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Dokumentenidentifikation DE19650806A1 10.06.1998
Titel Luftführungsanlage
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Ropertz, Peter, 71706 Markgröningen, DE
DE-Anmeldedatum 06.12.1996
DE-Aktenzeichen 19650806
Offenlegungstag 10.06.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.06.1998
IPC-Hauptklasse F02M 35/14
IPC-Nebenklasse F02M 35/02   F02M 35/10   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung an einer Luftführungsanlage (2) für eine Brennkraftmaschine mit einem sich an eine Lufteinlaßöffnung (16) stromabwärts anschließenden Saugkanal (22), der Teil eines Gasführungsraums (20) ist, welcher Luft von der Lufteinlaßöffnung (16) zu einer Auslaßöffnung (18) führt.
Bei der vorgeschlagenen Luftführungsanlage (2) ist ein Luftfilter (200) als Wechselpatrone so ausgebildet, daß der Luftfilter (200) in den Saugkanal (22) einsetzbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Luftführungsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Die Luftführungsanlage ist für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Eine solche Luftführungsanlage ist z. B. aus der DE-PS 38 42 248 bekannt. Die bekannte Luftführungsanlage weist eine Lufteinlaßöffnung, einen sich an die Lufteinlaßöffnung stromabwärts anschließenden Saugkanal sowie eine an eine Gaseinlaßöffnung des Brennraums einer Brennkraftmaschine angeschlossene Auslaßöffnung auf. Die Auslaßöffnung befindet sich stromabwärts eines Auslaßkanals. Der Saugkanal und der Auslaßkanal sind als Diffusor ausgebildet, um eine Geräuschdämpfung hervorzurufen. Stromabwärts des Saugkanals bzw. stromaufwärts des Auslaßkanals befindet sich eine Umlenkkammer, die den Gasstrom um 180° von dem Saugkanal in den Auslaßkanal umlenkt. Am Eingang des Auslaßkanals befindet sich des weiteren ein Luftfilter zur Filterung der durch die Luftführungsanlage strömenden Luft für die Brennkraftmaschine, der nur durch Abnehmen des Gehäuses der Umlenkkammer zugänglich ist.

Nachteilig bei der bekannten Luftführungsanlage ist, daß der Luftfilter relativ schwer zugänglich ist und der Ein- und Ausbau des Luftfilters einen relativ großen Montageaufwand erfordert. Ferner weist der Luftfilter eine relativ geringe nutzbare Filterfläche auf, so daß der Luftstrom in der Luftführungsanlage im Bereich des Filters einem relativ großen Strömungswiderstand ausgesetzt ist. Ferner ist bei der bekannten Luftführungsanlage nachteilig, daß diese in dem Motorraum des Kraftfahrzeugs relativ viel Platz benötigt und daher für die Luftführungsanlage ein relativ großer Einbauraum zur Verfügung gestellt werden muß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemaße Luftführungsanlage mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Luftfilter ohne größeren Montageaufwand in die Luftführungsanlage eingebaut und im Wartungsfall relativ einfach ausgetauscht werden kann. Der Saugkanal dient gleichzeitig als Gehäuse für den Luftfilter, so daß der Hohlraum des Saugkanals als Filterraum benutzt wird. Dadurch wird eine hohe Packungsdichte der Bauteile im Ansaugbereich der Luftführungsanlage erzielt und der für die Luftführungsanlage benötigte Einbauraum weiter verringert. Insgesamt wird eine äußerst kompakte Bauweise der Luftführungsanlage erreicht und gleichzeitig der von der ungefilterten Rohluft durchströmte Volumenbereich auf ein Minimum reduziert. .

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Luftführungsanlage möglich.

Der Saugkanal kann auf der Seite der Lufteinlaßöffnung mit einem Deckel verschließbar sein, so daß der Luftfilter nach Abnehmen des Deckels mit wenigen Handgriffen austauschbar ist.

Vorzugsweise ist der Luftfilter als ein bezüglich der Längsachse des Saugkanals axial ausgerichtetes Bauteil ausgebildet, das eine axiale Innenkammer von einer peripheren Außenkammer trennt. Durch die axiale Ausrichtung des Luftfilters ergibt sich eine besonders große Filterfläche, wodurch der von dem Luftfilter ausgeübte Strömungswiderstand in vorteilhafter Weise reduziert wird. Ein besonders kompaktes und zugleich formstabiles Bauteil ergibt sich, wenn der Luftfilter hohlzylinderförmig ausgebildet ist.

