DE3240196A1 - Cast air-intake system for internal combustion engines - Google Patents
Cast air-intake system for internal combustion enginesInfo
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Abstract
Description
Gegossene Luftansauganlage für BrennkraftmaschinenCast air intake system for internal combustion engines
Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches von der DE-PS 23 31 755 aus.The invention is based on the preamble of the main claim DE-PS 23 31 755 from.
Für die bekannte Luftansauganlage ist bei einer Ausführung in Guß ein Gießverfahren le*rforderlich, das bekanntlich nur bei relativ großen Wandstärken des Gußteiles einwandfrei zu beherrschen ist. Derartige Gußteile sind relativ schwer. /* mit Sandkern Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegossene Luftansauganlage der bekannten Bauart derart zu gestalten, daß sie im Druckgießverfahren herstellbar ist.For the known air intake system, one version is made of cast iron a casting process is required, which is known only for relatively large wall thicknesses of the cast part can be mastered perfectly. Such castings are relatively heavy. / * with sand core The invention is based on the object of a cast air intake system of the known type so that they can be produced by die casting is.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Aufteilung der Luftansauganlage in miteinander zu verbindende Gußteile mit einem Anteiluder aneinander grenzendenEin, zelsaugrohre umfassenden Mittelteil kann jedes der Gußteile relativ dünnwandig im Druckgießverfahren hergestellt werden. Die mit dem Mittelteil beispielsweise durch Schweißen oder Kleben zu verbindenden Außenteile sind besonders steif, wenn die Außenteile jeweilige Anteile der Einzelsaugrohre aufweisen. Bei einer gieß- und fertigungstechnisch bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Außenteile und das Mittelteil anteilsmäßig jeweils die halben Qterschnitte der Einzelsaugrohre.This task is given by the characterizing part of the main claim Features solved. By dividing the air intake system into interconnecting Castings with a proportion of adjoining one, individual suction pipes Middle part, each of the cast parts can be made relatively thin-walled in the die-casting process will. Those to be connected to the middle part, for example by welding or gluing Outer parts are particularly stiff if the outer parts have respective parts of the individual intake manifolds exhibit. In an embodiment which is preferred in terms of casting and manufacturing technology the outer parts and the middle part proportionally each half the cross sections of the Single suction pipes.
Fcrtigungstechnisch besonders vorteilhaft ist ein Mittelteil mit in zueinander parallelen Trennebenen angeordneten Trennflächen zur Verbindung mit ded Außenteilen. Bei einem bevorzugten gegenseitigen Abstand der parallelen Trennebenen können die maschinenseitigen Endabschnitte der Einzelsaugrohre im Umfang einteilig und jeweils mit einem ungeteilten Anschlußflansch ausgebildet werden. Damit sind zusätzliche Dichtungsprobleme beim Anschluß der Luftansauganlage am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vermieden. Durch die im Umfang geschlossenen Anschlußstutzen der Einzelsaugrohre ergibt sich bei relativ dünnwandiger Gestaltung eine hohe Festigkeit des Mittelteiles.A middle part with in Separating planes arranged parallel to one another for connection with ded Exterior parts. With a preferred mutual spacing of the parallel parting planes the machine-side end sections of the individual suction pipes can be made in one piece in the circumference and are each formed with an undivided connection flange. So are additional sealing problems when connecting the air intake system to the cylinder head the internal combustion engine avoided. Due to the connection pieces that are closed in the circumference the individual intake manifolds, with a relatively thin-walled design, have a high degree of strength of the middle part.
