Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor, insbesondere ein effizienzsteigerndes Ansaugelement, das selbstregulierend dazu in der Lage ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu regeln.The present invention relates to a suction member for an internal combustion engine, and more particularly to an efficiency-enhancing suction member which is self-regulating capable of controlling the flow rate of the intake air.
Ein wichtiges Problem bei Verbrennungsmotoren ist die Einstellung des jeweils richtigen Luft-Kraftstoff-Gemisches für den jeweiligen Betriebszustand des Verbrennungsmotors bzw. des angetriebenen Fahrzeugs. In einem Vergaser oder Einspritzsystem eines bekannten Verbrennungsmotors strömt die vom Verbrennungsmotor angesaugte Luft durch einen Hohlraum, in der Regel ein Rohr (Ansaugrohr), welches an einer Stelle verjüngt ist. An der Stelle des Hohlraumes mit dem kleinsten Durchmesser ist die Geschwindigkeit der Luft am größten. Üblicherweise wird genau an dieser Stelle bzw. unmittelbar hinter dieser Stelle (d. h. stromabwärts) der Kraftstoff zugegeben. Dabei wird der Kraftstoff von der vorbeiströmenden Luft mitgerissen und in der Luft zerstäubt. Hierdurch wird eine möglichst gründliche Vermengung des Kraftstoffs in der Luft erreicht. Die für den jeweiligen Betriebs- bzw. Lastzustand des Verbrennungsmotors benötigte Luftmenge wird über geeignete Einstelleinrichtungen im Vergaser oder im Einspritzsystem eingestellt, in der Regel werden hierzu Drosselklappen oder dergleichen verwendet. Bei geringer Last, z. B. bei Leerlauf oder geringen Drehzahlen des Motors wird eine geringere Luftmenge benötigt, und bei hoher Last, also hohen Drehzahlen des Motors, wird eine größere Luftmenge benötigt.An important problem in internal combustion engines is the setting of the respectively correct air-fuel mixture for the respective operating state of the internal combustion engine or of the driven vehicle. In a carburetor or injection system of a known internal combustion engine, the air taken in by the internal combustion engine flows through a cavity, usually a pipe (intake pipe), which is tapered at one point. At the location of the smallest diameter cavity, the velocity of the air is greatest. Typically, the fuel is added at precisely this point or immediately after that point (i.e., downstream). The fuel is entrained by the passing air and atomized in the air. As a result, the most thorough possible mixing of the fuel in the air is achieved. The amount of air required for the respective operating or load state of the internal combustion engine is adjusted by means of suitable adjusting devices in the carburetor or in the injection system, as a rule throttle valves or the like are used for this purpose. At low load, z. B. at idle or low speeds of the engine, a smaller amount of air is needed, and at high load, ie high engine speeds, a larger amount of air is needed.
Ein allgemeines Problem bekannter Verbrennungsmotoren ist, dass bei niedrigen Motordrehzahlen, d. h. bei geringen benötigten Luftmengen, keine zufriedenstellende Vernebelung des Kraftstoffs in der Luft erreicht wird, um eine möglichst vollständige Verbrennung des Kraftstoffs und somit eine höhere Effizienz und geringere Umweltbelastung zu ermöglichen. Ein anderes Problem ist das insbesondere in Beschleunigungsphasen des Fahrzeugs (die beispielweise im Stadtzyklus häufig wiederkehren) auftretende Phänomen der sogenannten „Überfettung” des Motors, d. h. einem Zustand in dem sich zu viel Kraftstoff im Luft-Kraftstoff-Gemisch befindet. Der überschüssige Kraftstoff verbrennt nicht komplett im Brennraum des Motors, wodurch zum Einen der Kraftstoffverbrauch unnötig erhöht wird, zum Anderen in erhöhtem Maße umweltbelastende Schadstoffe, wie Ruß und CO2, ausgestoßen werden.A common problem with known internal combustion engines is that at low engine speeds, ie, low airflow rates, satisfactory atomization of the fuel in the air is not achieved to allow for the most complete combustion of the fuel, and thus higher efficiency and lower environmental impact. Another problem is the phenomenon of so-called "over-greasing" of the engine, in particular in acceleration phases of the vehicle (for example frequent recurrence in the city cycle), ie a state in which there is too much fuel in the air-fuel mixture. The excess fuel does not burn completely in the combustion chamber of the engine, whereby on the one hand the fuel consumption is unnecessarily increased, on the other hand to an increased extent polluting pollutants, such as soot and CO 2 , are emitted.
Die Effektivität der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs hängt vom Zustand der Verwirbelung zum Zeitpunkt der Zündung ab. Die Verwirbelung hängt wiederum von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft ab. Bei bekannten Motoren ist die Verwirbelung der Luft in vielen Betriebszuständen, insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen, unbefriedigend.The effectiveness of the combustion of the air-fuel mixture depends on the state of turbulence at the time of ignition. The turbulence in turn depends on the flow velocity of the air. In known engines, the swirling of the air in many operating conditions, especially at low engine speeds, unsatisfactory.
DE 10 2009 041 955 A1 beschreibt ein Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor, das ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung für einströmende Luft und einer Auslassöffnung für ausströmende Luft umfasst. Ein Hohlraum verbindet die beiden Öffnungen und besitzt eine von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung hin abnehmende Querschnittfläche. Ein Regelelement ist im Hohlraum beweglich in und gegen die Strömungsrichtung der Luft angeordnet und derart gestaltet, dass sich ein Ringspalt zwischen der Innenseite des Gehäuses und einem Ende des Regelelements bei einer Bewegung des Regelelements in die Strömungsrichtung der Luft verengt und gegen die Strömungsrichtung der Luft verbreitert. DE 10 2009 041 955 A1 describes a suction member for an internal combustion engine, which comprises a housing having an inlet opening for incoming air and an outlet opening for outflowing air. A cavity connects the two openings and has a cross-sectional area decreasing from the inlet opening to the outlet opening. A control element is arranged in the cavity movable in and against the flow direction of the air and designed such that narrows an annular gap between the inside of the housing and one end of the control element in a movement of the control element in the flow direction of the air and widened against the flow direction of the air ,
DE 3626681 A1 beschreibt ein ähnliches Ansaugelement, in dem ebenso ein Regelelement angeordnet ist, das als konischer Schließkörper ausgebildet ist. Durch eine axiale Verstellung des Schließkörpers kann der Luftdurchströmungsquerschnitt in dem Ansaugelement verändert werden. Der Schließkörper kann insbesondere einen Druckraum umfassen, von dem Ausgleichsbohrungen ausgehen, die auf der im Unterdruckbereich (stromaufwärts) gelegenen Schließkegelfläche münden. Die Ausgleichsbohrungen können derart angeordnet werden, dass der durch die Ausgleichsbohrungen in den Druckraum übertragene Unterdruck geringer ist als ein mittlerer von einem Motor auf den Schließkörper wirkende Druck, so dass der Schließkörper insgesamt eine Kraft in Schließrichtung erfährt. DE 3626681 A1 describes a similar suction, in which also a control element is arranged, which is designed as a conical closing body. By an axial adjustment of the closing body of the air flow cross section can be changed in the intake. The closing body may, in particular, comprise a pressure chamber, from which equalizing bores emanate, which open onto the closing cone surface located in the vacuum region (upstream). The compensation bores can be arranged such that the negative pressure transmitted through the compensation bores into the pressure chamber is less than a mean pressure acting on the closing body by a motor, so that the closing body as a whole experiences a force in the closing direction.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die besagten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß eines Verbrennungsmotors zu senken. Dazu strebt die vorliegende Erfindung an, eine möglichst optimale Vermischung der Luft und des Kraftstoffs in unterschiedlichen Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Diesbezüglich wird insbesondere angestrebt, eine optimale Verwirbelung der Ansaugluft in unterschiedlichen Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors zu erreichen.The object of the present invention is to overcome the said disadvantages of the prior art. In particular, it is the object of the present invention to reduce the fuel consumption and pollutant emissions of an internal combustion engine. For this purpose, the present invention aims to allow the best possible mixing of the air and the fuel in different operating conditions of an internal combustion engine. In this regard, in particular, the aim is to achieve optimum turbulence of the intake air in different operating states of an internal combustion engine.
Die oben genannten Aufgaben werden durch ein Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche entwickeln den zentralen Erfindungsgedanken auf vorteilhafte Weise weiter.The above objects are achieved by an intake element for an internal combustion engine according to claim 1. The dependent claims develop the central idea of the invention in an advantageous manner.
Das erfindungsgemäße Ansaugelement für einen Verbrennungsmotor umfasst zumindest ein Gehäuse mit wenigstens einer Einlassöffnung für einströmende Luft, wenigstens einer Auslassöffnung für ausströmende Luft und einem Hohlraum, der die Öffnungen verbindet und dessen Querschnittfläche von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung hin zumindest teilweise abnimmt, ein im Hohlraum angeordnetes Regelelement, das einen Regelzylinder umfasst, der im Hohlraum angeordnet ist und an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist, und das ein Kolbenelement umfasst das im Regelzylinder wenigstens teilweise in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich angeordnet ist, wobei das Regelelement derart gestaltet ist, dass sich ein Regulierungsringspalt zwischen der Innenseite des Gehäuses und einem ersten Ende des Kolbenelements bei einer Bewegung des Kolbenelements in die Strömungsrichtung der Luft verengt und gegen die Strömungsrichtung der Luft verbreitert, zwischen einer Innenseite des Regelzylinders und einem zweiten Ende des Kolbenelements eine Vakuumkammer gebildet ist, und durch den Hohlraum strömende Luft am Regelelement einen Venturi-Effekt erzeugt, der einen Unterdruck in der Vakuumkammer erzeugt, wodurch auf das Kolbenelement eine gegen die Strömungsrichtung der Luft ausgerichtete Kraft wirkt und sich das Kolbenelement selbstregulierend bewegt.The intake element according to the invention for an internal combustion engine comprises at least one housing with at least one inlet opening for incoming air, at least one outlet opening for outflowing air and a cavity which surrounds the Connects openings and whose cross-sectional area decreases from the inlet opening to the outlet opening at least partially, a control element arranged in the cavity, which comprises a control cylinder which is arranged in the cavity and fixed to the inside of the housing, and which comprises a piston element in the control cylinder at least partially is movably arranged in and against the flow direction of the air, wherein the control element is designed such that narrows a Regulierungsringspalt between the inside of the housing and a first end of the piston member in a movement of the piston member in the flow direction of the air and against the flow direction of the air widened, between a inside of the control cylinder and a second end of the piston member, a vacuum chamber is formed, and air flowing through the cavity on the control element generates a Venturi effect, which generates a negative pressure in the vacuum chamber, whereby the K Olbenelement a directed against the flow direction of the air force acts and moves the piston member self-regulating.
Der Regulierungsringspalt ist so ausgelegt, dass er eine beträchtliche Engstelle für die durch den Hohlraum des Ansaugelements strömende Luft darstellt. Dadurch wird die Luft im Regulierungsringspalt, der vorzugsweise direkt vor der Auslassöffnung des Ansaugelements angeordnet ist, stark beschleunigt, insbesondere viel stärker als in bekannten Ansaugrohren. Die aus der Auslassöffnung strömende beschleunigte Luft wird vorzugsweise umgehend einem Einlassventil des Brennraums des Verbrennungsmotors zugeführt. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird die Luft hervorragend verwirbelt und die Effizienz der Verbrennung kann gesteigert werden.The regulating annulus is designed to provide a substantial constriction for the air flowing through the cavity of the aspirator. As a result, the air in the regulating ring gap, which is preferably arranged directly in front of the outlet opening of the suction element, is greatly accelerated, in particular much stronger than in known intake pipes. The accelerated air flowing out of the outlet opening is preferably supplied immediately to an inlet valve of the combustion chamber of the internal combustion engine. Due to the high flow velocity of the air, the air is excellently swirled and the combustion efficiency can be increased.