Für eine Luftführungsanlage mit einem Gasführungsraum, der einen schneckenförmig geformten Bogenbereich und einen durch den schneckenförmig geformten Bogenbereich hindurchgeführten Bereich aufweist, ergibt sich eine besonders platzsparende Gesamtanordnung, wenn der den Luftfilter aufnehmende Saugkanal in dem durchgeführten Bereich integriert ist. Auf diese Weise wird das ohnehin vorhandene Volumen innerhalb des schneckenförmig gebogenen Bereichs in optimaler Weise platzsparend ausgenutzt. In der Luftführungsanlage kann ferner ohne größeren Aufwand ein Drosselorgan integriert sein.

Zeichnung

Bevorzugt ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Luftführungsanlage; Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Luftführungsanlage, die im wesentlichen den in Fig. 1 dargestellten Aufbau hat; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Luftführungsanlage entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel; Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Saugkanal eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Luftführungsanlage und Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Luftführungsanlage entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäß ausgeführte Luftführungsanlage kann bei unterschiedlichen Brennkraftmaschinen vorgesehen sein. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich beispielsweise um einen Motor, dem Luft bzw. ein Kraftstoff-Luft-Gemisch über die Luftführungsanlage zugeführt wird. Die Luftführungsanlage kann zusammen mit verschiedenen, zum Betreiben der Brennkraftmaschine erforderlichen Komponenten zusammengebaut sein.

Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Saugmotor, bei dem durch entsprechende Bewegung der Kolben Luft angesaugt wird. Es ist aber auch möglich, zusätzlich ein Aggregat vorzusehen, das der Brennkraftmaschine die Luft unter Druck zuführt.

Die Brennkraftmaschine hat vorzugsweise mehrere Zylinder, es kann sich aber auch prinzipiell um eine Brennkraftmaschine mit einem einzigen Zylinder handeln.

Obwohl die Brennkraftmaschine unterschiedlicher Bauart sein kann und zum Antrieb unterschiedlicher Maschinen verwendbar ist, wird aus Vereinfachungsgründen bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele angenommen, daß die Brennkraftmaschine nach dem Ottomotorprinzip arbeitet, ein Saugmotor ist, im Motorraum eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist und zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dient. Ferner wird angenommen, daß die Brennkraftmaschine vier in Reihe angeordnete Zylinder umfaßt, wobei die Reihe der vier Zylinder quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs eingebaut ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Luftführungsanlage. Die dargestellte Schnittebene verläuft quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt längs zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges durch eine Luftführungsanlage, die im wesentlichen baugleich mit der in Fig. 1 dargestellten Luftführungsanlage ist.

Zwecks besserer Übersichtlichkeit befinden sich die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schnittflächen jeweils nicht in einer Ebene, sondern verlaufen mehrfach abgestuft, so daß Wesentliches der Erfindung möglichst deutlich erkennbar ist.

Die Fig. 3 zeigt einen Blick auf die Luftführungsanlage entsprechend Fig. 2, wobei die Blickrichtung von schräg nach vorne, etwas oberhalb der Luftführungsanlage erfolgt.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte bei allen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.

Die für die Beschreibung und für die Zeichnung bevorzugt ausgewählte, beispielhaft ausgebildete Luftführungsanlage 2 ist im wesentlichen aus einem ersten Luftführungsteil 4, einem zweiten Luftführungsteil 6, einem Rohr 8 und einer Designhaube 10 zusammengesetzt. Grob betrachtet sind das erste Luftführungsteil 4, das zweite Luftführungsteil 6, das Rohr 8 und die Designhaube 10 Hauptkomponenten der Luftführungsanlage 2.

In der nachfolgenden Beschreibung ist in Klammern mehrfach diejenige Figur (Fig.) angegeben, die die jeweilige Einzelheit besonders deutlich zeigt.

Die ausgewählte Brennkraftmaschine ist vierzylindrig und hat einen Zylinderkopf 12. Von der Brennkraftmaschine ist ein kleiner Bereich eines Schnitts durch den Zylinderkopf 12 dargestellt (Fig. 2). Von dem Schnitt durch den Zylinderkopf 12 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen im wesentlichen nur die Umrisse dargestellt.

Der Zylinderkopf 12 gehört zu einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder. In dem Zylinder gibt es einen verschiebbar gelagerten Kolben (der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt) und einen Brennraum (der besseren Übersichtlichkeit wegen ebenfalls nicht dargestellt). In den Brennraum der Brennkraftmaschine führt eine Gaseinlaßöffnung 14 hinein. Durch die Gaseinlaßöffnung 14 kann Luft oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum gelangen.

Die Luftführungsanlage 2 hat eine Lufteinlaßöffnung 16 (Fig. 1, 2) und eine Auslaßöffnung 18 (Fig. 2). Durch die Luftführungsanlage 2 führt ein Gasführungsrohr. Das Gasführungsrohr wird nachfolgend als Gasführungsraum 20 bezeichnet. Der Gasführungsraum 20 beginnt an der Lufteinlaßöffnung 16 und führt über die Auslaßöffnung 18 in die Gaseinlaßöffnung 14 des Zylinderkopfes 12 der Brennkraftmaschine.

