DE69602271T3

DE69602271T3 - Ansaugkrümmer für brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69602271T3
Application number: DE69602271T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Debrut; Olivier Guibert; Marc Prin
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: EP0846223B1; WO1997008450A1; DE69602271D1; EP0846223A1; EP0846223B2; DE69602271T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung für einen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor zum Einsatz in Kraftfahrzeugen oder Straßenfahrzeugen und insbesondere einen Einlasssammler zur Aufnahme einer Vielzahl von Abzweigungen sowie eines Luftfilters.
Die Luftansaugvorrichtung für Verbrennungsmotoren weist üblicherweise einen Einlasssammler, auch Verteiler genannt, auf, der dazu dient, den Ausgang des Luftfilters mit dem Eingang der verschiedenen Einlassleitungen im Zylinderkopf zu verbinden.
Der Einlasssammler weist dabei üblicherweise ein Bauteil auf, welches am Zylinderkopf befestigt ist; dieses Bauteil weist eine großvolumige Verteilerkammer oder Sammelkammer auf sowie mehrere Leitungen, die von dieser Verteilerkammer abgehen, um jede Verbrennungskammer des Motors mit Verbrennungsluft zu versorgen.
Der Einlasssammler eines Verbrennungsmotors ist üblicherweise mit einer mehr oder minder großen Anzahl von Unterdruckmessstellen versehen, die zum Betrieb unterschiedlichster Bauteile erforderlich sind, wie z.B. das Bremssystem oder das Master-Vac, das EGR-Steuerventil, das Brennstoffrückschlagventil der Kraftstoffeinspritzung, die Zufuhranordnungen von nicht brennbaren oder brennbaren Sekundärstoffen wie z.B. Kurbelgehäusegase, der Kraftstoffdämpfe aus dem Tank oder auch rückgeführte Abgase sowie ein Druckfühler im Sammler.
Die Messung des im Einlasssammler herrschenden Drucks, der zur Steuerung der Einspritzdüsen erforderlich ist, erfolgt in herkömmlicher Weise mittels eines Füh lers für den Absolutdruck, der über eine elastische Leitung geeigneter Länge mit einer Abzweigung verbunden ist, welche in der Verteilerkammer mündet.
Diese für all die Verbindungen erforderlichen Abzweigungen sind gemäß dem Stand der Technik jedoch am Einlasssammler in etwas willkürlicher Weise angeordnet, wodurch die Herstellung des Sammlers und die Montageschritte für letzteren am Motor kompliziert ausfallen.
Außerdem ist der Druckfühler für den Unterdruck im Sammler üblicherweise im Motorraum außerhalb des Motors angeordnet; eine derartige Anordnung benötigt eine entsprechende Befestigungsanordnung, wodurch weitere Schwierigkeiten bei der Montage des Motors auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine passende Ansaugvorrichtung vorzuschlagen, welche einen Einlasssammler aufweist, die in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Quasi-Gesamtheit der für den Betrieb des Motors erforderlichen Abzweigungen zusammenfasst, mit Hilfe eines Luftfilters, der als Träger für den Druckfühler dient.
Die Luftansaugvorrichtung gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Gemäß einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Einlasssammlers sind die Abzweigungen einstückig mit dem sie tragenden Teil ausgebildet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Luftfilter dadurch gekennzeichnet, dass es eine Halterung aufweist zur Aufnahme des Druckfühlers.
Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Luftfilters enthält die Halterung eine Klemmanordnung zum leichteren Einbau und Abbau des Druckfühlers.
Die Ziele, Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beigefügten nicht beschränkenden Zeichnung hervor; es zeigen
1 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor,
2 eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Einlasssammlers für einen Verbrennungsmotor,
3 eine Detailansicht der in 2 dargestellten Trägerplatte,
4 einen teilweisen Querschnitt durch den Einlasssammler gegenüber einer der Abzweigungen,
5 eine ähnliche Ansicht wie diejenige in 4 mit genauerer Darstellung einer Variante einer Abzweigung.
Zum leichteren Verständnis der Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Außerdem sind nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt.
