vorteilhaft ist die Konstruktion mit Trennwand für Gehäuse, die als Spritzgußteil in Kernausschmelztechnik hergestellt werden. Aufgrund der Geometrieanforderungen an die Schmelzkerne sind auch bei Saugrohren dieser Art konstruktive Gestaltungsgrenzen zu beachten. Durch Vorsehen einer zusätzlichen Trennwand können die für das Saugrohr notwendigen Hohlraumstrukturen in komplexerer WeiseThe design with a partition wall is particularly advantageous for housings that are manufactured as injection-molded parts using the core melting technique. Due to the geometric requirements of the melting cores, design limits must also be observed for intake manifolds of this type. By providing an additional partition wall, the cavity structures required for the intake manifold can be created in a more complex manner.
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ineinandergeschachtelt werden. Als Folge lassen sich kompaktere Saugrohre konstruieren, in denen der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt wird.As a result, more compact intake manifolds can be constructed in which the available installation space is used optimally.
Für die im Saugrohr vorgesehenen Klappen muß weiterhin ein Antrieb vorgesehen werden. Dieser kann in konventioneller Weise nach Montage der Klappen am Saugrohr montiert werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Antriebe mit den Klappen zu verbinden, und diese Funktionseinheiten anschließend in das Saugrohr einzusetzen.A drive must also be provided for the flaps provided in the intake manifold. This can be mounted in the conventional way after the flaps have been fitted to the intake manifold. Another possibility is to connect the drives to the flaps and then insert these functional units into the intake manifold.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Einsetzteil von außen in das Gehäuse in eine Einbauöffnung einschiebbar ist. Die entsprechend durch die Trennwand mitgehaltene Klappe kann dann durch diese Einbauöffnung eingesetzt werden und wird anschließend durch das Einsetzteil fixiert. Hierdurch wird die Montage vereinfacht. Außerdem kann die Klappe wartungsfreundlich ausgewechselt werden. Dieser Aufbau ist insbesondere für Saugrohre vorteilhaft, die als Kernausschmelzteil ausgebildet sind.A further embodiment of the invention provides that the insert part can be pushed into an installation opening in the housing from the outside. The flap, which is held in place by the partition wall, can then be inserted through this installation opening and is then fixed in place by the insert part. This simplifies assembly. In addition, the flap can be replaced in a maintenance-friendly manner. This design is particularly advantageous for suction pipes that are designed as a melt-out part.
Um das Einsetzen des Einsetzteils in Kombination mit der Klappe zu erleichtern, kann diese am Einsetzteil fixierbar sein. Die Montage erfolgt dann durch Fixierung der Klappe am Einsetzteil und anschließendes Einsetzen dieser Baugruppe in das Saugrohr. Die Fixierung der Klappe am Einsetzteil kann außerhalb des Saugrohrgehäuses erfolgen, wodurch die Montage durch die verbesserten Platzverhältnisse erleichtert wird. Gleichzeitig können Fehler bei der Montage ausgeschlossen werden, die insbesondere durch Lagetoleranzen zwischen den einzelnen eingebauten Teilen zustande kommen könnten.To make it easier to insert the insert part in combination with the flap, the flap can be fixed to the insert part. Assembly is then carried out by fixing the flap to the insert part and then inserting this assembly into the intake manifold. The flap can be fixed to the insert part outside the intake manifold housing, which makes assembly easier due to the improved space available. At the same time, errors in assembly can be ruled out, which could arise in particular due to positional tolerances between the individual installed parts.
Die Trennwand des Einsetzteils kann insbesondere zwischen den Verteilerkammern, die jeweils die Saugkanäle der beiden Zylindergruppen versorgen, angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Leistungsklappe, die die Verteilerkammern mit dem Einlaßkanal verbindet, mit Hilfe der Trennwand im Saugrohrgehäuse fixiert werden kann. Eine besondere Ausgestaltung der Leistungsklappe sieht vor, daß diese je ein Flügelpaar zum Verschluß der aus einer Öffnung pro Verteilerkammer bestehenden Umgehung aufweist. Die beiden Flügelpaare können dann durch eine einzige Betätigungswelle geschaltet werden. Die Leistungsklappe ist im Winkel vonThe partition wall of the insert part can be arranged in particular between the distribution chambers, which each supply the intake ducts of the two cylinder groups. This has the advantage that the power flap, which connects the distribution chambers with the intake duct, can be fixed in the intake manifold housing with the help of the partition wall. A special design of the power flap provides that it has a pair of wings to close the bypass consisting of one opening per distribution chamber. The two pairs of wings can then be switched by a single actuating shaft. The power flap is at an angle of
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90 Grad zur Trennwand angeordnet, so daß die Flügelpaare entlang dieser Trennwand scheren, wenn die Betätigungswelle gedreht wird. Dieser sehr kompakte Aufbau ermöglicht die Schaltung beider Flügelpaare durch einen Antrieb. Hierdurch wird ein einfacher wirtschaftlicher Aufbau der Leistungsklappen auch ermöglicht, wenn zwei Verteilerkammern im Saugrohr vorgesehen sind. Dabei können gleichzeitig die bereits beschriebenen Montagevorteile genutzt werden.Arranged at 90 degrees to the partition wall, so that the pairs of vanes shear along this partition wall when the actuating shaft is rotated. This very compact design enables both pairs of vanes to be switched by one drive. This enables a simple, economical design of the power flaps even when two distribution chambers are provided in the intake manifold. At the same time, the assembly advantages already described can be used.
Weiterhin kann gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung die Trennwand des Einsetzteils zwischen zwei Einlaßkanälen des Saugrohrs vorgesehen werden. Dies ist dann besonders sinnvoll, wenn die Trennwand zur Montage der Resonanzklappe zwischen den beiden Einlaßkanälen genutzt wird. Dabei kann die Resonanzklappe entweder vor dem Einbau der Trennwand in diese eingesetzt werden oder es ist eine Fixierung der Resonanzklappe durch Einsetzen des Einsetzteils möglich. Hierbei kann nach dem gleichen Verfahren vorgegangen werden, wie dies bereits für die Leistungsklappen beschrieben wurde.Furthermore, according to a special embodiment of the invention, the partition wall of the insert part can be provided between two intake channels of the intake manifold. This is particularly useful if the partition wall is used to mount the resonance flap between the two intake channels. The resonance flap can either be inserted into the partition wall before it is installed, or the resonance flap can be fixed by inserting the insert part. The same procedure can be used here as has already been described for the power flaps.
Eine besonders wirtschaftliche Variante für die eingesetzten Klappen ergibt sich, wenn hierfür montagegespritzte Klappenmodule genutzt werden. Diese lassen sich bei größeren Stückzahlen mit geringerem Fertigungsaufwand herstellen, und können auf unterschiedliche Saugrohrkonstruktionen angepaßt werden.A particularly economical variant for the flaps used is when injection-molded flap modules are used. These can be manufactured in larger quantities with less production effort and can be adapted to different intake manifold designs.
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.These and other features of preferred developments of the invention emerge not only from the claims but also from the description and the drawings, wherein the individual features can be implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in the embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable embodiments for which protection is claimed here.
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Zeichnungdrawing
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigenFurther details of the invention are described in the drawing using schematic embodiments.
Figur 1 ein Schema der Luftleitung in einem Saugrohr mit schneckenförmigenFigure 1 is a diagram of the air line in a suction pipe with spiral-shaped
Saugkanälen und einem schneckenförmigen Einlaßkanal in perspektivischer Ansicht bei einem Reihenmotor,Intake channels and a helical intake channel in perspective view of an in-line engine,
Figur 2 ein Luftleitungsschema entsprechend Figur 1 bei einer Brennkraftmaschine mit V-förmiger Zylinderanordnung,Figure 2 shows an air line diagram corresponding to Figure 1 for an internal combustion engine with a V-shaped cylinder arrangement,
Figur 3 den schematischen Längsschnitt durch ein Saugrohr mit LuftführungFigure 3 shows the schematic longitudinal section through a suction pipe with air duct
gemäß Figur 2 mit Resonanz- sowie Leistungsklappe,according to Figure 2 with resonance and power flap,
Figur 4 den Schnitt A-A gemäß Figur 3, wobei die Ansicht von Figur 3 in dieser Figur durch den Schnitt B-B angedeutet ist,Figure 4 shows the section A-A according to Figure 3, the view of Figure 3 being indicated in this figure by the section B-B,
Figur 5 die perspektivische Ansicht des Einsetzteils, welches in ein SaugrohrFigure 5 shows the perspective view of the insert part which is inserted into a suction pipe
gemäß Figur 3 eingebaut werden kann,can be installed as shown in Figure 3,
Figur 6 eine Fixiervorrichtung, welche die Anbringung einer Leistungsklappe amFigure 6 shows a fixing device which allows the attachment of a power flap to the
Einsetzteil gemäß Figur 5 ermöglicht undInsert part according to Figure 5 enables and
Figur 7 die perspektivische Ansicht eines Einsetzteils, welches nur zum EinsatzFigure 7 shows the perspective view of an insert part which is only intended for use
der Resonanzklappe in einem Saugrohr gemäß Figur 3 vorgesehen ist.the resonance flap is provided in an intake manifold according to Figure 3.
