DE3807159A1 - Saugrohr einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugrohr einer Brennkraft­ maschine der im Oberbegriff des ersten Anspruchs ange­ gebenen Art und geht aus von der gattungsbildenden DE 35 18 684 C.

Beschrieben ist darin ein Saugrohr für eine mehrzylind­ rige Brennkraftmaschine mit einer Verteilerkammer und zu den Brennräumen führenden Einzelrohren, wobei die Volumina der Einzelrohre und das Volumen der Verteiler­ kammer durch Verstellung von Wandabschnitten veränderbar sind. Im einzelnen ist dabei an der geradlinig ausge­ bildeten Saugrohrwand eine Membrane vorgesehen, wobei zwischen die fest eingespannte Membrane und der Saug­ rohrwand Unterdruck bzw. Überdruck aufgebracht werden kann. Durch entsprechende Formveränderung der Membrane ergeben sich somit unterschiedliche Saugrohrquerschnit­ te, wodurch eine Möglichkeit gegeben ist zur Schwin­ gungsabstimmung und zur Beeinflussung der Strömung im Saugrohr.

Wenngleich mit dem bekanntgewordenen Saugrohr eine Möglichkeit aufgezeigt ist, Saugrohrresonanzfrequenzen zu verändern, so können die damit erzielbaren Ergebnisse dennoch nicht befriedigen. Für wirkungsvolle Frequenz­ verschiebungen sind zu große Querschnittsänderungen erforderlich. Desweiteren kann das bekanntgewordene Saugrohr den strömungstechnischen Anforderungen an eine glatte starre Wand nicht genügen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Saugrohr der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art dahin­ gehend weiterzubilden, daß auf einfache Weise eine größere Einflußmöglichkeit auf die Saugrohrresonanzfre­ quenz gegeben ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Da sich die Resonanzfrequenz eines Saugrohres nicht nur aus dem wirksamen Saugrohrquerschnitt sondern auch aus der wirksamen Saugrohrlänge berechnet, ist es besonders wirkungsvoll, neben dem Saugrohrquerschnitt auch die Saugrohrlänge zu verändern. Da sich die Resonanzfrequenz näherungsweise direkt proportional mit dem Saugrohr­ durchmesser und näherungsweise indirekt proportional mit der Quadratwurzel der Saugrohrlänge ändert, ist es darüber hinaus gemäß Anspruch 2 besonders vorteilhaft, wenn eine Verringerung des wirksamen Saugrohrquer­ schnittes mit einer Vergrößerung der wirksamen Saug­ rohrlänge einhergeht. Um eine derartige gemeinsame Veränderung von Saugrohrquerschnitt und Saugrohrlänge zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in einem bogenförmigen Saugrohr das verschiedenartig positionier­ bare Element ebenfalls bogenförmig auszubilden. Wird dann insbesondere innerhalb des Bogenbereiches der Querschnitt des Saugrohres verändert, so ergibt sich zwangsläufig eine Veränderung des mittleren Saugrohr- Bogenradius und somit eine Veränderung der wirksamen Saugrohrlänge.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche. Unter strö­ mungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhafte Wandüber­ gänge ergeben sich, wenn das Element einen halbschalen­ förmigen Querschnitt aufweist und mit seinen Enden an der Saugrohrinnenwand anliegt. Ist dabei sowohl an der Bogeninnenseite als auch an der Bogenaußenseite der Saugrohrinnenwand ein derartiges Element vorgesehen, so ist eine deutlich größere Veränderung der wirksamen Saugrohrlänge realisierbar.

Anspruch 5 bietet wiederum Vorteile hinsichtlich der Ausbildung einer optimalen Saugrohrströmung. Dazu wird ein flexibles, beispielsweise aus Kunststoffen gefer­ tigtes Element vorgeschlagen, welches mit seinen Enden unter Vorspannung stehend an der Saugrohrinnenwand anliegt. Reduzierte Strömungswiderstände sind die Folge. Vorteilhaft ist eine derartige Flexibilität auch für die sich verschiedenartig einstellenden Bogenradien bzw. -winkel. Einen vorteilhaften Winkelbereich für jene Bogenradien nennt dabei Anspruch 6, wobei sich die größte Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Saugrohres für einen näherungsweise halbkreisförmigen Bogen ergibt.

Die Ansprüche 7-9 beschreiben bevorzugte Positionier- Vorrichtungen für das erfindungsgemäße Saugrohr-Element. Um eine gesteigerte Wirksamkeit eines erfindungsgemäßen Saugrohres zu erzielen, ist es bei zwei gegenüberliegend angeordneten Elementen gemäß Anspruch 4 vorteilhaft, beispielsweise das bogeninnere Element um ein größeres Maß zu verschieben als das bogenäußere Element. Auch kann es empfehlenswert sein, das bogenäußere Element und das bogeninnere Element in jeweils eine entgegengesetzte Richtung zu verschieben. Zur Erzielung einer derartigen Kinematik schlägt Anspruch 9 die Verwendung einer Gewindespindel mit einem Differentialgewinde vor, da somit ein einziges Stellelement ausreicht, um die beiden Elemente innerhalb des Saugrohres verschiedenartig zu bewegen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 das Saugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem Element zur Veränderung von Saugrohr­ querschnitt und Saugrohrlänge,

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 ein Saugrohr mit zwei Elementen nach Anspruch 4, sowie

Fig. 4 den Schnitt B-B aus Fig. 3.

An dem teilweise dargestellten Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist ein Saugrohr 2 derart ange­ flanscht, daß der Kanal 3 des Saugrohres 2 in den Einlaßkanal 4 des Zylinderkopfes 1 mündet. Das Saug­ rohr 2 seinerseits ist in etwa halbkreisförmig ausge­ bildet und mündet mit seinem dem Zylinderkopf 1 abge­ wandten Ende in einen Luftsammler 11. Wie aus den Fig. 2 bzw. 4 ersichtlich, weist das Saugrohr 2 dabei zumindest bereichsweise einen etwa ovalen Querschnitt auf.

Zur Veränderung des wirksamen Saugrohrquerschnittes ist innerhalb des Saugrohres 2 ein verschiedenartig posi­ tionierbares Element 5 vorgesehen (Fig. 1 und 2). Dieses Element 5 ist ebenfalls bogenförmig ausgebildet und weist einen halbschalenförmigen Querschnitt auf. Mit seinen Enden 6 a, 6 b liegt das Element 5 dabei an der Innenwand 7 des Saugrohres 2 an. An Element 5 greift eine Gewindespindel 8 an, welche durch die Innenwand 7 des Saugrohres 2 nach außen geführt ist und in einen Stellmotor 9 mündet. Durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotores läßt sich somit das Element 5 in bzw. gegen Pfeilrichtung 10 innerhalb des Saugrohres 2 verschieben.

Befindet sich das Element 5 in der gezeigten Position, so besitzt der Kanal 3 des Saugrohres 2 im wesentlichen den in Fig. 2 nochmals explizit gezeigten und mit X bezeichneten Querschnitt. Die Länge des Saugrohres bzw. wirksamen Saugkanales 3 ist durch die mit 1 bezeichneten Strömungslinie bildhaft dargestellt.

Wird nun das Element 5 durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotores 9 gegen die Pfeilrichtung 10 bewegt, so vergrößert sich zunächst der Querschnitt X des Saugka­ nales 3 auf den schematisch dargestellten Querschnitt X *. Mit dieser Vergrößerung einher geht eine Verkürzung der Strömungslinie 1 auf die neue, ebenfalls schematisch dargestellte Strömungslinie 1. Somit ist es also möglich, den wirksamen Saugrohrquerschnitt X zu ver­ größern und gleichzeitig die wirksame Saugrohrlänge 1 zu verkleinern, wodurch sich eine intensivere Verschiebung der Saugrohrresonanzfrequenz ergibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 3 und 4. Dabei sind zwei derartige Elemente 5 a, 5 b vorgesehen, welche - einander gegenüberliegend - an der Bogeninnen­ seite bzw. an der Bogenaußenseite des Saugrohres 2 bzw. der Saugrohrinnenwand anliegen. Hiermit ergeben sich weitere Möglichkeiten zur Variation von Saugrohrquer­ schnitt und Saugrohrlänge. Auch hier werden die beiden Elemente 5 a, 5 b von einer gemeinsamen Gewindespindel 8 bewegt, welche jedoch mit einem Differentialgewinde versehen ist. Somit ist es möglich, beispielsweise bei einer Bewegung in Pfeilrichtung 10 das äußere Element 5 b um einen geringeren Weg zu verschieben als das innere Element 5 a. Auch kann es sich als vorteilhaft erweisen, die beiden Elemente 5 a, 5 b konträr zueinander zu bewe­ gen.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen verläuft die Innenwand 7 der Sauganlage 2 oberhalb des Bogens winke­ lig zur Innenwand 7 unterhalb des Bogens; der Bogen beschreibt somit einen Winkel, welcher kleiner ist als 180°. In diesem Falle sind die Elemente 5 aus elasti­ schem Kunststoff gefertigt und liegen unter Vorspannung stehend an der Innenwand 7 des Saugrohres 2 an. Durch eine Verschiebung des Elementes in bzw. gegen Pfeilrich­ tung 10 verändert sich nämlich der von den Elementen 5 gebildete Bogenwinkel, so daß die Möglichkeit zu einer gewissen Formanpassung der Elemente 5 gegeben sein muß. Würde jedoch das Saugrohr beispielsweise einen Bogen von exakt 180° beschreiben, so könnten die Elemente 5 auch formsteif ausgebildet sein. Jene tatsächliche Ausbildung ist jedoch nicht Wesen der vorliegenden Erfindung. Wesentlich ist es vielmehr, in einem bogenförmigen Saugrohr ein bogenförmig ausgebildetes Element derart anzuordnen, daß eine Veränderung des wirksamen Saugrohr­ querschnittes mit einer Veränderung der wirksamen Saugrohrlänge einhergeht. Dabei bleibt die Erfindung nicht auf ein zwischen einem Luftsammler 11 sowie einem Einlaßkanal 4 vorgesehenes Saugrohr beschränkt. Vielmehr kann ein erfindungsgemäßes Saugrohr beispielsweise auch zwischen einem Ansauggeräuschdämpfer sowie dem Luft­ sammler 11 angeordnet sein.

Claims (9)

1. Saugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem ver­ schiedenartig positionierbaren Element zur Verän­ derung des wirksamen Saugrohr-Querschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (5) bogen­ förmig ausgebildet und im ebenfalls bogenförmigen Saugrohr (2) derart angeordnet ist, daß eine Veränderung des wirksamen Saugrohr-Querschnit­ tes (X) eine Veränderung der wirksamen Saugrohr­ länge (1) verursacht.

2. Saugrohr einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei verschiedenartiger Positionierung des Elementes (5) eine Verringerung des wirksamen Saugrohr-Querschnittes (X) mit einer Vergrößerung der wirksamen Saugrohrlänge (1) einhergeht.

3. Saugrohr einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (5) einen halbschalenförmigen Querschnitt aufweist und mit seinen Enden (6 a, 6 b) an der Saugrohrinnenwand bogeninnenseitig oder bogenaußenseitig anliegt.

4. Saugrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bogeninnenseite und an der Bogenaußenseite der Saugrohrinnenwand jeweils ein derartiges Element (5 a, 5 b) anliegt.

5. Saugrohr nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (5) derar­ tig flexibel ausgebildet ist, daß sich bei ver­ schiedenartiger Positionierung unterschiedliche Bogenwinkel ergeben, wobei die Enden (6 a, 6 b) des Elementes (5) unter Vorspannung stehend an der Saugrohrinnenwand anliegen.

6. Saugrohr nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen des Saugroh­ res (2) und des Elementes (5) in einem Winkelbe­ reich zwischen 100° und 200° liegt und sich vor­ zugsweise einem Halbkreis annähert.

7. Saugrohr nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Elementes (5) an diesem etwa in Bogenmitte ein das Saugrohr (2) durchdringender Stellbolzen vorgesehen ist.

8. Saugrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellbolzen als Gewindespindel (8) ausgebildet ist.

9. Saugrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur verschiedenartigen Positionierung zweier gegenüberliegender Elemen­ te (5 a, 5 b) die Gewindespindel (8) mit einem Diffe­ rentialgewinde versehen ist.