DE4408097A1

DE4408097A1 - Air intake system for IC engine

Info

Publication number: DE4408097A1
Application number: DE19944408097
Authority: DE
Inventors: Peter Winter; Christian Absmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-14

Abstract

The secondary air intake pipe (7) opens into the primary intake pipe (5) without change-over flap. The primary pipe is expanded diffusor-like towards the opening (8) of the secondary pipe. The flow pressure losses in the secondary pipe are larger than in the section (5') of the primary pipe upstream of the opening, when it is not blocked. The opening is located geodetically so far above the intake opening (6) of the primary pipe, that intake of water by the primary pipe is not possible. A part section of the primary pipe is syphon-shaped, and has a water outlet at the lowest point.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftansaugsystem für eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine mit einer Primäransaugleitung sowie mit einer bei verstopfter Primäransaugleitung wirksamen, im wesentlichen quer in dieser stromab des verstopften Strömungsquerschnittes mündenden Sekundäransaugleitung. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf das deutsche Gebrauchsmuster 87 15 030 verwiesen.The invention relates to an air intake system for a internal combustion engine installed in a motor vehicle a primary suction line and one with a clogged one Primary suction line effective, essentially across this downstream of the blocked flow cross-section secondary intake pipe. The state of the art is for example the German utility model 87 15 030.

Beim bekannten Stand der Technik ist stromauf eines An saugluftfilters, der gleichzeitig die Funktion eines An sauggeräuschdämpfers übernehmen kann, neben einer Pri märansaugleitung noch eine Sekundäransaugleitung vorgese hen, wobei die Ansaugöffnungen der beiden Ansaugleitungen an verschiedenen Stellen des Kraftfahrzeuges liegen. Wird nun beispielsweise durch Schnee oder Schmutz die Pri märansaugleitung zumindest teilweise verstopft, so wird durch eine druckbetätigte Klappe die zunächst gesperrte Sekundäransaugleitung freigegeben. Vorgesehen ist die bei freier Primäransaugleitung die Sekundäransaugleitung sperrende Klappe, um im Normalfall ein Ansaugen der Ver brennungsluft über die strömungsdynamisch optimierte Pri märansaugleitung zu gewährleisten.In the known prior art is upstream of an suction air filter, which also functions as an on suction silencer can take over next to a Pri märansaugleitung another secondary suction line hen, the suction openings of the two suction lines are at various points in the motor vehicle. Becomes now for example through snow or dirt the Pri märansaugleitung at least partially blocked, so by means of a pressure-operated flap the one that was initially locked Secondary suction line released. It is intended for free primary suction line the secondary suction line locking flap to normally suck the ver combustion air via the fluid dynamically optimized Pri to ensure märansaugleitung.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist die zweifelhafte Funktionssicherheit der Umschaltklappe zwi schen Sekundäransaugleitung und Primäransaugleitung, ins besondere nach längerer Laufzeit des Kraftfahrzeuges. Die Umschaltklappe sowie deren Betätigungsmechanismus kann im Laufe der Zeit verschmutzen und korrodieren. In einem möglichen Bedarfsfall kann dann die Klappe klemmen und ein Ansaugen von Verbrennungsluft über die Sekundäran saugleitung verhindern. Dies gilt sowohl für mechanisch als auch für elektromotorisch betätigte Umschaltklappen.The disadvantage of this known prior art is that dubious functional reliability of the switching flap between secondary suction line and primary suction line, ins especially after a longer term of the motor vehicle. The Switchover flap and its actuating mechanism can in Soiling and corroding over time. In one if necessary, the flap can then clamp and a suction of combustion air via the secondary prevent suction line. This applies to both mechanical as well as for electric motor-operated changeover flaps.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zuverlässigeres Luftansaugsystem mit einer Primäransaugleitung sowie mit einer bei verstopfter Primäransaugleitung wirksamen, in dieser stromab des verstopften Strömungsquerschnittes mündenden Sekundäransaugleitung aufzuzeigen.The object of the invention is therefore a more reliable Air intake system with a primary intake line and with an effective in case of clogged primary suction line, in this downstream of the blocked flow cross-section point secondary outlet pipe.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Sekun därleitung umschaltklappenlos in die Primäransaugleitung mündet, daß sich die Primäransaugleitung in Strömungs richtung betrachtet zur Mündungsstelle der Sekundäran saugleitung hin diffusorartig erweitert, und daß die Strömungsdruckverluste in der Sekundäransaugleitung größer sind als die in dem Abschnitt der nicht verstopf ten Primäransaugleitung stromauf der Mündungsstelle. In einer vorteilhaften Ausbildung liegt die Mündungsstelle geodätisch so weit oberhalb der Ansaugöffnung der Pri märansaugleitung, daß ein Ansaugen von Wasser über die Primäransaugleitung ausgeschlossen ist. In einer weiteren Ausbildung ist ein Teilstück der Primäransaugleitung si phonartig ausgebildet und an der tiefsten Stelle mit einem Wasserablauf versehen.To solve this problem it is provided that the Sekun Därleitung without switch flap in the primary intake line flows that the primary intake pipe in flow Direction viewed to the mouth of the secondary suction line extended like a diffuser, and that the Flow pressure losses in the secondary suction line are larger than those in the section of not clogged th primary suction line upstream of the outlet. In the mouth is an advantageous training geodetically so far above the suction opening of the Pri märansaugleitung that a suction of water over the Primary intake line is excluded. In another Training is part of the primary intake line si trained like a phone and at the lowest point with provide a water drain.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Prin zipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispieles (Fig. 1), von welchem Fig. 2 eine Weiterbildung zeigt.The invention is explained in more detail with reference to the principle sketch of a preferred exemplary embodiment ( FIG. 1), of which FIG. 2 shows a further development.

