DE3531353A1 - Charge air cooler for supercharged internal combustion engine - Google Patents

Charge air cooler for supercharged internal combustion engine

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Abstract

In a charge air cooler with an inlet pipe 2 to the connection on a supercharger the inlet pipe is provided with a mouth section 15 of wider diameter, into which an absorption silencer, comprising a tubular sound absorption element 12 and an internal wall in the form of a cylindrical component 13a and 13b with large openings 14, is inserted. By means of the absorption silencer high-frequency pulsations of the charge air, which occur in the event of load reversal, are isolated from the charge air cooler or so damped that the generation of unwanted noise is prevented. Due to the arrangement of the silencer inside the inlet pipe the silencer does not require any connections of its own. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ladeluftkühler mit einem Einlaßstutzen zum Anschluß an einen Lader und einem Auslaßstutzen zum Anschluß an ein eine Drossel­ klappe aufweisendes Saugrohr einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an intercooler an inlet connection for connection to a charger and an outlet port for connection to a throttle flap having intake manifold of an internal combustion engine.

Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen findet in der Lade­ luftleitung bei Lastwechsel und insbesondere bei plötz­ lichem Öffnen oder Schließen der Drosselklappe ab­ wechselnd ein Druckaufbau und ein Druckabbau statt, was zu hochfrequenten Pulsationen der Luftsäule in der Ladeluftleitung führt. Die dadurch entstehenden Geräusche werden durch das Gehäuse des Ladeluftkühlers verstärkt, das wie ein Rsonanzboden wirkt. Diese Ge­ räusche beeinträchtigen den Fahrkomfort eines mit einer derartigen Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeuges.When supercharged internal combustion engines take place in the drawer air line when there is a load change and especially when there is a sudden opening or closing of the throttle valve alternately a pressure build-up and a pressure decrease take place, resulting in high frequency pulsations in the air column of the charge air line. The resulting Noises are made through the housing of the intercooler reinforced, which acts like a resonance floor. This Ge noise affects the driving comfort of one equipped such an internal combustion engine Vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ent­ stehung derartiger Geräusche auf einfache Weise zu verhindern bzw. entstandene Geräusche auf eine nicht mehr störende Größe zu vermindern.The invention is based, the Ent such sounds in a simple manner prevent or noises on a not reduce more disturbing size.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, in dem Einlaßstutzen des Ladeluftkühlers einen Absorptionsschalldämpfer anzuordnen.To solve this problem, the invention provides hit, in the inlet port of the intercooler to arrange an absorption silencer.

Der Absorptionsschalldämpfer ist vorzugsweise ring­ förmig und wird in einen im Durchmesser erweiterten Mündungsabschnitt des Einlaßstutzens eingesetzt, so­ daß keine zusätzlichen Anschlußelemente für den Schalldämpfer erforderlich sind.The absorption silencer is preferably ring shaped and is expanded into a diameter Mouth section of the inlet connector used, so that no additional connection elements for the Silencers are required.

Der Schalldämpfer kann aus nur zwei Teilen, nämlich einem rohrförmigen Schallabsorptionselement aus elastischem, porösem Material und einem eine Innen­ wand bildenden, zylindrischen, mit Öffnungen versehenen Bauteil bestehen, während die Außenwand von der Wand des Mündungsabschnittes des Einlaßstutzens gebildet wird. Die Halterung eines derartigen Absorptionsschalldämpfers im Einlaßstutzen kann dadurch erfolgen, daß das zylindri­ sche Bauteil aus einem zähelastischen Material besteht und eine Ringwulst aufweist, die in eine Ringnut in der Innenfläche des Einlaßstutzens eingreift. Eine zusätz­ liche Halterung kann dadurch erreicht werden, daß das zylindrische Bauteil an seinem dem offenen Ende des Einlaßstutzens zugewandten Ende einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch aufweist, der die Stirnfläche des Einlaßstutzens übergreift. Dieser radiale Flansch kann seinerseits von dem auf den Einlaßstutzen aufge­ schobenen Schlauch, der zu dem Lader führt, übergriffen und dadurch gehalten werden.The silencer can consist of only two parts, namely a tubular sound absorption element elastic, porous material and an inner wall-forming, cylindrical, with openings  Component exist while the outer wall of the wall of the mouth portion of the inlet port is formed. The holder of such an absorption silencer in the inlet port can be done in that the cylindri cal component consists of a tough elastic material and has an annular bead which in an annular groove in the The inner surface of the inlet connector engages. An additional Liche bracket can be achieved in that the cylindrical member at its the open end of the Inlet nozzle facing end a radially outward extending flange having the end face overlaps the inlet connector. This radial flange can, in turn, be opened by the inlet connector pushed hose that leads to the loader and be held by it.

