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Dokumentenidentifikation DE3832195A1 05.04.1990
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 im Patentblatt 05.04.1990
IPC-Hauptklasse F02M 35/14
Zusammenfassung Der Ansaugstutzen (4) eines Luftfilters (1) mündet in eine flaschenförmige Vorkammer (5), die über einen dieser Mündung gegenüberliegenden Flaschenhals (7) Luft anzusaugen vermag. Trotz möglicher Verminderung des Querschnittes des Ansaugstutzens (4) und erheblicher Verminderung der Ansauggeräusche kommt es durch die Vorkammer (5) zu keiner wesentlichen Leistungsverminderung der Brennkraftmaschine, vielmehr in bestimmten Drehzahlbereichen und bei richtiger Bemessung des Vorkammervolumens sogar zu einer Leistungssteigerung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Luftansauganlage für eine Brennkraftmaschine, bei der die angesaugte Luft durch einen Ansaugstutzen in ein Luftfilter strömt. Solche Luftansauganlagen sind bei den Brennkraftmaschinen heutiger Kraftfahrzeuge vorgesehen und allgemein bekannt.

Bei Ansauganlagen dieser Art ist es erforderlich, diese so zu gestalten, daß unerwünscht starke Ansauggeräusche vermieden werden. Das kann beispielsweise durch eine Vorkammer geschehen, wie das in Fig. 4 der veröffentlichten, deutschen Patentanmeldung B 31 228 gezeigt ist. Diese Vorkammer ist bei der vorbekannten Ansauganlage Teil des Luftfiltergehäuses und hat einen Lufteinlaß, der im rechten Winkel zum Auslaß der Vorkammer steht. Insgesamt hat die Ansauganlage nach der deutschen Patentanmeldung B 31 228 zwei einander gegenüberliegend angeordnete Vorkammern, da in das Luftfilter von zwei Seiten her angesaugt wird.

Die bekannte Ansauganlage erfordert ein speziell gestaltetes Luftfiltergehäuse, damit in ihm die Vorkammern angeordnet werden können. Deshalb wird das Luftfiltergehäuse relativ großvolumig, so daß es aus Platzgründen oftmals nicht in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden kann.

Eine 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 der Einlaß des Ansaugstutzens in den Boden einer flaschenförmigen Vorkammer mündet, welche an der gegenüberliegenden Seite einen Flaschenhals zum Ansaugen der Luft aufweist.

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 Geräuschsbildung 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 zeigen 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 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 die angesaugte 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 Geräuschsentwicklung, 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, bei der die angesaugte Luft durch einen Ansaugstutzen in ein Luftfilter strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß des Ansaugstutzens (4) in den Boden (6) einer flaschenförmigen Vorkammer (5) mündet, welche an der gegenüberliegenden Seite einen Flaschenhals (7) zum Ansaugen der Luft aufweist.
  2. 2. Luftansauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Ansaugöffnung des Ansaugstutzens (4) gegenüber der Ansaugöffnung einer Luftansauganlage ohne Vorkammer (5) reduziert und die damit verbundene Leistungsminderung durch entsprechende Bemessung des Volumens der Vorkammer (5) kompensiert oder überkompensiert ist.
  3. 3. Luftansauganlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) die Form einer handelsüblichen Laborflasche aus Kunststoff hat.
  4. 4. Luftansauganlage nach zumindest 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 zumindest 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 zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) sich zum Flaschenhals (7) hin im Querschnitt etwa kreisförmig verjüngt.






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