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EP1420160B1 - Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
EP1420160B1
EP1420160B1 EP03103352A EP03103352A EP1420160B1 EP 1420160 B1 EP1420160 B1 EP 1420160B1 EP 03103352 A EP03103352 A EP 03103352A EP 03103352 A EP03103352 A EP 03103352A EP 1420160 B1 EP1420160 B1 EP 1420160B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
air collector
intake pipe
intake
collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03103352A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1420160A3 (de
EP1420160A2 (de
Inventor
Ingo Koch
Achim Rehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP1420160A2 publication Critical patent/EP1420160A2/de
Publication of EP1420160A3 publication Critical patent/EP1420160A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1420160B1 publication Critical patent/EP1420160B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/112—Intake manifolds for engines with cylinders all in one line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006—Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10026—Plenum chambers
    • F02M35/10039—Intake ducts situated partly within or on the plenum chamber housing
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209—Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10216—Fuel injectors; Fuel pipes or rails; Fuel pumps or pressure regulators
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    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10301—Flexible, resilient, pivotally or movable parts; Membranes
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    • F02M35/10314—Materials for intake systems
    • F02M35/10321—Plastics; Composites; Rubbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1034—Manufacturing and assembling intake systems
    • F02M35/10354—Joining multiple sections together

Definitions

  • the invention relates to an intake system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an intake device for an internal combustion engine which comprises a plurality of intake pipes, which are each associated with a cylinder of the internal combustion engine, and a common collecting space for the intake pipes, via which the intake pipes are supplied with combustion air.
  • Each intake pipe is constructed in three parts, wherein a first intake manifold on the cylinder head side and a second intake manifold, which is connected to the air collector, are each longitudinally divided and complemented by a central intake manifold complementary.
  • This middle Saugrohrteil is designed to be interchangeable, which can be adjusted by changing the Saugrohrgeometrie this part different total lengths of the suction pipe.
  • the invention is based on the problem to provide a compact intake system, which can be adapted with little effort to different internal combustion engines.
  • the suction pipe is longitudinally divided, so that along a tube longitudinal plane at least two Saugrohrmaschine are formed, the air collector with one of the Saugrohrmaschine a contiguous, one-piece base part and the other Saugrohrteil is designed as a usable removable part, which forms a wall shell of the air collector.
  • the base part can be manufactured identically for different engine variants, whereas the interchangeable part can be adapted to the respective requirements, in particular with regard to the engine size and performance data. Due to the one-piece design of a Saugrohrerss with a wall portion of the air collector a particularly compact dimensions is achieved.
  • Suction tube part and wall part of the air collector may in particular also be integrally formed and produced for example by injection molding as a common plastic component.
  • the alternating part forming the suction tube part for example, by welding firmly and non-detachably connected to the base part.
  • the base part for example, by welding firmly and non-detachably connected to the base part.
  • the base part for example, by welding firmly and non-detachably connected to the base part.
  • a detachable connection into consideration.
  • a pipe end of the exchangeable intake manifold protrudes into the interior of the air collector.
  • the length of this projecting Saugrohrstutzens, which forms part of the exchangeable Saugrohrmaschines, determines the total length of the suction pipe. Therefore, it is basically sufficient to design intake manifold parts with differently sized pipe end stubs in order to vary the overall length of the intake manifold and to adapt it to different internal combustion engines.
  • the protruding into the air collector pipe end requires no additional space, which is a particularly compact design can be achieved.
  • a radially projecting stop can be provided, which is supported in the installed position on the inner wall of the air collector, whereby on the one hand a mounting relief is given and on the other hand, an airtight seal between the replaceable intake manifold and the air collector is supported.
  • a sealing element can be arranged between the stop and the inner wall of the air collector.
  • the exchangeable intake manifold forms an upper shell of the suction pipe and the wall part connected thereto a cover shell of the air collector.
  • the lower shell of the suction tube replaceable, in which case expediently only one wall side of the air collector is designed in one piece with the lower shell.
  • FIG. 1 illustrated intake system 1 for an internal combustion engine comprises an air collector 2 and a plurality of branched off from the air collector 2 suction pipes 3, of which in Fig. 1 however, only one is shown in section, wherein the suction pipes are guided to the cylinder inlets of the internal combustion engine and to be fastened via a flange 10 on the cylinder head of the internal combustion engine.
  • Both the air collector 2 and each suction tube 3 are formed in two parts.
  • Each suction pipe 3 is longitudinally divided and consists of two Saugrohr sculpture 4 and 5, of which the upper Saugrohrteil 4 a replaceable upper shell and the lower Saugrohrteil 5 forms a fixed lower shell.
  • the air collector 2 consists of a box 6 and a replaceable lid shell 7.
  • the lid shell 7 forms with the upper, interchangeable or insertable Saugrohrteil 4 a common, one-piece component.
  • the box 6 of the air collector 2 forms with the lower intake manifold 5 - the lower shell of the suction tube 3 - also a one-piece component.
  • Air collector and suction pipe are useful as a plastic injection molded component manufactured, wherein the cover shell 7 of the air collector 2 forms a common injection molded part with the upper Saugrohrteil 4 a common injection molded part and in a corresponding manner the box 6 of the air collector with the lower Saugrohrteil 5 a common injection molded part.
  • the cover shell 7 as well as the upper intake manifold part 4, which is connected to the cover shell, are detachable and exchangeable and can be connected via fasteners 11 and 12 respectively to the housing 6 and the lower intake manifold 5.
  • Upper and lower intake manifold can also be permanently connected to each other, for example by welding.
  • a pipe end 8 is formed, which protrudes into the assembly position in the interior of the air collector 2 and widens trumpet-like towards its open side.
  • This pipe end 8 is designed as circumferentially continuous circulating tube, whereas the portion of the upper Saugrohrmaschines 4 located outside the air collector is designed as a half-shell, which is complemented in the assembly position of the lower intake manifold 5 complementary to a common intake manifold.
  • the cover shell 7 of the air collector 2 in order to likewise achieve a change in the suction tube length and / or the air volume in the air collector and the suction tube; This case is also shown in the figures, in which the cover shell geometry differs.
  • a one-piece, radially projecting beyond the outer wall of the pipe end nozzle stop 9 is formed, which rests in the installed position on the inner wall of the box of the air collector 2.
  • the stop 9 represents a mounting relief.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Aus der Druckschrift DE 199 44 855 A1 ist eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, welche mehrere Ansaugrohre, die jeweils einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, sowie einen gemeinsamen Sammelraum für die Ansaugrohre umfasst, über den die Ansaugrohre mit Verbrennungsluft versorgt werden. Jedes Ansaugrohr ist dreiteilig aufgebaut, wobei ein erstes Saugrohrteil auf der Zylinderkopfseite und ein zweites Saugrohrteil, welches an den Luftsammler angeschlossen ist, jeweils längsgeteilt sind und von einem mittleren Saugrohrteil komplementär ergänzt werden. Dieses mittlere Saugrohrteil ist austauschbar ausgeführt, wobei durch eine Änderung der Saugrohrgeometrie dieses Teiles unterschiedliche Gesamtlängen des Saugrohres eingestellt werden können. Hierdurch ist mit verhältnismäßig einfachen Maßnahmen eine Saugrohrlängenanpassung unter Beibehaltung der Luftsammlergeometrie an unterschiedliche Brennkraftmaschinen möglich.
  • Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein kompaktes Ansaugsystem zu schaffen, welches mit geringem Aufwand an unterschiedliche Brennkraftmaschinen angepasst werden kann.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem ist das Saugrohr längsgeteilt, so dass entlang einer Rohrlängsebene zumindest zwei Saugrohrteile gebildet sind, wobei der Luftsammler mit einem der Saugrohrteile ein zusammenhängendes, einteiliges Basisteil bildet und das andere Saugrohrteil als einsetzbares Wechselteil ausgeführt ist, das eine Wandschale des Luftsammlers bildet. Das Basisteil kann für verschiedene Motorvarianten identisch gefertigt sein, wohingegen das Wechselteil an die jeweiligen Anforderungen insbesondere im Hinblick auf die Motorgröße und - leistungsdaten angepasst werden kann. Aufgrund der einteiligen Ausführung eines Saugrohrteiles mit einem Wandabschnitt des Luftsammlers wird ein besonders kompaktes Baumaß erzielt. Saugrohrteil und Wandteil des Luftsammlers können insbesondere auch einstückig ausgebildet sein und beispielsweise im Spritzgussverfahren als ein gemeinsames Kunststoffbauteil hergestellt werden. Durch Verwenden eines austauschbaren Saugrohrteiles mit modifizierter Geometrie werden verschiedene Saugrohrlängen bzw. Saugrohrvolumina realisiert, die an die jeweilige Brennkraftmaschine angepasst sind. Die übrigen Saugrohrteile und die übrigen Wandabschnitte des Luftsammlers - das Basisteil - können unverändert beibehalten werden, wodurch einerseits die Teilevielfalt und damit auch die Werkzeugkosten reduziert und andererseits auch die Bauform und Baugröße des Ansaugsystems im Wesentlichen beibehalten werden.
