DE102004036524B4 - Resonance charging for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Resonanzaufladung für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, umfassend eine Sauganlage, die zu den Zylindern führende Luftzuführungsrohre aufweist und eine als Gehäuse dargestellte Verteilerkammer mit einer als Membranensystem ausgebildeten Resonanzaufladeeinrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass jedem freien Ende (24) der in der Verteilerkammer (12) verlaufenden Luftzuführungsrohre (13, 14, 15, und 16 sowie 18, 19, 20, 21 und 22) eine Membranenvorrichtung (25) des Membranensystems (7) zugeordnet ist, welche Membranenvorrichtung (25) mit definiertem Abstand (Ad) zu einer Lufteintrittsöffnung (27) des jeweiligen Luftzuführungsrohrs (bspw. 13) verläuft.Resonant supercharging for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising an intake system having air supply tubes leading to the cylinders and having a distribution chamber, shown as a housing, with a resonant charger as a membrane system, characterized in that each free end (24) in the distribution chamber (12) extending air supply tubes (13, 14, 15, and 16 and 18, 19, 20, 21 and 22) is associated with a membrane device (25) of the membrane system (7), which membrane device (25) with a defined distance (Ad) to an air inlet opening ( 27) of the respective air supply pipe (eg 13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Resonanzaufladung für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a resonance charging for an internal combustion engine having a plurality of cylinders according to the preamble of patent claim 1.

Es ist ein Ansaugrohr für einen Verbrennungsmotor bekannt, EP 0483 581 A2 , bei dem die Querschnittsfläche des Ansaugrohrs in zumindest einem Abschnitt veränderbar ist. Aufgrund der Änderung der Querschnittsfläche des Ansaugrohrs in Verbindung mit Motorparametern wird eine gezielte Resonanzaufladung bewirkt.It is known an intake manifold for an internal combustion engine, EP 0483 581 A2 in which the cross-sectional area of the intake pipe is variable in at least one section. Due to the change in the cross-sectional area of the intake pipe in conjunction with engine parameters, a targeted resonance charging is effected.

Unter Resonanzaufladung wird in diesem Zusammenhang eine Aufladung mit Druckschwingungen einer Brennkraftmaschine verstanden, und zwar in beidseitig offenen Ansaugrohren. Dabei stimmt bei Resonanzdrehzahl die Frequenz der Anregung d. h. Drehzahl der Brennkraftmaschine mit der Frequenz der Luftsäule im Ansaugrohr überein.Resonant charging in this context is understood to mean charging with pressure oscillations of an internal combustion engine, namely in intake pipes open on both sides. At resonant speed, the frequency of the excitation d is correct. H. Speed of the internal combustion engine with the frequency of the air column in the intake pipe.

In der DE 42 17 630 C1 ist eine Ansauganlage für eine Brennkraftmaschine beschrieben, bei der in den Saugrohren eine Membran angeordnet ist, auf die über einen Schwenkungsgenerator zur Erhöhung der Zylinderfüllung eingewirkt werden kann. Darüber hinaus ist aus der EP 2 112 354 A1 eine Luftansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine sekundäre Saugrohranordnung vorgesehen ist, in der das Strömungsverhalten der Ansaugluft beeinflussbar ist. In der US 2002/0088227 A1 ist eine Resonanzansauganlage beschrieben, in der mehrere Rohre vorgesehen sind, um eine Druckpulsation innerhalb der Ansauganlage zu beeinflussen.In the DE 42 17 630 C1 an intake system for an internal combustion engine is described, in which a membrane is arranged in the suction pipes, which can be acted upon via a Schwenkungsgenerator to increase the cylinder charge. In addition, from the EP 2 112 354 A1 an air intake device for an internal combustion engine, in which a secondary intake pipe arrangement is provided, in which the flow behavior of the intake air can be influenced. In the US 2002/0088227 A1 a resonance intake system is described in which a plurality of tubes are provided to influence a pressure pulsation within the intake system.

Aus der DE 35 18 684 C2 geht ein Saugrohr für eine mehrzylinderige Brennkraftmaschine hervor, bei der eine Verteilerkammer mit Rohrabschnitten versehen ist, welche Rohrabschnitte zu Brennräumen der Zylinder führen. Die Volumina der Rohrabschnitte und das Volumen der Verteilerkammer sind durch Verstellung von Wandabschnitten bestimmt. Hierfür sind in den Rohrabschnitten und in der Verteilerkammer Membrane vorgesehen.From the DE 35 18 684 C2 is a suction tube for a multi-cylinder internal combustion engine, in which a distribution chamber is provided with pipe sections, which lead pipe sections to combustion chambers of the cylinder. The volumes of the pipe sections and the volume of the distribution chamber are determined by adjustment of wall sections. For this purpose, membranes are provided in the pipe sections and in the distribution chamber.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Resonanzaufladung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der eine hochwirksame und baulich leicht verwirklichbare Membranensysteme in der Verteilerkammer vorgesehen ist.It is an object of the invention to provide a resonance charging for an internal combustion engine, in which a highly effective and structurally easily realizable membrane systems is provided in the distribution chamber.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is solved by the features of patent claim 1. Further, the invention ausgestaltende features are included in the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass die Art, Ausbildung und Anordnung der Membranenvorrichtung des Membranensystems, die einem Luftzuführungsrohr innerhalb der Verteilerkammer zugeordnet ist, eine funktionsgerechte Ausführung einen Resonanzaufladeeinrichtung schafft. Gerade die definierte bzw. direkte Angliederung der Membranvorrichtung an das Luftzuführungsrohr steigert den Füllungsdruck beim Betrieb der Brennkraftmaschine. Dabei lassen sich die Membranenvorrichtungen für die Luftzuführungsrohre mit vertretbaren Mitteln verwirklichen und aufwandsarm in einem Gehäuse der Verteilerkammer festlegen. Der Aufbau der jeweiligen Membranenvorrichtung ist verhältnismäßig gering, da sie eine Membranelement aufweist, das in einem Membrangehäuse festgelegt ist.The advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that the type, design and arrangement of the membrane device of the membrane system, which is associated with an air supply tube within the distribution chamber, a functionally suitable embodiment provides a resonance charging device. Especially the defined or direct affiliation of the membrane device to the air supply tube increases the filling pressure during operation of the internal combustion engine. In this case, the membrane devices for the air supply pipes can be realized with reasonable means and set little effort in a housing of the distribution chamber. The structure of the respective membrane device is relatively small, since it has a membrane element which is fixed in a membrane housing.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which will be explained in more detail below.

Es zeigenShow it

1 eine schematische Seitenansicht einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Resonanzaufladung, 1 a schematic side view of an internal combustion engine with a resonance charging according to the invention,

2 einen Schnitt etwa nach der Linie II-II der 1 in größerem Maßstab, 2 a section about the line II-II of the 1 on a larger scale,

3 eine Einzelheit X der 1 teilweise im Schnitt und in größerem Maßstab, 3 a detail X the 1 partly in section and on a larger scale,

4 eine Einzelheit Y der 3 in größerem Maßstab, 4 a detail Y the 3 on a larger scale,

5 eine Schrägansicht auf eine Sauganlage der Brennkraftmaschine. 5 an oblique view of an intake system of the internal combustion engine.

Eine Brennkraftmaschine 1 ist zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst mehrere in zwei gegenüberliegenden Zylinderreihen angeordnete Zylinder sowie eine Sauganlage 2, einen Zylinderkopf 3, ein Zylinderkurbelgehäuse 4 und ein Kurbelgehäuseunterteil 5. Zwischen dem Zylinderkurbelgehäuse 4 und dem Kurbelgehäuseunterteil 5 erstreckt sich eine Kurbelwelle 6, die mit einer Kupplung und einem Getriebe verbunden ist. Darüber hinaus arbeitet die Brennkraftmaschine 1 mit einer Resonanzaufladung wie sie eingangs kurz beschrieben ist; hierzu ist eine Resonanzaufladeeinrichtung Rae mit einem Membranensystem 7 vorgesehen.An internal combustion engine 1 is designed to drive a motor vehicle and includes a plurality of cylinders arranged in two opposite rows of cylinders and an intake system 2 , a cylinder head 3 , a cylinder crankcase 4 and a crankcase lower part 5 , Between the cylinder crankcase 4 and the crankcase lower part 5 extends a crankshaft 6 which is connected to a clutch and a transmission. In addition, the internal combustion engine works 1 with a resonance charging as briefly described at the beginning; this is a resonant charger Rae with a membrane system 7 intended.

Die Sauganlage 2 weist ein Gehäuse 8 mit einem einen Lufteintritt 9 besitzenden Oberteil 10 und einem Unterteil 11 auf, die in einer Mittellängsebene MI zusammengesetzt sind und eine Verteilerkammer 12 begrenzen. Mit der Sauganlage 2 verbunden sind mit kreisförmigem Querschnitt versehene Luftzuführungsrohre 13, 14, 15, 16 und 17 sowie 18, 19, 20, 21 und 22, die sich innerhalb der Verteilerkammer 12 und an einer Außenseite 23 von letzterer erstrecken. Einem jeden freien Ende 24 der in der Verteilerkammer 12 verlaufenden Luftzuführungsrohre 13, 14, 15, 16 und 17 sowie 18, 19, 20, 21 und 22 ist eine Membranenvorrichtung 25 zugeordnet. Die Membranenvorrichtung 25 ist mit ihrem Durchmesser DI an den Durchmesser DII der Luftzuführungsrohre bspw. 13 – 3 – in etwa angepasst, und sie verläuft mit definiertem Abstand Ad zu einer nach Art eines Trichters 26 ausgebildeten Lufteintrittsöffnung 27 des Luftzuführungsrohrs 13. Der optimierte Abstand Ad lässt sich rechnerisch oder empirisch ermitteln.The suction system 2 has a housing 8th with an air intake 9 owning shell 10 and a lower part 11 on, which are composed in a central longitudinal plane MI and a distribution chamber 12 limit. With the suction system 2 connected are provided with circular cross-section air supply pipes 13 . 14 . 15 . 16 and 17 such as 18 . 19 . 20 . 21 and 22 located inside the distribution chamber 12 and on an outside 23 extend from the latter. Every free end 24 in the distribution chamber 12 extending air supply pipes 13 . 14 . 15 . 16 and 17 such as 18 . 19 . 20 . 21 and 22 is a membrane device 25 assigned. The membrane device 25 is with its diameter DI to the diameter DII of the air supply pipes bspw. 13 - 3 - Adjusted approximately, and it runs with a defined distance Ad to a funnel-type 26 trained air inlet 27 of the air supply pipe 13 , The optimized distance Ad can be determined mathematically or empirically.

Die Membranenvorrichtung 25 besteht aus einem Membranelement 28 und einem Membrangehäuse 29, welches Membranelement 28 in das Membrangehäuse 29 integriert ist. Dabei umgreift das Membrangehäuse 29 mit einem ersten Kragen 30 einen zweiten Kragen 31 des Membranelements 28, das eine konkaves, wandartiges Mittelteil 32 besitzt, welches Mittelteil 32 unter Zwischenschaltung eines sickenartigen Einzugs 33 an den zweiten Kragen 31 herangeführt ist. Der Querschnittsverlauf des Mittelteils 32 ist in der Weise ausgeführt, dass seine Dicke D von einem Zentrum Z aus zum Einzug 33 hin – 4 – abnimmt.The membrane device 25 consists of a membrane element 28 and a membrane housing 29 , which membrane element 28 in the membrane housing 29 is integrated. This encompasses the diaphragm housing 29 with a first collar 30 a second collar 31 of the membrane element 28 , which is a concave, wall-like middle part 32 owns which middle part 32 with the interposition of a bead-like feeder 33 to the second collar 31 is introduced. The cross-sectional profile of the middle part 32 is designed in such a way that its thickness D from a center Z to the indentation 33 back - 4 - decreases.

Das Membrangehäuse 29 ist aus Strömungsgründen nach Art einer Glocke ausgeführt, die sich zwischen dem Mittelteil 32 und einer das besagte Membrangehäuse aufnehmenden Tragvorrichtung 34 verjüngt. Das Membrangehäuse 29 wird unter Vermittlung eines Lagerzapfens 35 an der Tragvorrichtung 34 in Lage gehalten. Für den Lagerzapfen 35 sind am Membrangehäuse 29 und der Tragvorrichtung 34 eine erste Aufnahme 36 und eine zweite Aufnahme 37 vorgesehen. Die Tragvorrichtung 34 wird durch Längsstreben 38 und 39 sowie Querstreben 40, 41 und 42, 43 – 2 – gebildet, die am Gehäuse 8 der Sauganlage 2 befestigt sind. Schließlich sind die Längsstreben 38 und 39 unter Zwischenschaltung von Stützstreben 44, 45, 46 und 47 miteinander verbunden.The membrane housing 29 is designed for flow reasons in the manner of a bell, extending between the middle part 32 and a said membrane housing receiving support device 34 rejuvenated. The membrane housing 29 is under mediation of a journal 35 on the carrying device 34 kept in place. For the journal 35 are on the membrane housing 29 and the carrying device 34 a first shot 36 and a second shot 37 intended. The carrying device 34 is by longitudinal struts 38 and 39 as well as cross struts 40 . 41 and 42 . 43 - 2 - formed on the housing 8th the suction system 2 are attached. Finally, the longitudinal struts 38 and 39 with the interposition of support struts 44 . 45 . 46 and 47 connected with each other.

Claims (11)

Resonanzaufladung für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, umfassend eine Sauganlage, die zu den Zylindern führende Luftzuführungsrohre aufweist und eine als Gehäuse dargestellte Verteilerkammer mit einer als Membranensystem ausgebildeten Resonanzaufladeeinrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass jedem freien Ende (24) der in der Verteilerkammer (12) verlaufenden Luftzuführungsrohre (13, 14, 15, und 16 sowie 18, 19, 20, 21 und 22) eine Membranenvorrichtung (25) des Membranensystems (7) zugeordnet ist, welche Membranenvorrichtung (25) mit definiertem Abstand (Ad) zu einer Lufteintrittsöffnung (27) des jeweiligen Luftzuführungsrohrs (bspw. 13) verläuft.Resonance charging for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising an intake system having air supply pipes leading to the cylinders and having a distribution chamber, shown as a housing, with a resonance charging device as a membrane system, characterized in that each free end ( 24 ) in the distribution chamber ( 12 ) extending air supply pipes ( 13 . 14 . 15 , and 16 such as 18 . 19 . 20 . 21 and 22 ) a membrane device ( 25 ) of the membrane system ( 7 ), which membrane device ( 25 ) with a defined distance (Ad) to an air inlet opening ( 27 ) of the respective air supply pipe (eg. 13 ) runs. Resonanzaufladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Membranenvorrichtung (25) einen an den Durchmesser (DII) des zugehörigen Luftzuführungsrohres (bspw. 13) angepassten Durchmesser (DI) aufweist.Resonant charging according to claim 1, characterized in that each membrane device ( 25 ) one to the diameter (DII) of the associated air supply pipe (eg. 13 ) has adapted diameter (DI). Resonanzaufladung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranenvorrichtung (25) ein Membranelement (28) aufweist, das in ein Membrangehäuse (29) der Membranenvorrichtung (bspw. 13) integriert ist.Resonant charging according to claim 2, characterized in that the membrane device ( 25 ) a membrane element ( 28 ), which in a membrane housing ( 29 ) of the membrane device (eg. 13 ) is integrated. Resonanzaufladung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangehäuse (29) mit einem ersten Kragen (30) einen zweiten Kragen (32) des Membranelements (28) umgreift.Resonant charging according to claim 3, characterized in that the membrane housing ( 29 ) with a first collar ( 30 ) a second collar ( 32 ) of the membrane element ( 28 ) surrounds. Resonanzaufladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranelement (28) ein konvexes Mittelteil (32) umfasst, das über einen sickenartigen Einzug (33) an den zweiten Kragen (32) herangeführt ist.Resonant charging according to claim 4, characterized in that the membrane element ( 28 ) a convex middle part ( 32 ), which via a bead-like indentation ( 33 ) to the second collar ( 32 ) is introduced. Resonanzaufladung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) des Mittelteils (32) von einem Zentrum (Z) aus zum Einzug (33) hin abnimmt.Resonant charging according to claim 5, characterized in that the thickness (D) of the middle part ( 32 ) from a center (Z) to the feeder ( 33 ) decreases. Resonanzaufladung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsgünstig gestaltete Membrangehäuse (29) nach Art einer Glocke das Membranelement (28) umgibt und an einer Tragvorrichtung (34) in Lage gehalten wird.Resonant charging according to one or more of the preceding claims, characterized in that the aerodynamically designed membrane housing ( 29 ) in the manner of a bell, the membrane element ( 28 ) and on a carrying device ( 34 ) is kept in place. Resonanzaufladung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tragvorrichtung (34) und Membrangehäuse (29) ein Lagerzapfen (35) wirksam ist.Resonant charging according to claim 7, characterized in that between carrying device ( 34 ) and membrane housing ( 29 ) a journal ( 35 ) is effective. Resonanzaufladung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Membrangehäuse (29) und in der Tragvorrichtung (34) erste Aufnahme (36) und zweite Aufnahme (37) für den Lagerzapfen (35) vorgesehen sind.Resonant charging according to claim 8, characterized in that in the membrane housing ( 29 ) and in the carrying device ( 34 ) first recording ( 36 ) and second recording ( 37 ) for the journal ( 35 ) are provided. Resonanzaufladung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (34) durch Längsstreben (38 und 39) sowie Querstreben (40, 41 und 42, 43) gebildet wird.Resonant charging according to claim 7, characterized in that the carrying device ( 34 ) by longitudinal struts ( 38 and 39 ) and transverse struts ( 40 . 41 and 42 . 43 ) is formed. Resonanzaufladung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Längsstreben (38 und 39) der Tragvorrichtung (34) Stützstreben (44, 45, 46 und 47) erstrecken.Resonant charging according to claim 10, characterized in that between the longitudinal struts ( 38 and 39 ) of the carrying device ( 34 ) Struts ( 44 . 45 . 46 and 47 ).
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