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DE102008049019A1 - Saugrohr einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Saugrohr einer Brennkraftmaschine Download PDF

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DE102008049019A1
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DE
Germany
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flap
suction tube
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shaft
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DE102008049019A
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English (en)
Inventor
Holger Dr. Fries
Jens Kriete
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0268—Valves
    • F02B27/0273—Flap valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10301—Flexible, resilient, pivotally or movable parts; Membranes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Saugrohr (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Saugrohrkanal (11) und wenigstens einer in einem Saugrohrkanal (11) angeordneten Klappeneinheit zum wahlweisen Öffnen oder Schließen des Kanals (11), wobei die Klappeneinheit eine Klappenwelle (12) und wenigstens eine auf der Klappenwelle (12) drehfest angeordnete Klappe (14) aufweist, wobei zu jeder Klappe eine zylinderförmige Lagerbrille (16) vorgesehen ist, durch die die Klappenwelle (12) in radialer Richtung hindurchgreift und wobei die Klappe (14) innerhalb der Lagerbrille (16) angeordnet ist. Hierbei ist in einem Saugrohrkanal (11) mit Klappe (14) über einen vorbestimmten axialen Abschnitt des Saugrohrkanals (11) eine radiale Erweiterung (20) des Innendurchmessers des Saugrohrkanals (11) derart ausgebildet, dass ein Innendurchmesser der radialen Erweiterung (20) größer ist als ein Außendurchmesser der Lagerbrille (16), wobei in dieser Erweiterung (20) eine Klappe (14) mit Lagerbrille (16) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Lagerbrille (16) und der Innendurchmesser der radialen Erweiterung (20) derart ausgebildet sind, dass zwischen einem Außenumfang der Lagerbrille (16) und einem Innenumfang der radialen Erweiterung (20) ein Spalt (24) ausgebildet ist, wobei die Lagerbrille (16) den Saugrohrkanal (11) gegen den Spalt (24) abdichtet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Saugrohr einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Saugrohrkanal und wenigstens einer in einem Saugrohrkanal angeordneten Klappeneinheit zum wahlweisen Öffnen oder Schließen des Kanals, wobei die Klappeneinheit eine Klappenwelle und wenigstens eine auf der Klappenwelle drehfest angeordnete Klappe aufweist, wobei zu jeder Klappe eine zylinderförmige Lagerbrille vorgesehen ist, durch die die Klappenwelle in radialer Richtung hindurch greift und wobei die Klappe innerhalb der Lagerbrille angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei einer Klappe in einem Schaltsaugrohr einer Brennkraftmaschine muss ein entsprechend großer Spalt zwischen der Klappe und einer Wandung eines Saugrohrkanals vorgesehen sein, um ein Klemmen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Saugrohr und einer Klappenwelle in axialer Richtung zu verhindern. Dies führt jedoch zu unerwünschten Effekten, da in geschlossener Stellung der Klappe der entsprechende Kanal des Saugrohres aufgrund dieses Spaltes nicht vollständig geschlossen ist.
  • Aus der EP 1 092 854 B1 ist ein Einlassluftregler für eine Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappenanordnung bekannt, wobei die Drosselklappenanordnung in einem Drosselklappenkörperschlitz eines Einlasskanals der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dies soll eine einfache Montage bei gleichzeitig exakter Positionierung der Drosselklappenanordnung ermöglichen.
  • Aus der DE 195 04 382 A1 ist ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, welches einen ersten und einen zweiten Einlasskanal für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine aufweist. Der zweite Einlasskanal ist mit einer Klappenanordnung versehen und kann damit geschlossen bzw. geöffnet werden. Die Klappen aller zweiten Einlasskanäle sind auf einer gemeinsamen Stellwelle angeordnet. Eine Steuereinrichtung steuert die Klappenanordnung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klappeneinheit der o. g. Art hinsichtlich Montage und Herstellung kostengünstig zu gestalten, wobei gleichzeitig unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Saugrohr und Klappenwelle kompensiert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Saugrohr der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einem Saugrohr der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem Saugrohrkanal mit Klappe über einen vorbestimmten axialen Abschnitt des Saugrohrkanals eine radiale Erweiterung des Innendruchmessers des Saugrohrkanals derart ausgebildet ist, dass ein Innendruchmesser der radialen Erweiterung größer ist als ein Außendurchmesser der Lagerbrille, wobei in dieser Erweiterung eine Klappe mit Lagerbrille angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Lagerbrille und der Innendurchmesser der radialen Erweiterung derart ausgebildet sind, dass zwischen einem Außenumfang der Lagerbrille und einem Innenumfang der radialen Erweiterung ein Spalt ausgebildet ist, wobei die Lagerbrille den Saugrohrkanal gegen den Spalt abdichtet.
  • Dies hat den Vorteil, dass besonders niedrige Spaltmasse um die Klappe herum realisiert werden können, da unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Stellwelle und Saugrohr durch den Spalt um die Lagerbrille herum ausgeglichen werden. Die kleinen Spaltmasse zwischen Klappe und Lagerbrille verbessern die Abgasqualität bzw. reduzieren die Schadstoffkonzentration im Abgas.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerbrille auf der Klappenwelle drehbar bzgl. der Klappenwelle gelagert.
  • Zweckmäßigerweise sind die Lagerbrille und die Klappenwelle bzgl. des Saugrohres in axialer Richtung verschiebbar gelagert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht ein Innendurchmesser der Lagerbrille einem Außendurchmesser der Klappe bis auf einen Spalt, der die Beweglichkeit der Klappe innerhalb der Lagerbrille sicherstellt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klappeneinheit in Schnittansicht,
  • 2 in perspektivischer Darstellung und
  • 3 in einer Schnittansicht entlang Linie A-A von 1.
  • Die in den 1 bis 3 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Saugrohres 10 einer ansonsten nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine umfasst einen Saugrohrkanal 11 (3), eine Klappenwelle 12, eine auf der Klappenwelle 12 drehfest angeordnete Klappe 14 und eine zylinderförmige Lagerbrille 16, durch die die Klappenwelle 12 in radialer Richtung hindurch greift. Die Klappe 14 ist innerhalb der Lagerbrille 16 angeordnet. Die Lagerbrille 16 ist auf der Klappenwelle 12 in axialer Richtung bzgl. der Klappenwelle 12 verschiebbar gelagert, wie mit Pfeilen 18 angedeutet ist. Weiterhin ist die Lagerbrille 16 um die Klappenwelle 12 drehbar auf dieser gelagert.
  • Die Klappe 14 ist fest auf der Klappenwelle 12 beispielsweise mittels Montagespritzen aufgespritzt. Die Lagerbrille 16 ist in einer radialen Erweiterung 20 (1 und 3) des Innendurchmessers bzw. einer ovalen Vertiefung des Saugrohrkanals 11 angeordnet.
  • Bei der Festlegung des Spaltes 22 (1) zwischen dem Außenumfang der Klappe 14 und dem Innenumfang der Lagerbrille 16 kann ein Wärmedehnungsdelta zwischen Saugrohr 10 und Klappenwelle 12 vernachlässigt werden. Dies ermöglicht das Montagespritzen mit einem Klappenspalt 22 gegen Null. Beim Montagespritzen formt der Innendurchmesser der Lagerbrille 16 den Außendurchmesser der Klappe 12. Das Montagespritzen reduziert den Montageaufwand. Der Null-Spalt 22 verbessert die Abgasqualität.
  • Zwischen der Lagerbrille 16 und dem Innenumfang der radialen Erweiterung 20 ist ein Spalt 24 ausgebildet. Dieser Spalt 24 ist derart dimensioniert, dass bei einer unterschiedlichen thermischen Längenausdehnung von Stellwelle 12 und Saugrohr 10 in axialer Richtung bzgl. der Stellwelle 12 ein Anschlagen der Lagerbrille 16 an der Innenwand der radialen Erweiterung 20 vermieden ist. Mit anderen Worten lässt die radiale Erweiterung 20 bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung von Stellwelle 12 und Saugrohr 10 in axialer Richtung bzgl. der Stellwelle 12 eine Relativbewegung von der Kombination aus Klappe 14 und Lagerbrille 16 zum Saugrohr 10 zu. Dies gleicht die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Stellwelle 12 und Saugrohr 10 aus. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, dichtet die Lagerbrille 16 den Spalt 24 gegen den Saugrohrkanal 11 ab.
  • Zusammenfassend steht somit für beispielsweise ein Schaltsaugrohr eine kostengünstige Schalteinheit zur Verfügung, welche die unterschiedliche Wärmedehnung (Wärmedehnungsdelta) von Saugrohr 10 und Klappenwelle 12 kompensiert und geringe umlaufende Klappenspalte 22 innerhalb des Strömungsquerschnittes des Saugrohrkanals 11 ermöglicht.
  • Die Klappeneinheit aus Klappe 14 und Lagerbrille 16 kann als Schaltklappe für ein Schaltsaugrohr oder als Drosselklappe für ein Saugrohr jeweils einer Brennkraftmaschine dienen.
  • Innerhalb des Ovals 20 ist eine uneingeschränkte Relativbewegung zwischen Klappeneinheit bzw. Klappe/Lagerbrille 14, 16 und Saugrohr 10 möglich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1092854 B1 [0003]
    • - DE 19504382 A1 [0004]

Claims (4)

  1. Saugrohr (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Saugrohrkanal (11) und mindestens einer in einem Saugrohrkanal (11) angeordneten Klappeneinheit zum wahlweisen Öffnen oder Schließen des Kanals (11), wobei die Klappeneinheit eine Klappenwelle (12) und mindestens eine auf der Klappenwelle (12) drehfest angeordnete Klappe (14) aufweist, wobei eine zylinderförmige Lagerbrille (16) vorgesehen ist, durch die die Klappenwelle (12) in radialer Richtung hindurch greift und wobei die Klappe (14) innerhalb der Lagerbrille (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Saugrohrkanal (11) mit Klappe (14) über einen vorbestimmten axialen Abschnitt des Saugrohrkanals (11) eine radiale Erweiterung (20) des Innendruchmessers des Saugrohrkanals (11) derart ausgebildet ist, dass ein Innendruchmesser der radialen Erweiterung (20) größer ist als ein Außendurchmesser der Lagerbrille (16), wobei in dieser Erweiterung (20) eine Klappe (14) mit Lagerbrille (16) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Lagerbrille (16) und der Innendurchmesser der radialen Erweiterung (20) derart ausgebildet sind, dass zwischen einem Außenumfang der Lagerbrille (16) und einem Innenumfang der radialen Erweiterung (20) ein Spalt (24) ausgebildet ist, wobei die Lagerbrille (16) den Saugrohrkanal (11) gegen den Spalt (24) abdichtet.
  2. Klappeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrille (16) auf der Klappenwelle (12) drehbar bzgl. der Klappenwelle (12) gelagert ist.
  3. Klappeneinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrille (16) und die Klappenwelle (12) bzgl. des Saugrohres in axialer Richtung (19) verschiebbar gelagert sind.
  4. Klappeneinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser der Lagerbrille (16) einem Außendurchmesser der Klappe (14) bis auf einen Spalt, der die Beweglichkeit der Klappe (14) innerhalb der Lagerbrille (16) sicherstellt, entspricht.
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