DE3245190A1 - Device for reducing the fuel consumption in motor vehicles with spark-ignition engine - Google Patents
Device for reducing the fuel consumption in motor vehicles with spark-ignition engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches bei Kraftfahrzeugen mit Ottomotor und einer Luftansaugeinrichtung mit einem.Ansaugstutzen. The invention "relates to a device for reducing the fuel consumption in motor vehicles with gasoline engines and an air intake device with an intake manifold.
Bei Betrieb eines Kraftfahrzeugmotors nimmt der Verbrauch an Verbrennungsluft mit steigender Motordrehzahl zu. Dies hat einen Anstieg der pro Zeiteinheit durch die Luftansaugeinrichtung des Motors angesaugten Luftmenge zur Folge. Die Luftansaugeinrichtungen von Kraftfahrzeugmotoren sind im allgemeinen mit einem in einem Luftfiltergehäuse angeordneten Luftfilter versehen, der der angesaugten Verbrennungsluft einen gewissen Strömungs-widerstand entgegensetzt. Der durch das Luftfilter verursachte Strömungswiderstand und damit der an ihm auftretende Druckverlust wird um so größer, je höher die angesaugte Luftmenge pro Zeiteinheit ist. Dies beeinflußt nachteilig die Betriebsweise des Motors und wirkt sich insbesondere in einem höheren Kraftstoffverbrauch aus.When a motor vehicle engine is operated, consumption increases of combustion air increases with increasing engine speed. This has caused an increase in per unit of time the air intake device of the engine result in the amount of air sucked in. The air intake devices of motor vehicle engines are generally provided with an air filter arranged in an air filter housing, the opposes the intake combustion air with a certain flow resistance. The one through the air filter The flow resistance caused and thus the pressure loss that occurs on it becomes greater the higher it is is the amount of air drawn in per unit of time. This adversely affects the operation of the engine and has a particular effect in higher fuel consumption.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Anordnung oder Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, den bei normaler Fahrzeugbewegung und insbesondere zunehmender Fahrtgeschwindigkeit am Luftfilter auftretenden Druckabfall im Ansaugluftstrom für den Motor zu kompensieren, um damit Kraftstoff bei mit hoher Motordrehzahl verbundenen hohen Fahrtgeschwindigkeiten einzusparen.The invention is based on the object of creating a simple arrangement or device with which it is possible is that with normal vehicle movement and especially increasing driving speed on the air filter To compensate for the pressure drop occurring in the intake air flow for the engine, in order to allow fuel at a high level Saving high driving speeds associated with the engine speed.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches bei Kraftfahrzeugen mit Ottomotor und einer Luftansaugeinrichtung mit einem Ansaugstutzen erfindungsgemäß gelöst durch einen An-This object is achieved by a device for reducing fuel consumption in motor vehicles with gasoline engine and an air intake device with an intake port solved according to the invention by an intake
BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL
saugluft-Druckverstärker, bestehend aus einem über eine Schlauch- oder Rohrverbindung mit dem Ansaugstutzen des Luftfiltergehäuses luftdicht verbundenen, trichterförmigen Bauteil mit einer gegenüber dem Querschnitt des Ansaugstutzens bzw. der Schlauch- oder Rohrverbindung im Querschnitt größeren Eintrittsöffnung, das derart am Fahrzeug angeordnet ist, daß die Eintrittsöffnung dem Fahrtwindstrom ausgesetzt ist.suction air pressure booster, consisting of one over one Hose or pipe connection with the intake port of the air filter housing connected airtight, funnel-shaped Component with one opposite the cross section of the intake port or the hose or pipe connection in cross-section larger inlet opening, which is arranged on the vehicle that the inlet opening is exposed to the flow of wind.
Vorteilhafterweise ist das trichterförmige Bauteil mit seiner Eintrittsöffnung unmittelbar hinter dem Kühlergrill angeordnet, so daß der durch den Kühlergrill streichende Fahrtwind in die Eintrittsöffnung des Ansaugluft-Druckverstärkers gelangt.The funnel-shaped component with its inlet opening is advantageously directly behind the radiator grille arranged so that the wind blowing through the grille into the inlet opening of the intake air pressure booster got.