Wie 1 zeigt, dient die dargestellte Luftansaugvorrichtung zum Einbau in einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor mit gesteuerter Zündung, der vier Zylinder in Reihe aufweist, z.B. für ein Kraftfahrzeug. Die Luftansaugvorrichtung weist ein Luftfilter 1 auf, welches in der Nähe eines mit 2 bezeichneten Einlasssammlers angeordnet ist. Dieses Luftfilter 1 und der Sammler 2 sind insbesondere nebeneinander am Zylinderkopfdeckel des Motors angeordnet und sind miteinander über ein nicht dargestelltes Drosselklappengehäuse sowie Verbindungsleitungen verbunden.
Das Luftfilter 1 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse auf aus Kunststoff, das aus zwei getrennten Teilen 10 und 11 besteht, die durch ein Gussverfahren hergestellt werden. Ein erstes Halbteil 10 umschließt eine Resonanzkammer zur Dämpfung des Einlassgeräusches, während das zweite Halbteil 11 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Filterkartusche dient und mit einer Einlassöffnung 13 und einer Auslassöffnung 12 für frische Verbrennungsluft versehen ist.
Die beiden Halbteile 10 und 11 sind in Axialrichtung durch eine sogenannte Vierteldrehung-Verbindungsanordnung verbunden; das zweite Halbteil 11 ist fest mit dem Zylinderkopfdeckel des Motors über eine mit elastischen Riemen und Haken versehene Anordnung verbunden, während das erste Halbteil 10 leicht abnehmbar ist und damit einen freien Zugang zur Aufnahmeöffnung für die Filterkartusche ermöglicht.
Um Schwingungen des Filters 1 zu verringern, sind die verschiedenen Abstützflächen des zweiten Halbteils 11 am Zylinderkopfdeckel mit nicht dargestellten Dämpfungsstücken versehen, die eine Schwingungsentkopplung ermöglichen.
Das Halbteil 11 weist eine mitgegossene Halterung 6 auf, die über den oberen Abschnitt des Halbteils 11 hervorspringt zur Aufnahme eines Druckfühlers 3. Der Druckfühler 3 dient dazu, den in der Verteilerkammer des Einlasssammlers 2 herrschenden Absolutdruck zu messen; der Druckwert im Sammler wird der nicht dargestellten Steueranordnung für den Motor zugeführt, um dessen Betrieb zu steuern. Die Halterung 6 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie den Druckfühler 3 im Klemmsitz aufnimmt.
Die Halterung 6, die an den im Allgemeinen rechtwinklig ausgebildeten Fühler 3 angepasst ist, weist im Wesentlichen einen Boden 18 auf, auf dem sich der Fühler 3 abstützt, sowie Seitenwände 15, welche teilweise den Boden 18 derart umgeben, dass eine oben offene Aufnahmeöffnung gebildet wird, in welche der Fühler 3 eingesetzt wird. Der Boden 18 springt in Richtung des Einlasssammlers 2 hervor und wird an drei Seiten von Rippen 16 getragen; er weist eine große Öffnung 19 auf, die am freien Rand gegenüber dem Einlasssammler 2 mündet zum Durchlass des Druckanschlusses 4, welcher den Druckfühler 3 mit dem Einlasssammler 2 verbindet, sowie zum Einbau des Fühlers 3, der bereits mit der Leitung 4 verbunden ist innerhalb der durch die Halterung 6 gebildeten Aufnahme.
Die den beiden seitlichen Endabschnitten des Fühlers 3 gegenüberliegenden Seitenwände sind mit Vorsprüngen 17 versehen, die sich auf der oberen Seite des Fühlers 3 abstützen und diesen damit in der Halterung 6 festhalten. Der Einbau und der Ausbau des Fühlers 3 ist leicht möglich aufgrund der Elastizität der Seitenwände der Halterung 6 und des verwendeten Kunststoffes zur Herstellung der beiden Halbteile 10 und 11 des Gehäuses für das Luftfilter.
