EP0764240A1 - Brennkraftmaschine mit einer ansauganlage - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einer ansauganlage

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EP0764240A1
EP0764240A1 EP92917598A EP92917598A EP0764240A1 EP 0764240 A1 EP0764240 A1 EP 0764240A1 EP 92917598 A EP92917598 A EP 92917598A EP 92917598 A EP92917598 A EP 92917598A EP 0764240 A1 EP0764240 A1 EP 0764240A1
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Franz Eberle
Norbert Kleinehakenkamp
Dietmar KRÜGER
Michail Iljtch ul. Jubilejnaja 27/222 FESINA
Rudolf Natanovitch Starobinskij
Jurij Petrovitch Lasarev
Evgenij Vasiljevitch Lysenko
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Dr Ing HCF Porsche AG
Avto Waz Volga Automovile Associated Works
AVTO-WAZ VOLGA AUTOMOBILE ASSOCIATED WORKS
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Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with an intake system according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide an internal combustion engine which comprises an intake system in which a reduction in air switching noise is brought about.
  • an air guide tube is provided in the container of the intake system, which is fastened on the inlet side of the intake port of the container and projects freely into the container.
  • This container ensures distributed charging of the cylinders due to the substantial separation of the connections by the volume of the container.
  • the mutual independence of the wave effect in the individual intake pipes of the cylinders leads to a sharper development of the gas resonance vibrations in each individual intake pipe.
  • the resonance vibrations (at their resonance frequency) that arise in one of the cylinders are not damped by the vibrations that arise in the container through the individual suction pipes and even when the initial impulses are compensated by the cylinders; because they run in opposite phase.
  • the second unfavorable phenomenon is associated with the excitation of the first asymmetrical form of the gas vibrations in the container. Their frequency is regularly close to a natural frequency of the gas vibration in the individual intake manifold, which leads to an intensive sound radiation from the system, especially at the frequencies that correspond to the odd harmonics of the main frequency of the intake process.
  • an air guide tube is inserted into the container, which is arranged coaxially to a central axis with the central axis of the container space and is fastened on the inlet side in the intake port of the container. This connects the container to the air supply and air purification system.
  • the mouth opening of the air guide tube provided in the container is located in a plane which is arranged perpendicular to the side wall of the container and which is at approximately the same distance from the center axes of the individual intake pipes of the second and third cylinders.
  • the free end of the air duct can be partially perforated or have radial flow openings.
  • the mouth opening of the air guide tube is in the vicinity of a node (zero crossing) of a first natural gas vibration of the container of the intake system. In this way, even with resonance excitation, transmission of the acoustic is prevented Energy takes place through the air duct in the direction of the inlet mouth and thereby to the environment.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a container
  • FIG. 3 is a diagram showing a first natural gas vibration with nodes (zero crossing)
  • Fig. 4 is a sectional view of the container of the intake system with individual intake pipes, air duct and air duct and air cleaning system, and
  • Fig. 5 is seen a view of the container of the intake system in the direction of arrow X.
  • the internal combustion engine comprises an intake system with a container 1, the interior A of which is connected to a cylinder head Z via individual intake pipes 2, 3, 4 and 5.
  • An intake pipe 6 of the container 1 connects an air pipe 7 projecting into the container, which is connected to an air supply system 8 (throttle valve) or an air cleaning system 9 (filter).
  • the air guide tube 7 is firmly connected on the inlet side to the intake port 6 of the container 1, the throttle valve 8 being arranged between the free end of the port 6 and the subsequent pipeline 10.
  • a filter 9 is provided downstream of the pipeline 10.
  • the tube 7 is arranged coaxially to the container 1, ie the center axis 11 of the container 1 corresponds to the center axis of the air guide tube 7.
  • the mouth opening 12 of the tube 7 extends approximately in a plane XX which runs perpendicular to a side wall 13 of the container 1 .
  • This plane XX is arranged between the middle individual intake pipes 3 and 4 and the orifice 12 is provided at an equal distance a from the central axes 14, 15 of the individual intake pipes 3 and 4 for the second and third cylinders.
  • the mouth opening 12 of the air guide tube 7 is preferably arranged in the region of a node 16 (zero crossing) of a first natural gas vibration in the container 1, which can be seen in more detail in FIG. 3 in connection with FIG. 2.
  • the plane X-X in turn runs through this node 16.
  • the free end of the air guide tube 7 can be perforated and, in addition to the mouth opening 14, can have radial throughflow openings 26 in various configurations. These openings 26 can be distributed over the circumference of the tube or can also be arranged to extend only over certain circumferential regions.

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine mit einer Ansauganlage umfasst einen Behälter (1) mit einem Ansaugstutzen (6) und Einzelsaugrohren (2-5), die mit einem Zylinderkopf (Z) verbunden sind und die in die einzelnen Zylinder unter Zwischenschaltung von Ventilen einmünden. Mit dem Ansaugstutzen ist ein Luftzuführungs- und Luftreinigungssystem (9) verbunden. Mit dem Ansaugstutzen des Behälters ist ein Luftführungsrohr (7) verbunden, das freistehend in den Behälter hineinragt und koaxial zu diesem angeordnet ist. Die Mündungsöffnung des Luftführungsrohres (7) verläuft in einer Ebene rechtwinklig zur Seitenwand des Behälters und weist einen gleichen Abstand zu den Mittenachsen der Einzelsaugrohre eines zweiten und dritten Zylinders der Brennkraftmaschine auf.

Description

Brennkraftaaschine Bit einer Ansauganlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Ansauganlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine entstehen aufgrund eines variablen Luftdurchsatzes zu den einzelnen Zylindern im Zylinderkopf Luftschallgeräusche, die über den Behälter der Anlage und sonstige Bauteile nach außen weitergeleitet werden und eine akustische Komfortverschiechterung darstel1en.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Ansauganlage umfasst, in der eine Reduzierung von LuftschalIgeräuschen bewirkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Zur Reduzierung von Luftschallgeräuschen ist im Behälter der Ansauganlage ein Luftführungsrohr vorgesehen, das eingangsseitig am Ansaugstutzen des Behälters befestigt ist und freiliegend in den Behälter hineinragt. Dieser Behälter gewährleistet eine verteilte Aufladung der Zylinder infolge der wesentlichen Trennung der Verbindungen durch das Volumen des Behälters. Andererseits führt die gegenseitige Unabhängigkeit des Welleneffekts in den Einzelsaugrohren der Zylinder zu einer schärferen Entwicklung der Gas-Resonanz-Schwingungen in jedem einzelnen Saugrohr.
Infolge der Asymmetrie der akustischen, vom Behälter erzeugten Belastungen, sind die Belastungen auf die Einzelsaugrohre der einzelnen Zylinder verschieden und es führt zu einer kleineren Nichtübereinstimmung der Resonanzfrequenz in den einzelnen Einzelsaugrohren. Deshalb werden die Resonanzschwingungen (auf ihrer Resonanzfrequenz), die in einem der Zylinder entstehen, nicht durch die Schwingungen gedämpft, die im Behälter durch die Einzelsaugrohre entstehen und sogar wenn die Anfangsimpulse von den Zylindern kompensiert sind; denn sie laufen in Gegenphase. Die zweite ungünstige Erscheinung ist mit der Erregung der ersten asymmetrischen Form der Gasschwingungen im Behälter verbunden. Regelmäßig liegt ihre Frequenz nahe zu einer Eigenfrequenz der Gasschwingung im Einzelsaugrohr, was zu einer intensiven Schallausstrahlung aus dem System führt, besonders auf den Frequenzen, die mit den ungeraden harmonischen der Hauptfrequenz des Ansaugprozesses übereinstimmen.
Zur Beseitigung dieser nachteiligen Erscheinung wird in den Behälter ein Luftführungsrohr eingesetzt, das koaxial zu einer Mittenachse mit der Mittenachse des Behälterraumes angeordnet und eingangsseitig im Ansaugstutzen des Behälters befestigt wird. Dieser verbindet den Behälter mit dem Luftzuführungs- und Luftreinigungssystem.
Die im Behälter vorgesehene Mündungsöffnung des Luftführungsrohres befindet sich in einer Ebene, die senkrecht zur Seitenwand des Behälters angeordnet ist und die einen etwa gleichen Abstand von den Mittenachsen der Einzelsaugrohre des zweiten und dritten Zylinders haben.
Das freie Ende des Luftführungsrohres kann teilweise perforiert sein bzw. radiale Durchströmöffnungen aufweisen.
Dieses Vorhandensein eines auf eine bestimmte Weise angeordneten Luftführungsrohres bewirkt, daß die akustische Belastung auf die Zylinder, die in einer Gegenphase arbeiten, symmetrisch ist und beseitigt die asymmetrische Erregung in den niedrigsten Frequenzen.
Außerdem befindet sich die Mündungsöffnung des Luftführungsrohres in der Nähe eines Knotens (Nulldurchgang) einer ersten Gaseigenschwingung des Behälters der Ansauganlage. Hierdurch wird auch bei einer Resonanzerregung verhindert, daß eine Übertragung der akustischen Energie durch das Luftführungsrohr in Richtung Einlaßmündung und dadurch an die Umgebung erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Behälters einer