Mit steigender Fahrtgeschwindigkeit entsteht in dem sich in Strömungsrichtung verjüngenden trichterförmigen Bauteil ein gewisser Staudruck und damit Überdruck in der zur Verfügung stehenden Ansaugluft für den Motor, durch den bei höheren Motordrehzahlen der am Luftfilter auftretende Druckabfall kompensiert werden kann. Die beschriebene Vorrichtung hat selbstverständlich keine Wirkung, wenn der Motor im Stillstand des Fahrzeuges mit höherer Drehzahl betrieben wird. Da beim Fahren von langen Strecken im allgemeinen der höchste Gang des Fahrzeuggetriebes verwendet wird, ist hier die Motordrehzahl proportional der Fahrtgeschwindigkeit, so daß auch der Fahrtwindstaudruck bei höherer Motordrehzahl größer wird.As the speed of travel increases, the funnel-shaped component that tapers in the direction of flow arises a certain dynamic pressure and thus overpressure in the available intake air for the engine which at higher engine speeds the pressure drop occurring at the air filter can be compensated. The described Of course, the device has no effect when the engine is at a standstill is operated at a higher speed. This is generally the highest gear of the vehicle transmission when driving long distances is used, the engine speed is proportional to the driving speed, so that the Wind pressure increases at higher engine speed.
Es ist zweckmäßig, um die Lufteintrittsöffnung des trichterförmigen Bauteiles herum eine flächige Abdeckung anzuordnen, die lückenlos, d.h. luftdicht, mit dem Umfang der Eintrittsöffnung des trichterförmigen Bauteiles verbunden ist. Es hat sich gezeigt, daß durch eine sol-It is useful to the air inlet opening of the funnel-shaped To arrange a flat cover around the component that is seamless, i.e. airtight, with the circumference the inlet opening of the funnel-shaped component is connected. It has been shown that through such a
ehe, die Eintrittsöffnung umgebende Blende der Staudruck leicht erhöht werden kann. Auch ist es für die Wirkungsweise der Vorrichtung natürlich erforderlich, daß die Schlauch- oder Rohrverbindung zwischen dem trichterförmigen Bauteil und dem Ansaugstutzen der Luftansaugeinrichtung luftdicht abgeschlossen ist, und auch die Luftansaugeinrichtung selbst keine Löcher enthält, durch die Nebenluft angesaugt wird. Solche Undichtigkeiten in der Luftansaugeinrichtung sind zweckmäßigerweise abzudichten.before, the aperture surrounding the inlet opening of the dynamic pressure can be increased easily. It is also of course necessary for the operation of the device, that the hose or pipe connection between the funnel-shaped component and the suction port of The air intake device is hermetically sealed and the air intake device itself does not contain any holes, is sucked in by the secondary air. Such leaks in the air intake device are expedient to seal.
Die Fläche der Eintrittsöffnung des trichterförmigen Bauteils ailte im allgemeinen mehr als das Siebenfache der Querschnittsfläche des Ansaugstutzens der Luftansaugeinrichtung betragen. Bei einem Luftansaugstutzen mit einem Durchmesser von 50 mm hat sich eine Lufteintrittsöffnung mit einer Fläche von 150 cm bewährt. Die Länge des Verjiingungsabschnittes des trichterförmigen Bauteiles sollte mindestens dem Fünffachen des Durchmessers des Ansaugstutzens entsprechen. Bei den vorstehend angegebenen Abmessungen hat sich ein trichterförmiges Bauteil als ausreichend erwiesen, bei dem die Verjüngung auf den Durchmesser des Luftansaugstutzens auf einerStrecke von etwa 30 cm stattfindet.The area of the inlet opening of the funnel-shaped component ail generally more than seven times the cross-sectional area of the intake port of the air intake device. With an air intake port with a diameter of 50 mm has an air inlet opening tried and tested with an area of 150 cm. The length of the tapering section of the funnel-shaped Component should be at least five times the diameter of the intake port. Both Dimensions given above, a funnel-shaped component has proven to be sufficient in which the tapering to the diameter of the air intake port takes place over a distance of about 30 cm.
Zweckmäßig ist es auch, das an die Schlauch- oder Rohrverbindung angeschlossene Austrittsende des trichterförmigen Bauteiles in einer im wesentlichen quer zur Normalen der Lufteintrittsöffnung verlaufenden Richtung vorzusehen. Hierdurch entsteht eine Strömimgsumlenkung, die zumindest größtenteils verhindert, daß im Luftstrom mitgerissene Teile unmittelbar in den Ansaugstutzen der Luftansaugeinrichtung gelangen. Es hat sich gezeigt,It is also useful to connect the outlet end of the funnel-shaped connection to the hose or pipe connection Component in a direction running essentially transversely to the normal of the air inlet opening to be provided. This creates a flow deflection, which at least for the most part prevents parts entrained in the air flow from entering the intake manifold the air intake device. It has shown,
daß bei einer solchen Ausführung auch nach längerer Betriebszeit keine nennenswerte Verschlechterung in der Verschmutzung des Luftfilters im Vergleich zum normalen Betrieb eintritt. Es ist weiterhin zweckmäßig, den Verbindungsstutzen des trichterförmigen Bauteiles nicht nur seitlich, sondern auch schräg nach oben abzuführen, damit eventuell in die Eintrittsöffnung eintretendes Regenwasser nicht in die Luftansaugeinrichtung läuft. Dies wird insgesamt am vorteilhaftesten dadurch vermieden, daß das trichterförmige Bauteil grundsätzlich unterhalb der Luftansaugeinrichtung angebracht wird.that with such a design, even after a long period of operation, no significant deterioration in the Contamination of the air filter occurs compared to normal operation. It is also useful to use the connecting piece of the funnel-shaped component not only to the side, but also obliquely upwards, so Any rainwater entering the inlet opening does not run into the air intake device. this is avoided overall most advantageously in that the funnel-shaped component is basically below the air intake device is attached.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen noch näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:In the following an embodiment of the device according to the invention with reference to the attached Drawings explained in more detail. In the drawings show:
Pig. 1 eine Draufsicht auf die nur teilweise dargestellte Luftansaugeinrichtung eines Kraftfahrzeug-Otto-Motors sowie auf das über einen Schlauch mit dem Ansaugstutzen der Luftansaugeinrichtung verbundene trichterförmige Bauteil der Vorrichtung, welches an der Rückseite des Kühlergrills angebracht ist;Pig. 1 is a plan view of the only partially shown air intake device of a motor vehicle Otto engine as well as via a hose with the intake port of the air intake device connected funnel-shaped component of the device, which is attached to the rear of the Grille is attached;
Fig. 2 eine Vorderansicht des trichterförmigen Bauteiles nach Fig. 1; undFig. 2 is a front view of the funnel-shaped component according to Fig. 1; and
Fig. 3 das trichterförmige Bauteil alleine in perspektivischer Darstellung.3 shows the funnel-shaped component alone in a perspective illustration.
In Fig. 1 ist teilweise das Luftfiltergehäuse 1 einer Luftänsaugeinrichtung dargestellt. Das Luftfiltergehäuse ist mit einem Ansaugstutzen 2 versehen, der inIn Fig. 1, the air filter housing 1 of an air suction device is partially shown. The air filter housing is provided with an intake manifold 2, which is in
allgemeinen seitlich in den Raum unterhalb der Motorhaube mündet. Mit 3 ist gestrichelt der Kühlergrill des Fahrzeuges angedeutet. Hinter dem Kühlergrill 3 ist das trichterförmige Bauteil 4 des Ansaugluft-Druckverstärkers angebracht, welches in Vorderansicht in Fig. 2 und in perspektivischer Ansicht in Fig. 3 dargestellt ist.generally opens laterally into the space below the bonnet. With 3 the grille of the dashed line Vehicle indicated. Behind the radiator grille 3 is the funnel-shaped component 4 of the intake air pressure booster attached, which is shown in front view in Fig. 2 and in perspective view in Fig. 3.
