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Title:
INDUCTION SYSTEM, ESPECIALLY FOR USE AS AN INDUCTION PORT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/059166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an induction port with an optimal noise level, especially a suction pipe for use as an induction port of an internal combustion engine. The noise level is optimised by introducing shunt resonators (16, 18) in the collecting chamber (12) of the suction pipe. Said suction pipe is produced using a multi-shell technique. The inserted structures (16, 18) can be stuck or welded before the shells are joined. The inventive shunt resonators (16, 18) require little space and can also be used for subsequently optimising the suction pipes in the test phase, should the test results be acoustically unsatisfactory.

Inventors:
SPANNBAUER HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/003771
Publication Date:
December 30, 1998
Filing Date:
June 19, 1998
Export Citation:
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Assignee:
MANN & HUMMEL FILTER (DE)
SPANNBAUER HELMUT (DE)
International Classes:
F02B27/00; F02M35/10; F02M35/12; (IPC1-7): F02M35/12; F02B27/02
Domestic Patent References:
WO1997021024A11997-06-12
Foreign References:
US3712416A1973-01-23
US4919086A1990-04-24
US4449607A1984-05-22
DE3842248A11989-06-29
Attorney, Agent or Firm:
Voth, Gerhard (Ludwigsburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Ansaugsystem, insbesondere Saugrohr einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Einla (24) und mindestens einem Ausla (13), dadurch gekennzeichnet, da an den hohlraumbildenden Innenwänden (17) mindestens eine Innenstruktur (16) angebracht ist, die im Zusammenspiel mit diesen mindestens einen Resonatorraum (23) umschlie t, wobei dieser mindestens eine Öffnung, insbesondere eine Bohrung (18), zum Innenraum des Ansaugsystems hin aufweist.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da mindestens eine Innenstruktur (16) in einem Sammelraum (12) des Ansaugsystems angeordnet ist.
3. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Innenstruktur (16) aus einem flachem Bauteil, insbesondere einem gelochten Blech (19) und mindestens einem Abstandhalter (20) besteht.
4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da die Innenstruktur (16) aus einem Einlegeteil (21) besteht.
5. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Innenstruktur Bereiche unterschiedlicher Wand stärke aufweist, wobei mindestens zwei Öffungen, insbesondere Bohrungen (18), in Bereichen unterschiedlicher Wandstärke vorgesehen sind.
6. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da Innenstruktur (16) und Saugrohr aus demselben Material, insbesondere aus Kunststoff, bestehen.
7. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da sich zwischen der Innenstruktur (16) mit den Innenwänden (17) Schwei nähte, insbesondere Ultraschallschwei nähte, befinden.
Description:
Ansaugsystem, insbesondere zur Verwendung als Ansaugkanal einer Verbrennungskraftmaschine Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem, insbesondere zur Verwendung als Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine, nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Ansaugsysteme für Brennkraftmaschinen werden insbesondere im Bereich des Saugrohres mit Nebenschlu resonatoren versehen, um eine Dämpfung des Ansauggeräusches zu erreichen. Im einfachsten Fall bestehen diese Nebenschlu resonatoren aus eine Resonatorraum und einem Resonatorhals der den Resonatorraum mit dem Saugrohr verbindet. Diese Grundform des Nebenschlu resonators kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall variiert werden. Es sind mehrere Hälse denkbar die bei unterschiedlicher Länge eine Dämpfung von Ansauggeräuschen unterschiedlicher Frequenzen ermöglichen. Der Resonatorraum kann nahezu beiiebige Formen besitzen.

Nachteilig an der Verwendung von Nebenschlu resonatoren ist deren Platzbedarf im Bereich des Saugrohres. Dieser mu im Motorraum vorgesehen werden, was durch die engen Platzverhältnisse im Motorraum erschwert wird. Ein Ansatz zur Lösung des Problems ist der z. B. DE 3842248 Al zu entnehmen. Es wird ein Resonator vorgeschlagen, der in das Gehäuse des Ansaugsystems integriert ist. Dadurch wird die Nutzung des in dem Gehäuse anfallenden Totvolumens als Resonatorraum möglich. Es mu daher kein zusätzlicher Einbauraum im Motorraum zur Verfügung gestellt werden.

Der oben beschriebene Resonatorraum mu jedoch konstruktiv schon bei der Gestaltung des Saugrohrgehäuses beachtet werden. Nachteilig dabei ist, da der beschriebene Resonator nicht nachträglich zur Verbesserung der Akustik eines Saugrohres verwendet werden kann, wenn die Ergebnisse hinsichtlich der Ansauggeräusche des Saugrohres unbefriedigend sind. In einer solchen Situation ist häufig auch im Motorraum kein zusätzlicher Platz für einen Nebenschlu resonator vorhanden, da die Entwicklung des fraglichen Fahrzeugs fast abgeschlossen ist.

Dadurch können im Saugrohrbereich teure neue Konstruktion notwendig werden.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Helmholzresonator zu schaffen der einen geringen Bauraum für sich beansprucht und auch nachträglich in eine bereits bestehende Saugrohrkonstruktion eingefügt werden kann. Dabei sollen entweder spezielle Frequenzen des Ansauggeräusches gedämpft werden oder eine Breitbanddämpfung erzielt werden.

Vorteile der Erfindung Erfindungsgemä wird die Aufgabe dadurch gelöst, da eine Innenstruktur in den Innenraum der Saugrohrs eingelegt und dort befestigt wird. Diese Innenstruktur bildet zusammen mit den Wänden des Saugrohres einen Resonatorraum, der mindestens eine Öffnung zum Saugrohrvolumen hin besitzen mu . Eine solche Innenstruktur benötigt keinen zusätzlichen Bauraum im Motorraum. Vorteilhaft ist weiterhin die Möglichkeit eines nachträglichen Einbaus. Dies ist vor allen Dingen bei Saugrohren einfach zu realisieren, die in Mehrschalentechnik gefertigt werden.

Ebenso kann eine solche Innenstruktur jedoch durch die Einla - bzw.

Ausla öffnungen des Saugrohres eingebracht werden. Dabei mu die Gestalt des Saugrohres gar nicht oder nur unwesentlich verändert werden. Würde die Innenstruktur z. B. eingeklebt, mu diese lediglich an einen bestimmten Konturbereich des Saugrohres angepa t werden. Vorteilhafterweise kann die Innenstruktur derart gestaltet sein, da sie nach Montage im Saugrohr mehrere Resonatorräume unterschiedlichen Volumens erzeugt. Durch diese Ma nahme können unterschiedliche Frequenzen im Ansaugbereich schwerpunktmä ig gedämpft werden.

Eine sinnvolle Variante der Erfindung sieht die Montage der Innenstruktur im Innenraum des Saugrohrs vor. Dieser ist vor den Ansaugkanälen zu den Zylindern angeordnet. Daher wirkt die Geräuschdämpfung auf alle Ansaugkanäle des Saugrohrs.

Nach einer sinnvollen Ausgestaltung der Innenstruktur ist diese aus einem flachen Bauteil, z. B. einem Lochblech, und Abstandhaltern aufgebaut. Der Resonatorraum entsteht demnach zwischen dem Lochblech und der Saugrohrwand. Vorteilhaft ist dabei, da die Innenstruktur aus einfachen Halbzeugen herstellbar ist. Dies führt zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei Kleinserien, z. B. im Tuningbereich.

Eine alternative Variante der Innenstruktur sieht deren Gestaltung als Einlegeteil vor.

Dieses kann einteilig ausgeführt sein mit positiven Wirkung auf die Wirtschaftlichkeit in der Gro serie.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemä kann die Innenstruktur Bereiche unterschiedlicher Wandstärke aufweisen. Sieht man in einer Innenstruktur mehrere Öffnungen vor, so ergeben sich dadurch unterschiedliche Halslängen für den Nebenschlu resonator. Der positive Effekt dieser Ma nahme ist eine Breitbanddämpfung des Ansauggeräusches.

Unter der Voraussetzung, da die Innenstruktur sowie das Saugrohr aus demselben Material bestehen, kann die Innenstruktur auch in das Saugrohr eingeschwei t werden. Dies gilt insbesondere für Kunststoffsaugrohre, ist jedoch auch für metallische Saugrohre denkbar. Ein Kunststoffeinlegeteil kann insbesondere durch das Ultraschallschwei verfahren gefügt werden. Es sind allerdings auch andere Schwei verfahren, z. B. das Reibschwei verfahren, möglich.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen au er aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch ein Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit Reihenanordnung der Zylinder mit dem typischen spiralförmigen Verlauf des Saugkanals entlang der Linie A-A in Figur 2, Figur 2 den Schnitt B-B gemä Figur 1 durch den Sammelraum des Saugrohrs mit Aufsicht auf eine als Nebenschlu resonator wirkende Einlegestruktur und die Öffnungen der Ansaugkanäle, Figur 3 einen schematischen Schnitt durch die Wand einer Innenstruktur mit veränderlicher Wandstärke und Bohrungen, die als Hälse unterschiedlicher Länge für den Resonator dienen und Figur 4 den schematischen Schnitt durch eine Einlegestruktur zur Erzeugung zweier Resonatorräume unterschiedlichen Volumens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein Saugrohr 10 im Schnitt durch einen der Ansaugkanäle 11 dargestellt. Die Verbrennungsluft wird einem Sammelraum 12 durch einen nichtdargestellten Einla zugeführt. Der Sammelraum verteilt die Verbrennungsluft auf die Ansaugkanäle 11, die durch Auslässe 13 mit nicht dargestellten zylinderseitigen Lufteinlä en verbunden sind. Durch diese wird die Verbrennungsluft dem Motor zugeführt. Im Saugrohr entstehende Toträume 14 können dabei zur Dämpfung des Ansauggeräusches verwendet werden.

Das Saugrohr besteht aus mehreren Schalen 15. Vor der Verschwei ung der Schalen untereinander können Innenstrukturen 16 mit Innenwänden 17 des Saugrohrs in Verbindung gebracht werden. Die Innenstrukturen weisen Bohrungen 18 auf, die als Hälse für die durch die Innenstrukturen gebildeten Resonatorräume dienen. Die Innenstrukturen können bevorzugt im Sammelraum 12 des Saugrohrs angebracht werden.

Die Innenstrukturen 16 können aus einem gelochten Blech 19 und Abstandshaltern 20, die zwischen Innenwand 17 und Blech 19 angebracht sind, bestehen. Alternativ hierzu kann die Innenstruktur aus einem einzelnen Einlegeteil 21 bestehen, welches bevorzugt mit der Innenwand 17 verschwei t wird. Zu diesem Zweck müssen Schwei absätze 22 an der Innenwand vorgesehen werden.

Die Verschwei ung der Schalen 15 erfolgt nach Einbringen der Innenstrukturen 16.

In Figur 2 ist der Sammelraum 12 im Längsschnitt dargestellt. Er stellt die Verbindung eines Einlasses 24 für die Verbrennungsluft und den Saugkanalmündungen 25 dar.

Die Innenstruktur 16 ist in der Aufsicht dargestellt. In dieser Darstellung wird die vergleichsweise gro e Flächenausdehnung im Verhältnis zur Höhe der Innenstruktur (vergleiche Figur 1) deutlich. Diese Geometrie ist notwendig, da der Querschnitt des Sammelraumes nicht übermä ig stark verengt werden darf. Auf diese Weise ist eine ausreichende Luftversorgung der Ansaugkanäie gegeben.

Die Figur 3 stellt einen Schnitt durch den Wandabschnitt einer Innenstruktur 16 dar.

Die Wandstärke des Bauteils steigt in diesem Fall linear. Die Bohrungen 18, die in regelmä igen Abständen in die Wand eingebracht sind und als Hälse für den Nebenschlu resonator dienen, weisen eine unterschiedliche Länge auf. Dadurch enffaltet der Nebenschlu resonator eine Breitbandwirkung.

Figur 4 zeigt schematisch eine Innenstruktur 16 mit mehreren Resonatorräumen 23.

Diese werden durch eine Trennwand 26 gebildet, die sich auf der Innenwand 17 des Saugrohres abstützt. Die Innenstruktur kann über eine umlaufende Lippe 27 mit der Saugrohrwand verklebt werden.

Bezugszeichenliste 10 Saugrohr 11 Ansaugkanal 12 Sammelraum 13 Ausla 14 Totraum 15 Schale 16 Innenstruktur 17 Innenwand 18 Bohrung 19 Blech 20 Abstandshalter 21 Einlegeteil 22 Schwei absatz 23 Resonatorraum 24 Einla 25 Saugkanalmündung 26 Trennwand 27 Lippe