Die Strömungsgeschwindigkeit kann durch den Regulierungsringspalt bis an die Selbstdrosselungsgrenze (nämlich die Schallgeschwindigkeit) gebracht werden. Durch eine solche starke Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit laufen vom Einlassventil des Brennraums zurücklaufende Resonanzwellen nicht mehr oder nur noch abgeschwächt in den Stauraum des Ansaugelements. Dadurch gelangen weniger Rückstände in das Ansaugelement. Die Frequenz der Resonanzwellen erhöht sich (es bilden sich insbesondere Oberwellen höherer Frequenz) und es kommt zu einem messbaren Überdruck vor dem Einlassventil. Der durch die Oberwellen häufiger als in bekannten Motoren auftretende „Quercharge”-Effekt hat einen erheblichen Einfluss auf die Motoreffizienz, da er die Verwirbelung der Luft zusätzlich verbessert.The flow rate can be brought through the Regulierungsringspalt up to the self-throttling limit (namely the speed of sound). As a result of such a strong increase in the flow velocity, resonance waves returning from the inlet valve of the combustion chamber no longer run or only weakened into the storage space of the suction element. As a result, less residues get into the intake. The frequency of the resonance waves increases (in particular harmonics of higher frequency form) and there is a measurable overpressure in front of the inlet valve. The "cross charge" effect which occurs more frequently than in known motors due to the harmonics has a considerable influence on the engine efficiency, since it additionally improves the turbulence of the air.
Durch die selbstregulierte Bewegung des Regelelements im Gehäuse des Ansaugelements reguliert sich demnach auch selbstständig die Breite des Regulierungsringspalts in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge. So kann die Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst werden. Eine größere Luftmenge durch das Ansaugelement bedingt eine höhere allgemeine Strömungsgeschwindigkeit der Luft, eine niedrigere Luftmenge hingegen bedingt eine niedrigere allgemeine Strömungsgeschwindigkeit. Ähnlich bedingt aber ein größerer Regulierungsringspalt eine kleinere lokale Strömungsgeschwindigkeit der Luft und ein kleinerer Regulierungsringspalt eine größere lokale Strömungsgeschwindigkeit der Luft. Das Ansaugelement kann insbesondere so ausgelegt werden, dass durch den Venturi-Effekt am Regelelement und die dadurch verursachte selbstregulierende Bewegung des Regelelements, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den Regulierungsringspalt unabhängig von der angesaugten Luftmenge gleichbleibend gehalten werden kann. Es kann mit dem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung also eine gleichmäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig wechselnder Ansaugluftmenge erreicht werden.Due to the self-regulated movement of the control element in the housing of the intake element, therefore, the width of the regulation ring gap also regulates independently as a function of the intake air quantity. So the flow speed can be influenced. A larger amount of air through the suction due to a higher overall flow velocity of the air, a lower amount of air, however, causes a lower general flow rate. Similarly, however, a larger regulatory annulus requires a smaller local air flow velocity and a smaller regulatory annulus results in a larger local air flow velocity. The intake element can in particular be designed so that the flow rate of the air through the Regulierungsringspalt regardless of the intake air quantity can be kept constant by the Venturi effect on the control element and the resulting self-regulating movement of the control element. It can thus be achieved with the intake of the present invention, a uniformly high flow rate with changing intake air quantity.
Umso gleichmäßiger die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist, desto besser ist dann auch die Verwirbelung der Luft. Die Effektivität der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum des Motors hängt wie bereits beschrieben vom Zustand der Verwirbelung zum Zeitpunkt der Zündung ab. Das heißt, umso optimaler und gleichmäßiger die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist, desto besser ist die Verwirbelung und desto effektiver ist die Verbrennung. Dadurch kann durch das Ansaugelement der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffausstoß deutlich reduziert werden.The smoother the flow velocity of the air, the better the turbulence of the air. The effectiveness of the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine depends, as already described, on the state of turbulence at the time of ignition. That is, the more optimal and uniform the flow rate of the intake air, the better the turbulence and the more effective the combustion. Thereby, by the intake element of the present invention, the fuel consumption and the pollutant emissions can be significantly reduced.
Für Verbrennungsmotoren mit einem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung konnte ferner eine bei sich ändernder Belastung des Motors konstante Lambdakurve gemessen werden. Insbesondere konnte beobachtet werden, dass sich das in der Beschleunigungsphase im Stadtzyklus (Stop-and-Go Verkehr) einstellende „Überfetten” des Motors entfällt. Dies senkt den Kraftstoffverbrauch merklich.For internal combustion engines with a suction element of the present invention, it was also possible to measure a lambda curve which is constant as the load on the engine changes. In particular, it could be observed that the "over-greasing" of the engine occurring during the acceleration phase in the city cycle (stop-and-go traffic) is eliminated. This noticeably reduces fuel consumption.
Zudem konnte eine durch die gleichmäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft bedingte konstant verlaufende Drehmomentkurve für Verbrennungsmotoren mit dem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung beobachtet werden, ähnlich wie für Elektromotoren. Die im Durchschnitt gemessenen Werte des Drehmoments und der Leistung lagen für einen solchen Motor um etwa 20% höher als für herkömmliche Motoren.In addition, a steady-state torque curve for internal combustion engines with the intake element of the present invention due to the uniformly high flow velocity of the air could be observed similarly to that for electric motors. The average values of torque and power for such a motor were about 20% higher than for conventional motors.
Der durch den Venturi-Effekt erzeugte Unterdruck in der Kammer bewirkt, dass bei einer größeren das Ansaugelement durchströmenden Luftmenge das Regelelement so bewegt wird, dass der Regulierungsringspalt breiter wird, wodurch insgesamt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die andererseits durch die erhöhte Luftmenge steigt, gleich bleibt.The negative pressure created in the chamber by the venturi effect causes the control element to be moved in such a way that the airflow passes through the intake element with a larger amount of air Regulator ring gap is wider, whereby overall the flow rate of the air, which on the other hand increases by the increased air volume remains the same.
Vorzugsweise weist das Regelelement ferner ein Stellelement auf, das so angeordnet ist, dass auf das Kolbenelement eine in die Strömungsrichtung der Luft ausgerichtete Stellkraft wirkt.Preferably, the control element further comprises an actuating element, which is arranged so that acts on the piston member oriented in the flow direction of the air actuating force.
Die Stellkraft des Stellelements wirkt der Kraft entgegen, die durch einen Unterdruck in der Vakuumkammer erzeugt wird, wodurch sich für jede angesaugte Luftmenge in einer Position des Regelelements ein Kräftegleichgewicht einstellt. Dadurch wird es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit selbstregulierend gleich zu halten, nämlich indem sich das Regelelement abhängig von der den Hohlraum durchströmenden Luftmenge selbstständig hin- und her bewegt.The actuating force of the actuating element counteracts the force which is generated by a negative pressure in the vacuum chamber, whereby an equilibrium of forces is established for each intake air quantity in a position of the control element. This makes it possible to keep the flow rate self-regulating the same, namely by the control element automatically moves back and forth depending on the amount of air flowing through the cavity.
Vorzugsweise ist die Stellkraft des Stellelements derart gewählt, dass ohne den Hohlraum durchströmende Luft das Kolbenelement derart positioniert ist, dass der Regulierungsspalt maximal verengt ist.Preferably, the actuating force of the actuating element is selected such that without the air flowing through the cavity, the piston element is positioned such that the regulating gap is maximally narrowed.
Dadurch kann sich bereits beim Starten des Motors bzw. bei niedrigen Motordrehzahlen eine sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft aufgrund des engen Regulierungsringspalts einstellen. Dadurch wird ein schnelleres Anspringen des Motors, ein weicheres Laufen des Motors insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, sowie ein optimierter Leerlauf erreicht. Beispielweise kann der Leerlauf eines Motors mit einem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung auf etwa 600 Umdrehungen pro Minute (U/min) von normalerweise 800–900 U/min gesenkt werden.As a result, a very high flow velocity of the air due to the tight Regulierungsringspalts can already adjust when starting the engine or at low engine speeds. As a result, a faster starting of the engine, a smoother running of the engine, especially at low speeds, as well as an optimized idling is achieved. For example, idling of an engine having a suction member of the present invention may be reduced to about 600 revolutions per minute (RPM), typically 800-900 RPM.
Vorzugsweise weist das Kolbenelement wenigstens eine Venturi-Bohrung auf, die den Hohlraum mit der Vakuumkammer verbindet. Über die Venturi-Bohrung kann der durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit erzeugte Unterdruck an die Vakuumkammer weitergegeben werden.Preferably, the piston member has at least one Venturi bore which connects the cavity to the vacuum chamber. Through the Venturi bore, the negative pressure generated by the increased flow velocity can be passed on to the vacuum chamber.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Venturi-Bohrung derart in dem Kolbenelement angeordnet ist, dass sie in den Regulierungsspalt mündet. Im Regulierungsringspalt kann aufgrund der höchsten Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Ansaugelement der größte Venturi-Effekt auftreten, wodurch ein starker Unterdruck in der Vakuumkammer erzeugt werden kann.Preferably, the at least one Venturi bore is arranged in the piston element such that it opens into the regulation gap. Due to the highest flow velocity of the air in the intake element, the largest venturi effect can occur in the regulation ring gap, as a result of which a high negative pressure can be generated in the vacuum chamber.
Vorzugsweise endet die Venturi-Bohrung in einer auf der Außenseite des Kolbenelements angeordneten Luftbeschleunigungsdüse. Eine solche Luftbeschleunigungsdüse erhöht lokal nochmals die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, wodurch ein noch stärkerer Venturi-Effekt erzielt werden kann.Preferably, the venturi bore terminates in an air acceleration nozzle located on the outside of the piston member. Such an air acceleration nozzle locally increases again the flow velocity of the air, whereby an even stronger Venturi effect can be achieved.
Vorzugsweise umfasst das Kolbenelement ein Befestigungselement zum Befestigen des Kolbenelements an dem Regelzylinder, einen Arbeitskolben der das zweite Ende des Kolbenelements bildet, einen Regelkolben, der das erste Ende des Kolbenelements bildet, eine Kolbenstange, die den Arbeitskolben und den Regelkolben verbindet und die so durch das Befestigungselement geführt ist, dass der Arbeitskolben und der Regelkolben in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich bezüglich des Befestigungselements sind.Preferably, the piston member comprises a fastener for securing the piston member to the control cylinder, a working piston forming the second end of the piston member, a control piston forming the first end of the piston member, a piston rod connecting the working piston and the control piston and thus through the Fastening element is guided, that the working piston and the control piston in and against the flow direction of the air are movable with respect to the fastening element.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Venturi-Bohrung durch den Regelkolben, die Kolbenstange und den Arbeitskolben geführt. Die Venturi-Bohrung kann sich in wenigstens dem Regelkolben in mehrere Zweige aufteilt, die jeweils durch den Regelkolben geführt sind.Preferably, the at least one Venturi bore is guided by the control piston, the piston rod and the working piston. The Venturi bore can be divided into at least the control piston into a plurality of branches, which are each guided by the control piston.
Vorzugsweise weist das Kolbenelement eine Abdichtung zum Abdichten der Vakuumkammer zwischen Befestigungselement und Kolbenstange auf.Preferably, the piston element has a seal for sealing the vacuum chamber between the fastening element and the piston rod.
Der Arbeitskolben und der Regelkolben weisen ebenfalls eine Abdichtung, insbesondere einen O-Ring, auf. Die Abdichtungen sind zwischen Kolben und Regelzylinder angeordnet und dichten die Vakuumkammer sowie eine Zwischenkammer ab. Gleichzeitig dienen die Abdichtungen als Führungen der Kolben, also auch des gesamten Kolbenelements, im Regelzylinder.The working piston and the control piston also have a seal, in particular an O-ring on. The seals are arranged between the piston and control cylinder and seal the vacuum chamber and an intermediate chamber. At the same time, the seals serve as guides of the pistons, including the entire piston element, in the control cylinder.
Vorzugsweise ist der Regelzylinder ferner mit einem Lufttaktventil zum Erhöhen des Drucks in der Vakuumkammer und/oder einem Unterdruckspeicher zum Erniedrigen des Drucks in der Vakuumkammer und/oder einem Unterdruckbegrenzungsventil zum Begrenzen des Unterdrucks in der Vakuumkammer versehen.Preferably, the control cylinder is further provided with an air clock valve for increasing the pressure in the vacuum chamber and / or a vacuum reservoir for lowering the pressure in the vacuum chamber and / or a vacuum relief valve for limiting the negative pressure in the vacuum chamber.
