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Luftansauganlage - Dokument DE3832195C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3832195C2 01.07.1993
Titel Luftansauganlage
Anmelder Adam Opel AG, 6090 Rüsselsheim, DE
Erfinder Snitil, Bernhard, Dipl.-Ing. (TH), 6104 Seeheim-Jugenheim, DE
DE-Anmeldedatum 22.09.1988
DE-Aktenzeichen 3832195
Offenlegungstag 05.04.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.07.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.1993
IPC-Hauptklasse F02M 35/14

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Luftansauganlage dieser Art ist mit DE-GM 17 02 615 beschrieben.

Bei Ansauganlagen dieser Art ist es erforderlich, diese so zu gestalten, daß unerwünscht starke Ansauggeräusche vermieden werden, sie gleichzeitig aber auch wenig Volumen beanspruchen. Die akustische Wirkung ist aber bei derartigen Anlagen in hohem Maße vom Volumen und der Form der Vorkammer abhängig. So wird nach DE-GM 17 02 615 für das Volumen einer Vorkammer mindestens das Fünffache eines Motorzylindervolumens gefordert.

Das somit erforderliche große Volumen der Luftansauganlage verhindert so oftmals aus Platzgründen eine Anwendung in Kraftfahrzeugen.

Eine weitere in der Praxis bekannte Maßnahme zur Verminderung der Ansauggeräusche bei Ansauganlagen besteht darin, den Einlaßquerschnitt des Ansaugstutzens zu verringern. Eine solche Maßnahme führt jedoch zu einem Drehmoment- und Leistungsverlust.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansauganlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Verminderung der Ansauggeräusche ohne Leistungsund Drehmomentverlust eintritt und ohne daß dadurch in einem Kraftfahrzeug Platzprobleme entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorkammer die Form einer Flasche hat, deren Flaschenhals dem Boden gegenüberliegt und das Einlaufstück bildet.

Durch diese sehr einfache Gestaltung läßt sich überraschenderweise das Ansauggeräusch deutlich vermindern, ohne daß das Drehmoment und die Leistung der Brennkraftmaschine abnehmen. Die flaschenförmige Vorkammer ist kostengünstig herstellbar und vor allem bei Kraftfahrzeugen mit quer eingebautem Motor und Pilzluftfilter vom Platz her problemlos einzubauen, da hierbei zwischen Motor und Kühler der erforderliche Platz zur Verfügung steht.

Eine ganz besonders deutliche Verminderung des Ansauggeräusches ergibt sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der freie Querschnitt der Ansaugöffnung des Ansaugstutzens gegenüber der Ansaugöffnung einer Luftansauganlage ohne Vorkammer reduziert und die damit verbundene Leistungsminderung durch entsprechende Bemessung des Volumens der Vorkammer kompensiert oder überkompensiert ist. Diese Verminderung des freien Querschnittes führt normalerweise zu einer Leistungs- und Drehmomentverminderung. Durch die erfindungsgemäße Vorkammer wird dieser Effekt jedoch überkompensiert, so daß sich tatsächlich eine Erhöhung des maximal möglichen Drehmomentes und der Motorleistung ergibt.

Ganz besonders wirkungsvoll und kostenmäßig günstig herstellbar ist die erfindungsgemäße Luftansauganlage, wenn die Vorkammer die Form einer handelsüblichen Laborflasche aus Kunststoff hat.

Das Volumen der Vorkammer ist für die Brennkraftmaschine eines Personenwagens mittlerer Leistung optimal, wenn es etwa zwei- bis dreimal so groß wie das Hubraumvolumen ist.

Die Strömungsverluste in der Luftansauganlage sind besonders gering und eine Geräuschbildung im Bereich der Ansaugöffnung wird vermieden, wenn auf dem Flaschenhals ein Einlaufstück mit einem sich nach außen hin erweiternden Einlauftrichter aufgesetzt ist.

Besonders wirkungsvoll ist der Einlauftrichter gestaltet, wenn er sich zum Flaschenhals hin im Querschnitt etwa kreisförmig verjüngt.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigt die

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ansauganlage,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 gekennzeichneten, vorderen Bereich einer Vorkammer der Ansauganlage,

Fig. 3 ein Diagramm, welches für verschiedene Ansauganlagen die Abhängigkeit des Ansauggeräusches von der angesaugten Luftmenge bzw. der Motordrehzahl und damit von der Motorleistung wiedergibt.

Die Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein Luftfilter 1, welches die Form eines Pilzkopfes hat. Von diesem Luftfilter 1 führt ein Stutzen 2 zu einem üblichen Luftmengenmesser 3 und von dort ein als Schnorchel ausgebildeter Ansaugstutzen 4 zu einer flaschenförmigen Vorkammer 5. Diese Vorkammer 5 hat einen Boden 6, in den der Ansaugstutzen 4 mündet. Auf der dem Boden 6 gegenüberliegenden Seite hat die Vorkammer 5 einen Flaschenhals 7, auf den ein Einlaufstück 8 gesetzt ist. Das Volumen der Vorkammer liegt zwischen etwa 1 und 5 Liter.

Die Fig. 2 verdeutlicht die Gestaltung des Einlaufstückes 8. Zu erkennen ist, daß dieses einen Einlauftrichter 9 hat, der sich ausgehend von der Vorderkante des Flaschenhalses 7 im Querschnitt kreisförmig erweitert.

In dem Diagramm gemäß Fig. 3 ist für verschiedene Luftansauganlagen das Ansaugmündungsgeräusch über der Drehzahl des Motors als Analogie zur angesaugten Luftmenge aufgetragen. Gemessen wurde das Geräusch jeweils in 10 cm Abstand und 45 Grad vor dem Einlauftrichter 9. Die mit einer dicken, durchgezogenen Linie wiedergegebene Kurve 10 zeigt die Verhältnisse bei einer Ansauganlage ohne die erfindungsgemäße Vorkammer. Die darunter verlaufende, gestrichelte Kurve 11 gilt für eine Ansauganlage, bei der die Vorkammer 5 ein Volumen von 1 l hat und der freie Querschnitt der Ansaugöffnung des Ansaugstutzens 4 gegenüber dem üblichen Querschnitt eines Ansaugstutzens um etwa 60% reduziert wurde. Man erkennt, daß die Geräuschentwicklung über den gesamten Bereich geringer ist.

Die Ansauganlage nach der Kurve 12 unterscheidet sich von der nach der Kurve 11 dadurch, daß ein Vorkammervolumen von 2 l gewählt wurde. Es ergibt sich wiederum über den gesamten Bereich eine Verminderung der Geräuschentwicklung, wobei diese bei höheren Ansaugleistungen stärker ausfällt als bei der Kurve 11.

Die Kurven 13 und 14 gelten für eine Ansauganlage mit einem Vorkammervolumen von 3 bzw. 5 Litern. Während die Kurve 13 in den meisten Bereichen noch unter der Kurve 11 für eine Sauganlage ohne Vorkammer liegt, übersteigt die Kurve 14 bei geringen Ansaugleistungen die Kurve 10 deutlich. Man erkennt somit, daß größere Vorkammervolumina keinen Fortschritt mehr bringen.

Durchgeführte Drehmomentmessungen für unterschiedliche Ansaugleistungen zeigten, daß ein Vorkammervolumen von 3 l und 5 l das Drehmoment entweder nicht beeinflußten oder aber bei Drehzahlen von 2000 pro Minute sogar zu einem Drehmomentzuwachs führten. Auch kleinere Vorkammervolumina führten dazu, daß das Drehmoment geringer absank als bei Ansauganlagen ohne Vorkammer, jedoch mit gleichem Ansaugquerschnitt.


Anspruch[de]
  1. 1. Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine, wobei die Luftansauganlage eine mit einem Einlaufstück (8) versehene Vorkammer (5) hat, in deren Boden (6) ein zum Luftfilter (1) führender Ansaugstutzen (4) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) die Form einer Flasche hat, deren Flaschenhals (7) dem Boden (6) gegenüberliegt und das Einlaufstück (8) bildet.
  2. 2. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Ansaugöffnung des Ansaugstutzens (4) gegenüber der Ansaugöffnung einer Luftansauganlage ohne Vorkammer reduziert und die damit verbundene Leistungsminderung durch entsprechende Bemessung des Volumens der Vorkammer (5) kompensiert oder überkompensiert ist.
  3. 3. Luftansauganlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) die Form einer handelsüblichen Laborflasche aus Kunststoff hat.
  4. 4. Luftansauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) in ihrem Volumen etwa zwei- bis dreimal so groß wie das Hubraumvolumen der Brennkraftmaschine ist.
  5. 5. Luftansauganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Flaschenhals (7) ein Einlaufstück (8) mit einem sich nach außen hin erweiternden Einlauftrichter (9) aufgesetzt ist.
  6. 6. Luftansauganlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) sich zum Flaschenhals (7) hin im Querschnitt etwa kreisförmig verjüngt.






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