DE69006127T2 - Eine Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. - Google Patents

Eine Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

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DE69006127T2 DE90110458T DE69006127T DE69006127T2 DE 69006127 T2 DE69006127 T2 DE 69006127T2 DE 90110458 T DE90110458 T DE 90110458T DE 69006127 T DE69006127 T DE 69006127T DE 69006127 T2 DE69006127 T2 DE 69006127T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lufteinlaßvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
  • Bekannte Lufteinlaßvorrichtungen für Brennkraftmaschinen sind mit einem Ausgleichstank und Einlaßrohren versehen, die über dein Motor angeordnet sind. Die veröffentlichte japanische Gebrauchsmusteranmeldung 61-76119 erläutert einen Ausgieichstank mit Einlaßrohren, die den zentralen Ausgleichstank kreisförmig umgeben. Die Anordnung ist seitlich am Motor befestigt. EP-A-0 355 960 (Stand der Technik nach Art. 54 (3) EPC) erläutert einen zweigeteilten Behälter, bei dein die zweiten Rohrabschnitte den oberen Querschnittsbereich des Behälters durchsetzen, während die ersten U-förmigen Rohrabschnitte zusammen mit Ventilgliedern im unteren Abschnitt des Behälters integriert sind.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Lufteinlaßsystem zu schaffen, das kompakt aufgebaut ist, hohe Festigkeit besitzt und wenig Platz benötigt, um in den Motorraum moderner Fahrzeuge eingebaut zu werden. Es ist eine zusätzliche Aufgabe, ein Lufteinlaßsystem zu schaffen, mit dem die Länge der Einlaßrohre leicht geändert werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist mit einer Lufteinlaßvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.
  • Zusätzliche Merkmale sind mit den Unteransprüchen beansprucht.
  • Erfindungsgemäß resultiert die Anordnung des integrierten Rohrabschnittes zusammen mit dem Ausgleichstank und den U- förmigen Rohrabschnitten in einer kompakten Baugruppe, die seitlich neben den Motor paßt, wo wenig Raum verfügbar ist. Insbesondere liegt die Oberseite des Ausgleichstanks unterhalb der Oberseite des Zylinderkopfes. Da der Ausgleichstank oberhalb der Einlaßrohre liegt, wird die Wärmeabführung der Einlaßluft vergrößert und die Lufteinlaßtemperatur wird verringert, so daß der Leistungsgrad des Motors ansteigt. Der Ausgleichstank kann eine integrale Bauform bilden, bei der ein weiterer Rohrabschnitt den U-förmigen Rohrabschnitt mit den Einlaßkanälen des Zylinderkopfes verbindet. Jedoch muß der hier angesprochene zweite Rohrabschnitt nicht notwendigerweise mit dem Ausgleichstank integriert sein, der beispielsweise unter dem zweiten Rohrabschnitt gelegen ist. Die hängenden U-fbrmigen Abschnitt der Einlaßrohre können loßsbar mit dem Außgleichstank und dem zweiten Rohrabschnitt verbunden sein, so dar die Länge des Lufteinlaßkanals leicht geändert werden kann, wenn man mehrere U-förmige Abschnitte unterschiedtichen Längen verwendet.
  • Weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.
  • Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Motors mit einer erfindungsgemäßen Lufteinlaßvorrichtung;
  • Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt der Lufteinlaßvorrichtung nach Anspruch 1;
  • Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Baugruppe, teilweise geschnitten;
  • Fig. 4 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Lufteinlaßvorrichtung und
  • Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Motor und die Ausführungsform der Fig. 4;
  • Fig. 6 ist eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, teilweise im Schnitt;
  • Fig. 7 ist eine Seitenansicht der in Fig. 6 dargestellten Baugruppe;
  • Fig. 8 ist ein Schnitt von oben der Lufteinlaßvorrichtung längs der Linie 8-8 in Fig. 7;
  • Fig. 9 ist eine Ansicht längs der Linie 9-9 in Fig. 6;
  • Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8 und
  • Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 8.
  • Wie die Zeichnung im einzelnen zeigt, ist eine erste Ausführungsform der Erfindung in Fig. 1 dargestellt, die schematisch eine Fahrzeugkarosserie 1 zeigt, die sich in Pfeilrichtung Pr bewegt. Ein Motorraum 2 ist von einer Haube 3 abgedeckt, die sich allmählich zur Fahrzeugfront hin absenkt. Ein Motorraum 2 und ein Passagierraum 4 sind durch eine Spritzwand 5 unterteilt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Vorderrad. Der Motorraum 2 nimmt eine Brennkraftmaschine 8 auf, der quer eingebaut ist. Der Motor 8 ist eine Viertaktmaschine mit vier Zylindern in Reihe.
