DE3822005A1

DE3822005A1 - Intake arrangement for an internal combustion engine with a diaphragm valve

Info

Publication number: DE3822005A1
Application number: DE3822005A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr Emmenthal; Peter Dipl Ing Manz; Joachim Dipl Ing Neumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-07-11
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1989-01-19

Abstract

In order to prevent power losses of an internal combustion engine, a diaphragm valve (4) in the intake pipe (3) can, at high engine speeds, be swivelled over a swivel axis (10) out of the flow path into an extension (13) of the intake pipe (3), in which it exposes the full flow cross-section; for ease of assembly, the diaphragm valve (4) is arranged in direct proximity to the cylinder head end of the intake pipe (24) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Sauganordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Sauganordnung ist im Prinzip aus der DE-PS 30 24 812 F 02 B 29/02, bekannt. Dabei ist der Membranträger fest in das Saugrohr eingebaut, so daß er bei al len Lasten und Drehzahlen sich im Strömungsquerschnitt befindet.The invention relates to a suction arrangement according to the preamble of the claim 1. Such a suction arrangement is in principle from DE-PS 30 24 812 F 02 B 29/02, known. The membrane support is firmly installed in the intake manifold, so that it is at al len loads and speeds are in the flow cross-section.

Zwar ist, wie in der Patentschrift zum Ausdruck gebracht wird, der durch das Membran ventil bei hohen Maschinendrehzahlen verursachte Leistungsverlust sehr gering, jedoch ist eine Optimierung moderner Brennkraftmaschinen häufig nur noch dadurch möglich, daß auch die Quellen für sehr kleine Leistungsverluste beseitigt werden.It is true, as is expressed in the patent specification, that through the membrane valve at high engine speeds caused power loss very low, however an optimization of modern internal combustion engines is often only possible that the sources for very small power losses are also eliminated.

Die DE-OS 35 22 991, F 02 B 31/00, beschreibt eine Drallklappenanordnung, bei der die Drallklappe mit einem linear verlaufenden, mit einer Schwenkachse versehenen Rand in eine Ausnehmung einer Seitenwand des Saugrohrs hineinragt und federnd gegen die Kraft der Strömung im Saugrohr abgestützt ist. Die Schwenkachse steht mit einem Schwenkmo tor in Verbindung, der in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, darun ter auch der Drehzahl, die Drallklappe zwischen einer Wirkstellung, in der sie in den Strömungsquerschnitt des Saugrohrs hineinragt, und einer zurückgezogenen Stellung ver schwenkt, in der sie innerhalb der Ausnehmung in der Saugrohrwand verläuft, also die Strömung nicht beeinflußt. Da diese Ausnehmung und damit die Schwenkachse in einem relativ großen Abstand vom Ende des Saugrohrs vorgesehen sind, ist die Montage der bekannten Drallklappe relativ schwierig, insbesondere nicht großserienfreundlich; hinzu kommt, daß die erwähnte Stützfeder ebenfalls in einer kammerartigen Erweiterung der Saugrohrwand im Bereich der bereits erwähnten Erweiterung abgestützt ist.DE-OS 35 22 991, F 02 B 31/00, describes a swirl flap arrangement in which the Swirl flap with a linear edge with a swivel axis in a recess of a side wall of the suction tube protrudes and resiliently against the force the flow in the intake manifold is supported. The swivel axis stands with a swivel mo Tor in connection, depending on the operating parameters of the internal combustion engine ter also the speed, the swirl flap between an active position in which it is in the Flow cross section of the intake pipe protrudes, and ver a retracted position pivots in which it runs within the recess in the intake manifold wall, i.e. the Flow not affected. Since this recess and thus the pivot axis in one are relatively large distance from the end of the intake manifold, is the assembly of the known swirl flap relatively difficult, especially not friendly to large series; added comes that the support spring mentioned also in a chamber-like extension of Intake pipe wall is supported in the area of the extension already mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sauganordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 unter Wahrung ihrer Vorteile, insbesondere der Lei stungserhöhung der Brennkraftmaschine im unteren Drehzahlbereich, zu schaffen, die durch einfache, montagefreundliche Maßnahmen dahingehend verbessert ist, daß sie bei hohen Drehzahlen keinerlei Leistungseinbuße verursacht.The invention has for its object a suction arrangement with the features of Preamble of claim 1 while preserving their advantages, in particular the lei power increase of the internal combustion engine in the lower speed range, to create the is improved by simple, easy-to-assemble measures that they at high speeds caused no loss of performance.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma len des Hauptanspruchs, eine hinsichtlich der Montage besonderes günstige Ausbildung der Erfindung beschreibt der Unteranspruch.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, a particularly favorable training in terms of assembly the invention describes the subclaim.