Um den Strömungswiderstand des Schalldämpfers so gering wie möglich zu halten, soll die lichte Weite des zylin­ drischen Bauteils der lichten Weite des Einlaßstutzens außerhalb des erweiterten Mündungsabschnittes ent­ sprechen und außerdem sollte sich das zylindrische Bauteil zum offenen Ende des Einlaßstutzens hin trichter­ förmig erweitern. Um dem zylindrischen Bauteil einen sicheren Halt auch in radialer Richtung zu geben, sollte dieses sowohl an seinem vorderen als auch an seinem hinteren Ende im Einlaßstutzen zentriert sein. Dies kann beispielsweise durch radiale Rippen nahe des vorderen Endes des Bauteils und durch Auflage seines hinteren Endes an der Innenfläche des Einlaßstutzens erreicht werden.To make the flow resistance of the muffler so low to keep as possible the clear width of the cylin of the clear width of the inlet connection ent outside the extended mouth section speak and also the cylindrical Component funnel towards the open end of the inlet connector expand in shape. To the cylindrical component To give a secure hold even in the radial direction this on his front as well as on his be centered at the rear end in the inlet connection. This can, for example, by radial ribs near the front end of the component and by supporting its rear end on the inner surface of the inlet connector can be achieved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werdem im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Embodiments of the invention are the following described with reference to the drawings. It shows:  

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ladeluft­ kühlers, der einerseits an einen Lader und andererseits an ein Saugrohr einer nicht dar­ gestellten Brennkraftmaschine angeschlossen ist, Fig. 1 is a schematic representation of a charge air cooler, which is on the one hand connected to a charger, and on the other hand to an intake manifold of an internal combustion engine is not detected,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Einlaßstutzens des Lade­ luftkühlers in größerem Maßstab, wobei die obere Hälfte der Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Absorptionsschalldämpers und die untere Hälfte der Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Absorptionsschalldämpfers zeigt, Fig. 2 is a longitudinal section of the inlet fitting of the charge air cooler in a larger scale, the upper half of FIG. 2, a first embodiment of the Absorptionsschalldämpers and the lower half of Fig. 2 shows a second embodiment of the absorption silencer,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 3 shows a section along line 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 die untere Hälfte eines Längsschnittes ähnlich Fig. 2 eines dritten Ausführungsbeispieles, und Fig. 4 shows the lower half of a longitudinal section similar to Fig. 2 of a third embodiment, and

Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Fig. 4. Fig. 5 shows a section along line 5-5 in Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Ladeluftkühler 1 dargestellt, der einen Einlaßstutzen 2 und einen Auslaßstutzen 3 aufweist. Der Einlaßstutzen 2 ist mittels eines Schlauches 4 mit dem Auslaßanschluß 5 eines Laders 6 verbunden, der beispiels­ weise von einer Abgasturbine 7 angetrieben wird. Der Aus­ laßanschluß 3 ist durch einen Schlauch 8 mit dem Saug­ rohr 9 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ver­ bunden. Im Saugrohr 9 ist eine Drosselklappe 10 angeordnet.In Fig. 1, a charge air cooler 1 is shown, which has an inlet port 2 and an outlet port 3 . The inlet port 2 is connected by means of a hose 4 to the outlet port 5 of a charger 6 , which is driven, for example, by an exhaust gas turbine 7 . From the outlet port 3 is connected by a hose 8 with the suction pipe 9 of an internal combustion engine, not shown, a related party. A throttle valve 10 is arranged in the intake manifold 9 .

Der Einlaßstutzen 2 enthält einen Absorptionsschall­ dämpfer 11, der im folgenden in verschiedenen Aus­ führungen anhand der Fig. 3-5 beschrieben wird.The inlet port 2 contains an absorption sound damper 11 , which is described in the following in various implementations with reference to FIGS . 3-5.

Der Absorptionsschalldämpfer 11 besteht in allen Aus­ führungen aus einem rohrförmigen Schallabsorptions­ element 12 und einem zylindrischen Bauteil 13 a, 13 b, bzw. 13 c, das das Absorptionselement 12 nach innen zu abdeckt und mit großflächigen Öffnungen 14 versehen ist. Zur Aufnahme des Absorptionsschalldämpfers 11 weist der Einlaßstutzen einen Mündungsabschnitt 15 größeren Durch­ messers auf, sodaß der Durchströmquerschnitt durch den Absorptionsschalldämpfer 11 nicht verringert wird. Wie ersichtlich, entspricht die lichte Weite des Absorp­ tionsschalldämpfers 11, d.h. der Innendurchmesser des Bauteils 13 a, 13 b, 13 c, dem Innendurchmesser des Ein­ laßstutzens 2 außerhalb des Mündungsabschnittes 15. Um eine störungsfreie Einströmung der Ladeluft zu er­ reichen, ist außerdem das Bauteil 13 a, 13 b bzw. 13 c zum offenen Ende des Einlaßstutzens 2 bzw. des Mündungsab­ schnittes 15 hin trichterförmig erweitert.The absorption muffler 11 consists in all of the executions from a tubular sound absorption element 12 and a cylindrical member 13 a , 13 b , or 13 c , which covers the absorption element 12 to the inside and is provided with large openings 14 . To accommodate the absorption muffler 11 , the inlet port has a mouth section 15 of larger diameter, so that the flow cross section through the absorption muffler 11 is not reduced. As can be seen, the inside diameter of the absorption muffler 11 , ie the inside diameter of the component 13 a , 13 b , 13 c , corresponds to the inside diameter of the inlet nozzle 2 outside the mouth section 15 . In order to achieve a trouble-free inflow of the charge air, the component 13 a , 13 b and 13 c to the open end of the inlet port 2 and the Mündungsab section 15 is expanded funnel-shaped.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich voneinander im wesentlichen nur durch die Art der Halte­ rung des zylindrischen Bauteils 13 a, 13 b bzw. 13 c im Ein­ laßstutzen 2 bzw. in dessen Mündungsabschnitt 15. Bei der in der oberen Hälte der Fig. 2 dargestellten Ausführung liegt das rückwärtige Ende 16 des zylindrischen Bauteils 13 a in einer Ausdrehung 17 in der Innenfläche des Ein­ laßstutzens 13. Das vordere Ende 18 des zylindrischen Bauteils 13 a ist nach rückwärts umgebogen und weist an seiner Außenfläche eine Ringwulst 19 auf, die in eine entsprechende Ringnut 20 in der Innenfläche des Mündungs­ abschnittes 15 einrastet. Das zylindrische Bauteil 13 a (und mit ihm auch das Absorptionselement 12) wird außer­ dem in axialer Richtung durch den Schlauch 4 gehalten, der auf den Mündungsabschnitt 15 aufgeschoben und durch eine Schlauchklemme 20 befestigt ist. Der Schlauch 4 verjüngt sich, wie ersichtlich, vom Ende des Einlaß­ stutzens weg, sodaß eine Verschiebung des Bauteils 13 a in Fig. 2 nach rechts wirksam verhindert ist. The illustrated embodiments differ from each other essentially only by the type of holding tion of the cylindrical component 13 a , 13 b or 13 c in a lassstutzen 2 or in its mouth portion 15th In the embodiment shown in the upper halves of Fig. 2, the rear end 16 of the cylindrical member 13 a is in a recess 17 in the inner surface of a lazing 13th The front end 18 of the cylindrical member 13 a is bent backwards and has on its outer surface an annular bead 19 which engages in a corresponding annular groove 20 in the inner surface of the mouth section 15 . The cylindrical component 13 a (and with it also the absorption element 12 ) is held in addition to that in the axial direction by the hose 4 , which is pushed onto the mouth section 15 and fastened by a hose clamp 20 . The hose 4 tapers, as can be seen, from the end of the inlet nozzle away, so that a displacement of the component 13 a in Fig. 2 to the right is effectively prevented.