Durch den Gasführungsraum 20 kann Luft durch die Lufteinlaßöffnung 16 einströmen und in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen. Im Verlauf der Luftführungsanlage 2 kann der durchströmenden Luft Kraftstoff oder ein Gemisch zugeführt werden, je nach Art der Brennkraftmaschine und je nach Bedarf.

Zur Vereinfachung der Erläuterungen der Ausführungsbeispiele wird nachfolgend der Gasführungsraum 20 gedanklich in mehrere Teile unterteilt. Nach dieser gedanklichen Unterteilung umfaßt der Gasführungsraum 20 zunächst eine Lufteinlaßöffnung 16, dem sich stromabwärts ein Saugkanal 22 anschließt (Fig. 1, 2). Der Saugkanal 22 dient gleichzeitig als Filtereinbauraum und nimmt einen Luftfilter 200 auf, was weiter unten noch genauer zu beschreiben sein wird. In Strömungsrichtung betrachtet folgen dem Saugkanal 22 drei Verbindungskanäle 23 (Fig. 1). In einem Nachfilterraum 26 kommen die Verbindungskanäle 23 wieder zusammen. Im Anschluß an den Nachfilterraum 26 kommt in Strömungsrichtung betrachtet ein Beruhigungskanal 27 (Fig. 1, 2). Dem Beruhigungskanal 27 folgt ein Verbindungskanal 28 (Fig. 1). Der Verbindungskanal 28 befindet sich im wesentlichen innerhalb des flexiblen Rohrs 8. Der Verbindungskanal 28 endet stromabwärts in einem Drosselorgan 29 (Fig. 1, 3). Dann folgt stromabwärts ein Verbindungsstutzen 30 (Fig. 1, 3). Der Verbindungsstutzen 30 mündet in einen Gasverteilungsraum 31 (Fig. 1, 2). Aus dem Gasverteilungsraum 31 zweigt ein Kanal 32 ab (Fig. 1, 2, 3). Der Kanal 32 führt das durch die Luftführungsanlage 2 strömende Medium bzw. ein Teil dieses Mediums aus dem Gasverteilungsraum 31 durch die Auslaßöffnung 18 und durch die Gaseinlaßöffnung 14 in den Brennraum der Brennkraftmaschine.

Weil die bevorzugt ausgewählte Luftführungsanlage 2 beispielhaft für eine Brennkraftmaschine mit vier Brennräumen vorgesehen ist zweigen parallel zu dem Kanal 32 drei weitere Kanäle 32a, 32b, 32c (Fig. 1, 3) aus dem Gasverteilungsraum 31 ab, wobei jeder der Kanäle 32, 32a, 32b, 32c zu je einem Brennraum der vierzylindrigen Brennkraftmaschine führt.

Der Saugkanal 22 und teilweise die Verbindungskanäle 23 gehören zu einem Bereich der Luftführungsanlage 2, der nachfolgend die Bezeichnung durchgeführter Bereich 38 erhält.

Die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c zweigen, in Längsrichtung des Gasverteilungsraums 31 betrachtet, fast senkrecht aus dem Gasverteilungsraum 31 ab. Die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c bilden einen schneckenförmig geformten Bogenbereich 40 (Fig. 2) der Luftführungsanlage 2. Grob betrachtet kann der Bogenbereich 40 gedanklich in einen ersten Teilbereich 41, einen zweiten Teilbereich 42 und in einen dritten Teilbereich 43 aufgeteilt werden.

Der erste Teilbereich 41 beginnt, in Strömungsrichtung betrachtet, an der Abzweigung der Kanäle 32, 32a, 32b, 32c aus dem Gasverteilungsraum 31. Im ersten Teilbereich 41 sind die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c über eine Wand 46 miteinander verbunden (Fig. 1). Auf der nach außen gewandten Seite der Wand 46 befindet sich der erste Teilbereich 41 der Kanäle 32, 32a, 32b, 32c (Fig. 1), und auf der nach innen gewandten Seite der Wand 46 befindet sich der Saugkanal 22. Die Wand 46 trennt den Saugkanal 22 gegen die Umgebung ab, und die Wand 46 dient auch dazu, die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c gegenüber dem Saugkanal 22 abzutrennen. Im ersten Teilbereich 41 verlaufen die Kanäle 32, 2a, 32b, 32c in einem Bogen (Rechtsbogen um etwa 90° bei Blickrichtung gemäß Fig. 2). Nach dem Bogen folgt ein kurzes gerades Stück. Das Ende des ersten Teilbereichs 41 wird gedanklich an das Ende des geraden Stücks gelegt.

