DE19537269A1 - Intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Saugrohr, insbesondere im Ansaugtrakt von Verbrennungskraftmaschinen.The invention relates to a suction pipe, in particular in the intake tract of Internal combustion engines.
Derartige Saugrohre sind bekannt, zum Beispiel bei im Renneinsatz befindlichen Verbrennungskraftmaschinen. Will man derartige Saugrohre zum Beispiel für den geräuschreduzierten Einsatz verwenden, so ist daran nachteilig, daß sich zum Beispiel aufgrund der kurzen Saugrohrlänge ein gegenteiliger Effekt einstellt.Suction pipes of this type are known, for example in those used in racing Internal combustion engines. If you want such suction pipes for example for the use noise-reduced use, it is disadvantageous that, for example, due to the short suction tube length has an opposite effect.
Man könnte nun in der Durchströmrichtung im wesentlichen parallel zueinander angeordnete schalldämpfende Flächenelemente anbringen, die beispielsweise quaderförmige Gestalt haben und so eingebaut sind, daß sich der verbleibende Querschnitt zwischen je zwei Kulissen als ein schmales Rechteck ergibt, wie in der DE 23 03 611 beschrieben. Dies wäre aber kostenaufwendig in der Herstellung und aufwendig bei der Montage, es wurde das Saugrohr verteuern. Oder man könnte eine das Saugrohr umfassende, schallschluckende Ummantelung vorsehen, aber auch dies wäre kostenaufwendig. Da die Geräusche in Rohrleitungen sehr schnell mit der Strömungsgeschwindigkeit und den Druckverlusten ansteigen, könnte man von vornherein niedrigere Geschwindigkeiten vorsehen, dies ist jedoch im Alltagseinsatz einer Verbrennungskraftmaschine nicht ohne weiteres realisierbar.One could now arrange them essentially parallel to one another in the flow direction Attach sound-absorbing surface elements that have a cuboid shape, for example and are installed so that the remaining cross-section between two scenes as one narrow rectangle results, as described in DE 23 03 611. But that would be costly to manufacture and complex to assemble, it became the intake manifold make it more expensive. Or you could have a sound-absorbing casing that surrounds the intake manifold provide, but this would also be costly. Because the noise in piping is very could increase rapidly with the flow velocity and the pressure losses plan lower speeds in advance, but this is one in everyday use Internal combustion engine cannot be easily implemented.
Besteht zwischen zwei Räumen, deren Innendrucke unterschiedlich sind, eine Verbindung, so wird sich von dem Raum höheren Druckes eine Expansionsströmung ausbilden. Die kennzeichnenden Daten der Strömung, wie Strömungsgeschwindigkeit, Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit in und senkrecht zur Strahlrichtung, -länge und -form, sind im wesentlichen eine Funktion des Druckverhältnisses zwischen beiden Volumina und der geometrischen Form der Düsenkontur. Nach Austritt aus der Düse beginnt am Strahlumfang eine turbulente Vermischung mit dem umgebenden, ruhenden Medium. Die Breite der Vermischungszone nimmt mit wachsendem Abstand vom Düsenquerschnitt zu.If there is a connection between two rooms with different internal pressures, see above an expansion flow will develop from the space of higher pressure. The characteristic data of the flow, such as flow velocity, distribution of the Flow velocity in and perpendicular to the jet direction, length and shape are in essentially a function of the pressure ratio between the two volumes and the geometric shape of the nozzle contour. After exiting the nozzle, it starts at the jet circumference a turbulent mixture with the surrounding, still medium. The width of the Mixing zone increases with increasing distance from the nozzle cross section.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Saugrohr der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein geräuschreduziertes, billiges und leicht zu handhabendes Saugrohr geschaffen wird. It is therefore an object of the invention to provide a suction pipe of the type mentioned improve that a noise-reduced, cheap and easy-to-use intake manifold is created.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Saugrohr im Ansaugquerschnitt ein sein Ansauggeräusch verringerndes Element aufweist. Dieses im Ansaugquerschnitt befindliche Element ermögliche die Anpassung der Strömungsverhältnisse im Saugrohr auf den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine. Wirksam wird dadurch die Strömungsgeschwindigkeit im Querschnitt vermindert. Die Ausbildung eines vollständigen Freistrahls wird eingeschränkt und die Dissipation der Strömungsenergie gefördert.According to the invention, this object is achieved in that the intake pipe in the intake cross section has an element that reduces its intake noise. This in the intake cross section located element allow the flow conditions in the intake manifold to be adapted to the respective operating state of the internal combustion engine. This makes the Cross-sectional flow velocity reduced. The formation of a complete Free jet is restricted and the dissipation of flow energy is promoted.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Element ein Strömungsgleichrichter ist. Dieser Strömungsgleichrichter verhindert ein Ablösen der Strömung im Saugrohr, was sich bei der Geräuschentwicklung als vorteilhaft erweist. Weiter veranlaßt dieser Strömungsgleichrichter durch einen zwangsläufig auftretenden Druckverlust eine Angleichung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten im Rohr.An advantageous development of the invention provides that the element Flow rectifier is. This flow straightener prevents the flow from coming off in the intake manifold, which proves to be advantageous in terms of noise. Caused further this flow straightener due to an inevitable pressure loss Alignment of different flow velocities in the pipe.
Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element senkrecht zur Strömungsrichtung im Ansaugquerschnitt angebracht ist. Durch diese Form der Anbringung wird eine maximale Wirkung auf die Strömung erreicht.Furthermore, one can advantageously provide that the element perpendicular to Flow direction is attached in the intake cross section. Through this form of attachment a maximum effect on the flow is achieved.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element Scheibenform aufweist. Diese Variante bietet ein optimales Verhältnis von wirksamer Fläche im Querschnitt bei minimalem Materialeinsatz und hohem Druckverlust.An advantageous development provides that the element has a disk shape. This Variant offers an optimal ratio of effective area in cross section with minimal Material use and high pressure loss.
Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element gelocht ist. Dies bewirkt, daß der Durchsatz durch den Strömungswiderstand vermindert wird und somit die Strahlgeschwindigkeit sinkt, was mit einer Geräuschverminderung einher geht.Furthermore, it can advantageously be provided that the element is perforated. This causes, that the throughput is reduced by the flow resistance and thus the Jet speed drops, which is accompanied by a reduction in noise.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element halbkugelförmig ist. Der Vorteil bei diesem kalottenförmigen Element liegt in der Vergrößerung der wirksamen Fläche, insbesondere der Austrittsfläche. Die Strahlgeschwindigkeit wird über den Strömungswiderstand gleichzeitig erniedrigt, was beides zu einer Geräuschreduzierung führt.Another advantageous further development provides that the element is hemispherical. Of the The advantage of this dome-shaped element is that the effective area is enlarged, especially the exit surface. The jet speed is over the Flow resistance is reduced at the same time, which both leads to a reduction in noise.
Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element als plötzliche Erweiterung ausgebildet ist, so daß im Zuge der Kanalführung eine sprunghafte Änderung des lichten Querschnitts erfolgt. In dieser Sprungebene entstehen Reflexionen und höhere Moden, was zu einer Geräuschreduzierung führt.Furthermore, one can advantageously provide that the element as a sudden expansion is designed so that in the course of the ducting a sudden change in the clear Cross-section takes place. In this jump level reflections and higher fashions arise, too leads to noise reduction.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element ein poröses Keramikelement ist. Durch die Verwendung dieses porösen Keramikelements wird die wirksame Austrittsfläche erhöht, was eine Geräuschreduzierung zur Folge hat. An advantageous development provides that the element is a porous ceramic element. By using this porous ceramic element the effective exit surface becomes increases, which results in noise reduction.
Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß das Element ein Gitter oder ein Sieb ist. Die Verwendung eines Gitters oder eines Siebs führt zu einem Druckverlust sowie zu einer Austrittsflächenerhöhung, was zu einer Geräuschreduzierung führt.Furthermore, it can advantageously be provided that the element is a grid or a sieve. The use of a grille or strainer results in pressure loss as well as one Increased outlet area, which leads to a reduction in noise.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Element aus Metall und/oder Kunststoff besteht. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß das Element dem es umgebenden Saugrohrmaterial angepaßt werden kann, im Falle der Entsorgung handelt es sich dann um ein sortenreines Saugrohr. Ein weiterer Vorteil beim Element aus Metall besteht darin, daß es aufgrund der höheren Masse zusätzliche Dämmeigenschaften übernehmen kann, das Element aus Kunststoff ist leicht und billig.An advantageous development provides that the element made of metal and / or plastic consists. The advantage of this variant is that the element surrounds it Suction pipe material can be adjusted, in the case of disposal it is then a unmixed intake manifold. Another advantage of the metal element is that it the element can take on additional insulation properties due to the higher mass plastic is light and cheap.