  • Bei der Montage kann das das Wechselteil bildende Saugrohrteil beispielsweise durch Verschweißen fest und unauflösbar mit dem Basisteil verbunden werden. Gegebenenfalls kommt aber auch eine lösbare Verbindung in Betracht.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ragt ein Rohrendstutzen des austauschbaren Saugrohrteiles in den Innenraum des Luftsammlers ein. Die Länge dieses einragenden Saugrohrstutzens, welcher einen Bestandteil des austauschbaren Saugrohrteiles bildet, bestimmt die Gesamtlänge des Saugrohres. Daher reicht es grundsätzlich aus, Saugrohrteile mit unterschiedlich langen Rohrendstutzen auszubilden, um die Gesamtlänge des Saugrohres zu variieren und an unterschiedliche Brennkraftmaschinen anzupassen. Der in den Luftsammler einragende Rohrendstutzen benötigt keinen zusätzlichen Bauraum, wodurch eine besonders kompakte Ausführung zu erzielen ist.
  • Am Rohrendstutzen kann ein radial überstehender Anschlag vorgesehen sein, welcher sich in Einbaulage an der Innenwand des Luftsammlers abstützt, wodurch einerseits eine Montageerleichterung gegeben ist und andererseits ein luftdichter Abschluss zwischen dem austauschbaren Saugrohrteil und dem Luftsammler unterstützt wird. Zwischen dem Anschlag und der Innenwand des Luftsammlers kann ein Dichtungselement angeordnet werden.
  • Zweckmäßig bildet das austauschbare Saugrohrteil eine Oberschale des Saugrohres und das damit verbundene Wandteil eine Deckelschale des Luftsammlers. Es ist aber auch möglich, die Unterschale des Saugrohres austauschbar auszubilden, wobei in diesem Fall zweckmäßig nur eine Wandseite des Luftsammlers einteilig mit der Unterschale ausgeführt ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Luftsammler als Kasten einteilig mit der Unterschale auszubilden und als austauschbares Bauteil auszuführen.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem zweiteiligen Saugrohr und einem Luftsammler, wobei ein austauschbares Saugrohrteil mit einer Deckelschale des Luftsammlers ein gemeinsames Bauteil bildet und ein an diesem Saugrohrteil ausgebildeter Rohrendstutzen in den Innenraum des Luftsammlers einragt,
    Fig. 2
    eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit einem kürzer ausgeführten, in den Luftsammler einragenden Rohrendstutzen am austauschbaren Saugrohrteil.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Ansaugsystem 1 für eine Brennkraftmaschine umfasst einen Luftsammler 2 sowie mehrere, vom Luftsammler 2 abzweigende Saugrohre 3, von denen in Fig. 1 jedoch nur eines im Schnitt dargestellt ist, wobei die Saugrohre zu den Zylindereinlässen der Brennkraftmaschine geführt und über einen Flansch 10 am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zu befestigen sind. Sowohl der Luftsammler 2 als auch jedes Saugrohr 3 sind zweiteilig ausgebildet. Jedes Saugrohr 3 ist längsgeteilt und besteht aus zwei Saugrohrteilen 4 und 5, von denen das obere Saugrohrteil 4 eine austauschbare Oberschale und das untere Saugrohrteil 5 eine fest stehende Unterschale bildet. Der Luftsammler 2 besteht aus einem Kasten 6 und einer austauschbaren Deckelschale 7. Die Deckelschale 7 bildet mit dem oberen, austauschbaren bzw. einsetzbaren Saugrohrteil 4 ein gemeinsames, einteiliges Bauteil. Der Kasten 6 des Luftsammlers 2 bildet mit dem unteren Saugrohrteil 5 - der Unterschale des Saugrohres 3 - ebenfalls ein einteiliges Bauteil. Luftsammler und Saugrohr sind zweckmäßig als Kunststoff-Spritzgussbauteil hergestellt, wobei die Deckelschale 7 des Luftsammlers 2 mit dem oberen Saugrohrteil 4 ein gemeinsames Spritzgussteil und in entsprechender Weise der Kasten 6 des Luftsammlers mit dem unteren Saugrohrteil 5 ein gemeinsames Spritzgussteil bildet.
  • Die Deckelschale 7 sowie das mit der Deckelschale zusammenhängende obere Saugrohrteil 4 sind lösbar und austauschbar ausgeführt und können über Befestigungseinrichtungen 11 bzw. 12 mit dem Kasten 6 bzw. dem unteren Saugrohrteil 5 verbunden werden. Oberes und unteres Saugrohrteil können auch unlösbar miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Verschweißen.
  • Einteilig mit dem oberen, austauschbaren Saugrohrteil 4 ist ein Rohrendstutzen 8 ausgebildet, welcher in Zusammenbauposition in den Innenraum des Luftsammlers 2 einragt und sich zu seiner offenen Seite hin trompetenartig erweitert. Dieser Rohrendstutzen 8 ist als in Umfangsrichtung durchgehend umlaufendes Rohr ausgeführt, wohingegen der außerhalb des Luftsammlers liegende Abschnitt des oberen Saugrohrteiles 4 als Halbschale ausgeführt ist, die in Zusammenbaulage vom unteren Saugrohrteil 5 komplementär zu einem gemeinsamen Saugrohr ergänzt wird.
  • Wie dem Vergleich zwischen den Fig. 1 und 2 zu entnehmen, kann durch eine Variation der Länge des Rohrendstutzens 8 die Gesamtlänge des Saugrohres 3 variiert werden, wobei die sonstige Geometrie des Ansaugsystems unverändert beibehalten werden kann. Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, alternativ oder zusätzlich die Geometrie der Deckelschale 7 des Luftsammlers 2 zu variieren, um ebenfalls eine Änderung der Saugrohrlänge und/oder des Luftvolumens in dem Luftsammler und dem Saugrohr zu erreichen; auch dieser Fall ist in den Figuren dargestellt, in denen sich die Deckelschalengeometrie unterscheidet.
  • Am Rohrendstutzen 8 ist ein einteiliger, radial über die Außenwand des Rohrendstutzens überstehender Anschlag 9 ausgebildet, welcher in Einbaulage an der Innenwand des Kastens des Luftsammlers 2 anliegt. Der Anschlag 9 stellt eine Montageerleichterung dar.

Claims (6)

  1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftsammler (2), in den Verbrennungsluft einzuleiten ist, und einem Saugrohr (3), welches vom Luftsammler (2) abzweigt und aus mindestens zwei längsgeteilten Saugrohrteilen (4, 5) besteht, wobei der Luftsammler (2) mit einem der Saugrohrteile (5) ein zusammenhängendes, einteiliges Basisteil bildet und das zweite Saugrohrteil (4) als einsetzbares Wechselteil ausgeführt ist, das eine Wandschale des Luftsammlers (2) bildet, dadurch gekennzeichnet dass, ein Rohrendstutzen (8) des einsetzbaren Saugrohrteils (4) in den Innenraum des Luftsammlers (2) einragt, und wobei
    mindestens zwei verschiedene einsetzbare Saugrohrteile (4) sich in der Länge des einragenden Rohrendstutzens (8) unterscheiden und wahlweise austauchbar sind, so dass
    durch eine Variation der Länge des Rohrendstutzens 8 die Gesamtlänge des Saugrohres 3 variiert werden kann.
  2. Ansaugsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandschale die Deckelschale (7) des Luftsammlers (2) bildet.
  3. Ansaugsystem nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Rohrendstutzen (8) ein radial überstehender Anschlag (9) angeordnet ist.
  4. Ansaugsystem nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rohrendstutzen (8) an der Innenwand des Luftsammlers (2) abgestützt ist.
  5. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Luftsammler (2) und die Saugrohrteile (4, 5) aus Kunststoff bestehen.
  6. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass verschiedene einsetzbare Saugrohrteile (4) sich in der Gestalt des mit ihnen verbundenen Wandteiles des Luftsammlers (2) unterscheiden.
EP03103352A 2002-11-13 2003-09-11 Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP1420160B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE10252784A DE10252784A1 (de) 2002-11-13 2002-11-13 Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine
DE10252784 2002-11-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1420160A2 EP1420160A2 (de) 2004-05-19
EP1420160A3 EP1420160A3 (de) 2006-02-15
EP1420160B1 true EP1420160B1 (de) 2011-07-20

Family

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EP03103352A Expired - Lifetime EP1420160B1 (de) 2002-11-13 2003-09-11 Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Country Status (5)

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EP (1) EP1420160B1 (de)
JP (1) JP4381106B2 (de)
AT (1) ATE517247T1 (de)
DE (1) DE10252784A1 (de)

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