EP1057999A2 - Saugrohr für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen mit Entlastungsstelle für Druckwellen - Google Patents

Saugrohr für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen mit Entlastungsstelle für Druckwellen Download PDF

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EP1057999A2
EP1057999A2 EP00110279A EP00110279A EP1057999A2 EP 1057999 A2 EP1057999 A2 EP 1057999A2 EP 00110279 A EP00110279 A EP 00110279A EP 00110279 A EP00110279 A EP 00110279A EP 1057999 A2 EP1057999 A2 EP 1057999A2
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EP
European Patent Office
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intake pipe
geometry
pipe according
wall section
deflagration
Prior art date
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EP00110279A
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English (en)
French (fr)
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EP1057999A3 (de
EP1057999B1 (de
Inventor
Thomas Jessberger
Kinj Toai Pham
Herbert Pietrowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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Publication date
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Publication of EP1057999A3 publication Critical patent/EP1057999A3/de
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    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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    • F02M35/10301—Flexible, resilient, pivotally or movable parts; Membranes
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    • F02M35/10209—Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
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    • F02M35/10275—Means to avoid a change in direction of incoming fluid, e.g. all intake ducts diverging from plenum chamber at acute angles; Check valves; Flame arrestors for backfire prevention
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds

Definitions

  • the invention relates to an intake manifold for the intake air of internal combustion engines, which is a relief point in the intake manifold for coming from the cylinder Has pressure waves, according to the preamble of claim 1.
  • Such relief points for suction pipes are generally known.
  • the Relief points are used for the targeted reduction of pressure waves so-called back-fire contained energy.
  • the back-fires are flashbacks, the starting from the cylinder-side inlets of the intake manifold in the Extend the air ducts of the intake manifold.
  • the risk of occurrence This phenomenon exists above all when the internal combustion engine with a large overlap of valve timing works.
  • the back fire exists then from an already ignited portion of the fuel-air mixture in the cylinder. Above all when using plastic suction pipes the back fire can destroy the intake manifold structure. This will the function of the internal combustion engine seriously endangered because of the destroyed Intake pipe from the internal combustion engine unfiltered secondary air are sucked in can. In this case, neither can the supply to the internal combustion engine Intake air of the required degree of purity and compliance with limit values be guaranteed with regard to the pollutant emission of the internal combustion engine.
  • the object of the invention is to relieve pressure waves in an intake manifold create the function of maintaining the emergency running properties of the Internal combustion engine reliably and effectively guaranteed. This task will solved by the features of claim 1.
  • the intake manifold according to the invention which in a known manner the passage of the Intake air allows, has a burst geometry as a relief point, which in a wall section of the suction pipe is housed.
  • This burst geometry flows into a deflagration volume.
  • the burst geometry becomes the deflagration volume to dissipate the energy of the Blast wave used.
  • the overall structure of the intake manifold therefore remains unchanged exist, the deflagration volume being closed off to the outside Represents space, so that the overall system even after breaking open the Bursting geometry still represents a closed system. That way they are Emergency running properties of the internal combustion engine are given, even if the damage occurs is noticeable by a changed charge change of the internal combustion engine makes. In any case, the vehicle can get out with the damaged intake manifold to move to the next workshop.
  • the burst geometry can be an integral part of the walls of the intake manifold or be connected to it as a separate part.
  • the suction pipe wall is glued.
  • the adhesive bond is then as that Predetermined breaking point, so that a back-fire leads to the cover from the Opening is triggered and thrown into the deflagration volume.
  • the deflagration volume can be placed anywhere on the intake manifold become. However, places that are close to the place of origin of the Back-fires lie.
  • the burst geometry can then go into the wall of the suction channels the cylinders are installed.
  • Another possibility is the arrangement of the Deflagration volume in the collecting area compared to the exits from the Collection space in the suction channels of the suction pipe. A spreading back fire is then directed along the comparatively stable suction channels and meets in Collecting space on the burst geometry, which is destroyed as a result.
  • the wall section is formed by a glued-in lid, it is advantageous to make this and the associated installation opening conical, so that the lid can only be inserted from the side of the deflagration volume. This causes the lid to protrude into the deflagration volume clearly defined. If the lid is circular, it is additional ensures that it does not explode after being blown out Deflagration volume can get into the intake manifold, where it becomes a Airflow could be impaired.