Vorteilhafterweise kann man vorsehen, daß die Maschenweite des Elements im Bereich von 1 bis 4 mm liegt. Wie Versuche ergeben haben, liegt der für die geräuschreduzierende Wirkung verantwortliche Bereich gerade zwischen 1 und 4 mm Maschenweite.It can advantageously be provided that the mesh size of the element is in the range of 1 is up to 4 mm. As tests have shown, this is due to the noise-reducing effect responsible area just between 1 and 4 mm mesh size.
Weiterhin kann man vorteilhafterweise vorsehen, daß der Sieb- bzw. Gitterdrahtdurchmesser im Bereich zwischen 0,2 und 1,5 mm liegt. Die oben angesprochenen Versuche haben ebenfalls ergeben, daß es für die geräuschreduzierenden Effekte einen wirksamen Drahtdurchmesserbereich gibt.Furthermore, one can advantageously provide that the sieve or wire mesh diameter is in the range between 0.2 and 1.5 mm. The experiments mentioned above also have reveal that it is effective for the noise reducing effects Wire diameter range there.
Vorteilhafterweise kann man vorsehen, daß das Element nach wenigstens einer Strömungsstörstelle angebracht ist. Störstellen sind ursächlich für sich ablösende Strömungen, was zu Geräuschentwicklungen führt. Sinnvollerweise bringt man derartige geräuschreduzierenden Element nach solchen Störstellen an. Bei derartigen Störstellen handelt es sich im wesentlichen um Krümmungen, Drosselklappen und andere in den Rohrquerschnitt ragende Teile.It can advantageously be provided that the element after at least one Flow disturbance point is attached. Impurities are the cause of currents coming off, which leads to noise. It makes sense to bring such noise-reducing element after such defects. With such defects it is essentially bends, throttle valves and others in the pipe cross section protruding parts.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:These and other features of preferred developments of the invention go beyond the claims also from the description and the drawings, the individual Features each individually or in groups in the form of sub-combinations in the Embodiment of the invention and in other fields can be realized and advantageous as well as representable protective versions for which protection is claimed here becomes. Embodiments of the invention are shown in the drawings and are in following explained in more detail. The drawings show:
Fig. 1 zeigt ein komplettes Saugrohr, Fig. 1 shows a complete intake manifold,
Fig. 2 stellt eine Ausführungsform eines Elements dar, Fig. 2 illustrates an embodiment of an element,
Fig. 3a, b zeigen Details des Abdichtungsbereichs des Elements, Fig. 3a, b show details of the seal portion of the element,
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Saugrohr, wobei das nach der Drosselklappe angeordnete kalottenförmige Element angeordnet ist, Fig. 4 shows a section through the suction pipe, wherein the throttle valve arranged after the dome-shaped element is arranged,
Fig. 5 zeigt ein als plötzliche Erweiterung ausgebildetes Element, Fig. 5 shows a designed as sudden expansion element,
Fig. 6 zeigt ein scheibenförmiges Element im Schnitt. Fig. 6 shows a disc-shaped element in section.
Das dargestellte Saugrohr 1 besteht aus einem in Halbschalentechnik gefertigten Körper, der im wesentlichen die in Fig. 1 dargestellten Elemente umfaßt. Im einzelnen wären dies, der motorseitige Flansch 5, mittels diesem das Saugrohr 1 an der Ansaugseite einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine befestigt ist. Direkt oberhalb des Flansches 5 befindet sich das Leerlaufsteuergehäuse, in dem sich ebenfalls nicht näher beschrieben die Leerlaufsteuerung befindet. Vom Flansch 5 ausgehend, entgegen der Strömungsrichtung im Betrieb, verlaufen je nach Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine Einzelrohre 9, die sich in einem gemeinsamen Sammelraum 6 vereinen. Im oder oberhalb des Sammelraumes 5 sitzt senkrecht zur Hauptströmung das Element 2. Im weiteren Verlauf entgegen der Strömungsrichtung des dort strömenden Mediums befindet sich die Drosselklappe 7. Alternativ könnte das Element 2 auch direkt nach einer anderen Störstelle der Strömung, z. B. einer Krümmung angebracht sein. Die Ansteuerung der Drosselklappe erfolgt wie in Fig. 1 und 4 dargestellt über die Drosselklappenansteuerung 4. Nach der Drosselklappe folgt, entgegen der Strömungsrichtung das Verbindungselement 8 zum hier nicht beschreiebenen und dargestellten Luftfilter dar.The suction pipe 1 shown consists of a body made in half-shell technology, which essentially comprises the elements shown in FIG. 1. Specifically, this would be the motor-side flange 5 , by means of which the intake manifold 1 is attached to the intake side of an internal combustion engine, not shown. The idle control housing, in which the idle control is likewise not described in more detail, is located directly above the flange 5 . Starting from the flange 5 , contrary to the direction of flow during operation, individual tubes 9 run depending on the number of cylinders of the internal combustion engine, which unite in a common collecting space 6 . The element 2 sits in or above the collecting space 5 perpendicular to the main flow. The throttle valve 7 is located in the further course against the direction of flow of the medium flowing there. Alternatively, the element 2 could also directly after another point of disturbance in the flow, for. B. be attached to a curve. The throttle valve is controlled via the throttle valve control 4 as shown in FIGS. 1 and 4 . After the throttle valve, there is the connecting element 8 to the air filter, not described and shown here, against the direction of flow.
Wie in Fig. 1 und 4 dargestellt, ist ein kalottenförmiges Element 2, das man auch als Sieb bezeichnen kann, zwischen Drosselklappe und Motorsaugrohr 6 integriert. Die gitterartige Struktur des Siebs reduziert nach der Drosselklappe auftretende Turbulenzen, sie wirkt als Strömungsgleichrichter. Die Montage von Element 2 könnte jedoch auch nach einer anderen Störstelle im Strömungsverlauf angebracht werden. Wenn die Geometrie des Saugrohres es zuläßt, befestigt man das geräuschreduzierende Element vorzugsweise nach allen im Strömungsverlauf vorhandenen Störstellen.As shown in FIGS. 1 and 4, a dome-shaped element 2 , which can also be called a sieve, is integrated between the throttle valve and the engine intake manifold 6 . The grid-like structure of the sieve reduces turbulence after the throttle valve, it acts as a flow straightener. However, element 2 could also be installed after another point of interference in the flow. If the geometry of the intake manifold allows it, the noise-reducing element is preferably attached after all the defects in the flow.
Das Element 2 sorgt für eine spürbare Geräuschreduzierung. Der Einbau des Elements 2 erfolgt im Saugrohr 1, senkrecht zur Strömungsrichtung. Das aus Metalldraht gefertigte Element, dessen Durchmesserbereich zwischen 0,2 und 1,5 mm liegt weist einen Maschenbereich auf, der sinnvollerweise zwischen 1 und 4 mm liegt. Die Darstellung in Fig. 3a, b zeigt die am Umfang des Elements 2 aufgebrachte Dichtung 3, die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht. Element 2 ensures a noticeable reduction in noise. The element 2 is installed in the intake manifold 1 , perpendicular to the direction of flow. The element made of metal wire, the diameter range of which is between 0.2 and 1.5 mm, has a mesh area which is expediently between 1 and 4 mm. The illustration in Fig. 3a, b shows the force applied on the periphery of the element 2 seal 3, which preferably consists of an elastomer.
In Fig. 4 wird ein spezielles Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Element 2 direkt nach der Drosselklappe 7 angebracht ist. Eine weitere Ausführungsform des Elements 2 wird in Fig. 5 dargestellt. Hierbei ist Element 2 als plötzliche Erweiterung ausgebildet, wobei die in Fig. 5 schraffiert dargestellten Wandungen von Element 2 mit zusätzlichen, schalldämmenden Materialien versehen sein kann. Fig. 6 stellt ein scheibenförmiges Element 2 dar, das als Gitter ausgebildet sein kann. Alternativ dazu könnte das Element 2 aus z. B. gesintertem Material bestehen.In FIG. 4 a specific embodiment is shown in which the element 2 is mounted directly to the throttle valve 7. Another embodiment of the element 2 is shown in FIG. 5. In this case, element 2 is designed as a sudden expansion, the walls of element 2 shown hatched in FIG. 5 being able to be provided with additional, sound-insulating materials. Fig. 6 shows a disc-shaped element 2 , which can be designed as a grid. Alternatively, the element 2 from z. B. sintered material.
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