Über das Lufttaktventil kann Einfluss auf die Bewegung des Regelkolbens genommen werden. Somit kann indirekt Einfluss auf die Steuerung der Ansaugluft, d. h. bspw. der Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft genommen werden. Das Lufttaktventil kann über Impulse aus dem Motorsteuerbetrieb geöffnet und geschlossen werden, um atmosphärischen Druck einzulassen. Durch das Unterdruckbegrenzungsventil kann bspw. sichergestellt werden, dass die Bewegung des Regelkolbens über den gesamten Bewegungsbereich linear zur benötigten Ansaugluftmenge bei gleichbleibend hoher Strömungsgeschwindigkeit der Luft verläuft. Der Unterdruckspeicher kann über ein Lufttaktventil mit der Vakuumkammer verbunden sein. Durch Steuern dieses Ventils kann Einfluss auf die Bewegung des Regelkolbens genommen werden, da sich bei Öffnen des Lufttaktventils der Druck in der Vakuumkammer schlagartig erniedrigt. Dadurch kann zum Beispiel einer Selbstdrosselung des Motors entgegengewirkt werden.The air-operated valve can influence the movement of the control piston. Thus, indirect influence on the control of the intake air, ie, for example, the control of the flow velocity of the air can be taken. The air cycle valve may be opened and closed via pulses from the engine control mode to admit atmospheric pressure. By means of the vacuum relief valve, it can be ensured, for example, that the movement of the control piston over the entire movement range runs linearly to the required intake air quantity while the air flow rate remains constant. The vacuum accumulator can be connected via an air cycle valve with the vacuum chamber. By controlling this valve influence on the movement of the control piston can be taken, because when opening of the air cycle valve, the pressure in the vacuum chamber abruptly lowered. As a result, for example, a self-throttling of the engine can be counteracted.
Vorzugsweise ist zwischen den beiden Enden des Kolbenelements wenigstens eine weitere Vakuumkammer gebildet, wobei der Venturi-Effekt einen Unterdruck in der wenigstens einen weiteren Vakuumkammer erzeugt, wodurch auf das Kolbenelement eine zusätzliche gegen die Strömungsrichtung der Luft ausgerichtete Kraft wirkt.Preferably, at least one further vacuum chamber is formed between the two ends of the piston element, wherein the Venturi effect generates a negative pressure in the at least one further vacuum chamber, whereby an additional force directed against the flow direction of the air acts on the piston element.
Zum Erzeugen mehrerer Vakuumkammern kann das Kolbenelement mit mehreren Kolben versehen sein, auf die jeweils ein Luftdruckunterschied wirkt. Die Kraft auf das gesamte Kolbenelement wird dadurch vervielfacht. Das Kolbenelement kann dadurch schlanker (d. h. mit kleinerem Durchmesser) gebaut werden.For generating a plurality of vacuum chambers, the piston element may be provided with a plurality of pistons, on each of which an air pressure difference acts. The force on the entire piston element is thereby multiplied. The piston element can thereby be made slimmer (i.e., smaller in diameter).
Vorzugsweise weist das Ansaugelement ferner eine Drosselklappe zum Einstellen der den Hohlraum durchströmenden Luftmenge auf. Die Drosselklappe wird üblicherweise über die Beschleunigung des Motors gesteuert, d. h. letztendlich durch die Betätigung eines Gaspedals oder -hebels. Es ist allerdings auch denkbar das oben beschriebenen Lufttaktventil, oder ein ähnliches weiteres Lufttaktventil, als Ersatz für die Drosselklappe zu schaffen. Es kann auch sein, dass mehrere Motorzylinder oder mehrere Regelelemente über eine einzige Drosselklappe mit Luft versorgt werden.Preferably, the suction element further comprises a throttle valve for adjusting the amount of air flowing through the cavity. The throttle is usually controlled by the acceleration of the engine, i. H. ultimately by the operation of an accelerator pedal or lever. However, it is also conceivable to create the above-described air cycle valve, or a similar additional air cycle valve, as a replacement for the throttle valve. It may also be that several engine cylinders or multiple control elements are supplied via a single throttle with air.
Vorzugsweise weist das Ansaugelement ferner ein elektronisches Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Hohlraum, vorzugsweise in einen Ringspalt zwischen einer seitlichen Wand des Regelelements und der Innenseite des Gehäuses, auf. Die Einspritzung des Kraftstoffs an dieser Stelle ist vorteilhaft, da im Ansaugelement eine besonders effektive Verwirbelung von Kraftstoff und Ansaugluft stattfinden kann. Es könnten bekannte Saugrohreinspritzvorrichtungen verwendet werden.Preferably, the suction element further comprises an electronic injection valve for injecting fuel into the cavity, preferably into an annular gap between a lateral wall of the control element and the inside of the housing. The injection of the fuel at this point is advantageous because a particularly effective turbulence of fuel and intake air can take place in the intake. Known intake manifold injectors could be used.
Die vorliegende Erfindung bewirkt zusammenfassend einen reduzierten Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß. Dies wird erreicht, indem sowohl eine optimale Vermischung der Luft mit dem Kraftstoff in unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors bei gleichzeitiger Verbesserung des Drehmomentverlaufs ermöglicht wird, als auch eine optimale Verwirbelung der Luft in unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors bereitgestellt werden kann.In summary, the present invention results in reduced fuel consumption and pollutant emissions. This is achieved by both an optimal mixing of the air with the fuel in different operating conditions of the internal combustion engine while improving the torque curve is made possible, as well as an optimal turbulence of the air can be provided in different operating conditions of the internal combustion engine.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren im Detail beschrieben.In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 1 shows a cross section through a suction of the present invention.
2 zeigt einen Querschnitt durch ein Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 2 shows a cross section through a suction of the present invention.
3 zeigt einen Querschnitt durch ein Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 3 shows a cross section through a suction of the present invention.
4 zeigt einen Querschnitt durch ein Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 4 shows a cross section through a suction of the present invention.
5a zeigt einen Querschnitt durch ein Kolbenelement eines Ansaugelements der vorliegenden Erfindung. 5a shows a cross section through a piston element of a suction of the present invention.
5b zeigt einen Querschnitt durch einen Regelzylinder eines Ansaugelements der vorliegenden Erfindung. 5b shows a cross section through a control cylinder of a suction of the present invention.
6 zeigt Lambdakurve und Motordrehzahl für mehrere Beschleunigungs- bzw. 6 shows Lambda curve and engine speed for several acceleration or
Abbremszyklen eines Motors mit einem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung.Deceleration cycles of an engine with a suction member of the present invention.
7 zeigt Lambdakurve und Motordrehzahl für einen Beschleunigungszyklus eines Motors mit einem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 7 shows lambda curve and engine speed for an acceleration cycle of an engine with a suction of the present invention.
8 zeigt das Drehmoment eines Motors mit einem Ansaugelement der vorliegenden Erfindung. 8th shows the torque of an engine with a suction of the present invention.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsform eines Ansaugelements 1 der vorliegenden Erfindung. Das Ansaugelement 1 aus 1 besteht aus mehreren Teilen. Das Ansaugelement 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit wenigstens einer Einlassöffnung 3 für einströmende Luft (oder jedes andere geeignete gasförmige oder flüssige Medium), wenigstens eine Auslassöffnung 4 für ausströmende Luft und einen Hohlraum 5, der zwischen den beiden Öffnungen liegt und diese miteinander verbindet, so dass die Luft durch das komplette Gehäuse 2 strömen kann. Das Gehäuse 2 fungiert beispielweise als ein Ansaugstutzen oder Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors. Das Gehäuse kann aber auch als ein anderes Teil des Verbrennungsmotors fungieren, beispielweise als ein Einlasskanal eines Zylinderkopfes. Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise aus Metall und/oder Kunststoff ausgebildet. Das Gehäuse 2 ist derart ausgebildet, dass der Querschnitt des Hohlraums 5, also der Durchlass für die durchströmende Luft, sich wenigstens teilweise verjüngt. 1 shows a cross section through a possible embodiment of a suction 1 of the present invention. The suction element 1 out 1 consists of several parts. The suction element 1 includes a housing 2 with at least one inlet opening 3 for incoming air (or any other suitable gaseous or liquid medium), at least one outlet opening 4 for escaping air and a cavity 5 which lies between the two openings and connects them together, allowing the air through the complete enclosure 2 can flow. The housing 2 For example, it acts as an intake manifold or intake manifold of an internal combustion engine. However, the housing may also function as another part of the internal combustion engine, for example as an intake passage of a cylinder head. The housing 2 is preferably formed of metal and / or plastic. The housing 2 is formed such that the cross section of the cavity 5 , So the passage for the air flowing through, at least partially tapered.
Das heißt, das Ansaugelement 1 weist zumindest einen Teilabschnitt auf, in dem der Durchmesser des Gehäuses 2 in Richtung der Auslassöffnung 4 abnimmt. Zum Beispiel kann sich der Durchmesser entweder von einem großen Durchmesser (breiterer Querschnitt) an der Einlassöffnung auf einen kleineren Durchmesser (engerer Querschnitt) an der Auslassöffnung 4 verengen, wie in 1 dargestellt. Vorzugsweise ist die Querschnittfläche der Auslassöffnung 4 kleiner als die Querschnittfläche der Einlassöffnung 3, damit durch das Gehäuse 2 strömende Luft beschleunigt aus dem Anasaugelement austritt. Die beschleunigte Luft wird aus der Auslassöffnung 4 in einen Brennraum wie einem Zylinder des Motors bspw. über ein Einlassventil (nicht gezeigt) geführt. Das Ansaugelement 1 weist vorzugsweise im Allgemeinen eine zylindrische Form auf, besitzt also vorzugsweise einen runden Querschnitt.That is, the suction 1 has at least one section, in which the diameter of the housing 2 in the direction of the outlet opening 4 decreases. For example, the diameter may be either from a large diameter (wider cross section) at the inlet opening to a smaller diameter (narrower cross section) at the outlet opening 4 constrict, as in 1 shown. Preferably, the cross-sectional area of the outlet opening 4 smaller than the cross-sectional area of the inlet opening 3 , so through the case 2 flowing air accelerates out of the Anasaugelement exits. The accelerated air gets out of the exhaust port 4 in a combustion chamber such as a cylinder of the engine, for example, via an inlet valve (not shown) out. The suction element 1 preferably has a generally cylindrical shape, so preferably has a round cross-section.
In dem Gehäuse 2 ist ein Regelelement 10 angeordnet. Das Regelelement 10 kann dazu an dem Gehäuse 2 befestigt werden. Vorzugsweise wird das Regelelement 10 mit dem Gehäuse 2 an wenigstens einer Stelle verschraubt. Das Regelelement 10 ist dabei so angeordnet, dass es entlang der Strömungsrichtung der Luft, das heißt in und gegen die Strömungsrichtung der Luft, beweglich in dem Hohlraum 5 des Gehäuses 2 ist. Das Regelelement 10 kann sich also in einer Richtung von Einlassöffnung 3 zu Auslassöffnung 4 hin und her bewegen.In the case 2 is a rule element 10 arranged. The rule element 10 can do this on the case 2 be attached. Preferably, the control element becomes 10 with the housing 2 screwed in at least one place. The rule element 10 is arranged so that it along the flow direction of the air, that is, in and against the flow direction of the air, movable in the cavity 5 of the housing 2 is. The rule element 10 So it can be in one direction from the inlet opening 3 to outlet opening 4 to move back and fourth.