Die thermoverformbare elastische Leitung 6, die als Druckanschluss dient, erstreckt sich in üblicher Weise zwischen dem Fühler 4 und einer entsprechenden Abzweigung 5, die am Einlasssammler 2 angeordnet ist und gegenüber der Verteilerkammer des letzteren mündet.
Die Leitung 4 entsprechender Form und Länge dient dazu, die in der Verteilerkammer des Sammlers herrschenden Druckwellen soweit wie möglich zu dämpfen. Das Vorsehen einer großen Anzahl von Biegungen 14, z.B. fünf Biegungen im dargestellten Ausführungsbeispiel, führt zum gewünschten Resultat für eine gegenüber dem Stand der Technik verringerte Länge.
Die vorliegende Erfindung eignet sich auch für einen als Selbstzünder ausgebildeten Verbrennungsmotor, insbesondere in dem Fall, in dem die Luftansaugvorrichtung einen Kompressor oder eine EGR-Klappe aufweist und bei dem die Druckmessung im Einlasssammler für den Betrieb des Motors nützlich ist.
In 2 ist der mit 2 bezeichnete Einlasssammler im Einzelnen dargestellt.
Der aus gegossenem Kunststoff hergestellte Sammler 2 weist in üblicher Weise ein Bauteil mit einer Verteilerkammer oder Sammelraum 22 auf, die im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet ist und sich parallel zum nicht dargestellten Zylin derkopf des Motors erstreckt, sowie vier Rohrleitungen 23, die im Wesentlichen senkrecht zur Verteilerkammer 22 ausgerichtet sind und die letztere mit den Einlassleitungen im Zylinderkopf verbinden, um Verbrennungsluft oder ein Luft-Kraftstoffgemisch den einzelnen Verbrennungskammern des Motors zuzuführen.
Abzweigungen 5, 8, 7 dienen der Messung des Drucks bzw. der Verbindung mit Rückführleitungen von Gasen des Kurbelgehäuses sowie Kraftstoffdämpfen aus dem Tank in die Verbrennungsluft sowie verschiedenen Unterdruckanschlüssen und sind erfindungsgemäß auf einer einzigen angebauten Platte 24 zusammengefasst, wobei sie sich parallel zur Längsachse der Verteilerkammer 22 erstrecken.
Die Platte 24 ist im Allgemeinen rechtwinklig und besteht aus gegossenem Kunststoff, wobei sie in dichter Weise mit dem Bauteil 20 des Einlasssammlers 2 gegenüber zweier zugehöriger Öffnungen 26, 27 z.B. mittels Verklebung oder auch mittels Ultraschallverschweißung befestigt ist, wobei die Öffnungen 26, 27 in der Verteilerkammer 22 im Wesentlichen in Strömungsrichtung der Luft in den Rohrleitungen 23 gesehen oberhalb münden; dies gilt insbesondere für die Öffnung 26 für die Abzweigungen 8 für die Zufuhr von Stoffen zur Verbrennungsluft (nicht brennbare Substanzen im Falle von Kurbelgehäusegasen oder brennbaren Substanzen im Falle von aus dem Kraftstofftank oder dem Reservetank austretenden Kraftstoffdämpfen), sodass eine homogene Verteilung in den verschiedenen Verbrennungskammern des Motors erhalten wird.
Wie die 2 und 3 zeigen, sind die auf der Platte 24 angeordneten Abzweigungen gemäß der in der Mitte verlaufenden Längsachse der Platte angeordnet und in zwei getrennten Gruppen zusammengefasst, die an den beiden axialen Enden der Platte angeordnet sind. Im Endabschnitt 46 der Platte 4 sind die Abzweigungen 8 für die Zufuhr von nicht brennbaren Substanzen oder sekundärer brennbarer Substanzen angeordnet, während am anderen Endabschnitt 47, der vom Abschnitt 46 über ein Zwischenteil 45 vorgegebener Länge getrennt ist, Abzweigungen 7 ange ordnet sind entsprechend den verschiedenen Unterdruckanschlüssen für den Motor sowie die Abzweigungen 5 für die Unterdruckmessung.