Mit der Bezugsziffer 1 ist das Gehäuse eines Ansaugge räuschdämpfers bezeichnet, der beispielsweise im Motor raum eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist, und in dem zu sätzlich ein Luftfilter 2 angeordnet ist. Reinluftseitig ist ein Austrittsstutzen 3 vorgesehen, der über eine nicht gezeigte Leitung mit der Sauganlage einer nicht ge zeigten Brennkraftmaschine verbunden ist, die ebenfalls in das Kraftfahrzeug eingebaut ist und zu dessen Antrieb dient. Rohluftseitig weist der Ansauggeräuschdämpfer 1 einen Eintrittsstutzen 4 auf, in dem eine Primäransaug leitung 5 mündet. Diese Primäransaugleitung 5 führt zu einer geeigneten Ansaugstelle, d. h. die Ansaugöffnung 6 der Primäransaugleitung 5 liegt in einem geeigneten Be reich der Außenhaut des nicht gezeigten Kraftfahrzeuges.With the reference numeral 1 , the housing of a Ansaugge muffler is referred to, which is installed for example in the engine compartment of a motor vehicle, and in which an air filter 2 is additionally arranged. On the clean air side, an outlet connection 3 is provided, which is connected via a line, not shown, to the suction system of an internal combustion engine, not shown, which is also installed in the motor vehicle and is used to drive it. On the raw air side, the intake silencer 1 has an inlet connection 4 , in which a primary intake line 5 opens. This primary suction line 5 leads to a suitable suction point, ie the suction opening 6 of the primary suction line 5 lies in a suitable loading area of the outer skin of the motor vehicle, not shown.

Neben der Primäransaugleitung 5 ist noch eine Sekundäran saugleitung 7 vorgesehen, die an einer Mündungsstelle 8 in der Primäransaugleitung 5 mündet. Somit kann auch über die Ansaugöffnung 9 der Sekundäransaugleitung 7 Verbren nungsluft für die Brennkraftmaschine in den Ansaugge räuschdämpfer 1 angesaugt werden.In addition to the primary suction line 5 , a secondary suction line 7 is also provided, which opens into an outlet 8 in the primary suction line 5 . Thus, combustion air for the internal combustion engine can also be sucked into the intake silencer 1 via the intake opening 9 of the secondary intake line 7 .

Weder in der Sekundärleitung 7 noch im Bereich der Mün dungsstelle 8 ist eine Umschaltklappe vorgesehen, die ein Ansaugen von Verbrennungsluft entweder nur über die Pri märansaugleitung 5 oder nur über die Sekundäransauglei tung 7 gestattet. Vielmehr mündet die Sekundäransauglei tung 7 im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung der Luft in der Primäransaugleitung 5 in diese. Ferner ist die Primäransaugleitung derart ausgebildet, daß sie sich in Strömungsrichtung betrachtet von der Ansaugöffnung 6 zur Mündungsstelle 8 hin diffusorartig erweitert. Weiter hin ist die Sekundäransaugleitung 7 derartig gestaltet und dimensioniert, daß die Strömungsdruckverluste in die ser Sekundäransaugleitung größer sind als diejenigen in dem Abschnitt 5′ der Primäransaugleitung 5 stromauf der Mündungsstelle 8, wenn die Primäransaugleitung 5 nicht verstopft ist.Neither in the secondary line 7 nor in the area of the Mün mungsstelle 8 a switching flap is provided, the suction of combustion air either only through the pri märansaugleitung 5 or only via the secondary suction device 7 allows. Rather, the secondary suction device 7 opens substantially transversely to the flow direction of the air in the primary suction pipe 5 in this. Furthermore, the primary suction line is designed in such a way that, viewed in the direction of flow, it widens in a diffuser-like manner from the suction opening 6 to the outlet point 8 . Further, the secondary intake line 7 is designed and dimensioned such that the flow pressure losses in the secondary intake line are greater than those in the section 5 'of the primary intake line 5 upstream of the mouth 8 when the primary intake line 5 is not blocked.

