具有长度可变的吸气管的吸气设备

摘要

本发明涉及一种用于机动车的吸气设备(10)，其包括至少一个将进气道(13，15)包围的、有效吸气管长度能够变化的吸气管(12，14)，该吸气管包括一个沿着管轴线(RA12，RA14)延伸的管配置组件(16)，该管配置组件具有位于第一轴向位置上的第一开口(20)，该吸气设备的特征在于：管配置组件(16)在与第一轴向位置保持轴向间距远离的第二轴向位置上具有第二开口(22)和吸气设备(10)另外具有一个封闭设备(32)，该封闭设备能够在它将第二开口(22)封闭的关闭位置与能够将吸入的空气从吸气管(12，14)的外部环境中通过第二开口(22)吸入进气道(13，15)内的打开位置之间运动，使得第二开口(22)根据封闭设备(32)的位置构成吸气管(12，14)的一个临时的开口。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的吸气设备，其包括至少一个将进气道包围的、有效吸气管长度能够变化的吸气管，该吸气管包括一个沿着管轴线延伸的管配置组件，该管配置组件具有位于第一轴向位置上的第一开口。

背景技术

例如由DE1576022A公知了一种这种类型的吸气设备。DE3630488A1也示出一种具有权利要求1的前序部分的所有特征的吸气设备。

两篇所述公开文献分别示出一种吸气设备，在该吸气设备中吸气管的流体力学的有效长度可以根据常规地与众所周知的吸气设备共同作用的内燃发动机的转数变化。其中证明为有益的是：随着内燃发动机的转数的上升而缩短或随着转数的下降而延长吸气管的或一般进气管的流体力学的有效长度。

由引用的现有技术的公开文献而为众所周知吸气设备显示出缺点或使研究它们的中等专业人员面临技术上的困难：

首先，与众所周知的吸气设备的流体力学的有效吸气管长度一起其结构长度也发生变化，因而为了众所周知的进气管的结构长度的变化必须在机动车的发动机舱内根据最大的、出现的进气管长度提供充分的结构空间。这通常是在低马达转数时出现的进气管的长度。然而在内燃发动机的运行中进气管的长度在运行时间的大部分以上不是最大的长度，而是根据通常在运行中出现的中间到高的转数为一个相对最大长度缩短的长度。因此在发动机舱内提供的结构空间未有效地得到充分利用。

其次，上面引用的公开文献表明由于管配置组件或管道配置组件(Leitungsanordnung)的彼此相对的相对位移进气管的随着附属的内燃发动机的转数可连续变化的长度。这个通过直线位移导致的无级连续的长度变化虽然在理论上使为内燃发动机的每个转数调节一个进气管的最佳长度成为可能。然而实际上无级连续的直线可移动性导致由第一和同轴的第二管配置组件共同覆盖的吸气管的轴向部段内的密封性问题，因而由于在不密封的吸气管区域上进入吸气管内的渗入空气的原因可能降低或者完全使理论上最佳调整的进气管长度的正面效果荡然无存。

除了上面由现有技术而为众所周知的、具有由第一和第二管配置组件彼此相对的轴向相对位移导致的吸气管的直线长度变化的方案之外，通过吸气管组件的彼此相对的相对旋转可以改变有效进气管长度的方案也是众所周知的。

然而在进气管长度旋转可变的情况中同样在可相对彼此扭转的管组件的连接位置上出现密封性问题。另外，管组件或管配置组件的相对旋转导致气流路径的变化，特别是与各个运行位置相关地导致该气流路径的不同程度的转向。这一点可能在不同的运行状态中导致可旋转改变长度的吸气管内的不同的流量损失。

发明内容

因此本发明的目的在于，如下地进一步发展一种这种类型的吸气设备，即可以相对现有技术提高第一与第二管配置组件之间的连接位置上的密封性并且同时可以通过本发明的吸气设备尽可能有效地利用机动车内可供使用的结构空间。

根据本发明，这个目的通过文首述及类型的吸气设备得以实现，在该吸气设备中管配置组件在与第一轴向位置保持轴向间距远离的第二轴向位置上具有第二开口和在该吸气设备中吸气设备另外具有一个封闭设备，该封闭设备能够在它将第二开口封闭的关闭位置与能够将吸入的空气从吸气管的外部环境中通过第二开口吸入进气道内的打开位置之间运动，使得第二开口根据封闭设备的位置构成吸气管的一个临时的开口。