  • Der Motor 8 hat u.a. ein Kurbelwellengehäuse 9, eine Kurbelwelle 10, Zylinder 11, einen Zylinderkopf 12, einen Zylinderkopfdeckel 13, eine Ölwanne 14, Einlaßkanäle 15 (Fig. 2), eine Lufteinlaßvorrichtung 16, Auspuffrohre 17, eine Nockenwelle 19 für die nicht gezeigten Einlaßventile, eine Nockenwelle 20 für die nicht gezeigten Auslaßventile, einen Riementrieb 21 in einem Gehäuse 22 und Zündkerzen 23 für jeden Zylinder (Fig. 3).
  • Die Lufteinlaßvorrichtung 16 weist vier Rohre 26 auf, je ein Rohr für jeden Einlaßkanal 15, sowie einen Ausgleichstank 24, der für alle Rohre 26 gemeinsam ist. Jedes Rohr 26 besitzt einen ersten U-förmigen Rohrabschnitt 27 und 30 und einen zweiten Rohrabschnitt 29, der in dar erfindungsgemäßen Ausführungsform mit dem Ausgleichstank integriert ist.
  • Wie Fig. 2 im einzelnen zeigt, sind beide Rohrstücke 27 und 30 des U-förmigen Abschnitts mit Schreiben 32 und 35 an dem integrierten Abschnitt 29 befestigt. Wie ferner dargestellt, verläuft der integrierte Abschnitt 29 jedes Rohres 26 im wesentlichen horizontal und seitlich vom Zylinderkopf 12. Der integrierte Abschnitt 29 durchdringt den Ausgleichstank 34 und ist außerhalb des Ausgleichstanks 34 nach unten gekrümmt und mündet in das Rohrstück 30 des U- förmigen Abschnitts, dessen beide Rohrstücke 27 und 30 im wesentlichen vertikal und parallel zueinander liegen.
  • Der Ausgleichstank 34 mit den integrierten, also angeformten Rohrabschnitten 29 ist vorzugsweise ein einstückiges Aluminiumgußstück, an dem der U-förmige Abschnitt hängt. Wie Fig. 2 zeigt, hat der Ausgleichstank 34 einen etwa rechteckigen Querschnitt, dessen Unterteil die integrierten Abschnitte 29 aufnimmt, während der Oberteil über den Rohrabschnitt 29 verläuft, jedoch noch unter der Oberkante des Deckels 22 liegt, der der Oberseite des Motors 8 in Fig. 1 entspricht.
  • Wie die Draufsicht der Fig. 3 zeigt, laufen die integrierten Abschnitte 29 der Einlaßrohre quer zur Längsachse des Motors 8 und das innere Rohrstück 27 des U-förmigen Abschnitts mündet in den Ausgleichstank 34 zwischen den Rohrabschnitten 29, so dar sich eine gewinkelte Anordnung der U-förmigen Abschnitte 27 und 30 zur Achse des Rohrabschnitts 29 ergibt. Der Ausgleichstank 34 erhält Luft durch ein Ventil 39 mit einer Drossel 38. Aus dem Ausgleichstank 34 tritt die Luft in den U-förmigen Abschnitt 27 und 30 ein und dann in den Rohrabschnitt 29. Ein Brennstoffeinspritzventil 36 ist vor dem Einlaßkanal 15 an dem Rohrabschnitt 29 angebracht.
  • Der Fachmann erkennt aus Fig. 1, daß die kompakte Anordnung der Lufteinlaßvorrichtung 16 einen leichten Einbau der Baugruppe innerhalb des Raums erlaubt, der unterhalb der Haube 3 im Motorraum 2 vorgesehen ist. Da die horizontalen Rohre 29 und der Ausgleichstank 34 als einstückiger Körper ausgebildet sind, bei dem die horizontalen Rohrabschnitte 29 den unteren Querschnittsbereich des Ausgleichstanks 34 durchdringen, baut die Baugruppe kompakt, hat ferner eine hohe Festigkeit und Steifigkeit.