Die Erfindung erschöpft sich also nicht in der Lehre, das gesamte Membranventil bei hohen Maschinendrehzahlen aus dem Strömungsquerschnitt des Saugrohres herauszu schwenken, sondern gibt auch eine konstruktiv und montagemäßig besonders einfache Realisierung hierfür an: Durch Anordnung des Membranventils unmittelbar am zylinder kopfseitigen Ende des Saugrohrs (sofern ein vorgegebener Abstand zum Einlaßventil eingehalten werden muß, kann der zugehörige Einlaßkanal etwas länger ausgeführt sein) macht das Einsetzen des Ventils in das Saugrohr keinerlei Schwierigkeiten. Die Gewinnung des Anschlags für die Definition der Wirkstellung des Membranventils ist besonders einfach, wenn man die Maßnahmen des Anspruchs 2 verwirklicht.The invention is therefore not limited to the teaching of the entire diaphragm valve high engine speeds out of the flow cross-section of the intake manifold pivot, but also gives a particularly simple construction and assembly Realization for this: By arranging the diaphragm valve directly on the cylinder head end of the intake manifold (provided a predetermined distance from the inlet valve must be observed, the associated inlet channel can be made a little longer there is no difficulty in inserting the valve into the intake manifold. The Obtaining the stop for the definition of the active position of the diaphragm valve is particularly easy if you implement the measures of claim 2.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Two embodiments of the invention are described below with reference to the drawing explained. Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Sauganordnung, Fig. 1 is an axial section through the suction assembly,

Fig. 2 die in Fig. 1 bei 11 angedeutete Ansicht des Membran ventils, Fig. 2, indicated in Fig. 1 at 11 view of the diaphragm valve,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Axialschnitt und Fig. 3 shows a second embodiment in axial section and

Fig. 4 die in Fig. 3 mit lV bezeichnete Ansicht des Membran ventils. Fig. 4 shows the view of the diaphragm valve labeled IV in Fig. 3.

Betrachtet man zunächst das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung, so erkennt man an dem dem Flansch 1 des Einlaßkanals 2 zugekehrten Ende des allgemein mit 3 bezeichneten Saugrohrs das Membranventil 4 mit dem in die sem Schnitt pyramidenähnlichen, mit Strömungsdurchlässen 5 versehenen, rahmenartigen, steifen Membranträger 6 und zungenartigen Membranen 7. Diese spreizen sich in Abhän gigkeit von der durch den Pfeil 8 angedeuteten Strömung unter Bildung eines Strömungs querschnitts von dem Membranträger 6 ab.Looking first at the embodiment of the invention shown in FIGS . 1 and 2, one can see from the flange 1 of the inlet channel 2 facing the end of the suction tube, generally designated 3 , the diaphragm valve 4 with the pyramid-like section provided with flow passages 5 , frame-like, rigid membrane supports 6 and tongue-like membranes 7 . These spread depending on the flow indicated by the arrow 8 to form a flow cross-section from the membrane carrier 6 .

In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Saugrohr 3 zumindest in dem hier interessie renden Endbereich einen viereckigen Querschnitt, so daß auch der Membranträger 6 ei nen entsprechenden Querschnitt mit dem linear senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden Rand 9 aufweist. Dieser ist mit der Schwenkachse 10 versehen, die zumin dest einseitig aus dem Saugrohr 3 herausragt und dort in nicht gezeichneter, da jedem Fachmann geläufiger Weise in Drehverbindung mit einem Schwenkantrieb steht.In this embodiment, the intake manifold 3 has a square cross-section, at least in the end region of interest here, so that the membrane carrier 6 also has a corresponding cross-section with the edge 9 running linearly perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1. This is provided with the pivot axis 10 , which at least protrudes at least on one side from the suction pipe 3 and there in a manner not shown, since every person skilled in the art is in rotary connection with a pivot drive.

Dieser Schwenkantrieb wird in Abhängigkeit von Drehzahlsignalen so angesteuert, daß er in niedrigen Drehzahlbereichen das Membranventil 4 in seiner Wirkstellung beläßt, in der es sich an dem durch die Stirnfläche 11 des Einlaßkanals 1 gebildeten Anschlag ab stützt. Bei hohen Drehzahlen dagegen wird das Membranventil in seine mit 4′ bezeichne te Ruhestellung verschwenkt, in der es vollständig von der in Forsetzung der Erweite rung 12 für die Schwenkachse 10 verlaufenden, der Form des Ventils 4 angepaßten Er weiterung 13 verläuft, also den Strömungsquerschnitt des Saugrohrs 3 nicht beeinträch tigt.This rotary actuator is controlled as a function of speed signals so that it leaves the diaphragm valve 4 in its active position in low speed ranges, in which it is supported on the stop formed by the end face 11 of the inlet channel 1 . At high speeds, on the other hand, the diaphragm valve is pivoted into its 4 ' designated rest position, in which it extends completely from the extension 12 for the pivot axis 10 , the shape of the valve 4, he extension 13 , i.e. the flow cross section of the extension Intake pipe 3 not impaired.