Bei dem in der unteren Hälfte der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Bauteil 13 b an seinem rück­ wärtigen Ende einen radial nach außen gerichteten Flansch 22 auf, dessen Rand in eine Ringnut 23 in der Innenfläche des Mündungsabschnittes 15 einrastet. Das vordere Ende des Zylindrischen Bauteils 13 b wird wei beim ersten Aus­ führungsbeispiel durch den Schlauch 4 gehalten. Beim Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 4 weist das rückwärtige Ende 24 des zylindrischen Bauteils 13 c eine äußere Ringwulst 25 auf, die in eine Ringnut 26 in der Innenfläche des Einlaßstutzens 2 einrastet. Zur Zentrierung des vorderen Endes des zylindrischen Bauteils 13 c in dem Mündungsab­ schnitt 15 sind bei dieser Ausführung zusätzliche radiale Rippen 27 am Bauteil 13 c vorgesehen, die gleich­ mäßig im Umfang verteilt sind, wie aus Fig. 5 ersicht­ lich ist.In the embodiment shown in the lower half of FIG. 2, the component 13 b at its rearward end has a radially outwardly directed flange 22 , the edge of which engages in an annular groove 23 in the inner surface of the mouth section 15 . The front end of the cylindrical member 13 b is held white in the first exemplary embodiment from the hose 4 . When From Fig guide according to the example. 4, the rear end 24 of the cylindrical member 13 c to an outer annular bead 25 which snaps into an annular groove 26 in the inner surface of the inlet stub 2. To center the front end of the cylindrical component 13 c in the Mündungsab section 15 , additional radial ribs 27 are provided on the component 13 c in this embodiment, which are evenly distributed in the circumference, as is evident from FIG. 5.

In allen Ausführungsbeispielen werden die Öffnungen 14 in dem Bauteil 13 a, 13 b, bzw. 13 c durch Längsstege 28 und Querstege 29 begrenzt.In all exemplary embodiments, the openings 14 in the component 13 a , 13 b or 13 c are delimited by longitudinal webs 28 and transverse webs 29 .

Als Material für das Absorpitonselement hat sich offen­ poriger Schaumstoff bewährt, während für das zylindrische Bauteil 13 a, 13 b bzw. 13 c ein zähelastischer Kunststoff Verwendung finden sollte, der einerseits elastisch ge­ nug ist, um ein Einrasten der Ringwulst 19, 25 bzw. des Flansches 22 in die Ringnut 20, 23 bzw. 26 zuläßt, je­ doch andererseits eine ausreichende Festigkeit hat, um dem druck der Ladeluft zu widerstehen. Selbstverständ­ lich muß er auch die nötige Temperaturfestigkeit auf­ weisen.Open-pore foam has proven to be a suitable material for the absorption element, while a tough elastic plastic should be used for the cylindrical component 13 a , 13 b and 13 c , which on the one hand is elastically sufficient to lock the ring bead 19 , 25 or of the flange 22 in the annular groove 20 , 23 and 26 , but on the other hand has sufficient strength to withstand the pressure of the charge air. Of course, it must also have the necessary temperature resistance.

Wie ersichtlich ist, übergreift bei allen Ausführungsbei­ spielen das in Strömungsrichtung vorne liegende, d.h. in Fig. 2 und 4 rechte Ende des Bauteils 13 a, 13 b bzw. 13 c das Ende des Mündungsabschnittes 15, wodurch eine axiale Abstütztung des Bauteils gegen den Druck der Ladeluft erreicht wird.As can be seen, in all embodiments, the front end in the flow direction, that is to say in FIGS. 2 and 4, the right end of the component 13 a , 13 b and 13 c, respectively, play over the end of the mouth section 15 , thereby axially supporting the component against the pressure the charge air is reached.