Der zweite Teilbereich 42 des Bogenbereichs 40 schließt sich dem ersten Teilbereich 41 an. Im zweiten Teilbereich 42 sind die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c in einem weiteren Bogen (Rechtsbogen um beispielsweise etwa 120° bei Blickrichtung gemäß Fig. 2) geführt. Im zweiten Teilbereich 42 sind die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c zueinander beabstandet, so daß zwischen den Kanälen 32, 32a, 32b, 32c Lücken entstehen, die den Verbindungskanälen 23 zum Verbinden des Saugkanals 22 mit dem Nachfilterraum 26 dienen (Fig. 1). Zwischen den beabstandeten Kanälen 32, 32a, 32b, 32c hindurch kann die Luft aus dem Saugkanal 22 in Richtung des Nachfilterraumes 26 strömen.

Im Anschluß an den zweiten Teilbereich 42 kommt der dritte Teilbereich 43 (Fig. 2). Im dritten Teilbereich 43 sind die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c dann im wesentlichen gerade, bis die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c an je einer Auslaßöffnung 18 enden.

Die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c sind schneckenförmig gebogen. Die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c sind in den drei Teilbereichen 41, 42, 43 beispielsweise um insgesamt 180° gebogen. Wie die Fig. 1 zeigt, können die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c insbesondere auch um mehr als 180° gebogen sein. Der sogenannte schneckenförmig geformte Bogenbereich 40 umschließt mindestens teilweise den durchgeführten Bereich 38.

Am Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine gibt es einen Raum 48 (Fig. 2). In dem Raum 48 befinden sich beispielsweise die bei einer Brennkraftmaschine üblichen Einlaßventile, Auslaßventile und die Steuerwelle zum Steuern der Einlaß- und Auslaßventile. Die Steuerwelle, die Einlaß- und Auslaßventile sind der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Der Raum 48 (Fig. 2) ist mit Hilfe einer Zylinderkopfhaube 50 (Fig. 2) abgedeckt.

Die Zylinderkopfhaube 50 ist so geformt, daß sie sowohl zum Abdecken des Raums 48 des Zylinderkopfes 12, als auch zum Bilden des zweiten Luftführungsteils 6 der Luftführungsanlage 2 dient. Mit anderen Worten, das zweite Luftführungsteil 6 ist so geformt, daß es sowohl ein Bestandteil der Luftführungsanlage 2 ist, als auch zum Abdecken des Raums 48 der Brennkraftmaschine dient. Das zweite Luftführungsteil 6 mit der angeformten Zylinderkopfhaube 50 kann einstückig zusammenhängend aus einer Spritzgießform gewonnen werden. Das Material des zweiten Luftführungsteils 6 ist vorzugsweise Kunststoff.

Der Nachfilterraum 26 ist durch eine umlaufende Dichtung 58 (Fig. 1, 2) gegen die Designhaube 10 abgedichtet.

An das zweite Luftführungsteil 6 ist eine Anschlußöffnung 64 (Fig. 1) angeformt. Die Anschlußöffnung 64 mündet in den Beruhigungskanal 27. In der Anschlußöffnung 64 kann ein Strömungsmesser vorgesehen sein. Der Strömungsmesser kann das je Zeiteinheit durch den Gasführungsraum 20 strömende Volumen bzw. die je Zeiteinheit durch den Gasführungsraum 20 strömende Masse der Luft sensieren und ein entsprechendes elektrisches Signal an eine nicht dargestellte Elektronik liefern. Neben oder anstatt dem Strömungsmesser kann in der Anschlußöffnung 64 auch ein die Temperatur der durchströmenden Luft messender Temperaturmesser eingebaut sein.

Stromaufwärts vor dem Strömungsmesser 66 sind in dem Beruhigungskanal 27 ein aus Metall bestehendes Sieb 68 (Fig. 1) und/oder ein aus Kunststoff geformtes Strömungsgitter 68a vorgesehen. Das Sieb 68 und das Strömungsgitter 68a begünstigen die Beruhigung der den Strömungsmesser anströmenden Luft.

Das zweite Luftführungsteil 6 der Luftführungsanlage 2, das auch die Funktion der Zylinderkopfhaube 50 übernimmt, ist über ein Befestigungsmittel 70 (Fig. 2) bzw. über mehrere Befestigungsmittel 70 mit dem Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine verbunden. Das Befestigungsmittel 70 wird beispielsweise in Form einer Schraube bzw. in Form mehrerer Schrauben gebildet, mit denen das Luftführungsteil 6 mit der Brennkraftmaschine fest verbunden wird. Zwischen dem Zylinderkopf 12 und dem Luftführungsteil 6 ist eine umlaufende Zylinderkopfdichtung 72 (Fig. 2) vorgesehen, die den Raum 48 gegen die Umgebung abdichtet.

Das zweite Luftführungsteil 6 ist über ein Befestigungsmittel 74 (Fig. 2) fest, aber bei Bedarf lösbar mit dem ersten Luftführungsteil 4 verbunden. Das Befestigungsmittel 74 umfaßt beispielsweise eine Klammer oder mehrere über den Umfang verteilte Klammern.

Die Klammern des Befestigungsmittels 74 sind beispielsweise am zweiten Luftführungsteil 6 schwenkbar gelagert und können, nach Aufsetzen des zweiten Luftführungsteils 6 auf dem ersten Luftführungsteil 4, an entsprechenden am ersten Luftführungsteil 4 vorgesehenen Nocken eingerastet werden. Zwischen dem ersten Luftführungsteil 4 und dem zweiten Luftführungsteil 6 ist eine Gehäusedichtung 76 vorgesehen (Fig. 1, 2). Die Gehäusedichtung 76 dichtet den Gasführungsraum 20 gegen die Umgebung ab.

Die Designhaube 10 ist auf das zweite Luftführungsteil 6 aufgesetzt. Die Formen der Designhaube 10 und des zweiten Luftführungsteils 6 sind so aufeinander abgestimmt, daß sich zwischen der Designhaube 10 und dem zweiten Luftführungsteil 6 ein Hohlraum bildet, der Bestandteil des Nachfilterraums 26 ist. Der Hohlraum zwischen der Designhaube 10 und dem zweiten Luftführungsteil 6 erstreckt sich nicht nur im Bereich unmittelbar stromabwärts der Kanäle 32, 32a, 32b, 32c, sondern dieser Hohlraum erstreckt sich auch weit in den Bereich, der sich oberhalb der den Raum 48 abdeckenden Zylinderhaube 50 befindet. Dadurch entsteht zwischen der Designhaube 10 und dem zweiten Luftführungsteil 6 eine zusätzliche Kammer 78 (Fig. 2). Die Kammer 78 befindet sich nicht unmittelbar in der Strömung der Luft, sondern liegt etwas abseits davon. Zwischen der Designhaube 10 und dem Luftführungsteil 6 sind zwecks Verstärkung Zwischenstege vorgesehen. In den Zwischenstegen befinden sich Öffnungen, so daß die zusätzliche Kammer 78 direkt mit dem Gasführungsraum 20 in unmittelbarer Verbindung steht. Die zusätzliche Kammer 78 vergrößert volumenmäßig das nutzbare Volumen des Gasführungsraums 20. Dies hat erhebliche Einflüsse auf das Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine. Dadurch, daß der Gasführungsraum 20 auch bei eingeschränkten äußeren Platzverhältnissen ziemlich groß ausgebildet werden kann, kann die Geräuschentwicklung der Luftführungsanlage 2 bzw. der Brennkraftmaschine wesentlich reduziert werden.

Die Designhaube 10 ist über ein Befestigungsmittel 80 mit dem zweiten Luftführungsteil 6 fest, aber bei Bedarf lösbar verbunden (Fig. 2). Das Befestigungsmittel 80 umfaßt beispielsweise ein Scharnier 80a oder mehrere Scharniere 80a, eine Schraube 80b oder mehrere Schrauben 80b und eine Klammer 80c oder mehrere Klammern 80c. Entsprechend der Anzahl der Schrauben 80b umfaßt das Befestigungsmittel 80 auch ein an das Luftführungsteil 6 angeformtes bzw. angeschnittenes Muttergewinde 80d (Fig. 2) oder mehrere Muttergewinde 80d zum Einschrauben der Schraube 80b bzw. Schrauben 80b zum Befestigen der Designhaube 10 an dem Luftführungsteil 6. Nach einem Lösen der Klammer 80c und der Schraube 80b kann die Designhaube 10 gegenüber dem Luftführungsteil 6 geschwenkt werden.

An Berührungsstellen zwischen der Designhaube 10 und dem zweiten Luftführungsteil 6 ist eine umlaufende Dichtung 82 vorgesehen. Die Dichtung 82 ist auch an den Zwischenstegen zwischen dem Luftführungsteil 6 und der Designhaube 10 angebracht.

Die Zylinderkopfdichtung 72, die Gehäusedichtung 76 zwischen den beiden Luftführungsteilen 4 und 6 und die Dichtung 82 dienen zur Abdichtung und zur akustischen Abkopplung zwischen den verschiedenen Bauteilen und wirken damit geräuschreduzierend.

Bei der Luftführungsanlage 2 ist eine Kraftstoffzuführungsöffnung 84 (Fig. 2) vorgesehen. Wie das bevorzugt ausgewählte Ausführungsbeispiel zeigt, führt die Kraftstoffzuführungsöffnung 84 im Bereich der Auslaßöffnung 18 in den Gasführungsraum 20. Entsprechend der Anzahl der Kanäle 32, 32a, 32b, 32c ist eine entsprechende Anzahl von Kraftstoffzuführungsöffnungen 84 vorgesehen.

