(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の吸気システムを提供する。【解決手段】吸気システム１０は、内燃機関のシリンダヘッドの吸気口と接続された少なくとも２つの供給パイプ１４を有する吸気マニホルド１２を含む。さらに、吸気システム１０は、少なくとも１つの中間チャンバ３０を含み、中間チャンバ３０は、各供給パイプ１４の内部空間２４への接続部３４を有する。各接続部３４は、少なくとも１つの吸気制御弁４９によって開閉することができる。少なくとも１つの吸気制御弁４９は、圧力を発生させる手段への接続部６２を有するスイッチチャンバ４８を含む。スイッチチャンバ４８は、供給パイプ１４の内部空間２４および中間チャンバ３０から少なくとも１つのダイヤフラム５０によって分離される。供給パイプ１４の内部空間２４と中間チャンバ３０との間の接続部３４は、少なくとも１つのダイヤフラム５０によって開閉することができる。【選択図】図１
2013036463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車の内燃機関の吸気システム（１０）であって、
前記内燃機関のシリンダヘッドの吸気口に接続された少なくとも２つの供給パイプ（１４）を有する吸気マニホルド（１２）と、
前記各供給パイプ（１４）の内部空間（２４）への接続部（３４）を有し、該各接続部（３４）は、少なくとも１つの吸気制御弁（４９）によって開閉可能である、少なくとも１つの中間チャンバ（３０）と、
を含み、
前記少なくとも１つの吸気制御弁（４９）は、その内部に圧力を発生させる手段への接続部（６０、６２）を有するスイッチチャンバ（４８）を含み、前記スイッチチャンバ（４８）は、前記供給パイプ（１４）の前記内部空間（２４）および前記中間チャンバ（３０）から少なくとも１つのダイヤフラム（５０）によって分離され、前記供給パイプ（１４）の前記内部空間（２４）と前記中間チャンバ（３０）との間の前記接続部（３４）は、前記少なくとも１つのダイヤフラム（５０）によって開閉可能であることを特徴とする吸気システム。
【請求項２】
前記圧力を発生させる手段は、電子制御ユニットによって制御されることを特徴とする、請求項１に記載の吸気システム。
【請求項３】
前記圧力を発生させる手段は、圧力タンク、特に、真空タンクへの少なくとも１つの接続部を有し、前記少なくとも一つの接続部は、制御可能な弁、特に、電空弁を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の吸気システム。
【請求項４】
前記圧力を発生させる手段は、低下圧力または超過圧力を発生させるように設計されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸気システム。
【請求項５】
各前記接続部（３４）は、個別の前記吸気制御弁（４９）によって開閉することができ、各前記吸気制御弁（４９）は、個別の前記ダイヤフラム（５０）および個別の前記スイッチチャンバ（４８）を含み、前記吸気制御弁（４９）の少なくとも２つの前記スイッチチャンバ（４８）が相互接続されることを特徴とする、請求項１に記載の吸気システム。
【請求項６】
前記吸気制御弁の少なくとも２つの前記ダイヤフラムの直径は異なることを特徴とする、請求項２に記載の吸気システム。
【請求項７】
前記吸気制御弁の少なくとも２つの前記スイッチチャンバの容積は異なることを特徴とする、請求項５または６に記載の吸気システム。
【請求項８】
前記スイッチチャンバ（４８）の少なくとも３つは、少なくとも２つの導管（６０）によって接続され、前記導管（６０）の流動断面は、吸気圧接続部片（６２）に対する導管の位置に応じて異なることを特徴とする、請求項５に記載の吸気システム。
【請求項９】
前記中間チャンバは、前記吸気制御弁が開放状態にある場合に、前記供給パイプを通る空気の流路を長くするか、または短くすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸気システム。
【請求項１０】
前記ダイヤフラム（５０）を閉じた状態、特に静止した状態に保持するために、予圧スプリング（５６）が前記ダイヤフラム（５０）に作用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の吸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の内燃機関の吸気システムに関し、吸気システムは、
内燃機関のシリンダヘッドの吸気口と接続された少なくとも２つの供給パイプを有する吸気マニホルドと、 
少なくとも１つの中間チャンバであって、各供給パイプの内部空間への接続部を有し、各接続部が、少なくとも１つの吸気制御弁によって開閉できる、中間チャンバと、
を含む。
【背景技術】
【０００２】
（特許文献１）は、空気が空気清浄機から流入する吸気部に吸気マニホルドを設けたエンジンの吸気装置を開示している。短い吸気流路および長い吸気流路を分離する形で画定する隔壁が、吸気マニホルドケーシングと吸気部との間で、円形の吸気マニホルドケーシングと共に吸気部に対して同心円状に取り付けられる。吸気制御弁は、隔壁の上側端部と、吸気マニホルドの曲がり部分との間に切り換え可能に配置される。少なくとも２つのユニットシャフトは互いに離間し、互いに連結されて、吸気制御弁が固定されるシャフトを形成する。吸気制御弁を駆動する駆動機構は、電磁弁によって作動されるアクチュエータと、アクチュエータに連結されたロッドと、一方の端部でピンを用いてロッドに回転可能に連結され、他方の端部でシャフトに固定されたレバーとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，６０３，２９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、コンパクトで組み立てやすく、気密性を強化した吸気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、少なくとも１つの吸気制御弁がスイッチチャンバを有し、スイッチチャンバは、動作速度に応じてスイッチチャンバ内を減圧するための手段への接続部を有し、少なくとも１つのダイヤフラムによって、供給パイプの内部空間および中間チャンバから分離され、供給パイプの内部空間と中間チャンバとの間の接続部は、少なくとも１つのダイヤフラムによって開閉することができるという点で達成される。