Das Regelelement 10 besteht aus einem Regelzylinder 11, der an dem Gehäuse 2 an wenigstens einer Stelle befestigt werden kann, beispielweise mittels einer oder mehrerer Schrauben. Ferner umfasst das Regelelement 10 ein Kolbenelement 12, das teilweise an dem Regelzylinder 11 befestigt ist und wenigstens teilweise im Regelzylinder 11 in und gegen die Strömungsrichtung der Luft beweglich angeordnet ist. Das Kolbenelement 12 kann also im Regelzylinder 11 hin und her bewegt werden. Vorzugsweise umfasst das Kolbenelement 12 wenigstens ein Befestigungselement 17, das mit dem Regelzylinder 11 verbunden, z. B. verschraubt wird. Das Gewinde für eine solche Schraubbefestigung kann dabei vorteilhafterwiese so angeordnet sein, dass mit einer einzigen Schraube das Gehäuse 2, der Regelzylinder 11 und Befestigungselement 17 miteinander verschraubt werden können. Das wenigstens eine Befestigungselement 17 weist vorzugsweise eine Abdichtung auf, welche die Verbindung mit dem Regelzylinder 11 luftdicht macht. Beispielweise kann ein geeigneter O-Ring verwendet werden.The rule element 10 consists of a control cylinder 11 which is attached to the housing 2 can be fixed in at least one place, for example by means of one or more screws. Furthermore, the control element comprises 10 a piston element 12 partially on the control cylinder 11 is attached and at least partially in the control cylinder 11 is movably arranged in and against the flow direction of the air. The piston element 12 so can in the control cylinder 11 be moved back and forth. Preferably, the piston element comprises 12 at least one fastening element 17 that with the control cylinder 11 connected, z. B. is screwed. The thread for such a screw fastening can advantageously be arranged so that the housing with a single screw 2 , the rule cylinder 11 and fastener 17 can be screwed together. The at least one fastening element 17 preferably has a seal which connects to the control cylinder 11 makes airtight. For example, a suitable O-ring can be used.
Durch das wenigstens eine Befestigungselement 17, vorzugsweise dessen Mittelpunkt, ist eine Kolbenstange 20 geführt, an deren einem Ende ein Arbeitskolben 18 angebracht ist, und an deren anderem Ende ein Regelkolben 19 angebracht ist. Arbeitskolben 18, Regelkolben 19 und Kolbenstange 20 sind bezüglich des Befestigungselements 17 entlang der Führung durch das wenigstens eine Befestigungselement 17 beweglich. Das Regelelement 10 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sich der Arbeitskolben 18 stets innerhalb des Regelzylinders 11 befindet, während sich der Regelkolben 19 je nach Bewegungszustand des Kolbenelements 12 mal innerhalb und mal außerhalb des Regelzylinders 11 befinden kann, d. h. sich in den Regelzylinder 11 hinein und hinaus bewegt. Die Bodenform des Regelkolbens kann plan sein, aber auch eine konvexe oder konkave Form haben.By the at least one fastening element 17 , preferably its center, is a piston rod 20 guided, at one end of a working piston 18 is attached, and at the other end a control piston 19 is appropriate. working piston 18 , Control piston 19 and piston rod 20 are with respect to the fastener 17 along the guide through the at least one fastener 17 movable. The rule element 10 is preferably designed so that the working piston 18 always within the control cylinder 11 is located while the control piston 19 depending on the state of motion of the piston element 12 sometimes inside and outside the control cylinder 11 can be located, ie in the control cylinder 11 moved in and out. The bottom shape of the control piston can be flat, but also have a convex or concave shape.
Das Kolbenelement 12 weist ferner wenigstens ein Stellelement 14 auf, beispielsweise eine um die Kolbenstange 20 gewickelt Spiralfeder. Das wenigstens eine Stellelement 14 ist dazu ausgelegt, eine Kraft auf das Kolbenelement 12 auszuüben. Beispielsweise ist dazu, wie in 1 gezeigt, eine Feder an einem Befestigungselement 17 und dem Regelkolben 19 angebracht und drückt mit ihrer Federkraft den Regelkolben 19 weg von dem Befestigungselement 17. Dadurch übt die Feder eine Kraft auf das Kolbenelement 12 aus, die entlang der Strömungsrichtung der Luft gerichtet ist, das heißt hin zur Auslassöffnung 4. Für die Funktionalität der vorliegenden Erfindung ist es nicht wesentlich, wo genau das wenigstens eine Stellelement 14 angebracht ist bzw. wie es gestaltet ist. Das Stellelement 14 muss beispielweise nicht zwingend zwischen Regelkolben 19 und Befestigungselement 17 angebracht sein, wie in 1 gezeigt, sondern kann auch irgendwo anders angreifen, um eine wie oben beschrieben gerichtete Kraft auf das Kolbenelement 12 auszuüben.The piston element 12 also has at least one actuating element 14 on, for example, one around the piston rod 20 wrapped coil spring. The at least one control element 14 is designed to apply a force to the piston element 12 exercise. For example, as in 1 shown a spring on a fastener 17 and the control piston 19 attached and presses with its spring force the control piston 19 away from the fastener 17 , As a result, the spring exerts a force on the piston element 12 out, which is directed along the direction of flow of the air, that is towards the outlet opening 4 , For the functionality of the present invention it is not essential where exactly the at least one actuator 14 is attached or how it is designed. The actuator 14 for example, does not necessarily have to be between control pistons 19 and fastener 17 be appropriate, as in 1 but may also engage elsewhere to apply a force to the piston member as described above 12 exercise.
Das Ansaugelement 1 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sich das Kolbenelement 12 soweit in Richtung der Auslassöffnung 4 bewegen kann, bis der Arbeitskolben 18 an das wenigstens eine Befestigungselement 17 stößt, wie in 1 gezeigt. In diesem Zustand wird durch das Ende des Regelkolbens 19, das zur Auslassöffnung 4 hin gerichtet ist, und die Innenwand des Gehäuses 2 ein Regulierungsringspalt 6 definiert, der maximal verengt ist. Bewegt sich das Kolbenelement 12 von diesem Zustand aus in Richtung der Einlassöffnung 3, so verbreitert sich der Regulierungsringspalt 6. Ein zweiter Ringspalt 9 ist an der seitlichen Wand des Regelelements 10 definiert, verändert aber seine Breite nicht mit Bewegung des Regelelements 10.The suction element 1 is preferably designed so that the piston element 12 as far as the outlet opening 4 can move until the working piston 18 to the at least one fastening element 17 pushes, as in 1 shown. In this state is through the end of the control piston 19 leading to the outlet opening 4 directed towards, and the inner wall of the housing 2 a regulatory annulus 6 defined, the maximum is narrowed. If the piston element moves 12 from this state towards the inlet opening 3 , so widens the Regulierungsringspalt 6 , A second annular gap 9 is on the side wall of the control element 10 defined, but does not change its width with movement of the rule element 10 ,
Zwischen dem Regelzylinder 11 und dem Arbeitskolben 18 ist wie in 1 gezeigt eine Vakuumkammer 13 definiert, die zu wenigstens einem Befestigungselement 17 hin abgedichtet ist und deren Volumen je nach Position des Kolbenelements 12 im Regelzylinder 11 variabel ist. Bei einer maximalen Verengung des Regulierungsringspalts 6 besitzt die Vakuumkammer 13 gleichzeitig ein maximales Volumen. Um die Vakuumkammer 13 abzudichten ist der Arbeitskolben 18 mit einer Abdichtung versehen, beispielweise einem handelsüblichen O-Ring, der den Arbeitskolben 18 umgibt. Die Abdichtung dient gleichzeitig als Führung für den Arbeitskolben 18 im Regelzylinder 11 und verhindert eine Abnutzung des Arbeitskolbens 18 durch Bewegung im Regelzylinder 11.Between the control cylinder 11 and the working piston 18 is like in 1 shown a vacuum chamber 13 defined to at least one fastener 17 is sealed and their volume depending on the position of the piston element 12 in the control cylinder 11 is variable. At a maximum narrowing of the regulatory ring gap 6 owns the vacuum chamber 13 at the same time a maximum volume. Around the vacuum chamber 13 To seal is the working piston 18 provided with a seal, for example, a commercial O-ring, the working piston 18 surrounds. The seal also serves as a guide for the working piston 18 in usually cylinders 11 and prevents wear of the working piston 18 by movement in the control cylinder 11 ,
Zwischen dem Arbeitskolben 18 und dem Regelkolben 19 ist eine Abdichtung 23 vorgesehen, welche in Radialrichtung des Regelelements 10 zwischen der Kolbenstange 20 und dem Befestigungselement 17 sitzt. Dadurch werden wenigstens zwei weitere Kammern innerhalb des Regelelements 10 definiert. Zum einen entsteht zwischen der Abdichtung 23 und dem Arbeitskolben 18 eine Arbeitskammer 24. Diese Arbeitskammer 24 ist über eine Belüftungsbohrung durch das Befestigungselement 17 mit dem Hohlraum 5 verbunden. Zum anderen entsteht zwischen der Abdichtung 23 bzw. dem Befestigungselement 17 und dem Regelkolben 19 eine Zwischenkammer 25. Diese Zwischenkammer 25 ist ebenfalls über eine Belüftungsbohrung mit dem Hohlraum 5 verbunden. Diese beiden Belüftungsbohrungen (nicht in 1 gezeigt) können jeweils den gleichen oder aber verschiedene Durchmesser aufweisen. Beide Belüftungsbohrungen sind aber dazu geeignet, einen zügigen Druckausgleich in der entsprechenden Kammer 24 bzw. 25 mit dem Hohlraum 5 zu bewirken.Between the working piston 18 and the control piston 19 is a seal 23 provided, which in the radial direction of the control element 10 between the piston rod 20 and the fastener 17 sitting. As a result, at least two further chambers within the control element 10 Are defined. On the one hand arises between the seal 23 and the working piston 18 a working chamber 24 , This working chamber 24 is via a ventilation hole through the fastener 17 with the cavity 5 connected. On the other hand arises between the seal 23 or the fastener 17 and the control piston 19 an intermediate chamber 25 , This intermediate chamber 25 is also via a ventilation hole with the cavity 5 connected. These two ventilation holes (not in 1 shown) may each have the same or different diameters. Both ventilation holes are suitable, however, a rapid pressure equalization in the corresponding chamber 24 respectively. 25 with the cavity 5 to effect.
Die Vakuumkammer 13 ist über eine Venturi-Bohrung 15, die durch den Arbeitskolben 18, die Kolbenstange 20 und den Regelkolben 19 geführt ist, mit dem Hohlraum 5 im Gehäuse 2 so verbunden, dass Luft hindurch strömen kann und Luftdruck ausgeglichen werden kann. Vorzugsweise ist diese Venturi-Bohrung 15 so angeordnet, dass ihre Öffnung auf der Außenseite des Regelkolbens 19 in dem Regulierungsringspalt 6 angeordnet ist.The vacuum chamber 13 is over a venturi hole 15 passing through the working piston 18 , the piston rod 20 and the control piston 19 is guided, with the cavity 5 in the case 2 connected so that air can flow through it and air pressure can be compensated. Preferably, this venturi bore 15 arranged so that its opening on the outside of the control piston 19 in the regulating ring gap 6 is arranged.
Die Venturi-Bohrung 15 ist dazu geeignet, einen Unterdruck, der durch den Venturi-Effekt im Regulierungsringspalt 6 entsteht, bis in die Vakuumkammer 13 weiterzugeben. Ist die Vakuumkammer 13 anderweitig nach außen hin abgedichtet, so entsteht darin ein entsprechender Unterdruck. In der Arbeitskammer 24 herrscht hingegen durch den Druckausgleich über die Belüftungsbohrung in den Hohlraum 5 derselbe Druck wie im Hohlraum 5, d. h. ein höherer Druck als in der Vakuumkammer 13. Dieser Druckunterschied erzeugt eine effektive Kraft auf den Arbeitskolben 18, die der Kraft des Stellelements 14 entgegen wirkt. Das heißt, der Druckunterschied erzeugt eine Kraft, die auf den Arbeitskolben 18 wirkt und die entgegen der Luftströmung im Ansaugelement 1 gerichtet ist. Da der Druck in der Zwischenkammer 25 durch die weitere Belüftungsbohrung mit dem Hohlraum 5 ausgeglichen ist, wirkt auf den Regelkolben 19 in dieser Ausführungsform keine Kraft (es herrscht der gleiche Luftdruck des Hohlraums 5 auf beiden Kolbenflächen des Regelkolbens 19). Durch den in der Vakuumkammer 13 erzeugten Unterdruck ist das gesamte Kolbenelement 12 in Richtung der Einlassöffnung 3 bewegbar. Dabei bewegt sich das Kolbenelement 12 nur soweit in Richtung der Einlassöffnung 3, wie die Kraft, die durch den Druckunterschied auf den Arbeitskolben 18 erzeugt wird, größer ist, als die Kraft des Stellelements 14 auf den Regelkolben 19. Der Regulierungsringspalt 6 wird bei der Bewegung des Kolbenelements 12 entsprechend verbreitert.The venturi hole 15 is suitable for a negative pressure caused by the Venturi effect in the regulating ring gap 6 arises, into the vacuum chamber 13 pass. Is the vacuum chamber 13 otherwise sealed to the outside, it creates a corresponding negative pressure. In the workroom 24 On the other hand, there is pressure equalization via the ventilation hole into the cavity 5 the same pressure as in the cavity 5 ie a higher pressure than in the vacuum chamber 13 , This pressure difference creates an effective force on the working piston 18 that is the force of the actuator 14 counteracts. That is, the pressure difference creates a force on the working piston 18 acts and contrary to the air flow in the intake 1 is directed. As the pressure in the intermediate chamber 25 through the further ventilation hole with the cavity 5 balanced, acts on the control piston 19 in this embodiment, no force (there is the same air pressure of the cavity 5 on both piston surfaces of the control piston 19 ). By the in the vacuum chamber 13 generated negative pressure is the entire piston element 12 in the direction of the inlet opening 3 movable. In this case, the piston element moves 12 only so far in the direction of the inlet opening 3 how the force caused by the pressure difference on the working piston 18 is generated, is greater than the force of the actuating element 14 on the control piston 19 , The regulatory annulus 6 becomes during the movement of the piston element 12 widened accordingly.