Claims (9)

1. Ladeluftkühler mit einem Einlaßstutzen zum Anschluß an einen Lader und einem Auslaßstutzen zum Anschluß an ein eine Drosselklappe aufweisendes Saugrohr einer Brennkraftmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Einlaßstutzen (2) ein Absorptionsschalldämpfer (11) angeordnet ist.1. charge air cooler with an inlet port for connection to a charger and an outlet port for connection to a throttle valve having an intake manifold of an internal combustion engine, characterized in that an absorption silencer ( 11 ) is arranged in the inlet port ( 2 ). 2. Ladeluftkühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorpitonsschalldämpfer (11) rohrförmig ausgebildet und in einen im Durch­ messer erweiterten Mündungsabschnitt (15) des Einlaßstutzens (2) eingesetzt ist. 2. Intercooler according to claim 1, characterized in that the absorption silencer ( 11 ) is tubular and inserted into a diameter-enlarged mouth section ( 15 ) of the inlet connector ( 2 ). 3. Ladeluftkühler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorpotionsschalldämpfer (11) ein rohrförmiges Schallabsorptionselement (12) aus einem elastischen, porösen Material und eine Innenwand in Form eines zylindrischen, mit Öff­ nungen (14) versehenen Bauteils (13 a, 13 b, 13 c) aufweist.3. Intercooler according to claim 2, characterized in that the absorption silencer ( 11 ) is a tubular sound absorption element ( 12 ) made of an elastic, porous material and an inner wall in the form of a cylindrical, with openings ( 14 ) provided component ( 13 a , 13 b , 13 c ). 4. Ladeluftkühler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zylindrische Bauteil (13 a, 13 b, 13 c) aus einem zähelastischen Werkstoff besteht und eine Ringwulst (19, 22, 25) aufweist, die in eine Ring­ nut (20, 23, 26) in der Innenfläche des Einlaß­ stutzens (2) oder des Mündungsabschnittes (15) eingreift.4. intercooler according to claim 3, characterized in that the cylindrical component ( 13 a , 13 b , 13 c ) consists of a tough elastic material and has an annular bead ( 19 , 22 , 25 ) which in a ring groove ( 20 , 23 , 26 ) in the inner surface of the inlet neck ( 2 ) or the mouth portion ( 15 ) engages. 5. Ladeluftkühler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das zylindrische Bauteil (13 a, 13 b, 13 c) zum offenen Ende des Einlaßstutzens (2) hin trichterförmig erweitert.5. intercooler according to claim 3, characterized in that the cylindrical component ( 13 a , 13 b , 13 c ) funnel-shaped towards the open end of the inlet port ( 2 ). 6. Ladeluftkühler nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bau­ teil (13 a, 13 b, 13 c) an seinem dem offenen Ende des Einlaßstutzens (2) zugewandten Ende einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch aufweist, der die Stirnfläche des Einlaßstutzens übergreift.6. Intercooler according to one of claims 3-5, characterized in that the cylindrical construction part ( 13 a , 13 b , 13 c ) at its end facing the open end of the inlet connector ( 2 ) has a radially outwardly extending flange, which overlaps the end face of the inlet connector. 7. Ladeluftkühler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Absorptionsschalldämpfers (11) der lichten Weite des Einlaßstutzens (2) außerhalb des erweiterten Mündungsabschnittes (15) entspricht. 7. Intercooler according to one of claims 1-6, characterized in that the inside width of the absorption muffler ( 11 ) corresponds to the inside width of the inlet connector ( 2 ) outside the enlarged mouth section ( 15 ). 8. Ladeluftkühler nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bauteil (13 a, 13 b, 13 c) sowohl an seinem vorderen als auch an seinem hinteren Ende im Einlaßstutzen (2) zentriert ist.8. intercooler according to one of claims 3-6, characterized in that the cylindrical component ( 13 a , 13 b , 13 c ) is centered both at its front and at its rear end in the inlet port ( 2 ). 9. Ladeluftkühler nach Anspruch 6, bei dem auf dem Mündungsabschnitt des Einlaßstutzens ein Schlauch zum Anschluß an den Lader aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlauch (4) vom Mündungsabschnitt (15) her konisch verjüngt und diese konische Verjüngung das zylindrische Bau­ teil (13 a, 13 b, 13 c) an Ort und Stelle hält.9. intercooler according to claim 6, in which a hose for connection to the charger is pushed onto the mouth section of the inlet connection, characterized in that the hose ( 4 ) from the mouth section ( 15 ) tapers conically and this conical tapering part of the cylindrical structure ( 13 a , 13 b , 13 c ) holds in place.
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