  • Another embodiment of the invention results when the wall section through a targeted weakening is formed in relation to its wall environment. He can then be made in one piece with the intake manifold, for example as a cast part. The weakening of the wall then leads to failure of the suction pipe exactly this point in the case of a back-fires.
  • the weakening of the Wall section formed by a furrow that runs along a tear edge Bursting geometry runs. If the furrow is joined together in a ring, it forms This creates a lid-like structure that blows out through the back fire can be.
  • Embodiment of the invention provides that the furrow on the Suction pipe inside the remote side of the wall, so on the side of the Deflagration volume.
  • the inner contour of the suction pipe can be provided by the Burst geometry remain completely unaffected, so that its flow properties are the same as for a suction pipe without a burst geometry.
  • the wall section can expediently ensure a burst geometry reinforced connection area to the surrounding wall of the intake manifold exhibit.
  • the reinforced area remains, whereby it can be designed like a hinge.
  • the wall section remains on then hang this hinge and can not get into the intake manifold, where he the Intake manifold flow would negatively affect.
  • the reinforced area can be separated by a Furrow geometry change can be generated. This must be done that in the reinforced area the wall thickness is greater than in the area Furrow.
  • a particularly favorable geometry of the wall section results if the Furrow gets an oval shape.
  • the desired furrow failure in the event of a At the very least, this geometry can be predicted very well. This will make the Functional reliability of the burst geometry is positively influenced.
  • a possible one Stress peaks occur when loading a square lid avoided.
  • these advantages can also be achieved with a achieve circular wall section, which in this sense is a special case of the oval Wall section should be understood.
  • the wall section can include be provided with a crease. This runs through the area of the Wall section, whereby this can be weakened in a targeted manner.
  • the furrow preferably runs along a straight line and from an edge of the wall section on the other hand. The effect of such a crease can be achieved with a hinge compare, causing a detachment of the wall section in the event of a burst is supported.
  • several articulated furrows can also be provided, that can also cross. The burst behavior of the wall section can be influence in this way optimally, whereby an unproblematic degradation of the Pressure wave into the deflagration volume is guaranteed.
  • the deflagration volume can occur simultaneously perform another task. For example, this can be achieved that the deflagration volume has openings towards the interior of the intake manifold. On in this way, the empty space can correspond to the interior of the intake manifold the intake noise can be dampened in a targeted manner. It is here in particular to the Use of the deflagration volume intended as a resonance room. Such Resonance rooms are common due to acoustic requirements for the intake manifold available anyway. In such cases, the use of this cavity means Deflagration volume no additional manufacturing effort. Also will no additional volume is required in the installation space of the internal combustion engine.
  • deflagration volume As Vacuum accumulator, this for the actuation of others Engine components are needed.
  • the one in the deflagration volume At the same time, negative pressure increases the effect of the burst geometry in the event of failure, because in relation to the pressure in the intake manifold, a larger proportion of the back-fire pressure wave can be intercepted.
  • FIG. 1 shows the structure of a suction pipe with deflagration volumes.
  • the air enters an collecting space 11 through an inlet 10, from where it passes through Suction channels 12 is directed to the cylinder-side outlets 13 so as not to there to pass illustrated intake valves.
  • the flow direction of the air in normal operation the internal combustion engine is indicated by a solid arrow.
  • the direction of the back-fire is indicated by dashed arrows.
  • Deflagration volume 14 is arranged adjacent to the suction channels 12.
  • a burst geometry 15 housed in the common wall between deflagration volume 14 and suction channel 12 .
  • This consists of a wall section 16 which is surrounded by a furrow 17 (see also Figure 2).
  • the furrow tapers to one Connection area 18, so that here a greater wall thickness than in the area of Furrow is present. If the burst geometry fails, the furrow tears open, wherein a tear edge 19 forms in the area thereof, and the wall section folds along the connection area 18 into the deflagration volume 14.
  • the pressure wave of the back-fire can also enter this cavity expand, leaving the rest of the intake manifold undamaged.
  • the deflagration volume 14 is also used as a vacuum reservoir. For this is attached to the wall of a hose connector 20 through which the Vacuum accumulator with a hose system, not shown, for actuation is connected to pressure-controlled switching components of the engine.