Diese Anordnung der Abzweigungen oder Anschlüsse in Form von zwei getrennten Gruppen dient dazu, die Abzweigungen 8 zur Zufuhr von Substanzen in die Verbrennungsluft von den Abzweigungen 7 und 5 ausreichend zu entfernen, die der Unterdruckmessung dienen, sodass ein Überströmen dieser Substanzen zu den Unterdruckanschlüssen vermieden wird.
Jeder Gruppe von Abzweigungen ist eine einzige Öffnung 26 bzw. 27 zugeordnet, die in der Verteilerkammer 22 mündet. Wie 4 zeigt, ist die Öffnung 26 den Abzweigungen 8 zugeordnet (wobei die den Abzweigungen 7 und 5 zugeordnete Öffnung 27, die in Verlängerung der Öffnung 26 vorgesehen ist, bis auf ihre axialen Abmessungen mit letzterer gleichartig ist). Diese Öffnung 26 weist die Gestalt einer langgestreckten Öffnung 123 auf, die die Wand des Bauteils des Einlasssammlers durchsetzt, die die Verteilerkammer 22 definiert.
Die langgestreckte Öffnung 123 wird von einer Wand 116 umgeben, die zusammen mit dem Sammler gegossen wird und sich oben über ihn hinaus erstreckt. Der obere Rand der Wand 116 dient als Verbindungsfläche und weist eine Umfangsnut 29 auf zur Aufnahme eines schulterförmigen angepassten Vorsprungs 64, der sich unterhalb des Abschnitts 46 der Platte um die verschiedenen Abzweigungen 8 herum erstreckt. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht zum einen eine einfache Positionierung dieser beiden Teile zueinander und zum anderen eine dichte Befestigung der beiden Teile z.B. mittels Ultraschallverschweißung ohne störende Gussnaht.
Gemäß 4 ist in die Abzweigung 8 eine zugehörige Kammer 61 von im Wesentlichen zylindrischer Form integriert, die eine aufgeweitete Eingangsöffnung aufweist, die sich in Verlängerung der Öffnung 123 erstreckt, wobei die Kammer 61 in einem Verbindungsstutzen 60 mündet, der olivenförmig (oder auch tannen zapfenförmig) ausgestaltet sein kann und der sich senkrecht zur Achse der Kammer 61 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsstutzen 61, an den die nicht dargestellte entsprechende Verbindungsleitung angeschlossen wird, einstückig mit der Abzweigung 8 ausgebildet.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsstutzen 9 nicht in die entsprechende Abzweigung 406 integriert, sondern auf diese aufgesteckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Verbindungsstutzen 9 ein mit einer Haube 94 einstückig ausgebildetes Stutzenteil 80 im eigentlichen Sinne auf, welches in abnehmbarer Weise mit der Abzweigung 406 verbunden wird, die aus einem Rohr 406 besteht, das zusammen mit der Platte gegossen wird.
Die Erfindung ist nicht auf eine als Träger für die Abzweigungen dienende Platte 24 mit rechtwinkliger Form und zum Anbau an die Verteilerkammer 22 beschränkt, wie es in den Figuren dargestellt ist, und auch nicht auf Einlasssammler aus Kunststoff, sondern eignet sich auch für aus gegossenem Metall hergestellte Sammler.
Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, das zur beispielhaften Erläuterung der Erfindung gegeben wurde.

Claims

Luftansaugvorrichtung für einen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor, mit einem Luftfilter (1), der ein Gehäuse (10, 11) aufweist zur Aufnahme einer Filterkartusche und mit einem Einlasssammler (2), der ein Bauteil (20) aufweist, das eine Verteilerkammer (22) enthält, die mit einer Vielzahl von Abzweigungen (5, 7; 8, 9) versehen ist, wovon eine (5) mit einem Druckfühler (3) zusammenwirkt, der den Druckluftwert feststellt im Sammler (2) und in Leitungen (23), die die Verteilerkammer (22) mit den zugehörigen Einlasskanälen im Zylinderkopf des Motors verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen auf einem einzigen angebauten Teil (24) angeordnet sind, das am Bauteil (20) befestigt ist oberhalb wenigstens einer zugehörigen Öffnung (26, 27), die in der Verteilerkammer (22) mündet, dass die Abzweigungen (5, 7; 8, 9) auf dem Teil (24) entsprechend ihrer Funktion gruppiert sind und dass jeder Gruppe von Abzweigungen eine angepasste Öffnung (26, 27) entspricht, die das Bauteil (20) durchsetzt, um in der Verteilerkammer (22) zu münden.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (5, 7; 8, 9) jeweils der Druckmessung, der Verbindung von Rohrleitungen, die zur Zufuhr von brennbaren oder nicht brennbaren Substanzen wie z.B. Kraftstoffdämpfe oder Kurbelgehäusegase zur Verbrennungsluft dienen, und/oder zur Verbindung mit Unterdruckanschlüssen dienen.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (5, 7; 8, 9) einstückig mit dem Teil (24) ausgebildet sind.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einer Platte (24) von im Allgemeinen rechtwinkliger Gestalt besteht und dass die Abzweigungen (5, 7; 8, 9) entlang der mittleren Längsachse der Platte (24) angeordnet sind.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Öffnungen (26, 27) eine langgestreckte Öffnung (123) umfasst, die von einer aus dem Teil (20) hervorspringenden Wand (116) umgeben ist und dass der freie Rand, der die Verbindungsebene der Wand (116) darstellt, eine Nut (29) aufweist zur Aufnahme eines angepassten am Teil (24) vorgesehenen Vorsprungs (64).
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (5, 7, 8) mit angepassten integrierten Verbindungsstutzen (60) versehen sind.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder ein Teil der Abzweigungen (406) angepasste Verbindungsstutzen (9) tragen, wobei die Stutzen (9) im Klemmsitz an den Abzweigungen (406) befestigt sind.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (20) und das Teil (24) aus gegossenem Kunststoff bestehen.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (24) am Bauteil (20) mittels Ultraschallschweißung befestigt ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 11) des Luftfilters eine Halterung (6) aufweist, die zur Aufnahme des Druckfühlers (3) angepasst ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) eine integrierte Klemmanordnung (17) aufweist zur leichten Montage und leichten Demontage des Druckfühlers (3).
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) einstückig mit dem Gehäuse (10, 11) des Luftfilters (1) ausgebildet ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 11) des Luftfilters (1) sich am Motor über eine elastische Dämpfungsanordnung abstützt.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Luftfilters (1) aus zwei zylindrischen Halbteilen (10, 11) besteht, die in Axialrichtung über eine geeignete Schließanordnung miteinander verbunden sind, wobei das erste Halbteil (10) einen Resonanzraum bildet und das zweite Halbteil (11) die Aufnahme für die Filterkartusche bildet, wobei in ihm die Einlassöffnung (13) und die Auslassöffnung (12) für die Luft integriert sind und wobei das zweite Halbteil (11), das am Motor befestigt wird, die Halterung (6) zur Aufnahme des Druckfühlers (3) aufweist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) eine Bodenwand (18) aufweist sowie Seitenwände (15), die derart ausgestaltet sind, dass eine oben offene Aufnahme für den Fühler (3) gebildet wird, wobei die Bodenwand (18) in Richtung des Einlasssammlers (2) hervorspringt und dabei von angepassten Rippen (16) getragen wird, sowie eine große Öffnung (19) aufweist, die am freien Rand gegenüber dem Einlasssammler (2) mündet zum Durchlass des Druckanschlusses (4), der den Druckfühler (3) mit dem Einlasssammler (2) verbindet.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die den beiden seitlichen Enden des Fühlers (3) als gegenüberliegend vorgesehenen Seitenwände (15) mit Vorsprüngen (17) versehen sind, die dazu geeignet sind, sich auf der oberen Fläche des Fühlers (3) abzustützen und somit diesen in der Halterung festzustellen.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zwischen dem Fühler (3) und der entsprechenden vom Einlasssammler (2) getragenen Abzweigung (5) erstreckende Druckanschluss aus einer weichen thermoverformbaren Leitung (4) besteht, die Biegungen (14) aufweist, deren Anzahl wenigstens gleich vier ist.