AT520737A4 - Air intake system for a combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage (7) für eine Brennkraftmaschine (1), mit einer Ansaugsammleranordnung (8), welche zumindest einen ersten Ansaugsammler (9) und zumindest einen zweiten Ansaugsammler (10) aufweist, wobei pro Zylinder (2) vom ersten Ansaugsammler (9) zumindest eine erste Einzel- Ansaugleitung (17) und pro Zylinder (2) vom zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine zweite Einzel-Ansaugleitung (18) ausgeht, und wobei sich die erste (17) und die zweite Ansaugleitung (18) stromaufwärts einer Übertrittöffnung (22) zum Anschluss an einen Zylinderkopf (21) zu einer Gesamt-Ansaugleitung (19) vereinen, wobei in den - insbesondere als Abgasverteilerleiste für mehrere Zylinder (2) ausgebildeten - zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine Abgasrückführleitung (14) einmündet. Um Drehmomenteinbrüche im Volllastbereich zu vermeiden ist vorgesehen, dass die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Ansaugsammler (10) und der Gesamt-Ansaugleitung (19) durch ein stromabwärts des zweiten Ansaugsammlers (10) angeordnetes - vorzugsweise steuerbares - Absperrorgan (25) verschließbar ist.The invention relates to an air intake system (7) for an internal combustion engine (1) having an intake manifold assembly (8) which has at least one first intake manifold (9) and at least one second intake manifold (10), wherein per cylinder (2) from the first intake manifold (8). 9) at least a first single suction line (17) and per cylinder (2) from the second intake manifold (10) at least a second single suction line (18) emanating, and wherein the first (17) and the second suction line (18) upstream a transfer opening (22) for connection to a cylinder head (21) to a total intake line (19) unite, in which - at least one exhaust gas recirculation line (14) - in particular as exhaust manifold for several cylinders (2) formed - second intake manifold (10) opens , To avoid torque drops in the full load range, it is provided that the flow connection between the second intake manifold (10) and the total intake pipe (19) by a downstream of the second intake manifold (10) arranged - preferably controllable - shut-off valve (25) is closable.
Description
österreichischesAustrian
Patentamt (19)Patent Office (19)
(io) AT 520737 A4 2019-07-15 (12) Österreichische Patentanmeldung(io) AT 520737 A4 2019-07-15 (12) Austrian patent application
(51) Int. CI.: F02M 35/10 (2006.01)(51) Int. CI .: F02M 35/10 (2006.01)
F02M 26/20 (2016.01)F02M 26/20 (2016.01)
F02M 26/44 (2016.01)F02M 26/44 (2016.01)
F02B 27/02 (2006.01)F02B 27/02 (2006.01)
AT 520737 A4 2019-07-15AT 520737 A4 2019-07-15
(54) LUFTSAUGANLAGE FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE (57) Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage (7) für eine Brennkraftmaschine (1), mit einer Ansaugsammleranordnung (8), welche zumindest einen ersten Ansaugsammler (9) und zumindest einen zweiten Ansaugsammler (10) aufweist, wobei pro Zylinder (2) vom ersten Ansaugsammler (9) zumindest eine erste Einzel- Ansaugleitung (17) und pro Zylinder (2) vom zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine zweite Einzel-Ansaugleitung (18) ausgeht, und wobei sich die erste (17) und die zweite Ansaugleitung (18) stromaufwärts einer Übertrittöffnung (22) zum Anschluss an einen Zylinderkopf (21) zu einer Gesamt-Ansaugleitung (19) vereinen, wobei in den - insbesondere als Abgasverteilerleiste für mehrere Zylinder (2) ausgebildeten - zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine Abgasrückführleitung (14) einmündet. Um Drehmomenteinbrüche im Volllastbereich zu vermeiden ist vorgesehen, dass die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten(54) AIR SUCTION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE (57) The invention relates to an air intake system (7) for an internal combustion engine (1), with an intake manifold arrangement (8) which has at least a first intake manifold (9) and at least a second intake manifold (10), at least one first individual intake line (17) per cylinder (2) from the first intake manifold (9) and at least one second individual intake line (18) per cylinder (2) from the second intake manifold (10), and the first ( 17) and the second intake line (18) upstream of an overflow opening (22) for connection to a cylinder head (21) to form an overall intake line (19), the second intake manifold, which is designed in particular as an exhaust manifold for several cylinders (2) (10) at least one exhaust gas recirculation line (14) opens. In order to avoid torque drops in the full load range, it is provided that the flow connection between the second
Ansaugsammler (10) und der Gesamt-Ansaugleitung (19) durch ein stromabwärts des zweitenIntake manifold (10) and the total intake line (19) through a downstream of the second
Ansaugsammlers (10) angeordnetes - vorzugsweise steuerbares - Absperrorgan (25) verschließbar ist.Intake manifold (10) arranged - preferably controllable - shut-off device (25) can be closed.
Z U S A M M E N F A S S U N GSUMMARY
Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage (7) für eine Brennkraftmaschine (1), mit einer Ansaugsammleranordnung (8), welche zumindest einen ersten Ansaugsammler (9) und zumindest einen zweiten Ansaugsammler (10) aufweist, wobei pro Zylinder (2) vom ersten Ansaugsammler (9) zumindest eine erste EinzelAnsaugleitung (17) und pro Zylinder (2) vom zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine zweite Einzel-Ansaugleitung (18) ausgeht, und wobei sich die erste (17) und die zweite Ansaugleitung (18) stromaufwärts einer Übertrittöffnung (22) zum Anschluss an einen Zylinderkopf (21) zu einer Gesamt-Ansaugleitung (19) vereinen, wobei in den - insbesondere als Abgasverteilerleiste für mehrere Zylinder (2) ausgebildeten - zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine Abgasrückführleitung (14) einmündet.The invention relates to an air intake system (7) for an internal combustion engine (1), with an intake manifold arrangement (8) which has at least one first intake manifold (9) and at least one second intake manifold (10), with the first intake manifold (1) per cylinder (2). 9) at least one first individual intake line (17) and at least one second individual intake line (18) for each cylinder (2) from the second intake manifold (10), and the first (17) and the second intake line (18) upstream of a transfer opening (22) for connection to a cylinder head (21) to form an overall intake line (19), at least one exhaust gas recirculation line (14) opening into the second intake manifold (10), which is designed in particular as an exhaust manifold for several cylinders (2).
Um Drehmomenteinbrüche im Volllastbereich zu vermeiden ist vorgesehen, dass die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Ansaugsammler (10) und der Gesamt-Ansaugleitung (19) durch ein stromabwärts des zweiten Ansaugsammlers (10) angeordnetes - vorzugsweise steuerbares - Absperrorgan (25) verschließbar ist.To avoid torque drops in the full load range, it is provided that the flow connection between the second intake manifold (10) and the entire intake line (19) can be closed by a preferably controllable shut-off device (25) arranged downstream of the second intake manifold (10).
Fig. 2 / 15Fig. 2/15
22026AT22026AT
Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine, mit einer Ansaugsammleranordnung, welche zumindest einen ersten Ansaugsammler und zumindest einen zweiten Ansaugsammler aufweist, wobei pro Zylinder vom ersten Ansaugsammler zumindest eine erste Einzel-Ansaugleitung und pro Zylinder vom zweiten Ansaugsammler zumindest eine zweite Einzel-Ansaugleitung ausgeht, und wobei sich die erste und die zweite Ansaugleitung stromaufwärts einer Übertrittöffnung zum Anschluss an einen Zylinderkopf zu einer GesamtAnsaugleitung vereinen, wobei in den - insbesondere als Abgasverteilerleiste für mehrere Zylinder ausgebildeten - zweiten Ansaugsammler zumindest eine Abgasrückführleitung einmündet.The invention relates to an air intake system for an internal combustion engine, with an intake manifold arrangement which has at least one first intake manifold and at least one second intake manifold, at least one first individual intake line per cylinder from the first intake manifold and at least one second individual intake line per cylinder from the second intake manifold , and wherein the first and the second intake line join upstream of a transfer opening for connection to a cylinder head to form an overall intake line, wherein at least one exhaust gas recirculation line opens into the second intake manifold, which is designed in particular as an exhaust manifold for several cylinders.
Zu Beginn jedes Ansaughubes einer Kolben-Brennkraftmaschine wird imAt the beginning of each intake stroke of a piston internal combustion engine
Ansaugsystem eine negative Druckwelle erzeugt, die sich stromabwärts im Ansaugsystem fortpflanzt und anschließend am Ende des Systems, entweder an der Öffnung zur Atmosphäre oder zu einem Puffertank hin, reflektiert wird. Es ist bekannt, das Ansaugsystem so auszubilden, dass die positive Druckwelle die Ansaugöffnung unmittelbar vor dem Schließen des Ansaugventils erreicht, wodurch zusätzliche Ansaugluft in den Brennraum gefördert und der sogenannte Ladegrad erhöht werden kann. Es sind zahlreiche Ansaugsysteme bekannt, in denen ein Trägheits- oder Resonanzeffekt der Ansaugluft zur Steigerung des Ladegrades ausgenutzt wird. Jedoch lässt sich bei diesen Systemen die Schwingungsdauer der Druckwelle im Ansaugsystem mit der Öffnungs- und Schließfrequenz des Ansaugventils zur Erzielung einer hinreichenden Schwingungsaufladung nur innerhalb eines begrenzten Drehzahlbereichs abstimmen, der durch dieIntake system generates a negative pressure wave that propagates downstream in the intake system and is then reflected at the end of the system, either at the opening to the atmosphere or towards a buffer tank. It is known to design the intake system in such a way that the positive pressure wave reaches the intake opening immediately before the intake valve closes, as a result of which additional intake air can be conveyed into the combustion chamber and the so-called charge level can be increased. Numerous intake systems are known in which an inertia or resonance effect of the intake air is used to increase the degree of charging. However, in these systems, the period of oscillation of the pressure wave in the intake system can be coordinated with the opening and closing frequency of the intake valve to achieve sufficient vibration charging only within a limited speed range, which is determined by the
Formgebung der Ansaugleitung festgelegt ist. Deshalb sind bereits Ansaugsysteme vorgeschlagen worden, in denen beispielsweise die Länge der Ansaugleitung in Abhängigkeit der Motordrehzahl verändert werden kann, um einenShape of the suction line is fixed. Intake systems have therefore already been proposed in which, for example, the length of the intake line can be changed by one depending on the engine speed
Schwingungsaufladungseffekt über einen breiteren Drehzahlbereich hinweg zu erhalten.Obtain vibration charging effect over a wider speed range.
Die DE 37 11 096 A1 beschreibt ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Einzel-Ansaugleitungen, die jeweils mit ihren abströmseitigen Enden an die Zylinder angeschlossen sind. Zur Verbindung der Einzel-Ansaugleitungen miteinander ist eine Verbindungsleitung vorgesehen und an jeder Verbindungsstelle der Verbindungsleitung mit den Einzel-Ansaugleitungen ist ein Klappenventil / 15 angeordnet, das zwischen einer Voll-Offenstellung und einer Schließstellung mittels einer Betätigungsvorrichtung verstellbar ist. Die Betätigungsvorrichtung betätigt die Klappenventile abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine.DE 37 11 096 A1 describes an intake system for an internal combustion engine with a plurality of individual intake lines, each of which is connected to the cylinder with its downstream ends. A connecting line is provided for connecting the individual suction lines to one another and a flap valve / 15 is arranged at each connection point of the connecting line to the individual suction lines, which can be adjusted between a fully open position and a closed position by means of an actuating device. The actuating device actuates the flap valves depending on the operating state of the internal combustion engine.
Aus der DE 198 00 079 B4 ist eine Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftsammler bekannt, der mittels Einzel-Ansaugleitungen mit den Zylindern verbunden ist. Die Luftansauganlage weist weiters einen für alle EinzelAnsaugleitungen gemeinsamen Leistungssammler auf, welcher diese untereinander verbindet oder gegenüber den Einzel-Ansaugleitungen absperrt. Vom Luftsammler geht dabei eine lange Einzel-Ansaugleitung und vom Leistungssammler eine kurze Einzel-Ansaugleitung aus, wobei die beiden Einzel-Ansaugleitungen sich vor dem Eintritt in den Zylinder zu einer Gesamt-Ansaugleitung vereinigen. Der Durchfluss durch die kurzen Einzel-Ansaugleitungen ist mittels eines Drehschiebers regulierbar.From DE 198 00 079 B4 an air intake system for an internal combustion engine with an air collector is known, which is connected to the cylinders by means of individual intake lines. The air intake system also has a power collector that is common to all individual intake lines, which connects them to one another or shuts them off from the individual intake lines. A long single suction line starts from the air collector and a short single suction line starts from the power collector, whereby the two individual suction lines combine to form an overall suction line before entering the cylinder. The flow through the short individual suction lines can be regulated by means of a rotary valve.
Die Veröffentlichungen US 5,088,454 A und US 5,144,918 A zeigen ähnliche Luftansauganlagen für Brennkraftmaschinen mit zwei unterschiedlich langen Ansaugpfaden, zwischen welchen mittels Stellorganen umgeschaltet werden kann.The publications US 5,088,454 A and US 5,144,918 A show similar air intake systems for internal combustion engines with two intake paths of different lengths, between which can be switched by means of actuators.
Aus der AT 512 890 B1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Auslasssystem und einem Einlasssystem bekannt, wobei das Einlasssystem einen Einlasssammler aufweist. Zur Abgasrückführung ist eine EGR-Verteilerleiste zur zylinderselektiven Abgasrückführung vorgesehen, in welche ein EGR-Strömungsweg für rückgeführtes Abgas einmündet. Die EGR-Verteilerleiste ist mit den vom Einlasssammler ausgehenden Einlassleitungen der Zylinder verbunden. Die Steuerung des rückgeführten Abgases erfolgt über ein Abgassteuerventil, welches stromaufwärts der EGR-Verteilerleiste im EGR-Strömungsweg angeordnet ist. Derartige Anordnungen haben den Nachteil, dass insbesondere im Vollastbereich der Brennkraftmaschine gasdynamische Effekte zumindest teilweise gestört werden, da die EGR-Verteilerleiste ständig mit den Einlassleitungen verbunden ist. Dies wirkt sich nachteilig auf das maximal zur Verfügung stehende Drehmoment aus und verschlechtert die Volllastleistung.From AT 512 890 B1 an internal combustion engine with an exhaust system and an intake system is known, the intake system having an intake manifold. For exhaust gas recirculation, an EGR distributor strip for cylinder-selective exhaust gas recirculation is provided, into which an EGR flow path for recirculated exhaust gas opens. The EGR manifold is connected to the cylinder intake pipes from the intake manifold. The recirculated exhaust gas is controlled via an exhaust gas control valve which is arranged upstream of the EGR distributor strip in the EGR flow path. Such arrangements have the disadvantage that gas dynamic effects are at least partially disturbed, in particular in the full-load range of the internal combustion engine, since the EGR distributor strip is permanently connected to the inlet lines. This adversely affects the maximum available torque and deteriorates the full load performance.
Aufgabe der Erfindung ist es, Drehmomenteinbrüche im Volllastbereich zu vermeiden.The object of the invention is to avoid torque drops in the full load range.
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Ausgehend von einer Luftansauganlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Ansaugsammler und der Gesamt-Ansaugleitung durch ein stromabwärts des zweiten Ansaugsammlers angeordnetes, vorzugsweise steuerbares, Absperrorgan verschließbar ist.Starting from an air intake system of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the flow connection between a second intake manifold and the entire intake line can be closed by a preferably controllable shut-off element arranged downstream of the second intake manifold.
Besonders im Volllastbereich, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine kann durch das Absperrorgan die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Ansaugsammler und der Gesamt-Ansaugleitung versperrt werden. Dadurch wird verhindert, dass gasdynamische Effekte durch den zweiten Ansaugsammler gestört werden. Somit kann das Resonanzverhalten des ersten Ansaugsammlers und der ersten Einzel-Ansaugleitung voll genutzt werden, wodurch der Füllgrad und damit das Drehmoment im Volllastbereich wesentlich verbessert werden kann. Bei höheren Drehzahlen hingegen wird an der Volllast das Absperrorgan geöffnet, wobei dann eine verkürzte Resonanzlänge wirkt. Dies hat zur Folge, dass die Füllung bei höheren Drehzahlen erhöht wird, wobei das Abgasrückführventil in diesem Fall, also bei Volllast geschlossen bleibtThe flow connection between the second intake manifold and the entire intake line can be blocked by the shut-off device, particularly in the full load range, in particular at low engine speeds. This prevents gas-dynamic effects from being disturbed by the second intake manifold. Thus, the resonance behavior of the first intake manifold and the first individual intake line can be fully used, whereby the degree of filling and thus the torque in the full load range can be significantly improved. At higher speeds, however, the shut-off device is opened at full load, with a shortened resonance length then acting. The result of this is that the charge is increased at higher speeds, the exhaust gas recirculation valve remaining closed in this case, ie at full load
Die Brennkraftmaschine weist zumindest einen Zylinder auf und ist insbesondere mehrzylindrig ausgeführt. Die zweite Einzel-Ansaugleitung jedes Zylinders kann durch jeweils ein Absperrorgan abgesperrt werden. Die zweiten EinzelAnsaugleitungen werden dabei durch die Absperrorgane gleichzeitig geöffnet oder geschlossen.The internal combustion engine has at least one cylinder and, in particular, is of multi-cylinder design. The second individual intake line of each cylinder can be shut off by a shut-off device. The second individual suction lines are opened or closed simultaneously by the shut-off devices.
Um Bauteile und Raumbedarf einzusparen und um die Ansteuerung derIn order to save components and space and to control the
Absperrorgane zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn das Absperrorgan durch eine Drehschieberanordnung oder eine Klappenanordnung gebildet ist, wobei vorzugsweise die Drehschieberanordnung oder Klappenanordnung ausgebildet ist um zumindest zwei zweite Ansaugleitungen gleichzeitig zu steuern.To facilitate shut-off devices, it is advantageous if the shut-off device is formed by a rotary slide arrangement or a flap arrangement, the rotary slide arrangement or flap arrangement preferably being designed to control at least two second suction lines at the same time.
Ein Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass in der Abgasrückführleitung stromaufwärts des zweiten Ansaugsammlers ein Abgassteuerventil, vorzugsweise stromabwärts eines Abgaskühlers, angeordnet ist. Die Steuerung der Menge an rückgeführten Abgas erfolgt somit separat zum Absperren der zweiten Ansaugleitung. Das Absperrorgan kann somit eine einfache Auf-/Zu-Steuerung mit nur zwei Stellungen aufweisen.An embodiment variant of the invention provides that an exhaust gas control valve, preferably downstream of an exhaust gas cooler, is arranged in the exhaust gas recirculation line upstream of the second intake manifold. The amount of recirculated exhaust gas is thus controlled separately to shut off the second intake line. The shut-off device can thus have a simple open / close control with only two positions.
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Die Zufuhr des rückgeführten Abgases in den zweiten Ansaugsammler erfolgt vorteilhafterweise zentral. Diese zentrale Rückführung birgt den Vorteil, dass zwischen den Zylindern eine gute Gleichverteilung des rückgeführten Abgases erfolgt und alle Zylinder gleichmäßig belastet werden.The return exhaust gas is advantageously fed into the second intake manifold centrally. This central recirculation has the advantage that the recirculated exhaust gas is distributed evenly between the cylinders and all cylinders are loaded evenly.
Um optimale gasdynamische Effekte zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die erste Einzel-Ansaugleitung eine größere Länge aufweist, als die zweite EinzelAnsaugleitung. Ein optimales Resonanzverhalten lässt sich erzielen, wenn der zweite Ansaugsammler angrenzend an den ersten Ansaugsammler angeordnet ist.In order to achieve optimal gas dynamic effects, it is advantageous if the first individual suction line has a greater length than the second individual suction line. Optimal resonance behavior can be achieved if the second intake manifold is arranged adjacent to the first intake manifold.
Der zur Verfügung stehende Bauraum lässt sich bestmöglich nützen, wenn ein aus erster Einzel-Ansaugleitung und Gesamt-Ansaugleitung bestehender erster Strömungspfad zwischen dem ersten Ansaugsammler und der Übertrittöffnung einen U-förmig gekrümmten Leitungsbereich aufweist, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der zweite Ansaugsammler und/oder die zweite EinzelAnsaugleitung - bezogen auf die U-förmige Krümmung des Leitungsbereiches außerhalb des ersten Strömungspfades angeordnet ist und einen zweiten Strömungspfad ausbildet, welcher strömungsmäßig mit dem ersten Strömungspfad angeschlossen ist.The available installation space can be used in the best possible way if a first flow path consisting of the first individual intake line and the entire intake line has a U-shaped curved area between the first intake manifold and the transition opening, it being particularly advantageous if the second intake manifold and / or the second individual suction line - is arranged outside the first flow path with respect to the U-shaped curvature of the line area and forms a second flow path which is connected to the first flow path in terms of flow.
Äußerst effektive Resonanzaufladeeffekte sowohl im niedrigen, als auch im höheren Motordrehzahlbereich der Brennkraftmaschine lassen sich erzielen, wenn die zweite Einzel-Ansaugleitung stromaufwärts des U-förmig gekrümmten Leitungsbereichs des ersten Strömungspfades einmündet und sich so der erste und der zweite Strömungspfad vereinen. Dies hat den Vorteil, dass eine kontinuierliche Strömung gewährleistet wird und ein Strömungsabriss im U-förmig gekrümmtenExtremely effective resonance charging effects both in the low and in the higher engine speed range of the internal combustion engine can be achieved if the second individual intake line opens upstream of the U-shaped curved region of the first flow path and the first and second flow paths are thus combined. This has the advantage that a continuous flow is guaranteed and a stall in the U-shaped curve
Leitungsbereich vermieden wird.Line area is avoided.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand des in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiment illustrated in the non-limiting figures.
Es zeigen schematischThey show schematically
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Luftansauganlage,1 shows an internal combustion engine with an air intake system according to the invention,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Luftansauganlage in einer erstenFig. 2 shows an air intake system according to the invention in a first
Ausführungsvariante in einer Seitenansicht und / 15Design variant in a side view and / 15
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Luftansauganlage in einer Draufsicht.Fig. 3 shows an air intake system according to the invention in a plan view.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit vier Zylindern 2, mit einem Einlasssystem 3, einem Auslasssystem 4 mit Abgasnachbehandlungseinrichtungen 5 und einem Abgasrückführsystem 6 zum Rückführen von Abgasen aus dem Auslasssystem 4 in das Einlasssystem 3.1 schematically shows an internal combustion engine 1 with four cylinders 2, with an intake system 3, an exhaust system 4 with exhaust gas aftertreatment devices 5 and an exhaust gas recirculation system 6 for recirculating exhaust gases from the exhaust system 4 into the intake system 3.
Das Einlasssystem 3 weist eine Luftansauganlage 7 mit einerThe inlet system 3 has an air intake system 7 with a
Ansaugsammleranordnung 8 auf, welche einem ersten Ansaugsammler 9 und einem zweiten Ansaugsammler 10 beinhaltet. Der erste Ansaugsammler 9 ist mit einer für alle Zylinder 2 gemeinsamen Luftleitung 11 verbunden, in welcher eine Drosselklappe 12 angeordnet ist. Stromaufwärts der Drosselklappe 12 ist in der Luftleitung 11 ein Luftfilter 13 angeordnet.Intake manifold assembly 8, which includes a first intake manifold 9 and a second intake manifold 10. The first intake manifold 9 is connected to an air line 11 which is common to all cylinders 2 and in which a throttle valve 12 is arranged. An air filter 13 is arranged in the air line 11 upstream of the throttle valve 12.
Das Abgasrückrückführsystem 6 weist eine vom Auslasssystem 4 abzweigende und in den zweiten Ansaugsammler 10 einmündende Abgasrückführleitung 14 auf, in welcher ein Abgaskühler 15 und ein Abgassteuerventil 16 angeordnet ist.The exhaust gas recirculation system 6 has an exhaust gas recirculation line 14 which branches off from the exhaust system 4 and opens into the second intake manifold 10 and in which an exhaust gas cooler 15 and an exhaust gas control valve 16 are arranged.
Der zweite Ansaugsammler 10 ist unweit des ersten Ansaugsammlers 9, insbesondere angrenzend an den ersten Ansaugsammler 9, angeordnet.The second intake manifold 10 is arranged not far from the first intake manifold 9, in particular adjacent to the first intake manifold 9.
Der erste 9 und der zweite Ansaugsammler 10 erstrecken sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine 1 über alle vier beispielhaften Zylinder 2 hinweg. Pro Zylinder 2 geht vom ersten Ansaugsammler 9 eine erste Einzel-Ansaugleitung 17 und vom zweiten Ansaugsammler 10 eine zweite Einzel-Ansaugleitung 18 aus. Vor dem Eintritt in den jeweiligen Zylinder 2 vereinigen sich die erste Einzel-Ansaugleitung 17 und die zweite Einzel-Ansaugleitung 18 zu einer Gesamt-Ansaugleitung 19. Die Gesamt-Ansaugleitung 19 weist im Bereich eines Anschlussflansches 20 zum Anschluss an einen aus Zylinderkopf 21 der Brennkraftmaschine 1 eine Übertrittöffnung 22 auf.The first 9 and the second intake manifold 10 extend in the longitudinal direction of the internal combustion engine 1 across all four exemplary cylinders 2. For each cylinder 2, the first intake manifold 9 has a first individual intake line 17 and the second intake manifold 10 has a second individual intake line 18. Before entering the respective cylinder 2, the first individual intake line 17 and the second individual intake line 18 combine to form an overall intake line 19. The overall intake line 19 has in the region of a connecting flange 20 for connection to a cylinder head 21 of the internal combustion engine 1 a transition opening 22.
Der erste Ansaugsammler 9, die erste Einzel-Ansaugleitung 17 und die GesamtAnsaugleitung 19 bilden für jeden Zylinder 2 einen ersten Strömungspfad P1 für die Ansaugluft. Ein in Fig. 2 durch strichlierte Linien angedeuteter zweiterThe first intake manifold 9, the first individual intake line 17 and the overall intake line 19 form a first flow path P1 for the intake air for each cylinder 2. A second in Fig. 2 indicated by dashed lines
Strömungspfad P2 für das rückgeführte Abgas und die Ansaugluft wird durch den zweiten Ansaugsammler 10, die zweite Einzel-Ansaugleitung 18 und die GesamtAnsaugleitung 19 gebildet. Der erste Strömungspfad P1 ist durch diese Anordnung / 15 strömungsmäßig mit dem zweiten Strömungspfad P2 verbunden und werden so gemeinsam in der Gesamt-Ansaugleitung 19 geführt.Flow path P2 for the recirculated exhaust gas and the intake air is formed by the second intake manifold 10, the second individual intake line 18 and the overall intake line 19. The first flow path P1 is connected in terms of flow to the second flow path P2 by this arrangement 15 and is thus routed together in the overall intake line 19.
Jeder erste Strömungspfad P1 weist pro Zylinder 2 zwischen dem ersten Ansaugsammler 9 und der Übertrittöffnung 22 einen U-förmig gekrümmten Leitungsbereich 23 auf, welcher überwiegend von der Gesamt-Ansaugleitung 19 gebildet wird. Der zweite Ansaugsammler 10 und die zweiten EinzelAnsaugleitungen 18 sind - bezogen auf die U-förmig gekrümmten Leitungsbereiche 23 - außerhalb der ersten Strömungspfade P1 angeordnet. Jede zweite EinzelAnsaugleitung 18 mündet quer am Beginn der Gesamt-Ansaugleitung 19 vor dem U-förmig gekrümmten Leitungsbereich 23 ein, wie in Fig. 2 gezeigt ist.Each first flow path P1 has, per cylinder 2, between the first intake manifold 9 and the transfer opening 22 a U-shaped line region 23, which is predominantly formed by the overall intake line 19. The second intake manifold 10 and the second individual intake lines 18 are arranged outside the first flow paths P1, with reference to the U-shaped curved line regions 23. Every second individual suction line 18 opens transversely at the beginning of the entire suction line 19 in front of the U-shaped curved line area 23, as shown in FIG. 2.
Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist im Bereich der Zusammenführung 24 der ersten Einzel-Ansaugleitung 17 und der zweiten Einzel-Ansaugleitung 18 ein beispielsweise durch eine Drehschieberanordnung oder Klappenanordnung gebildetes Absperrorgan 25 angeordnet. Mit diesem stromabwärts des zweiten Ansaugsammlers 10 angeordneten steuerbares Absperrorgan 25 kann die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Ansaugsammler 10 und der GesamtAnsaugleitung 19 unterbrochen werden. Die Unterbrechung derAs shown schematically in FIG. 2, a shut-off device 25, for example formed by a rotary slide valve arrangement or flap arrangement, is arranged in the region of the junction 24 of the first individual suction line 17 and the second individual suction line 18. With this controllable shut-off device 25 arranged downstream of the second intake manifold 10, the flow connection between the second intake manifold 10 and the entire intake line 19 can be interrupted. The interruption of the
Strömungsverbindung durch das Absperrorgan 25 erfolgt beispielsweise bei hoher Lastanforderung bzw. im Volllastbereich der Brennkraftmaschine 1 bei niedrigen Drehzahlen. Durch die Unterbrechung wird verhindert, dass sich das Volumen des zweiten Ansaugsammlers 10, der zweiten erste Einzel-Ansaugleitung 18 und der Abgasrückführleitung 14 nachteilig auf die gasdynamischen Effekte im Einlasssystem auswirkt. Drehmomenteinbußen können somit vermieden werden.Flow connection through the shut-off device 25 takes place, for example, when there is a high load requirement or in the full load range of the internal combustion engine 1 at low speeds. The interruption prevents the volume of the second intake manifold 10, the second first individual intake line 18 and the exhaust gas recirculation line 14 from having a disadvantageous effect on the gas dynamic effects in the intake system. Loss of torque can thus be avoided.
Wird die Abgasrückführung verwendet, ist das Abgassteuerventil 16 in der Abgasrückführleitung 14 sowie das Absperrorgan 25 geöffnet und der Strömungsweg zwischen dem zweite Ansaugsammler 10 und der Übertrittsöffnung 22 hergestellt.If the exhaust gas recirculation is used, the exhaust gas control valve 16 in the exhaust gas recirculation line 14 and the shut-off element 25 are opened and the flow path between the second intake manifold 10 and the transfer opening 22 is established.
Wird die Abgasrückführung - beispielsweise im Drehmomentbereich - nicht mehr verwendet, so wird die Abgasrückführleitung 14 samt zweitem Ansaugsammler 10 und den zweiten Einzel-Ansaugleitungen 17 durch das Absperrorgan 25 abgekoppelt und es findet kein Drehmomentverlust mehr statt.If the exhaust gas recirculation is no longer used, for example in the torque range, the exhaust gas recirculation line 14 together with the second intake manifold 10 and the second individual intake lines 17 is decoupled by the shut-off device 25 and there is no longer any torque loss.
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Wird beispielsweise hohe Drehzahl und hohe Last gefahren - also ohneIf, for example, high speed and high load are driven - i.e. without
Abgasrückführung - ist das Absperrorgan 25 geöffnet und das Abgassteuerventil 16 in der Abgasrückführleitung 14 geschlossen. Mit dem zweiten Ansaugsammler 10 und der zweiten Einzel-Ansaugleitung 17 steht somit ein zusätzliches Resonatorvolumen zur Verfügung, welches auch als Abgasverteilerleiste zur Verteilung des Abgases auf die einzelnen Zylinder 2 verwendet wird.Exhaust gas recirculation - the shut-off device 25 is open and the exhaust gas control valve 16 in the exhaust gas recirculation line 14 is closed. With the second intake manifold 10 and the second individual intake line 17, an additional resonator volume is thus available, which is also used as an exhaust manifold for distributing the exhaust gas to the individual cylinders 2.
Fig. 3 zeigt eine Luftansauganlage 7 mit einer Ansaugsammleranordnung 8, welche einem ersten Ansaugsammler 9 und einem zweiten Ansaugsammler 10 aufweist. Der erste Ansaugsammler 9 ist mit einer für alle Zylinder 2 gemeinsamen Luftleitung 11 verbunden, in welcher eine Drosselklappe 12 angeordnet ist. Vom ersten Luftsammler 9 ausgehend führen erste Einzel-Ansaugleitungen 17 und Gesamt-Ansaugleitungen 19 zu Übertrittöffnungen 22 zum Anschluss an die Zylinder.3 shows an air intake system 7 with an intake manifold arrangement 8, which has a first intake manifold 9 and a second intake manifold 10. The first intake manifold 9 is connected to an air line 11 which is common to all cylinders 2 and in which a throttle valve 12 is arranged. Starting from the first air collector 9, first individual suction lines 17 and total suction lines 19 lead to transfer openings 22 for connection to the cylinders.
Der über dem ersten Ansaugsammler 9 angeordnete zweite Ansaugsammler 10 ist als Verteilerleiste für rückgeführtes Abgas ausgeführt. In den zweiten Ansaugsammler 10 mündet zentral - also in Bezug auf die über mehrere Zylinder reichende Längserstreckung des zweiten Ansaugsammlers mittig - die Abgasrückführleitung 14 des Abgasrückführsystems 6 ein. Vom zweiten Ansaugsammler 10 führen zweite Einzel-Ansaugleitungen 18 zu den GesamtAnsaugleitungen 19, wo sie in einem spitzen Winkel und über ovale Eintrittsöffnungen 26 einmünden und sich mit den ersten Einzel-Ansaugleitung 17 vereinen. Die Absperrorgane 25 sind zwischen dem zweiten Ansaugsammler 10 und den Eintrittsöffnungen 26, bevorzugt im Bereich der Mündungen in die GesamtAnsaugleitungen angeordnet und über eine gemeinsame Welle 27 durch einen Aktuator 28 zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung verstellbar.The second intake manifold 10 arranged above the first intake manifold 9 is designed as a distributor for recirculated exhaust gas. The exhaust gas recirculation line 14 of the exhaust gas recirculation system 6 opens into the second intake manifold 10 centrally, that is to say centrally in relation to the longitudinal extent of the second intake manifold extending over several cylinders. Second individual suction lines 18 lead from the second suction manifold 10 to the entire suction lines 19, where they open at an acute angle and via oval inlet openings 26 and merge with the first single suction line 17. The shut-off devices 25 are arranged between the second intake manifold 10 and the inlet openings 26, preferably in the area of the mouths into the overall intake lines, and can be adjusted between a closed and an open position via a common shaft 27 by an actuator 28.
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P A T E N T A N S P R Ü C H EP A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Luftansauganlage (7) für eine Brennkraftmaschine (1), mit einer Ansaugsammleranordnung (8), welche zumindest einen ersten Ansaugsammler (9) und zumindest einen zweiten Ansaugsammler (10) aufweist, wobei pro Zylinder (2) vom ersten Ansaugsammler (9) zumindest eine erste Einzel-Ansaugleitung (17) und pro Zylinder (2) vom zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine zweite Einzel-Ansaugleitung (18) ausgeht, und wobei sich die erste (17) und die zweite Ansaugleitung (18) stromaufwärts einer Übertrittöffnung (22) zum Anschluss an einen Zylinderkopf (21) zu einer Gesamt-Ansaugleitung (19) vereinen, wobei in den1. Air intake system (7) for an internal combustion engine (1), with an intake manifold arrangement (8) which has at least one first intake manifold (9) and at least one second intake manifold (10), with the first intake manifold (9) per cylinder (2) at least one first individual intake line (17) and at least one second individual intake line (18) for each cylinder (2) from the second intake manifold (10), and the first (17) and the second intake line (18) upstream of a transfer opening (22) for connection to a cylinder head (21) to form an overall intake line (19), whereby in the
- insbesondere als Abgasverteilerleiste für mehrere Zylinder (2) ausgebildeten- In particular designed as an exhaust manifold for several cylinders (2)
- zweiten Ansaugsammler (10) zumindest eine Abgasrückführleitung (14) einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Ansaugsammler (10) und der Gesamt-Ansaugleitung (19) durch ein stromabwärts des zweiten Ansaugsammlers (10) angeordnetes- Second intake manifold (10) opens out at least one exhaust gas recirculation line (14), characterized in that the flow connection between the second intake manifold (10) and the entire intake line (19) through a downstream of the second intake manifold (10) arranged
- vorzugsweise steuerbares - Absperrorgan (25) verschließbar ist.- Preferably controllable - shut-off device (25) can be closed.
2. Luftansauganlage (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (25) durch eine Drehschieberanordnung oder eine Klappenanordnung gebildet ist.2. Air intake system (7) according to claim 1, characterized in that the shut-off element (25) is formed by a rotary valve arrangement or a flap arrangement.
3. Luftansauganlage (7) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (25) so ausgebildet ist um zumindest zwei zweite Ansaugleitungen (18) zweier Zylindern (2) gleichzeitig zu steuern.3. Air intake system (7) according to claim 2, characterized in that the shut-off device (25) is designed to control at least two second intake lines (18) of two cylinders (2) simultaneously.
4. Luftansauganlage (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasrückführleitung (14) stromaufwärts des zweiten Ansaugsammlers (10) ein Abgassteuerventil (16), vorzugsweise stromabwärts eines Abgaskühlers (15), angeordnet ist.4. Air intake system (7) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an exhaust gas control valve (16), preferably downstream of an exhaust gas cooler (15), is arranged in the exhaust gas recirculation line (14) upstream of the second intake manifold (10).
5. Luftansauganlage (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (14) zentral in den zweiten Ansaugsammler (10) mündet.5. Air intake system (7) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the exhaust gas recirculation line (14) opens centrally into the second intake manifold (10).
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6. Luftansauganlage (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einzel-Ansaugleitung (17) eine größere Länge aufweist, als die zweite Einzel-Ansaugleitung (18).6. Air intake system (7) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first individual suction line (17) has a greater length than the second individual suction line (18).
7. Luftansauganlage (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, der zweite Ansaugsammler (10) angrenzend an den ersten Ansaugsammler (9) angeordnet ist.7. Air intake system (7) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second intake manifold (10) is arranged adjacent to the first intake manifold (9).
8. Luftansauganlage (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus erster Einzel-Ansaugleitung (17) und GesamtAnsaugleitung (19) bestehender erster Strömungspfad (P1) zwischen dem ersten Ansaugsammler (9) und der Übertrittöffnung (22) einen U-förmig gekrümmten Leitungsbereich (23) aufweist.8. Air intake system (7) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a first flow path (P1) between the first intake manifold (9) and the transfer opening (22) consisting of the first individual intake line (17) and the overall intake line (19) ) has a U-shaped curved line region (23).
9. Luftansauganlage (7) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ansaugsammler (10) und/oder die zweite Einzel-Ansaugleitung (18) bezogen auf die U-förmige Krümmung des gekrümmten Leitungsbereiches (23) - außerhalb des ersten Strömungspfades (P1) angeordnet ist.9. Air intake system (7) according to claim 8, characterized in that the second intake manifold (10) and / or the second individual intake line (18) based on the U-shaped curvature of the curved line region (23) - outside the first flow path ( P1) is arranged.
10. Luftansauganlage (7) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einzel-Ansaugleitung (18) stromaufwärts des U-förmig gekrümmten Leitungsbereichs (23) des ersten Strömungspfades (P1) einmündet.10. Air intake system (7) according to claim 8 or 9, characterized in that the second individual intake line (18) opens upstream of the U-shaped curved line region (23) of the first flow path (P1).
06.02.201802/06/2018
FU / 15 ϊFU / 15 ϊ
/ 15/ 15
/ 15/ 15
Fig.3 / 15Fig. 3/15
22026ATv1p22026ATv1p
Claims (9)
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