Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Ansauganlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine entstehen aufgrund eines variablen Luftdurchsatzes zu den einzelnen Zylindern im Zylinderkopf Luftschallgeräusche, die über den Behälter der Anlage und sonstige Bauteile nach außen weitergeleitet werden und eine akustische Komfortverschlechterung darstellen.
Aus der DE-C-37 42 057 ist eine Ansauganlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Behälter, Ansaugstutzen und mehreren Einzelsaugrohren sowie einem Luftreinigungssystem bekannt.
Aus der GB-A-162 934 ist es bei Auspuffschalldämpfern zur Schallverminderung bekannt, den Einlaßstutzen mit einem Führungsrohr ins Innere des Schalldämpfers zu verlängern.
Aus der EP 0 382 596 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Ansauganlage bekannt, die einen Ansaugstutzen und Einzelsaugrohre umfaßt und der Ansaugstutzen durch ein freistehend in den Behälter führendes Lüftungsrohr verlängert ist, das quer zu den Einzelsaugrohren verläuft und seine Mündungsöffnung in einer Mittelebene zwischen den Einzelsaugrohren angeordnet ist und die Mündungsöffnung die Einzelsaugrohre in zwei Gruppen aufteilt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Ansauganlage umfasst, in der eine Reduzierung von Luftschallgeräuschen bewirkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Zur Reduzierung von Luftschallgeräuschen ist im Behälter der Ansauganlage ein Luftführungsrohr vorgesehen, das eingangsseitig am Ansaugstutzen des Behälters befestigt ist und freiliegend in den Behälter hineinragt. Dieser Behälter gewährleistet eine verteilte Aufladung der Zylinder infolge der wesentlichen Trennung der Verbindungen durch das Volumen des Behälters. Andererseits führt die gegenseitige Unabhängigkeit des Welleneffekts in den Einzelsaugrohren der Zylinder zu einer schärferen Entwicklung der Gas-Resonanz-Schwingungen in jedem einzelnen Saugrohr.
Infolge der Asymmetrie der akustischen, vom Behälter erzeugten Belastungen, sind die Belastungen auf die Einzelsaugrohre der einzelnen Zylinder verschieden und es führt zu einer kleineren Nichtübereinstimmung der Resonanzfrequenz in den einzelnen Einzelsaugrohren. Deshalb werden die Resonanzschwingungen (auf ihrer Resonanzfrequenz), die in einem der Zylinder entstehen, nicht durch die Schwingungen gedämpft, die im Behälter durch die Einzelsaugrohre entstehen und sogar wenn die Anfangsimpulse von den Zylindern kompensiert sind; denn sie laufen in Gegenphase. Die zweite ungünstige Erscheinung ist mit der Erregung der ersten asymmetrischen Form der Gasschwingungen im Behälter verbunden. Regelmäßig liegt ihre Frequenz nahe zu einer Eigenfrequenz der Gasschwingung im Einzelsaugrohr, was zu einer intensiven Schallausstrahlung aus dem System führt, besonders auf den Frequenzen, die mit den ungeraden harmonischen der Hauptfrequenz des Ansaugprozesses übereinstimmen.
Zur Beseitigung dieser nachteiligen Erscheinung wird in den Behälter ein Luftführungsrohr eingesetzt, das koaxial zu einer Mittenachse mit der Mittenachse des Behälterraumes angeordnet und eingangsseitig im Ansaugstutzen des Behälters befestigt wird. Dieser verbindet den Behälter mit dem Luftzuführungs- und Luftreinigungssystem.
Die im Behälter vorgesehene Mündungsöffnung des Luftführungsrohres befindet sich in einer Ebene, die senkrecht zur Seitenwand des Behälters angeordnet ist und die einen etwa gleichen Abstand von den Mittenachsen der Einzelsaugrohre des zweiten und dritten Zylinders haben.
Das freie Ende des Luftführungsrohres ist teilweise perforiert und weist radiale Durchströmöffnungen auf.
Dieses Vorhandensein eines auf eine bestimmte Weise angeordneten Luftführungsrohres bewirkt, daß die akustische Belastung auf die Zylinder, die in einer Gegenphase arbeiten, symmetrisch ist und beseitigt die asymmetrische Erregung in den niedrigsten Frequenzen.
Außerdem befindet sich die Mündungsöffnung des Luftführungsrohres in der Nähe eines Knotens (Nulldurchgang) einer ersten Gaseigenschwingung des Behälters der Ansauganlage. Hierdurch wird auch bei einer Resonanzerregung verhindert, daß eine Übertragung der akustischen Energie durch das Luftführungsrohr in Richtung Einlaßmündung und dadurch an die Umgebung erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Die Brennkraftmaschine umfasst eine Ansauganlage mit einem Behälter 1, dessen Innenraum A über Einzelsaugrohre 2, 3, 4 und 5 an einen Zylinderkopf Z angeschlossen ist. Mit einem Ansaugstutzen 6 des Behälters 1 ist ein freiliegend in den Behälter hineinragendes Luftführungsrohr 7 verbunden, welches an eine Luftzuführanlage 8 (Drosselklappe) oder eine Luftreinigungsanlage 9 (Filter) angeschlossen ist.
Das Luftführungsrohr 7 ist eingangsseitig mit dem Ansaugstutzen 6 des Behälters 1 fest verbunden, wobei zwischen dem freien Ende des Stutzens 6 und der anschließenden Rohrleitung 10 die Drosselklappe 8 angeordnet ist. Stromab der Rohrleitung 10 ist ein Filter 9 vorgesehen.
Das Rohr 7 ist koaxial zum Behälter 1 angeordnet, d.h., die Mittenachse 11 des Behälters 1 entspricht der Mittenachse des Luftführungsrohres 7. Insbesondere erstreckt sich die Mündungsöffnung 12 des Rohres 7 etwa in einer Ebene X-X, welche senkrecht zu einer Seitenwand 13 des Behälters 1 verläuft. Diese Ebene X-X ist zwischen den mittleren Einzelsaugrohren 3 und 4 angeordnet und die Mündungsöffnung 12 ist in einem gleichen Abstand a zu den Mittenachsen 14, 15 der Einzelsaugrohre 3 und 4 für den zweiten und dritten Zylinder vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Mündungsöffnung 12 des Luftführungsrohres 7 im Bereich eines Knotens 16 (Nulldurchgang) einer ersten Gaseigenschwingung im Behälter 1 angeordnet, was in Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 2 näher zu erkennen ist. Durch diesen Knoten 16 verläuft wiederum die Ebene X-X.
Das freie Ende des Luftführungsrohres 7 ist, wie in Fig. 2 näher dargestellt, perforiert und weist zusätzlich zur Mündungsöffnung 14 radiale Durchströmöffnungen 26 in verschiedenen Konfigurationen auf. Diese Öffnungen 26 können über den Rohrumfang verteilt bzw. auch nur über bestimmte Umfangsbereiche sich erstreckend angeordnet sein.