Mit diesen Maßnahmen ist sichergestellt, daß bei nicht verstopfter Primäransaugleitung 5 Verbrennungsluft ledig lich über die strömungsdynamisch optimal gestaltete Pri märansaugleitung angesaugt wird. Lediglich dann, wenn ein Strömungsquerschnitt, beispielsweise der Strömungsquer schnitt 10, der Primäransaugleitung 5 verstopft ist, wird selbsttätig Verbrennungsluft über die Sekundäransauglei tung 7 angesaugt.These measures ensure that when the primary intake line 5 is not clogged, combustion air is sucked in only via the fluid dynamically optimally designed primary intake line. Only when a flow cross-section, for example the flow cross-section 10 , of the primary suction line 5 is clogged, combustion air is automatically sucked in via the secondary suction line 7 .

Bevorzugt wird die Sekundäransaugleitung 7 ausgehend von der Mündungsstelle 8 an eine hochgelegene, geschützte Stelle im Motorraum des Kraftfahrzeuges gelegt. Die An saugöffnung 9 der Sekundäransaugleitung 7 wird dabei an einer Stelle im Karosseriebereich, z. B. an einen Karos seriehohlraum, angeordnet, zu dem Umgebungsluft hin ge langen kann. Da, wie bereits erwähnt, die Primäransaug leitung 5 zur Mündungsstelle 8 hin diffusorartig erwei tert ist, muß im übrigen der Strömungsdruckverlust in der Sekundäransaugleitung 7 nur geringfügig größer gewählt werden als derjenige, der in der Primäransaugleitung 5 auftritt, wenn diese nicht verstopft ist. Durch die dif fusorartige Erweiterung wird nämlich die Strömungsge schwindigkeit in der Primäransaugleitung 5 und damit auch ein möglicher Unterdruck gering gehalten.The secondary intake line 7 is preferably placed starting from the outlet point 8 at a high, protected point in the engine compartment of the motor vehicle. At the suction opening 9 of the secondary suction line 7 is at one point in the body area, for. B. on a check series cavity, arranged to the ambient air ge long. Since, as already mentioned, the primary intake line 5 is diffusor-like towards the outlet 8 , the flow pressure loss in the secondary intake line 7 must be selected only slightly larger than that which occurs in the primary intake line 5 if it is not clogged. Because of the dif fusor-like expansion, the speed of flow in the primary intake line 5 and thus also a possible negative pressure is kept low.

Wird hingegen die Ansaugöffnung 6 der Primäransaugleitung 5 oder auch deren Strömungsquerschnitt 10 durch Fremdkör per verstopft, so steigt der Druckverlust in der Pri märansaugleitung 5 und damit auch der Unterdruck inner halb der Primäransaugleitung 5 an. Sobald der Druckver lust in der Primäransaugleitung 5 größer ist als derje nige in der Sekundäransaugleitung 7, erfolgt das Ansaugen der Verbrennungsluft durch die Brennkraftmaschine über diese Sekundäransaugleitung 7.If, however, the suction port 6 of the primary intake 5 or their flow cross-section 10 clogged by foreign bodies by, the pressure loss increases in the Pri märansaugleitung 5 and thus also the negative pressure within the primary intake half 5 at. As soon as the pressure loss in the primary intake line 5 is greater than that in the secondary intake line 7 , the combustion air is drawn in by the internal combustion engine via this secondary intake line 7 .

