DE10346763A1 - Saugmodul insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Saugrohrmodul insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt mit wenigstens zwei Ansaugkanälen und jeweils einem Schließmittel in einem Ansaugkanal zur Beeinflussung eines Durchflussquerschnittes. Jedes Schließmittel ist von einem Aktuator betätigbar. Die Schließmittel sind jeweils um eine Drehachse drehbar, die Drehachsen der Schließmittel sind parallel zueinander ausgerichtet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Saugmodul insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt mit wenigstens zwei Ansaugkanälen und einem Schließmittel in einem Ansaugkanal zur Beeinflussung des Durchflussquerschnittes.
• Ein derartiges Saugmodul ist zum Beispiel aus der US 4823748 bekannt. Dieses Dokument offenbart eine Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Ansaugkanälen, wobei jeweils ein Schließmittel in einem der Ansaugkanäle zur Beeinflussung eines Durchflussquerschnittes vorgesehen ist. Diese Schließmittel werden von einem gemeinsamen Betätigungsmittel über Kupplungsmittel angesteuert. Ein Toleranzausgleich zwischen Betätigungsmittel und Schließmittel wird über einen elastischen Bereich erreicht, wobei die Elastizität durch gesonderte elastische Bauteile erzeugt wird. Die Verwendung der elastischen Bauteile hat den Nachteil, dass ein zusätzlicher Konstruktions- und Montageaufwand entsteht. Hierdurch leidet die Wirtschaftlichkeit der vorgeschlagenen Lösung.
• Es ist weiterhin aus der EP 968360 ein Saugmodul bekannt, bei welchem wenigstens zwei Schließmittel von gemeinsamen Betätigungsmitteln über Kupplungsmittel betätigbar sind, wobei die Kupplungsmittel für einen Toleranzausgleich zwischen Betätigungsmittel und Schließmittel wenigstens einen elastischen Bereich aufweisen. Der elastische Bereich kann beispielsweise eine Materialschwächung, vorzugsweise eine Materialverdünnung sein. Durch diese Maßnahme wird ein Toleranzausgleich zwischen den einzelnen Betätigungsmitteln bewirkt, allerdings ist ein Schaltgestänge für diesen Aufbau erforderlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugmodul zu schaffen, welches in jedem Ansaugkanal ein Schließmittel aufweist, wobei die Schließmittel unabhängig voneinander und damit auch lagetolerant betätigbar sind.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht.
• Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Schließmittel unabhänging voneinander gesteuert werden können und die Drehachsen derart angeordnet sind, dass die Betätigungsmittel sich insbesondere bei einer platzsparenden Anordnung nicht gegenseitig behindern, sondern oberhalb des jeweiligen Ansaugkanals angeflanscht werden können. In einer vorteilhaften Ausgehschaltung der Erfindung ist jedes Betätigungsmittel ein eigenständiger Aktuator, ein solcher Aktuator kann beispielsweise ein Elektromotor, ein Schrittmotor, ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb sein. Gerade bei dem Schalten einer Klappe oder eines Schließmittels haben sich schnell schaltende Schrittmotoren bewährt.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Querschnitt des Ansaugkanals im Bereich des Schließmittels sehr schlank gestaltet, d.h. derart dass das Schließmittel ein geringes Massenträgheitsmoment besitzt. Dies wird dadurch erziehlt, dass der Querschnitt beispielsweise oval gestaltet ist und die Drehachse des Schließmittels längs der ovalen Ausrichtung verläuft. Es besteht aber auch die Möglichkeit den Querschnitt rechteckförmig auszubilden, wobei die Drehachse entlang der längeren Seite des Rechteckes verläuft und zentrisch angeordnet ist. Auch dieser Aufbau besitzt ein geringes Massenträgheitsmoment. Bei einem Saugmodul für eine Brennkraftmaschine werden üblicherweise die Kanäle parallel geschlossen oder geöffnet, deshalb ist es zweckmäßig und von Vorteil, wenn die Schließmittel im wesentlichen die gleiche Stellung einnehmen, wobei die Kanäle bevorzugt offen oder geschlossen sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Kanäle Zwischenstellungen einnehmen können.
• Vorteile der Erfindung
• Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
• Zeichnung
• Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen
• 1 die schematische Darstellung eines Saugmoduls für eine Brennkraftmaschine,
• 2 eine Detaildarstellung eines Ansaugrohres,
• 3 eine weitere Detaildarstellung eines Ansaugrohres,
• 4 die Innenansicht des in 3 gezeigten Ansaugrohres mit einer geöffneten Schaltklappe.
• Beschreibung der Ausführungsbeispiele
• Das Saugmodul 10, gemäß 1, zeigt schemathisch für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine Ansaugrohre mit Klappen zur Luftdurchflussregelung. Es handelt sich hierbei um schnellschaltende Klappen zur Impulsaufladung. Dieses Saugmodul 10 besteht aus einem Sammelraum 11, der mit einer Öffnung 12 versehen ist und von dem sich vier Saugrohre 13, 14, 15, 16 zu einem hier ebenfalls nur schemathisch angedeuteten Zylinderkopf 17 einer Brennkraftmaschine führt. Die Saugrohre 13-16 verlaufen im wesentlichen parallel und sind jeweils mit einer Schaltklappe 18, 19, 20, 21 bestückt, die Schaltklappen 18-21 werden von jeweils einem Aktuator 22, 23, 24, 25 geöffnet oder geschlossen. Der Aktuator bildet mit der jeweiligen Schaltklappe und der Schaltklappenwelle ein Modul, welches an das jeweilige Saugrohr anflanschbar ist. Die über die Öffnung 12 einströmende Ansaugluft verteilt sich im Sammelraum 11 und strömt je nach Bedarf über die Saugrohre 13-16 zu den einzelnen Zylindern einer Brennkraftmaschine. Für die Impulsaufladung der Brennkraftmaschine werden die Schaltklappen 18-21 zyklisch und synchron zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine geschlossen, beziehungsweise geöffnet. Die hohe Schaltgeschwindigkeit wird durch entsprechende Aktuatoren erzeugt. Sofern als Aktuator ein Elektromotor verwendet wird, erfolgt die Ansteuerung über das Motormanagement der Brennstoffmaschine. Der dargestellte Aufbau ist insbesondere dort von Vorteil, wo die Saugrohre sehr eng nebeneinander liegen und die Klappenaktuatorik zwischen den einzelnen Schwingrohren nicht angeordnet werden kann. In der Darstellung sind die Aktuatoren oberhalb des jeweiligen Schwingsaugrohres angeordnet, selbstver ständlich besteht auch die Möglichkeit die Aktuatoren unterhalb des jeweiligen Saugrohres anzuordnen.
• 2 zeigt in einer Detaildarstellung ein Saugrohr 13, dieses weist ausgehend von dem hier nicht dargestellten Sammelraum 11 einen ovalen Querschnitt 26 auf, der ovale Querschnitt ist eben so im Bereich des Zylinderkopfes vorgesehen. Im Bereich der Schaltklappe 18, die mit ihrer Schaltwelle 27 in dem Saugrohr 13 befestigt ist, ist der Querschnitt derart gestaltet, dass die Schaltklappe eine geringe Breite und gleichzeitig eine große achsiale Länge aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Schaltklappe 18 ein geriges Massenträgheitsmoment besitzt. Die für die Luft zur Verfügung stehende Querschnittsfläche bleibt ausgehend von dem Eintritt 26 in das Saugrohr, bis hin zum Austritt unverändert.
• 3 zeigt den Querschnittsverlauf eines Saugrohres 13 mit einer geschlossenen Schaltklappe 18 (wie in 2 dargestellt). Aus dieser Figur ist deutlich die krümmungsgünstige Querschnittsänderung des jeweiligen Saugrohres zu erkennen. 4 zeigt eine Ansicht der Schaltklappe 18 ausgehend von der Öffnung 28 des Saugrohres 13 am Zylinderkopf. Die Schaltklappe befindet sich in der Offenstellung an der Schaltklappenwelle 27 kann ein Aktuator angeflanscht werden. Die Schaltklappe 18 ist ebenso wie das gesamte Saugrohr strömungsgünstig gestaltet, so dass im geöffneten Zustand Strömungsverluste weitgehend vermieden werden.
• Es besteht auch die Möglichkeit, die Drehachsen der Schließmittel, welche in den Zeichnungen grundsätzlich parallel zueinander verlaufend dargestellt sind, so anzuordnen, dass jeweils zwei Drehachsen parallel zueinander verlaufen und sich die jeweils zwei Achsen unter einem Winkel zu den zwei weiteren oder zu weiteren Achsen angeordnet sind. Besondere Einbauverhältnisse können einen solchen Winkelversatz erforderlich machen.

Claims (6)

1. Saugmodul, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einem Ansaugtrakt mit wenigstens zwei Ansaugkanälen und jeweils einem Schließmittel in einem Ansaugkanal zur Beeinflussung eines Durchflussquerschnittes, wobei jedes Schließmittel von einem Betätigungsmittel betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließmittel um jeweils eine Drehachse drehbar sind und wenigstens zwei Drehachsen der Schließmittel parallel zueinander ausgerichtet sind.
2. Saugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungsmittel ein eigenständiger Aktuator ist, der unmittelbar auf der Drehachse angeordnet ist.
3. Saugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Ansaugkanals im Bereich des Schließmittels derart ausgestaltet ist, dass das Schließmittel ein geringes Massenträgheitsmoment besitzt.
4. Saugmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt im Bereich des Schließmittels oval gestaltet ist und die Drehachse des Schließmittels längs der ovalen Ausrichtung verläuft.
5. Saugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schließmittel im Wesentlichen die gleiche Stellung einnehmen, wobei insbesondere zwei Stellungen vorgesehen sind, vorzugsweise mit einer Geschlossen- und einer Offenstellung, die jeweils durch Anschläge bestimmt sind.
6. Saugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließmittel im Spritzgießverfahren aus Kunstoff gefertigt sind, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunstoff.