EP1621776B1 - Internal combustion engine with a device for vacuum generation - Google Patents

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EP1621776B1
EP1621776B1 EP04103531A EP04103531A EP1621776B1 EP 1621776 B1 EP1621776 B1 EP 1621776B1 EP 04103531 A EP04103531 A EP 04103531A EP 04103531 A EP04103531 A EP 04103531A EP 1621776 B1 EP1621776 B1 EP 1621776B1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
vacuum
vacuum line
nozzle
Prior art date
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EP04103531A
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German (de)
French (fr)
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EP1621776A1 (en
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Rolf Illing
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/54Installations characterised by use of jet pumps, e.g. combinations of two or more jet pumps of different type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • F04F5/20Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with an air supply channel and arranged in this air supply duct first means for generating a negative pressure, which generates a negative pressure by utilizing energy components of the air supply channel flowing through the air flow, wherein the internal combustion engine is equipped with at least one main vacuum line, which in the air supply duct opens and with a negative pressure in this air supply channel can be tapped.
  • the invention relates to the use of such an internal combustion engine.
  • the problem is the fuel consumption and thus the efficiency, especially in gasoline engines.
  • the reason for this lies in the basic working method of the gasoline engine.
  • the Otto engine works with a homogeneous fuel-air mixture, that - if there is no direct injection - is prepared by external mixture formation by fuel is introduced into the intake air in the air supply channel.
  • the desired power is adjusted by changing the filling of the combustion chamber, so that the operating method of the gasoline engine - unlike the diesel engine - is based on a quantity control.
  • This load control is usually carried out by means provided in the air supply passage throttle.
  • the pressure of the intake air behind the throttle valve can be reduced more or less.
  • the air mass i. E. the quantity will be set.
  • variable valve train In contrast to conventional valve trains, in which both the stroke of the valves and the timing, ie the opening and closing times of the intake and exhaust valves, due to the non-flexible, as non-adjustable mechanism of the valve train are given as immutable sizes, they can the combustion process and thus the Fuel consumption influencing parameters are varied by variable valve trains more or less.
  • the quantity control of the gasoline engine, ie the air or fresh mixture mass supplied to the combustion chamber is not realized or regulated by means of a throttle valve, but via the variation of the timing and the stroke. With the throttle also eliminates the disadvantages associated with the throttle, in particular the throttle losses.
  • Another approach to Entdrosselung according to the prior art therefore consists in a ottomotorischen working method with stratified combustion chamber charge.
  • the stratified charge is in contrast to the otherwise homogeneous mixture, which sucks the gasoline engine, a way to operate a gasoline engine within narrow limits by means of a quality control.
  • the direct injection of the fuel is a suitable means for realizing the stratified combustion chamber charge.
  • the direct injection of the fuel into the combustion chamber leads in this way also, although not always to the complete omission of the throttle, so at least to reduce the throttle losses due to a smaller and less frequently required throttling.
  • a disadvantage of this development or of these motors is that the supply of so-called vacuum consumers made more difficult. Namely, according to the state of the art, the negative pressure arising behind the throttle valve in the air supply duct, which is due to the throttling of the sucked air flow inevitably builds up, used to certain devices - so-called vacuum consumers - to pressurize the engine with negative pressure. The area behind the throttle is used as a vacuum source.
  • a brake booster for proper operation via a vacuum line must be supplied with negative pressure, which is why this brake booster in conventional internal combustion engines preferably by means of a vacuum line, which opens behind the throttle in the air supply duct, with negative pressure.
  • An exhaust gas recirculation system, a tank ventilation, an air conditioning system or an automatic transmission are further examples of such vacuum consumers.
  • Venturi nozzles or a Venturi nozzle-like channel elements are provided in the air supply channel to ensure the supply of vacuum consumers
  • DE 198 21 686 A1 describes a check valve unit, which serves a vacuum requiring working system of a vehicle, for example, the servo motor of a power steering or the brake booster one Vehicle brake system to connect with a negative pressure generating suction system, for example, the intake manifold or the intake port of an internal combustion engine.
  • the check valve unit is intended to ensure that a negative pressure generated and required in the work system is maintained, even if the negative pressure rises or the vacuum generation in the suction system is completely interrupted. Therefore, even if the internal combustion engine described in DE 198 21 686 A1 is equipped with a throttle valve, the disclosed check valve unit can in principle also be used in internal combustion engines which have no throttle valve.
  • the check valve unit has a main channel, which is connected via its inlet to the working system, which is to be subjected to negative pressure, and with the interposition of two check valves in two places opens into an outside air channel.
  • This outside air duct which can also be referred to as an air supply duct with regard to the generic type internal combustion engine, is connected via its inlet to the air intake system of the internal combustion engine and leads via an intake duct to the combustion chamber or the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a Venturi tube is arranged with a conventional cross-sectional constriction in a Venturi tube, wherein a connecting line between the main channel and outer air channel, which is referred to as Venturi channel, opens in the region of the cross-sectional constriction in the outer air channel.
  • the second connection line opens downstream into the outside air channel.
  • DE 198 21 686 A1 discloses an internal combustion engine of the generic type, namely an internal combustion engine, with an air supply channel and arranged in this air supply duct first means for generating a negative pressure, wherein the negative pressure can be tapped by means of a vacuum line.
  • the device for generating the negative pressure which in the present case is designed as a Venturi nozzle or as Venturi tube, uses energy components of the air flow flowing through the air supply channel in the sense of the present invention.
  • the kinetic energy of the vent flow is utilized by lowering the static pressure by increasing the flow velocity in order to generate a negative pressure in this way.
  • Other forms of energy portions of the airflow within the meaning of the present invention are discussed below in connection with International Patent Application WO 00/29734.
  • the check valve which is arranged in the vacuum line of an internal combustion engine.
  • the check valve comprises a one-piece valve body having an inlet and an outlet, the inlet communicating with the outlet via a passage in which a Venturi tube is arranged.
  • This passage can again be regarded as an air supply channel in the sense of the present invention.
  • the air supply channel is connected with the interposition of a check valve by means of two connecting lines with another channel having at least two outlets, connected to the vacuum consumers can be.
  • the first connecting line opens in the region of the cross-sectional constriction of the Venturi tube in the air supply channel.
  • the other, second connecting line leads downstream in the air supply channel.
  • the vacuum consumers can be acted upon with the negative pressure generated in the air supply channel, in particular with the negative pressure generated in the Venturi tube as a result of the acceleration of the air flow. If the pressure in the air supply duct is higher than the pressure on the side of the vacuum consumers close the check valves.
  • the international patent application WO 00/29734 describes an internal combustion engine which is equipped for the realization of a throttle-free load control with gas exchange valves, which are fully variable controllable via a motor control. Due to the lack of throttle and the resulting negative pressure behind the throttle valve means for generating a negative pressure must be provided.
  • WO 00/29734 proposes a device which uses the energy components of the air flow flowing through the air supply channel to generate a negative pressure.
  • the energy components used in the device on the one hand, the flow velocity of the air flowing through the air supply channel, whereby a corresponding reduction of the static pressure is brought about by increasing the flow velocity, and / or the resulting pulse-like pressure fluctuations due to a periodic opening of the gas inlet valves in the air flow in the air supply channel exploited, which can fall below the ambient pressure and generate in this way a negative pressure.
  • a proposed embodiment of the device provides for the arrangement of a Venturi tube in the air supply channel, wherein the negative pressure generated in the Venturi tube can be tapped via a vacuum line.
  • a negative pressure consumer is connected by means of this vacuum line with the means for generating the negative pressure or with the air supply channel and supplied with negative pressure.
  • WO 00/29734 therefore also describes an internal combustion engine of the generic type.
  • DE 692 17 182 T2 which relates to a vacuum booster valve.
  • This vacuum boost valve also has a venturi d.
  • H a device for generating a negative pressure and serves to supply the vacuum consumers of an internal combustion engine with a sufficiently large negative pressure and thus to ensure the function of the partially indispensable auxiliary systems of an internal combustion engine, such as a brake booster.
  • a further sub-task of the present invention is to show uses of such an internal combustion engine.
  • the first sub-task is solved by an internal combustion engine with an air supply duct and with a first arranged in this air supply duct
  • a device for generating a negative pressure which generates a negative pressure by utilizing energy components of the air flow flowing through the air supply duct wherein the internal combustion engine is equipped with at least one main vacuum line, which opens into the air supply channel and with which a negative pressure in this air supply channel can be tapped, and characterized is that in the at least one main vacuum line, a second means for generating a negative pressure is arranged, which generates a negative pressure by utilization of energy components of the at least one main vacuum line flowing through the air flow.
  • the first device - which is arranged in a conventional manner in the air supply duct - created negative pressure by means of a main vacuum line and amplified by means of a further second device which is provided in the main vacuum line.
  • the static pressure of the air flow is lowered in this way in a two-stage process to a level that can not be realized with conventional means for generating a negative pressure - as described in the introduction - or only at the expense of adjusting unacceptable disadvantages in terms of Operation of the internal combustion engine can be realized.
  • a second means for generating a negative pressure is provided away from the air supply channel, the generation of a sufficiently high negative pressure is possible without adversely affecting the flow in the air supply channel, the supply of the internal combustion engine with combustion air or Fresh mixture is used and therefore basically a low flow resistance should have.
  • the generation of the negative pressure and the supply of the internal combustion engine with combustion air or fresh mixture is not completely decoupled in this way, but partially and to a considerable extent.
  • the proposed device for generating a negative pressure can be realized with a relatively low cost.
  • - already conventional internal combustion engines are often equipped with a first means for generating a negative pressure in the air supply duct and have a vacuum line for tapping this negative pressure, so that for the formation of an internal combustion engine according to the invention only a second device for generating a negative pressure in the already existing vacuum line, which is referred to as the main vacuum line according to the invention, must be arranged.
  • the proposed solution according to the invention for generating a sufficiently high negative pressure is also suitable for retrofitting already on the market internal combustion engines, which is fundamentally advantageous in terms of the introduction of new concepts, if it is taken into account that the average life of an internal combustion engine is more than ten years ,
  • internal combustion engines located in traffic can be converted to the internal combustion engine according to the invention by inserting a second device for generating a negative pressure in the already existing main vacuum line.
  • the first means for generating a negative pressure is formed as a nozzle, which has a cross-sectional constriction.
  • the air flow in the nozzle is accelerated due to the narrowing cross-section, whereby the static pressure is lowered.
  • This embodiment uses as an energy component, the flow velocity of the air flowing through the air supply duct to generate the negative pressure, without additional measures are required, in particular no additional auxiliary power is needed.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the size of the cross section of the cross-sectional constriction is variable are advantageous.
  • the cross-sectional constriction can be adapted to the respective operating state.
  • sufficiently large negative pressures can be generated in this way even with the then present small air mass flows with correspondingly narrow flow cross sections.
  • These narrow flow cross sections which represent an undesirable flow resistance with increasing speed or increasing load due to the increasing air mass flows, can then be adapted in a targeted manner. be enlarged.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which this first device for generating a negative pressure is designed as a Venturi nozzle are advantageous.
  • a Venturi tube is a known component, so that there is sufficient knowledge and experience with regard to the use of such a tube, which not only simplifies the design of the internal combustion engine according to the invention, but also makes it more cost-effective.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the first device designed as a nozzle for generating a negative pressure is formed as part of the air supply channel are advantageous, in that the outer walls of the nozzle form part of the outer walls of the air supply channel.
  • the nozzle is preferably formed integrally with the air supply channel as a monolithic component. This is particularly appropriate in embodiments of the internal combustion engine, in which the air supply channel is designed as Ansaugsammelrohr.
  • the intake manifold is usually a molded, often injection molded plastic part, so that the design of the nozzle already in the design and manufacture of the intake manifold can be considered. An assembly of the nozzle is omitted in this embodiment, which supports the solution of the invention underlying task to provide a cost-effective concept as possible.
  • embodiments of the internal combustion engine may also be advantageous in which the first device designed as a nozzle for generating a negative pressure in the air supply channel is arranged in such a way that the nozzle is surrounded by the air supply channel, so that the air flow can flow through the nozzle inside and outside , In this way, not all of the air flow passage through the air supply passage is passed through the nozzle and constricted, but only a more or less small partial flow. The remaining part of the air flow is passed outside the nozzle and remains almost unaffected.
  • embodiments of the internal combustion engine in which the air supply channel is formed as a bypass line of an intake manifold.
  • the air flow in Ansaugsammelrohr should not be disturbed.
  • use cases are meant in which one would like to have the possibility of completely suppressing the flow through the device for generating negative pressure, as provided, for example, in DE 198 21 686 A1.
  • this can only be realized by means of a valve provided in the bypass line. A complete blockage of the air supply channel is prohibited.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one main vacuum line in the region of the cross-sectional constriction of the first device for generating a negative pressure opens into the air supply channel are advantageous.
  • Background of this embodiment is that the static pressure in the narrowest cross section is lowest, since the flow velocity of the Air flow is the highest, which promotes or supports the provision of the largest possible negative pressure.
  • embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the second means for generating a negative pressure is formed as a nozzle having a cross-sectional constriction.
  • embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the size of the cross-section of the cross-sectional constriction is variable.
  • the second device for generating a negative pressure is designed as a Venturi nozzle.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the second device designed as a nozzle for generating a negative pressure is formed as part of the at least one main vacuum line are also advantageous, in that the outer walls of the nozzle form part of the outer walls of the at least one main vacuum line.
  • the second device designed as a nozzle for generating a negative pressure in the at least one main vacuum line is arranged, in such a way that the nozzle Is surrounded by the main vacuum line, so that the nozzle is internally and externally flowed through by the main vacuum line flowing through the air flow.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which at least one secondary vacuum line is provided, which opens into the at least one main vacuum line and with which a negative pressure in the main vacuum line can be tapped off, are advantageous.
  • At least one secondary vacuum line vacuum consumers can be connected and subjected to negative pressure.
  • a consumer can be connected both to the secondary vacuum line and to the main vacuum line.
  • the negative pressure consumer connected to the secondary vacuum line is then subjected to the vacuum boosted according to the invention, while the consumer connected to the main vacuum line is subjected to the vacuum tapped in the air supply duct.
  • sensitive consumers are connected to the secondary vacuum line, which must be safely supplied under all operating conditions with a sufficiently high negative pressure, because they are - for example - as the brake booster - indispensable for driving safety.
  • To the main vacuum line then less relevant systems would be connected, such as an air conditioner.
  • both a plurality of main vacuum lines and a plurality of secondary vacuum lines can be provided, which takes into account the fact that an internal combustion engine generally has a plurality of vacuum consumers to be connected.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one secondary vacuum line in the region of the cross-sectional constriction of the second device for generating a negative pressure opens into the at least one main vacuum line are advantageous.
  • the static pressure in the narrowest cross-section is lowest or the negative pressure most pronounced.
  • At least one secondary vacuum line is provided which opens into the air supply channel and with which a negative pressure in this air supply channel can be tapped.
  • This secondary vacuum line differs from a main vacuum line in that it has no second means for generating a negative pressure, so that it is acted upon only with the tapped in the air supply passage negative pressure.
  • vacuum consumers can also be connected, preferably consumers who only need a low vacuum.
  • the second of the invention underlying subtask is achieved by a use of the described internal combustion engine for supplying a brake booster, to which the brake booster with the at least one main vacuum line, with the at least one secondary vacuum line, but preferably is connected to the at least one secondary vacuum line.
  • the second of the invention underlying subtask is also achieved by a use of the described internal combustion engine to power an automatic transmission, an air conditioner, an exhaust gas recirculation system, a tank ventilation, a power steering or the like.
  • the connection of this Systems or vacuum consumers takes place in the same way as described for the brake booster.
  • the use of the internal combustion engine according to the invention provides in particular for increased driving safety, which is achieved by providing a sufficiently high negative pressure under all operating conditions of the internal combustion engine.
  • Figure 1 shows schematically a section of a first embodiment of the internal combustion engine according to the invention in a side view and cut. Shown here is only the part of the internal combustion engine, which is relevant to the generation of a negative pressure in question here.
  • Figure 1 shows an air supply channel 1, which has an inlet opening 2 and an outlet opening 3 and which serves to supply an internal combustion engine with combustion air or fresh mixture.
  • an air flow or fresh mixture flow through the inlet opening 2 in the air supply channel 1, wherein the outlet port 3 is connected in the manner of the internal combustion engine that sucked through the air supply duct air or the sucked fresh mixture to a combustion chamber or the combustion chambers of the internal combustion engine is guided (not shown).
  • a first means for generating a negative pressure 4 is arranged in the air supply channel 1.
  • this first device for generating a negative pressure 4 is designed as a nozzle 10.
  • the nozzle 10 has a cross-sectional constriction 12 and is formed in such a way that the nozzle 10 forms part of the air supply channel 1.
  • the outer walls of the nozzle 10 form part of the outer walls of the air supply channel. 1
  • a main vacuum line 5 4 opens into the air supply duct 1 or into the nozzle 10, with which a negative pressure setting in the cross-sectional constriction 12 during operation of the internal combustion engine can be tapped.
  • a second device for generating a negative pressure 6 is arranged, wherein this second device 6 is formed as a nozzle 11 having a cross-sectional constriction 13.
  • the tapped by means of the main vacuum line 5 vacuum is in this way - in a sense in a two-step process - amplifies verst and the vacuum consumers available.
  • the vacuum consumers can be connected to the main vacuum line 5 and / or to the secondary vacuum line 7, which opens into the main vacuum line 5.
  • the secondary vacuum line 7 opens into the main vacuum line 5 in the region of the cross-sectional constriction 13 of the second device for generating a negative pressure 6.
  • a secondary vacuum line 8 are provided (shown in dashed lines) to which also vacuum consumers can be connected and in the illustrated embodiment - as the main vacuum line 5 - in the region of the cross-sectional constriction 12 of the nozzle 10 into the air supply channel 1 and the nozzle 10 opens ,
  • This secondary vacuum line 8 can also be equipped with a device for generating a negative pressure and then serve as a second main vacuum line to amplify the tapped in the nozzle 10 negative pressure.
  • a plurality of main vacuum lines 5, a plurality of secondary vacuum lines 8 and / or a plurality of secondary vacuum lines 7 can be provided, which leads to further embodiments of the internal combustion engine according to the invention.
  • the number of these lines can be adapted to the number of vacuum consumers to be supplied.
  • Figure 2a shows schematically a section of a second embodiment of the internal combustion engine according to the invention in a side view and cut.
  • Figure 2b shows this second embodiment along the section A-A, which is indicated in Figure 2a. Only the differences from the embodiment shown in Figure 1 will be discussed, for which reason reference is otherwise made to Figure 1. For the same components, the same reference numerals have been used.
  • the first device designed as a nozzle 10 for generating a negative pressure 4 is arranged in the air supply channel 1.
  • the nozzle 10 is surrounded by the air supply channel 1, so that the nozzle 10 is flowed through inside and outside of the air flow flowing through the air supply channel 1.
  • the nozzle 10 by means of struts 9a ', 9a ", 9b', 9b", 9c ', 9c ", 9d', 9d” fixed to the inner wall of the air supply channel 1.
  • struts 9a ', 9a ", 9b', 9b", 9c ', 9c ", 9d', 9d" fixed to the inner wall of the air supply channel 1.
  • the remaining part of the air flow is passed outside the inner wall of the air supply duct 1 and nozzle 10 to the nozzle 10 and remains - apart from the struts 9a ', 9a ", 9b', 9b", 9c ', 9c ", 9d', 9d” - almost unaffected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Luftzufuhrkanal und mit einer in diesem Luftzufuhrkanal angeordneten ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks, welche einen Unterdruck durch Ausnutzung von Energieanteilen der den Luftzufuhrkanal durchströmenden Luftströmung erzeugt, wobei die Brennkraftmaschine mit mindestens einer Hauptunterdruckleitung ausgestattet ist, welche in den Luftzufuhrkanal mündet und mit der ein Unterdruck in diesem Luftzufuhrkanal abgreifbar ist.The invention relates to an internal combustion engine with an air supply channel and arranged in this air supply duct first means for generating a negative pressure, which generates a negative pressure by utilizing energy components of the air supply channel flowing through the air flow, wherein the internal combustion engine is equipped with at least one main vacuum line, which in the air supply duct opens and with a negative pressure in this air supply channel can be tapped.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Brennkraftmaschine.Furthermore, the invention relates to the use of such an internal combustion engine.

Nach dem Stand der Technik werden Brennkraftmaschinen - wie die oben genannte gattungsbildende Brennkraftmaschine - insbesondere dann mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgestattet, wenn sie mit einer drosselfreien Laststeuerung betrieben werden. Aus diesem Grunde wird im folgenden kurz Stellung zur drosselfreien Laststeuerung im allgemeinen genommen. Insbesondere wird erläutert, weshalb eine zunehmende Entwicklung hin zu drosselfrei betriebenen Brennkraftmaschinen zu beobachten ist und welche Konsequenzen dies für die konzeptionelle Auslegung einer Brennkraftmaschine mit sich bringt.According to the prior art, internal combustion engines, such as the generic engine mentioned above, are equipped, in particular, with a device for generating a negative pressure when operated with a throttle-free load control. For this reason, short position for throttle-free load control in general is taken in the following. In particular, it will be explained why an increasing development towards throttle-free operated internal combustion engines is to be observed and what consequences this entails for the conceptual design of an internal combustion engine.

Aufgrund der begrenzten Ressourcen an fossilen Energieträgern, insbesondere aufgrund der begrenzten Vorkommen an Mineralöl als Rohstoff für die Gewinnung von Brennstoffen für den Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen, ist man bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren ständig bemüht, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, wobei eine verbesserte d. h. effektivere Verbrennung im Vordergrund der Bemühungen steht.Due to the limited resources of fossil fuels, especially due to the limited presence of mineral oil as a raw material for the production of fuels for the operation of internal combustion engines, the development of internal combustion engines is constantly striving to minimize fuel consumption, with an improved d. H. more effective combustion is at the forefront of the effort.

Problematisch ist der Kraftstoffverbrauch und damit der Wirkungsgrad insbesondere bei Ottomotoren. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des Ottomotors. Der Ottomotor arbeitet mit einem homogenen Brennstoff-Luftgemisch, daß - sofern keine Direkteinspritzung vorliegt - durch äußere Gemischbildung aufbereitet wird, indem in die angesaugte Luft im Luftzufuhrkanal Kraftstoff eingebracht wird. Die Einstellung der gewünschten Leistung erfolgt durch Veränderung der Füllung des Brennraumes, so daß dem Arbeitsverfahren des Ottomotors - anders als beim Dieselmotor - eine Quantitätsregelung zugrunde liegt.The problem is the fuel consumption and thus the efficiency, especially in gasoline engines. The reason for this lies in the basic working method of the gasoline engine. The Otto engine works with a homogeneous fuel-air mixture, that - if there is no direct injection - is prepared by external mixture formation by fuel is introduced into the intake air in the air supply channel. The desired power is adjusted by changing the filling of the combustion chamber, so that the operating method of the gasoline engine - unlike the diesel engine - is based on a quantity control.

Diese Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Luftzufuhrkanal vorgesehenen Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Je weiter die Drosselklappe geschlossen ist d. h. je mehr sie den Luftzufuhrkanal versperrt, desto höher ist der Druckverlust der angesaugten Luft über die Drosselklappe hinweg und desto geringer ist der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe und vor dem Einlaß in den Brennraum. Bei konstantem Brennraumvolumen kann auf diese Weise über den Druck der angesaugten Luft die Luftmasse d.h. die Quantität eingestellt werden.This load control is usually carried out by means provided in the air supply passage throttle. By adjusting the throttle, the pressure of the intake air behind the throttle valve can be reduced more or less. The further the throttle is closed d. H. the more it obstructs the air intake passage, the higher the pressure loss of the intake air across the throttle and the lower the pressure of the intake air behind the throttle and before the intake into the combustion chamber. With a constant combustion chamber volume, the air mass, i. E. the quantity will be set.

Die Quantitätsregelung mittels Drosselklappe hat thermodynamische Nachteile. Insbesondere führt sie aufgrund der Druckabsenkung der angesaugten Luft zu größeren Ladungswechselverlusten. Dies erklärt auch, weshalb sich diese Art der Laststeuerung gerade im Teillastbereich als nachteilig erweist, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Luftzufuhrkanal.The quantity regulation by means of throttle valve has thermodynamic disadvantages. In particular, due to the pressure reduction of the intake air, it leads to larger charge exchange losses. This also explains why this type of load control proves disadvantageous especially in the partial load range, because low loads require high throttling and pressure reduction in the air supply duct.

Um die beschriebenen Drosselverluste zu senken und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, wurden verschiedene Strategien zur Laststeuerung entwickelt, die eine Entdrosselung der Brennkraftmaschine, vorzugsweise durch eine vollständige Eliminierung der Drosselklappe, anstreben.In order to reduce the throttle losses described and thus to reduce fuel consumption, various load control strategies have been developed which seek to dethrottle the engine, preferably by completely eliminating the throttle.

Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens besteht in der Verwendung eines variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten, d. h. die Offnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile, bedingt durch die nicht flexible, da nicht verstellbare Mechanik des Ventiltriebes als unveränderliche Größen vorgegeben sind, können diese den Verbrennungsprozeß und damit den Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr oder weniger stark variiert werden. Die Quantitätsregelung des Ottomotors d. h. die dem Brennraum zugeführte Luft- bzw. Frischgemischmasse wird dabei nicht mittels einer Drosselklappe, sondern über die Variation der Steuerzeiten und des Hubes realisiert bzw. geregelt. Mit der Drosselklappe entfallen auch die mit der Drosselklappe verbundenen Nachteile, insbesondere die Drosselverluste.
Aufgrund der Tatsache, daß beim Ottomotor durch die prinzipbedingte Drosselung im Teillastbereich hohe Ladungswechselverluste mit den daraus resultierenden relativ schlechten Teillastwirkungsgraden auftreten und andererseits beim Dieselmotor die Qualitätsregelung zu einem relativ guten Wirkungsgrad im Teillastbereich und damit zu einem günstigen Kraftstoffverbrauch führt, wurden schon früh Versuche unternommen, beide Arbeitsverfahren miteinander zu kombinieren.
One approach to de-throttling the Otto engine method is to use a variable valve train. In contrast to conventional valve trains, in which both the stroke of the valves and the timing, ie the opening and closing times of the intake and exhaust valves, due to the non-flexible, as non-adjustable mechanism of the valve train are given as immutable sizes, they can the combustion process and thus the Fuel consumption influencing parameters are varied by variable valve trains more or less. The quantity control of the gasoline engine, ie the air or fresh mixture mass supplied to the combustion chamber, is not realized or regulated by means of a throttle valve, but via the variation of the timing and the stroke. With the throttle also eliminates the disadvantages associated with the throttle, in particular the throttle losses.
Due to the fact that in the gasoline engine due to the principle throttling in the partial load high charge exchange losses occur with the resulting relatively poor partial load efficiencies and on the other hand the diesel engine quality control leads to a relatively good efficiency in the partial load range and thus to a favorable fuel consumption, attempts were made early on, to combine both working methods.

Ein weiterer Lösungsansatz zur Entdrosselung nach dem Stand der Technik besteht deshalb in einem ottomotorischen Arbeitsverfahren mit geschichteter Brennraumladung. Die Schichtladung ist dabei im Gegensatz zu dem ansonsten homogenen Gemisch, welches der Ottomotor ansaugt, eine Möglichkeit einen Ottomotor in engen Grenzen mittels einer Qualitätsregelung zu betreiben. Dabei ist die direkte Einspritzung des Kraftstoffes ein geeignetes Mittel zur Realisierung der geschichteten Brennraumladung. Die Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum führt auf diese Weise ebenfalls, wenn auch nicht immer zum vollständigen Wegfall der Drosselklappe, so doch zur Verminderung der Drosselverluste infolge einer geringeren und weniger häufig erforderlichen Drosselung.Another approach to Entdrosselung according to the prior art therefore consists in a ottomotorischen working method with stratified combustion chamber charge. The stratified charge is in contrast to the otherwise homogeneous mixture, which sucks the gasoline engine, a way to operate a gasoline engine within narrow limits by means of a quality control. In this case, the direct injection of the fuel is a suitable means for realizing the stratified combustion chamber charge. The direct injection of the fuel into the combustion chamber leads in this way also, although not always to the complete omission of the throttle, so at least to reduce the throttle losses due to a smaller and less frequently required throttling.

Der Marktanteil an Ottomotoren, die über eine Direkteinspritzung und/oder eine variablen Ventiltrieb verfügen, nimmt ständig weiter zu, weshalb diese Motoren für die Automobilhersteller eine immer größere wirtschaftliche Bedeutung erlangen.The market share of gasoline engines, which have a direct injection and / or a variable valve train, is constantly increasing, which is why these engines are becoming increasingly important for car manufacturers.

Nachteilig an dieser Entwicklung bzw. an diesen Motoren ist, daß sich die Versorgung von sogenannten Unterdruckverbrauchern schwieriger gestaltet. Nach dem Stand der Technik wird nämlich der sich hinter der Drosselklappe im Luftzufuhrkanal einstellende Unterdruck, der sich infolge der Drosselung der angesaugten Luftströmung zwangsläufig aufbaut, dazu genutzt, bestimmte Vorrichtungen - sogenannte Unterdruckverbraucher - der Brennkraftmaschine mit Unterdruck zu beaufschlagen. Der Bereich hinter der Drosselklappe wird als Unterdruckquelle genutzt.A disadvantage of this development or of these motors is that the supply of so-called vacuum consumers made more difficult. Namely, according to the state of the art, the negative pressure arising behind the throttle valve in the air supply duct, which is due to the throttling of the sucked air flow inevitably builds up, used to certain devices - so-called vacuum consumers - to pressurize the engine with negative pressure. The area behind the throttle is used as a vacuum source.

So muß beispielsweise ein Bremskraftverstärker für einen einwandfreien Betrieb über eine Unterdruckleitung mit Unterdruck versorgt werden, weshalb dieser Bremskraftverstärker bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen vorzugsweise mittels einer Unterdruckleitung, die hinter der Drosselklappe in den Luftzufuhrkanal mündet, mit Unterdruck versorgt wird. Ein Abgasrückführsystem, eine Tankbelüftung, eine Klimaanlage oder ein Automatikgetriebe sind weitere Beispiele für derartige Unterdruckverbraucher.For example, a brake booster for proper operation via a vacuum line must be supplied with negative pressure, which is why this brake booster in conventional internal combustion engines preferably by means of a vacuum line, which opens behind the throttle in the air supply duct, with negative pressure. An exhaust gas recirculation system, a tank ventilation, an air conditioning system or an automatic transmission are further examples of such vacuum consumers.

Daraus ergibt sich aber für entdrosselte Brennkraftmaschinen, beispielsweise für Brennkraftmaschinen, die mit einer variablen Ventilsteuerung und/oder einer Direkteinspritzung ausgestattet sind, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei denen die Drosselklappe vollständig entfällt, die Notwendigkeit bzw. der Bedarf eine alternative Unterdruckquelle zur Verfügung zu stellen, um die Unterdruckverbraucher weiterhin versorgen zu können.However, this results for Entschrosselte internal combustion engines, for example, for internal combustion engines, which are equipped with a variable valve timing and / or direct injection, especially for internal combustion engines, in which the throttle is completely eliminated, the need or the need to provide an alternative vacuum source available to continue to supply the vacuum consumers.

Die beschriebene Problematik einer fehlenden bzw. unzureichenden Unterdruckquelle tritt im übrigen auch schon bei herkömmlichen, mit einer Drosselklappe ausgestatteten Brennkraftmaschinen auf, wenn diese Brennkraftmaschinen im Vollastbetrieb d. h. mit vollständig geöffneter Drosselklappe ungedrosselt arbeiten.The problem described a missing or insufficient vacuum source occurs, moreover, even in conventional equipped with a throttle engine, when these engines in full load d. H. work with the throttle fully open unthrottled.

Nach dem Stand der Technik werden Venturidüsen bzw. einer Venturidüse ähnliche Kanalelemente im Luftzufuhrkanal vorgesehen, um die Versorgung der Unterdruckverbraucher sicherzustellenAccording to the prior art, Venturi nozzles or a Venturi nozzle-like channel elements are provided in the air supply channel to ensure the supply of vacuum consumers

Die DE 198 21 686 A1 beschreibt eine Rückschlagventileinheit, die dazu dient, ein Unterdruck benötigendes Arbeitssystem eines Fahrzeuges, beispielsweise den Servomotor einer Servolenkung oder den Bremskraftverstärker einer Fahrzeugbremsanlage, mit einem einen Unterdruck erzeugenden Saugsystem, beispielsweise dem Saugrohr bzw. dem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine zu verbinden. Die Rückschlagventileinheit soll gewährleisten, daß ein im Arbeitssystem erzeugter und benötigter Unterdruck erhalten bleibt, selbst wenn der Unterdruck ansteigt oder die Unterdruckerzeugung im Saugsystem vollständig unterbrochen ist. Daher kann - auch wenn die in der DE 198 21 686 A1 beschriebene Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe ausgestattet ist - die offenbarte Rückschlagventileinheit grundsätzlich auch bei Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, die keine Drosselklappe aufweisen.DE 198 21 686 A1 describes a check valve unit, which serves a vacuum requiring working system of a vehicle, for example, the servo motor of a power steering or the brake booster one Vehicle brake system to connect with a negative pressure generating suction system, for example, the intake manifold or the intake port of an internal combustion engine. The check valve unit is intended to ensure that a negative pressure generated and required in the work system is maintained, even if the negative pressure rises or the vacuum generation in the suction system is completely interrupted. Therefore, even if the internal combustion engine described in DE 198 21 686 A1 is equipped with a throttle valve, the disclosed check valve unit can in principle also be used in internal combustion engines which have no throttle valve.

Um die Versorgung der Arbeitssysteme mit einem ausreichend hohen Unterdruck zu gewährleisten und diesen Unterdruck aufrechtzuerhalten, weist die Rückschlagventileinheit einen Hauptkanal auf, der über seinen Einlaß mit dem Arbeitsystem, welches mit Unterdruck beaufschlagt werden soll, verbunden ist und unter Zwischenschaltung von zwei Rückschlagventilen an zwei Stellen in einen Außenluftkanal mündet. Dieser Außenluftkanal, der im Hinblick auf die gattungsbildende Brennkraftmaschine auch als Luftzufuhrkanal bezeichnet werden kann, ist über seinen Einlaß mit dem Luftansaugsystem der Brennkraftmaschine verbunden und führt über einen Ansaugkanal zum Brennraum bzw. den Brennräumen der Brennkraftmaschine. Im Außenluftkanal ist ein Venturi-Rohr mit einer bei einem Venturi-Rohr üblichen Querschnittsverengung angeordnet, wobei eine Verbindungsleitung zwischen Hauptkanal und Außenluftkanal, die als Venturikanal bezeichnet wird, im Bereich der Querschnittsverengung in den Außenluftkanal mündet. Die zweite Verbindungsleitung mündet stromabwärts in den Außenluftkanal.To ensure the supply of the work systems with a sufficiently high negative pressure and maintain this negative pressure, the check valve unit has a main channel, which is connected via its inlet to the working system, which is to be subjected to negative pressure, and with the interposition of two check valves in two places opens into an outside air channel. This outside air duct, which can also be referred to as an air supply duct with regard to the generic type internal combustion engine, is connected via its inlet to the air intake system of the internal combustion engine and leads via an intake duct to the combustion chamber or the combustion chambers of the internal combustion engine. In the outside air duct, a Venturi tube is arranged with a conventional cross-sectional constriction in a Venturi tube, wherein a connecting line between the main channel and outer air channel, which is referred to as Venturi channel, opens in the region of the cross-sectional constriction in the outer air channel. The second connection line opens downstream into the outside air channel.

Ausgehend von einer druckausgeglichenen Situation wird beim Starten des Motors Luft aus dem angeschlossenen Arbeitssystem überwiegend über die zweite Verbindungsleitung abgesaugt. Bei Erreichen eines bestimmten Unterdruckniveaus wird das in der zweiten Verbindungsleitung angeordnete Rückschlagventil geschlossen und ausschließlich Luft über den Venturikanal abgesaugt. Die Außenluft wird dabei über das Venturi-Rohr angesaugt, wobei die Luftströmung mit zunehmender Querschnittsverengung beschleunigt wird, was zu einer Absenkung des statischen Druckes d. h. zur Ausbildung eines Unterdruckes im Venturi-Rohr führt. Im Bereich des engsten Querschnittes des Venturi-Rohres wird dieser Unterdruck mittels der ersten Verbindungsleitung abgegriffen. Das diesen Unterdruck benötigende Arbeitssystem wird über die erste Verbindungsleitung und den Hauptkanal mit diesem Unterdruck beaufschlagt.Starting from a pressure-balanced situation, when the engine is started, air is extracted from the connected working system, predominantly via the second connecting line. When a certain vacuum level is reached, the non-return valve arranged in the second connecting line is closed and only air is sucked out via the Venturi channel. The outside air is sucked in through the Venturi tube, whereby the air flow is accelerated with increasing cross-sectional constriction, resulting in a lowering the static pressure that leads to the formation of a negative pressure in the Venturi tube. In the region of the narrowest cross section of the Venturi tube, this negative pressure is tapped by means of the first connecting line. The working system requiring this negative pressure is supplied with this negative pressure via the first connecting line and the main channel.

Damit offenbart die DE 198 21 686 A1 eine Brennkraftmaschine der gattungsbildenden Art, nämlich eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftzufuhrkanal und mit einer in diesem Luftzufuhrkanal angeordneten ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks, wobei der Unterdruck mittels einer Unterdruckleitung abgegriffen werden kann.Thus, DE 198 21 686 A1 discloses an internal combustion engine of the generic type, namely an internal combustion engine, with an air supply channel and arranged in this air supply duct first means for generating a negative pressure, wherein the negative pressure can be tapped by means of a vacuum line.

Die Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks, die vorliegend als Venturi-Düse bzw. als Venturi-Rohr ausgebildet ist, nutzt dabei Energieanteile der den Luftzufuhrkanal durchströmenden Luftströmung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Als Energieanteil wird dabei die kinetische Energie der Lüftströmung genutzt, indem durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der statische Druck abgesenkt wird, um auf diese Weise einen Unterdruck zu generieren. Andere Formen von Energieanteilen der Luftströmung im Sinne der vorliegenden Erfindung werden weiter unten im Zusammenhang mit der internationalen Patenanmeldung WO 00/29734 erörtert.The device for generating the negative pressure, which in the present case is designed as a Venturi nozzle or as Venturi tube, uses energy components of the air flow flowing through the air supply channel in the sense of the present invention. As an energy component, the kinetic energy of the vent flow is utilized by lowering the static pressure by increasing the flow velocity in order to generate a negative pressure in this way. Other forms of energy portions of the airflow within the meaning of the present invention are discussed below in connection with International Patent Application WO 00/29734.

Die DE 43 44 624 A1 beschreibt ein Rückschlagventil, das in der Unterdruckleitung einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Rückschlagventil umfaßt einen einteiligen Ventilkörper mit einem Einlaß und einem Auslaß, wobei der Einlaß über einen Durchgang, in dem ein Venturi-Rohr angeordnet ist, mit dem Auslaß in Verbindung steht. Dieser Durchgang kann wiederum als Luftzufuhrkanal im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen werden.DE 43 44 624 A1 describes a check valve, which is arranged in the vacuum line of an internal combustion engine. The check valve comprises a one-piece valve body having an inlet and an outlet, the inlet communicating with the outlet via a passage in which a Venturi tube is arranged. This passage can again be regarded as an air supply channel in the sense of the present invention.

Wie bei der zuvor beschriebenen Rückschlagventileinheit gemäß der DE 198 21 686 A1 ist der Luftzufuhrkanal unter Zwischenschaltung jeweils eines Rückschlagventils mittels zweier Verbindungsleitungen mit einem weiteren Kanal verbunden, der mindestens zwei Auslässe aufweist, an die Unterdruckverbraucher angeschlossen werden können. Die erste Verbindungsleitung mündet dabei im Bereich der Querschnittsverengung des Venturi-Rohres in den Luftzufuhrkanal. Die andere, zweite Verbindungsleitung führt stromabwärts in den Luftzufuhrkanal.As in the previously described check valve unit according to DE 198 21 686 A1, the air supply channel is connected with the interposition of a check valve by means of two connecting lines with another channel having at least two outlets, connected to the vacuum consumers can be. The first connecting line opens in the region of the cross-sectional constriction of the Venturi tube in the air supply channel. The other, second connecting line leads downstream in the air supply channel.

Auf diese Weise können die Unterdruckverbraucher mit dem in dem Luftzufuhrkanal generierten Unterdruck, insbesondere mit dem - infolge der Beschleunigung der Luftströmung - im Venturi-Rohr erzeugten Unterdruck beaufschlagt werden. Ist der Druck im Luftzufuhrkanal höher als der Druck auf der Seite der Unterdruckverbraucher schließen die Rückschlagventile.In this way, the vacuum consumers can be acted upon with the negative pressure generated in the air supply channel, in particular with the negative pressure generated in the Venturi tube as a result of the acceleration of the air flow. If the pressure in the air supply duct is higher than the pressure on the side of the vacuum consumers close the check valves.

Mittels des in der DE 43 44 624 A1 beschriebenen Rückschlagventils können somit Einrichtungen zur Erzeugung eines Unterdruckes ausgebildet werden, um beispielsweise Bremskraftverstärker, Automatikgetriebe und dergleichen sicher und ausreichend mit einem genügend großen Unterdruck zu versorgen und diesen aufrechtzuerhalten.By means of the non-return valve described in DE 43 44 624 A1 thus means for generating a negative pressure can be formed to provide, for example, brake booster, automatic transmission and the like safe and sufficient with a sufficiently large negative pressure and maintain it.

Die internationale Patentanmeldung WO 00/29734 beschreibt eine Brennkraftmaschine, die zur Realisierung einer drosselfreien Laststeuerung mit Gaswechselventilen ausgestattet ist, welche über eine Motorsteuerung voll variabel ansteuerbar sind. Aufgrund der fehlenden Drosselklappe und des damit entfallenden Unterdruckes hinter der Drosselklappe muß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes vorgesehen werden.The international patent application WO 00/29734 describes an internal combustion engine which is equipped for the realization of a throttle-free load control with gas exchange valves, which are fully variable controllable via a motor control. Due to the lack of throttle and the resulting negative pressure behind the throttle valve means for generating a negative pressure must be provided.

Hierzu schlägt die WO 00/29734 eine Einrichtung vor, die die Energieanteile der den Luftzufuhrkanal durchströmenden Luftströmung zur Erzeugung eines Unterdruckes nutzt. Als Energieanteile wird bei der Einrichtung zum einen die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Luftzufuhrkanal strömenden Luft ausgenutzt, wobei durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit eine entsprechende Absenkung des statischen Druckes herbeigeführt wird, und/oder die infolge einer periodischen Öffnung der Gaseinlaßventile in der Luftströmung im Luftzufuhrkanal entstehenden impulsartigen Druckschwankungen ausgenutzt, die den Umgebungsdruck unterschreiten können und auf diese Weise einen Unterdruck generieren.For this purpose, WO 00/29734 proposes a device which uses the energy components of the air flow flowing through the air supply channel to generate a negative pressure. The energy components used in the device on the one hand, the flow velocity of the air flowing through the air supply channel, whereby a corresponding reduction of the static pressure is brought about by increasing the flow velocity, and / or the resulting pulse-like pressure fluctuations due to a periodic opening of the gas inlet valves in the air flow in the air supply channel exploited, which can fall below the ambient pressure and generate in this way a negative pressure.

Eine vorgeschlagene Ausführungsform der Einrichtung sieht hierfür die Anordnung eines Venturi-Rohres im Luftzufuhrkanal vor, wobei der im Venturi-Rohr erzeugte Unterdruck über eine Unterdruckleitung abgegriffen werden kann. Ein Unterdruckverbraucher wird mittels dieser Unterdruckleitung mit der Einrichtung zur Erzeugung des Unterdruckes bzw. mit dem Luftzufuhrkanal verbunden und mit Unterdruck versorgt.A proposed embodiment of the device provides for the arrangement of a Venturi tube in the air supply channel, wherein the negative pressure generated in the Venturi tube can be tapped via a vacuum line. A negative pressure consumer is connected by means of this vacuum line with the means for generating the negative pressure or with the air supply channel and supplied with negative pressure.

Die WO 00/29734 beschreibt daher ebenfalls eine Brennkraftmaschine der gattungsbildenden Art.WO 00/29734 therefore also describes an internal combustion engine of the generic type.

Ergänzend sei auf die DE 692 17 182 T2 hingewiesen, die ein Unterdruckverstärkungsventil zum Gegenstand hat. Dieses Unterdruckverstärkungsventil weist ebenfalls eine Venturidüse d. h. eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes auf und dient dazu, die Unterdruckverbraucher einer Brennkraftmaschine mit einem ausreichend großen Unterdruck zu versorgen und damit die Funktion der teilweise unverzichtbaren Hilfssysteme einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Bremskraftverstärkers, sicherzustellen.In addition, reference is made to DE 692 17 182 T2, which relates to a vacuum booster valve. This vacuum boost valve also has a venturi d. H. a device for generating a negative pressure and serves to supply the vacuum consumers of an internal combustion engine with a sufficiently large negative pressure and thus to ensure the function of the partially indispensable auxiliary systems of an internal combustion engine, such as a brake booster.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß Dieselmotoren prinzipbedingt d.h. aufgrund der Laststeuerung mittels Qualitätsregelung keine Drosselklappe aufweisen und nach dem Stand der Technik mit einer separaten Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Unterdruckes ausgestattet werden müssen, was kostenintensiv ist. Diese Vakuumpumpen benötigen zudem einen Antrieb und zusätzliche Antriebsenergie, die von der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden muß und die abgegebene Leistung mindert.Finally, it should be noted that diesel engines in principle, i. due to the load control by means of quality control have no throttle and must be equipped according to the prior art with a separate vacuum pump to generate a negative pressure, which is costly. These vacuum pumps also require a drive and additional drive energy, which must be provided by the internal combustion engine and reduces the output power.

Die ausführliche Beschreibung des Standes der Technik macht zum einen deutlich, daß grundsätzlich ein unvermeidbarer Bedarf an Einrichtungen besteht, die den für den sicheren Betrieb einer Brennkraftmaschine erforderlichen Unterdruck bereitstellen, insbesondere im Hinblick auf aktuelle Motorenkonzepte mit einer drosselfreien Laststeuerung, nämlich mit einer Direkteinspritzung und/oder einer variablen Ventilsteuerung.The detailed description of the state of the art makes clear, on the one hand, that in principle there is an unavoidable need for devices which provide the negative pressure required for the safe operation of an internal combustion engine, in particular with regard to current engine concepts with a throttle-free load control, namely with a direct injection and / or or a variable valve timing.

Zum anderen wird aber auch deutlich, daß die nach dem Stand der Technik vorgeschlagenen Einrichtungen wesentliche Nachteile aufweisen. Insbesondere sind sie sehr komplex und damit sehr störanfällig und sehr kostenintensiv, wobei eine separate Vakuumpumpe - wie sie derzeit bei Dieselmotoren zum Einsatz kommt - nicht nur sehr kostenintensiv ist, sondern zudem einen hohen zusätzlichen Raumbedarf hat. Dieser hohe Raumbedarf steht aber dem Ziel der Konstrukteure, im Motorraum des Kraftfahrzeuges ein möglichst effektives d. h. dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit zu realisieren, entgegen.On the other hand, however, it is also clear that the devices proposed according to the prior art have significant disadvantages. In particular, they are very complex and therefore very prone to failure and very expensive, with a separate vacuum pump - as it is currently used in diesel engines - not only very expensive, but also has a high additional space requirements. But this high space requirement is the goal of the designers, in the engine compartment of the motor vehicle as effective as possible d. H. To realize dense packaging of the entire drive unit, contrary.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Einrichtungen zur Erzeugung eines Unterdruckes besteht auch darin, daß diese Einrichtungen nicht in sämtlichen Betriebspunkten einen ausreichend hohen Unterdruck mit der notwendigen Sicherheit zur Verfügung stellen können. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Hilfssysteme wie den Bremskraftverstärker aber auch im Hinblick auf einen eventuell vorhandene Servomotor einer Servolenkung bedenklich, da es ich bei diesen Hilfssystemen um Systeme handelt, die direkten Einfluß auf die Fahrsicherheit haben, so daß ein ausreichend hoher Unterdruck als unverzichtbar anzusehen ist.Another significant disadvantage of conventional means for generating a negative pressure is also that these facilities can not provide a sufficiently high vacuum with the necessary security in all operating points. This is questionable especially with regard to auxiliary systems such as the brake booster but also with regard to a possibly existing servomotor power steering, since I am in these auxiliary systems to systems that have direct influence on driving safety, so that a sufficiently high negative pressure considered indispensable is.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine mit einem Luftzufuhrkanal und mit einer in diesem Luftzufuhrkanal angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks bereitzustellen, mit der den Unterdruckverbrauchern der Brennkraftmaschine ein ausreichend großer Unterdruck sicher zur Verfügung gestellt werden kann und mit der die nach dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, die also insbesondere über eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes verfügt, welche kostengünstiger ist als herkömmliche Einrichtungen.Against this background, it is the object of the present invention to provide an internal combustion engine with an air supply channel and arranged in this air supply channel means for generating a negative pressure, with the vacuum consumers of the internal combustion engine, a sufficiently large negative pressure can be safely provided and with the According to the prior art known disadvantages are overcome, which thus in particular has a device for generating a negative pressure, which is less expensive than conventional devices.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verwendungen einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.A further sub-task of the present invention is to show uses of such an internal combustion engine.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine Brennkraftmaschine mit einem Luftzufuhrkanal und mit einer in diesem Luftzufuhrkanal angeordneten ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks, welche einen Unterdruck durch Ausnutzung von Energieanteilen der den Luftzufuhrkanal durchströmenden Luftströmung erzeugt, wobei die Brennkraftmaschine mit mindestens einer Hauptunterdruckleitung ausgestattet ist, welche in den Luftzufuhrkanal mündet und mit der ein Unterdruck in diesem Luftzufuhrkanal abgreifbar ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß in der mindestens einen Hauptunterdruckleitung eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks angeordnet ist, welche einen Unterdruck durch Ausnutzung von Energieanteilen der die mindestens eine Hauptunterdruckleitung durchströmenden Luftströmung erzeugt.The first sub-task is solved by an internal combustion engine with an air supply duct and with a first arranged in this air supply duct A device for generating a negative pressure which generates a negative pressure by utilizing energy components of the air flow flowing through the air supply duct, wherein the internal combustion engine is equipped with at least one main vacuum line, which opens into the air supply channel and with which a negative pressure in this air supply channel can be tapped, and characterized is that in the at least one main vacuum line, a second means for generating a negative pressure is arranged, which generates a negative pressure by utilization of energy components of the at least one main vacuum line flowing through the air flow.

Erfindungsgemäß wird der in der ersten Einrichtung - die in herkömmlicher Weise im Luftzufuhrkanal angeordnet ist - erzeugte Unterdruck mittels einer Hauptunterdruckleitung abgegriffen und mittels einer weiteren zweiten Einrichtung, die in der Hauptunterdruckleitung vorgesehen ist, verstärkt. Der statische Druck der Luftströmung wird auf diese Weise in einem zweistufigen Verfahren auf ein Niveau abgesenkt, das mit herkömmlichen Einrichtungen zur Erzeugung eines Unterdruckes - wie sie in der Einleitung beschrieben sind - nicht realisiert werden kann oder das nur unter Inkaufnahme sich einstellender unakzeptabler Nachteile hinsichtlich des Betriebes der Brennkraftmaschine realisiert werden kann.According to the invention in the first device - which is arranged in a conventional manner in the air supply duct - created negative pressure by means of a main vacuum line and amplified by means of a further second device which is provided in the main vacuum line. The static pressure of the air flow is lowered in this way in a two-stage process to a level that can not be realized with conventional means for generating a negative pressure - as described in the introduction - or only at the expense of adjusting unacceptable disadvantages in terms of Operation of the internal combustion engine can be realized.

Zwar könnte ein beliebig niedriges Druckniveau auch mit herkömmlichen Einrichtungen nach dem Stand der Technik erzeugt werden, wenn beispielsweise die Querschnittsverengung des Venturi-Rohres genügend klein gewählt wird. Mit zunehmender Querschnittsverengung ergeben sich aber auch entsprechend große Strömungswiderstände im Luftzufuhrkanal, die mit Leistungseinbußen und Wirkungsgradverlusten verbunden sind.Although an arbitrarily low pressure level could be generated with conventional devices of the prior art, for example, if the cross-sectional constriction of the Venturi tube is chosen to be sufficiently small. With increasing cross-sectional constriction but also correspondingly large flow resistance in the air supply channel, which are associated with performance losses and efficiency losses.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes abseits des Luftzufuhrkanals vorgesehen wird, ist die Generierung eines ausreichend hohen Unterdruckes möglich, ohne die Strömung im Luftzufuhrkanal nachteilig zu beeinflussen, die in erster Linie der Versorgung der Brennkraftmaschine mit Verbrennungsluft bzw. Frischgemisch dient und daher grundsätzlich einen geringen Strömungswiderstand aufweisen sollte. Die Erzeugung des Unterdruckes und die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Verbrennungsluft bzw. Frischgemisch wird auf diese Weise zwar nicht vollständig, aber doch teilweise und in spürbarem Umfang entkoppelt.Characterized in that in the internal combustion engine according to the invention, a second means for generating a negative pressure is provided away from the air supply channel, the generation of a sufficiently high negative pressure is possible without adversely affecting the flow in the air supply channel, the supply of the internal combustion engine with combustion air or Fresh mixture is used and therefore basically a low flow resistance should have. The generation of the negative pressure and the supply of the internal combustion engine with combustion air or fresh mixture is not completely decoupled in this way, but partially and to a considerable extent.

Darüber hinaus läßt sich die vorgeschlagene Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes mit einem verhältnismäßig geringen Kostenaufwand realisieren. Insbesondere auch deshalb, weil - wie der Einleitung zu entnehmen ist - bereits herkömmliche Brennkraftmaschinen häufig mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes im Luftzufuhrkanal ausgestattet sind und über eine Unterdruckleitung zum Abgreifen dieses Unterdruckes verfügen, so daß zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine lediglich eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in der bereits vorhandenen Unterdruckleitung, die erfindungsgemäß als Hauptunterdruckleitung bezeichnet wird, angeordnet werden muß.In addition, the proposed device for generating a negative pressure can be realized with a relatively low cost. In particular, because - as the introduction can be seen - already conventional internal combustion engines are often equipped with a first means for generating a negative pressure in the air supply duct and have a vacuum line for tapping this negative pressure, so that for the formation of an internal combustion engine according to the invention only a second device for generating a negative pressure in the already existing vacuum line, which is referred to as the main vacuum line according to the invention, must be arranged.

Aus diesem Grund eignet sich der erfindungsgemäße Lösungsvorschlag zur Erzeugung eines ausreichend hohen Unterdruckes auch für die Nachrüstung bereits auf dem Markt befindlicher Brennkraftmaschinen, was grundsätzlich hinsichtlich der Einführung neuer Konzepte vorteilhaft ist, wenn berücksichtigt wird, daß die durchschnittliche Lebensdauer einer Brennkraftmaschine mehr als zehn Jahre beträgt. So können im Verkehr befindliche Brennkraftmaschinen durch das Einfügen einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in die bereits vorhandene Hauptunterdruckleitung zu der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine umgerüstet werden.For this reason, the proposed solution according to the invention for generating a sufficiently high negative pressure is also suitable for retrofitting already on the market internal combustion engines, which is fundamentally advantageous in terms of the introduction of new concepts, if it is taken into account that the average life of an internal combustion engine is more than ten years , Thus, internal combustion engines located in traffic can be converted to the internal combustion engine according to the invention by inserting a second device for generating a negative pressure in the already existing main vacuum line.

Ein zusätzlicher Raumbedarf ist ebenfalls nicht gegeben, zumindest aber vernachlässigbar, so daß die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine einem möglichst effektiven Packaging der gesamten Antriebseinheit nicht entgegen steht. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Vergleich zu der nach dem Stand der Technik für Dieselmotoren verwendeten separaten Vakuumpumpe.An additional space requirement is also not given, but at least negligible, so that the internal combustion engine according to the invention does not preclude the most effective possible packaging of the entire drive unit. This is a significant advantage of the present invention, particularly as compared to the prior art diesel engine separate vacuum pump.

Somit wird durch die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, mit der ein ausreichend großer Unterdruck sicher zur Verfügung gestellt werden kann und die insbesondere kostengünstiger ist als herkömmliche Brennkraftmaschinen.Thus, the first underlying object of the invention is achieved by the internal combustion engine according to the invention, namely to provide an internal combustion engine with which a sufficiently large negative pressure can be safely provided and which is in particular less expensive than conventional internal combustion engines.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erläutert. Dabei wird auch sichtbar werden, welche Möglichkeiten die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine über die oben bereits dargelegten Vorteile hinaus eröffnet.Further advantageous embodiments of the internal combustion engine are explained in connection with the subclaims. It will also become apparent which possibilities the internal combustion engine according to the invention opens above the advantages already set out above.

Vorteilhaft sind insbesondere Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Düse ausgebildet ist, die über eine Querschnittsverengung verfügt. Dabei wird die Luftströmung in der Düse infolge des sich verengenden Querschnittes beschleunigt, wodurch der statische Druck abgesenkt wird. Diese Ausführungsform nutzt als Energieanteil die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Luftzufuhrkanal strömenden Luft zur Erzeugung des Unterdruckes, ohne daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind, insbesondere keine zusätzliche Hilfsenergie benötigt wird.Particularly advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the first means for generating a negative pressure is formed as a nozzle, which has a cross-sectional constriction. The air flow in the nozzle is accelerated due to the narrowing cross-section, whereby the static pressure is lowered. This embodiment uses as an energy component, the flow velocity of the air flowing through the air supply duct to generate the negative pressure, without additional measures are required, in particular no additional auxiliary power is needed.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Größe des Querschnitts der Querschnittsverengung veränderbar ist. Dadurch kann die Querschnittsverengung dem jeweiligen Betriebszustand angepaßt werden. Bei niedrigen Drehzahlen bzw. niedrigen Lasten können auf diese Weise auch bei den dann vorliegenden kleinen Luftmassenströmen mit entsprechend eng eingestellten Strömungsquerschnitten genügend große Unterdrücke erzeugt werden. Diese engen Strömungsquerschnitte, die bei zunehmender Drehzahl bzw. zunehmender Last aufgrund der zunehmenden Luftmassenströme einen unerwünschten Strömungswiderstand darstellen, können dann gezielt angepaßt d.h. vergrößert werden.Embodiments of the internal combustion engine in which the size of the cross section of the cross-sectional constriction is variable are advantageous. As a result, the cross-sectional constriction can be adapted to the respective operating state. At low speeds or low loads sufficiently large negative pressures can be generated in this way even with the then present small air mass flows with correspondingly narrow flow cross sections. These narrow flow cross sections, which represent an undesirable flow resistance with increasing speed or increasing load due to the increasing air mass flows, can then be adapted in a targeted manner. be enlarged.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen diese erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Venturidüse ausgebildet ist. Vorteile bietet dies deshalb, weil eine Venturidüse bzw. ein Venturirohr die Luftströmung unter nur geringen Strömungsverlusten in einem bestimmten Abschnitt kurz beschleunigt. Die Strömung wird dabei nur insoweit beeinflußt und gestört wie dies für die Erzeugung eines ausreichend hohen Unterdrucks erforderlich ist, wobei die Venturidüse eben für diese Anwendung konzipiert wurde. Zudem handelt es sich bei einem Venturirohr um ein bekanntes Bauteil, so daß hinsichtlich der Verwendung eines derartigen Rohres ausreichende Kenntnisse und Erfahrungen vorliegen, was die Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine nicht nur vereinfacht, sondern auch kostengünstiger gestaltet.Embodiments of the internal combustion engine in which this first device for generating a negative pressure is designed as a Venturi nozzle are advantageous. This offers advantages because a Venturi nozzle or a Venturi tube the Air flow with only slight flow losses in a certain section accelerated briefly. The flow is influenced and disturbed only insofar as it is necessary for the generation of a sufficiently high negative pressure, the venturi was designed just for this application. In addition, a Venturi tube is a known component, so that there is sufficient knowledge and experience with regard to the use of such a tube, which not only simplifies the design of the internal combustion engine according to the invention, but also makes it more cost-effective.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die als Düse ausgebildete erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Teil des Luftzufuhrkanals ausgebildet ist, in der Art, daß die Außenwandungen der Düse einen Teil der Außenwandungen des Luftzufuhrkanals bilden. Dabei wird die Düse vorzugsweise einteilig mit dem Luftzufuhrkanal als monolithisches Bauteil ausgebildet. Dies bietet sich insbesondere bei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine an, bei denen der Luftzufuhrkanal als Ansaugsammelrohr ausgebildet ist. Das Ansaugsammelrohr ist üblicherweise ein gegossenes, häufig im Spritzgußverfahren hergestelltes Kunststoffteil, so daß die Ausbildung der Düse schon bei der Auslegung und Fertigung des Ansaugsammelrohres berücksichtigt werden kann. Ein Montage der Düse entfällt bei dieser Ausführungsform, was die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, ein möglichst kostengünstiges Konzept bereitzustellen, unterstützt.Embodiments of the internal combustion engine in which the first device designed as a nozzle for generating a negative pressure is formed as part of the air supply channel are advantageous, in that the outer walls of the nozzle form part of the outer walls of the air supply channel. In this case, the nozzle is preferably formed integrally with the air supply channel as a monolithic component. This is particularly appropriate in embodiments of the internal combustion engine, in which the air supply channel is designed as Ansaugsammelrohr. The intake manifold is usually a molded, often injection molded plastic part, so that the design of the nozzle already in the design and manufacture of the intake manifold can be considered. An assembly of the nozzle is omitted in this embodiment, which supports the solution of the invention underlying task to provide a cost-effective concept as possible.

Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die als Düse ausgebildete erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks im Luftzufuhrkanal angeordnet ist, in der Art, daß die Düse vom Luftzufuhrkanal umgeben ist, so daß die Düse innen und außen von der Luftströmung durchströmbar ist. Auf diese Weise wird nicht die gesamte den Luftzufuhrkanal durchströmende Luftströmung durch die Düse geleitet und eingeschnürt, sondern nur eine mehr oder weniger kleine Teilströmung. Der verbleibende Teil der Luftströmung wird außen an der Düse vorbeigeleitet und bleibt nahezu unbeeinflußt.However, embodiments of the internal combustion engine may also be advantageous in which the first device designed as a nozzle for generating a negative pressure in the air supply channel is arranged in such a way that the nozzle is surrounded by the air supply channel, so that the air flow can flow through the nozzle inside and outside , In this way, not all of the air flow passage through the air supply passage is passed through the nozzle and constricted, but only a more or less small partial flow. The remaining part of the air flow is passed outside the nozzle and remains almost unaffected.

Wird berücksichtigt, daß insbesondere bei hohen Drehzahlen und den dann vorliegenden großen Luftmassenströmen die Verengung des Strömungsquerschnittes - wie oben bereits ausgeführt - auch Nachteile, insbesondere einen Leistungsabfall, mit sich bringen kann, erscheint es sinnvoll, die Versorgung der Brennkraftmaschine über den Luftzufuhrkanal nicht zu sehr zu stören bzw. zu beeinflussen, was dadurch erreicht werden kann, daß man der Luftströmung unter allen Betriebsbedingungen eine ausreichend großen Strömungsquerschnitt zur Verfügung stellt. Die in Rede stehende Ausführungsform gewährleistet dies, indem sie der Strömung zwischen Luftzufuhrkanal und Düse einen unveränderbaren unter allen Betriebsbedingungen verfügbaren Querschnitt anbietetIt is considered that, especially at high speeds and the then present large air mass flows, the constriction of the flow cross-section - as stated above - also disadvantages, especially a power loss, can bring with it, it seems reasonable, the supply of the internal combustion engine via the air supply channel not too much to disturb or influence, which can be achieved by providing the air flow under all operating conditions, a sufficiently large flow area available. The present embodiment ensures this by offering the flow between the air supply duct and the nozzle an unchangeable cross-section available under all operating conditions

Vorteilhaft sind auch bei dieser Ausführungsform Ausbildungen der Brennkraftmaschine, bei denen der Luftzufuhrkanal als Ansaugsammelrohr ausgebildet ist. Die Gründe sind die bereits oben im Zusammenhang mit der zuvor behandelten Ausführungsform Genannten.Also advantageous in this embodiment, embodiments of the internal combustion engine, in which the air supply channel is designed as Ansaugsammelrohr. The reasons are those already mentioned above in connection with the previously discussed embodiment.

Vorteilhaft sind in bestimmten Anwendungsfällen auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Luftzufuhrkanal als Bypaßleitung eines Ansaugsammelrohr ausgebildet ist. Dabei handelt es sich im wesentlichen um Anwendungsfälle, bei denen die Luftströmung im Ansaugsammelrohr nicht gestört werden soll. Es sind insbesondere Anwendungsfälle gemeint, bei denen man über die Möglichkeit verfügen möchte, die Strömung durch die Einrichtung zur Unterdruckerzeugung vollständig zu unterbinden, so wie dies beispielsweise in der DE 198 21 686 A1 vorgesehen ist. Dies läßt sich aber nur mittels eines in der Bypaßleitung vorgesehenen Ventils realisieren. Eine vollständige Sperrung des Luftzufuhrkanals verbietet sich.Also advantageous in certain applications, embodiments of the internal combustion engine, in which the air supply channel is formed as a bypass line of an intake manifold. These are essentially applications in which the air flow in Ansaugsammelrohr should not be disturbed. In particular, use cases are meant in which one would like to have the possibility of completely suppressing the flow through the device for generating negative pressure, as provided, for example, in DE 198 21 686 A1. However, this can only be realized by means of a valve provided in the bypass line. A complete blockage of the air supply channel is prohibited.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens eine Hauptunterdruckleitung im Bereich der Querschnittsverengung der ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in den Luftzufuhrkanal mündet. Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, daß der statische Druck im engsten Querschnitt am niedrigsten ist, da hier die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung am höchsten wird, was die Bereitstellung eines möglichst großen Unterdruckes fördert bzw. unterstützt.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one main vacuum line in the region of the cross-sectional constriction of the first device for generating a negative pressure opens into the air supply channel are advantageous. Background of this embodiment is that the static pressure in the narrowest cross section is lowest, since the flow velocity of the Air flow is the highest, which promotes or supports the provision of the largest possible negative pressure.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks ergeben sich ähnliche bevorzugte Ausführungsformen wie bei der ersten Einrichtung.With regard to the configuration of the second device for generating a negative pressure, similar preferred embodiments result as in the first device.

So sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen die zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Düse ausgebildet ist, die über eine Querschnittsverengung verfügt.Thus, embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the second means for generating a negative pressure is formed as a nozzle having a cross-sectional constriction.

Des weiteren sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen die Größe des Querschnitts der Querschnittsverengung veränderbar ist.Furthermore, embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the size of the cross-section of the cross-sectional constriction is variable.

Vorteilhaft sind ebenso Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Venturidüse ausgebildet ist.Also advantageous are embodiments of the internal combustion engine in which the second device for generating a negative pressure is designed as a Venturi nozzle.

Die Gründe dafür, daß die drei zuletzt genannten Ausgestaltungen der zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks vorteilhaft sind, sind die im Zusammenhang mit der Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der ersten Einrichtung Genannten, weshalb sie an dieser Stelle nicht wiederholt werden sollen und auf diese Bezug genommen wird.The reasons why the three last-mentioned embodiments of the second negative pressure generating means are advantageous are those mentioned in connection with the description of advantageous embodiments of the first means, and therefore they are not to be repeated here and referred to.

Vorteilhaft sind darüber hinaus Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die als Düse ausgebildete zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks als Teil der mindestens einen Hauptunterdruckleitung ausgebildet ist, in der Art, daß die Außenwandungen der Düse einen Teil der Außenwandungen der mindestens einen Hauptunterdruckleitung bilden.Embodiments of the internal combustion engine in which the second device designed as a nozzle for generating a negative pressure is formed as part of the at least one main vacuum line are also advantageous, in that the outer walls of the nozzle form part of the outer walls of the at least one main vacuum line.

Vorteilhaft sind ebenso Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die als Düse ausgebildete zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in der mindestens einen Hauptunterdruckleitung angeordnet ist, in der Art, daß die Düse von der Hauptunterdruckleitung umgeben ist, so daß die Düse innen und außen von der die Hauptunterdruckleitung durchströmenden Luftströmung durchströmbar ist.Also advantageous are embodiments of the internal combustion engine, in which the second device designed as a nozzle for generating a negative pressure in the at least one main vacuum line is arranged, in such a way that the nozzle Is surrounded by the main vacuum line, so that the nozzle is internally and externally flowed through by the main vacuum line flowing through the air flow.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Nebenunterdruckleitung vorgesehen ist, welche in die mindestens eine Hauptunterdruckleitung mündet und mit der ein Unterdruck in der Hauptunterdruckleitung abgreifbar ist. Über diese mindestens eine Nebenunterdruckleitung können Unterdruckverbraucher angeschlossen und mit Unterdruck beaufschlagt werden.Embodiments of the internal combustion engine in which at least one secondary vacuum line is provided, which opens into the at least one main vacuum line and with which a negative pressure in the main vacuum line can be tapped off, are advantageous. About this at least one secondary vacuum line vacuum consumers can be connected and subjected to negative pressure.

Diese Ausführungsform erscheint zwar zunächst als die einzig Sinnvolle, da sie der Vorgehensweise, die bei der ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes als zielführend angesehen wird, folgt, nämlich mittels einer Unterdruckleitung den Unterdruck abzugreifen. Es muß aber berücksichtigt werden, daß grundsätzlich auch ein Unterdruckverbraucher direkt an die Hauptunterdruckleitung angeschlossen werden kann und auf eine Nebenunterdruckleitung ganz verzichtet wird, wobei - wenn die zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes beispielsweise als Düse ausgebildet ist - der engste Querschnitt der Düse vorzugsweise an der Anschlußstelle zum Unterdruckverbraucher angeordnet wird, wodurch der in dem Luftzufuhrkanal abgegriffene Unterdruck auch tatsächlich in der Hauptunterdruckleitung verstärkt wird.Although this embodiment initially appears to be the only sensible, since it follows the procedure that is considered to be expedient in the first device for generating a negative pressure, namely, to tap the negative pressure by means of a vacuum line. But it must be considered that in principle a vacuum consumers can be connected directly to the main vacuum line and is completely dispensed with a secondary vacuum line, wherein - if the second means for generating a negative pressure, for example, is designed as a nozzle - the narrowest cross-section of the nozzle preferably at Junction is arranged to the vacuum consumers, whereby the tapped in the air supply duct vacuum is actually amplified in the main vacuum line.

Des weiteren kann sowohl an der Nebenunterdruckleitung als auch an der Hauptunterdruckleitung jeweils ein Verbraucher angeschlossen werden. Der an die Nebenunterdruckleitung angeschlossene Unterdruckverbraucher wird dann mit dem erfindungsgemäß verstärkten Unterdruck beaufschlagt, während der an die Hauptunterdruckleitung angeschlossene Verbraucher mit dem im Luftzufuhrkanal abgegriffenen Unterdruck beaufschlagt wird. Dabei werden an die Nebenunterdruckleitung vorzugsweise sensible Verbraucher angeschlossen, die unter allen Betriebsbedingungen sicher mit einem ausreichend hohen Unterdruck versorgt werden müssen, weil sie beispielsweise - wie der Bremskraftverstärker - für die Fahrsicherheit unverzichtbar sind. An die Hauptunterdruckleitung würden dann weniger relevante Systeme angeschlossen, beispielsweise eine Klimaanlage.Furthermore, in each case a consumer can be connected both to the secondary vacuum line and to the main vacuum line. The negative pressure consumer connected to the secondary vacuum line is then subjected to the vacuum boosted according to the invention, while the consumer connected to the main vacuum line is subjected to the vacuum tapped in the air supply duct. In this case, preferably sensitive consumers are connected to the secondary vacuum line, which must be safely supplied under all operating conditions with a sufficiently high negative pressure, because they are - for example - as the brake booster - indispensable for driving safety. To the main vacuum line then less relevant systems would be connected, such as an air conditioner.

Erfindungsgemäß können sowohl mehrere Hauptunterdruckleitungen als auch mehrere Nebenunterdruckleitungen vorgesehen werden, wodurch dem Umstand Rechnung getragen wird, daß eine Brennkraftmaschine in der Regel mehrere Unterdruckverbraucher aufweist, die anzuschließen sind.According to the invention, both a plurality of main vacuum lines and a plurality of secondary vacuum lines can be provided, which takes into account the fact that an internal combustion engine generally has a plurality of vacuum consumers to be connected.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens eine Nebenunterdruckleitung im Bereich der Querschnittsverengung der zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in die mindestens eine Hauptunterdruckleitung mündet. Wie bereits erwähnt ist der statische Druck im engsten Querschnitt am niedrigsten bzw. der Unterdruck am stärksten ausgeprägt.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one secondary vacuum line in the region of the cross-sectional constriction of the second device for generating a negative pressure opens into the at least one main vacuum line are advantageous. As already mentioned, the static pressure in the narrowest cross-section is lowest or the negative pressure most pronounced.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine sekundäre Unterdruckleitung vorgesehen ist, die in den Luftzufuhrkanal mündet und mit der ein Unterdruck in diesem Luftzufuhrkanal abgreifbar ist. Diese sekundäre Unterdruckleitung unterscheidet sich von einer Hauptunterdruckleitung dadurch, daß sie keine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterrucks aufweist, so daß sie lediglich mit dem im Luftzufuhrkanal abgegriffenen Unterdruck beaufschlagt wird. An diese sekundäre Unterdruckleitung können ebenfalls Unterdruckverbraucher angeschlossen werden, vorzugsweise Verbraucher, die nur einen geringen Unterdruck benötigen.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which at least one secondary vacuum line is provided which opens into the air supply channel and with which a negative pressure in this air supply channel can be tapped. This secondary vacuum line differs from a main vacuum line in that it has no second means for generating a negative pressure, so that it is acted upon only with the tapped in the air supply passage negative pressure. At this secondary vacuum line vacuum consumers can also be connected, preferably consumers who only need a low vacuum.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe wird gelöst durch eine Verwendung der beschriebenen Brennkraftmaschine zur Versorgung eines Bremskraftverstärkers, wozu der Bremskraftverstärker mit der mindestens einen Hauptunterdruckleitung, mit der mindestens einen sekundären Unterdruckleitung, vorzugsweise aber mit der mindestens einen Nebenunterdruckleitung verbunden wird.The second of the invention underlying subtask is achieved by a use of the described internal combustion engine for supplying a brake booster, to which the brake booster with the at least one main vacuum line, with the at least one secondary vacuum line, but preferably is connected to the at least one secondary vacuum line.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung der beschriebenen Brennkraftmaschine zur Versorgung eines Automatikgetriebes, einer Klimaanlage, eines Abgasrückführsystems, einer Tankbelüftung, einer Servolenkung oder dergleichen. Die Verbindung dieser Systeme bzw. Unterdruckverbraucher erfolgt in dergleichen Weise, wie für den Bremskraftverstärker beschrieben.The second of the invention underlying subtask is also achieved by a use of the described internal combustion engine to power an automatic transmission, an air conditioner, an exhaust gas recirculation system, a tank ventilation, a power steering or the like. The connection of this Systems or vacuum consumers takes place in the same way as described for the brake booster.

Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für die erfindungsgemäße Verwendung. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sorgt insbesondere für eine erhöhte Fahrsicherheit, was durch die Bereitstellung eines ausreichend hohen Unterdruckes unter sämtlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine erreicht wird.What has already been said for the internal combustion engine according to the invention also applies to the use according to the invention. The use of the internal combustion engine according to the invention provides in particular for increased driving safety, which is achieved by providing a sufficiently high negative pressure under all operating conditions of the internal combustion engine.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1, 2a und 2b näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1
schematisch eine erste Ausführungsform in einer Seitenansicht und geschnitten,
Fig. 2a
schematisch eine zweite Ausführungsform in einer Seitenansicht und geschnitten, und
Fig. 2b
schematisch die in Figur 2a dargestellte zweite Ausführungsform entlang des in der Figur 2a kenntlich gemachten Schnittes A-A.
In the following the invention with reference to two embodiments according to Figures 1, 2a and 2b will be described in more detail. Hereby shows:
Fig. 1
schematically a first embodiment in a side view and cut,
Fig. 2a
schematically a second embodiment in a side view and cut, and
Fig. 2b
schematically the second embodiment shown in Figure 2a along the marked in Figure 2a section AA.

Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Seitenansicht und geschnitten. Dargestellt ist hier lediglich der Teil der Brennkraftmaschine, der für die hier in Rede stehende Erzeugung eines Unterdrucks relevant ist.Figure 1 shows schematically a section of a first embodiment of the internal combustion engine according to the invention in a side view and cut. Shown here is only the part of the internal combustion engine, which is relevant to the generation of a negative pressure in question here.

Figur 1 zeigt einen Luftzufuhrkanal 1, der über eine Einlaßöffnung 2 und eine Auslaßöffnung 3 verfügt und der der Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Verbrennungsluft bzw. Frischgemisch dient. Hierzu tritt eine Luftströmung bzw. Frischgemischströmung durch die Einlaßöffnung 2 in den Luftzufuhrkanal 1, wobei die Auslaßöffnung 3 in der Art mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, daß die durch den Luftzufuhrkanal angesaugte Luft bzw. das angesaugte Frischgemisch zu einem Brennraum bzw. den Brennräumen der Brennkraftmaschine geführt wird (nicht dargestellt).Figure 1 shows an air supply channel 1, which has an inlet opening 2 and an outlet opening 3 and which serves to supply an internal combustion engine with combustion air or fresh mixture. For this purpose, an air flow or fresh mixture flow through the inlet opening 2 in the air supply channel 1, wherein the outlet port 3 is connected in the manner of the internal combustion engine that sucked through the air supply duct air or the sucked fresh mixture to a combustion chamber or the combustion chambers of the internal combustion engine is guided (not shown).

Im Luftzufuhrkanal 1 ist eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks 4 angeordnet. Dabei ist diese erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks 4 als Düse 10 ausgebildet ist. Die Düse 10 verfügt über eine Querschnittsverengung 12 und ist in der Art ausgebildet, daß die Düse 10 einen Teil des Luftzufuhrkanals 1 bildet. Dabei formen die Außenwandungen der Düse 10 einen Teil der Außenwandungen des Luftzufuhrkanals 1.In the air supply channel 1, a first means for generating a negative pressure 4 is arranged. In this case, this first device for generating a negative pressure 4 is designed as a nozzle 10. The nozzle 10 has a cross-sectional constriction 12 and is formed in such a way that the nozzle 10 forms part of the air supply channel 1. In this case, the outer walls of the nozzle 10 form part of the outer walls of the air supply channel. 1

Vorteile bietet dies insbesondere bei der Herstellung der Düse 10 bzw. des Luftzufuhrkanals 1. Eine separate Montage der Düse 10 im Luftzufuhrkanal 1 entfällt. Die durch die Einlaßöffnung 2 eintretende Luftströmung wird in der Düse 10 beschleunigt, wobei der statische Druck mit zunehmender Querschnittsverengung abnimmt. Im kleinsten Querschnitt ist der statische Druck am niedrigsten.This provides advantages in particular in the production of the nozzle 10 and the air supply channel 1. A separate mounting of the nozzle 10 in the air supply channel 1 is omitted. The airflow entering through the inlet port 2 is accelerated in the nozzle 10, the static pressure decreasing with increasing cross-sectional constriction. In the smallest section, the static pressure is lowest.

Im Bereich dieser Querschnittsverengung 12 der Düse 10 mündet eine Hauptunterdruckleitung 5 4 in den Luftzuführkanal 1 bzw. in die Düse 10, mit der ein sich im Betrieb der Brennkraftmaschine in der Querschnittsverengung 12 einstellender Unterdruck abgegriffen werden kann. In der Hauptunterdruckleitung 5 ist eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks 6 angeordnet, wobei auch diese zweite Einrichtung 6 als Düse 11 ausgebildet ist, die eine Querschnittsverengung 13 aufweist. Der mittels der Hauptunterdruckleitung 5 abgegriffene Unterdruck wird auf diese Weise - gewissermaßen in einem zweistufigen Verfahren - verst ärkt und den Unterdruckverbrauchern zur Verfügung gestellt.In the region of this cross-sectional constriction 12 of the nozzle 10, a main vacuum line 5 4 opens into the air supply duct 1 or into the nozzle 10, with which a negative pressure setting in the cross-sectional constriction 12 during operation of the internal combustion engine can be tapped. In the main vacuum line 5, a second device for generating a negative pressure 6 is arranged, wherein this second device 6 is formed as a nozzle 11 having a cross-sectional constriction 13. The tapped by means of the main vacuum line 5 vacuum is in this way - in a sense in a two-step process - amplifies verst and the vacuum consumers available.

Die Unterdruckverbraucher können dabei an die Hauptunterdruckleitung 5 und/oder an die Nebenunterdruckleitung 7, die in die Hauptunterdruckleitung 5 mündet, angeschlossen werden. Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform mündet die Nebenunterdruckleitung 7 im Bereich der Querschnittsverengung 13 der zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks 6 in die Hauptunterdruckleitung 5.The vacuum consumers can be connected to the main vacuum line 5 and / or to the secondary vacuum line 7, which opens into the main vacuum line 5. In the embodiment shown in FIG. 1, the secondary vacuum line 7 opens into the main vacuum line 5 in the region of the cross-sectional constriction 13 of the second device for generating a negative pressure 6.

Optional kann eine sekundäre Unterdruckleitung 8 vorgesehen werden (gestrichelt dargestellt), an die ebenfalls Unterdruckverbraucher angeschlossen werden können und die bei der dargestellten Ausführungsform - wie die Hauptunterdruckleitung 5 - im Bereich der Querschnittsverengung 12 der Düse 10 in den Luftzufuhrkanal 1 bzw. die Düse 10 mündet.Optionally, a secondary vacuum line 8 are provided (shown in dashed lines) to which also vacuum consumers can be connected and in the illustrated embodiment - as the main vacuum line 5 - in the region of the cross-sectional constriction 12 of the nozzle 10 into the air supply channel 1 and the nozzle 10 opens ,

Diese sekundäre Unterdruckleitung 8 kann aber auch mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes ausgestattet werden und dann als zweite Hauptunterdruckleitung zur Verstärkung des in der Düse 10 abgegriffenen Unterdruckes dienen.This secondary vacuum line 8 can also be equipped with a device for generating a negative pressure and then serve as a second main vacuum line to amplify the tapped in the nozzle 10 negative pressure.

Grundsätzlich können mehrere Hauptunterdruckleitungen 5, mehrere sekundäre Unterdruckleitungen 8 und/oder mehrere Nebenunterdruckleitungen 7 vorgesehen werden, was zu weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine führt. Die Anzahl dieser Leitungen kann der Anzahl der zu versorgenden Unterdruckverbraucher angepaßt werden.In principle, a plurality of main vacuum lines 5, a plurality of secondary vacuum lines 8 and / or a plurality of secondary vacuum lines 7 can be provided, which leads to further embodiments of the internal combustion engine according to the invention. The number of these lines can be adapted to the number of vacuum consumers to be supplied.

Figur 2a zeigt schematisch einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Seitenansicht und geschnitten. Figur 2b zeigt diese zweite Ausführungsform entlang des Schnittes A-A, der in der Figur 2a kenntlich gemacht ist. Es sollen nur die Unterschiede zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im übrigen bezug genommen wird auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.Figure 2a shows schematically a section of a second embodiment of the internal combustion engine according to the invention in a side view and cut. Figure 2b shows this second embodiment along the section A-A, which is indicated in Figure 2a. Only the differences from the embodiment shown in Figure 1 will be discussed, for which reason reference is otherwise made to Figure 1. For the same components, the same reference numerals have been used.

Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist bei der in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungsform die als Düse 10 ausgebildete erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes 4 im Luftzufuhrkanal 1 angeordnet ist. Die Düse 10 wird vom Luftzufuhrkanal 1 umgeben, so daß die Düse 10 innen und außen von der den Luftzufuhrkanal 1 durchströmenden Luftströmung durchströmt wird.In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, in the embodiment illustrated in FIGS. 2 a and 2 b, the first device designed as a nozzle 10 for generating a negative pressure 4 is arranged in the air supply channel 1. The nozzle 10 is surrounded by the air supply channel 1, so that the nozzle 10 is flowed through inside and outside of the air flow flowing through the air supply channel 1.

Hierzu ist die Düse 10 mittels Streben 9a',9a",9b',9b",9c',9c",9d',9d" an der Innenwandung des Luftzufuhrkanals 1 fixiert. Auf diese Weise wird nicht die gesamte den Luftzufuhrkanal 1 durchströmende Luftströmung durch die Düse 10 geleitet und eingeschnürt, sondern nur eine mehr oder weniger kleine Teilströmung. Der verbleibende Teil der Luftströmung wird außen zwischen Innenwandung des Luftzuführkanals 1 und Düse 10 an der Düse 10 vorbeigeleitet und bleibt - abgesehen von den Streben 9a',9a",9b',9b",9c', 9c",9d',9d" - nahezu unbeeinflußt.For this purpose, the nozzle 10 by means of struts 9a ', 9a ", 9b', 9b", 9c ', 9c ", 9d', 9d" fixed to the inner wall of the air supply channel 1. In this way, not all of the air flow passage through the air supply channel 1 is passed through the nozzle 10 and constricted, but only a more or less small partial flow. The remaining part of the air flow is passed outside the inner wall of the air supply duct 1 and nozzle 10 to the nozzle 10 and remains - apart from the struts 9a ', 9a ", 9b', 9b", 9c ', 9c ", 9d', 9d" - almost unaffected.

Vorteile bietet dies beispielsweise bei großen Luftmassenströmen, wie sie sich bei hohen Drehzahlen einstellen, da dann die Verengung des Strömungsquerschnittes des Luftzufuhrkanals 1 als zunehmend störend anzusehen ist.This offers advantages, for example, with large air mass flows, as they are set at high speeds, since then the constriction of the flow cross-section of the air supply channel 1 is to be regarded as increasingly disturbing.

Bezugszeichenreference numeral

11
LuftzufuhrkanalAir supply duct
22
Einlaßöffnunginlet port
33
Auslaßöffnungoutlet
44
erste Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucksfirst device for generating a negative pressure
55
HauptunterdruckleitungMain vacuum line
66
zweite Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckssecond device for generating a negative pressure
77
NebenunterdruckleitungIn addition to vacuum line
88th
sekundäre Unterdruckleitungsecondary vacuum line
9a'9a '
Strebestrut
9a"9a "
Strebestrut
9b'9b '
Strebestrut
9b"9b "
Strebestrut
9c'9c '
Strebestrut
9c"9c "
Strebestrut
9d'9d '
Strebestrut
9d"9d "
Strebestrut
1010
Düsejet
1111
Düsejet
1212
QuerschnittsverengungCross-sectional narrowing
1313
QuerschnittsverengungCross-sectional narrowing

Claims (22)

  1. Internal combustion engine having an air feed duct (1) and a first vacuum-generating device (4), which is arranged in this air feed duct (1) and which generates a vacuum by utilizing energy components of the air flow passing through the air feed duct (1), the internal combustion engine being equipped with at least one main vacuum line (5), which opens into the air feed duct (1) and by means of which a vacuum in this air feed duct (1) can be tapped, characterized in that a second vacuum-generating device (6), which generates a vacuum by utilizing energy components of the air flow passing through at least one main vacuum line (5) is arranged in at least one main vacuum line (5).
  2. Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that the first vacuum-generating device (4) is configured as a nozzle (10) having a narrowed cross section (12) .
  3. Internal combustion engine according to Claim 2, characterized in that the size of the narrowed cross section (12) is variable.
  4. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the first vacuum-generating device (4) is configured as a venturi nozzle (10).
  5. Internal combustion engine according to any one of Claims 2 to 4, characterized in that the first vacuum-generating device (4) configured as a nozzle (10) forms a part of the air feed duct (1), in such a way that the outside walls of the nozzle (10) form a part of the outside walls of the air feed duct (1).
  6. Internal combustion engine according to any one of Claims 2 to 4, characterized in that the first vacuum-generating device (4) configured as a nozzle (10) is arranged in the air feed duct (1), in such a way that the nozzle (10) is enclosed by the air feed duct (1), so that the air flow flows inside and outside the nozzle (10).
  7. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the air feed duct (1) is configured as an inlet manifold.
  8. Internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the air feed duct (1) is configured as a bypass line of an inlet manifold.
  9. Internal combustion engine according to any one of Claims 2 to 8, characterized in that at least one main vacuum line (5) opens into the air feed duct (1) in the area of the narrowed cross section (12) of the first vacuum-generating device (4).
  10. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the second vacuum-generating device (6) is configured as a nozzle (11) having a narrowed cross section (13).
  11. Internal combustion engine according to Claim 10, characterized in that the size of the narrowed cross section (13) is variable.
  12. The internal combustion engine according to any one the preceding claims, characterized in that the second vacuum-generating device (6) is configured as a venturi nozzle (11).
  13. Internal combustion engine according to any one of Claims 10 to 12, characterized in that the second vacuum-generating device (6) configured as a nozzle (11) forms a part of at least one main vacuum line (5), in such a way that the outside walls of the nozzle (11) form a part of the outside walls of at least one main vacuum line (5).
  14. Internal combustion engine according to any one of Claims 10 to 12, characterized in that the second vacuum-generating device (6) configured as a nozzle (11) is arranged in at least one main vacuum line (5), in such a way that the nozzle (11) is enclosed by the main vacuum line (5), so that the air flow passing through the main vacuum line (5) flows inside and outside the nozzle (11).
  15. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one auxiliary vacuum line (7) is provided, which opens into at least one main vacuum line (5) and which is capable of tapping a vacuum in the main vacuum line (5).
  16. Internal combustion engine according to Claim 15, characterized in that at least one auxiliary vacuum line (7) opens into at least one main vacuum line (5) in the area of the narrowed cross section (13) of the second vacuum-generating device (6).
  17. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one secondary vacuum line (8) is provided, which opens into the air feed cut (1) and which is capable of tapping a vacuum in this air feed duct (1).
  18. Use of an internal combustion engine according to any one of the preceding claims for supplying a vacuum to a device, characterized in that the internal combustion engine is used to supply a brake booster, for which purpose the brake booster is connected to at least one main vacuum line (5), to at least one auxiliary vacuum line (7), or to at least one secondary vacuum line (8).
  19. Use of an internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 17 for supplying a vacuum to a device, characterized in that the internal combustion engine is used to supply an automatic transmission, for which purpose the automatic transmission is connected to at least one main vacuum line (5), to at least one auxiliary vacuum line (7), or to at least one secondary vacuum line (8).
  20. Use of an internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 17 for supplying a vacuum to a device, characterized in that the internal combustion engine is used to supply an air conditioning system, for which purpose the air conditioning system is connected to at least one main vacuum line (5), to at least one auxiliary vacuum line (7), or to at least one secondary vacuum line (8).
  21. Use of an internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 17 for supplying a vacuum to a device, characterized in that the internal combustion engine is used to supply an exhaust gas recirculation system, for which purpose the exhaust gas recirculation system is connected to at least one main vacuum line (5), to at least one auxiliary vacuum line (7), or to at least one secondary vacuum line (8).
  22. Use of an internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 17 for supplying a vacuum to a device, characterized in that the internal combustion engine is used to supply a tank ventilation system, for which purpose the tank ventilation system is connected to at least one main vacuum line (5), to at least one auxiliary vacuum line (7), or to at least one secondary vacuum line (8).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US5291916A (en) * 1992-12-28 1994-03-08 Excel Industries, Inc. Check valve
US6035881A (en) * 1997-05-15 2000-03-14 Walter Alfmeier Ag Prazisions-Baugruppenelemente Checkvalve unit
DE19852389A1 (en) * 1998-11-13 2000-05-18 Fev Motorentech Gmbh Piston engine with throttle-free load control and device for generating a negative pressure

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