  • In einer abgeänderten Ausführungsform, die gestrichelt in Fig. 2 gezeigt ist, kann der Ausgleichstank 34 oberhalb der angeformten Rohrabschnitte 29 angeordnet werden, wenn dies raummäßig zulässig ist. Sogar bei Zweitaktmotoren, die keine Ventile haben, kann der Ausgleichstank 34 im Raum zwischen den integierten Rohrabschnitten 39 und der Oberseite des Zylinderkopfes eingepaßt werden.
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Da die Luftströmung durch die U-förmigen Formstücke 27, 30 umgekehrt ist, verläuft der integrierte Rohrabschnitt 29 zwischen dem Einlaßkanal 15 und dem Ausgleichstank 34, der seitlich der Rohrstücke 29 angeordnet ist. Die gesamte Struktur einschließlich der U-förmigen Abschnitte 27, 30, der Rohrabschnitte 29 und des Ausgleichstanks 34 sind vorzugsweise als ein Gußstück hergestellt, um die Steifigkeit und Festigkeit zu steigern. Die Kompaktheit der Baugruppe ist einzigartig.
  • Die U-förmigen Abschnitte 27, 30 können durch andere U- förmige Abschnitte unterschiedlicher Länge ersetzt werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, um urterschiedliche Anforderungen an das Lufteinlaßsystem zu erfüllen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 6 bis 11 dargestellt. Ein Viertaktmotor 100 mit vier Zylindern in Reihe ist im Motorraum eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) eingebaut. Der Pfeil Fr weist zur Vorderseite des Fahrzeugs. Der Motor 100 besitzt ein Kurbelwellengehäuse 102, vier Zylinder 104 mit Kolben 105, einen Zylinderkopf 106 mit einem Zy1inderkopfdeckel 107, eine Ölwanne 108, ferner Einlaßkanäle 109, die zur Vorderseite des Fahrzeugs hinweisen, Einlaßventile 110 und eine Lufteinlaßvorrichtung 111, die ebenfalls zur Vorderseite des Fahrzeugs hin gerichtet ist. Der Motor besitzt ferner Auslaßkanäle 112, Auslaßventile 113, ein Nockenwellengehäuse 115 mit Nockenwellen und Nocken 116 und 117, und einen Riementrieb 118 zum Antrieb der Nockenwelle, ein Zwischenrad 122 und eine Pumpe 120 zum Fördern von Kühlwasser durch das Kühlsystem 121 des Motors. Ein weiterer Riemen 126 treibt eine Ölpumpe 124 für eine Lenkhilfe und einen Verdichter 125 einer Klimaanlage. Ein Riemen 128 treibt einen Generator 127.
  • Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, bildet die Lufteinlaßvorrichtung 111 eine kompakte und steife Anordnung, die Platz läßt zum Anbringen von Zubehör, wie der Ölpumpe 134 und des Verdichters 125, die neben dem Lufteinlaßsystem angeordnet sind, das ferner im wesentlichen innerhalb der Silhouette liegt, die von der horizontalen und vertikalen Verlängerung der Pumpe und des Verdichters definiert ist.
  • Die Lufteinlaßvorrichtung 111 besitzt mehrere Einlaßrohre 130 mit kreisförmigem Querschnitt, wobei deren Zahl gleich der Zylinderzahl ist. Jedes Einlaßrohr 130 besitzt einen Rohrabschnitt 131, der am Zylinderkopf befestigt ist und mit einem Einlaßkanal 109 in Verbindung steht und einen ersten U-förmigen Abschnitt 135, der am Ausgleichstank 136 hängt und am zweiten Rohrabschnitt 131 und an einem Verbindungsrohrstück 136a befestigt ist, das vom Boden des Ausgleichstanks 136 ausgeht. Die Enden der Rohrabschnitte sind mit Flanschen 138 versehen, die mit Schrauben 139 miteinander verbunden sind. Ein gemeinsamer Flansch 132 umgibt die integrierten Abschnitte 131 und ist mit Schrauben 133 am Zylinderkopf 106 befestigt. Wie insbesondere Fig. 8 zeigt, verläuft jeder integrierte Abschnitt 131 im wesentlichen horizontal weg von den Einlaßkanälen 109, zuerst unter einem im wesentlichen rechten Winkel gegenüber der Längsachse des Zylinderkopfs 106, worauf er den unteren Teil des Ausgleichstanks 136 zwischen den Verbindungsrohren 136a am Ausgleichstankboden durchsetzt und dann noch innerhalb des Ausgleichstanks sich um das benachbarte Verbindungsrohr 136a krümmt, aus dem Ausgleichstank mit einem Winkel von etwa 45º austritt und sich nach unten zum zugehörigen Verbindungsrohr 136a wendet. Beim Austritt aus dem Ausgleichstank 136 krümmt sich der gebogene Rohrabschnitt 131 aus der horizontalen in eine vertikale Ebene, wobei der Flansch 138 mit dem U-förmigen Abschnitt verbunden ist, der im Winkel gegenüber der Längsachse des Motors verläuft. Wiederum sind die integrierten Rohrabschnitte 131 und der Ausgleichstank 136 zusammen mit den Verbindungsrohren 136a einstückig ausgebildet, vorzugsweise als Aluminiumgußstück. Der obere Abschnitt des Ausgleichstanks 136 verläuft über den integrierten Abschnitten 131, um die Kühlung zu erleichtern. Die U-förmigen Abschnitte 135 können aus Kunststoff gegossen werden, um Gewicht zu sparen. Die U-förmigen Abschnitte sind leicht austauschbar, um ihre Länge an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Die Einlaßluft, die am Drosselventil 137 vorbeiströmt, tritt in den Ausgleichstank 136 ein und strömt durch die Verbindungsrohre 136a durch die U-förmigen Rohrabschnitte 131 und von diesen über die integrierten Rohrabschnitte 131 in die Einlaßkanäle 109.