Bevorzugt ist die Primäransaugleitung 5 derart gestaltet, daß die Mündungsstelle 8 geodätisch um eine derartige Strecke h oberhalb der Ansaugöffnung 6 liegt, daß auch flüssige Medien, insbesondere Wasser, aufgrund der dann zu überwindenden Fall- bzw. Steighöhe h nicht angesaugt werden können. Da nämlich diese Strecke h bzw. diese Fallhöhe h überwunden werden muß, wird anstelle von Was ser demgegenüber Luft über die Sekundäransaugleitung 7 angesaugt.The primary suction line 5 is preferably designed in such a way that the outlet point 8 is geodetically located such a distance h above the suction opening 6 that even liquid media, in particular water, cannot be sucked in due to the drop or rise h then to be overcome. Since this distance h or this head h must be overcome, instead of what water is sucked in contrast air through the secondary suction line 7 .

In diesem Sinne noch wirkungsvoller ist die Ausbildung nach Fig. 2. Hier ist ein Teilstück 5′′ der Primäransaug leitung 5 als Siphon ausgebildet, in dem Wasser, das über die Ansaugöffnung 6 angesaugt wird, abgeschieden wird. Aufgrund der vergrößerten geodätischen Höhe h kann die ses Wasser nicht in die Brennkraftmaschine gelangen. Ist der Siphon 5′′ mit Wasser gefüllt, so ist allein die Sekundäransaugleitung 7 wirksam. Ein in seinem Querschnitt geeignet abgestimmter Wasserablauf 11 ermöglicht das Ab laufen von eingedrungenem Wasser, so daß schließlich die Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine wieder über die Primäransaugleitung 5 angesaugt werden kann.In this sense, the design according to FIG. 2 is even more effective . Here, a section 5 '' of the primary suction line 5 is formed as a siphon in which water which is sucked in through the suction opening 6 is separated. Because of the increased geodetic height h, this water cannot get into the internal combustion engine. If the siphon 5 '' is filled with water, only the secondary suction line 7 is effective. A suitably cross-sectioned water outlet 11 enables the running of penetrated water, so that finally the combustion air of the internal combustion engine can be sucked in again via the primary intake line 5 .

Der im bekannten Stand der Technik mögliche Störfall, daß die Brennkraftmaschine durch Verstopfen der Primäransaug leitung 5 abstirbt oder Schaden nimmt, ist durch Vorsehen einer hochgelegenen Ansaugöffnung 9 der Sekundäransaug leitung 7 ausgeschlossen. Durch den Entfall einer Um schaltklappe oder von anderweitig gestalteten, mecha nisch, elektrisch oder durch Unterdruck betätigten, be weglichen Umschaltvorrichtungen ist die Funktionssicher heit dieses Luftansaugsystems mit einer Primäransauglei tung 5 sowie einer Sekundäransaugleitung 7 über die ge samte Fahrzeuglebensdauer sichergestellt. Dabei ist der Aufwand des erfindungsgemäßen Luftansaugsystems sowohl im Hinblick auf Kosten, aber auch auf Einbauraum und Gewicht deutlich geringer als bei den bekannten klappengesteuer ten Systemen.The possible malfunction in the known prior art that the internal combustion engine dies by clogging the primary intake line 5 or is damaged is prevented by providing a high-level intake opening 9 of the secondary intake line 7 . By eliminating a switching flap or otherwise designed, mechanically, electrically or by negative pressure, be movable switching devices, the functional safety of this air intake system with a primary intake device 5 and a secondary intake line 7 is ensured over the entire vehicle life. The effort of the air intake system according to the invention is significantly less than in the known flap-controlled systems both in terms of costs, but also in terms of installation space and weight.

Claims

1. Air intake system for an internal combustion engine installed in a motor vehicle with a primary suction line ( 5 ) and with a primal märansaugleitung ( 5 ) effective, essentially transversely in this downstream of the clogged flow cross section ( 10 ) opening secondary suction line ( 7 ), characterized that the Sekundäransauglei device (7) umschaltklappenlos tung in the Primäransauglei (5) opens, that the primary intake (5), considered in the flow direction of the secondary intake (7) position to the muzzle (8) towards DIFFU sorartig extended, and that the Strömungsdruckver losses in the secondary suction line ( 7 ) are larger than those in the section ( 5 ') of the non-clogged primary suction line ( 5 ) upstream of the mouth ( 8 ).

2. Air intake system according to claim 1, characterized in that the mouth ( 8 ) geodetically so far above the suction opening ( 6 ) of the primary suction line ( 5 ) that a suction of water through the primary suction line ( 5 ) is closed out.

3. Air intake system according to claim 1 or 2, characterized in that a portion ( 5 '') of the primary intake line ( 5 ') is formed like a siphon and is provided at the deepest point with a water drain ( 11 ).