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DE19609305A1 - Air intake system for IC engine - Google Patents

Air intake system for IC engine

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Publication number
DE19609305A1
DE19609305A1 DE19609305A DE19609305A DE19609305A1 DE 19609305 A1 DE19609305 A1 DE 19609305A1 DE 19609305 A DE19609305 A DE 19609305A DE 19609305 A DE19609305 A DE 19609305A DE 19609305 A1 DE19609305 A1 DE 19609305A1
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DE
Germany
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intake system
air intake
volume
housing
internal combustion
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DE19609305A
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German (de)
Inventor
Jakob Dipl Ing Erfurt
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Publication of DE19609305A1 publication Critical patent/DE19609305A1/en
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Abstract

The air intake system comprises a casing (2) that has an air inlet (1) and in which is formed a manifold volume that connects the air inlet to inlet ports of the internal combustion engine by means of intake pipes (5) arranged in the casing. The casing is formed from two separate casing parts (3,4) which adjoin to one another in a common parting plane. A displacement body (6) that is arranged in the manifold volume, this volume is designed as a dead volume that is closed off relative to the manifold volume. The dead volume extends on both sides of the parting plane. The displacement body is arranged in such a way in the manifold volume that air flows around its surface on all sides.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an air intake system according to the preamble of the claim 1.

Aus der DE-Z MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 53 (1992), Nr. 5, Seite 207 und Nr. 7/8, Seite 310, ist eine gattungsgemäße Luftansauganlage bekannt, welche ein mit einem Luft­ eintritt versehenes Gehäuse mit einem darin angeordneten Sammlervolumen aufweist. In diesem Gehäuse sind Saugrohre angeordnet, welche den Lufteintritt mit Einlaßkanälen der Brennkraftmaschine verbinden. Diese Luftansauganlage wird für zwei im wesentlichen identische Brennkraftmaschinen mit unterschiedlichen Hubvolumen benutzt, wobei die Strömungsführung identisch ist, jedoch die Saugrohrquerschnitte an das jeweilige Hubvo­ lumen angepaßt sind. Des weiteren weist die Brennkraftmaschine mit dem geringeren Hub­ volumen einen in das Sammlervolumen eingefügten Verdrängungskörper auf, welcher das dynamische Verhalten optimieren soll.From DE-Z MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 53 (1992), No. 5, page 207 and No. 7/8, Page 310, a generic air intake system is known, which one with an air Entry provided housing with a collector volume arranged therein. In this housing suction tubes are arranged, which the air inlet with the inlet channels Connect the internal combustion engine. This air intake system is essentially for two identical internal combustion engines with different stroke volumes used, the Flow is identical, but the intake manifold cross-sections to the respective Hubvo lumens are adjusted. Furthermore, the internal combustion engine has the shorter stroke volume on a displacer inserted into the collector volume, which the to optimize dynamic behavior.

Nachteilig bei der Montage dieses Standes der Technik ist das Einlegen dieses Verdrän­ gungskörpers in das Sammlervolumen, da die gesamte Sauganlage einstückig ausgelegt ist. Der Verdrängungskörper kann daher nur unter Anpassung seiner Außenkontur durch eine vergleichsweise klein dimensionierte, stirnseitige Öffnung eingeschoben werden. Eine den mechanischen und aerodynamischen Schwingungen angemessene Befestigung er­ scheint problematisch.The disadvantage of installing this prior art is the insertion of this displacement body in the collector volume, since the entire suction system is designed in one piece is. The displacement body can therefore only by adapting its outer contour a comparatively small-sized front opening can be inserted. A fastening appropriate to the mechanical and aerodynamic vibrations seems problematic.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftansauganlage für Brennkraftmaschinen zu schafften, welche in einfacher und kostengünstiger Weise unter Beibehaltung der we­ sentlichen, identischen Bauteile an verschiedene Brennkraftmaschinen einer Baureihe an­ paßbar ist. The invention has for its object an air intake system for internal combustion engines to create, which in a simple and inexpensive manner while maintaining the we considerable, identical components to different internal combustion engines of a series is fit.  