  • Another deflagration volume 14a is adjacent to the collecting space 11 opposite of inputs 21 of the suction channels 12 housed.
  • a partition 22 between collecting space 11 and deflagration volume 14a is conical Provided cover 23, which forms the wall section 16 of the burst geometry 15.
  • This cover is an adhesive joint 24 in the associated installation opening used, the pressure wave of a back-fires to fail this Adhesive connection leads. As a result, the lid is inserted into the deflagration volume 14a hurled.
  • the lid is also provided with openings 25 so that Deflagration volume 14 a simultaneously as a resonance chamber in normal operation Internal combustion engine works.
  • the openings form the necks of one Helmholz resonators.
  • the wall sections 16 are fitted into the intake manifold walls such that a Air routing geometry 26, which is formed by the inner walls of the suction pipe, in normal operation of the internal combustion engine not due to flow obstacles being affected. This is achieved in that the furrow 17 and the Connection area 18 on the side of the deflagration volume 14 into the wall are introduced and the lid 23 is inserted into the conical installation opening is that the wall parts run evenly along the adhesive joint 24.
  • FIG. 3 shows an example of the wall section 16 with an oval shape. This is surrounded by the furrow 17, which has a constant V-shaped cross section. Along the long diameter of the oval runs a crease 27, which the Furrow 17 touched on opposite sides.
  • the mode of action of the crease 27 can be seen in FIG. 4. in case of a The wall section bursts out of the wall in the direction of the arrows indicated blown out.
  • the crease 27 acts like a hinge which is closed folding the wall section leads.
  • the wall section 16 at least partially separated in the furrow 17 from the rest of the suction pipe so that the tear edge 19 results, the one shown in broken lines Condition is indicated.
  • the pressure wave can pass through the opening be dismantled.

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Abstract

Es wird ein Saugrohr für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, welches eine Entlastungsstelle in Form einer Berstgeometrie 15 für Back-Fire-Stöße im Saugrohr aufweist. Im Falle eines Back-Fires wird die Berstgeometrie unter Versagen von Schwachstellen 17, 18, 24 in das Verpuffungsvolumen 14, 14a hineingeschleudert wodurch ein Abbau der Energie der Back-Fire-Druckwelle erfolgt. Dadurch werden weitere Schäden am Saugrohr verhindert, so daß die Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine erhalten bleiben. Die vorgeschlagenen Entlastungsstellen weisen eine hohe Funktionszuverlässigkeit unabhängig vom Betriebszustand, insbesondere der Betriebstemperatur, der Brennkraftmaschine auf. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Saugrohr für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, welches eine Entlastungsstelle im Saugrohr für vom Zylinder kommenden Druckwellen aufweist, nach der Gattung des Patentanspruches 1.
Derartige Entlastungsstellen für Saugrohre sind allgemein bekannt. Die Entlastungsstellen dienen zum gezielten Abbau der in Druckwellen durch sogenannte Back-Fire enthaltenen Energie. Die Back-Fire sind Flammrückschläge, die ausgehend von den zylinderseitigen Einlässen des Saugrohres in die Luftführungskanäle des Saugrohres hineinreichen. Die Gefahr eines Auftretens dieser Erscheinung besteht vor allen Dingen, wenn die Brennkraftmaschine mit einer großen Steuerzeitenüberschneidung der Ventile arbeitet. Das Back-Fire besteht dann aus einem bereits gezündeten Anteil des im Zylinder befindlichen Kraftstoff-Luftgemisches. Vor allen Dingen bei der Verwendung von Kunststoffsaugrohren können die Back-Fire zu einer Zerstörung der Saugrohrstruktur führen. Dadurch wird die Funktion der Brennkraftmaschine ernsthaft gefährdet, da durch das zerstörte Saugrohr von der Brennkraftmaschine ungefilterte Nebenluft angesaugt werden kann. In diesem Fall kann weder die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ansaugluft des geforderten Reinheitsgrades noch die Einhaltung von Grenzwerten hinsichtlich der Schadstoffemission der Brennkraftmaschine gewährleistet sein.
Um diese Problematik zu beheben und damit die Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine im Falle eines Back-Fires zu garantieren kann zum Beispiel ein Ventil in die Saugrohrwand eingebaut werden. Dieses besteht aus einem Gummipilz, welches die Funktion eines Ventils übernimmt, wobei dieses im normalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geschlossen ist. Im Falle eines Back-Fires dehnt sich die Druckwelle im Saugrohr aus und öffnet den Gummipilz, der in diesem Falle als Überdruckventil arbeitet. Auf diese Weise kann der Überdruck in der Umgebung der Brennkraftmaschine abgebaut werden, so daß ein Bauteilversagen unwahrscheinlicher wird.
Für eine zuverlässige Arbeitsweise der Entlastungsstelle ist jedoch ein genügender Querschnitt zum Durchlaß der Druckwelle erforderlich. Dieses kann durch ein gummipilzförmiges Ventil nicht gegeben werden, da die zuverlässige Funktion des Ventils oberhalb bestimmter Bauteilabmessungen nicht mehr garantiert werden kann. Man könnte nun mehrere Ventile vorsehen, was aber einen zusätzlichen Bauaufwand bedeuten würde. Ein weiterer Nachteil des Überdruckventils hat strömungstechnische Ursachen. Die Geometrie des Gummipilzes und der zugehörigen Auslaßöffnung stört die Innenkontur des Saugrohrs, wodurch es zu Verwirbelungen kommt die die Strömungsverluste der Ansaugluftströmung erhöhen. Insbesondere in der Nähe der zylinderseitigen Austritte des Saugrohres, also dem Entstehungsort der Back-Fires, ist aber eine Störung der Ansaugluftströmung nicht vertretbar, wenn eine gezielte Erzeugung von Wirbeln in den Brennräumen der Zylinder erzielt werden soll. Also muß der Gummipilz vom Entstehungsort des Back-Fires entfernt angebracht werden, wodurch seine Wirkung vermindert wird.
Ein weiterer Nachteil entsteht durch die Verwendung eines elastischen Materials zur Erzeugung eines kostengünstigen Überdruckventils. Die elastischen Eigenschaften sind stark abhängig von der Temperatur, so daß eine konstante Funktion des Gummipilzes unabhängig von Betriebstemperatur des Motors und Außentemperatur nicht gewährleistet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entlastung für Druckwellen in einem Saugrohr zu schaffen, welche die Funktion der Erhaltung der Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine zuverlässig und wirksam gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Saugrohr, welches in bekannter Weise die Durchleitung der Ansaugluft ermöglicht, weist als Entlastungsstelle eine Berstgeometrie auf, die in einem Wandabschnitt des Saugrohres untergebracht ist. Diese Berstgeometrie mündet in ein Verpuffungsvolumen. Im Falle eines Back-Fires und einer Zerstörung der Berstgeometrie wird das Verpuffungsvolumen zum Abbau der Energie der Druckwelle genutzt. Die Gesamtstruktur des Saugrohres bleibt daher unverändert bestehen, wobei das Verpuffungsvolumen einen nach außen hin abgeschlossenen Raum darstellt, so daß das Gesamtsystem auch nach dem Aufbrechen der Berstgeometrie noch ein geschlossenes System darstellt. Auf diese Weise sind die Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine gegeben, wenn auch der Schadensfall sich durch einen veränderten Ladungswechsel der Brennkraftmaschine bemerkbar macht. In jedem Fall kann das Fahrzeug mit dem beschädigten Saugrohr aus eigener Kraft bis zur nächsten Werkstatt bewegt werden.
Die Berstgeometrie kann integraler Bestandteil der Wandungen des Saugrohres sein oder als gesondertes Teil mit diesem verbunden sein. Es bietet sich zum Beispiel an, die Berstgeometrie aus einem Deckel zu fertigen, der in eine zugehörige Öffnung in der Saugrohrwandung eingeklebt wird. Die Klebeverbindung ist dann als die Sollbruchstelle ausgeführt, so daß ein Back-Fire dazu führt, daß der Deckel aus der Öffnung ausgelöst und in das Verpuffungsvolumen geschleudert wird.
Das Verpuffungsvolumen kann an beliebigen Stellen des Saugrohres angebracht werden. Besonders sinnvoll sind jedoch Stellen, die nahe am Entstehungsort des Back-Fires liegen. Die Berstgeometrie kann dann in die Wandung der Saugkanäle zu den Zylindern eingebaut werden. Eine andere Möglichkeit ist die Anordnung des Verpuffungsvolumens im Sammelraum gegenüber den Austritten aus dem Sammelraum in die Saugkanäle des Saugrohres. Ein sich ausbreitendes Back-Fire wird dann entlang der vergleichsweise stabilen Saugkanäle geleitet und trifft im Sammelraum auf die Berstgeometrie, die dadurch zerstört wird.
Wird der Wandabschnitt durch einen eingeklebten Deckel gebildet, so ist es vorteilhaft diesen sowie die zugehörige Einbauöffnung konisch auszuführen, so daß der Deckel nur von der Seite des Verpuffungsvolumens eingesetzt werden kann. Hierdurch ist die Aussprengrichtung des Deckels in das Verpuffungsvolumen hinein eindeutig definiert. Ist der Deckel kreisförmig ausgeführt, so ist zusätzlich gewährleistet, daß dieser nach einem Heraussprengen nicht aus dem Verpuffungsvolumen in das Saugrohr hineingelangen kann, wo dieser zu einer Beeinträchtigung der Luftführung führen könnte.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn der Wandabschnitt durch eine gezielte Schwächung im Verhältnis zu seiner Wandumgebung gebildet wird. Er kann dann einteilig mit dem Saugrohr hergestellt werden, zum Beispiel als Gußteil. Die Schwächung der Wandung führt dann zu einem Versagen des Saugrohres an genau dieser Stelle im Falle eines Back-Fires. Vorteilhaft wird die Schwächung des Wandabschnittes durch eine Furche gebildet, die entlang einer Rißkante der Berstgeometrie verläuft. Wird die Furche ringförmig zusammengeschlossen, so bildet sich dadurch eine deckelartige Struktur, die durch das Back-Fire herausgesprengt werden kann.
Eine unter strömungstechnischen Gesichtspunkten besonders günstige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß sich die Furche auf der dem Saugrohrinneren abgelegenen Seite der Wandung befindet, also auf der Seite des Verpuffungsvolumens. Die Innenkontur des Saugrohrs kann durch Vorsehen der Berstgeometrie völlig unbeeinflußt bleiben, so daß dessen Strömungseigenschaften die gleichen sind, wie bei einem Saugrohr ohne Berstgeometrie.
Um eine zuverlässige Funktion des Saugrohrs nach der Zerstörung der Berstgeometrie zu gewährleisten kann der Wandabschnitt zweckmäßigerweise einen verstärkten Verbindungsbereich zur umgebenden Wandung des Saugrohrs aufweisen. Während der Wandabschnitt entlang der Rißkante aus der Saugrohrwandung herausgerissen wird, bleibt der verstärkte Bereich bestehen, wobei er wie ein Scharnier ausgebildet sein kann. Der Wandabschnitt bleibt an diesem Scharnier dann hängen und kann nicht in das Saugrohr gelangen, wo er die Saugrohrströmung negativ beeinflussen würde. Insbesondere, wenn die Furche ringförmig zusammengeschlossen ist, kann der verstärkte Bereich durch eine Änderung der Furchengeometrie erzeugt werden. Diese muß dahingehend erfolgen, daß in dem verstärkten Bereich die Wandstärke größer ist, als im Bereich der Furche.
Eine besonders günstige Geometrie des Wandabschnittes ergibt sich, wenn die Furche eine ovale Form erhält. Das gewünschte Versagen der Furche im Falle eines Berstens kann bei dieser Geometrie sehr gut vorhergesagt werden. Dadurch wird die Funktionszuverlässigkeit der Berstgeometrie positiv beeinflußt. Eine eventuelles Auftreten von Spannungsspitzen bei der Belastung eines eckigen Deckels werden vermieden. Selbstverständlich lassen sich diese Vorteile auch mit einem kreisförmigen Wandabschnitt erzielen, der in diesem Sinne als Sonderfall des ovalen Wandabschnitts verstanden werden soll.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Wandabschnitt mit einer Knickfurche versehen werden. Diese durchläuft die Fläche des Wandabschnittes, wodurch dieser gezielt geschwächt werden kann. Die Furche verläuft bevorzugt entlang einer Geraden und von einem Rand des Wandabschnitts zum anderen. Die Wirkung einer solchen Knickfurche ist mit einem Scharnier zu vergleichen, wodurch ein Herauslösen des Wandabschnittes im Falle eines Berstens unterstützt wird. Es können aber auch mehrere Knickfurchen vorgesehen werden, die sich auch kreuzen können. Das Berstverhalten des Wandabschnittes läßt sich auf diese Weise optimal beeinflussen, wodurch ein unproblematischer Abbau der Druckwelle in das Verpuffungsvolumen hinein gewährleistet ist.
Gemäß einer Modifikation der Erfindung kann das Verpuffungsvolumen gleichzeitig eine weiteren Aufgabe erfüllen. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, daß das Verpuffungsvolumen Öffnungen zum Saugrohrinneren hin aufweist. Auf diese Weise kann der Leerraum mit dem Saugrohrinneren korrespondieren wodurch sich das Ansauggeräusch gezielt dämpfen läßt. Es ist hier insbesondere an die Nutzung des Verpuffungsvolumen als Resonanzraum gedacht. Derartige Resonanzräume sind aufgrund akustischer Anforderungen an das Saugrohr häufig sowieso vorhanden. In solchen Fällen bedeutet die Nutzung dieses Hohlraumes als Verpuffungsvolumen keinen zusätzlichen fertigungstechnischen Aufwand. Auch wird kein zusätzliches Volumen im Bauraum der Brennkraftmaschine benötigt.
Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung des Verpuffungsvolumens als Unterdruckspeicher, wobei dieser für die Betätigung von anderen Motorkomponenten benötigt wird. Der im Verpuffungsvolumen anliegende Unterdruck steigert gleichzeitig die Wirkung der Berstgeometrie im Versagensfall, da im Verhältnis zum im Saugrohr herrschenden Druck ein größerer Anteil der Back-Fire-Druckwelle abgefangen werden kann.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen
Figur 1
den Schnitt durch ein Saugrohr mit Verpuffungsvolumina entlang eines der Saugkanäle und
Figur 2
die Aufsicht auf die Berstgeometrie entsprechend der Ansicht A in Figur 1.
Figur 3
die Aufsicht auf eine Berstgeometrie mit ovaler Furche
Figur 4
den Schnitt A-A gemäß Figur 3
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt den Aufbau eines Saugrohres mit Verpuffungsvolumina. Die Luft tritt durch einen Einlaß 10 in einen Sammelraum 11 ein, von wo aus sie durch Saugkanäle 12 zu zylinderseitigen Austritten 13 geleitet wird, um dort nicht dargestellte Einlaßventile zu passieren. Die Fließrichtung der Luft im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ist durch einen durchgezogenen Pfeil gekennzeichnet.
Die Richtung des Back-Fires ist durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet. Ein Verpuffungsvolumen 14 ist angrenzend an die Saugkanäle 12 angeordnet. In der gemeinsamen Wandung zwischen Verpuffungsvolumen 14 und Saugkanal 12 ist eine Berstgeometrie 15 untergebracht. Diese besteht aus einem Wandabschnitt 16 der durch eine Furche 17 umrandet ist (siehe auch Figur 2). Auf einer Seite des Wandabschnitts, der rechteckig ausgeführt ist, verjüngt sich die Furche zu einem Verbindungsbereich 18, so daß hier eine größere Wandstärke als im Bereich der Furche vorliegt. Im Falle eines Versagens der Berstgeometrie reißt die Furche auf, wobei sich in deren Bereich eine Rißkante 19 bildet, und der Wandabschnitt klappt entlang des Verbindungsbereiches 18 in das Verpuffungsvolumen 14 hinein. Dadurch kann sich die Druckwelle des Back-Fires auch in diesen Hohlraum ausdehnen, wodurch das restliche Saugrohr unbeschädigt bleibt.
Das Verpuffungsvolumen 14 wird gleichzeitig als Unterdruckspeicher benutzt. Hierzu ist an dessen Wand ein Schlauchstutzen 20 angebracht, über den der Unterdruckspeicher mit einem nicht dargestellten Schlauchsystem zur Betätigung unter Druck gesteuerter Schaltkomponenten des Motors verbunden ist.
