EP1043494A2 - Sauganlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP1043494A2
EP1043494A2 EP00102912A EP00102912A EP1043494A2 EP 1043494 A2 EP1043494 A2 EP 1043494A2 EP 00102912 A EP00102912 A EP 00102912A EP 00102912 A EP00102912 A EP 00102912A EP 1043494 A2 EP1043494 A2 EP 1043494A2
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EP
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suction system
container
wall
inserts
walls
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Jürgen Kodweiss
Jürgen Schorn
Siegfried Mayer
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/116—Intake manifolds for engines with cylinders in V-arrangement or arranged oppositely relative to the main shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02M35/10052—Plenum chambers special shapes or arrangements of plenum chambers; Constructional details
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    • F02M35/1272—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using absorbing, damping, insulating or reflecting materials, e.g. porous foams, fibres, rubbers, fabrics, coatings or membranes

Definitions

  • the invention relates to a suction system for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the main advantages achieved with the invention are the fact that with the Furnishing in the various forms of resonance peaks deliberately detuned or be disturbed, which leads to the reduction of the surface radiation and thus the Noise emission leads.
  • the walls with yes Through openings, intermediate parts with openings and inserts Absorbent material can include a significant reduction in noise or Operational quality improvement of the internal combustion engine achieved.
  • the Walls, intermediate parts and inserts easily realized and with little Space requirements can be integrated into the suction system.
  • a suction system 1 is arranged on an internal combustion engine 2, of which only Inlet ports 3, 4, 5 of a cylinder head 6 are indicated.
  • the internal combustion engine 2 has two opposing rows of cylinders, only the left of one Central row plane A-A extending cylinder bank 7 is shown; this applies analogously also for the suction system 1, which has a container 8 for the respective cylinder row 7 having.
  • Both containers are connected to one another via connecting lines 9 and 10 connected, the connecting line 9 being a distributor pipe and connecting line 10 is a resonance tube.
  • the container 8 is with individual tubular supply lines 11, 12, 13 to the Intake ports 3, 4, 5 of the cylinder head 6 connected.
  • In the cylinder head 6 are pro Cylinder more than two valves, preferably two intake valves and two exhaust valves housed for gas exchange control.
  • the container 8 has - seen from above - a rectangular basic shape that through shorter container walls 14, 15 and longer container walls 16, 17 are determined is. Together with lid-like container walls 18, 19, they form the container 8 and surround a container interior 20. Suitable as a material for the container Metal, plastic or the like
  • a device 21 for reducing the surface radiation occurring during operation of the internal combustion engine 2 is provided in the container interior 20. 1 and 2, the device 21 is formed by an inner wall 22 which is provided with a plurality or a plurality of through openings 23.
  • the through openings 23 can be designed in the manner of a perforation 24 and have different diameters - DI> DII and - vice versa .
  • the latter can be defined arithmetically and / or iteratively.
  • the inner wall 22 extends between the opposite longer container walls 16, 17; it is also conceivable that it connects the two shorter container walls 14, 15. There is the possibility that the inner wall 22 extends obliquely - angle ⁇ - to the container walls 16, 17 or the container walls 15, 16.
  • the inner wall 22 can take up the entire height HG of the container 8 and connect the lid-like container walls 18, 19 to one another.
  • FIG. 3 shows that the device 21 in the feed lines 11, 12, 13 forming first deposits 25, 26, 28 are used. It is local Pipe sections which surround the supply lines 11, 12, 13 on their inside, rest in an area leading away from the container 8 and with funnel-shaped Extensions 29, 30, 31 protrude into the container interior 20. Comparable second intermediate parts 32, 33 are provided in the connecting lines 9, 10. These intermediate parts 32, 33 extend with cylindrical extensions 34, 35 inside the container interior 20.
  • the perforations 24, which also have Intermediate parts 25, 26, 27 and 32, 33 are located directly on the inside of the Feed lines 11, 12, 13 or the connecting lines 9, 10. Is possible but also predominantly with the formation of an annular space ZR to be inserted into the corresponding lines without contact - Fig. 4 -.
  • the device 21 inserts 36, 37 from Absorbent material includes that in the container interior 20 to the opposite Container walls 14, 15 are provided.
  • the volume V I and V II of the inserts 36, 37 can be determined mathematically and / or iteratively, the inserts 36, 37 from Foam, ceramic or the like. Can be made.
  • Another embodiment is shown in Fig. 7.
  • inserts 38, 39 are on the lid-like Container walls 18, 19 arranged.
  • the insert 38 rests in a local Recess 40 of the container wall 18 of the container 8, and if made of foam existing, it can be made in one piece with the container 8, as far as the latter one Plastic part is to be made.
  • the insert 39 is a separate foam part, that by means of parallel to the container wall 19 support members 41, 42 in position is held.
  • FIG. 8 shows an inner wall 43 which runs parallel to the container wall 19 Device 21, which inner wall 43 the perforation 24 already described having.
  • the inner wall 43 delimits a reflection chamber 44 in which if necessary, an insert 45 made of absorption material can be arranged.
  • the reflection chamber 44 becomes sound energy when flowing through the perforation 24 Heat energy is converted and the sound waves are reflected on the walls, which leads to a superposition of the sound waves. It has been shown that smaller the volume of the resonance chamber 44 or, the distance AS of the inner wall 43 the higher the frequency ranges that can be damped, the greater the wall of the container.
  • the container 8 is, according to FIGS. 9 and 10, adjacent to the inlet channels 3, 4, 5, ie in the Area of the feed lines 11, 12, 13 with compensation chambers 46, 47, 48, 49, 50, 51 provided. They are in a kind of housing 52 with a rectangular shape housed in which the device 21 is effective.
  • the device 21 is on there Inner walls 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 and 60 are provided.
  • the inner walls 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 and 60 are part of the housing 52, with only the Inner walls 53, 54 and 56, 57 and 59, 60 the perforation 24 is provided.

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Abstract

Diese Sauganlage dient für Brennkraftmaschinen der Hubkolbenbauart und umfaßt eine Behälter, der sich benachbart einem Zylinderkopf erstreckt und über Zuführungsleitungen mit Einlaßkanälen des zur Gaswechselsteuerung Ventile aufweisenden Zylinderkopfs verbunden ist. In dem Behälter ist eine Einrichtung zur Reduktion der Oberflächenabstrahlung vorgesehen, die das Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine günstig beeinflußt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sauganlage für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Reduktion von Geräuschemissionen hochentwickelter Brennkraftmaschinen ist eine vorrangige Entwicklungsaufgabe, bei der Bauteilen, wie Sauganlage, Luftfilter oder dgl. eine besondere Bedeutung zukommt.
Bei einer bekannten Sauganlage einer Brennkraftmaschine, DE 195 04 223 A1, ist ein Schalldämpfer vorgesehen, der ein Dämpfungsbauteil mit einer geschlossenen Oberfläche aufweist. Durch das Dämpfungsteil ist ein Ansaugrohr geführt, das im Bereich eines Ringraumes mit Öffnungen versehen ist. Mit dieser Ausführung wird angestrebt die Geräuschemission der Brennkraftmaschine zu reduzieren. Besagte Ausführung erschwert jedoch die freie Brennkraftmaschinen-Gestaltung im Bereich einer Sauganlage und erfordert zusätzlichen Bauraum, der regelmäßig nicht zur Verfügung steht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung an der Sauganlage der Brennkraftmaschine selbst solche Vorkehrungen zu treffen, daß zum einen störende Geräusche reduziert und zum anderen leicht verwirklichbare und räumlich günstig unterbringbare Bauteile eingesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß mit der Einrichtung in der verschiedenen Ausprägung Resonanzspitzen gezielt verstimmt bzw. gestört werden, was zur Reduktion der Oberflächenabstrahlung und damit auch der Geräuschemmission führt. Gerade bei fortschrittlichen Brennkraftmaschinen mit mehr als zwei Ventilen pro Zylinder - Vierventil-Technik - entstehen aufgrund von optimiertem Ladungswechsel unangenehme hochfrequente Geräuschkomponenten, die von der Sauganlage selbst und gegebenenfalls einem vorgeschalteten Luftfilter abgestrahlt werden, ebenso können Störgeräuschkomponenten direkt als Luftschall über die Ansaugmündung in Erscheinung treten. Durch die Einrichtung, die ja Wandungen mit Durchgangsöffnungen, Zwischenteile mit Öffnungen und Einsätze aus Absorptionsmaterial umfassen kann, wird eine deutliche Störgeräuschabsenkung bzw. Betriebsqualitätsverbesserung der Brennkraftmaschine erzielt. Dabei sind die Wandungen, Zwischenteile und Einsätze leicht realisierbar und mit geringem Raumanspruch in die Sauganlage integrierbar. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher beschrieben sind.
Es zeigen
Fig.1
eine Ansicht von oben auf eine Sauganlage einer mehrzylinderigen Brennkraftmaschine;
Fig.2
einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1;
Fig.3
eine Ansicht entsprechend Fig.1;
Fig.4
eine Ansicht entsprechend Fig.1;
Fig.5
eine Ansicht entsprechend Fig.1;
Fig.6
einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.5;
Fig.7
eine Ansicht entsprechend Fig.2;
Fig.8
eine Ansicht entsprechend Fig.2;
Fig.9
eine Ansicht entsprechend Fig.1.;
Fig.10
eine schematische Ansicht in Pfeilrichtung A der Fig.1, teilweise im Schnitt.
Eine Sauganlage 1 ist an einer Brennkraftmaschine 2 angeordnet, von der lediglich Einlaßkanäle 3, 4, 5 eines Zylinderkopfs 6 angedeutet sind. Die Brennkraftmaschine 2 weist zwei gegenüberliegende Zylinderreihen auf, von denen nur die links von einer Mittellängsebene A-A verlaufende Zylinderreihe 7 dargestellt ist; sinngemäß gilt dies auch für die Sauganlage 1, die für die jeweilige Zylinderreihe 7 einen Behälter 8 aufweist. Beide Behälter sind über Verbindungsleitungen 9 und 10 miteinander verbunden, wobei die Verbindungsleitung 9 ein Verteilerrohr und Verbindungsleitung 10 ein Resonanzrohr ist. Im folgenden wird die Ausbildung der Sauganlage 1 allein anhand des einen Behälters 8 beschrieben, da der andere Behälter einen vergleichbaren Aufbau hat.
Der Behälter 8 ist mit einzelnen rohrförmigen Zuführungsleitungen 11, 12, 13 an die Einlaßkanäle 3, 4, 5 des Zylinderkopfs 6 angeschlossen. Im Zylinderkopf 6 sind pro Zylinder mehr als zwei Ventile, vorzugsweise zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile zur Gaswechselsteuerung untergebracht.
Der Behälter 8 weist - von oben gesehen - eine rechteckige Grundform auf, die durch kürzere Behälterwandungen 14, 15 und längere Behälterwandungen 16, 17 bestimmt ist. Sie bilden zusammen mit deckelartigen Behälterwandungen 18, 19 den Behälter 8 und umgeben einen Behälterinnenraum 20. Als Werkstoff für den Behälter eignet sich Metall, Kunststoff oder dgl.
Im Behälterinnenraum 20 ist eine Einrichtung 21 zur Reduktion der im Betrieb der Brennkraftmaschine 2 auftretenden Oberflächenabstrahlung vorgesehen. Die Einrichtung 21 wird gemäß den Fig.1 und 2 durch eine Innenwand 22 gebildet, die mit mehreren oder einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 23 versehen ist. Die Durchgangsöffnungen 23 können nach Art einer Perforation 24 ausgebildet sein und unterschiedliche Durchmesser - DI > DII und - vice versa - aufweisen. Letzteres kann rechnerisch und/oder iterativ definiert werden. Die Innenwand 22 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden längeren Behälterwandungen 16, 17; denkbar ist aber auch, daß sie die beiden kürzeren Behälterwandungen 14, 15 verbindet. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Innenwand 22 schräg - Winkel α - zu den Behälterwandungen 16, 17 bzw. den Behälterwandungen 15, 16 verläuft. Darüber hinaus kann die Innenwand 22 die gesamte Höhe HG des Behälters 8 einnehmen und die deckelartigen Behälterwandungen 18, 19 miteinander verbinden.
