DE4307313A1 - Gehäuse für die Ansaugluftführung bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Gehäuse für die Ansaugluftführung bei Brennkraftmaschinen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für die Ansaug­ luftführung bei einer Brennkraftmaschine mit V-förmiger Zy­ linderanordnung, bestehend aus einer Verteilerkammer mit Ansaugstutzen und je einem Ansaugrohr pro Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Ansaugrohre von einem ersten, zur Verteilerkammer offenen Eintrittsquerschnitt bis zu ei­ nem Austrittsquerschnitt einen Strömungsweg bestimmter Länge bilden und wobei an jedem Ansaugrohr ein zweiter, ver­ schließbarer Eintrittsquerschnitt zur Änderung der Länge des Strömungsweges vorgesehen ist.
Derartige Gehäuse werden insbesondere bei V-Motoren mit zu­ nehmender Tendenz vorgesehen, um die Ansaugrohrlänge ver­ ändern und eine optimale Drehmoment- und Leistungsausbeute über den gesamten Drehzahlbereich erreichen zu können. Hohe Drehmomentwerte erreicht man bei niedrigen Drehzahlen mit langen Ansaugrohren, bei hohen Drehzahlen jedoch mit kurzen Ansaugrohren. Da eine kontinuierliche Veränderung der An­ saugrohrlänge konstruktiv kaum realisierbar, jedenfalls aber zu aufwendig ist, hat man sich mit Ansaugrohren be­ gnügt, bei denen zwei diskrete Ansauglängen schaltbar sind.
Die zugehörigen Gehäuse weisen eine verhältnismäßig kompli­ zierte Form auf, für deren gießtechnische Realisierung man von zwei unterschiedlichen Konzepten ausgehen kann.
Beim ersten Konzept (Prospekt der Firma Pierburg, Audi-V8-Motor) ist das Gehäuse zweiteilig aus Alumi­ nium-Sandguß hergestellt. Unter- und Oberteil bilden je eine Teillänge der Ansaugrohre und weisen eine horizontale Teilungsebene auf. Nach dem Zusammensetzen bilden beide Teile gemeinsam auch die Vorkammer. Dieses bekannte Gehäuse ist einerseits relativ preiswert herzustellen, andererseits aber verhältnismäßig schwer.
Beim zweiten Konzept (MTZ Motortechnische Zeitschrift 53 (1992/5) Seite 192-211, insbesondere 207, V8-Motor von BMW) ist für ein Gehäuse mit unveränder­ lichen Ansaugrohrlängen vorgesehen, daß es nach dem Kernausschmelzverfahren einteilig aus wiederverwendbarem Kunststoff hergestellt werden soll. Dieses Verfahren führt zwar zu sehr leichten Gehäusen, ist aber auch sehr aufwen­ dig (verlorener Kern).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art anzugeben, das einerseits deutlich leichter ist als ein Gehäuse nach dem ersten Konzept, das andererseits aber wesentlich preisgünstiger herstellbar ist als ein Gehäuse nach dem zweiten Konzept.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Ge­ häuse aus einer äußeren Oberschale und einer äußeren Unter­ schale sowie einem linken und einem rechten Innenteil zu­ sammengesetzt ist und daß Oberschale und Unterschale aus zwei Druckgußteilen mit horizontaler Teilungsebene und beide Innenteile aus zwei Druckgußteilen mit vertikaler Teilungsebene bestehen.
Die konstruktive Gestaltung des Gehäuses ermöglicht die An­ wendung des Druckgußverfahrens, bei dem gegenüber dem Sand­ guß-Verfahren dünnere Wandstärken und damit Gewichtser­ sparnisse bis zu 40% möglich sind. Außerdem erlaubt dieses Gießverfahren die Einhaltung sehr enger Toleranzen, so daß weitere Einsparungen beim Nacharbeiten und Anpassen der Teile erzielbar sind.
Gegenüber dem Kernausschmelzverfahren ist das Druckgießen wesentlich schneller und preiswerter.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 beschrieben.
Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Oberschale im Schnitt.
Fig. 2 zeigt linkes und rechtes Innenteil im Schnitt.
Fig. 3 zeigt eine Unterschale im Schnitt.
Fig. 4 zeigt das zusammengesetzte Gehäuse.
Das erfindungsgemäß aus vier Druckgußteilen (6 bis 9) be­ stehende Gehäuse für die Ansaugluftführung bildet in zusam­ mengesetztem Zustand (Fig. 4) spiralförmig von innen nach außen verlaufende Ansaugrohre 2, die eine Verteilerkammer 1 umschließen. Dabei wechseln - in Längsachse des Motors gesehen - linksdrehende und rechtsdrehende Strömungswege sowie alternierend nach links und rechts versetzte Austrittsquerschnitte 4 miteinander ab, die in einem Mon­ tageflansch 13 mit Bohrungen 14 zur Befestigung am Zylin­ derkopf des Motors vorgesehen sind. Jedes Ansaugrohr 2 be­ ginnt bei einem Eintrittsquerschnitt 3, der zur Verteiler­ kammer 1 hin permanent geöffnet ist. Außerdem besitzt jedes Ansaugrohr 2 etwa auf halbem Weg zwischen Eintrittsquer­ schnitt 3 und Austrittsquerschnitt 4 einen zweiten Ein­ trittsquerschnitt 5, der mittels einer nicht dargestellten, drehbaren Klappe verschließbar ist. Bei geschlossener Klappe erfolgt die Luftführung vom Eintrittsquerschnitt 3 zum Austrittsquerschnitt 4, bei geöffneter Klappe erstreckt sich die Ansaugrohrlänge nur vom zweiten Eintrittsquer­ schnitt 5 bis zum Auslaßquerschnitt 4. Die um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene drehbaren Klappen werden dreh­ zahl- und leistungsabhängig gesteuert und ermöglichen die Realisierung von zwei unterschiedlichen Ansaugrohrlängen zur Optimierung des Betriebs der Brennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt die Oberschale 6 des Ausführungsbeispiels als getrenntes, im Druckgußverfahren herstellbares Bauteil. Sie besteht im wesentlichen aus den äußeren Teilen der Ansaug­ rohre 2, die längs einer senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Mittelebene geteilt sind, so daß die Oberschale 6 von aneinander gereihten, alternierend nach links und rechts versetzten Halbschalen der Ansaugrohre 2 sowie end­ seitigen Abschlußwänden gebildet wird.