Ein weiteres Verpuffungsvolumen 14a ist an den Sammelraum 11 angrenzend gegenüber von Eingängen 21 der Saugkanäle 12 untergebracht. Eine Trennwand 22 zwischen Sammelraum 11 und Verpuffungsvolumen 14a ist mit einem konischen Deckel 23 versehen, welcher den Wandabschnitt 16 der Berstgeometrie 15 bildet. Dieser Deckel ist über eine Klebefuge 24 in die zugehörige Einbauöffnung eingesetzt, wobei die Druckwelle eines Back-Fires zum Versagen dieser Klebeverbindung führt. Dadurch wird der Deckel in das Verpuffungsvolumen 14a geschleudert.
Der Deckel ist weiterhin mit Öffnungen 25 versehen, so daß das Verpuffungsvolumen 14 a gleichzeitig als Resonanzraum im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wirkt. Die Öffnungen bilden die Hälse eines Helmholzresonators.
Die Wandabschnitte 16 sind derart in die Saugrohrwandungen eingepaßt, daß eine Luftführungsgeometrie 26, die durch die Innenwände des Saugrohres gebildet wird, im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine nicht durch Strömungshindernisse beeinflußt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Furche 17 sowie der Verbindungsbereich 18 auf der Seite des Verpuffungsvolumens 14 in die Wand eingebracht sind und der Deckel 23 derart in die konische Einbauöffnung eingesetzt ist, daß die Wandteile entlang der Klebefuge 24 eben verlaufen.
Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für den Wandabschnitt 16 mit ovaler Form. Dieser ist mit der Furche 17 umgeben, die einen konstanten V- förmigen Querschnitt aufweist. Entlang des langen Durchmessers des Ovals verläuft eine Knickfurche 27, die die Furche 17 auf sich gegenüberliegenden Seiten berührt.
Die Wirkungsweise der Knickfurche 27 läßt sich Figur 4 entnehmen. Im Falle eines Berstens wird der Wandabschnitt in Richtung der angedeuteten Pfeile aus der Wand herausgesprengt. Dabei wirkt die Knickfurche 27 wie ein Scharnier, welches zu einem Zusammenfalten des Wandabschnittes führt. Dabei wird der Wandabschnitt 16 zumindest teilweise in der Furche 17 vom restlichen Saugrohr getrennt so daß sich die Rißkante 19 ergibt, die an einem gestrichelt dargestellten geborstenen Zustand angedeutet ist. Durch die sich so ergebende Öffnung kann die Druckwelle abgebaut werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die Furche 17 sowie die Knickfurche 27 auf der der Luftführungsgeometrie 26 abgewandten Seite der Wandung angebracht.

Claims (11)

  1. Saugrohr für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, welches einen Einlaß (10) und mindestens einen zylinderseitigen Austritt (13) für die Ansaugluft sowie eine Luftführungsgeometrie (26), welche Einlaß und Austritt miteinander verbindet, aufweist, wobei eine Entlastungsstelle im Saugrohr für vom Austritt (13) ausgehende Druckwellen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsstelle aus einer Berstgeometrie (15) in einem Wandabschnitt (16) des Saugrohres, an den ein Verpuffungsvolumen (14, 14a) angrenzt, besteht.
  2. Saugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstgeometrie einen Deckel (23) enthält, welcher in eine zugehörige Einbauöffnung in der Saugrohrwandung eingebaut ist.
  3. Saugrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) eine konische Form aufweist, die sich zum Saugrohrinneren hin verjüngt.
  4. Saugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstgeometrie (15) durch eine Schwächung des Wandabschnittes (16) im Verhältnis zu seiner Umgebung gebildet ist.
  5. Saugrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung aus einer Furche (17) besteht, die den Wandabschnitt (16) entlang einer Rißkante (19) begrenzen.
  6. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Furche (17) auf der der Luftführungsgeometrie (26) abgekehrten Seite der Wandung angebracht ist.
  7. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt (16) einen verstärkten Verbindungsbereich (18) zur umgebenden Wandung des Saugrohres aufweist.
  8. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt eine ovale Form aufweist.
  9. Saugrohr nach einer der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fläche des Wandabschnittes mindestens eine Knickfurche (27) vorgesehen ist.
  10. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpuffungsvolumen (14a) über Öffnungen (25) mit der Luftführungsgeometrie (26) korrespondiert.
  11. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpuffungsvolumen (14) als Unterdruckspeicher mit mindestens einem Unterdruckanschluß (20) ausgeführt ist.
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