An die Luftführungsanlage 2 ist eine Kraftstoffverteilerleiste 86 (Fig. 2) anmontiert. Die Kraftstoffverteilerleiste 86 umfaßt ein Kraftstoffrohr 88, ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil 90 (Fig. 2) und einen Kraftstoffanschlußstutzen 92. In jedes der Kraftstoffzuführungsöffnungen ist je ein Einspritzventil 90 eingesetzt. Jedes dieser vier Einspritzventile 90 zweigt von dem Kraftstoffrohr 88 ab. Von den Einspritzventilen 90 ist der Übersichtlichkeit wegen nur eines in der Fig. 2 gezeigt. Über eine nicht dargestellte Kraftstoffpumpe gelangt der Kraftstoff über den Kraftstoffanschlußstutzen 92 in das Kraftstoffrohr 88. Zwischen dem ersten Luftführungsteil 4 und dem zweiten Luftführungsteil 6 wird ein sich entlang der beispielsweise vier Zylinder der Brennkraftmaschine erstreckender Hohlraum 94 gebildet. In diesem Hohlraum 94 kann die Kraftstoffverteilerleiste 86 mit den Einspritzventilen 90 angeordnet werden. In der Fig. 2 ist eine mehrfach abgewinkelte, strichpunktiert dargestellte Linie 98 eingezeichnet. Die strichpunktierte Linie 98 einerseits und der Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine andererseits begrenzen einen Einbauraum 100. U.a. weil die Luftführungsanlage 2 den schneckenförmig geformten Bogenbereich 40 und den mindestens teilweise innerhalb des schneckenförmig geformten Bogenbereichs 40 durchgeführten, im wesentlichen den Saugkanal 22 umfassenden durchgeführten Bereich 38 hat, ergibt sich die besonders gute Ausnützung des zur Verfügung stehenden Einbauraums 100.

Das Rohr 8 ist mit seinem stromaufwärtigen Ende an dem an das Luftführungsteil 6 angeformten Beruhigungskanal 27 angeschlossen (Fig. 1), und stromabwärts ist das Rohr 8 an das Drosselorgan 29 angeschlossen. Das Drosselorgan 29 ist mechanisch an das erste Luftführungsteil 4 angekoppelt. Über die elastische Gehäusedichtung 76 sind die beiden Luftführungsteile 4 und 6 schwingungsmäßig und akustisch weitgehend entkoppelt. Das Rohr 8 ist elastisch und behindert deshalb die schwingungsmäßige Entkopplung zwischen den beiden Luftführungsteilen 4 und 6 nicht bzw. unwesentlich. Das Drosselorgan 29 umfaßt beispielsweise eine in einem Drosselklappenstutzen 29a schwenkbar gelagerte Drosselklappe 29b (Fig. 1). Die Stellung der Drosselklappe 29b ist beispielsweise mit Hilfe eines elektrisch steuerbaren Stellantriebs 29c (Fig. 3) veränderbar. Das den Drosselklappenstutzen 29a, die Drosselklappe 29b und den Stellantrieb 29c umfassende Drosselorgan 29 ist als komplette Einheit an das erste Luftführungsteil 4 der Luftführungsanlage 2 anflanschbar.

An der bevorzugt beispielhaft gezeigten Luftführungsanlage 2 ist eine Haltevorrichtung 102 (Fig. 3) vorgesehen. Über die Haltevorrichtung 102 kann beispielsweise ein Tankentlüftungsventil an der Luftführungsanlage 2 befestigt werden. Die Haltevorrichtung 102 ist beispielsweise an den Verbindungsstutzen 30 des ersten Luftführungsteils 4 angeformt. Zusammengebaut bildet die Luftführungsanlage 2 eine Funktionseinheit für eine Brennkraftmaschine und kann deshalb auch als Luftführungsmodul bezeichnet werden.

An dem ersten Luftführungsteil 4 ist eine Flanschfläche 104 (Fig. 2) vorgesehen. An der Brennkraftmaschine gibt es eine Gegenflanschfläche. Das erste Luftführungsteil 4 kann mit der Flanschfläche 104 an der Gegenflanschfläche der Brennkraftmaschine befestigt werden. Zum Befestigen dienen in der Zeichnung nicht dargestellte Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die vier Einspritzventile 90 vorgesehen, um jedem Zylinder der Brennkraftmaschine separat Kraftstoff zuzumessen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Luftführungsanlage 2 auch so ausgeführt sein kann, daß an einer anderen Stelle der Luftführungsanlage 2 Kraftstoff zugeführt wird. Es ist beispielsweise möglich, im Bereich des Drosselorgans 29 Kraftstoff in den Gasführungsraum 20 einzuspritzen, wobei im Bereich des Drosselorgans 29 der Kraftstoff mit der Luft intensiv vermischt und zusammen mit der Luft den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Daneben gibt es auch die Möglichkeit, den Kraftstoff über nicht dargestellte Einspritzventile nicht in die Luftführungsanlage 2, sondern direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine einzuspritzen.

