JP2002089296A - 内燃機関のための吸気装置 - Google Patents

内燃機関のための吸気装置

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JP2002089296A
JP2002089296A JP2001203505A JP2001203505A JP2002089296A JP 2002089296 A JP2002089296 A JP 2002089296A JP 2001203505 A JP2001203505 A JP 2001203505A JP 2001203505 A JP2001203505 A JP 2001203505A JP 2002089296 A JP2002089296 A JP 2002089296A
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throttle valve
intake device
internal combustion
intake
combustion engine
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Holger Paffrath
パフラート ホルガー
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Mann and Hummel GmbH
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Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/109Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps having two or more flaps
    • F02D9/1095Rotating on a common axis, e.g. having a common shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201Arrangements; Control features; Details thereof
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各吸気管が少なくとも1つのスロットルバル
ブの手前で閉鎖可能であって、絞られたスロットルバル
ブが互いに結合されている形式の、少なくとも2つの吸
気管を有する、内燃機関のための吸気装置を改良して、
各シリンダに空気量を均一に分配することが保証される
スロットルバルブを有する、内燃機関のための吸気装置
を提供する。 【解決手段】 スロットルバルブの少なくとも1つの領
域が柔軟に構成されていて、それによって、供給された
空気の非均一な分配が減少されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも2つの
吸気管を有する、内燃機関のための吸気装置であって、
各吸気管が少なくとも1つのスロットルバルブの手前で
閉鎖可能(つまりスロットルバルブによって閉鎖可能)
であって、絞られたスロットルバルブが互いに結合され
ている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第1954574
6号明細書によれば、内燃機関のための吸気装置が公知
である。この公知の吸気装置は、吸気管を介して内燃機
関のシリンダに接続された収集室を有している。吸気管
は、3つのウイングを有するウイングフラップによって
閉鎖されており、ウイングフラップを相応に切り換える
ことによって、種々異なる有効吸気管長さが実現され
る。
【0003】内燃機関においては、シリンダに均一に充
填するためにフラップを確実に閉鎖する必要がある。こ
のために種々異なる手段が用いられている。例えば組立
射出成形法でフラップを通路内に直接射出成形する可能
性がある。また、フラップにゴムシールリップを備える
か又は相応のシールリングを配置する可能性もある。多
数のフラップを共通の調節装置に結合した場合、各フラ
ップを均一に開閉させるために、結合部材を注意深く同
調させる必要がある。多くの場合、フラップ及びそのケ
ーシングは、スロットルバルブ及びすべてのフラップに
おけるギャップをできるだけ均一に小さく維持するため
に、非常に面倒で高価な形式で金属から製造されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、各シ
リンダに空気量を均一に分配することが保証されるスロ
ットルバルブを有する、内燃機関のための吸気装置を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、スロットルバルブの少なくとも1つの領域
が柔軟に構成されていて、それによって、供給された空
気の非均一な分配が減少されるようになっている。
【0006】
【発明の効果】内燃機関への空気供給部内で非均一な分
配が生じる原因は、例えばシリンダ毎にフラップとケー
シングとの間のギャップが異なっているか、又は多気筒
エンジンにおいて多数の個別のフラップが個別の軸で組
み付けられている場合には、シリンダ毎にフラップの位
置がやや異なっていることによる。この場合には、場合
によっては振動管幾何学形状も、非均一分配の原因とな
る。シリンダ内に流入する空気を提供するギャップは、
前記理由によりシリンダ毎に異なっているので、各シリ
ンダに規定されない種々異なる新鮮空気量が供給される
ことになる。空気の非均一な分配によって、排ガスエミ
ッションが高くなるか又は非円滑なエンジン回転が生じ
る。本発明によればこのような空気の非均一な分配は解
消されるという利点を有している。
【0007】請求項1によればスロットルバルブは、幾
つかの箇所で所定に柔軟に構成されていて、それによっ
て非均一な分配が減少される。このような構成は、次の
ような認識に基づいている。一つのシリンダが他のシリ
ンダよりも少量の空気を吸い込むようにすると、このシ
リンダのためのスロットルバルブの後ろの圧力分布が変
化する。シリンダは、少量の空気量を吸い込む。何故な
らば、ギャップは最小であって、スロットルバルブの後
ろには最小の圧力が維持されているからである。スロッ
トルバルブの手前の圧力は、すべてのシリンダにおいて
同じであるので、ギャップが最小であるシリンダにおい
ては、フラップを介しての圧力差は最大である。この圧
力差が、フラップを変形させてギャップを大きくするた
めに利用されれば、このシリンダはより多量の空気を吸
い込む。理想的な場合、非均一な分配は解消される。
【0008】本発明の実施態様によれば、フラップは閉
鎖位置で、振動管の中心軸線に対して垂直位置を占めな
いようになっている。開放位置から出発して、垂直位置
が得られる前に、閉鎖位置における最終位置が占められ
る。フラップは、軸の領域においてできるだけ剛性(剛
性が高い)で、軸自体はねじりに対して強く構成されて
いる。スロットルバルブが柔軟な部分領域を有していれ
ば十分である。
【0009】この部分領域は、本発明の別の実施態様に
よれば、流れ方向で傾斜した、スロットルバルブのウイ
ングの一方が、他方のウイングに対して撓み可能若しく
は撓み柔軟性(biegweich)であることによっ
て実現される。内燃機関のための選択的な吸気装置によ
れば、スロットルバルブの軸が偏心的に配置されてい
る。このスロットルバルブの個別軸は、操作ロッドに結
合されている。個別軸と操作ロッドとの間にはそれぞれ
1つのばね弾性部材が設けられている。このばね弾性部
材は、供給された空気の非均一な分配を補償するという
課題を有している。つまり柔軟に構成されたスロットル
バルブの箇所でばね弾性部材によって可動性が実現され
る。
【0010】有利な実施態様によれば、操作ロッドは並
進的(translatorisch)に又は回転式に
運動する。
【0011】本発明の有利な実施態様による以上の特徴
及びその他の特徴は、請求項、詳細な説明及び図面に記
載されているが、これらの特徴は単独でも、また幾つか
の組み合わせでも実現され、また保護されるべき有利な
実施例を成すものである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に示した吸気装置は、個別の
吸気管10を有しており、この吸気管10は、内燃機関
の各シリンダヘッド11に延びている。シリンダヘッド
11内にはインレット弁12が概略的に示されている。
吸気管10内にはスロットルバルブ13が配置されてい
る。このスロットルバルブ13は、ほぼその閉鎖位置が
示されている。スロットルバルブ13は、この位置で流
れ方向に関連して垂直位置からずれている。スロットル
バルブは、軸14の領域内で曲げに対して強く、また軸
自体はねじれに対して強く構成されている。スロットル
バルブが圧力によって流れ方向で負荷され、スロットル
バルブの2つのウイングが柔軟(weich)であれ
ば、一方のウイング15は流れ方向で湾曲し、他方のウ
イング16はケーシング壁部に向かって押しつけられ
る。ケーシング壁部に押しつけられるウイングは、同様
にできるだけ剛性が高く、これによって、ケーシングに
押しつけられる際に一方側のギャップはそれ以上小さく
ならないようになっている。一方のウイングは、変形に
よってギャップ17がやや増大せしめられ、より多量の
空気がシリンダ内に流入するように、配慮する。この効
果は、ケーシング輪郭形状の所望の構成によって補助さ
れる。スロットルバルブ及びケーシングの構成の詳細
は、各エンジンにおいてあらたに適合させる必要があ
る。この構成は、特にシリンダストローク容積、振動管
直径、及び個別のスロットルバルブに対するインレット
弁の間隔に基づいている。スロットルバルブが開閉され
る回転方向は任意であってよい。
【0013】図2には、共通の軸上に固定された多数の
個別スロットルバルブが示されている。この図2に示し
た実施例においても軸はねじれに対して著しく強い。個
別スロットルバルブは、上側の領域18が比較的柔軟に
構成されている。これは例えば2成分射出成形法によっ
て得られるか、又は壁厚を薄くすることによって得られ
る。
【0014】図3には、個別のフラップ(Klapp
e)が1つの軸上に設けられていない個別スロットルバ
ルブ19が示されている。このシステムは、それぞれ個
別のスロットルバルブ19がその固有の軸20を有して
いる。各軸20は、共通にまた同期的に操作ロッドを介
して操作される。この操作ロッドに、個別スロットルバ
ルブのすべての軸が結合されている。個別のスロットル
バルブは、操作ロッドに対して垂直に位置している。
【0015】この場合のために、スロットルバルブの柔
軟な構成の限度を得る別の可能性が得られる。この場
合、スロットルバルブのフラップは完全に負荷軽減され
て懸架されるべきではない。軸をやや偏心的に配置する
ことによって、個別の各フラップは、圧力下で開放しよ
うとする。最大圧力負荷を有するフラップは、フラップ
の軸を中心とした最大トルクに達する。フラップ毎に異
なる圧力負荷は、各フラップにおける種々異なる漏れに
よって生ぜしめられる。気密なフラップは最小量の空気
を貫流させ、フラップの後ろの圧力は最も大きく低下す
る。このフラップの圧力負荷は最大である。個別軸が操
作ロッドに結合されている箇所では、フラップのトルク
に抗して働くばね弾性部材22が必要とされている。負
荷されないフラップにおいては、ばね弾性部材22は、
すべてのフラップがロッド上でストッパの規定された位
置を占めるように配慮する。軸のトルクがばねのプレロ
ードを越えると、フラップは、操作ロッドの一定の位置
においてストッパ位置から移動することができる。操作
ロッドの一定の位置において、各フラップはフラップの
負荷に応じて狭い限界内で種々異なる位置を占める。最
小のギャップに従って最大のトルクを有するフラップ
は、垂直位置(Normallage)から最も遠くに
移動せしめられ、それによってこのフラップにおけるギ
ャップを大きくする。それいよってより多くの空気がシ
リンダに達する。
【0016】各フラップは、そのギャップ寸法に基づく
個別の位置を有している。理想的な場合、このシステム
においてもシリンダの非均一分布は生じない。
【0017】操作ロッド21は、並進運動又は回転運動
で移動せしめられる。つまり各フラップとの結合部は例
えば歯列又はレバーであってよい。1つの軸を操作ロッ
ドに結合するばね弾性部材は、多くの形式で実現せしめ
られる。最も簡単な場合、このばね弾性部材は弾性的な
連結部材によって実現される。
【0018】個別スロットルバルブは、スロットルバル
ブスリーブによって個別に製造される、シリンダヘッド
のできるだけ近くで振動管フランジ結合される(フラン
ジを用いて結合される)。またスロットルバルブを組み
付け射出成形法(Montagespritzgies
sverfahren)で振動管内に直接取り付けるこ
とも可能である。この場合、エンジンの絞りは、個別ス
ロットルバルブによって、又は個別のスロットルバルブ
及び中央のスロットルバルブとの組み合わせによって得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸気装置の概略図である。
【図2】軸上に設けられた個別スロットルバルブの原理
を示す概略図である。
【図3】個別軸を有する個別スロットルバルブの原理を
示す概略図である。
【符号の説明】
10 吸気管、 11 シリンダヘッド、 12 イン
レット弁、 13 スロットルバルブ、 14 軸、
15,16 ウイング、 17 ギャップ、18 上側
の領域、 19 スロットルバルブ、 20 軸、 2
1 操作軸、22 ばね弾性部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つの吸気管を有する、内燃
    機関のための吸気装置であって、各吸気管が少なくとも
    1つのスロットルバルブの手前で閉鎖可能であって、絞
    られたスロットルバルブが互いに結合されている形式の
    ものにおいて、 スロットルバルブの少なくとも1つの領域が柔軟に構成
    されていて、それによって、供給された空気の非均一な
    分配が減少されるようになっていることを特徴とする、
    内燃機関のための吸気装置。
  2. 【請求項2】 スロットルバルブが閉鎖位置で、流れ方
    向に対して垂直な位置からずれた位置にある、請求項1
    記載の吸気装置。
  3. 【請求項3】 各スロットルバルブが、軸の領域で剛性
    であって、軸自体がねじれに対して強く、スロットルバ
    ルブの少なくとも1つのウイングが柔軟な部分領域を有
    している、請求項1又は2記載の吸気装置。
  4. 【請求項4】 流れ方向で傾斜した、スロットルバルブ
    のウイングの一方が、他方のウイングに対して撓み可能
    である、請求項1から3までのいずれか1項記載の吸気
    装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも2つの吸気管を有する、内燃
    機関のための吸気装置であって、各吸気管が少なくとも
    1つのスロットルバルブの手前で閉鎖可能であって、絞
    られたスロットルバルブが互いに結合されている形式の
    ものにおいて、 スロットルバルブの軸が操作ロッドに結合されており、
    個別軸と操作ロッドとの間にばね弾性部材が設けられて
    いることを特徴とする、内燃機関のための吸気装置。
  6. 【請求項6】 操作ロッドが並進運動式に又は回転運動
    式に可動である、請求項5記載の吸気装置。
JP2001203505A 2000-07-05 2001-07-04 内燃機関のための吸気装置 Pending JP2002089296A (ja)

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