通常第二开口位于第一开口的下游。

通过将与第一开口，优选在下游，保持间距设置的第二开口设置在管配置组件上可以通过打开和关闭第二开口改变吸气管的流体力学的有效长度，而不必为此移动同样具有第一开口的管配置组件。通过封闭设备相对管配置组件的相对运动可以选择地打开或关闭第二开口，因而可以不是如在现有技术中那样通过一个可伸缩的吸气管，而是通过在一个与第一吸入口不同的轴向位置上临时提供一个附加的吸入口导致吸气管长度的流体力学的有效变化。

另外，由于根据本发明选择的、通过可选择地打开和关闭的第二开口导致的吸气管的长度变动的原因，与在需旋转导致的长度变动的情况中不同可以避免在长度可变的吸气管的不同的运行位置中吸入的空气的不同的流动导向。

原则上封闭设备可以是任意的设备，例如一个可摆动的翻盖或一个可直线运动的隔板。例如封闭设备可以通过将挡盖从管配置组件上抬起打开和通过将同一个挡盖放置在管配置组件上关闭第二开口。其中抬起运动和放置运动可以是一个基于管轴线的径向运动或者与径向运动部件一起的运动。

可以通过如下方式获得在有益地微小的结构空间的同时特别可靠的和可良好密封的实施方式：具有第一和第二开口的管配置组件为第一管配置组件，和封闭设备具有关于第一管配置组件同轴地和沿着管轴线能够移动地设置的第二管配置组件，该管配置组件能够在关闭位置与打开位置之间移动，其中吸气管包括第一和第二管配置组件。两个管配置组件的具有在这些管配置组件之间沿着管轴线的轴向可相对移动性的同轴设置的作用正是在于与第一和第二管配置组件的彼此相对的各个相对位置无关的小的结构空间需求。这样第二管配置组件可以在关闭位置中覆盖第二开口，而在打开位置中不覆盖。

为了将可能需密封的间隙保持得很小，优选第二管配置组件可移动地设置在第一管配置组件上。

下面例如借助具有两个可轴向地，即沿着共同的管轴线彼此相对移动的管配置组件的优选的实施方式对本发明加以说明。因此文首述及的管配置组件在下文中始终称为“第一管配置组件”。然而同时应该始终注意的是：代替相对第一管配置组件可轴向地在打开位置与关闭位置之间移动的第二管配置组件可以设置一个可任意在打开位置与关闭位置之间运动的封闭设备。

在与第一管配置组件的长度相比相应地选择第二管配置组件的长度时，可以由此改变本发明的吸气设备的吸气管的流体力学的有效长度，而无须为此总体上改变吸气管的或吸气设备的尺寸。因此可以比在现有技术中更加有效地充分利用结构空间。

虽然第二管配置组件在它的运行位置之一中可以轴向地超出第一管配置组件伸出，使得在此处讨论的本发明的吸气设备中也能够根据第二管配置组件相对第一管配置组件的运行位置微微改变吸气管的结构上的总长度。然而优选通过第二管配置组件相对第一管配置组件的相对位移只改变吸气管的流体力学的有效长度，而吸气管的结构上的长度则不受第二管配置组件的位置的影响。

原则上可以考虑：根据与吸气设备共同作用的内燃发动机的转数使第二管配置组件连续地在打开位置与关闭位置之间移动。结果然后是：第二开口的开口面积可以根据第二管配置组件相对第一管配置组件的运行位置变化。然而为了实现第一与第二管配置组件之间的连接位置的尽可能良好的密封性优选：第二管配置组件可以无中间位置地只能在打开位置与关闭位置之间移动。由此第二管配置组件相对第一管配置组件优选只有两个不连续的运行位置，即打开位置和关闭位置。这一点允许在第一与第二管配置组件之间仅仅如此地设置密封件，即它们当第二管配置组件位于关闭位置中时有效。与在现有技术中众所周知的可连续直线移动的、在整个移动行程上要求第一与第二管配置组件之间的密封的管配置组件不同，本发明的吸气设备的吸气管不需要在所述相对位置以外有效的密封件。然后，即当第二管配置组件为了通流在打开位置中仅仅开启第二开口，而无需封闭第一开口时，在移入打开位置中的第二管配置组件的情况中渗入空气基本上不可能进入。

因此优选第二管配置组件为了通流在它的打开位置中开启第二开口，而无需部分地或完全地封闭第一开口。

出于上述原因优选：只在第二管配置组件的关闭位置中实施对存在于第一与第二管配置组件之间的间隙，特别是环状间隙的密封。

优选密封件设置在第一管配置组件上并保持在那里，因而第二管配置组件也可以相对密封件轴向移动。然而这一点并非必须如此。

优选第二管配置组件在一个在第二管配置组件从关闭位置到打开位置的滑移运动时处于前面的轴向密封区域内具有与另一个在所述滑移运动时处于后面的轴向密封区域不同的尺寸。通过这种方式可以实现：处于前面的轴向密封区域在从关闭位置到打开位置的滑移运动时尽可能早地从一个具有设置在第一管配置组件上的密封部段的接触点中脱离并且第二管配置组件的处于后面的轴向区域由于它的不同的尺寸可以在与配属给处于前面的密封区域的密封件无触碰的情况下移动。同样处于后面的轴向密封区域在从关闭位置到打开位置的位移时可以尽可能早地脱离在第一管配置组件上配属给它的密封部段。

结果由此可能的是：只有当第二管配置组件位于它的关闭位置中或一个距该关闭位置很近的轴向位置中时，在第一或第二管配置组件上轴向地设置在第二开口的两侧的密封然后才与各另外的管配置组件触碰。结果是，不仅可以在关闭位置中实现很好的密封效果，而且还可以实现参与的密封的很高的使用寿命。

为了进一步保护设置在第一与第二管配置组件之间的密封件优选：第二管配置组件相对第一管配置组件不能旋转地设置在这个管配置组件上。为此可以在第一管配置组件上设置轴向导向件，这些轴向导向件与第二管配置组件的配合轴向导向件如下地共同作用，特别是形状锁合地共同作用，即允许第一管配置组件与第二管配置组件的轴向相对运动，而防止沿着圆周方向围绕共同的管轴线的相对运动。

原则上第二管配置组件可以径向地设置在第一管配置组件之内或径向地设置在第一管配置组件之外。然而为了提供第二管配置组件相对第一管配置组件和相对其与第二管配置组件的联接的运动驱动，为了避免第一管配置组件的故障优选：第二管配置组件将第一管配置组件在径向外部包围。

于是如下地优选上述第二管配置组件的不同的密封尺寸的情况：处于前面的密封部段的净宽小于处于后面的密封部段的净宽。

为了尽可能有效地充分利用机动车内已有的结构空间优选：第一管配置组件将第二管配置组件在后者位于关闭位置中时然后轴向地至少在第一开口的一侧超出，优选轴向地在两侧超出。

作为可选或优选作为补充，可以出于同样的理由规定：第一管配置组件将第二管配置组件在后者位于打开位置中时然后轴向地至少在第一开口的一侧超出，优选轴向地在两侧超出。虽然第一开口可以由第一管配置组件的壁内的一个窗口状的切口构成，然而优选规定：第一开口由第一管配置组件的纵向端部构成。为了更加容易地沿着管轴线的方向导入空气或为了更加容易地喷射燃料，第一管配置组件的具有第一开口的纵向端部可以向着纵向端部的轴向方向漏斗状地扩大。

根据本发明，当第二开口为了通流通过第二管配置组件移入它的打开位置开启时，不需然后封闭第一开口。

因此优选第一开口为吸气管的持续开口，通过该持续开口能够以吸气管的外部环境为出发点与第二管配置组件的位置无关地达到进气道。这一点保障了：即使在第二管配置组件运行失灵的情况中，虽然不再为各种不同的转数最佳化，但依然能够为与吸气设备共同作用的内燃发动机充分地供应空气。

优选第二开口构造成第一管配置组件的壁内的环形的、环绕管轴线的开口，其中第二开口可以轴向通过连接柱跨接，为了一方面能够为第一管配置组件的每个轴向长度单位提供第二开口的尽可能大的开口面积和另一方面能够提供尽可能稳定且刚性的第一管配置组件。

为了简化加工和装配，第一管配置组件可以构造成由多部分组成的，例如具有第一轴向部段，该轴向部段具有一个带有第一和第二开口以及带有一个接合结构(Fuegeformation)的管段，和具有第二轴向部段，该轴向部段具有一个管件和一个对应接合结构(Gegenfuegeformation)，其中两个轴向部段通过接合结构与对应接合结构的接合可以装配成第一管配置组件。

所述轴向跨越第二开口的连接柱可以轴向超过第二开口延伸或/和可以用于第二管配置组件在第一管配置组件上的轴向运动导向。第二管配置组件可以具有相应的轴向槽，优选径向向外伸出地构造在第一管配置组件上的连接柱形状锁合地插入这些轴向槽内。连接柱然后可以是前述轴向导向件，轴向槽为所述配合轴向导向件。

由此第二开口可以在轴向两侧由第一管配置组件限定，这使构成具有任意的轴向长度的第一管配置组件成为可能。

为了相对第一管配置组件调节第二管配置组件可以规定：吸气设备包括一个执行器，该执行器与第二管配置组件传递力和运动地联接。

如已经由现有技术为众所周知的那样，有益的是：根据与进气管常规地共同作用的内燃发动机的转数改变进气管的流体力学的有效长度。为了这个目的吸气设备可以包括一个控制装置，该控制装置构造成用于根据与吸气设备常规地共同作用的内燃发动机的转数使第二管配置组件在关闭位置与打开位置之间移动。

通常吸气设备具有多个吸气管，例如如与吸气设备共同作用的内燃发动机具有的汽缸同样多的吸气管。在可能的情况中，即吸气设备具有多个根据上述观点构成或进一步发展的吸气管，有益的是：多个吸气管的各第二管配置组件为了在关闭位置与打开位置之间的共同移动而联接起来。这一点首先使为多个吸气管设置一个共同的执行器成为可能和其次使第二管配置组件相对各第一管配置组件的尽可能同步的移动成为可能，这有益地提供内燃发动机的各个汽缸的统一的进气条件。

为了减少本发明吸气设备的噪声排放可以规定：第一管配置组件的各个第一开口位于由谐振壳体包围的谐振容积内。

其中为了进一步减少可能出自吸气设备的噪声排放可以规定：谐振容积能够通过打开件和关闭件，例如通过能够调节的翻盖分成分别封闭的子谐振容积，其中至少一个具有其第一开口，优选具有其第一和第二开口的第一管配置组件位于每个子谐振容积中。

另外，本发明涉及一种内燃发动机，其具有一个如在上面说明和有益地进一步发展的吸气设备。

附图说明

下面将借助附图进一步详细地说明本发明。附图中：

图1为本发明的吸气设备的纵剖视图和

图2为图1所示出的吸气设备沿着图1的截面II-II的剖视图。

具体实施方式

在图1和2中示出的是一般标记为10的吸气设备的本发明的实施方式。

该吸气设备包括两个吸气管12和14，这些吸气管分别沿着管轴线RA12和RA14延伸。吸气管12将进气道13包围和吸气管14将进气道15包围。

由于两个吸气管12和14构造成基本上关于一个垂直于图1的绘图平面的和相对管轴线RA12和RA14平行和等距离的对称面镜面对称的，下面代表两个吸气管12和14仅仅对在图1和2中分别在左侧的吸气管12进行说明。对吸气管12的说明在必要的修正下同样适用于吸气管14。

吸气管12包括第一管配置组件16，该管配置组件在所示出的实例中包括第一轴向部段16a和第二轴向部段16b。第二轴向部段16b与同样是吸气管14的第一管配置组件的相应的第二轴向部段构造成一体的。然而这并非必须如此。

第一轴向部段16a和因此第一管配置组件16在它们的优选漏斗形的吸入纵向端部(Ansauglaengsende)18上包括第一开口20，该开口作为持续开口始终是开放的。通过第一开口20可以进行燃油喷射。轴向沿着管轴线RA12顺流而下与第一开口20保持间距地在第一管配置组件上构造有第二开口22，该开口在所示出的实例中构造成基本上环绕管轴线RA12，除了连接柱24之外，这些连接柱将位于第二开口22的那一侧的第一管配置组件16的第一轴向部段16a的接合结构26与轴向地位于第二开口22的这一侧的第一轴向部段16a的和因此第一管配置组件16的管体28优选连接成一体的。

第一管配置组件16的第一轴向部段16a的接合结构26在目前示出的实例中通过与第一管配置组件16的第二轴向部段16b的对应接合结构30的连接用于将第一和第二轴向部段16a和16b连接成第一管配置组件16。接合结构26与对应接合结构30可以相互粘合、超声波焊接在一起等。优选第一管配置组件16的第一和第二轴向部段16a或16b由相容的塑料制成，因而既可以制成一个粘合也可以制成一个热接合连接，如焊接连接。

在图1中示出第二开口22由一个封闭设备32封闭。优选形式为相对第一管配置组件16关于管轴线RA12同轴地，优选径向外侧环绕地设置的第二管配置组件34的封闭设备32因此位于它的关闭位置中，在该关闭位置中防止吸入的空气通过第二开口22进入进气道13内。

形式为第二管配置组件34的封闭设备32能够在第一管配置组件16上沿着管轴线RA12可移动地被引导。由此在图1中第二管配置组件34可以移向漏斗形的吸入纵向端部18进入打开位置，在该打开位置中开口22不再由第二管配置组件34封闭，因而能够通过第二开口22将吸入的空气吸入进气道13内。因此与通过第二管配置组件34封闭的第二开口的状态相比缩短了吸气管12的流动力学的有效长度。因为当第二管配置组件34位于在图1中示出的关闭位置中时，只能通过第一开口20将吸入的空气吸入进气道13内。

第二管配置组件34可以在它的更加接近第一管配置组件16的第二轴向部段16b的纵向端部处具有一个密封结构(Dichtungsausbildung)36，例如一个径向凸起的密封凸起，利用该密封凸起可以增大这个纵向端部的用于贴靠在第二轴向部段16b的配合面38上的贴合面，以便这样提高密封作用和减少或排除渗入空气通过一个在第二管配置组件34与第一管配置组件16的第二轴向部段16b之间形成的间隙进入。

作为补充或可选，可以在第一与第二管配置组件16或34之间以及在第一管配置组件16上，特别是在第一管配置组件16的第二轴向部段16b上设置一个用于密封间隙，特别是环状间隙的密封件。

如在图2中可以清晰地看出的那样，连接柱24可以构造成基于管轴线RA12径向向外凸起的和由此可以用作第二管配置组件34沿着管轴线RA12的运动导向和可以用作防止第二管配置组件34相对第一管配置组件16围绕管轴线RA12相对旋转的防旋转装置。第二管配置组件34可以为此具有相应的槽40，在这些槽内连接柱24的相对第一管配置组件16的外表面径向伸出的径向凸起部分被导向。

在所示出的实例中为每个吸气管12或14设置有四个连接柱24，这些连接柱还用作对第二管配置组件34纵向导向的和防止它相对第一管配置组件16旋转的纵向导向件和相对预防件(Relativverhinderungsmittel)。然而一个吸气管上的连接柱24的数量并不限制为四个，实际上也可以设置少于四个或多于四个连接柱。

连接柱24同样可以构造有径向向内沉入的槽，第二管配置组件34的径向向内伸出的导向结构形状锁合地插入这些槽内。然而这在装配技术上不太有利。

第二管配置组件34可以具有一个或多个联接结构44(在所示出的实例中为两个联接结构44a和44b)，这些联接结构可以用于与一个执行器46的传递力和运动的嵌接，所述执行器可以设置成用于沿着管轴线RA12在关闭位置与打开位置之间相对第一管配置组件36调节第二管配置组件34。

在所示出的实例中，执行器46是一个杠杆机构，该杠杆机构由一个未示出的控制装置驱动用于：当与吸气设备10共同作用的、未示出的内燃发动机的转数下降到一个事先决定的关闭极限转数以下时然后利用第二管配置组件34将第二开口22封闭，和当内燃发动机的转数上升到一个事先决定的打开极限转数以上时然后将第二开口22打开并将第二管配置组件34调整到它的未示出的打开位置中。只要内燃发动机的转数位于最先提到的关闭极限转数以下，第二管配置组件34就保留在关闭位置中和只要内燃发动机处于其次提到的打开极限转数以上，第二管配置组件34就保留在它的打开位置中。关闭极限转数和打开极限转数可以彼此不同(滞后)，以便避免在内燃发动机的接近极限转数的转数范围内相对第一管配置组件16对第二管配置组件34的颤动操作。

执行器46的杠杆机构可以围绕一根旋转轴48旋转，使得在执行器46与联接结构44a和44b的、为此设置有足够间隙的联接点处将该执行器46的回转运动转换为第二管配置组件34沿着管轴线RA12的直线滑移运动。

执行器46可以具有一个双U形的部段45，它们中的每个U形分部段45a和45b分别围住一个吸气管12或14，优选沿着半个圆周围住。在每个U形分部段45a和45b的端部区域上可以分别设置一个用于将各个U形分部段45a、45b可相对旋转地联接在配属的吸气管12或14上的联接结构(参见例如U形分部段45a上的联接结构44a和44b)。在所示出的实例中围绕一根垂直于管轴线RA12、RA14的和平行于旋转轴48的相对旋转轴RV进行相对旋转。

为了吸气管12和14的、设置的封闭设备32或第二管配置组件34的尽可能同步的运动，优选吸气管12和14的两个第二管配置组件与一个共同的执行器46联接，使得两个吸气管12和14的两个第二管配置组件只能共同地在关闭位置与打开位置之间移动。

如在图1中可以清晰地看出的那样，第一管配置组件16与其运行位置-打开位置或关闭位置-无关地轴向地向着两个方向超出第二管配置组件34，因而管配置组件12和14的结构长度L不受各配属的第二管配置组件的运行位置的影响。由此在结构长度L不变的情况下可以通过调节第二管配置组件34改变吸气管12和14的流动力学的有效长度。