In Fig.3 ist dargestellt, daß in die Zuführungsleitungen 11, 12, 13 die Einrichtung 21 bildende erste Einlagen 25, 26, 28 eingesetzt sind. Es handelt sich um örtliche Rohrabschnitte, die die Zuführungsleitungen 11, 12, 13 an ihrer Innenseite umhüllen, in einem vom Behälter 8 weggeführten Bereich ruhen und mit trichterförmigen Erweiterungen 29, 30, 31 in den Behälterinnenraum 20 hineinragen. Vergleichbare zweite Zwischenteile 32, 33 sind in den Verbindungsleitungen 9,10 vorgesehen. Diese Zwischenteile 32, 33 verlaufen mit zylindrischen Verlängerungen 34, 35 innerhalb des Behälterinnenraums 20. Die ebenfalls die Perforation 24 aufweisenden Zwischenteile 25, 26, 27 und 32, 33 liegen direkt an der Innenseite der Zuführungsleitungen 11, 12, 13 bzw. der Verbindungsleitungen 9, 10 an. Möglich ist aber auch sie unter Bildung eines ringartigen Zwischenraums ZR überwiegend berührungsfrei in die entsprechende Leitungen einzusetzen - Fig.4 -.
Aus den Fig. 5 und 6 geht hervor, daß die Einrichtung 21 Einsätze 36, 37 aus Absorptionsmaterial umfaßt, die im Behälterinnenraum 20 an den gegenüberliegenden Behälterwandungen 14, 15 vorgesehen sind. Das Volumen V I und V II der Einsätze 36, 37 ist rechnerisch und/oder iterativ ermittelbar, wobei die Einsätze 36, 37 aus Schaumstoff, Keramik oder dgl. hergestellt sein können. Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt. Danach sind Einsätze 38, 39 an den deckelartigen Behälterwandungen 18, 19 angeordnet. Der Einsatz 38 ruht in einer örtlichen Vertiefung 40 der Behälterwandung 18 des Behälters 8, und wenn aus Schaumstoff bestehend, kann er aus einem Stück mit dem Behälter 8, soweit letzterer ein Kunststoffteil ist, hergestellt sein. Der Einsatz 39 ist ein separates Schaumstoffteil, das mittels parallel zur Behälterwandung 19 verlaufender Stützglieder 41, 42 in Lage gehalten wird.
Die Fig. 8 zeigt eine parallel zur Behälterwandung 19 verlaufende Innenwand 43 der Einrichtung 21, welche Innenwandung 43 die bereits beschriebene Perforation 24 aufweist. Die Innenwand 43 begrenzt eine Reflexionskammer 44, in der gegebenenfalls ein Einsatz 45 aus Absorptionsmaterial angeordnet werden kann. In der Reflexionskammer 44 wird beim Durchströmen der Perforation 24 Schallenergie in Wärmeenergie umgewandelt und die Schallwellen werden an den Wänden reflektiert, was zu einer Überlagerung der Schallwellen führt. Dabei hat sich gezeigt, daß je kleiner das Volumen der Resonanzkammer 44 bzw., der Abstand AS der Innenwand 43 zur Behälterwandung ist desto höhere Frequenzbereiche können bedämpft werden.
Der Behälter 8 ist nach Fig. 9 und 10 benachbart den Einaßkanälen 3, 4, 5 also im Bereich der Zuführungsleitungen 11, 12, 13 mit Ausgleichskammern 46, 47, 48, 49, 50, 51 versehen. Sie sind in einer Art Gehäuse 52 mit rechteckiger Form untergebracht, in dem die Einrichtung 21 wirksam ist. Die Einrichtung 21 ist dort an Innenwänden 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 und 60 vorgesehen. Die Innenwände 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 und 60 sind Bestandteil des Gehäuses 52, wobei lediglich an den Innenwänden 53, 54 und 56, 57 sowie 59, 60 die Perforation 24 vorgesehen ist.

Claims (19)

  1. Sauganlage für Brennkraftmaschinen der Hubkolbenbauart, die einen mit einem Zylinderkopf verbundenen Behälter umfaßt, welcher Behälter sich benachbart dem Zylinderkopf erstreckt und über Zuführungsleitungen an Saugkanäle des zur Gaswechselsteuerung mit Ventilen versehen Zylinderkopfs angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (8) und/oder den Zuführungsleitungen (11,12, 13) eine Einrichtung (21) zur Reduktion der Oberflächenabstrahlung vorgesehen ist.
  2. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (21) ein oder mehrere Innenwände (22) umfaßt, die in denen Durchgangsöffnungen (23) vorgesehen sind.
  3. Sauganlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (21) Rohrabschnitte aufweist, die als Einlagen (25, 26, 27) in den Zuführungsleitungen (11, 12, 13) des Behälters (8) ausgebildet sind.
  4. Sauganlage für ein Brennkraftmaschine mit gegenüberliegenden Zylinderreihen und zwei über Vebindungsleitungen gekoppelte Behälter nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (32, 33) in die Verbindungsleitungen (9, 10) eingesetzt sind.
  5. Sauganlage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, die Einlagen (25, 26, 27 und 32, 33) an den Zuführungsleitungen (11, 12, 13) bzw. Verbindungsleitungen (9, 10) anliegen.
  6. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, daß die Einlagen (25, 26, 27 und 32, 33) unter Bildung eines beispielsweise kleinen Zwischenraums (ZR) in die Zuführungsleitungen (11, 12, 13) bzw. Verbindungsleitungen (32, 33) eingesetzt sind.
  7. Sauganlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Innenwand (22) der Einrichtung (21) sich zwischen gegenüberliegenden Behälterwandungen (z.B. 14, 15) erstreckt.
  8. Sauganlage mit etwa parallel verlaufenden aufrechten Behälterwandungen nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (22) der Einrichtung (21) schräg zwischen den Behälterwandungen (z.B. 14, 15) verläuft.
  9. Sauganlage mit etwa parallel verlaufenden horizontal verlaufenden Behälterwandungen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (22) der Einrichtung (21) sich über die gesamte Höhe (HB) des Behälters (8) erstreckt.
  10. Sauganlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (23) nach Art einer Perforation (24) an der Einrichtung (21) angeordnet sind.
  11. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (21) Durchgangsöffnungen (23) mit unterschiedliche Durchmessern (DI>DII) aufweist.
  12. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (21) Einsätze (36, 37) aus Absorptionsmaterial umfaßt, die im Behälterinnenraum (20) des Behälters (8) angeordnet sind.
  13. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (36, 37) an gegenüberliegenden Behälterwandungen (16, 17) angebracht sind
  14. Sauganlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Absorptionsmaterial für die Einsätze (36, 37) Keramik, Schaumstoff oder dergl. dient.
  15. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenwand (43) der Einrichtung (21) mit relativ geringem, jedoch etwa parallelem Abstand zu einer Behälterwandung (19) verläuft.
  16. Sauganlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwand (43) der Einrichtung (21) und der Behälterwandung (19) ein Reflexionskammer (44) ausgebildet ist.
  17. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, daß zwischen Innenwand (43) der Einrichtung (21) und der Behälterwandung (19) ein Einsatz (45) vorgesehen ist.
  18. Sauganlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) benachbart den Einlaßkanälen (3, 4, 5) mit Ausgleichskammern (47, 48, 49, 50) versehen ist, in denen zumindest eine Einrichtung (21) vorgesehen ist.
  19. Sauganlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammern (47, 48, 49, 50) in die Zuführungsleitungen (11, 12, 13) des Behälters (8) integriert sind.
EP00102912A 1999-04-07 2000-02-12 Sauganlage für Brennkraftmaschinen Withdrawn EP1043494A3 (de)

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