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Um die Luftführung im erfindungsgemäßen Saugrohr zu verdeutlichen, ist in den Figuren 1 und 2 der Verlauf der Ansaugluft für zwei Varianten des Saugrohrs perspektivisch dargestellt. Der breite Pfeil zeigt dabei die Luftströmung vom Einlaß durch den Einlaßkanal in die mindestens eine Verteilerkammer, während die von der Verteilerkammer abgehenden schmalen Pfeile den Weg der Ansaugluft durch die Saugkanäle darstellt. Es wird deutlich, wie sich der breite Weg der Ansaugluft durch die Einlaßkanäle schneckenförmig um die zentral angeordnete Verteilerkammer schlingt und die Saugkanäle sich schneckenförmig im Winkel von 90 Grad zur Ausrichtung der Einlaßkanäle um das Paket, gebildet aus Verteilerkammer und Einlaßkanal schlingen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 handelt es sich um das Saugrohr für eine Dreizylinderbrennkraftmaschine mit Reihenanordnung. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist für einen Vierzylinder in V-Anordnung vorgesehen. Dabei wird der Ansaugluftstrom sofort in zwei Einlaßkanäle getrennt, die in jeweils eine Verteilerkammer münden. Von dort gehen im Wechsel die Saugkanäle für die einzelnen Zylinder aus.In order to illustrate the air flow in the intake manifold according to the invention, the course of the intake air for two variants of the intake manifold is shown in perspective in Figures 1 and 2. The wide arrow shows the air flow from the inlet through the inlet channel into the at least one distribution chamber, while the narrow arrows leading from the distribution chamber show the path of the intake air through the intake channels. It is clear how the wide path of the intake air through the intake channels winds in a spiral shape around the centrally arranged distribution chamber and the intake channels wind in a spiral shape at an angle of 90 degrees to the alignment of the intake channels around the package formed by the distribution chamber and intake channel. The embodiment according to Figure 1 is the intake manifold for a three-cylinder internal combustion engine with an in-line arrangement. The embodiment according to Figure 2 is intended for a four-cylinder in a V arrangement. The intake air flow is immediately separated into two intake channels, each of which opens into a distribution chamber. From there, the intake channels for the individual cylinders alternate.
Der genaue Aufbau eines Saugrohrs für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinder ist in Figur 3 dargestellt. Der Weg der Ansaugluft von einem Einlaß 10 über Einlaßkanäle 11 in Verteilerkammern 12 ist durch Pfeile angedeutet. Die Verteilerkammern 12 sind durch eine Trennwand 13, die Teil eines Einsetzteils 14 ist, voneinander getrennt. Die Trennwand ist teilweise aufgebrochen, so daß beide Verteilerkammern 12 sichtbar werden. Von den Verteilerkammern gehen jeweils drei Saugkanäle 15 ab, die sich um die Einlaßkanäle 11 winden und in Zylinderkopfflansche (siehe 16 in Figur 4) der gegenüberliegenden Zylinderbank (nicht dargestellt) münden.The exact structure of an intake manifold for a six-cylinder internal combustion engine with a V-arrangement of the cylinders is shown in Figure 3. The path of the intake air from an inlet 10 via inlet channels 11 into distribution chambers 12 is indicated by arrows. The distribution chambers 12 are separated from one another by a partition 13, which is part of an insert part 14. The partition is partially broken open so that both distribution chambers 12 are visible. Three intake channels 15 each branch off from the distribution chambers, which wind around the inlet channels 11 and open into cylinder head flanges (see 16 in Figure 4) of the opposite cylinder bank (not shown).