Beim ersten Luftführungsteil 4 gibt es eine geschwungen verlaufende erste Teilungsebene 106 und eine geschwungen verlaufende zweite Teilungsebene 108 (Fig. 2). Zur leichten gießtechnischen Herstellung des Luftführungsteils 4 ist das Luftführungsteil 4 aus drei gegossenen bzw. gespritzten Einzelteilen hergestellt, die nach dem Gießen bzw. Spritzen zusammengeschweißt oder zusammengeklebt werden. Weil das erste Luftführungsteil 4 ebenso wie das zweite Luftführungsteil 6 vorzugsweise aus Kunststoff besteht, ist das Zusammenschweißen bzw. Zusammenkleben der drei Einzelteile leicht möglich.

Erfindungsgemäß ist der Luftfilter 200 als Wechselpatrone ausgebildet und unmittelbar in den sich an die Lufteinlaßöffnung 16 anschließenden Saugkanal 22 der Luftführungsanlage 2 einsetzbar. Die patronenförmige Ausbildung des Luftfilters 200 ermöglicht ein einfaches und rasches Auswechseln. Die Anordnung des Luftfilters 200 in dem Saugkanal 22 unmittelbar stromabwärts der Lufteinlaßöffnung 16 hat den Vorteil, daß die Luft bereits im Eingangsbereich der Luftführungsanlage 2 gefiltert wird und der ungefilterte Luft beinhaltende Rohluftraum der Luftführungsanlage 2 auf einen minimalen Volumenbereich begrenzt ist. Eine Verschmutzung der Luftführungsanlage 2 wird daher auch unter extremen Einsatzbedingungen vermieden. Im in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Luftfilter 200 hohlzylinderförmig ausgebildet. Der Luftfilter 200 umgibt dabei radial eine sich in axialer Richtung des Saugkanals 22 im Inneren des Luftfilters 200 erstreckende Innenkammer 201, wobei der Luftfilter 200 einen peripheren Außenraum 202 von dem Innenraum 201 trennt (Fig. 1, 2).

Zum Auswechseln des Luftfilters 200 weist der Saugkanal 22 einen Deckel 203 auf (Fig. l), der im Ausführungsbeispiel einen Ansaugstutzen 204 umfaßt, in welchem die Lufteinlaßöffnung 16 ausgebildet ist. Der Deckel 203 ist mit einem Flansch 205 des Saugkanals 22 z. B. durch Verschrauben verbunden (Fig. 1) und ist gegenüber dem Flansch 205 z. B. durch Einlegen eines O-Ringes oder eines anderen geeigneten Dichtmittels abgedichtet. Der Deckel 203 dient gleichzeitig als Halterung für den in den Saugkanal 22 eingesetzten Luftfilter 200. Dazu weist der Deckel 203 geeignete Haltevorrichtungen z. B. in Form eines vorzugsweise radial umlaufenden Vorsprungs 206 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Luftfilter 200 an seinem dem Deckel 206 zugewandten Ende 207 außenseitig an diesem Vorsprung 206 arretiert, in dem der Vorsprung 206 den Luftfilter 200 außenseitig umschließt. Die dem Deckel 203 gegenüberliegende Wandung 208 des Saugkanals 22 weist eine korrespondierende Haltevorrichtung auf, um den Luftfilter 200 an seinem dem Deckel 203 gegenüberliegenden Ende 209 zu arretieren. Im Ausführungsbeispiel ist diese Haltevorrichtung als radial umlaufender Vorsprung 210 ausgebildet, der den Luftfilter 200 an seinem dem Deckel 203 gegenüberliegenden Ende 209 innenseitig umschließt (Fig. 1).

Zum Auswechseln des als Wechselpatrone ausgebildeten Luftfilters 200 ist lediglich der Deckel 203 zu entfernen, wonach der Luftfilter 200 frei zugänglich ist und ergriffen werden kann. Beim Einsetzen des Luftfilters 200 wird dieser in den Saugkanal 22 eingeführt und auf den Vorsprung 210 aufgesteckt. Sodann wird der Deckel 203 auf den Flansch 205 aufgesetzt, so daß der Luftfilter 200 gleichzeitig in den radialen Innenbereich des Vorsprungs 206 eingesetzt wird. Alternativ kann auch so vorgegangen werden, daß der Luftfilter 200 zunächst in den radialen Innenbereich des Vorsprungs 206 des Deckels 203eingesetzt und auf diese Weise der Luftfilter 200 mit dem Deckel 203 verklemmt wird. Sodann wird der Luftfilter 200 in den Saugkanal 22 so weit eingeführt, bis der Deckel 203 an dem Flansch 205 anliegt und gleichzeitig das dem Deckel 203 gegenüberliegende Ende 209 des Luftfilters 200 von dem Vorsprung 210 erfaßt wird. Die Führung des Luftfilters 200 in dem Saugkanal 22 kann dadurch erleichtert werden, daß die Vorsprünge 210 konische Bereiche 211 aufweisen, die den Luftfilter 200 zentrieren (Fig. 1).

