DE4221913C1 - Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftma­ schine mit einem Zylinderkopf, umfassend zumindest ein Ansaugrohr mit ei­ nem Ansaugflansch zur gasdichten Befestigung an dem Zylinderkopf, wobei eine Bypassleitung zur Einspeisung eines sekundären Gases in eine Ansaugöffnung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist und wobei das Gas mittels eines Anschlusses in die Bypassleitung einspeisbar ist.

Ein solcher Ansaugkrümmer ist aus der EP-0 251 159 A2 bekannt. Die By­ passleitung ist mit jedem Ansaugrohr des Ansaugkrümmers jeweils über eine Öffnung verbunden, wobei in Strömungsrichtung des Leckgases durch die Bypassleitung der Durchmesser der Öffnungen zunimmt, um sicherzustellen, daß von jedem Zylinder die gleiche Menge Leckgas angesaugt werden kann. Die Bypassleitung liegt als Rohr im Inneren des Ansaugkastens oberhalb der Ansaugrohre des Krümmers, wobei die Rückführleitung mit einer Schraubver­ bindung an dem Gehäuse des Ansaugkastens befestigt ist oder als geradlini­ ger Kanal im Zylinder angeordnet ist. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Anordnung der Bypassleitung im Hinblick auf eine einfache, in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstige Herstellbarkeit wenig befriedigend ist.

Aus der Druckschrift ATZ automobiltechnische Zeitschrift 89 (1987) 3, Seiten 139 bis 143, ist die Herstellung eines Ansaugrohrs aus polymerem Werkstoff in Ausschmelzkerntechnik beschrieben. Um unerwünschte Materialanhäufun­ gen zu vermeiden ist es vorgesehen, daß der Ansaugkrümmer weitgehend gleichmäßige Wanddicken aufweist und daß zur Innendrucksicherheit ebene Flächen möglichst vermieden werden und ausreichend große Übergangsradien vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ansaugkrümmer der vorbe­ kannten Art derart weiter zu entwickeln, daß eine Bypassleitung zur Einspei­ sung eines sekundären Gases in das Bauteil integriert ist, daß der Ansaug­ krümmer in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht günstig her­ stellbar ist und daß unerwünschte Materialanhäufungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Ansaugkrümmer durch An­ spruch 1 gelöst, auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Im Hinblick auf eine einfache und unkomplizierte Zuführung eines sekundären Gases in die Verbrennungskraftmaschine ist die Bypassleitung durch eine in Richtung des Zylinderkopfes offene Nut des Ansaugflansches gebildet und der Anschluß ist mit dem einen Ende und die Ansaugöffnung mit dem anderen Ende der Nut verbunden. Hierbei ist von Vorteil, daß das sekundäre Gas bis an den Anschluß geführt wird und anschließend in die Bypassleitung, die ei­ nerseits durch den Ansaugflansch und andererseits in Richtung des Zylinder­ kopfs begrenzt ist. Durch die Bypassleitung gelangt das Gas direkt in das An­ saugrohr und somit in die Verbrennungskraftmaschine. Die Bypassleitung ist bevorzugt zwischen dem Ansaugrohr und den Durchbrechungen zur Befesti­ gung des Ansaugkrümmers angeordnet. Die Bypassleitung ist besonders ein­ fach herstellbar, da die in Richtung des Zylinderkopfs offene Nut, ebenso wie der Rest des Ansaugkrümmers von einer Seite entformt werden können. Un­ erwünschte Materialanhäufungen, die in fertigungstechnischer Hinsicht wenig befriedigend sind, da sie zu unterschiedlichem Schrumpf führen, können bei der Konstruktion und der Fertigung des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers vermieden werden. Im einfachsten Falle kann es vorgesehen sein, daß sich die Nut bis direkt an den Zylinderkopf erstreckt und an diesem durch eine Flach-, Formteil- oder eine Flüssigdichtung abgedichtet ist. Der Querschnitt der Bypassleitung kann den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls in optimaler Weise durch die Tiefe der Nut angepaßt sein.

Das sekundäre Gas kann beispielsweise aus dem Kurbelgehäuse der Verbren­ nungskraftmaschine entlüftet sein, wobei der Anschluß mit der Kurbelgehäu­ seentlüftung der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.

Eine andere Anwendung des Ansaugkrümmers kann darin bestehen, daß der Schlauchanschluß mit einer Abgasrückführvorrichtung oder einer Leerlauffül­ lungsregelung der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Die in diesen Bereichen anfallenden, sekundären Gase können dadurch der Maschine wie­ der zugeführt und für den Verbrennungsablauf genutzt werden.

Bei Verwendung des Ansaugkrümmers an mehrzylindrigen Verbrennungs­ kraftmaschinen kann der Anschluß symmetrisch zwischen den Ansaugrohren des Ansaugkrümmers angeordnet sein, so daß die Bypassleitung aus zumin­ dest zwei gleichlangen Teilabschnitten besteht. Hierbei ist von Vorteil, daß gleiche Mengen des sekundären Gases in die den einzelnen Zylindern zuge­ ordneten Ansaugrohre geführt werden und dadurch für alle Zylinder das glei­ che Gemisch für eine optimale Verbrennung bereitsteht. Bei einer 4-Zylinder- Reihenmaschine beispielsweise und einer Anordnung des Anschlusses zwi­ schen den beiden mittleren Ansaugrohren können die Teilabschnitte der By­ passleitung für die beiden mittleren Ansaugrohre zumindest teilweise um diese herumgeführt sein, wobei die beiden äußeren Ansaugrohre auf dem re­ lativ direkteren Weg mit dem Anschluß verbunden sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anschluß als Schlauchan­ schluß ausgebildet sein und einstückig mit dem Ansaugflansch ausgeführt sein. Eine gute Abdichtung und gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer sind dadurch bedingt.

Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Anschluß durch zumindest eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß keine zu­ sätzliche Verschlauchung erforderlich ist, wodurch einerseits der Einbauraum der Verbrennungskraftmaschine nicht weiter begrenzt wird und andererseits Wartungs- und Kontrollarbeiten in diesem Bereich entfallen können.

Die Bypassleitung kann auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite durch eine Dichtung begrenzt sein, die aus einem elastomeren Werkstoff besteht. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls kann das elastomere Material einen Dichtungsträger umschließen, der bevorzugt aus einem Hartkunststoff besteht, wobei der Anschluß einstückig mit dem Dichtungsträger ausgebildet sein kann. Die Dichtung kann in der Nut durch eine einstückig angeformte Haltevorrichtung positioniert sein, wodurch die Montage des Ansaugkrümmers erleichtert wird.

Die Haltevorrichtung kann beispielsweise durch einen in Richtung der Nut vorspringenden Halteabschnitt des Dichtungsträgers gebildet sein, wobei der Halteabschnitt mit der Nut in Eingriff bringbar ist. Gleichmäßige Wandstärken des Ansaugkrümmers und der Querschnitt der Bypassleitung können durch die Verwendung der Dichtung genau eingehalten werden, da die Dichtung beispielsweise mit der Haltevorrichtung einen Teil der in Richtung des Zylin­ derkopfes offenen Nut verschließen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Ansaug­ krümmer aus einem polymeren Werkstoff besteht. Der Ansaugkrümmer ist dadurch einfach herstellbar und weist im Vergleich zu einem metallischen An­ saugkrümmer ein deutlich verringertes Gewicht auf.

Der Ansaugflansch aus Kunststoff kann zur Befestigung am Zylinderkopf Durchbrechungen aufweisen, in die kraft- und/oder formschlüssig Buchsen aus einem nicht kriechenden Material, beispielsweise aus Sintermetall, einge­ setzt sind. Hierbei ist von Vorteil, daß der Ansaugkrümmer dauerhaft am Zy­ linderkopf befestigt ist und Relaxationserscheinungen des verwendeten Kunststoffs nicht zur einer Beeinträchtigung der Gebrauchseigenschaften führen. Die Buchsen stützen sich einerseits direkt am Zylinderkopf und ande­ rerseits am Befestigungselement, beispielsweise an der Schraube ab. Die Buchsen können beispielsweise im Bereich ihrer Oberfläche eine Verzahnung aufweisen, die mit dem Kunststoff des Ansaugkrümmers in Eingriff ist. Da­ durch wird die Kraftübertragung zwischen Buchse und Flansch gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf ist nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Diese zeigen die zu berücksichtigenden Einzelkomponenten teilweise in schematischer Darstel­ lung.

In Fig. 1 ist eine Ansicht des Ansaugkrümmers gezeigt;

in Fig. 2 ein Ausschnitt aus dem Ansaugkrümmer gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist die Ansicht eines Ansaugkrümmers für eine Verbrennungskraft­ maschine mit 4 Zylindern dargestellt, der vier Ansaugrohre 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 und einen Ansaugflansch 2 umfaßt. Die Bypassleitung 3 ist mit einem An­ schluß 4, der als Schlauchanschluß ausgebildet ist, versehen und dient zur Einspeisung eines sekundären Gases in die Verbrennungskraftmaschine. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Anschluß 4 zur Entlüftung mit dem Kur­ belgehäuses der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die Bypassleitung 3 ist durch eine Nut 5 in Ansaugflansch 2 gebildet, die zur leichteren Herstel­ lung in Richtung des Zylinderkopfs offen ist. Der Schlauchanschluß ist in die­ sem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Ansaugflansch 2 ausgebildet und mit dem einen Ende der Nut 5 verbunden. Die Nut 5 erstreckt sich vom Anschluß 4 bis zum Ansaugrohr 1 des Ansaugkrümmers. Der Anschluß 4 ist symmetrisch zwischen den Ansaugrohren 1.1 bis 1.4 angeordnet und die Bypassleitung 3 ist in vier gleichlange Teilabschnitte 3.1 bis 3.4 aufgeteilt. Die beiden dem Anschluß 4 am nächsten liegenden Ansaugrohre 1.2, 1.3 sind über die Teilabschnitte 3.2, 3.3, die sich zumindest teilweise entlang des Umfangs der Ansaugrohre 1.2, 1.3 erstrecken, mit der Kurbelgehäuseentlüf­ tung verbunden. Die Teilabschnitte 3.1, 3.4 der Bypassleitung 3, die vom An­ schluß 4 in die äußeren Ansaugrohre 1.1, 1.4 führen, weisen die gleiche Länge auf, wie die benachbarten Teilabschnitte 3.2, 3.3.

Zur Abdichtung des Ansaugflanschs 2 gegenüber dem Zylinderkopf ist eine Dichtung 6 aus elastomerem Werkstoff vorgesehen. Wie in Fig. 2 darge­ stellt, umfaßt die Dichtung 6 einen Dichtungsträger 9 aus einem Hart­ kunststoff, der von elastomerem Werkstoff teilweise umschlossen ist. Der Dichtungsträger 9 ist mit einem Vorsprung 9.1 in der Nut 5 positioniert. Nach einem von Fig. 1 abweichenden Ausführungsbeispiel kann der Schlauch­ anschluß einstückig mit dem Dichtungsträger 9 ausgebildet sein. Abwei­ chende Ausgestaltungen der Dichtung 6, z. B. ohne Dichtungsträger 9.1 bei Verwendung eines Anschlusses 4, der durch eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet ist, sind ebenfalls möglich. Die Nut 5 ist zwischen dem Ansaugrohr 1 und der Durchbrechung 7 angeordnet. Die Wandstärken des Ansaugkrümmers sind im wesentlichen gleich, so daß unerwünschte Materialanhäufungen ver­ mieden werden. Die Buchse 8, die in der Durchbrechung 7 kraft- und/oder formschlüssig eingesetzt ist, besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Messing. Die Buchse 8 weisen in einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Oberflächenstruktur zur sicheren Festlegung innerhalb der Durchbrechung 7 auf. Die Verwendung von Buchsen 8 aus davon abweichen­ dem, nicht kriechendem Material, wie beispielsweise Sintermetall, ist ebenfalls möglich.

Claims (14)

1. Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zy­ linderkopf, umfassend zumindest ein Ansaugrohr mit einem Ansaug­ flansch zur gasdichten Befestigung an dem Zylinderkopf, wobei eine Bypassleitung zur Einspeisung eines sekundären Gases in eine An­ saugöffnung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist und wo­ bei das Gas mittels eines Anschlusses in die Bypassleitung einspeis­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (3) durch ei­ ne in Richtung des Zylinderkopfs offene Nut (5) des Ansaugflan­ sches (2) gebildet ist und daß der Anschluß (4) mit dem einen Ende und die Ansaugöffnung mit dem anderen Ende der Nut (5) verbunden ist.

2. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit der Kurbelgehäuseentlüftung der Verbrennungs­ kraftmaschine verbunden ist.

3. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit einer Abgasrückführvorrichtung verbunden ist.

4. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit einer Leerlauffüllungsregelungsvorrichtung verbun­ den ist.

5. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 4, mit zumindest zwei Ansaug­ rohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) symmetrisch zwischen den Ansaugrohren (1.1, 1.2) angeordnet ist und die By­ passleitung (3) aus zumindest zwei gleichlangen Teilabschnitten (3.1, 3.2) besteht.

6. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) als Schlauchanschluß ausgebildet ist und daß der Schlauchanschluß einstückig mit dem Ansaugflansch (2) ausge­ führt ist.

7. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) durch zumindest eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet ist.

8. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (3) auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite durch eine Dichtung (6) begrenzt ist, die aus einem elastomeren Werkstoff gebildet ist.

9. Ansaugkrümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) aus einem einen Dichtungsträger (9) umschließenden elastomeren Werkstoff gebildet ist.

10. Ansaugkrümmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) einstückig mit dem Dichtungsträger (9) ausgebildet ist.

11. Ansaugkrümmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (9) im Bereich der Bypassleitung (3) zumindest eine Haltevorrichtung aufweist.

12. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung eines polymeren Werkstoffs.

13. Ansaugkrümmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugflansch (2) zur Befestigung am Zylinderkopf Durchbre­ chungen (7) aufweist und daß in die Durchbrechungen (7) kraft- und/oder formschlüssig Buchsen (8) aus einem nicht kriechenden Material eingesetzt sind.

14. Ansaugkrümmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (8) aus einem Sintermetall bestehen.