DE4311744C2 - Ansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Ansaugrohr einer VerbrennungskraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine, um
fassend einen formstabilen Saugrohrkörper mit zumindest einer ersten Durch
trittsöffnung, wobei in der ersten Durchtrittsöffnung zur Veränderung des
Durchflußquerschnitts zumindest ein erstes Stellelement angeordnet ist, das aus
einer drehbar im Saugrohrkörper gelagerten und mit der Begrenzungswandung
der ersten Durchtrittsöffnung dichtend in Eingriff bringbaren Drosselklappe
besteht, wobei der Saugrohrkörper im Bereich der Drosselklappe zumindest eine
zweite Durchtrittsöffnung aufweist, die der ersten Durchtrittsöffnung als Bypass
benachbart zugeordnet ist, wobei die zweite Durchtrittsöffnung durch zumindest
ein zweites Stellelement verschließbar ist, das durch zumindest ein nur in Rich
tung der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine in Offenstellung bringba
res Einwegventil gebildet ist und wobei das Einwegventil durch ein differenz
druckbetätigbares Flatterventil, das einen zungenförmig gestalteten Dichtkörper
aufweist, gebildet ist.
Ein solches Ansaugrohr ist aus der EP 0 514 854 A2 bekannt. Die Flatterventile
sind als Reedventile ausgebildet, wobei eine elektronische Steuerung vorgese
hen ist, die die Gemischbildung in Abhängigkeit von der Last und/oder der Dreh
zahl der Verbrennungskraftmaschine beeinflußt. Hinweise auf den Werkstoff der
Dichtkörper der Reedventile, auf deren jeweilige Ausgestaltung und auf deren
Funktion in Verbindung mit den entsprechenden Ventilsitzen, können der vor
bekannten Druckschrift nicht entnommen werden. Die Reedventile verhindern,
ein Rückströmen des Luft-Kraftstoffgemischs aus dem Brennraum in das An
saugrohr. Ein derartiges Rückströmen ins Ansaugrohr tritt aufgrund der Kolben
bewegung und der Ventilüberschneidung verstärkt im unteren Drehzahlbereich
auf, wenn die Kraft der Gasströmung relativ gering ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugrohr einer Verbrennungs
kraftmaschine der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die Eigen
frequenzen der Dichtkörper in Offenstellung voneinander abweichen und daß die
betriebsbedingten Geräuschemissionen des Ventils verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 ge
löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Dichtkörper
aus einem polymeren Werkstoff bestehen und daß die einander in Umfangsrich
tung benachbarten Dichtkörper voneinander abweichende Federsteifigkeiten
aufweisen. Dadurch, daß die Dichtkörper aus einem polymeren Werkstoff be
stehen, sind sekundäre Dichtelemente, die den Dichtkörper und den Dichtsitz in
Geschlossenstellung des Flatterventils gegeneinander abdichten, entbehrlich.
Der teilearme Aufbau des Flatterventils ist in wirtschaftlicher und fertigungs
technischer Hinsicht von hervorzuhebender Bedeutung.
Dadurch, daß die einander in Umfangsrichtung benachbarten Dichtkörper eine
voneinander abweichende Federsteifigkeit aufweisen, weichen die Eigenfrequen
zen der Dichtkörper voneinander ab und durch die unterschiedlichen Anregungs
frequenzen werden die betriebsbedingten Geräuschemissionen des Ventils ver
ringert. Dazu können die Dichtkörper aus gleichem Werkstoff bestehen und un
terschiedliche Wandstärken aufweisen oder bei gleicher Wandstärke aus unter
schiedlichem Werkstoff bestehen.
Die drosselnde Wirkung des Einwegventils innerhalb der zweiten Durchtrittsöff
nung wird bei hohen Motordrehzahlen, wenn eine möglichst gute Füllung der
Brennräume der Verbrennungskraftmaschine mit Luft-Kraftstoffgemisch gefor
dert ist, vollständig umgangen, in dem die Drosselklappe voll geöffnet ist, so
daß das Einwegventil infolge des vergleichsweise größeren Strömungswider
stands nicht durchströmt wird. Bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit des
Gases durch das Ansaugrohr wird ein Rückströmen des Luft-Kraftstoffgemischs
aus den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine dadurch verhindert, daß
die Drosselklappe die erste Durchtrittsöffnung verschließt und das unverbrannte
Gas den Brennräumen durch das das Einwegventil und die zweite Durchtritts
öffnung zugeführt wird.
Durch Differenzdruck betätigbare Flatterventile, die als Rückschlagventile aus
gebildet sind, weisen einen einfachen sowie teilearmen Aufbau auf und gewähr
leisten unter Vermeidung von Wartungsaufwand gleichbleibend gute Ge
brauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer.