Ein Mittelteil mit im wesentlichen parallelen Trennebenen ergibt Einzelsaugrohre, die in ihrer wesentlichen Länge in übereinander liegenden Ebenen verlaufen. Vorzugsweise sind die Einzelsaugrohre einer Ebene zu einer Gruppe zusammengefaßt. Die Einzelsaugrohre jeder Gruppe können dabei dicht nebeneinander liegend in einem S-förmigen Verlauf nahe dem Zylinderkopf verlaufend angeordnet werden, wobei durch sich gegenläufig kreuzende Gruppen eine kompakt bauende Luftansauganlage bei vorteilhaft langen Schwingrohren- erzielt ist. Zur zusätzlichen Schwingungsabstimmung steht jede Schwingrohr- bzw. Einzelrohr-Gruppe mit einem gesonderten Verteilergehäuse in Verbindung. Erreicht ist damit eine Luftansauganlage mit zwei separaten Saugsystemen. Eine weitere Möglichkeit der Schwingungsabstimmung ist durch eine luft führende Verbindung beider Verteilergehäuse der separaten Saugsysteme gegeben, wobei nur ein Verteilergehäuse eine Lufteintrittsöffnung aufweist.A middle part with essentially parallel parting planes results in single suction pipes, which run in their essential length in superimposed planes. Preferably the individual intake manifolds on a level are grouped together. The single intake manifolds each group can lie close to each other in an S-shaped course be arranged to run close to the cylinder head, whereby through each other in opposite directions groups crossing a compact air intake system with advantageously long oscillating tube is achieved. Each oscillating tube or pipe is available for additional vibration adjustment. Single pipe group in connection with a separate distributor housing. Achieved is thus an air intake system with two separate suction systems. One more way the vibration adjustment is achieved through an air connection between the two distributor housings the separate suction systems given, with only one distributor housing an air inlet opening having.
Für eine Luftansauganlage mit zwei Saugsystemen ist eine kompakte Bauweise dadurch erreicht, daß die Verteilergehäuse zwischen den Enden der maschinenabgewandten Bögen der Einzelsaug- bzw. Schwing-Rohre beider Gruppen angeordnet sind. Um bei einer kleinbauenden Luftansauganlage dabei im Anschluß an die Einmündung der Einzelsaug- bzw.For an air intake system with two suction systems, a compact Construction achieved in that the distributor housing between the ends of the machine facing away Arches of the individual suction or vibrating pipes of both groups are arranged. To at a small air intake system in connection with the confluence of the single intake respectively.
Schwing-Rohre einer Gruppe jeweils ein längliches Verteilergehäuse zu erzielen, werden die Verteilergehäuse übereinanderliegend angeordnet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dabei mit einer gemeinsamen Begrenzung für beide Verteilergehäuse im Mittelteil erreicht.Vibrating tubes of a group each have an elongated distributor housing To achieve, the distributor housings are arranged one above the other. An advantageous one Design is with a common limitation for both distributor housings reached in the middle part.
Beide Saugsysteme der Luftansauganlage lassen sich durch eine steuer- oder regelbare Klappe in der luft führenden Verbindung entsprechend der jeweiligen Belastung bzw. Betriebsart der Brennkraftmaschine trennen oder verbinden.Both suction systems of the air intake system can be controlled by a or adjustable flap in the air connection according to the respective Disconnect or connect load or operating mode of the internal combustion engine.
Beispielsweise eignet sich eine derartige Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindern.For example, such an air intake system is suitable for a Internal combustion engine with cylinders that can be switched off.
Weiter kann eine derartige Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine mit jeweils zwei Einlaßventilen pro Zylinder Verwendung finden. Vorzugsweise sind hierbei die für die Versorgung der Brennkraftmaschine bis in den mittleren Teillastbereich dienenden Einzelsaugrohre der einen Gruppe im Querschnitt wesentlich kleiner ausgeführt als die "inzelsaugrohre der zweiten Gruppe , die bei oberer Teillast und Vollast zugeschaltet wsrd . Eine gleichmäßige Gemischverteilung sowie eine günstige Gemischaufbereitung ist mit an den Teillast-Einzelsaugrohren der einen Gruppe angeordneten Kraftstoff-Einspritzdüsen erreicht.Such an air intake system for an internal combustion engine can also be used with two inlet valves per cylinder are used. Preferably are here the one for the supply of the internal combustion engine up to the middle partial load range serving single suction pipes of a group made much smaller in cross section as the "individual intake manifolds of the second group, those at upper partial load and full load switched on wsrd. Even mixture distribution and favorable mixture preparation is with fuel injection nozzles arranged on the partial load individual intake manifolds of one group achieved.
Die für die Herstellung im Druckgießverfahren vorgeschlagene Dreiteilung der Luftansauganlage ist nicht - wie vorbeschrieben - auf solche für Reihen-Brennkraftmaschinen beschränkt. Für eine Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderköpfen können die Anschlußstutzen der Einzelsaug- bzw. Schwing-Rohre zu den Trennebenen zwischen dem Mittelteil und den Außenteilen jeweils quergerichtet angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Anschlußstutzen der Einzelsaugrohre zu einer Zylinderkopfreihe am Mittelteil und die Anschlußstutzen für die andere Zylinderkopfreihe am maschinennächsten Außenteil angeordnet.The three-part proposed for production in the die-casting process the air intake system is not - as described above - on those for in-line internal combustion engines limited. For an internal combustion engine with cylinder heads arranged in a V-shape the connecting pieces of the single suction or vibrating pipes to the parting lines be arranged in each case transversely between the central part and the outer parts. In a preferred embodiment, the connecting pieces are the individual suction pipes to a cylinder head row on the middle part and the connecting pieces for the other Row of cylinder heads arranged on the outer part closest to the machine.
Die dreiteilig aufgebaute Luftansauganlage kann aus Leichtmetall oder aus Kunststoff gefertigt sein. Der mehr-.The three-part air intake system can be made of light metal or be made of plastic. The more-.
teilige Aufbau ist insbesondere für armierten Kunststoff vorteilhaft.part structure is particularly advantageous for reinforced plastic.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung beschrieben.Embodiments of the invention are described with reference to the drawing.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 in Draufsicht eine längsgeschnittene Luftansauganlage mit zwei Saugsystemen für eine Reihen-Brennkraftmaschine, Fifg. 2 die Luftansauganlage im Querschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Luftansauganlage in schematischer Darstellung mit im Querschnitt verschiedenen Teillast-und Vollast-Kanälen, Fig. 4 eine weitere Luftansauganlage in schematischer Darstellung für einen V-Motor in Draufsicht, Fig. 5 eine Seitenansicht der Luftansauganlage nach Fig. 4.The drawing shows in Fig. 1 in plan view a longitudinally sectioned Air intake system with two suction systems for an in-line internal combustion engine, FIG. 2 shows the air intake system in cross section along the line II-II in FIG. 1, FIG Air intake system in a schematic representation with different partial load and cross-sections Full load channels, Fig. 4 a further air intake system in a schematic representation for a V-engine in plan view, FIG. 5 is a side view of the air intake system according to Fig. 4.
Eine Luftansauganlage 1 für eine in Fig. 2 angedeutete Reihen-Brennkraftmaschine 2 umfaßt eine erste Gruppe 3 mit S-förmig gestalteten Einzelsaugrohren 4, 5 und 6 und eine zweite Gruppe 7 mit S-förmig verlaufenden Einzelsaugrohren 8, 9 und 10. Die Gruppen 3 und 7 sind übereinanderliegend und sich gegenläufig kreuzend angeordnet. An die maschinenabgewandten Bögen 4', 5' und 6' der Einzelsaugrohre 4, 5, 6 der Gruppe 3 schließt sich ein Verteilergehäuse 11 an, ein Verteilergehäuse 12 ist an die maschinenabgewandten Bögen 8', 9', 10' der Einzelsaugrohre 8, 9, 10 ange- schlossen. Die Verteilergehäuse 11 und 12 sind übereinander angeordnet und überdecken sich teilweise im mittleren Bereich zwischen den Enden der vorgenannten Bögen. Im Bereich der überdeckung sind sie durch eine Verbindungsöffnung 13 miteinander luftführend verbunden. Das Verteilergehäuse 11 weist eine Lufteintrittsöffnung 14 auf. Dieser ist ein gesonderter Drosselklappenstutzen 15 zugeordnet, der für beide, durch die Gruppen 3 und 7 gebildeten Saugsysteme als gemeinsamer Lufteinlaß dient.An air intake system 1 for an in-line internal combustion engine indicated in FIG. 2 2 comprises a first group 3 with S-shaped individual suction pipes 4, 5 and 6 and a second group 7 with S-shaped individual suction pipes 8, 9 and 10. The groups 3 and 7 are arranged one above the other and cross each other in opposite directions. To the arches 4 ', 5' and 6 'facing away from the machine of the individual suction pipes 4, 5, 6 of the Group 3 is followed by a distributor housing 11, a distributor housing 12 is connected to it the bends 8 ', 9', 10 'of the individual suction pipes 8, 9, 10 facing away from the machine closed. The distributor housings 11 and 12 are arranged one above the other and overlap partly in the middle area between the ends of the aforementioned arches. In the area the overlap, they are air-conveying with one another through a connecting opening 13 tied together. The distributor housing 11 has an air inlet opening 14. This is assigned a separate throttle body 15, which for both, through the Groups 3 and 7 formed suction systems serves as a common air inlet.
Für eine Herstellung im Druckgießverfahren aus Leichtmetall oder Kunststoff ist die Luftansauganlage 1 dreiteilig aus einem Mittelteil 16 und den Außenteilen 17-und 18 gebildet, Fig. 2. Hierbei umfaßt das Mittelteil 16 jeweils halbe Anteile der übereinanderliegenden Einzelsaugrohre 4, 5, 6 und 8, 9 und 10 sowie Anteile der Verteilergehäuse 11 und 12. Im Mittelteil 16 ist die gemeinsame-Begrenzung 19 für beide Verteilergehäuse 11 und 12 ausgebildet mit der Verbindungsöffnung 13. Dieser ist eine steuer- oder regelbare Klappe 20 zugeordnet. Das Mittelteil 16 steht mit den Außenteilen 17 und 18, die jeweils die ergänzenden Anteile der Einzelsaugrohre 4, 5, 6 bzw. 8, 9, 10 und der Verteilergehäuse 11 bzw. 12 aufweisen, jeweils über längs zu den Achsen der Einzelsaugrohre 4, 5, 6 bzw. 8, 9, 10 angeordnete Trennflächen in Verbindung. Die Trennflächen sind in zueinander parallelen Trennebenen 21 und 22 angeordnet.For die-casting production from light metal or plastic the air intake system 1 is in three parts, consisting of a central part 16 and the outer parts 17 and 18, FIG. 2. Here, the middle part 16 comprises half portions of the superimposed individual suction pipes 4, 5, 6 and 8, 9 and 10 as well as proportions the distributor housing 11 and 12. In the middle part 16 is the common boundary 19 designed for both distributor housings 11 and 12 with the connection opening 13. A controllable or regulatable flap 20 is assigned to this. The middle part 16 is standing with the outer parts 17 and 18, each of which is the supplementary portion of the individual intake manifold 4, 5, 6 and 8, 9, 10 and the distributor housing 11 and 12 respectively, each over Separating surfaces arranged along the axes of the individual suction pipes 4, 5, 6 or 8, 9, 10 in connection. The parting surfaces are in mutually parallel parting planes 21 and 22 arranged.
Die Trennebenen 21 und 22 weisen einen solchen gegenseitigen Abstand "x" auf, daß die maschinenseitigen Endabschnitte 4", 5", 6" bzw. 8", 9", 10" zwischen den Trennebenen 21, 22 in etwa ausgemittelt angeordnet und im Umfang im wesentlichen geschlossen sind. Hierbei.weist jeder der vorerwähnten Endabschnitte der Einzelsaugrohre 4, 5, 6 und 8, 9, 10 jeweils einen ungeteilten Anschlußflansch auf.The parting planes 21 and 22 have such a mutual distance "x" indicates that the machine-side end sections 4 ", 5", 6 "or 8", 9 ", 10" between the parting planes 21, 22 arranged approximately centered and substantially in the circumference are closed. Here, each of the aforementioned end sections of the individual suction pipes 4, 5, 6 and 8, 9, 10 each have an undivided connection flange.
Die Luftansauganlage 1 kann beispielsweise durch spiegelbildliche Ergänzung zu einer Anlage für einen V-Motor weitergebildet werden ohne Beschränkung für die Herstellung im Druckgießverfahren. Die dreigeteilte Ausführung für das Druckgießverfahren ergibt relativ dünne Wände und damit eine Gewichtseinsparung. Weiter sind mit der Dreiteilung und der Herstellung im Druckgießverfahren eine kompakte Bauweise mit optimal langen Schwingrohren zu erzielen.The air intake system 1 can, for example, by mirror-image Supplement to a system for a V-engine can be trained without restriction for production in die casting process. The three-part version for the die casting process results in relatively thin walls and thus a weight saving. Next are the Tripartite and the production in the die casting process with a compact design to achieve optimally long oscillating tubes.
Schließlich kann die Luftansauganlage baulich leicht in Gruppen für mehrere Saugsysteme unterteilt werden. Dies z. B. für eine Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung, wobei mittels der steuer- oder regelbaren Klappe in der Verbindungsöffnung zwischen den Verteilergehäusen die Saugsysteme bzw. Gruppen trennbar sind.Finally, the air intake system can easily be structurally arranged in groups for several suction systems can be subdivided. This z. B. for an internal combustion engine with Cylinder shutdown, using the controllable or regulatable flap in the connecting opening the suction systems or groups can be separated between the distributor housings.
Für eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 23 mit jeweils zwei Einlaßventilen pro Zylinder ermöglicht der dreiteilige Aufbau einer Luftansauganlage 24 diese mit zwei Saugsystemen mit Einzelsaugrohren von unterschiedlichen Querschnitten auszubilden. Zu den ersten Einlaßventilen führende Einzelsaugrohre 25, 26, 27 münden in einem ersten Verteilergehäuse 28. Zu den zweiten Einlaßventilen führende Einzelsaugrohre 29, 30, 31 münden in einem zweiten Verteilergehäuse 32. Die Einzelsaugrohre 25, 26, 27 des ersten Saugsystems 33 weisen jeweils einen kleineren Querschnitt auf als die Einzelsaugrohre 29, 30, 31 des zweiten Saugsystems 34. Weiter sind die Einzelsaugrohre 25, 26, 27 des. ersten Saugsystems 33 mit Aufnahmeeinrichtungen für Kraftstoff-Einspritzdüsen 35, 36, 37 ausgebildet. Die beiden Verteilergehäuse 28 und 32 sind in lviaschinenlängsrichtung hintereinander angeordnet und stehen über eine Verbindungsöffnung 38 mit einer steuer-oder regelbaren Klappe 39 luftführend in Verbindung. Das Verteilergehäuse 28 des ersten Saugsystems 33 weist eine für beide Saugsysteme 33, 34 gemeinsame Lufteintrittsöffnung 40 auf.For an internal combustion engine 23 shown schematically in FIG. 3 with two inlet valves per cylinder, the three-part construction enables one Air intake system 24 this with two suction systems with individual suction pipes of different Form cross-sections. Individual intake manifolds leading to the first intake valves 25, 26, 27 open into a first distributor housing 28. To the second inlet valves leading individual suction pipes 29, 30, 31 open into a second distributor housing 32. The individual suction pipes 25, 26, 27 of the first suction system 33 each have a smaller one Cross-section as the individual suction pipes 29, 30, 31 of the second suction system 34. Next are the individual suction pipes 25, 26, 27 of the first suction system 33 with receiving devices designed for fuel injection nozzles 35, 36, 37. The two distributor housings 28 and 32 are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the machine and stand Air-conducting via a connection opening 38 with a controllable or regulatable flap 39 in connection. The distributor housing 28 of the first suction system 33 has a for both suction systems 33, 34 have a common air inlet opening 40.
Bei Betrieb der Brennkraftmaschine 23 in Teillast ist die Klappe 39 zum Verteilergehäuse 33 des zweiten Saugsystems 34 geschlossen. Die Brennkraftmaschine 23 saugt die Luft über die Einzelsaugrohre 25, 26, 27 des ersten Saugsystems 33 an, wobei über die kleineren Saugrohrquerschnitte hohe Luftgeschwindigkeiten und in Verbindung mit der Kraftstoff-Einspritzung eine gute Gemischbildung erzielt werden. Für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine 23 wird durch Öffnen der Klappe 39 das zweite Saugsystem 34 mit dem im Querschnitt größeren Einlaßkanälen 29, 30, 31 zugeschaltet.When the internal combustion engine 23 is operating at part load, the flap 39 is open to the distributor housing 33 of the second suction system 34 closed. The internal combustion engine 23 sucks the air through the individual suction pipes 25, 26, 27 of the first suction system 33 with high air velocities and over the smaller suction pipe cross-sections a good mixture formation can be achieved in connection with the fuel injection. For full load operation of the internal combustion engine 23, opening the flap 39 the second suction system 34 with the inlet channels 29, 30, 31 of larger cross-section switched on.
Die Luftansauganlage 41 nach Fig. 4 für eine in Fig. 5 angedeutete Brennkraftmaschine 42 mit V-förmig angeordneten Zylinderkopfreihen 43 und 44 weist ein längliches Verteilergehäuse 45 auf, das zwischen den Zylinderkopfreihen 43, 44 quer zur Maschinenlängsachse etwa maschinenmittig angeordnet ist. Mit dem Verteilergehäuse 45 verbundene Einzelsaugrohre 46, 47, 48, 49 für die Zylinderkopfreihe 43 und Sinzelsaugrohre 50, 51, 52, 53 für die Zylinderkopfreihe 44 sind jeweils über die wesentliche Länge in einer Ebene 54 bzw. 55 S-förmig-verlaufend angeordnet. Die Ebenen 54 und 55- sind zugleich die Trennebenen zwischen dem Mittelteil 56 und den Außenteilen 57 und 58. Um ein einwandfreies Ausformen nach dem Druckgießen zu erreichen, weisen die vorerwähnten Einzelsaugrohre zu den beiden Zylinderkopfreihen 43 und 44 jeweils einen zur entsprechenden Trennebene 54 bzw. 55 quer gerichteten Anschlußstutzen auf. Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, sind die Anschlußstutzen 46 ', 47', 48', 49' für die Zylinderkopfreihe 43 am Mittelteil 56 angeordnet und die Anschlußstutzen 50', 51', 52', 53' für die Zylinderkopfreihe 44 am maschinennächsten Außenteil 57.The air intake system 41 according to FIG. 4 for one indicated in FIG Internal combustion engine 42 with cylinder head rows 43 and 44 arranged in a V-shape has an elongated distributor housing 45, which between the cylinder head rows 43, 44 is arranged transversely to the machine longitudinal axis approximately in the center of the machine. With the distributor housing 45 connected single suction pipes 46, 47, 48, 49 for the cylinder head row 43 and single suction pipes 50, 51, 52, 53 for the cylinder head row 44 are each over the essential length arranged in a plane 54 or 55 S-shaped extending. Levels 54 and 55- are at the same time the parting planes between the middle part 56 and the outer parts 57 and 58. In order to achieve perfect molding after die casting, have the aforementioned individual intake pipes to the two rows of cylinder heads 43 and 44, respectively a connecting piece directed transversely to the corresponding parting plane 54 or 55 on. As can be seen in particular from FIG. 5, the connecting pieces 46 ', 47', 48 ', 49' for the cylinder head row 43 on the central part 56 and the connecting pieces 50 ', 51', 52 ', 53' for the cylinder head row 44 on the outer part 57 closest to the machine.
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