Claims (14)

1. Lufteinlaßvorrichtung (16, 111) für eine Brennkraftmaschine (8, 100) mit einem länglichen Ausgleichstank (34, 136), der sich längs der Einlaßseite des Motors erstreckt, ferner mit mehreren Einlaßrohren (26, 130), von denen jedes einen Einlaßkanal (15, 109) mit dem Ausgleichstank (34, 136) verbindet, um Luft aus dem Ausgangstank durch jedes der Einlaßrohre (26, 130) zu einem zugehörigen Einlaßkanal (15, 105) zu führen, wobei jeder Einlaßkanal (26, 130) einen ersten Rohrabschnitt (37, 30, 135) aufweist, der U-förmig unterhalb des Ausgleichstanks (34, 136) verläuft und eine Öffnung im Boden des Aussgleichstanks mit einem zweiten Rohrabschnitt (29, 131) verbindet, der in den Einlaßkanal des Motors mündet, wobei der zweite Rohrabschnitt (29,131) den Ausgleichstank (34,336) im unteren Querschnittsbereich des Ausgleichstanks durchsetzt.
2. Lufteinlaßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Rohrabschnitt (29,131) im wesentlichen horizontal verläuft.
3. Lufteinlaßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberseite des Ausgleichstanks (34,136) im wesentlichen unterhalb der Oberseite des Zylinderkopfes liegt.
4. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Rohrabschnitt (29,131) an dem Ausgleichstank (34,136) angeformt ist.
5. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Enden des zweiten Rohrabschnitts neben den Einlaßkanälen in einem gemeinsamen Flansch (132) endigen, der am Zylinderkopf (12,106) montiert wird.
6. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Brennstoffeinspritzventil (36) an den zweiten Rohrabschnitten neben dem Einlaßkanal (15,109) vorgesehen ist.
7. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungen im Boden des Ausgleichstanks zwischen den zweiten Rohrabschnitten (29,131) vorgesehen sind.
8. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Abschnitt (29,131) jenseits des Ausgleichstanks an den U-förmigen Abschnitt angeschlossen ist.
9. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Abschnitt (29) im wesentlichen rechtwinklig seitlich vom Zylinderkopf (12) verläuft (Fig. 3).
10. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Abschnitt (131) auf ein Vorderende des Zylinderkopfes (106) zu gekrümmt ist (Fig. 8).
11. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die U-förmigen Abschnitte (26,27,135) lösbar an den zweiten Abschnitten (29,131) und an Verbindungs rohrstücke (136a) des Ausgleichstanks (34,136) angeschlossen sind.
12. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Rohrstücke der U-förmigen Abschnitte (26,27,135) im wesentlichen parallel zueinander liegen und parallel zur Seitenwand des Zylinderkopfs (12,106).
13. Lufteinlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungen im Boden des Ausgleichstanks außerhalb der zweiten Rohrabschnitte (29) vorgesehen sind (Fig. 4).
14. Lufteinlaßvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Ausgleichstank (34), der U-förmige Abschnitt (26,27) und der zweite Abschnitt (29) einstückig aus Aluminium gegossen sind.
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