Die zweite Durchtrittsöffnung kann die erste Durchtrittsöffnung außenseitig
umschließen, wobei das Flatterventil einen ringförmigen Käfig aus formstabilem
Werkstoff umfaßt, der relativ unbeweglich im Saugrohrkörper festgelegt ist und
die zweite Durchtrittsöffnung bildet, wobei die Innenumfangsfläche des Käfigs
mit der Drosselklappe dichtend in Eingriff bringbar ist und das Flatterventil eine
der Zahl der Durchbrechungen im Käfig entsprechende Zahl von Dichtkörpern
aufweist und wobei die Durchbrechungen jeweils als Ventilsitz ausgebildet und
mit den zungenförmig gestalteten Dichtkörpern dichtend in Eingriff bringbar
sind. Derartige Flatterventile haben einen im Vergleich zu ihrer Baugröße großen
Durchtrittsquerschnitt, wobei die kreisförmig um die Drosselklappe angeordne
ten Dichtkörper Turbulenzen im anschließenden Saugrohrkörper weitgehend
ausschließen. Um den Verlust von Luft-Kraftstoffgemisch aus den Brennräumen
der Verbrennungskraftmaschine möglichst gering zu halten, ist es sinnvoll, das
Flatterventil so nah wie möglich am Einlaßventil der Verbrennungskraftmaschine,
das heißt möglichst nahe am oder im Zylinderkopf anzuordnen.
Um den Strömungswiderstand durch das Einwegventil auch bei niedrigen Dreh
zahlen der Verbrennungskraftmaschine, bis zum Öffnen der Drosselklappe, mög
lichst gering zu halten, so daß auch in diesem Betriebszustand der Verbren
nungskraftmaschine möglichst große Volumenströme von Luft-Kraftstoffgemisch
der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden können, hat es sich als vor
teilhaft bewährt, daß mehrere, bevorzugt drei bis acht, gleichmäßig in Umfangs
richtung verteilte Dichtkörper vorgesehen sind.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der als
Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ansaugrohrs in längsgeschnit
tener Darstellung gezeigt.
In Fig. 2 ist das Ansaugrohr aus Fig. 1 in einer Ansicht - von der Verbrennungs
kraftmaschine aus betrachtet - dargestellt.
In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei das An
saugrohr mehrteilig ausgebildet ist.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Ansaugrohr für eine Verbrennungskraftmaschine
dargestellt, wobei der Saugrohrkörper 1 aus polymerem Werkstoff besteht und
eine erste und zweite Druchtrittsöffnung 2, 6 aufweist, die jeweils zur Verände
rung des Durchflußquerschnitts mit Stellelementen 3, 7 versehen sind. Das erste
Stellelement 3 ist durch eine Drosselklappe 5 gebildet, die auf einer Drosselklap
penwelle befestigt und durch diese im Ansaugrohr gelagert ist. Die zweite
Durchtrittsöffnung 6 wird durch einen Käfig 9 eines Einwegventils 8 gebildet,
das als Rückschlagventil nur in Richtung der Verbrennungskraftmaschine
durchströmbar ist. Die zweiten Durchtrittsöffnungen 6 werden durch die
Durchbrechungen 10 des Käfigs 9 gebildet, wobei die Durchbrechungen 10 als
Ventilsitz 12 ausgebildet und Dichtkörpern 11 aus elastomerem Werkstoff in
Eingriff bringbar sind.
Das Ansaugrohr ist in Fig. 1 direkt am Zylinderkopf in unmittelbarer Nähe des
Einlaßventils der Verbrennungskraftmaschine angeflanscht. Das Einwegventil 8
ist an der der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Stirnseite des Saugrohr
körpers 1 befestigt, wobei der Käfig 9 mit seinem Innenumfang die Begren
zungswandung 4 der ersten Durchtrittsöffnung 2 bildet. Die Drosselklappe ist
drehbar innerhalb des Saugrohrkörpers 1 gelagert. Die Dichtkörper 11 des Ein
wegventils 8, die in diesem Ausführungsbeispiel aus elastomerem Werkstoff
bestehen, sind jeweils durch ein Befestigungselement gasdicht am Käfig 9 be
festigt.
In Fig. 2 ist das zweite Stellelement 7 aus Fig. 1 in einer Ansicht dargestellt. In
diesem Ausführungsbeispiel sind sechs gleichmäßig in Umfangsrichtung ver
teilte, zweite Durchtrittsöffnungen 6 vorgesehen.