Das trichterförmige Bauteil 4 besteht aus einem sich verjüngenden Hohlkörper 5 mit einer rechteckigen Lufteintrittsöffnung 6 und einem rohrartigen Anschlußstutzen 7. Die Lufteintrittsöffnung 6 ist noch von einer Abdeckung oder Blende 8 umgeben. Diese Blende 8 kann gleichzeitig dazu dienen, die Befestigungsmittel für die Befestigung des trichterförmigen Bauteiles 4 an seinem Anbringungsort aufzunehmen. Es können hierfür beispielsweise Schraubenlöcher 9 vorgesehen sein. Ansonsten ist die Blende 8 aber luftdicht mit dem Umfang der Lufteintrittsöffnung 6 verbunden.The funnel-shaped component 4 consists of a tapering hollow body 5 with a rectangular air inlet opening 6 and a tubular connection piece 7. The air inlet opening 6 is still from a cover or cover 8 surrounded. This cover 8 can also serve to the fastening means for attaching the funnel-shaped component 4 to its place of attachment. It can do this for example screw holes 9 may be provided. Otherwise, the aperture 8 is airtight with the circumference the air inlet opening 6 connected.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß der rohrartige Anschlußstutzen 7 des trichterförmigen Bauteiles 4 über einen Schlauch 10 mit dem Ansaugstutzen 2 der Luftansaugeinrichtung verbunden ists welcher mittels Schlauchschellen 11 an den beiden Stutzen luftdicht befestigt sein kann. Im Ausführungsbeispiel ist als Schlauch ein handelsüblicher Faltenpappschlauch verwendet, wie er im Automobilzubehör erhältlich ist. Andere Verbindungsmittel, wie ein Plastikschlauch oder beispielsweise eine vorgefertigte Rohrverbindung, sind natürlich möglich.From Fig. 1 it can be seen that the tubular connection piece 7 of the funnel-shaped component 4 is connected via a hose 10 to the intake port 2 of the air suction device s which can be attached airtight to the two ports by means of hose clamps 11. In the exemplary embodiment, a commercially available corrugated cardboard tube, as is available in automotive accessories, is used as the tube. Other connecting means, such as a plastic hose or, for example, a prefabricated pipe connection, are of course possible.
Beim Ausführungsbeispiel, bei dem der Luftansaugstutzen der Luftansaugeinrichtung und der Schlauch 10 einen Durchmesser von etwa 50 mm aufweisen, wurde eine Luft-In the embodiment in which the air intake of the air intake device and the hose 10 a Have a diameter of about 50 mm, an air
eintrittsöffnung 6 mit den Abmessungen von 100 nun χinlet opening 6 with the dimensions of 100 now χ
150 mm gewählt, die einer Eintrittsfläche von 150 cm entspricht. Die Länge vom Ende des Anschlußstutzens 7 bis zum gegenüberliegenden Ende der Lufteintrittsöffnung 6 beträgt etwa 300 mm.150 mm was chosen, that of an entry area of 150 cm is equivalent to. The length from the end of the connecting piece 7 to the opposite end of the air inlet opening 6 is about 300 mm.
Durch den Pfeil 12 in Fig. 1 ist die Eintrittsrichtung des Fahrtwindes in das trichterförmige Bauteil 4 angedeutet. The direction of entry is indicated by arrow 12 in FIG. 1 of the airstream in the funnel-shaped component 4 is indicated.
Wie weiterhin am deutlichsten aus Fig. 1 hervorgeht, erstreckt sich der rohrartige Anschlußstutzen des trichterförmigen Bauteiles 4 im wesentlichen in seitlicher Richtung zur Lufteintrittsrichtung 11 und damit zur Normalen zur Lufteintrittsöffnung 6. Wie aus Fig. hervorgeht, ist der Anschlußstutzen 7 zusätzlich schräg nach oben gerichtet, damit kein Regenwasser oder sonstige Flüssigkeit in die Luftansaugeinrichtung gelangen kann. Dementsprechend ist, was aus Fig. 1 und 2 nicht hervorgeht, das trichterförmige Bauteil 4 unterhalb des Luftfiltergehäüses 1 angeordnet.As can also be seen most clearly from Fig. 1, the tubular connecting piece of the extends funnel-shaped component 4 essentially in the lateral direction to the air inlet direction 11 and thus to the normal to the air inlet opening 6. As can be seen from Fig., The connecting piece 7 is also inclined directed upwards so that no rainwater or other liquid can get into the air intake device can. Accordingly, what is not apparent from FIGS. 1 and 2, the funnel-shaped component 4 is below the Air filter housing 1 arranged.
Durch den in die Lufteintrittsöffnung 6 in Richtung des Pfeiles 11 eintretenden Fahrtwind, der zum Teil auch rein aus Gegenwind bestehen kann, werden die zwangsweise am Luftfilter auftretenden Druckverluste ausgeglichen. Durch den dadurch geringeren Unterdruck hinter dem Luftfilter wird weniger Kraftstoff aus den Vergaserdüsen gezogen. Andererseits verringert der Druckverstärker nicht die Wirkung des Bremskraftverstärkers, der mit Unterdruck arbeitet.Due to the airflow entering the air inlet opening 6 in the direction of arrow 11, which in part also can consist purely of headwind, the pressure losses that inevitably occur at the air filter are compensated for. Because of the lower negative pressure behind the air filter, less fuel is drawn from the carburetor jets. On the other hand, the pressure booster decreases not the effect of the brake booster, which works with negative pressure.
Mit der im Ausführungsbeispiel dargestellten Vorrichtung wurden folgende Ergebnisse erzielt:The following results were achieved with the device shown in the exemplary embodiment:
die im folgenden beschriebenen Testfahrten vmrde der Tank des Kraftfahrzeuges jeweils vor Beginn der Fahrt bis zu einer bestimmten Füllmarke angefüllt und nach Ende der Testfahrt wieder auf die gleiche 'Marke aufgefüllt. Es wurde dabei jeweils der gleiche Kraftstoff verwendet.the test drives described below vmrde the tank of the vehicle before the start of each Drive filled up to a certain filling mark and after the end of the test drive back to the same 'mark filled up. The same fuel was used in each case.
Bei einem ersten Versuch vmrde eine Teststrecke von 146 km einmal mit und einmal ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Tachogeschwindigkeit von ungefähr 90 km/h gefahren. Ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung ergab sich bei einer errechneten Durchschnittsgeschwindigkeit von 80,6 km/h ein Kraftstoffverbrauch von 5,92 1/100 km. Unter Verwendung der Vorrichtung ergab sich bei einer errechneten Durchschnittsgeschwindigkeit von 82,1 km/h ein Kraftstoffverbrauch von 5,44 1/100 km. Dies entspricht einer Ersparnis von 8,2 %. In a first attempt, a test route of 146 km was driven once with and once without using the device according to the invention at a speedometer of approximately 90 km / h. Without the device according to the invention, a calculated average speed of 80.6 km / h resulted in a fuel consumption of 5.92 1/100 km. Using the device, at a calculated average speed of 82.1 km / h, the fuel consumption was 5.44 1/100 km. This corresponds to a saving of 8.2 %.
