RESONANCE CHARGING WITH VARIABLE INTAKE SYSTEM

Abstract: 1. An intake system for an internal combustion engine, the system comprising resonance chambers provided to utilise oscillations for the purpose of obtaining a moderate charge, in which one wall of each chamber is formed by a piston (4) displaceable in dependence on the engine's speed so as to alter the volume of the respective resonance chamber and thus the resonance frequency, characterized in that the piston (4) is solely displaceable, against the bias of a spring (5), by the vacuum which prevails in an associated header (1) forming the resonance chamber and which acts on the piston, and in that the piston (4) is attached to a dash pot (6, 7, 8) rendering the piston sluggish to an extent sufficient for it not to react to the oscillations in the resonance chamber.

Description: Resonanzaufladung mit variablem Ansaugsystem Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsstem für Brennkraftmaschinen mit Resonan3rällmen mit einer kontinuierlich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig verstellbaren Eigenfrequenz zur Ausnutzung von Schwingungen für eine gemässigte Aufladung der Brennkraftmaschine. Zur Abstimmung des Ansaugsystems auf die Ladungswechselfrequenz der Brennkraftmaschine ist es bekannt, das Ansaugvolumen zur Erzielung eines Resonanzeffektes zu verändern, um auf diese Weise einen möglichst guten Füllungsgrad zu erhalten. Die praktische Durchführung dieser Abstimmung stösst jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten. So ist z.B. in der DE-AS 10 49 149 ein Resonanzsystem beschrieben, das zusätzlich zu dem üblichen Ansaugsystem an der Brennkraftmaschine angebracht werden muss und ausserdem nur bei genau definierten Frequenzen wirksam ist, da es für je eine Frequenz einen separaten Resonanzraum aufweist. Der positive Effekt der Resonanzaufladung ist also nicht über den gesamten Drehzahlbereich verfügbar, sondern auf einige festgelegte Drehzahlen beschränkt. Diesen schwerwiegenden funktionellen Nachteil weist die in der lE-PS 15 75 022 beschriebene Anlage nicht auf. Dafür wird hier die kontinuierliche drehzahlabhängige Verstellung mit einem aufwendigen Regel system erkauft. Das zur Betätigunq der Anlage erforderliche Hydrauliksystem ist relativ teuer und benötigt ebenfalls wieder zusätzlichen Bauraum. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Ansaugsystem bereitzustellen, dessen Eigenfrequenz kontinuierlich verstellbar ist, so dass der Effekt der Resonanzaufladung über dem gesamten Drehzahlbereich nutzbar ist, das aber gleichzeitig preisgünstig herstellbar sein muss und nur unwesentlich zusätzlichen Bauraum beansprucht. Erfindungsgemäss gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass sich das Ansaugsystem durch eine unterdruckabhängige Volumenänderung der als Resonanzräume dienenden Sammelrohre selbsttätig an die jeweilige Drehzahl der Brennkraftmaschine anpasst. Erreicht wird dies dadurch, dass mindestens eine Stirnwand jedes Sammelrohres als verschiebbaren Kolben ausgebildet ist, der durch den Unterdruck im Ansaugrohr nach innen ausgelenkt wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dieser Kolben mit einem Dämpfungselement verbunden, das verhindert, dass das System auf einzelnen Druckbzw. Unterdruckspitzen reagiert, da der Kolben sonst auch bei konstanter Drehzahl des Motors eine Schwingbewegung ausführen könnte. Kolben und Dämpfungselement sind vorteilhaft zu einer Baugruppe vereint, die komplett auswechselbar ist, wie z.B. ein Stossdämpferelement. Weiter ist es von Vorteil, wenn im Resonanzraum ein Anschlag zur Begrenzung der Auslenkung des Kolbens vorgesehen ist. Einerseits wird dadurch vermieden, dass das Dämpfungselement als Anschlag dient und dadurch das Gehäuse des Dämpfungselements überlastet wird. Andererseits wird dadurch, dass der Kolben nur bis zu einem Anschlag ausfahren kann, die Resonanzaufladung nur bis zu einer festgelegten Grenzdrehzahl wirksam, was dazu beiträgt, Überdrehzahlen des Motors zu vermeiden. Es ist ferner zweckmässig, das Gehäuse des Dämpfungselements um die Kolbenaustrittsseite mit einer ringförmigen Führungsleiste zu versehen, damit dieses Bauteil eine zusätzliche Anlagefläche erhält und gegen Verkanten gesichert ist. Es ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, das Gehäuse des Dämpfungselements an der vom Kolben abgewandten Seite mit einem Aussengewinde zu versehen, das in ein Innengewinde eingreift, welches an der stirnseitigen Öffnung des Sammelrohres zum Einsetzen des Eigenfrequenzverstellelements vorgesehen ist. Dadurch wird eine einfache und sichere Befestigung sowie eine leichte Montage und Demontage gewährleistet. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, die das erfindungsgemässe Verstellelement in einem Ausführungbeispiel darstellen. Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung eines Ansaugsystems mit Sammelrohren an einer Brennkraftmaschine, die das erfindungsgemässe Verstellelement beinhalten, Fig. 2 einen Schnitt durch das erfindungsgemässe Verstellelement, das in ein Ende eines Sammelrohres eingesetzt ist. Ein Ansaugsystem setzt sich üblicherweise aus drei Komponenten zusammen, nämlich den Sammelrohren 1, der Ansaugleitung 2 und den Saugrohren 3 für die einzelnen Zylinder. In Fig. 2 ist zu sehen, wie eine komplette Baugruppe aus Verstellelement und Dämper in einem Sammelrohr 1 eingebaut ist. Die Verstellung der Eigenfrequenz des Ansaugsystems geschieht wie folgt: Ein Kolben o wird gegen die Kraft einer Feder 5 ausgelenkt und verringert damit das Volumen des resonanzfähigen Teils des Sammelrohres 1. Bei nachlassendem Unterdruck zieht die Feder 5 den Kolben 4 wieder so eit zurück, bis wieder ein Kräftegleichgewicht herrscht. Damit der Kolben 4 nicht auf einzelne Druckschwankungen reagiert, wie sie bei einer Brennkraftmaschine periodisch auftreten, ist an seinem unteren Ende eine Dämpferplatte 6 angebracht, die kleine Bohrungen aufweist, durch die eine im Dämpfergehäuse 7 enthaltene viskose Flüssigkeit strömen soll. Durch diese Vorrichtung reagiert der Kolben zu träge, um durch die einzelnen Druckstösse in eine Schwingbewegung zu geraten. Das Dämpfungsgehäuse 7 ist flüssigkeiLsdicht mit einem Sc:hraubdeckel 3 vr- schlossen. In diesen ist eine Dichtung 9 einge- lassen, um einen Büssigkeitsaustritt aus dem Durchbruch für die Kolbenstange zu verhindern. Das Dämpfungselement 5, 5, 7, ? kann natürlich auch als Luft- dämpfer mit an das Dämpfungsmedium Luft angepassten Bohrungen ausgebildet sein. Mit 10 ist eine Bührungs- leiste bezeichnet, die zur Abstützung des Bauteils im Sammelrohr 1 dient und verhindert, dass das Verstellelement im Sammelrohr 1 verkantet. Mit 14 ist der im Sammelrohr 1 vorgesehene Absatz zur Begrenzung des Kolbenhubes bezeichnet. Das Aussengewinde des Dämpfungselementes und das Innengewinde des Sammelrohres ist mit 12 bezeichnet. Ein Innensechskant 13 am Boden des Dämpfungselementes erleichtert die Montage und Demontage des Bauteils.

Claims: PaLentansprüche 1. Ans aug system für Brennkraftmaschinen mit Resonanzräumen mit einer kontinuierlich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig verstellbaren Eigenfrequenz zur Ausnutzung von Schwingungen für eine gemässigte Aufladung der Brennkraftmaschine, dadurch sekennzeichnet, dass die selbsttätige hn- passung durch eine unterdruckabhängige Volumen änderung der als Resonanzräume dienenden Sammelrohre (1) erfolgt. 2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenänderung durch einen verschiebbaren Kolben (4), der eine Wand des Resonanzraumes bildet, erfolgt. 3. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kolben (4) gedämpft ist. 4. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kolben (4) und Dämpfungselement (5, 6, 7, 2) zu einerBaugruppe verzinnt und komplett auswechselbar sind. 5. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Resonanzraum ein Anschlag (11) für den Kolben (a) vorgesehen ist. 6. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) des Dämpfungselement (5, 6, 7, ) um die Kolbenaustrittsseite eine ringförmige Führungsleiste (10) aufweist. 7. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) des Dämpfungselementes (5, 6, 7, S) an der vom Kolben (o) abgewandten Seite ein Aussengewinde (12) aufweist. 8. Ansaugsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzraum an der Öffnung zum Einsetzen des Eigenfrequenzverstell- elements ein Innengewinde (12) aufweist.

Inventors: HONRATH, KURT, DR.
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: F02B27
IPC codes: F02B27