Wie ohne weiteres aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Montage des Membranventils 4 im Saugrohr 3 sehr einfach, da die Einbaustelle leicht von dem in der Figur rechten Ende des Saugrohrs her zugänglich ist.As is readily apparent from Fig. 1, the assembly of the diaphragm valve 4 in the intake manifold 3 is very simple, since the installation point is easily accessible from the right end of the intake manifold in the figure.

In dem in den Fig. 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel besitzt der Träger 20 des Membranventils 21 eine ebene Gestalt. Wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt, ist er mit zwei Durchtrittsöffnungen 22 für die Strömung versehen, denen zungenartige Membranen 23 zugeordnet sind. Auch in dieser Konstruktion schließt die in Fig. 3 rech te Oberfläche des Membranträgers 20 bündig mit dem Ende des Saugrohrs 24 ab, so daß die Stirnfläche 25 des Einlaßkanalflanschs 26 den Anschlag für den Membranträger 20 bildet, wenn sich das Membranventil 21 in seiner Wirkstellung befindet.In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the carrier 20 of the diaphragm valve 21 has a flat shape. As can be seen in particular in FIG. 4, it is provided with two through openings 22 for the flow, to which tongue-like membranes 23 are assigned. Also in this construction, the surface of the membrane carrier 20 in FIG. 3 is flush with the end of the suction pipe 24 , so that the end face 25 of the inlet channel flange 26 forms the stop for the membrane carrier 20 when the membrane valve 21 is in its operative position .

Wie schon bei der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Konstruktion ist der Mem branträger 20 im Bereich seines einen linear verlaufenden Randes 27 mit einer Schwenk achse 28 versehen, die in Verbindung mit einem Schwenkantrieb steht. Auch hier ist der Rand 27 in einer Erweiterung 29 des Saugrohrs 24 untergebracht, die sich in der etwa sägezahnförmigen Erweiterung 30 fortsetzt. Diese dient zur praktisch vollständigen Auf nahme des Membranventils in seiner bei 21′ gezeichneten Ruhestellung, die es bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine einnimmt. As already with the construction described with reference to FIGS . 1 and 2, the membrane carrier 20 is provided in the region of its one linear edge 27 with a pivot axis 28 which is connected to a pivot drive. Here, too, the edge 27 is accommodated in an extension 29 of the suction tube 24 , which continues in the approximately sawtooth-shaped extension 30 . This serves for practically complete acceptance of the diaphragm valve in its rest position drawn at 21 ' , which it occupies at high engine speeds.

Mit der Erfindung ist also eine Sauganordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruchs geschaffen, die unter Wahrung der Vorteile einer derartigen gattungsmäßigen Sauganordnung bei einfacher Konstruktion Leistungsminderungen der Maschine beim Betrieb mit hohen Drehzahlen vermeidet. Besonders hervorzuheben ist, daß die Lösung der eingangs definierten Aufgabe keine Beschränkungen hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung des Membranventils erfordert, wie durch die beiden beschriebenen Aus führungsbeispiele belegt wird.With the invention is a suction arrangement according to the preamble of the main saying created, while preserving the advantages of such a generic Suction arrangement with a simple construction Avoid operation at high speeds. Of particular note is that the solution the initially defined task no restrictions regarding the constructive Design of the diaphragm valve requires, as described by the two off examples of leadership is demonstrated.

Claims

1. Suction arrangement for an internal combustion engine with a diaphragm valve arranged as a check valve in the suction pipe, comprising a frame-like rigid diaphragm carrier and at least one diaphragm tongue attached to it on one side, characterized in that the diaphragm carrier ( 6 ) has at least one linear edge ( 9 ), which is provided with a swivel axis ( 10 ) passing through a suction pipe wall and is received by an extension ( 12 ) at the end of the suction pipe ( 3 ) adjoining an inlet channel ( 2 ) of the machine, the swivel axis ( 10 ) being connected to a swivel drive is the, at high speeds of the internal combustion engine, the membrane carrier ( 6 ) from a stop ( 11 ) at the inlet channel ( 2 ) defined active position in a rest position in which the diaphragm valve ( 4 ') from a one-sided extension ( 13th ) of the suction pipe ( 3 ) is added.

2. intake manifold arrangement according to claim 1, characterized in that the membrane carrier Ger ( 6 ) in its operative position is flush with the end face of the end of the intake manifold ( 3 ) and the stop is formed by the facing end face ( 11 ) of the inlet channel ( 2 ).