【０００６】
本発明によれば、少なくとも１つのダイヤフラムが、中間チャンバへの１つまたは複数の接続部を開閉するために使用される。ダイヤフラムは、スイッチチャンバ内の圧力を供給パイプの内部空間の圧力と比較して制御される。スイッチチャンバ内の圧力は、圧力を発生させる手段によって制御できるのが好ましい。こうして、内燃機関の消費量を削減することができる。さらに、エンジンの出力性能を最適化することができる。騒音放射も低減することができる。ダイヤフラムは容易に組み立てることができる。最新技術から公知の吸気制御弁と異なり、ロッドまたはレバーなどの機械部品は必要とされない。ダイヤフラムを用いた封止の気密性に及ぼす部品の寸法公差の影響は、最新技術から公知の吸気制御弁と比較して小さい。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、圧力を発生させる手段は電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御することができる。ＥＣＵでは、吸気制御弁が開かれる条件を指定することができる。ＥＣＵを用いて、吸気制御弁の特定の動作が可能になる。そのため、吸気制御弁は、内燃機関の作動条件に応じて容易に開閉することができる。ＥＣＵは、内燃機関および／または自動車の一部とすることができる。
【０００８】
特に、圧力を発生させる手段は、圧力タンク、特に、真空タンクへの少なくとも１つの接続部を有することができ、その接続部は、制御可能な弁、特に、電空弁を有することができる。圧力タンクを用いて、吸気制御弁を制御する圧力が容易に、かついつでも供給される。電空弁は、ＥＣＵによって容易に制御することができる。
【０００９】
有利には、圧力を発生させる手段は、低下圧力または超過圧力を発生させるように設計される。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、各接続部は、個別の吸気制御弁によって開閉することができ、各吸気制御弁は、個別のダイヤフラムおよび個別のスイッチチャンバを含むことができ、吸気制御弁の少なくとも２つのスイッチチャンバは相互接続することができる。スイッチチャンバは、こうして各供給パイプに対して最適化することができる。特に、スイッチチャンバは、容積および／または形状を相違させることができる。スイッチチャンバは同じであってもよい。個々のダイヤフラムも、各供給パイプに対して最適化することができる。ダイヤフラムはまた、異なっていても、または同じであってもよい。スイッチチャンバが相互接続された吸気制御弁は、同時に制御することができる。相互接続部は、共通ハウジングの一部に組み入れることができる。これにより、吸気制御弁の必要空間が縮小される。各吸気制御弁は、スイッチチャンバ内の個々の圧力差および対応する供給パイプ内の圧力に応じて切り換えることができる。
【００１１】
有利には、吸気制御弁の少なくとも２つのダイヤフラムの直径を相違させることができる。そのため、吸気制御弁の開放時期の一定性および同時性を高めることができる。有利には、ダイヤフラムの直径は、減圧するための手段への接続部に対するダイヤフラムの位置に応じて変えることができる。
【００１２】
特に、吸気制御弁の少なくとも２つのスイッチチャンバの容積を相違させることができる。スイッチチャンバの容積は、吸気制御弁の切り換え特性に影響を及ぼすことができる。容積が異なることで、吸気制御弁の作動時期の一定性および同時性が良好な影響を受ける。
【００１３】
有利には、スイッチチャンバの少なくとも３つは、少なくとも２つの導管によって接続することができ、導管の流動断面は、吸気圧接続部片に対する導管の位置に応じて異なることができる。導管の流動断面は、吸入制御弁の切り換え特性に影響を及ぼしうる。流動断面が異なることで、吸気制御弁の作動時期の一定性および同時性が良好な影響を受ける。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、吸気制御弁が開いた状態にある場合に、中間チャンバは、供給パイプを通る空気の流路を長くすることも短くすることもできる。そのため、内燃機関の出力性能、および／または騒音放射を吸気制御弁の開閉によって最適化することができる。
【００１５】
有利には、ダイヤフラムを閉じた状態、特に静止した状態に保持するために、予圧スプリングをダイヤフラムに作用させることができる。これにより、吸気制御弁が制御不能に開くのを防止することができる。
【００１６】
本発明は、上記および他の目的および利点を含めて、以下の実施形態の詳細な説明から最も深く理解され得るが、概略的に示されている実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】４つのシリンダを備えた内燃機関の吸気システムの縦断面図である。
【図２】吸気制御弁の領域における図１の吸気システムの断面図である。
【図３】図１および図２の吸気システムの等角図であり、１つの吸気制御弁の断面図である。
【図４】図１〜３の吸気システムの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面において、同じまたは同様の要素は、同じ参照数字で示される。図面は単なる概略図であり、本発明の特定の要素を表すことを意図するものではない。さらに、図面は、単に本発明の典型的な実施形態を示すことを意図され、したがって、本発明の範囲を限定するとみなすべきではない。
【００１９】
図１〜４は、自動車の４シリンダ型内燃機関の吸気システム１０を示している。
【００２０】
吸気マニホルド１２は、一方の端部でプレナムチャンバ１５に接続され、他方の端部で中間フランジ１６を用いて内燃機関の図示しないシリンダヘッドの吸気口と接続される４つの供給パイプ１４を有する。プレナムチャンバ１５は、図示しない空気清浄機から空気が流入する吸気接続部片１８を有する。空気は、図１に矢印１９で示すように、プレナムチャンバ１５から吸気口に流れる。供給パイプ１４およびプレナムチャンバ１５はプラスチックでできている。供給パイプ１４は、２殻技術によって製造されている。プレナムチャンバ１５もまた、２殻技術によって製造されている。
【００２１】
供給パイプ１４は、互いに平行に延びている。曲げ部分において、各供給パイプ１４は、その半径方向外側殻内に、供給パイプ１４の内部空間２４への開口２２を備えたフランジ２０を有する。
【００２２】
中間チャンバ３０のケーシング２８の下側部分２６は、各供給パイプ１４のフランジ２０と連結されている。中間チャンバ３０は、すべての供給パイプ１４にわたって延びている。下側部分２６の底部殻３２は、各供給パイプ１４のそれぞれの壁の一部を形成している。底部殻３２は、溶接によって、または接着剤を用いて供給パイプ１４の各フランジ２０に取り付けられている。
【００２３】
ダクト３４は、各底部殻３２の外側に形成されている。ダクト３４は両側で開放されている。ダクト３４は、一方の側で、対応する供給パイプ１４の内部空間２４に接続されている。
【００２４】
下側部分２６の側壁３６はすべてのダクト３４を囲んでいる。側壁３６の開口縁部は、ケーシング２８の上側部分４０と連結するための周囲フランジ３８を形成している。
【００２５】
上側部分４０は、ケーシング２８の隔壁を形成している。上側部分４０は、すべてのダクト３４にわたって延びている。上側部分４０は、ダクト３４の１つとそれぞれ同軸の４つの穴４２を有する。ダクト３４の開口縁部は、穴４２の内側に配置されている。穴４２の直径は、ダクト３４の外径よりも大きい。各ダクト３４の外側面と、対応する穴４２の半径方向外側境界面との間には周囲ギャップ４４がある。
【００２６】
各穴４２は、吸気制御弁４９のスイッチチャンバ４８のカップ状ケーシング４６によって覆われている。各吸気制御弁４９のダイヤフラム５０は、ケーシング４６の段付き縁部５２と上側部分４０のカラー５４との間にダイヤフラムの縁部で把持されている。カラー５４は穴４２を囲んでいる。
【００２７】
各吸気制御弁４９の圧縮スプリング５６は、ダイヤフラム５０をダクト３４の縁部に向かって付勢している。スプリング５６は、一方の側でケーシング４６の底部に支持されている。スプリング５６は、他方の側で、ダイヤフラム５０を補強するプレート５８を押している。プレート５８はプラスチックでできている。プレート５８は、ダクト３４と同軸に配置されている。プレート５８の直径はダクト３４の外径と一致する。
【００２８】
各スイッチチャンバ４８は、ダイヤフラム５０によって中間チャンバ３０から分離されている。また、スイッチチャンバ４８は、ダイヤフラム５０によって、対応する供給パイプ１４の内部空間２４から分離されている。
【００２９】
図１〜３に示す静止状態において、予圧スプリング５６は、吸気制御弁４９の閉じた状態にダイヤフラム５０を保持するようにダイヤフラム５０に作用する。閉じた状態において、ダイヤフラム５０は、中間チャンバ３０を供給パイプ１４の内部空間２４から分離する。
【００３０】
隣接するケーシング４６は、導管６０を用いて相互接続されている。そのため、すべての吸気制御弁４９のスイッチチャンバ４８は相互接続されている。
【００３１】
ケーシング４６の１つは、スイッチチャンバ４８内を減圧するための手段として、図示しないパイプ用の接続部片６２を有する。減圧するための手段は、低圧タンクへの接続部を有するのが好ましい。その接続部は、内燃機関の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御されて、接続部を開閉できる電磁弁を有する。
【００３２】
図示しない、吸気制御弁４９が開いた状態では、それぞれのダイヤフラム５０は、ダクト３４の開口を開放する。その場合に、中間チャンバ３０が、対応する供給パイプ１４の内部空間２４に接続される。
【００３３】
エンジンが作動するときに、吸気制御弁４９は最初に閉じた状態にある。
【００３４】
ＥＣＵで指定された特定の作動条件のもとで、ＥＣＵは電空弁を開き、減圧するための手段は、供給パイプ１４の内部空間２４の圧力と比較して、スイッチチャンバ４８内を低い圧力にする。スプリング５６の付勢力に抗してダイヤフラム５０を移動させるのに十分なだけ減圧した場合、吸気制御弁４９による開放空気は、内部空間２４からダクト３４およびギャップ４４を通り、中間チャンバ３０に流入する。各ダクト３４は、個々の吸気制御弁４９によって開閉することができる。
【００３５】
エンジンの作動条件に応じて吸気制御弁４９を開閉することで、エンジンの出力性能を高めることができ、かつ／または騒音放射を減らすことができ、かつ／またはエンジンの消費量を削減することができる。
【００３６】
本発明は、自動車の内燃機関の吸気システム１０に限定されない。本発明は、他の種類の内燃機関、特に、工業用エンジンに適用することもできる。
【００３７】
本発明はまた、４つのシリンダを備えたエンジンに限定されない。本発明は、４シリンダ以外のエンジンに使用することもできる。
【００３８】
吸気システム１０は、吸気制御弁４９を備えた２つ以上の中間チャンバ３０を有することもできる。
【００３９】
各ダクト３４ごとに１つの個別吸気制御弁４９を設けるのではなくて、１つの吸気制御弁が同時に２つ以上のダクト３４を制御するように設計することもできる。
【００４０】
各スイッチチャンバ４８は、減圧するための手段への個別の接続部を有することも可能である。
【００４１】
すべてのスイッチチャンバ４８を共に相互接続するのではなくて、一部のスイッチチャンバのみを、例えば、グループ分けして、相互接続することができる。
【００４２】
同じダイヤフラム５０を使用するのではなくて、吸気制御弁の少なくとも２つのダイヤフラムの直径を相違させることができる。ダイヤフラムの直径は、調整部片６２に対するダイヤフラムの位置に応じて変えることができる。
【００４３】
同じスイッチチャンバ４８を使用するのではなくて、吸気制御弁の少なくとも２つのスイッチチャンバの容積および／または形状を相違させることができる。
【００４４】
同じ導管６０を使用するのではなくて、導管の流動断面を相違させることができる。例えば、導管の流動断面は、吸気接続部片６２に対する導管の位置によって決まり得る。例えば、接続部片６２を有するスイッチチャンバ４８を第２のスイッチチャンバ４８と接続する導管６０の直径は、第２のスイッチチャンバ４８を第３のスイッチチャンバ４８と接続する導管６０の直径よりも大きくすることができ、以下同様である。
【００４５】
中間チャンバは、吸気制御弁が開いた状態にある場合、供給パイプを通る空気の流路を長くするように設計することも短くするように設計することもできる。
【００４６】
供給パイプ１４および／またはプレナムチャンバ１５は、プラスチックとは異なる材料で作製することもできる。
【００４７】
減圧により機能するのではなくて、ダイヤフラムを備えた吸気制御弁を超過圧力によって制御されるように構築することができる。この場合に、減圧するための手段は、超過圧力を発生させる手段に置き換えられる。
【００４８】
電空弁ではなくて、他の種類の弁、例えば、電子制御弁、または空気圧式制御弁を使用することもできる。
【図１】
2013036463.tif 000003
【図２】
2013036463.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
【発明の名称】Intake system of internal combustion engine
Technical Field
The present invention
relates to an intake system of an internal combustion engine in particular of a
motor vehicle comprising:
an intake manifold
with at least two feed pipes which are connected with intake ports of a
cylinder head of the internal combustion engine; and 
at least one intermediate
chamber, which has connections to an interior volume of each feed pipe, each
connection can be opened or closed by way of at least one intake control valve.
State of
Technology
The US 5.603.296 A
discloses an intake apparatus of an engine wherein an intake section into which
air flows from an air cleaner is provided with in an intake manifold. A
partition wall defining a short intake passage and a long intake passage
separately is installed concentrically with a circular intake manifold casing
with respect to the intake section, between the intake manifold casing and the
intake section. An intake control valve is switchable arranged between an upper
end of the partition wall and a bent portion of the intake manifold. At least
two unit shafts are spaced apart from and connected to each other to form a
shaft to which the intake control valve is fixed. A driving mechanism for
driving the intake control valve comprises an actuator energised by a solenoid
valve, a rod connected to the
actuator and a lever rotatable connected at its one end to the rod by means of
a pin and secured at its other end to the shaft.
It is an object of
the invention to provide a intake
system which is compact, easy
to build and provides increased tightness.
Disclosure of Invention
The object is
achieved in that the at least
one intake control valve comprises a switch chamber which has a connection to
means for creating a subpressure in the switch chamber dependent on the
operating speed, the switch chamber is separated from the interior volumes of
the feed pipes and from the intermediate chamber by way of at least one
diaphragm, the connections between the interior volumes of the feed pipes and
the intermediate chamber can be opened or closed by the at least one diaphragm.
According to the
invention at least one diaphragm is used for opening and closing one or more
connections to the intermediate chamber. The diaphragm is controlled by the
pressure in the switch chamber in relation to the pressures in the interior
volumes of the feed pipes. The pressure in the switch chamber preferably can be
controlled  by the means for creating pressure. So the consumption of the
internal combustion engine can be reduced. Further the output performance of
the engine can be optimized. The noise emission also can be reduced.  The diaphragm can easily be built.
Different to the intake control valve known from the state of the art
mechanical parts such as rods or levers are not needed. The influence of
tolerances of the parts on the tightness of the sealing by means of the
diaphragm is smaller compared to intake control valves known from the state of
the art.
According to a
favourable embodiment of the invention the means for creating a pressure can be
controlled by an electronic control unit (ECU). In the ECU the conditions under
which the intake control valve is opened can be specified. With the ECU a defined
activation of the intake control valve is possible. So the intake control valve
easy can be opened or closed dependent on working conditions of the internal
combustion engine. The ECU can be part of the internal combustion engine and/or
the motor vehicle.
Particularly, the
means for creating a pressure can have at least one connection to a pressure
tank, especially a vacuum tank, and the connection can have a controllable
valve, especially an electropneumatic valve. With the pressure tank the
pressure for controlling the intake control valve is provided easy and at any
time. Electropneumatic valves easy can be controlled by the ECU.
Advantageously,
the means for creating a pressure are designed for creating a subpressure or an
overpressure.
According to
another favourable embodiment of the invention, each connection can be opened or closed by way of an
individual intake control valve, each intake control valve can comprise an
individual diaphragm and an individual switch chamber and the switch chambers
of at least two of the intake control valves can be interconnected. The switch
chambers so can be optimized for each feed pipe. In particular the switch chambers
can be different in volume and/or shape. They also can be equal. The individual
diaphragms can be optimized for each feed pipe too. They can also be different
or equal. The intake control valves whose switch chambers are interconnected
can be controlled together. The interconnection can be integrated in a part of
a common housing. This reduces the required space of intake control valves.
Each intake control valve can switch dependent on the individual difference of
pressure in the switch chamber and the pressure in the corresponding feed pipe.
Advantageously, the diameter of the diaphragms of at least
two of the intake control valves can be different. So the evenness and the
simultaneousness of the opening phase of the intake control valves can be
increased. Favourably, the
diameters of the diaphragms can vary dependent on their positions relative to
the connection to means for
creating a subpressure. 
Particularly, the
volumes of the switch chambers of at least two of the intake control valves can
be different. The volume of the switch chambers can influence the switch
characteristics of the intake control valve. Variations of the volumes have
good influence on the evenness and the simultaneousness of the operating phase
of the intake control valves.
Advantageously, at
least three of the switch chambers can be connected by at least two canals and
the flow cross-section of the canals can be different dependent on their position
relative to a pressure intake connecting piece. The flow cross-section of the
canals can influence the switch characteristics of the intake control valve.
Variations of the flow cross-section have good influence on the evenness and
the simultaneousness of the operating phase of the intake control valves.
According to a
further favourable embodiment of the invention, the intermediate chamber can lengthen or shorten the
path of the air through the feed pipe if the intake control valve is in the
opened state. So the output performance of the internal combustion engine
and/or the noise emission can be optimized by opening or closing the intake control
valves. 
Advantageously a
prestressed spring can act on the diaphragm for holding it in the closed state
particularly in the state of rest. This can prevent that the intake control
valve opens uncontrolled.
Brief Description
of Drawings
The present
invention together with the above-mentioned and other objects and advantages
may best be understood from the following detailed description of the embodiments,
but not restricted to the embodiments, wherein is shown schematically
Figure 1         a longitudinal section of an intake system of an internal
combustion engine with four cylinders;
Figure 2         a
sectional view of the intake system of Figure 1 in the area of an intake
control valve;
Figure 3         an
isometric view of the intake system of Figures 1 and 2; one intake control
valve is shown in a sectional view;
Figure 4        an
exploded view of the intake system of Figures 1 to 3.
In the drawings,
equal or similar elements are referred to by equal reference numerals. The
drawings are merely schematic representations, not intended to portray specific
parameters of the invention. Moreover, the drawings are intended to depict only
typical embodiments of the invention and therefore should not be considered as
limiting the scope of the invention. 
Embodiment(s) of
Invention
Figures 1 to 4
depict an intake system 10 of an 4-cylinder internal combustion engine of a
motor vehicle.
An intake
manifold 12 has four feed pipes 14 which are connected to a plenum chamber 15
at one end and by means of an intermediate flange 16 with intake ports of a not
shown cylinder head of the internal combustion engine at the other end. The
plenum chamber 15 has an intake connecting piece 18 into which air flows from a
not shown air cleaner. The air flows from the plenum chamber 15 to the intake
ports as sketched out in figure 1 by an arrow 19. The feed pipes 14 and the
plenum chamber 15 are made of plastic. The feed pipes 14 are produced by
two-shell technique. The plenum chamber 15 also is produced by a two-shell
technique. 
The feed pipes 14
run parallel to each other. In a bent portion each feed pipe 14 has in its
radial outer shell a flange 20 with an opening 22 to an interior volume 24 of
the feed pipe 14. 
A lower part 26 of
a casing 28 of an intermediate chamber 30 is connected with the flange 20 of
each feed pipe 14. The intermediate chamber 30 extends across all feed pipes
14. A bottom shell 32 of the lower part 26 forms a part of the respective wall
of the feed pipes 14 each. The bottom shell 32 is attached to each flange 20 of
the feed pipes 14 by welding or by means of glue.
A duct 34 is
formed on the outer side of each bottom shell 32. The duct 34 is open on both
sides. On one side it is connected to the interior volume 24 of the according
feed pipe 14.
A side wall 36 of
the lower part 26 surrounds all ducts 34. The open edge of the side wall 36 is
formed to a surrounding flange 38 for connecting with an upper part 40 of the
casing 28. 
The upper part 40 forms
a partition wall of the casing 28. It extends across all ducts 34. It has four
holes 42 each coaxial to one of the ducts 34. The open edges of the ducts 34
are arranged inside the holes 42. The diameters of the holes 42 are bigger than
the outside diameters of the ducts 34. Between the outer surface of each duct
34 and the radial outer boundary of the according hole 42 is a surrounding gap
44.
Each hole 42 is
covered by a cup-shaped casing 46 of a switch chamber 48 of an intake control
valve 49. A diaphragm 50 of each intake control valve 49 is gripped with its
edge between a stepped edge 52 of the casing 46 and a collar 54 of the upper
part 40. The collar 54 surrounds the hole 42.
A compressing
spring 56 of each intake control valve 49 is biasing the diaphragm 50 toward
the edge of the duct 34. The spring 56 supports on one side on the bottom of
the casing 46. On the other side the spring 56 presses against a plate 58 which
strengthens the diaphragm 50. The plate 58 is made of plastic. The plate 58 is
arranged coaxial to the duct 34. The diameter of the plate 58 corresponds to
the outer diameter of the duct 34.
Each switch
chamber 48 is separated from the intermediate chamber 30 by way of the
diaphragm 50. Also the switch chamber 48 is separated from the interior volume
24 of the corresponding feed pipe 14 by the diaphragm 50. 
In the state of
rest, which is shown figures 1 to 3, the prestressed spring 56 acts on the
diaphragm 50 for holding it in the closed state of the intake control valve 49.
In the closed state the diaphragm 50 separates the immediate chamber 30 from
the interior volume 24 of the feed pipe 14.
The adjacent
casings 46 are interconnected by means of canals 60. So the switch chambers 48
of all intake control valves 49 are interconnected. 
One of the casings
46 has a connecting piece 62 for a not shown pipe to means for creating a
subpressure in the switch chambers 48. The means for creating a subpressure
preferably have a connection to a subpressure tank. The connection has an electromagnetic
valve which can be controlled by an electronic control unit (ECU) of the internal
combustion engine for opening or closing the connection. .
In a not shown
open state of intake control valves 49 the respective diaphragm 50 releases the
opening of the duct 34. The intermediate chamber 30 then is connected to the
interior volume 24 of the corresponding feed pipe 14. 
When the engine
operates the intake control valves 49 initially are in the closed state. 
Under
defined working conditions, which are specified in the ECU, the ECU opens the
electropneumatic valve, so that the means for creating a subpressure create a
subpressure in the switch chambers 48 compared to the pressure in the interior
volumes 24 of the feed pipes 14. When the subpressure suffices for moving the
diaphragms 50 against the biasing of the springs 56 the intake control valves
49 open air can flow from the interior volumes 24 through the duct 34 and the
gaps 44 into the intermediate chamber 30. Each duct 34 can be opened or closed
by way of an individual intake control valve 49. 
Opening and
closing the intake control valves 49 according to the working conditions of the
engine can increase the output performance of the engine and/or decrease the
noise emission and/or reduce the consumption of the engine.
The invention is
not limited to intake systems
10 of internal combustion engines of motor vehicles.The invention can also be applied for other kinds of internal combustion engines, particularly industrial engines. 
It is also not
limited to engines with four cylinders. It can also be used for engines with
more or less than four cylinders.
The intake system
10 also can have more than one intermediate chamber 30 with intake control valves 49.
Instead of one
individual intake control valve 49 for each duct 34 also one intake control
valve can be designed for controlling more than one duct 34 at once.
It is also
possible that each switch chamber 48 has an individual connection to means for
creating a subpressure.
Instead of interconnecting
all switch chambers 48 together only some of the switch chambers can be
interconnected in groups for example.
Instead of using
equal diaphragms 50 the diameters of the diaphragms of at least two of the
intake control valves can be different. The diameters of the diaphragms can vary dependent on their position
relative to the correcting piece 62.
Instead of using
equal switch chambers 48 the volumes and/or the shapes of the switch chambers
of at least two of the intake control valves can be different.
Instead of using
equal canals 60, the flow cross-section of the canals can be different. For example the flow cross-section of the
canals can be dependent on their position relative to the intake connecting
piece 62. For example the diameter of the canal 16 connecting the switch
chamber 48 having the connecting piece 62 with the second switch chamber 48 can
be bigger than the diameter of the canal 16 connecting the second switch
chamber 48 with the third switch chamber 48 and so on.
The intermediate
chamber can also be designed for lengthening or shortening the path of the air
through the feed pipes if the intake control valves are in the opened state.
The feed pipes 14
and/or the plenum chamber 15 can also be made of a material different from plastic.
Instead of working
with subpressure, the intake control valves with diaphragms can be constructed
for being controlled by an overpressure. In this case the means for creating a subpressure are replaced by means
for creating an overpressure.
Instead of the
electropneumatic valve other kinds of valves, for example an electronically
controlled valve or a pneumatically controlled valve, can be used also.
【請求項１】
Intake system (10)
of an internal combustion engine in particular of a motor vehicle comprising:
an intake manifold
(12) with at least two feed pipes (14) which are connected with intake ports of
a cylinder head of the internal combustion engine; and 
at least one
intermediate chamber (30), which has connections (34) to an interior volume
(24) of each feed pipe (14), each connection (34) can be opened or closed by
way of at least one intake control valve (49), characterized in that the at
least one intake control valve (49) comprises a switch chamber (48) which has a
connection (60, 62) to means for creating a pressure in the switch chamber
(48), the switch chamber (48) is separated from the interior volumes (24) of
the feed pipes (14) and from the intermediate chamber (30) by way of at least
one diaphragm (50), the connections (34) between the interior volumes (24) of
the feed pipes (14) and the intermediate chamber (30) can be opened or closed
by the at least one diaphragm (50).
【請求項２】
Intake system as
claimed in claim 1, characterized in that the means for creating a pressure are
controlled by an electronic control unit.
【請求項３】
Intake system as
claimed in claim 1 or 2, characterized in that the means for creating a
pressure has at least one connection to a pressure tank, especially a vacuum
tank, and the connection has a controllable valve, especially an
electropneumatic valve.
【請求項４】
Intake system as
claimed in one of the previous claims, characterized in that the means for
creating a pressure are designed for creating a subpressure or an overpressure.
【請求項５】
Intake system as
claimed in claim 1, characterized in that each connection (34) can be opened or
closed by way of an individual intake control valve (49), each intake control valve
(49) comprises an individual diaphragm (50) and an individual switch chamber
(48) and the switch chambers (48) of at least two of the intake control valves
(49) are interconnected.
【請求項６】
Intake system as
claimed in claim 2, characterized in that the diameter of the diaphragms of at
least two of the intake control valves are different.
【請求項７】
Intake system as
claimed in claim 5 or 6, characterized in that the volumes of the switch
chambers of at least two of the intake control valves are different.
【請求項８】
Intake system as
claimed in claim 5, characterized in that at least three of the switch chambers
(48) are connected by at least two canals (16) and the flow cross-section of
the canals (60) are different dependent on their position relative to a pressure
intake connecting piece (18).
【請求項９】
Intake system as
claimed in one of the previous claims, characterized in that the intermediate
chamber lengthens or shortens the path of the air through the feed pipe if the
intake control valve is in the opened state.
【請求項１０】
Intake system as
claimed in one of the previous claims, characterized in that a prestressed
spring (56) acts on the diaphragm (50) for holding it in the closed state
particularly in the state of rest.
The present
invention relates to an Intake
system (10) of an internal combustion engine in particular of a motor vehicle.
The intake system (10) comprises an intake manifold (12) with at least two feed
pipes (14) which are connected with intake ports of a cylinder head of the internal
combustion engine. Further the intake system (10) comprises at least one
intermediate chamber (30), which has connections (34) to an interior volume
(24) of each feed pipe (14). Each connection (34) can be opened or closed by
way of at least one intake control valve (49). The at least one intake control
valve (49) comprises a switch chamber (48) which has a connection (60, 62) to
means for creating a pressure in the switch chamber (48). The switch chamber
(48) is separated from the interior volumes (24) of the feed pipes (14) and
from the intermediate chamber (30) by way of at least one diaphragm (50). The
connections (34) between the interior volumes (24) of the feed pipes (14) and
the intermediate chamber (30) can be opened or closed by the at least one
diaphragm (50).
Representative
Drawing:1
【図１】
2013036463.tif 000007
【図２】
2013036463.tif 000008
【図３】
2013036463.tif 000009
【図４】
2013036463.tif 000010