Bei einem Langzeitversuch mit der erfindungsgemäß en Vorrichtung über eine Strecke von 6000 km betrug der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch 6,36 1/100 km, die je Tankfüllung erzielten Durchschnittsverbräuche lagen zwischen 5,2 und 7,9 1/100 km, je nach Geschwindigkeitsbedingungen. Der entsprechende Kraftstoffverbrauch während der letzten 6000 gefahrenen Kilometer vor Einbau der Vorrichtung betrug durchschnittlich 8,29 1/100 km, wobei die Teildurchschnittsverbrauche je Tankfüllung zwischen 6,3 void 11,2 1/100 km lagen. Es wurde darauf geachtet, daß die Fahrweise in beiden VersuchsZeiträumen möglichst ähnlich war. Die gefahrenen Geschwindigkeiten betrugen auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bis 192 km/h. Aus den angegebenenIn a long-term test with the invention according to the invention Device over a distance of 6000 km, the average fuel consumption was 6.36 1/100 km, the average consumption per tank filling were between 5.2 and 7.9 1/100 km, depending on the speed conditions. The corresponding fuel consumption during the last 6000 kilometers driven before installation of the device was average 8.29 1/100 km, with the partial average consumption each tank filling was between 6.3 void 11.2 1/100 km. Care was taken to ensure that the driving style was as similar as possible in both test periods. The driven ones Speeds were also up to 192 km / h with the device according to the invention. From the specified
Zahlen errechnet sich eine Ersparnis von 23 %. Dieses sehr gute Ergebnis könnte jedoch mit einiger Einschränkung zu betrachten sein, da vermutlich unterbewußt die Fahrweise bei Verwendung der Vorrichtung auf größere Kraftstoffersparnis ausgerichtet gewesen sein kann. Andererseits ergaben sich erhebliche Reduzierungen auch gerade bei sehr hohen Fahrtgeschwindigkeiten.Numbers calculates a saving of 23 %. This very good result could, however, have to be viewed with some restriction, since the driving style can presumably have been subconsciously geared towards greater fuel saving when using the device. On the other hand, there were considerable reductions, especially at very high speeds.
Die Ersparnis in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit ergibt sich aus folgenden Zahlen: Es wurde jeweils eine ca. 200 km lange Teststrecke auf der Autobahn mit und ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung, und zwar einmal bei einer Geschwindigkeit zwischen 90 und 110 km/h und zum anderen mit einer Geschwindigkeit zwischen ca. 160 und 190 km/h gefahren. Bei der geringeren Geschwindigkeit ergaben sich durchschnittliche Kraftstoffverbräuche von 6,3 bzw. 5,2 1/100 km, was einer Ersparnis mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 17,5 % entspricht, und bei der höheren Geschwindigkeit von 160 bis 190 km/h Kraftstoffverbrauche von 11,2 bzw. 8,9 I/IOO km, entsprechend einer Ersparnis von 20,5 %· The savings depending on the driving speed result from the following figures: In each case an approx. 200 km long test route on the motorway with and without the device according to the invention, namely once at a speed between 90 and 110 km / h and the other with a speed between approx. 160 and 190 km / h. At the lower speed the average fuel consumption was 6.3 and 5.2 1/100 km, which corresponds to a saving with the device according to the invention of 17.5 % , and at the higher speed of 160 to 190 km / h fuel consumption of 11.2 or 8.9 I / 100 km, corresponding to a saving of 20.5 %
Ein Minderverbrauch im Mittel von etwa 10 % dürfte als gesichert anzusehen sein.An average under-consumption of around 10 % should be regarded as guaranteed.
Der Verbrauch bei kalten Außentemperaturen (um den Gefrierpunkt) nimmt nur dann zu, wenn vorwiegend kürzere Streckenabschnitte gefahren werden (längerer Einfluß der Kaltlaufphase mit Startautomatik). Bei Langstrecken werden weiterhin die Sommerverbrauchswerte erreicht.Consumption at cold outside temperatures (around freezing point) only increases if it is mainly shorter Sections of the route are driven (longer influence of the cold running phase with automatic start). For long distances the summer consumption values are still achieved.
Testfahrzeug: Audi 100 Coupe S, Baujahr 1972, Modell 1973.Test vehicle: Audi 100 Coupe S, built in 1972, model 1973.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |