DE3227072A1 - Intake pipe for multi-cylinder internal combustion engines - Google Patents

Intake pipe for multi-cylinder internal combustion engines

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Abstract

The invention relates to an intake pipe for multi-cylinder internal combustion engines with a distributor chamber which is situated downstream of a throttle valve and from which at least two branch pipes lying essentially in one plane and branching off one behind the other lead to the cylinders. In order to provide an intake pipe which is favourable in terms of flow dynamics and guarantees uniform charging of the cylinders, the pivoting axis of the throttle valve is aligned essentially in this plane and the branch pipes are arranged offset relative to one another out of this plane such that the air flow divided by the throttle valve approximately strikes the openings of the branch pipes. On the valve portion situated on the downstream side when the valve is tilted, the throttle valve is provided with a baffle which widens its front side. Opening into the region over which the baffle passes is a pipe which serves to control an exhaust gas recirculation device of the internal combustion engine.

Description

Ansaugleitung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Intake line for multi-cylinder internal combustion engines

Die Erfindung betrifft eine Ansaugleitung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an intake line for multi-cylinder internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Ansaugleitungen ist die weiter von der Drosselklappe entfernte Zweigleitung aufgrund des längeren Strömungsweges benachteiligt und kann somit eine ungleichmäßige Befüllung der Zylinder der Brennkraftmaschine bewirken. Auch die Anordnung der Drosselklappe beeinflußt aufgrund der Auftrennung des Luftstromes insbesondere während der Teillast die Strömungsverhältnisse in der Verteilerkammer, so daß die Zweigleitungen ungleichmäßig beschickt werden können.In the case of intake lines of this type, it is further from the throttle valve distant branch line is disadvantaged and may be due to the longer flow path thus cause uneven filling of the cylinders of the internal combustion engine. The arrangement of the throttle valve also influences the separation of the air flow the flow conditions in the distribution chamber, especially during partial load, so that the branch lines can be charged unevenly.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Ansaugleitung mit einfachen Mitteln derart weiterzubilden, daß eine besonders strömungsgünstige und gleichmäßige Verteilung der einströmenden Luft auf die einzelnen Zylinder erzielt wird.The object of the invention is to provide the generic suction line with to develop simple means in such a way that a particularly aerodynamic and Even distribution of the incoming air to the individual cylinders is achieved will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patei-tanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Drosselklappe und das Versetzen der Zweigleitungen wird der durch die Drosselklappe aufgetrennte Luftstrom auf kürzestem Wege und ohne wesentliche Turbulenzen den Zweigleitungen zugeleitet; zudem ist vermieden, daß eine oder mehrere Zweigleitungen bzw. deren Öffnungen unmittelbar im Strömungsschatten der Drosselklappe liegen. Da aufgrund der Schrägstellung der Drosselklappe (bei Teillast) ein Teilluftstrom strömungsdynamisch bevorteilt ist, kann dieser Luftstrom auf die weiter entfernte Zweigleitung ausgerichtet sein.According to the invention, this object is achieved with the characterizing features of the file claim 1 resolved. Due to the inventive arrangement of the throttle valve and the offsetting of the branch lines becomes that cut by the throttle Air flow in the shortest possible way and without significant turbulence in the branch lines forwarded; it is also avoided that one or more branch lines or their Openings are directly in the flow shadow of the throttle valve. Because due to the inclination of the throttle valve (at partial load) a partial air flow dynamically This airflow can be directed towards the branch pipe further away be.

Bei einer Ansaugleitung mit vier abgehenden Zweigleitung kann diese entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 2 ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine symmetrisch aufgebaute Ansaugleitungsanlage mit einer gleichmäßigen Verteilung der Luft auf alle Zweigleitungen.In the case of an intake line with four outgoing branch lines, this can be designed according to the features of claim 2. This results in a symmetrically constructed suction line system with an even distribution the air on all branches.

Eine weitere strömungsdynamische Verbesserung der Ansaugleitung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 3 erzielt.Another fluid dynamic improvement of the intake line is achieved by the features of claim 3.

Durch die Merkmale des Patentanspruches 4 wird der Luftdurchsatz durch die strömungsdynamisch bevorzugte Drosselklappenseite verringett und somit ebenfalls im Teillastbereich eine gleichmäßigere Beschickung der Zylinder verwirklicht. Zusätzlich wird eine für das Fahrverhalten in einem Kraftfahrzeug günstigere Luftdurchsatzcharakteristik erreicht, die einen progressiven Leistungsanstieg der Brennkraftmaschine bei einem gleichmäßigen Aufsteuern der Drosselklappe bewirkt.Due to the features of claim 4, the air throughput is through the throttle valve side, which is preferred in terms of flow dynamics, is reduced and thus likewise a more even loading of the cylinders is achieved in the partial load range. Additionally becomes an air throughput characteristic which is more favorable for the driving behavior in a motor vehicle achieved that a progressive increase in power of the internal combustion engine at a causes the throttle valve to open evenly.

Mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 5 wird eine durch die verbreiterte Drosselklappe bewirkte Querschnittsvereingung in der Ansaugleitung bei voll geöffneter Drosselklappe vermieden.With the features according to claim 5 is a broadened by the The throttle valve caused cross-sectional convergence in the intake line when it was fully open Throttle valve avoided.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 6 wird zudem bei einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführvorrichtung deren Steuerung verbessert, weil durch die Blende ein signifikantes Unterdrucksignal für das Steuerventil erzeugbar ist. Ggf. kann die Blende oder die Leitungsmündung in der Wand der Ansaugleitung durch Vorsehen einer in Strömungsrichtung verlaufenden Rille modifiziert werden. Wie sich gezeigt hat, kann mit der Blende einu exakte Steuerung der Abgasrückführung verwirklicht werden, wie sie mit herkömmlich einflutigen Ansaugleitungen sonst'nur mit zusätzlichen Druckmodifiziergeräten erzielt werden konnte.The features of claim 6 also make it possible for an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation device, the control thereof is improved, because through the diaphragm a significant negative pressure signal for the control valve can be generated. If necessary, can the aperture or the line mouth in the wall of the suction line by providing a groove running in the direction of flow can be modified. As shown Exact control of the exhaust gas recirculation can be realized with the diaphragm as they would otherwise be with conventional single-flow suction lines, only with additional Pressure modifiers could be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ansaugleitung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Schnittansicht der Ansaugleitung gemäß Linie 11-11 der Fig. 1 und Fig. 3 eine Ansicht X der erfindungsgemäßen Drosselklappe gemäß Fig. 2.An embodiment of the invention is set out below with others details described in more detail. The drawing shows in Fig. 1 an intake line according to the invention in a schematic representation, FIG. 2 shows a sectional view of the intake line according to FIG Line 11-11 of FIG. 1 and FIG. 3 shows a view X of the throttle valve according to the invention according to FIG. 2.

Die Ansaugleitung setzt sich aus einem zylindrischen Rohrstutzen 2, einer Verteilerkammer 4 länglicher Gestalt sowie aus vier Zweigleitungen 6, 8, 10, 12 zusammen. Die Zweigleitungen 6 bis 12 münden in einen einheitlichen Anschlußflansch t4, mittels dem die Ansaugleitung an einem nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist.The suction line consists of a cylindrical pipe socket 2, a distribution chamber 4 of elongated shape and four branch lines 6, 8, 10, 12 together. The branch lines 6 to 12 open into a uniform connection flange t4, by means of which the intake line is connected to a cylinder head (not shown) of a Internal combustion engine is attached.

Im Rohrstutzen 2 ist mittels einer Achse 16 eine Drosselklappe 18 gelagert, welche den Öffnungsquerschnitt der Ansaugleitung steuert und die über ein nicht dargestelltes Bedienungsgestänge von einer geschlossenen Stellung (wie dargestellt) in eine voll geöffnete Stellung (gestrichelt dargestellt) schwenkbar ist. Die Schwenkachse der Drossclklappe 18 liegt im wesentlichen in der gleichen Ebene, in welcher die Zweigleitungen 6 bis 12 von der Verteilerkammer 4 abgehen (vgl. Fig. 2).A throttle valve 18 is located in the pipe socket 2 by means of an axis 16 stored, which controls the opening cross-section of the suction line and the over an operating linkage (not shown) from a closed position (such as shown) in a fully open position (shown in dashed lines) pivotable is. The pivot axis of the throttle valve 18 is essentially the same Level in which the branch lines 6 to 12 extend from the distribution chamber 4 (see Fig. 2).

An der Drosselklappe 18 ist eine Blende 20 mit zwei Schrauben 22 derart befestigt, daß der beim Aufsteuern der Drosselklappe 18 in Strömungsrichtung schwenkende Klappenabschnitt an seiner Stirnseite 24 etwa um einen Umfangswinkelbereich von 1500 verbreitert ist.A panel 20 with two screws 22 is of this type on the throttle valve 18 attached that the pivoting when opening the throttle valve 18 in the flow direction Flap section on its end face 24 approximately by a circumferential angle range of 1500 is widened.

Dadurch ist der an diesen Bereich gesteuerte Luftdurchsatz im unteren Teillastbereich (bis etwa 400 Öffnungswinkel der Drosselklappe) verringert, Dabei ist der stirnseitige Bereich der Blende 20 geringfügig (etwa 0,2 mm) zurückgesetzt, um ein eventuelles Verklemmen der Drosselklappe 18 an der Wandung des Rohrstutzens 2 auszuschließen.As a result, the air throughput controlled to this area is in the lower Partial load range (up to approx. 400 opening angle of the throttle valve) reduced, thereby the frontal area of the panel 20 is set back slightly (about 0.2 mm), to avoid jamming the throttle valve 18 on the wall of the pipe socket 2 to be excluded.

Von den Zweigleitungen 6 bis 12 sind jeweils die Zweigleitungen 6 und 8 sowie in entgegengesetzter Richtung die Zweigleitungen 10 und 12 in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet und in Bezug zur Achse 16 der Drosselklappe 18 auf der Zeichnung Fig. 2 nach unten oder oben versetzt. Durch diese Versetzung wird insbesondere im Teillastbereich der von der Drosselklappe 18 geteilte Luftstrom (s. gestrichelte Pfeile) unmittelbar auf die Öffnungen der von der Verteilerkammer 4 abgehenden Zweigleitungen 6, 8 gerichtet. Die Zweigleitungen 10, 12 sind sich spiegelbildlich gleich vorzustellen.The branch lines 6 of the branch lines 6 to 12 are in each case and 8 and in the opposite direction the branch lines 10 and 12 in the direction of flow arranged one behind the other and in relation to the axis 16 of the throttle valve 18 on the Drawing Fig. 2 offset downwards or upwards. This offset is in particular In the partial load range, the air flow divided by the throttle valve 18 (see dashed lines Arrows) directly onto the openings of the branch lines going out from the distribution chamber 4 6, 8 directed. The branch lines 10, 12 are to be imagined as mirror images.

t Zusätzlsiih sind die Zweigleitungen 6 bis 12 so geformt, daß sie in einem Winkels >900 mit Bezug zur Längsmittelachse der Verteilerkammer 4 bzw. zur Strömungsrichtung der angesaugten Luft von der Verteilerkammer 4 abgehen. In addition, the branch lines 6 to 12 are shaped so that they at an angle> 900 with reference to the longitudinal center axis of the distribution chamber 4 or Exit from the distribution chamber 4 to the direction of flow of the sucked in air.

Die Ansaugleitung ist unmittelbar stromab der Drosselklappe 18 im Durchmesser erweitert, so daß bei voll geöffneter Drosselklappe 18 der die Blende 20 tragende Klappenabschnitt in diesen erweiterten Leitungsbereich 26 hineinragt und somit den durch den Rohrstutzen 2 vorgegebenen, maximalen Ansaugquerschnitt der Ansaugleitung nicht verengt. Bei entsprechender Ausbildung des Rohrstutzens 2 kann der erweiterte Leitungsbereich 26, wie gezeigt, unmittelbar durch die anschließende Verteilerkammer 4 gebildet sein.The intake line is immediately downstream of the throttle valve 18 in the Diameter expanded, so that when the throttle valve 18 is fully open, the aperture 20 supporting flap section protrudes into this extended line area 26 and thus the maximum suction cross-section given by the pipe socket 2 the suction line is not restricted. With the appropriate design of the pipe socket 2, the extended line area 26, as shown, can be directly connected to the adjoining Distribution chamber 4 be formed.

In dem von der Blende 20 überstrichenen Bereich mündet in die Ansaugleitung eine Leitung 28 ein, welche über ein elektromagnetisches Ventil 30 zu einem Steuerventil 32 führt. Das Steuerventil 32 verbindet abhängig von der Ansteuerung des Ventiles 30 und dem auftretenden Unterdruck im Bereich der Drosselklappe 18 bzw.In the area swept by the cover 20 opens into the suction line a line 28, which via an electromagnetic valve 30 to a control valve 32 leads. The control valve 32 connects depending on the activation of the valve 30 and the negative pressure occurring in the area of the throttle valve 18 or

der Blende 20 über eine Leitung 34 und ein Abgasfilter 36 eine Abgasleitung 38 der Brennkraftmaschine mit der Verteilerkammer 4, so daß abhängig von der Drosselklappenstellung und dem Luftdr satz durch die Ansaugleitung mehr oder weniger Abgas rückgeführt wird. Durch das nichtlineare Aufsteuern der Ansaugleitung aufgrund der auf der Drosselklappe 18 befestigten Blende 20 wird ein für die Steuerung der Abgasrückführvorrichtung günstiges Unterdrucksignal erzielt.the aperture 20 via a line 34 and an exhaust filter 36 a Exhaust pipe 38 of the internal combustion engine with the distribution chamber 4, so that depending on the throttle valve position and the Luftdratz more or less exhaust gas recirculated through the intake line will. Due to the non-linear opening of the intake line due to the on the throttle valve 18 attached panel 20 is a for the control of the exhaust gas recirculation device favorable negative pressure signal achieved.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. BeispeJRilsweise können auch nur in einer Richtung abgehende Zweigleitungen und ggf. mehr als zwei hintereinander angeordnete Zweigleitungen verwendet sein, welche entsprechend versetzt sind. Die Blende 20 an der Drosselklappe 18 kann auch durch unmittelbares Verformen der Drosselklappe 18 hergestellt sein.It goes without saying that the invention does not apply to the embodiment shown is limited. For example, branch lines can only be branched out in one direction and if necessary more than two branch lines arranged one behind the other can be used, which are offset accordingly. The aperture 20 on the throttle valve 18 can also be made by directly deforming the throttle valve 18.

Claims (6)

Patentansprüche Ansaugleitung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit stromab ab einer Drosselklappe liegender Verteilerkammer, von der zumindest zwei im wesentlichen in einer Ebene liegende, hintereinander abgehende Zweigleitungen zu den Zylindern führen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schwenkachse (Achse 16) der Drosselklappe (18) im wesentlichen in dieser Ebene ausgerichtet ist und daß die Zweigleitungen (6, 8, 10, 12) derart aus dieser Ebene versetzt zueinander angeordnet sind, daß der durch die Drosselklappe (18) geteilte Luftstrom (gestrichelte Pfeile in Fig. 2) ungefähr auf die Offnungen der Zweigleitungen trifft. Claims intake line for multi-cylinder internal combustion engines with a distribution chamber downstream from a throttle valve, of which at least two branch lines extending one behind the other and lying essentially in one plane lead to the cylinders, indicating that the swivel axis (Axis 16) of the throttle valve (18) is aligned essentially in this plane and that the branch lines (6, 8, 10, 12) are offset from one another in this way from this plane are arranged that the air flow divided by the throttle valve (18) (dashed Arrows in Fig. 2) hits approximately the openings of the branch lines. 2. Ansaugleitung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zumindest zwei Paare von Zweigleitungen (6, 8 bzw. 10, 12) in einander entgegengesetzter Richtung abzweigen und daß die unmittelbar sich gegenüberliegenden Zweigleitungen gleich versetzt sind.2. Intake line according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that at least two pairs of branch lines (6, 8 or 10, 12) in one another branch off in the opposite direction and that the immediately opposite Branch lines are equally offset. 3. Ansaugleitung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zweigleitungen in einem Winkels ) 90" (Fig. 1) zur Längsachse der Verteilerkammer (4) abgehen.3. Intake line according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k Note that the branch lines are at an angle of 90 "(Fig. 1) to the Walk off the longitudinal axis of the distribution chamber (4). 4. Ansaugleitung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drosselklappe (18) an den bei Schrägstellung stromab liegenden Klappenabschnitt mit einer deren Stirnseite verbreiternde Blende (20) versehen ist.4. intake line according to claims 1 to 3, d a d u r c h g e k It is noted that the throttle valve (18) at the inclined position downstream lying flap section with a diaphragm (20) widening its end face is provided. 5. Ansaugleitung nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen sich im Durchmesser erweiternden Leitungsbereich (26), in dem der verbreiterte Klappenabschnitt bei voll geöffneter Drosselklappe (18) hineinragt.5. intake line according to claim 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a widening in diameter line area (26) in which the widened Flap section protrudes when the throttle valve (18) is fully open. 6. Ansaugleitung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit stromab einer Drosselklappe liegender Verteilerkammer, von der zumindest zwei im wesentlichen in einer Ebene liegende, hintereinander abgehende Zweigleitungen zu den Zylindern führen und die Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführvorrichtung versehen ist, deren Steuerventil über eine Leitung mit der Ansaugleitung im Bereich der Drosselklappe verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drosselklappe (18) an den bei Schrägstellung stromab liegenden Klappenabschnitt mit einer deren Stirnseite verbreiternden Blende (20) versehen ist und daß die Leitung in den von der Blende überstrichenen Bereich in die Ansaugleitung einmündet.6. Intake line for multi-cylinder internal combustion engines with downstream a throttle valve lying distribution chamber, of which at least two essentially Branch lines to the cylinders that are located in one plane and branch off one behind the other lead and the internal combustion engine is provided with an exhaust gas recirculation device, their control valve via a line with the suction line in the area of the throttle valve connected is that the throttle valve (18) to the flap section located downstream in the inclined position with one of them End face widening aperture (20) is provided and that the line in the of the swept area opens into the suction line.
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