Ansauganlage mit abgehenden Einzelsaugrohren und eingesetztem Luftführungsrohr,
Fig. 2 eine Ausführung des Luftführungsrohres mit radialen Durchströmöffnungen,
Fig. 3 ein Diagramm mit Darstellung einer ersten Gaseigenschwingung mit Knoten (Nulldurchgang),
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Behälters der Ansauganlage mit Einzelsaugrohren, Luftführungsrohr und Luftführungs- und Luftreinigungssystem, und
Fig. 5 eine Ansicht auf den Behälter der Ansauganlage in Pfeilrichtung X gesehen.
Die Brennkraftmaschine umfasst eine Ansauganlage mit einem Behälter 1, dessen Innenraum A über Einzelsaugrohre 2, 3, 4 und 5 an einen Zylinderkopf Z angeschlossen ist. Mit einem Ansaugstutzen 6 des Behälters 1 ist ein freiliegend in den Behälter hineinragendes Luftführungsrohr 7 verbunden, welches an eine Luftzuführanlage 8 (Drosselklappe) oder eine Luftreinigungsanlage 9 (Filter) angeschlossen ist.
Das Luftführungsrohr 7 ist eingangsseitig mit dem Ansaugstutzen 6 des Behälters 1 fest verbunden, wobei zwischen dem freien Ende des Stutzens 6 und der anschließenden Rohrleitung 10 die Drosselklappe 8 angeordnet ist. Stromab der Rohrleitung 10 ist ein Filter 9 vorgesehen. Das Rohr 7 ist koaxial zum Behälter 1 angeordnet, d.h., die Mittenachse 11 des Behälters 1 entspricht der Mittenachse des Luftführungsrohres 7. Insbesondere erstreckt sich die Mündungsöffnung 12 des Rohres 7 etwa in einer Ebene X-X, welche senkrecht zu einer Seitenwand 13 des Behälters 1 verläuft. Diese Ebene X-X ist zwischen den mittleren Einzelsaugrohren 3 und 4 angeordnet und die Mündungsöffnung 12 ist in einem gleichen Abstand a zu den Mittenachsen 14, 15 der Einzelsaugrohre 3 und 4 für den zweiten und dritten Zylinder vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Mündungsöffnung 12 des Luftführungsrohres 7 im Bereich eines Knotens 16 (Nulldurchgang) einer ersten Gaseigenschwingung im Behälter 1 angeordnet, was in Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 2 näher zu erkennen ist. Durch diesen Knoten 16 verläuft wiederum die Ebene X-X.
Das freie Ende des Luftführungsrohres 7 kann, wie in Fig. 2 näher dargestellt ist, perforiert sein und zusätzlich zur Mündungsöffnung 14 radiale Durchströmöffnungen 26 in verschiedener Konfigurationen aufweisen. Diese Öffnungen 26 können über den Rohrumfang verteilt bzw. auch nur über bestimmte Umfangsbereiche sich erstreckend angeordnet sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Brennkraftmaschine mit einer Ansauganlage, bestehend aus einem Behälter mit einem Ansaugstutzen und Einzelsaugrohren, die mit einem Zylinderkopf verbunden sind und welche in die einzelnen Zylinder unter Zwischenschaltung von Ventilen einmünden, wobei mit dem Ansaugstutzen ein Luftzuführungs- und Luftreinigungssystem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ansaugstutzen (6) des Behälters (1) ein Luftführungsrohr (7) verbunden ist, das freistehend in den Behälter (1) hineinragt und koaxial zu diesem angeordnet ist, wobei die Mündungsöffnung (12) des Luftführungsrohres (7) in einer Ebene (X-X) rechtwinklig zur Seitenwand (13) des Behälters (1) verläuft und einen gleichen Abstand (a) zu den Mittenachsen (14, 15) der Einzelsaugrohre (3, 4) eines zweiten und dritten Zylinders der Brennkraftmaschine aufweist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (25) des Luftführungsrohres (7) mit wenigstens einer radialen Durchströmöffnung (26) versehen ist.
3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnung (14) des Luftführungsrohres (7) im Bereich eines Knotens (16) (Nulldurchgang) einer ersten Gaseigenschwingung in dem Behälter (1) angeordnet ist, wobei dieser Knoten (16) in der Ebene (X-X) liegt, welche zwischen den beiden Einzelsaugrohren (3 und 4) verläuft.
EP92917598A 1992-08-22 1992-08-22 Brennkraftmaschine mit einer ansauganlage Expired - Lifetime EP0764240B1 (de)

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EP0764240A1 true EP0764240A1 (de) 1997-03-26
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