In der Darstellung ist eine nach links versetzte Halbschale im Schnitt und die dahinter liegende Halbschale in der An­ sicht gezeigt. Soweit die Halbschalen nicht wie im Bereich der Mittelachse der Oberschale 6 direkt nebeneinanderlie­ gend, sondern wie im Bereich der Teilungsebene 10 alternie­ rend nach links und rechts versetzt angeordnet sind, sind Zwischenwandteile vorgesehen, die die Oberschale 6 zu einem geschlossenen Bauteil ergänzen.
Fig. 2 zeigt die beiden Innenteile 8 und 9 des Ausfüh­ rungsbeispiels, die die inneren Halbschalen der Ansaugrohre 2 bilden. Ihre Form ergibt sich, wenn die Ansaugrohre 2 längs einer auf der Zeichenebene senkrecht stehenden der Rohrachse folgenden Mittelebene geteilt werden. Außerdem ist eine vertikale Teilungsebene 11 vorgesehen. Die beiden Innenteile 8 und 9 sind - was ihre äußere Kontur betrifft - zur Teilungsebene 11 symmetrisch, entsprechen im übrigen aber den alternierend für links- und rechtsdrehende Luft­ führung geformten Ansaugrohren 2 bzw. den nach links und rechts versetzten Auslaßquerschnitten 4 der Ansaugrohre 2. Bei einem Schnitt durch das nächste Ansaugrohr 2 müßten die Innenteile 8 und 9 spiegelbildlich zu Fig. 2 dargestellt werden.
Für die Unterschale 7 gemäß Fig. 3 gilt im wesentlichen das zur Oberschale 6 Ausgeführte. Abgesehen von dem angeformten Montageflansch 13 unterscheidet sich die Unterschale 7 nur durch eine etwas größere Bogenlänge von der Oberschale 6 gemäß Fig. 1. Sie wird wieder aus in Längsrichtung des Mo­ tors aufeinanderfolgenden Halbschalen der Ansaugrohre 2 ge­ bildet, die zusammen mit den endseitigen Abschlußwänden und Zwischenwandteilen ein geschlossenes Bauteil ergeben.
Alle in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Bauteile 6 bis 9 sind dank der Anordnung der vertikalen und horizontalen Teilungsebene 10, 11 sowie der längs einer Mittelebene zur Rohrachse verlaufenden Teilungsfugen 12 problemlos und wirtschaftlich im Druckgußverfahren herstellbar. Sie bedür­ fen an den inneren Teilungsfugen, an denen die Halbschalen aufeinandertreffen, keiner mechanischen Bearbeitung. Soweit an diesen Stellen absolute Dichtigkeit verlangt wird, kön­ nen Dichtungs- oder Klebemittel eingebracht werden.

Claims (12)

1. Gehäuse für die Ansaugluftführung bei einer Brennkraft­ maschine mit V-förmiger Zylinderanordnung, bestehend aus einer Verteilerkammer (1) mit Ansaugstutzen und je einem Ansaugrohr (2) pro Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Ansaugrohre (2) von einem ersten, zur Verteilerkammer (1) offenen Eintrittsquerschnitt (3) bis zu einem Aus­ trittsquerschnitt (4) einen Strömungsweg bestimmter Länge bilden und wobei an jedem Ansaugrohr (2) ein zweiter, ver­ schließbarer Eintrittsquerschnitt (5) zur Änderung der Länge des Strömungsweges vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse aus einer äußeren Oberschale (6) und einer äußeren Unterschale (7) sowie einem linken und einem rechten Innenteil (8, 9) zusammengesetzt ist und daß Oberschale (6) und Unterschale (7) aus zwei Druckgußteilen mit horizontaler Teilungsebene (10) und beide Innenteile (8, 9) aus zwei Druckgußteilen mit vertikaler Teilungsebene (11) bestehen.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Oberschale (6) , Unterschale (7) und Innenteilen (8, 9) Halbschalen ausgebildet sind, die in zusammengesetztem Zu­ stand die Ansaugrohre (2) bilden, wobei deren Teilungsfugen (12) im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung verlau­ fen.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (8, 9) zwischen Unter- und Oberschale (6, 7) eingeklemmt sind.
4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Un­ ter- und Oberschale (6, 7) mittels Spannschrauben miteinan­ der verbunden sind.
5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilungsfugen (12) ein Dichtungsmittel angeordnet ist.
6. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (8, 9) miteinander verklebt sind.
7. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (8, 9) miteinander und mit Unter- und Oberschale (6, 7) verklebt sind.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Unterschale (7) Schraubösen (13) zur Verbindung des Gehäuses mit dem Gehäuse der Brennkraft­ maschine vorgesehen sind.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Oberschale (6) ein Ansaugstutzen für die Aufnahme der Drosselklappe einstückig angeformt ist.
10. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es aus einer zum Druckgießen geeigneten Aluminiumlegierung besteht.
11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es aus einer zum Druckgießen geeigneten Magnesiumlegierung besteht.
12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es aus einem zum Druckgießen geeigneten, bis 140 Grad C wärmebeständigen Kunststoff besteht.
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