In einem konkreten Beispiel für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung hat der Arbeitskolbens 18 eine Kolbenfläche von 12,5 cm2 (bei einem Durchmesser des Arbeitskolbens 18 von etwa 40–45 mm, wodurch eine äußerst kompakte Baugröße des Ansaugelements 1 ermöglicht wird). Die Kraft des Stellelements 14 ist vorzugsweise so gering wie möglich eingestellt, aber zumindest so stark, dass sie ausreicht, um die Reibung des Kolbenelements 12 am Regelzylinder 11 zu überwinden und das Kolbenelement 12 zu bewegen. Bei solch einer Ausführung der Erfindung ist bereits ein Druckunterschied zwischen der Vakuumkammer 13 und der Arbeitskammer 24 von 0,03–0,05 Bar ausreichend, um das Kolbenelement 12 gegen die Stellkraft des Stellelements 14 entgegen der Luftströmungsrichtung zu bewegen.In a concrete example of the implementation of the present invention has the working piston 18 a piston area of 12.5 cm 2 (at a diameter of the working piston 18 of about 40-45 mm, resulting in a very compact size of the suction 1 is possible). The force of the control element 14 is preferably set as low as possible, but at least so strong that it is sufficient to the friction of the piston member 12 on the control cylinder 11 to overcome and the piston element 12 to move. In such an embodiment of the invention, there is already a pressure difference between the vacuum chamber 13 and the working chamber 24 of 0.03-0.05 bar sufficient to the piston element 12 against the actuating force of the actuating element 14 to move against the direction of air flow.
Die Vakuumkammer 13 ist ferner mit einem Lufttaktventil 21 zum Regeln des Drucks in der Vakuumkammer 13 versehen. Das Lufttaktventil 21 ist beispielweise elektronisch steuerbar (etwa durch Impulse aus der Motorsteuerung eines Fahrzeugs) und kann die Vakuumkammer 13 nach außen hin abdichten (schließen) oder öffnen. Wie in 1 gezeigt kann über das Lufttaktventil 21 ein Druckausgleich zwischen Vakuumkammer 13 und Hohlraum 5 eingeleitet werden. Damit kann steuernd auf die Bewegung des Kolbenelements 12 Einfluss genommen werden. Die Vakuumkammer 13 ist ferner mit einem Unterdruckbegrenzungsventil 22 versehen, das sich öffnet, wenn ein vorbestimmter Schwellenwert für den Unterdruck in der Vakuumkammer 13 überschritten wird (d. h. wenn ein festgelegter absoluter Druck in der Vakuumkammer 13 unterschritten wird). Es schließt automatisch, sobald der Druck in der Vakuumkammer wieder unter den vorbestimmten Schwellenwert für den Unterdrucks absinkt (d. h. wenn sich wieder ein höherer absoluter Druck in der Vakuumkamer einstellt). Das Ventil 22 begrenzt also den Maximalbetrag des Unterdrucks in der Vakuumkammer 13, wodurch eine weitere Eingriffsmöglichkeit besteht.The vacuum chamber 13 is also with an air cycle valve 21 for regulating the pressure in the vacuum chamber 13 Mistake. The air cycle valve 21 For example, it can be electronically controlled (for example, by pulses from the engine control of a vehicle) and can be the vacuum chamber 13 seal (close) or open to the outside. As in 1 can be shown via the air timing valve 21 a pressure equalization between the vacuum chamber 13 and cavity 5 be initiated. This can be used to control the movement of the piston element 12 Be influenced. The vacuum chamber 13 is also with a vacuum relief valve 22 which opens when a predetermined threshold for the vacuum in the vacuum chamber 13 is exceeded (ie when a specified absolute pressure in the vacuum chamber 13 is fallen below). It closes automatically as soon as the pressure in the vacuum chamber drops below the predetermined negative pressure threshold again (ie when a higher absolute pressure is restored in the vacuum chamber). The valve 22 So limits the maximum amount of negative pressure in the vacuum chamber 13 , whereby a further possibility of intervention exists.
Eine dritte Eingriffsmöglichkeit könnte über einen optionalen Unterdruckspeicher erfolgen. Ein Unterdruckspeicher ist in Fahrzeugen bekannt, beispielweise zur Bedienung einer Zentralverriegelung. Ein Unterdruckspeicher ist häufig in Kugelform ausgeführt und hat typischerweise ein Volumen von etwa 500 cm3. Während des Motorlaufs saugt der Kolben Luft aus dem Unterdruckspeicher und erzeugt so darin einen Unterdruck (beispielweise einen Druck von etwa 0.1–0.2 Bar). Der Unterdruck bleibt durch ein Rückschlagventil gesichert im Speicher.A third possibility of intervention could be via an optional vacuum reservoir. A vacuum reservoir is known in vehicles, for example, to operate a central locking. A vacuum reservoir is often executed in a spherical shape and typically has a volume of about 500 cm 3. During engine operation, the piston sucks air from the vacuum reservoir and thus generates a negative pressure therein (for example, a pressure of about 0.1-0.2 bar). The negative pressure remains secured in the accumulator by a check valve.
Für die vorliegende Erfindung könnte so ein Unterdruckspeicher (nicht abgebildet) verwendet werden und mittels einer Luftleitung und einem zweiten Lufttaktventil an eine Vakuumkammer 13 angeschlossen werden. Der Unterdruckspeicher könnte für einen Fall verwendet werden, bei dem durch einen zu klein eingestellten Regulierungsringspalt 6 eine Selbstdrosselung des Motors einsetzt. Stellt das Motorsteuersystem des Fahrzeugs einen entsprechenden einhergehenden Abfall der Drehmomentkurve des Motors fest, so gibt es einen Steuerimpuls zum Öffnen des zweiten Lufttaktventils aus. Dadurch entsteht schlagartig ein Unterdruck in der Vakuumkammer 13 und das Kolbenelement 12 überwindet sofort die Stellkraft des wenigstens einen Stellelements 14 und nimmt seine höchst-mögliche Position im Regelzylinder ein, in der der Regulierungsringspalt 6 maximal geöffnet ist. Dadurch wird der Abfall des Drehmoments sofort kompensiert. Damit bei einer solchen Konfiguration des Regelelements 10 ein Unterdruck in der Vakuumkammer 13 nicht die Luft in der Venturi-Bohrung 15 ansaugt (in der in diesem Moment kein solcher Unterdruck herrscht), kann es von Vorteil sein ein Rückschlagventil in die Kolbenstange 20 einzubauen, das Luftdurchfluss nur in eine Richtung zulässt.For the present invention, such a vacuum accumulator (not shown) could be used and by means of an air line and a second air-timing valve to a vacuum chamber 13 be connected. The vacuum reservoir could be used for a case where the regulator ring gap is set too small 6 uses a self-throttling of the engine. If the engine control system of the vehicle detects a corresponding concomitant drop in the engine torque curve, it will issue a control pulse to open the second air cycle valve. This creates a sudden negative pressure in the vacuum chamber 13 and the piston member 12 immediately overcomes the force of the at least one actuator 14 and assumes its highest-possible position in the control cylinder, in which the Regulierungsringspalt 6 is open at most. This immediately compensates for the drop in torque. So with such a configuration of the rule element 10 a negative pressure in the vacuum chamber 13 not the air in the venturi hole 15 sucks (in which there is no such negative pressure at this moment), it may be beneficial to a check valve in the piston rod 20 install, the air flow only in one direction allows.
Das Ansaugelement 1 weist ferner eine Drosselklappe 7 oder eine ähnliche Einrichtung zum Einstellen der Luftmenge auf, die den Hohlraum 5 durchströmen kann. Die Öffnung durch die Drosselklappe 7 kann dazu kontinuierlich verändert werden und kann beispielweise abhängig von der Betätigung eines Gaspedals oder -hebels des Fahrzeugs gesteuert werden. Je weiter die Drosselklappe 7 geöffnet ist, desto mehr Luft kann durch die Einlassöffnung 3 in das Ansaugelement 1 strömen. Dadurch erhöht sich die generelle Strömungsgeschwindigkeit der Luft.The suction element 1 also has a throttle 7 or similar means for adjusting the amount of air on the cavity 5 can flow through. The opening through the throttle 7 can be continuously changed and can be controlled, for example, depending on the operation of an accelerator pedal or lever of the vehicle. The farther the throttle 7 open, the more air can pass through the inlet 3 in the intake 1 stream. This increases the general flow velocity of the air.
Die Venturi-Bohrung in dem Kolbenelement 12 kann wie in 1 dargestellt eine in einer einzigen Öffnung auf der Außenseite des Kolbenelements 12, genauer gesagt der Außenseite des Regelkolbens 19, endende Bohrung sein. Dabei kann die Venturi-Bohrung 15 vorzugsweise in eine Luftbeschleunigungsdüse 16 münden. Die Luftbeschleunigungsdüse 16 ist dann auf der Außenseite des Regelkolbens 19 angebracht. Ein Beispiel für eine Luftbeschleunigungsdüse 16 hat einen Durchlass für Luft, der in Richtung der Einlassöffnung 3 einen größeren Querschnitt als in Richtung der Auslassöffnung 4 des Ansaugelements 1 aufweist. Durch die Luftbeschleunigungsdüse 16 strömende Luft wird folglich vermehrt beschleunigt. Die zusätzliche Beschleunigung der Luft erzeugt einen verstärkten Venturi-Effekt, und dadurch einen erhöhten Unterdruck in der Venturi-Bohrung 15 und der Vakuumkammer 13.The venturi bore in the piston element 12 can be like in 1 shown in a single opening on the outside of the piston member 12 more precisely the outside of the control piston 19 to be ending hole. In doing so, the venturi bore 15 preferably in an air acceleration nozzle 16 lead. The air acceleration nozzle 16 is then on the outside of the control piston 19 appropriate. An example of an air acceleration nozzle 16 has a passage for air, which is in the direction of the inlet opening 3 a larger cross section than in the direction of the outlet opening 4 the suction element 1 having. Through the air acceleration nozzle 16 flowing air is thus accelerated increasingly. The additional acceleration of the air creates an increased Venturi effect, and thus an increased negative pressure in the venturi bore 15 and the vacuum chamber 13 ,
Wie in 5a und 5b zu sehen ist, weist für diesen Fall der Regelzylinder 11 eine Ausnehmung 24 auf, entlang derer sich die Luftbeschleunigungsdüse 16 bei Bewegung des Regelkolbens 19 bewegen kann.As in 5a and 5b can be seen, for this case, the control cylinder 11 a recess 24 along, along which the air acceleration nozzle 16 during movement of the control piston 19 can move.
2 zeigt eine Alternative für die Ausgestaltung einer Venturi-Bohrung 15. Hierbei verzweigt sich die Venturi-Bohrung 15, die zunächst durch den Arbeitskolben 18 und die Kolbenstange 20 läuft, in dem Regelkolben 19 in wenigstens zwei Äste. Die Anzahl der Äste kann auch höher sein. Dadurch weist der Regelkolben 19 mehrere Öffnungen an seiner Oberfläche, vorzugsweise alle im Bereich des Regulierungsringspalts 6 auf. Unabhängig davon, wie die Venturi-Bohrung 15 im Regelkolben 19 verzweigt wird, kann ein Druck von minimal 0.1 Bar in der Vakuumkammer 13 erzeugt werden. Mehrere Verzweigungen (zusammen mit bspw. einer sich verdickenden Bohrung in der Kolbenstange 20) können aber ein schnelleres Erreichen des minimalen Drucks bewirken. 2 shows an alternative for the design of a venturi bore 15 , Here, the venturi bore branches 15 , first by the power piston 18 and the piston rod 20 running, in the control piston 19 in at least two branches. The number of branches can also be higher. This shows the control piston 19 a plurality of openings on its surface, preferably all in the region of the Regulierungsringspalts 6 on. Regardless of how the venturi bore 15 in the control piston 19 can be branched, a pressure of at least 0.1 bar in the vacuum chamber 13 be generated. Multiple branches (together with, for example, a thickening bore in the piston rod 20 ) but can cause a faster achievement of the minimum pressure.
3 zeigt eine weitere Alternative eines Ansaugelements 1 der vorliegenden Erfindung. Dabei verzweigt sich die Venturi-Bohrung 15 im Regelkolben 19 und endet in einer Öffnung des Regelkolbens hin zu dem Raum, der in der Beschreibung der 1 und 2 als Zwischenkammer 25 bezeichnet ist. Die oben beschriebene Belüftungsbohrung der Zwischenkammer 25 wird dafür weggelassen. Dadurch werden in der Ausführungsform von 3 zwei Vakuumkammern 13a und 13b (entsprechend der Vakuumkammer 13 und der Zwischenkammer 25 in 1) gebildet. Die Vakuumkammern 13a und 13b sind über die Venturi-Bohrung 15 miteinander verbunden. Deshalb kann auch das Lufttaktventil 21 zum Regeln des Drucks in beiden Vakuumkammern 13a, 13b verwendet werden. Entsteht nun auch in der Vakuumkammer 13b ein Unterdruck, d. h. ein Druck von etwa 0,5 Bar, so wirkt auch eine Kraft auf den Regelkolben 19. Die Kraft resultiert aus dem Druckunterschied zwischen dem Luftdruck in der Vakuumkammer 13b und dem Luftdruck im Hohlraum 5 auf der Luftauslassseite. Es wirkt also insgesamt eine stärkere Kraft auf das gesamte Kolbenelement 12, da sowohl eine luftdruckbedingte Kraft auf den Arbeitskolben 18 als auch auf den Regelkolben 19 wirkt. 3 shows a further alternative of a suction 1 of the present invention. In doing so, the Venturi bore branches out 15 in the control piston 19 and ends in an opening of the control piston towards the space described in the description of 1 and 2 as an intermediate chamber 25 is designated. The above-described ventilation hole of the intermediate chamber 25 is omitted for this. As a result, in the embodiment of 3 two vacuum chambers 13a and 13b (corresponding to the vacuum chamber 13 and the intermediate chamber 25 in 1 ) educated. The vacuum chambers 13a and 13b are over the venturi hole 15 connected with each other. That's why the air-operated valve can also be used 21 to regulate the pressure in both vacuum chambers 13a . 13b be used. Now also arises in the vacuum chamber 13b a negative pressure, ie a pressure of about 0.5 bar, so also acts a force on the control piston 19 , The force results from the pressure difference between the air pressure in the vacuum chamber 13b and the air pressure in the cavity 5 on the air outlet side. So it acts a total of a stronger force on the entire piston element 12 because both an air pressure force on the working piston 18 as well as on the control piston 19 acts.
Es ist auch möglich, das Regelelement 10 aus mehreren Vakuumkammern und mehreren Arbeitskammern aufzubauen. Zum Beispiel ist in 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansaugelements 1 mit drei Vakuumkammern 13a, 13b, 13c und zwei Arbeitskammern 24a, 24b gezeigt. Um einen solchen Kammeraufbau zu definieren sind zwei Befestigungselemente 17a, 17b, zwei Abdichtungen 23a, 23b und zwei Arbeitskolben 18a, 18b nötig. In Luftströmungsrichtung ist die Aufbaureihenfolge des Kolbenelements 12 (vgl. 4) zum Beispiel: erste Vakuumkammer 13a, erster Arbeitskolben 18, erste Arbeitskammer 24a, erstes Befestigungselement 17a, zweite Vakuumkammer 13b, zweiter Arbeitskolben 18b, zweite Arbeitskammer 24b, zweites Befestigungselement 17b, dritte Vakuumkammer 13c und Regelkolben 19. Es können zudem mehrere Stellelemente 14a und 14b verbaut werden.It is also possible to use the rule element 10 build up of several vacuum chambers and several working chambers. For example, in 4 an embodiment of a suction element according to the invention 1 with three vacuum chambers 13a . 13b . 13c and two working chambers 24a . 24b shown. To define such a chamber structure are two fasteners 17a . 17b , two seals 23a . 23b and two power pistons 18a . 18b necessary. In the air flow direction is the order of construction of the piston element 12 (see. 4 ) for example: first vacuum chamber 13a , first working piston 18 , first working chamber 24a , first fastener 17a , second vacuum chamber 13b , second working piston 18b , second working chamber 24b , second fastening element 17b , third vacuum chamber 13c and control piston 19 , There can also be several control elements 14a and 14b be installed.
Entsteht in der Venturi-Bohrung 15 ein Unterdruck so setzt sich dieser in die erste Vakuumkammer 13a (entspricht der Vakuumkammer 13 aus 1 und 2), die zweite Vakuumkammer 13b (zwischen dem zweitem Arbeitskolben 18b und dem ersten Befestigungselement 17a angeordnet) und die dritte Vakuumkammer 13c (zwischen dem Regelkolben 19 und dem zweiten Befestigungselement 17b angeordnet) fort. Die zweite Arbeitskammer 24b ist über eine Belüftungsbohrung mit dem Hohlraum 5 verbunden. Es entsteht also für jeden Kolben ein Unterschied des Luftdrucks auf der einen und der anderen Seite (Kolbenfläche), wodurch auf jeden Kolben eine effektive Kraft wirkt. Die Befestigungselemente 17a, 17b verhindern dass eine Kraft in Strömungsrichtung der Luft zwischen angrenzenden Kammern (wie etwa der Arbeitskammer 24b und der Vakuumkammer 13c) wirkt. Dadurch kann die insgesamt wirkende Kraft verstärkt werden. Da alle Vakuumkammern über die Venturi-Bohrung 15 verbunden sind, kann optional wiederum regelnd über das Lufttaktventil 21, das Unterdruckbegrenzungsventil 22 oder den Unterdruckspeicher in die Selbstregulierung eingegriffen werden.Arises in the venturi hole 15 a negative pressure so this is in the first vacuum chamber 13a (corresponds to the vacuum chamber 13 out 1 and 2 ), the second vacuum chamber 13b (between the second piston 18b and the first fastener 17a arranged) and the third vacuum chamber 13c (between the control piston 19 and the second fastening element 17b arranged). The second working chamber 24b is via a ventilation hole with the cavity 5 connected. Thus, for each piston, there is a difference in the air pressure on one side and the other side (piston surface), whereby an effective force acts on each piston. The fasteners 17a . 17b prevent a force in the flow direction of the air between adjacent chambers (such as the working chamber 24b and the vacuum chamber 13c ) acts. As a result, the total force acting can be strengthened. Because all the vacuum chambers via the venturi bore 15 can optionally turn regulating via the air cycle valve 21 , the vacuum relief valve 22 or the vacuum reservoir are intervened in self-regulation.
Es sind natürlich auch weitere Ausführungsformen für Ansaugelemente 1 denkbar, die Regelelemente 10 mit mehre als drei Kolben bzw. Vakuumkammern aufweisen. Je mehr Kolben ein Regelelement 10 besitzt, welche jeweils eine effektive Kraft durch einen Druckunterschied im Regelelement 10 erfahren, desto höher ist die Gesamtkraft, die auf das Kolbenelement 12 wirkt. Der Durchmesser des Regelelements 10 (d. h. entsprechend auch die Kolbenflächen) kann dadurch bei gleichbleibender effektiver Kraft verringert werden. Dadurch kann das Ansaugelement 1 schlanker gebaut werden. Auch die Anordnung der weiteren Vakuumkammern kann anders ausgeführt werden als in 4. Beispielweise könnten weitere Arbeitskolben und Vakuumkammern auf der Seite des Arbeitskolbens 18 (1) der Lufteinlassrichtung angeordnet werden. Die Erfindung ist nicht auf die Position der weiteren Vakuumkammern beschränkt.Of course, there are also other embodiments for suction 1 conceivable, the control elements 10 having more than three pistons or vacuum chambers. The more pistons a control element 10 each having an effective force by a pressure difference in the control element 10 experience, the higher the total force on the piston element 12 acts. The diameter of the control element 10 (ie correspondingly also the piston surfaces) can be reduced thereby with constant effective force. This allows the suction 1 be built slimmer. The arrangement of the other vacuum chambers can be carried out differently than in 4 , For example, more working pistons and vacuum chambers could be on the side of the working piston 18 ( 1 ) of the air inlet direction are arranged. The invention is not limited to the position of the further vacuum chambers.
Jedes Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung kann ferner mit einer Einspritzvorrichtung 8 versehen sein, die dazu ausgelegt ist, einen Kraftstoff in den Hohlraum 5 des Ansaugelements 1 einzuspritzen. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine Einspritzdüse einer solchen Einspritzvorrichtung 8 (beispielweise eines elektronischen Einspritzventils) im Bereich des Ringspalts 9 anzuordnen. Dann findet nämlich eine effektive Verwirbelung von Kraftstoff und Ansaugluft durch die Beschleunigung im Regulierungsringspalt 6 statt.Each intake element 1 The present invention may further be implemented with an injection device 8th be provided, which is designed to inject a fuel into the cavity 5 the suction element 1 inject. In particular, it is advantageous to have an injection nozzle of such an injection device 8th (For example, an electronic injection valve) in the region of the annular gap 9 to arrange. This is because an effective turbulence of fuel and intake air is found by the acceleration in the regulating ring gap 6 instead of.
Im Folgenden wird nun die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ansaugelemente 1 in verschiedenen Arbeits- bzw. Lastzuständen beschrieben. Die folgende Beschreibung basiert auf der Ausführungsform, die in 1 beschrieben ist, gilt jedoch für alle beschriebenen Ausführungsformen.The operation of the suction elements described above will now be described below 1 described in various working or load conditions. The following description is based on the embodiment described in 1 is described, however, applies to all described embodiments.
Zunächst befindet sich der Motor mit dem Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung in einer Ruhestellung, in welcher die Drosselklappe 7 oder die ähnliche Einrichtung zum Steuern der angesaugten Luftmenge geschlossen ist. Dies bedeutet, dass sich der Regelkolben 19 in einer für ihn tiefst-möglichen Stellung befindet, das heißt einer Stellung, die nächstmöglich an der Auslassöffnung 4 ist. Der Regulierungsringspalt 6 ist dann maximal verengt, das heißt am kleinsten.First, the engine is located with the intake 1 the present invention in a rest position, in which the throttle 7 or the similar means for controlling the intake air amount is closed. This means that the control piston 19 is in a lowest possible position for him, that is, a position, the next possible at the outlet 4 is. The regulatory annulus 6 is then maximally narrowed, that is the smallest.
Wird nun der Motor gestartet, wird die Drosselklappe 7 zunächst ganz leicht geöffnet, wodurch nur wenig Ansaugluft durch die Einlassöffnung 3, den Ringspalt 9, den Regulierungsringspalt 6 und die Auslassöffnung 4 in Richtung des Einlassventils des Brennraums des Motors zu strömen beginnt. Die strömende Luft wird im Ansaugelement 1 beschleunigt. Insbesondere im verengten Regulierungsringspalt 6 tritt die höchste Strömungsgeschwindigkeit auf und es entsteht dadurch ein starker Unterdruck in der Venturi-Bohrung 15. Der Druckunterschied entsteht durch den sogenannten Venturi-Effekt, der besagt, dass sich bei einer Beschleunigung von Luft in einer Engstelle der Druck vermindern muss. Der so erzeugte Unterdruck setzt sich über die Venturi-Bohrung 15 im Regelkolben 19, der Kolbenstange 20 und dem Arbeitskolben 18 bis in die Vakuumkammer 13 fort.When the engine is started, the throttle will turn 7 Initially opened slightly, resulting in little intake air through the inlet opening 3 , the annular gap 9 , the regulatory annulus 6 and the outlet opening 4 begins to flow in the direction of the intake valve of the combustion chamber of the engine. The flowing air is in the intake 1 accelerated. In particular, in the narrowed Regulierungsringspalt 6 If the highest flow velocity occurs, it creates a strong negative pressure in the venturi bore 15 , The pressure difference is caused by the so-called Venturi effect, which means that the pressure must be reduced when air is accelerated in a bottleneck. The vacuum generated in this way settles over the Venturi bore 15 in the control piston 19 , the piston rod 20 and the working piston 18 into the vacuum chamber 13 continued.
Im ganzen Gehäuse 2 des Ansaugelements 1 entsteht im Leeerlauf des Motors zunächst ein Druck von etwa 0,1 bis 0,2 Bar, d. h. ein starker Unterdruck. Das Lufttaktventil 21 kann von einem Motorsteuergerät aus gesteuert werden und ist im Motorleerlauf vorzugsweise noch geöffnet, so dass auf beiden Seiten des Arbeitskolbens 18 noch der gleiche Druck von 0,1 bis 0,2 Bar herrscht. Die Zwischenkammer 25 und Arbeitskammer 24 werden ja vom Hohlraum 5 aus über entsprechende Bohrungen belüftet. Auf alle Flächen des Kolbenelements 12, d. h. auf beide Seiten des Arbeitskolbens 18 und auf beide Seiten des Regelkolbens 19, wirkt in diesem Zustand derselbe Luftdruck. Dadurch wirkt effektive keine (Druck)-Kraft auf das Kolbenelement 12. Lediglich die Kraft des Stellelements 14 wirkt im Leerlauf des Motors auf den Regelkolben 19 und drückt das Kolbenelement 12 in die oben beschriebene tiefst-mögliche Stellung, so dass der Regulierungsringspalt 6 maximal verengt ist.In the whole case 2 the suction element 1 At first, a pressure of about 0.1 to 0.2 bar is created in the lee flow of the engine, ie a strong negative pressure. The air cycle valve 21 can be controlled by an engine control unit and is preferably still open at engine idle, so that on both sides of the working piston 18 still the same pressure of 0.1 to 0.2 bar prevails. The intermediate chamber 25 and working chamber 24 yes from the cavity 5 vented through corresponding holes. On all surfaces of the piston element 12 ie on both sides of the working piston 18 and on both sides of the control piston 19 , In this state, the same air pressure acts. As a result, effective no (pressure) force acts on the piston element 12 , Only the force of the control element 14 acts on the control piston when the engine is idling 19 and pushes the piston element 12 in the lowest-possible position described above, so that the Regulierungsringspalt 6 maximum is narrowed.
Wird der Motor nun durch Betätigen des Gaspedals bzw. -hebels beschleunigt, öffnet sich die Drosselklappe 7 weiter. Vorzugsweise wird aber trotzdem noch bis zu einer Motordrehzahl von ca. 1500 U/min der Regelkolben 19 durch das geöffnete Lufttaktventil 21 in der tiefst-möglichen Stellung gehalten (die Vakuumkammer 13 ist dadurch noch nicht luftdicht, d. h. jeder entstehende Unterdruck wird sofort ausgeglichen). Dadurch kann ein extrem niedriger (600 U/min) seidenweicher Motorleerlauf erzeugt werden, ein schneller Motorstart auch bei Kälte erreicht werden und ein hohes Drehmoment auch bei niedriger Motordrehzahl oder sogar Leerlauf erzielt werden. Dies wird erreicht, da die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Hohlraum 5 durch den kleinen Regulierungsringspalt 6 stark beschleunigt wird die somit optimierte Verwirbelung eine effiziente Verbrennung erlaubt. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit im Motorleerlauf kann auch die zum Kaltstart des Motors nötige Kraftstoffmenge reduziert werden. Damit verbraucht der Motor insgesamt weniger Kraftstoffund stößt weniger CO2 aus. If the engine is now accelerated by pressing the accelerator pedal or lever, the throttle opens 7 further. Preferably, however, still up to an engine speed of about 1500 rev / min of the control piston 19 through the open air cycle valve 21 held in the lowest possible position (the vacuum chamber 13 is not yet airtight, ie any resulting negative pressure is compensated immediately). As a result, an extremely low (600 rpm) silky-smooth engine idling can be achieved, a fast engine start can be achieved even in cold conditions and a high torque can be achieved even at low engine speeds or even idling. This is achieved because the flow velocity of the air in the cavity 5 through the small regulation ring gap 6 greatly accelerated, thus optimized turbulence is allowed efficient combustion. Due to the high flow speed during engine idling, the amount of fuel needed to start the engine cold can also be reduced. As a result, the engine consumes less fuel overall and emits less CO 2 .
Bei einer Motordrehzahl von ca. 1500 U/min wird dann, vorzugsweise durch einen elektrischen Impuls aus dem Motorsteuergerät des Fahrzeugs, das Lufttaktventil 21 geschlossen. Die Vakuumkammer 13 wird dadurch bis auf die Öffnung zur Venturi-Bohrung 15 abgedichtet. Durch die Strömung der Ansaugluft im Regulierungsringspalt 6 wird durch den Venturi-Effekt in der Venturi-Bohrung 15 ein stabiler Unterdruck erzeugt, der sich durch die Kolbenstange 20 bis in die Vakuumkammer 13 fortsetzt. In der Vakuumkammer 13 entsteht schließlich ein Unterdruck von bis zu 0,5 Bar. Gleichzeitig steigt aber der Druck im restlichen Gehäuse 2 des Ansaugelements 1, d. h. auch zwischen Regelkolben 19 und Arbeitskolben 18, durch die vermehrt ins Gehäuse 2 einströmende Luft auf etwa 0,8 bis 0,9 Bar an. Dadurch gibt es kein Kräftegleichgewicht mehr aufgrund gleichen Luftdrucks auf den gegenüberliegenden Flächen des Arbeitskolbens 18. Durch den nun niedrigeren Druck in der Vakuumkammer 13 – im Gegensatz zum Druck in der Arbeitskammer 24, der nach wie vor über die Belüftungsbohrung auf den Druck im Hohlraum 5 ausgeglichen wird – wirkt nun effektiv eine Kraft auf den Arbeitskolben 18, die in Richtung der Drosselklappe 7 gerichtet ist. Diese (Druck)-Kraft wirkt der Kraft des Stellelements 14 entgegen. Das Kolbenelement 12, also auch der Regelkolben 19, bewegt sich folglich in Richtung der Drosselklappe 7. Dadurch vergrößert sich gleichzeitig der Regulierungsringspalt 6, wodurch die für die gesteigerte Motordrehzahl benötigte Ansaugluft in den Brennraum des Motors strömen kann.At an engine speed of about 1500 U / min is then, preferably by an electrical pulse from the engine control unit of the vehicle, the air cycle valve 21 closed. The vacuum chamber 13 This will make venturi hole except for the opening 15 sealed. By the flow of intake air in the Regulierungsringspalt 6 is due to the venturi effect in the venturi bore 15 creates a stable negative pressure, which is due to the piston rod 20 into the vacuum chamber 13 continues. In the vacuum chamber 13 Finally, a negative pressure of up to 0.5 bar is created. At the same time, however, the pressure in the rest of the housing increases 2 the suction element 1 , ie also between control pistons 19 and working pistons 18 , through which increasingly into the housing 2 inflowing air to about 0.8 to 0.9 bar. As a result, there is no balance of forces due to the same air pressure on the opposite surfaces of the working piston 18 , Due to the now lower pressure in the vacuum chamber 13 - in contrast to the pressure in the working chamber 24 That still remains over the vent hole to the pressure in the cavity 5 is balanced - now effectively acts a force on the working piston 18 in the direction of the throttle 7 is directed. This (pressure) force acts on the force of the control element 14 opposite. The piston element 12 So also the control piston 19 , thus moves in the direction of the throttle 7 , This simultaneously increases the Regulierungsringspalt 6 , whereby the required for the increased engine speed intake air can flow into the combustion chamber of the engine.
Die Kolbenflächen und die Kraft des Stellelements 14, beispielsweise eine Federkraft einer Feder, sind derweil vorzugsweise so ausgelegt, dass bereits bei einem Druckunterschied von 0,03–0,05 Bar zwischen dem Druck in der Vakuumkammer 13 (im Betrieb etwa 0,5 Bar) und dem Druck in der Arbeitskammer 25 (im Betrieb etwa 0,8–0,9 Bar) die Druck-Kraft die Kraft des Stellelements 14 übersteigt, so dass der Regelkolben 19 in Richtung der Drosselklappe 7 bewegt wird und sich gleichzeitig der Regulierungsringspalt 6 weiter verbreitert. Optional kann gleichzeitig mit einem Unterdruckbegrenzungsventil 22 sichergestellt werden, dass die Bewegung des Regelkolbens 19 stets linear zu der für die gewünschte Motordrehzahl benötigte Ansaugluftmenge bei gleichbleibend hoher Luftgeschwindigkeit verläuft.The piston surfaces and the force of the actuator 14 , For example, a spring force of a spring, are meanwhile preferably designed so that even at a pressure difference of 0.03-0.05 bar between the pressure in the vacuum chamber 13 (in operation about 0.5 bar) and the pressure in the working chamber 25 (in operation about 0.8-0.9 bar) the pressure force the force of the actuator 14 exceeds, so the control piston 19 in the direction of the throttle 7 is moved and at the same time the Regulierungsringspalt 6 widened further. Optionally can simultaneously with a vacuum relief valve 22 be sure that the movement of the control piston 19 always linearly to the required for the desired engine speed intake air flow at a consistently high air velocity.
Die Bewegung des Kolbenelements 12 und somit die Öffnung des Regulierungsringspalts 6 ist somit selbstreguliert. Gibt nämlich der Regelkolben 19 mehr Regulierungsringspalt 6 frei, so fällt am Regulierungsringspalt 6 sofort die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ab. Dadurch fällt auch sofort der Betrag des Unterdrucks in der Vakuumkammer 13 ab (d. h. der absolute Druck in der Vakuumkammer 13 erhöht sich) und die durch den Druckunterschied bezüglich der Arbeitskammer 25 erzeugte Kraft auf den Arbeitskolben 18 verringert sich. Die Kraft des Stellelements 14 drückt damit den Regelkolben 19 wenigstens etwas weiter in Richtung der Auslassöffnung 4, wodurch wiederum der Regulierungsringspalt 6 verengt wird. Dadurch erhöht sich nun aber wieder die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Regulierungsringspalt 6 und erzeugt erneut einen erhöhten Unterdruck (der absolute Druck in der Vakuumkammer 13 sinkt wieder). Dadurch findet eine Selbstregulierung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Regulierungsringspalt 6 statt.The movement of the piston element 12 and thus the opening of the regulation ring gap 6 is thus self-regulated. Is namely the control piston 19 more regulation ring gap 6 free, so falls at the Regulierungsringspalt 6 Immediately the flow rate of the intake air. As a result, immediately falls the amount of negative pressure in the vacuum chamber 13 (ie the absolute pressure in the vacuum chamber 13 increases) and by the pressure difference with respect to the working chamber 25 generated force on the working piston 18 decreases. The force of the control element 14 presses the control piston with it 19 at least slightly further towards the outlet opening 4 , which in turn causes the regulatory annulus 6 is narrowed. As a result, the flow velocity of the air in the regulating ring gap increases again 6 and again generates an increased negative pressure (the absolute pressure in the vacuum chamber 13 sinks again). This results in a self-regulation of the flow velocity of the air in the Regulierungsringspalt 6 instead of.
Optional kann ein Unterdruckbegrenzungsventil 22 bei einem Druck von unter etwa 0,5 Bar öffnen und somit atmosphärischen Druck in die Vakuumkamme 13 einlassen, bis der Unterdruck wieder über diesen Schwellenwert von etwa 0,5 Bar gestiegen ist.Optionally, a vacuum relief valve 22 open at a pressure of less than about 0.5 bar and thus atmospheric pressure in the vacuum chamber 13 allow the vacuum to rise above this threshold of about 0.5 bars again.
Durch die oben beschriebene Selbstregulierung des Ansaugelements 1 kann eine gleichmäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit bei ständig wechselnder Luftmenge erreicht werden. Das heißt, in diesem Fall wird die Luftmenge durch die Drosselklappe 7 erhöht und der Regulierungsringspalt 6 verbreitert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit abfällt. Gleichzeitig wird aber die Strömungsgeschwindigkeit durch die erhöhte Luftmenge erhöht. Dadurch bleibt die Strömungsgeschwindigkeit insgesamt konstant.By the above-described self-regulation of the suction 1 It is possible to achieve a consistently high flow rate with constantly changing air volume. That is, in this case, the amount of air through the throttle 7 increased and the regulatory annulus 6 widened, whereby the flow velocity drops. At the same time, however, the flow velocity is increased by the increased amount of air. As a result, the flow velocity remains constant overall.
Dies bringt beispielsweise Vorteile bei jedem Schaltvorgang im Fahrzeug, bei dem die Drosselklappe durch Gas wegnehmen geschlossen (angesaugte Luftmenge verringert) und ein Gang eingelegt wird. Im gesamten Ansaugelement 1 sinkt der Druck somit schlagartig auf 0,1 bis 0,2 Bar und der Regelkolben 19 fährt in seine tiefst-mögliche Stellung. Bei anschließender Beschleunigung des Fahrzeugs entsteht sofort eine max. Strömungsgeschwindigkeit im Regulierungsringspalt 6, was sofort volles Drehmoment im Anschluss an jeden Schaltvorgang bedeutet.This brings advantages, for example, with every gear change in the vehicle, in which the throttle valve is removed by closing the throttle (intake of air reduced) and a gear is engaged. In the entire intake 1 The pressure drops abruptly to 0.1 to 0.2 bar and the control piston 19 moves to its lowest possible position. In subsequent acceleration of the vehicle immediately creates a max. Flow velocity in the regulating ring gap 6 which immediately means full torque following each shift.
Das Ansaugelement 1 kann aber auch so ausgelegt werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit sich ändert oder einstellbar ist (zumindest mit Hilfe der Ventile 21, 22). Es ist hier anzumerken, dass die Dimensionen und geometrischen Gegebenheiten z. B. des Regelelements 10 und des Regulierungsringspalts 6 abhängig von der Art des Motors und der gewünschten Anwendung sind.The suction element 1 but can also be designed so that the flow rate changes or is adjustable (at least with the help of the valves 21 . 22 ). It should be noted here that the dimensions and geometrical conditions z. B. the rule element 10 and the regulatory ring gap 6 depending on the type of engine and the desired application.
Das Regelelement 10 kann insbesondere so ausgelegt werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit bis an die Selbstdrosselungsgrenze, das heißt die Schallgeschwindigkeit, gebracht wird. Das Regelelement kann insbesondere so ausgelegt werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit nahe oder auf die Schallgeschwindigkeit selbstreguliert wird. Dies hat den Vorteil, dass sich eine vom Einlassventil des Zylinders zurücklaufende Druckwelle (welche mit Schallgeschwindigkeit zurückläuft) optimal an der am Regulierungsringspalt 6 Schallgeschwindigkeit ausströmenden Luft stößt und dadurch nicht oder nur minimal in den Hohlraum 5 des Gehäuses 2 eintritt. Messungen haben gezeigt, dass sich, wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit auf die Schallgeschwindigkeit selbstreguliert wird, weniger Rückstände (Kraftstoff, CO2 etc.) im Hohlraum 5, insbesondere auf der Einlassseite nahe der Drosselklappe 7, ansammeln.The rule element 10 In particular, it can be designed so that the flow velocity is brought up to the self-throttling limit, that is to say the speed of sound. In particular, the control element can be designed such that the flow velocity is self-regulated close to or at the speed of sound. This has the advantage that a return from the inlet valve of the cylinder pressure wave (which runs back at the speed of sound) optimally at the Regulierungsringspalt 6 Sound velocity escaping air and thus does not or only minimally in the cavity 5 of the housing 2 entry. Measurements have shown that when the airflow velocity is self-regulated to the speed of sound, less residue (fuel, CO 2, etc.) in the cavity 5 , especially on the intake side near the throttle 7 , accumulate.
Umso gleichmäßiger die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist, umso besser ist außerdem die Verwirbelung von Luft und Kraftstoff und umso effektiver ist die Verbrennung des Gemischs im Brennraum. Dadurch wird sowohl die Effizienz des Motors gesteigert (der Kraftstoffverbrauch sinkt) als auch der Schadstoffausstoß merklich reduziert.The more uniform the flow rate of the intake air, the better the turbulence of air and fuel, and the more effective the combustion of the mixture in the combustion chamber. As a result, both the efficiency of the engine is increased (fuel consumption decreases) and the emissions significantly reduced.
6 zeigt – aufgetragen gegen die Zeit – mehrere Beschleunigung- bzw. Abbremszyklen, wie an der oszillierenden Kurve der Motordrehzahl B erkannt werden kann. Die Kurve C ist die Lambdakurve des Motors, gibt also das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft im Brennraum an. Die Kurve A zeigt die Öffnung der Drosselklappe 7. Für die Messung in 6 wurde die Drosselklappe 7 am Anfang geöffnet und am Ende wieder geschlossen. Die Beschleunigungszyklen des Motors wurden dazwischen durch Laständerung bei voll geöffneter Drosselklappe 7 erzeugt. Bei herkömmlichen Motoren folgt die Lambdakurve stark dem Verlauf der Beschleunigungszyklen (d. h. der Motordrehzahlkurve B) und es kommt insbesondere in Beschleunigungsphasen zu dem bekannten „Überfetten”, wie es in einem Stadtzyklus üblich ist. Dabei schlägt die Lambdakurve üblicherweise stark in Richtung eines höheren Kraftstoffanteils aus. Wie in 6 zu sehen ist, ist allerdings mit einem Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung die Lambdakurve nahezu konstant über den zeitlichen Verlauf, unabhängig von den Beschleunigungs- oder Bremszyklen. Dadurch können der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffausstoß merklich reduziert werden. 6 shows - plotted against time - several acceleration or Abbremszyklen, as can be seen on the oscillating curve of the engine speed B. The curve C is the lambda curve of the engine, thus indicating the relationship between fuel and air in the combustion chamber. The curve A shows the opening of the throttle 7 , For the measurement in 6 was the throttle 7 opened at the beginning and closed at the end. The acceleration cycles of the engine were interposed by load change with the throttle fully open 7 generated. In conventional engines, the lambda curve follows closely the course of the acceleration cycles (ie the engine speed curve B) and it comes in particular in acceleration phases to the known "greasing", as is usual in a city cycle. The lambda curve usually strongly suggests a higher fuel content. As in 6 can be seen, however, is with a suction 1 In the present invention, the lambda curve is almost constant over time, regardless of the acceleration or braking cycles. This can significantly reduce fuel consumption and emissions.
7 zeigt ebenso eine gegen die Zeit aufgetragene Lambdakurve C, diesmal nur für einen einzigen Beschleunigungszyklus (Motordrehzahl B) und einmalig geöffneter und geschlossener Drosselklappe 7 (Kurve A). Wiederum ist gut zu erkennen, dass die Lambdakurve nahezu konstant und ohne größere Ausschläge verläuft. Es ist dabei festzuhalten, dass sowohl die Messung aus 6 als auch die aus 7 bei einer unveränderten Einspritzzeit von Kraftstoff durchgeführt wurde. Es zeigt sich also, dass die vorliegende Erfindung zum Erreichen einer konstanten Lambdakurve C keinerlei Steuerung der Einspritzzeit benötigt. Die Verbrennung im Verbrennungsraum des Motors wird lediglich durch die Selbstregulierung der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft optimiert. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Zündzeitpunkt des Motors flexibler gewählt werden kann. 7 also shows a lambda curve C plotted against time, this time only for a single acceleration cycle (engine speed B) and once open and closed throttle 7 (Curve A). Again, it is easy to see that the Lambda curve is almost constant and without major rashes. It is important to note that both the measurement 6 as well as the 7 was carried out with an unchanged injection time of fuel. It thus turns out that the present invention does not require any control of the injection time in order to achieve a constant lambda curve C. The combustion in the combustion chamber of the engine is optimized only by the self-regulation of the flow rate of the intake air. Another advantage of the present invention is that the ignition timing of the engine can be chosen more flexibly.
Schließlich zeigt 8 das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit der Motordrehzahl. Die unterbrochene Kurve B zeigt dabei im Vergleich einen Motor mit einem herkömmlichen Ansaugrohr. Es zeigt sich der typische buckelförmige Verlauf, bei dem ein Fahrzeug erst ab einer bestimmten Motordrehzahl das ideale Drehmoment erzeugt. Die Kurve A zeigt denselben Motor, der allerdings nun mit dem Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Die gemessenen Werte von Drehmoment und Leistung eines solchen Motors liegen im Durchschnitt ca. 20% höher. Bereits ab niedrigsten Motordrehzahlen wird das ideale Drehmoment erzeugt, das Verhalten des Motors ist ähnlich einem Elektromotor.Finally shows 8th the torque of the engine as a function of the engine speed. The broken curve B shows a comparison with a motor with a conventional intake manifold. It shows the typical hump-shaped course, in which a vehicle generates the ideal torque only from a certain engine speed. The curve A shows the same engine, but now with the intake 1 equipped with the present invention. The measured values of torque and power of such a motor are on average about 20% higher. The ideal torque is generated right from the lowest engine speeds, and the behavior of the engine is similar to that of an electric motor.
Das Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung kann für einen Zylinder (Brennraum) eines Motors verwendet werden. Allerdings ist auch denkbar ein Ansaugelement für mehrere Zylinder zu gestalten. Die Luft für mehrere Zylinder wird dann gleichzeitig durch eine Drosselklappe gesteuert. Als Ansaugelement 1 wird von der vorliegenden Erfindung im Prinzip jedes Element verstanden, dass sich auf der Lufteinlassseite des Zylinders befindet und durch das Ansaugluft strömt. So muss das Ansaugelement 1 nicht zwangsläufig ein übliches Ansaugrohr ersetzen. Das Gehäuse 2 muss nicht nur vom Ansaugrohr, sondern kann auch von einem anderen Teil der Lufteinlassseite des Verbrennungsmotors gebildet werden. Beispielweise könnte das Regelelement 10 auch ein Teil eines Zylinderkopfes im Verbrennungsmotor sein, beispielweise im Einlasskanal des Zylinderkopfes angeordnet und fest mit diesem verbunden sein. In diesem Fall wird das Gehäuse 2 vom Einlasskanal des Zylinderkopfes gebildet.The suction element 1 The present invention can be applied to a cylinder (combustion chamber) of an engine. However, it is also conceivable to design a suction element for a plurality of cylinders. The air for several cylinders is then simultaneously controlled by a throttle. As a suction 1 In principle, the present invention is understood to mean any element that is located on the air inlet side of the cylinder and flows through the intake air. So must the intake 1 not necessarily replace a standard intake manifold. The housing 2 not only needs to be from the intake manifold, but can also be formed by another part of the air intake side of the internal combustion engine. For example, the rule element could 10 also be a part of a cylinder head in the internal combustion engine, for example, arranged in the inlet channel of the cylinder head and be firmly connected to this. In this case, the case becomes 2 formed by the inlet channel of the cylinder head.
Das Ansaugelement 1 der vorliegenden Erfindung kann auch in stationären Motoren, beispielweise Blockheizkraftwerken oder Biogasmotoren, zum Einsatz kommen. Das Regelelement 10 des Ansaugelements 1 kann dann die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft in den stationären Motoren zu Regulieren und beispielweise dazu ausgelegt sein, die Strömungsgeschwindigkeit durch Veränderung des Regulierungsringspalts 6 auf Veränderungen des atmosphärischen Drucks (z. B. klimatisch bedingte Änderungen) anzupassen.The suction element 1 The present invention can also be used in stationary engines, for example combined heat and power plants or biogas engines. The rule element 10 the suction element 1 can then regulate the flow rate of the intake air in the stationary motors and, for example, be adapted to the flow velocity by changing the Regulierungsringspalts 6 to adapt to changes in atmospheric pressure (eg climatic changes).