Im Saugrohr ist weiterhin eine Umgehung 17 vorgesehen, welche den Einlaß 10 direkt mit den Verteilerkammern 12 verbindet. In der Umgehung ist eine Leistungsklappe 18 angeordnet, durch deren Verschluß die Ansaugluft gezwungen wird, den durch die Pfeile angedeuteten Weg zu nehmen. Bei Öffnung der Leistungsklappe strömt die Luft direkt vom Einlaß 10 in die Verteilerkammern 12.A bypass 17 is also provided in the intake manifold, which connects the inlet 10 directly with the distribution chambers 12. A power flap 18 is arranged in the bypass, the closure of which forces the intake air to take the path indicated by the arrows. When the power flap is opened, the air flows directly from the inlet 10 into the distribution chambers 12.
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Weiterhin können die beiden Einlaßkanäle 11 über eine Verbindung 19 nniteinander kommunizieren. Hierbei lassen sich Resonanzeffekte bei der Aufladung der beiden Zylinderreihen der Brennkraftmaschine nutzen. Die Verbindung läßt sich durch eine Resonanzklappe 20 verschließen. Für die Resonanzklappe und die Leistungsklappe sind Antriebseinheiten 21 vorgesehen, die z.B. aus einem Elektromotor bestehen können. Die mechanische Kopplung dieser Antriebseinheiten mit den jeweiligen Klappen ist nur angedeutet. Hier wäre z.B. ein Schneckengetriebe mit einer entsprechenden Verzahnung auf den Klappenwellen denkbar. Die Antriebseinheiten können nachträglich am Gehäuse 22 des Saugrohres montiert werden.Furthermore, the two intake ducts 11 can communicate with each other via a connection 19. Resonance effects can be used in this case when charging the two cylinder banks of the internal combustion engine. The connection can be closed by a resonance flap 20. Drive units 21 are provided for the resonance flap and the power flap, which can consist of an electric motor, for example. The mechanical coupling of these drive units with the respective flaps is only indicated. Here, for example, a worm gear with appropriate gearing on the flap shafts would be conceivable. The drive units can be subsequently mounted on the housing 22 of the intake manifold.
Das Gehäuse 22 ist als Schmelzkernteil hergestellt. Um die hierfür notwendige komplexe Schmelzkerngeometrie zu vereinfachen, ist die Trennwand 13 sowie weitere Wandungsteile 23 des Gehäuses als Einsetzteil 14 ausgebildet. Dieses fügt sich über eine Trennfuge 24 dichtend in das Gehäuse ein, wodurch die verschiedenen Kanalstrukturen komplettiert werden. Ein Teil des Einsetzteils befindet sich auch direkt zwischen den beiden benachbarten Einlaßkanälen 11. In diesem Teil ist die Resonanzklappe 20 untergebracht.The housing 22 is manufactured as a melting core part. In order to simplify the complex melting core geometry required for this, the partition wall 13 and other wall parts 23 of the housing are designed as an insert part 14. This fits into the housing in a sealing manner via a separating joint 24, thereby completing the various channel structures. A part of the insert part is also located directly between the two adjacent inlet channels 11. The resonance flap 20 is housed in this part.
Zum Einsetzen des Einsetzteils ist im Gehäuse eine Einbauöffnung 25 vorgesehen. Diese ist genügend groß ausgeführt, daß auch die Resonanzklappe 20 sowie die Leistungsklappe 18 durch die Öffnung passen.An installation opening 25 is provided in the housing for inserting the insert part. This is designed to be large enough so that the resonance flap 20 and the power flap 18 also fit through the opening.
Aus Figur 4 wird der Verlauf der Saugkanäle 15 deutlich, die sich um die beiden benachbarten oberen Einlaßkanäle 11 winden. Die Saugkanäle beginnen wechselseitig in den beiden Verteilerkammern 12, die durch die Trennwand 13 voneinander abgeteilt sind. Die Trennwand ist Teil des Einsetzteils. Außerdem läßt sich in dieser Ansicht die Trennfuge 24 des Einsetzteils erkennen, die durch die Wandungsteile 23 gebildet wird. Die Trennwand 13 ist in Führungsschienen 26 gelagert, die mit Dichtmitteln 27 z.B. aus Moosgummi versehen sind, um eine genügende Abdichtung zwischen den beiden Verteilerkammern 12 zu erzielen.Figure 4 clearly shows the course of the suction channels 15, which wind around the two adjacent upper inlet channels 11. The suction channels begin alternately in the two distribution chambers 12, which are separated from one another by the partition wall 13. The partition wall is part of the insert part. In addition, the parting line 24 of the insert part, which is formed by the wall parts 23, can be seen in this view. The partition wall 13 is mounted in guide rails 26, which are provided with sealing means 27, e.g. made of foam rubber, in order to achieve sufficient sealing between the two distribution chambers 12.
In Figur 5 ist das Einsetzteil 14, welches in das Saugrohr gemäß der Figuren 3 und 4 eingebaut ist, in perspektivischer Ansicht dargestellt. Es besteht aus der Trennwand 13, an deren Ende eine Haltefläche 28 für die Leistungsklappe 18 angeordnet ist.In Figure 5, the insert part 14, which is installed in the intake manifold according to Figures 3 and 4, is shown in perspective view. It consists of the partition wall 13, at the end of which a holding surface 28 for the power flap 18 is arranged.
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Das Einsetzteil besitzt weitere Wandungsteile 23 wobei in den Wandungsteil, welcher sich zwischen den Einlaßkanälen 11 befindet siehe Figur 3, die Resonanzklappe 20 angeordnet ist.The insert part has further wall parts 23, wherein the resonance flap 20 is arranged in the wall part which is located between the inlet channels 11 (see Figure 3).
Die Leistungsklappe besteht aus einer montagegespritzten Einheit, welche einen Klappenrahmen 29 aufweist, in den zwei Flügelpaare 30 auf einer gemeinsamen Betätigungswelle 31 angebracht sind, die im Klappenrahmen 29 gelagert ist. Nicht dargestellt ist eine mechanische Kopplung für den Antrieb 21.The power flap consists of an injection-molded unit which has a flap frame 29 in which two pairs of wings 30 are mounted on a common actuating shaft 31 which is mounted in the flap frame 29. A mechanical coupling for the drive 21 is not shown.
Die Positionierung der Leistungsklappe 18 am Einsetzteil 14 ist durch strichpunktierte Pfeile angedeutet. In dieser Position scheren die beiden Flügelpaare 30 entlang der Trennwand 13. Hierbei wird deutlich, warum zwei gesonderte Flügelpaare notwendig sind, da die Trennwand 13 eine Betätigung der Klappe sonst blockieren würde. Entsprechend Figur 6 können am Einsetzteil 14 Aufnahmen 32 mit Schnapphaken 33 angebracht werden, die eine Fixierung der Leistungsklappe 18 am Einsetzteil 14 vor dem Einbau in das Saugrohrgehäuse ermöglichen.The positioning of the power flap 18 on the insert part 14 is indicated by dot-dash arrows. In this position, the two pairs of wings 30 shear along the partition wall 13. This makes it clear why two separate pairs of wings are necessary, since the partition wall 13 would otherwise block the operation of the flap. According to Figure 6, mounts 32 with snap hooks 33 can be attached to the insert part 14, which enable the power flap 18 to be fixed to the insert part 14 before installation in the intake manifold housing.
Figur 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Einsetzteils 14a. Eine Trennwand 13a befindet sich lediglich zwischen den beiden Einlaßkanälen eines Saugrohrs mit einem entsprechenden Aufbau wie in Figur 3. Die Resonanzklappe 20 ist als Standartbaugruppe ausgeführt28.02.00 14:33:30 und wird nach dem Einbau des Einsetzteils 14 in das Saugrohrgehäuse sowohl von dem Einsetzteil als auch von dem Gehäuse gehalten.Figure 7 shows an alternative design of the insert part 14a. A partition wall 13a is located only between the two inlet channels of an intake manifold with a corresponding structure as in Figure 3. The resonance flap 20 is designed as a standard assembly28.02.00 14:33:30 and is held by both the insert part and the housing after the installation of the insert part 14 in the intake manifold housing.
Claims (11)
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| DE20004120U DE20004120U1 (en) | 2000-03-04 | 2000-03-04 | Intake pipe for an internal combustion engine with a power flap |
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