Die hier nicht dargestellte Verbrennungskraftmaschine wird in diesem Ausfüh
rungsbeispiel im unteren Drehzahlbereich betrieben, so daß die Luft oder das
Luft-Kraftstoffgemisch nur die zweiten Stellelemente 7 durchströmt und den
Brennräumen zugeführt wird. Um ein Rückströmen des Gemisch, bedingt durch
die oszillierende Bewegung des Kolbens und die Ventilüberschneidung der Ver
brennungskraftmaschine zu verhindern, sind die Dichtkörper 11 derart ausge
bildet, daß sie bei relativem Überdruck auf der der Verbrennungskraftmaschine
zugewandten Seite selbsttätig in Geschlossenstellung bringbar sind.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, das ein ähnliches An
saugrohr zeigt, wie das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1. Abweichend von dem
Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ist das Ansaugrohr aus Fig. 3 mehrteilig ausge
bildet, wobei das zweite Stellelement 7 zwischen zwei in axialer Richtung be
nachbarten Teile 1.1, 1.2 des Saugrohrkörpers 1 angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die nicht dargestellte Verbrennungskraftma
schine mit hohen Drehzahlen im Vollastzustand betrieben. Um die Strömungs
verluste in diesem Betriebszustand gering zu halten, ist die Drosselklappe 5 und
der ersten Durchtrittsöffnung 2 voll geöffnet. Die zweite Durchtrittsöffnung 6 ist
durch die Dichtkörper 11, die mit den Ventilsitzen 12 in Eingriff sind, ver
schlossen.
Um eine exakte Positionierung des zweiten Stellelements 7, bezogen auf die
Drosselklappe 5, die innerhalb des Saugrohrkörpers 1 angeordnet ist, zu ge
währleisten, ist dieser mit einem Zentrierbund 13 versehen, in dem der Käfig 9
aufgenommen ist. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß der Käfig 9 und der Saug
rohrkörper 1 eine vormontierbare Einheit bilden, was in montagetechnischer
Hinsicht und im Hinblick auf die Minimierung von Montagefehlern von hervor
zuhebender Bedeutung ist.
Claims (3)
1. Ansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend
einen formstabilen Saugrohrkörper mit zumindest einer ersten Durchtritts
öffnung, wobei in der ersten Durchtrittsöffnung zur Veränderung des
Durchflußquerschnitts zumindest ein erstes Stellelement angeordnet ist,
das aus einer drehbar im Saugrohrkörper gelagerten und mit der Begren
zungswandung der ersten Durchtrittsöffnung dichtend in Eingriff bringbaren
Drosselklappe besteht, wobei der Saugrohrkörper im Bereich der Drossel
klappe zumindest eine zweite Durchtrittsöffnung aufweist, die der ersten
Durchtrittsöffnung als Bypaß benachbart zugeordnet ist, wobei die zweite
Durchtrittsöffnung durch zumindest ein zweites Stellelement verschließbar
ist, das durch zumindest ein nur in Richtung der angeschlossenen Verbren
nungskraftmaschine in Offenstellung bringbares Einwegventil gebildet ist
und wobei das Einwegventil durch ein differenzdruckbetätigbares Flatter
ventil, das einen zungenförmig gestalteten Dichtkörper aufweist, gebildet
ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtkörper (11) aus einem polymerem Werkstoff bestehen und
daß die einander in Umfangsrichtung benachbarten Dichtkörper (11) von einander abweichende Federsteifigkeiten aufweisen.
daß die Dichtkörper (11) aus einem polymerem Werkstoff bestehen und
daß die einander in Umfangsrichtung benachbarten Dichtkörper (11) von einander abweichende Federsteifigkeiten aufweisen.
2. Ansaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Durchtrittsöffnung (6) die erste Durchtrittsöffnung (2) außenseitig um
schließt, daß das Flatterventil einen ringförmigen Käfig (9) aus formstabi
lem Werkstoff umfaßt, der relativ unbeweglich im Saugrohrkörper (1) fest
gelegt ist und die zweite Durchtrittsöffnung (6) bildet, daß die Innenum
fangsfläche des Käfigs (9) mit der Drosselklappe (5) dichtend in Eingriff
bringbar ist, daß das Flatterventil eine der Zahl der Durchbrechungen (10)
im Käfig (9) entsprechende Zahl von Dichtkörpern (11) aufweist und daß
die Durchbrechungen (10) jeweils als Ventilsitz (12) ausgebildet und mit
den zungenförmig gestalteten Dichtkörpern (11) dichtend in Eingriff bring
bar sind.
3. Ansaugrohr nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis
acht gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Dichtkörper (11) vorgesehen
sind.
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