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved with the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Wenn bei einer Luftansauganlage mit einem in dem Sammlervolumen angeordneten Ver­ drängungskörper das Gehäuse entlang einer Trennebene geteilt ist und das Totvolumen des Verdrängungskörpers gegenüber dem Sammlervolumen abgeschlossen ist, so ist ei­ nerseits unter kostengünstiger Beibehaltung des Gehäuses durch das Einlegen von Ver­ drängungskörpern unterschiedlicher Volumina eine einfache Anpaßbarkeit an verschiedene Brennkraftmaschinen einer Baureihe gegeben. Andererseits ist eine gute strömungstechni­ sche Anpassung dadurch erzielt, daß das vom Verdrängungskörper umschlossene Totvo­ lumen vom Sammlervolumen getrennt ausgebildet ist.If in an air intake system with a Ver arranged in the collector volume the housing is divided along a parting plane and the dead volume of the displacer with respect to the collector volume is complete, ei on the other hand while keeping the housing inexpensive by inserting Ver pushing bodies of different volumes an easy adaptability to different Given internal combustion engines of a series. On the other hand, a good fluid technology cal adaptation achieved in that the Totvo enclosed by the displacement body lumen is formed separately from the collector volume.

Vorteilhafterweise kann also durch das Einlegen des Verdrängungskörpers das für eine günstige Frischluftversorgung der Brennkraftmaschine erforderliche, durchströmte Volumen des Sammlers an verschiedene Hubvolumina der Brennkraftmaschinen angepaßt werden. Da die Luftansauganlage im übrigen identisch verwendet werden kann, fallen dementspre­ chende Entwicklungs-, Erprobungs- und Werkzeugkosten nur einmalig und für eine größere Stückzahl an.Advantageously, this can be done by inserting the displacement body Favorable fresh air supply to the internal combustion engine of the collector can be adapted to different stroke volumes of the internal combustion engines. Since the air intake system can be used identically in the rest, fall accordingly Appropriate development, testing and tool costs only once and for a larger one Number of pieces.

In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Totvolumen zur besseren strömungstechnischen Anpassung derart im Sammlervolumen angeordnet sein, daß seine Oberfläche allseitig von der durchströmenden Luft umspült ist, wobei sich zwecks günstiger Umströmung dieses Totvolumen beiderseits der Trennebene erstreckt.In a further, advantageous embodiment of the invention, the dead volume can be improved fluidic adjustment to be arranged in the collector volume such that its The surface is surrounded by the air flowing through on all sides, which is more beneficial Flow around this dead volume extends on both sides of the parting plane.

Zur Vermeidung von geräuschabstrahlenden Schwingungen und um einen zentralen Luft­ eintritt in das Sammlervolumen zu ermöglichen, kann der Verdrängungskörper bevorzugt aus mehreren Teilkörpern gebildet sein, welche sich untereinander nicht berühren und ent­ lang einer Längsrichtung des Gehäuses angeordnet sind.To avoid noise radiating vibrations and around a central air To allow entry into the collector volume, the displacement body may be preferred be formed from several sub-bodies, which do not touch each other and ent are arranged along a longitudinal direction of the housing.

In einer Ausführung der Erfindung können diese Teilkörper als topfförmige Totvolumen ausgebildet in Öffnungen an seitlichen Wandungen des Gehäuses angeordnet sein. Vor­ teilhafterweise benötigt diese Art der Befestigung keinerlei Abstützung innerhalb des Sammlervolumens, da sich die Teilkörper mit einem Flansch an der Außenwandung abstüt­ zen. In one embodiment of the invention, these partial bodies can be used as pot-shaped dead volumes formed in openings on the side walls of the housing. Before this type of attachment partially does not require any support within the Collector volume, since the partial body is supported by a flange on the outer wall Zen.  

Sofern beispielsweise die vorgenannten Außenwandungen für die Aufnahme einer solchen Öffnung nicht zur Verfügung stehen, können die Teilkörper mit einem abragenden Flansch versehen zwischen den beiden Gehäuseteilen verspannt angeordnet sein.Provided, for example, the aforementioned outer walls for receiving one Opening are not available, the partial body with a protruding flange provided braced between the two housing parts.

In kostengünstiger und strömungstechnisch günstiger Weise können die Teilkörper bevor­ zugt rotationssymmetrisch zur Längsrichtung des Gehäuses ausgebildet sein.The partial bodies can be made in a cost-effective and fluidically favorable manner trains be rotationally symmetrical to the longitudinal direction of the housing.

In kostengünstiger Weise kann der ein- oder mehrteilige Verdrängungskörper durch Reib­ schweißen mit den Gehäuseteilen verbunden sein.The one-part or multi-part displacement body can be inexpensively rubbed welding be connected to the housing parts.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung.Further advantages of the invention result from the following description of a Embodiment with reference to a drawing.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführung der Erfindung, Fig. 1 is a plan view of a first embodiment of the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a side view according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Verdrängungskörper, Fig. 3 shows a displacement body,

Fig. 4 eine Draufsicht vergleichbar Fig. 1 einer zweiten Ausführung, Fig. 4 is a plan view similar to Fig. 1 of a second embodiment,

Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4, Fig. 5 is a side view according to Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung X gemäß Fig. 4 auf einen Verdrängungskörper und Fig. 6 is a view in the direction of arrow X of FIG. 4 on a displacement body and

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Verdrängungskörper gemäß Fig. 6. Fig. 7 is a plan view of the displacer of Fig. 6.

Eine Luftansauganlage einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem mit einem der Frischluftzufuhr dienenden Lufteintritt 1 versehenen Gehäuse 2, welches aus zwei Gehäuseteilen 3, 4 gebildet ist. Dabei grenzen Gehäuseoberteil 3 und Gehäuseunterteil 4 in einer gemeinsamen Trennebene T-T aneinander.An air intake system of an internal combustion engine, not shown, essentially consists of a housing 2 which is provided with an air inlet 1 for fresh air supply and which is formed from two housing parts 3 , 4 . The upper housing part 3 and lower housing part 4 adjoin each other in a common parting plane TT.

Innerhalb des Gehäuses 2 sind Saugrohre 5 angeordnet, welche den Lufteintritt 1 mit nicht gezeigten Einlaßkanälen der Brennkraftmaschine verbinden. Suction pipes 5 are arranged within the housing 2 and connect the air inlet 1 to the inlet channels of the internal combustion engine, not shown.

Desweiteren ist in dem Gehäuse 2 ein von den Gehäuseteilen 3 und 4 umschlossenes Sammlervolumen ausgebildet, in welchem ein Verdrängungskörper 6 angeordnet ist, der ein gegenüber diesem Sammlervolumen abgeschlossenes Totvolumen V aufweist.Furthermore, a collector volume enclosed by the housing parts 3 and 4 is formed in the housing 2 , in which a displacement body 6 is arranged, which has a dead volume V that is sealed off from this collector volume.

Der Verdrängungskörper 6 ist dabei derartig in das Sammlervolumen ragend angeordnet, daß seine Oberfläche allseitig von Luft umspült ist, wobei sich das Totvolumen V beider­ seits der Trennebene T-T erstreckt.The displacement body 6 is arranged so that it projects into the collector volume in such a way that its surface is surrounded by air on all sides, the dead volume V extending on both sides of the parting plane TT.

Wie aus den Fig. 1 und 4 eindeutig entnehmbar ist, handelt es sich bei der hier gezeig­ ten Luftansauganlage um eine Ausführung für eine vierzylindrige Reihenbrennkraftma­ schine mit insgesamt vier Saugrohren 5 und einem etwa mittig in das Sammlervolumen ein­ gesetzten Lufteintritt 1 zwischen einem zweiten und einem dritten Saugrohr 5. Der Ver­ drängungskörper 6 ist hierbei aus zwei Teilkörpern 7 gebildet, welche untereinander berüh­ rungsfrei entlang einer Längsrichtung L des Gehäuses 2 angeordnet sind.As can be clearly seen from FIGS . 1 and 4, the air intake system shown here is an embodiment for a four-cylinder in-line internal combustion engine with a total of four intake pipes 5 and an air inlet 1 between a second and an approximately centered in the collector volume third suction pipe 5 . The Ver displacement body 6 is formed from two sub-bodies 7 , which are arranged with each other without contact along a longitudinal direction L of the housing 2 .

In einer ersten Ausführung der Erfindung gemäß der Fig. 1 bis 3 sind die Teilkörper 7 topfartig ausgebildet und weisen an einer Stirnseite 8 einen umlaufenden Flansch 9 auf.In a first embodiment of the invention according to FIGS. 1 to 3, the partial bodies 7 are pot-shaped and have a circumferential flange 9 on an end face 8 .

Das Gehäuse 2 weist in quer zur Längsrichtung L liegenden, endseitigen Wandungen 10 Öffnungen 11 zur Aufnahme der Teilkörper 7 auf.The housing 2 has openings 11 for receiving the partial bodies 7 in the end walls 10 lying transversely to the longitudinal direction L.

Das Gehäuseoberteil 3 und das Gehäuseunterteil 4 sind jeweils aus Kunststoff gefertigt und sind entlang der Trennebene T-T durch Reibschweißen miteinander verbunden. In die verbleibenden Öffnungen 11 wird jeweils ein Teilkörper 7 soweit eingesetzt, bis deren Flansch 9 zur Anlage mit einem korrespondierenden, die Öffnung 11 umgebenden Flansch gelangt. Anschließend wird der Flansch 9 ebenfalls durch Reibschweißen mit den Wandun­ gen 10 verbunden.The upper housing part 3 and the lower housing part 4 are each made of plastic and are connected to one another along the parting plane TT by friction welding. A partial body 7 is inserted into each of the remaining openings 11 until its flange 9 comes into contact with a corresponding flange surrounding the opening 11 . Then the flange 9 is also connected by friction welding with the wall gene 10 .

In einer zweiten Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 4 bis 7 weisen die Teilkörper 7 einen einseitig abragenden Flansch 12 auf, mit welchem sie zunächst mit einem der Ge­ häuseteile 3 oder 4 entlang einer Wandung 10 durch Reibschweißen verbunden sind. An­ schließend wird das andere Gehäuseteil 4 oder 3 durch Reibschweißen entlang der Trenn­ ebene T-T aufgebracht.In a second embodiment of the invention according to FIGS. 4 to 7, the partial bodies 7 have a flange 12 projecting on one side, with which they are initially connected to one of the housing parts 3 or 4 along a wall 10 by friction welding. At closing, the other housing part 4 or 3 is applied by friction welding along the parting plane TT.

Für günstige Strömungsverhältnisse und eine einfache Fertigung sind alle Teilkörper 7 rota­ tionssymmetrisch zur Längsrichtung L ausgebildet. For favorable flow conditions and simple manufacture, all sub-bodies 7 are rotationally symmetrical to the longitudinal direction L.

Die vorbeschriebene Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie ist ebenso vorteilhaft bei zum Beispiel zweireihigen Brennkraftmaschinen anwendbar. Deswei­ teren kann der Verdrängungskörper je nach geometrischen Verhältnissen und Größe des Sammlervolumens aus einem oder auch aus mehr als zwei Teilkörpern gebildet sein. Eben­ so kann der Verdrängungskörper an anderen Stellen und auf andere Weise im Sammlervolumen befestigt sein.The above-described invention is not limited to the exemplary embodiment. she is can also be used advantageously, for example, in two-row internal combustion engines. Because teren the displacement body depending on the geometric conditions and size of the Collector volume can be formed from one or from more than two partial bodies. Exactly so the displacer can in other places and in other ways Collector volume must be fixed.

In jedem Fall ist die Erfindung verwendbar für eine Baureihe von gleichartigen Brennkraft­ maschinen, welche beispielsweise bei unterschiedlichen Hubvolumina identische Gehäuse 2 verwenden können, wobei zur strömungsdynamischen Anpassung mit abnehmendem Hubvolumen das Totvolumen V des Verdrängungskörpers 6 zunimmt, wobei das Sammler­ volumen gleich bleibt.In any case, the invention can be used for a series of similar internal combustion engines, which, for example, can use identical housings 2 with different stroke volumes, with the dead volume V of the displacer 6 increasing for fluid dynamic adjustment with decreasing stroke volume, the collector volume remaining the same.

Claims (10)

1. Luftansauganlage für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem mit einem Lufteintritt (1) versehenen Gehäuse (2), in welchem ein Sammlervolumen ausgebildet ist, welches mittels im Gehäuse (2) angeordneter Saugrohre (5) den Lufteintritt (1) mit Einlaßkanä­ len der Brennkraftmaschine verbindet, und mit einem in dem Sammlervolumen ange­ ordneten Verdrängungskörper (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) im wesentlichen aus zwei Gehäusetei­ len (3, 4) gebildet ist, welche in einer gemeinsamen Trennebene (T-T) aneinandergren­ zen und der Verdrängungskörper (6) als gegenüber dem Sammlervolumen abge­ schlossenes Totvolumen (V) ausgebildet ist.1. Air intake system for internal combustion engines, consisting of an air inlet ( 1 ) provided housing ( 2 ), in which a collector volume is formed, which by means of suction pipes ( 5 ) arranged in the housing ( 2 ), the air inlet ( 1 ) with inlet channels of the internal combustion engine connects, and with an arranged in the collector volume displacement body ( 6 ), characterized in that the housing ( 2 ) is essentially formed from two housing parts ( 3 , 4 ) which zen anengren in a common parting plane (TT) and the Displacement body ( 6 ) is formed as a closed dead volume (V) with respect to the collector volume. 2. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Totvolu­ men (V) beiderseits der Trennebene (T-T) erstreckt.2. Air intake system according to claim 1, characterized in that the dead volume men (V) extends on both sides of the parting plane (T-T). 3. Luftansauganlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungs­ körper (6) derartig im Sammlervolumen angeordnet ist, daß seine Oberfläche allseitig von Luft umspült ist.3. Air intake system according to claim 2, characterized in that the displacement body ( 6 ) is arranged in such a way in the collector volume that its surface is surrounded by air on all sides. 4. Luftansauganlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit mindestens einer Zy­ linderreihe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ drängungskörper (6) aus mehreren Teilkörpern (7) gebildet ist, welche untereinander berührungsfrei entlang einer Längsrichtung (L) des Gehäuses angeordnet sind.4. Air intake system for a multi-cylinder internal combustion engine with at least one row of cylinders according to one of claims 1 to 3, characterized in that the displacement body ( 6 ) is formed from a plurality of partial bodies ( 7 ) which are non-contact with one another along a longitudinal direction (L) of the housing are arranged. 5. Luftansauganlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) in quer zur Längsrichtung (L) liegenden Wandungen (10) Öffnungen (11) zur Aufnahme der Teilkörper (7) aufweist. 5. Air intake system according to claim 4, characterized in that the housing ( 2 ) in transverse to the longitudinal direction (L) walls ( 10 ) has openings ( 11 ) for receiving the partial body ( 7 ). 6. Luftansauganlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (7) topfartig ausgebildet sind und an einer Stirnseite (8) einen umlaufenden Flansch (9) zur Anlage an der Öffnung (11) tragen.6. Air intake system according to claim 5, characterized in that the partial body ( 7 ) are pot-shaped and on an end face ( 8 ) carry a circumferential flange ( 9 ) for contact with the opening ( 11 ). 7. Luftansauganlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (7) einen abragenden Flansch (12) aufweisen, welcher in der Trennebene (T-T) zwischen den Gehäuseteilen (3, 4) verspannt ist.7. Air intake system according to claim 4, characterized in that the partial body ( 7 ) have a projecting flange ( 12 ) which is braced in the parting plane (TT) between the housing parts ( 3 , 4 ). 8. Luftansauganlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (12) einseitig abragt und in quer zur Längsrichtung (L) liegenden Wandungen (10) ver­ spannt ist.8. Air intake system according to claim 7, characterized in that the flange ( 12 ) protrudes on one side and in transverse to the longitudinal direction (L) lying walls ( 10 ) is clamped ver. 9. Luftansauganlage nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkör­ per (7) rotationssymmetrisch zur Längsrichtung (L) ausgebildet sind.9. Air intake system according to claim 6 or 8, characterized in that the Teilkör by ( 7 ) are rotationally symmetrical to the longitudinal direction (L). 10. Verwendung einer Luftansauganlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 für eine Baureihe von gleichartigen Brennkraftmaschinen mit zumin­ dest unterschiedlichem Hubvolumen, wobei mit abnehmendem Hubvolumen unter Bei­ behaltung des identischen Gehäuses (2) und des identischen Sammlervolumens das Totvolumen (V) zunimmt.10. Use of an air intake system according to one or more of the preceding claims 1 to 9 for a series of identical internal combustion engines with at least different stroke volumes, the dead volume (V) increasing with decreasing stroke volume while keeping the identical housing ( 2 ) and the identical collector volume .
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