Der Rohluftbereich der erfindungsgemäß ausgebildeten Luftführungsanlage 2 umfaßt lediglich die Lufteinlaßöffnung 16 und die Innenkammer 201 des Luftfilters 200. Eventuell angesaugte Schmutzpartikel werden durch den Luftfilter 200 zurückgehalten und bleiben entweder an dem Filtermaterial haften oder sammeln sich bei grober Verschmutzung der Ansaugluft in der Innenkammer 201 an. Beim Auswechseln des als Wechselpatrone ausgebildeten Luftfilters 200 werden daher auch die in der Innenkammer 201 eventuell angesammelten Schmutzpartikel mitsamt dem Luftfilter 200 aus dem Saugkanal 22 entfernt, so daß eine Kontamination der Luftführungsanlage 2 beim Wechseln des Luftfilters 200 wirkungsvoll vermieden wird. Ferner ist das Volumen des Rohluftbereichs auf das Minimum beschränkt, so daß die Luftführungsanlage 2 an keiner Stelle verschmutzt wird und daher auch unter extremen Einsatzbedingungen wartungsfrei betrieben werden kann. Durch die Integration des Luftfilters 200 in den Saugkanal 22 bzw. die Funktionserweiterung des Saugkanals 22 als Filtergehäuse für den Luftfilter 200 wird der Integrationsgrad der Luftführungsanlage 2 weiter erhöht und eine besonders kompakte Bauweise unter optimaler Nutzung des zur Verfügung stehenden Einbauraums 100 erzielt. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich ferner dadurch aus, daß der Saugkanal 22 mitsamt dem Luftfilter 200 in dem durch die Kanäle 32, 32a, 32b, 32c des schneckenförmig geformten Bogenbereichs 40 durchgeführten Bereich 38 angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende, kompakte Bauweise der Luftführungsanlage 2.

Die Luftströmung in der Luftführungsanlage 2 ist zum besseren Verständnis der Erfindung in Fig. 1 und Fig. 2 durch entsprechende Pfeile veranschaulicht. Dabei wird deutlich, daß die Rohluft zunächst über die Lufteinlaßöffnung 16 der Innenkammer 201 zuströmt und sodann mit einer radial nach außen gerichteten Strömungskomponente durch den Luftfilter 200 hindurch in den peripheren Außenraum 202 einströmt.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Prinzipskizze veranschaulicht. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die Luftströmung so geführt, daß die Luft von der peripheren Außenkammer 202 mit einer radial nach innen gerichteten Strömungskomponente durch den Luftfilter 200 hindurch in die axiale Innenkammer 201 strömt. Die radiale Strömungsrichtung durch den Luftfilter 200 ist also gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel umgekehrt.

Um diese Strömungsführung zu erreichen, ist die Lufteinlaßöffnung 16 in dem Deckel 203 außenseitig angeordnet, so daß die angesaugte Luft zunächst in die periphere Außenkammer 202 strömt. Nach Durchströmen des Luftfilters 200 wird die gereinigte Luft von der axialen Innenkammer 201 über eine an dem dem Deckel 203 gegenüberliegenden Ende 209 des Luftfilters 200 gelegene Saugkanal-Auslaßöffnung 220 abgeführt. Dazu weist die Wandung 208 des Saugkanals 22 einen rohrförmigen Auslaßstutzen 221 auf, in welchem die Saugkanal-Auslaßöffnung 220 ausgebildet ist. Die Luftströmung ist durch entsprechende Pfeile in Fig. 4 verdeutlicht. Der Deckel 203 kann mit dem Flansch 205 durch schnell lösbare Klemmelemente z. B. durch lediglich schematisch eingezeichnete Verschlußklammern 222 verbunden sein. Der Auslaßstutzen 221 dient gleichzeitig als Haltevorrichtung für das dem Deckel 203 gegenüberliegende Ende 209 des Luftfilters 200. Als Haltevorrichtung für das dem Deckel 203 zugewandte Ende 207 des Luftfilters 200 weist der Deckel 203 einen Vorsprung 223 auf. Auf diese Weise ist der Luftfilter 200 in dem Saugkanal 22 zentrisch arretiert.

Fig. 5 zeigt eine Verwirklichung des in Fig. 4 nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels an einer Luftführungsanlage 2, die im wesentlichen den gleichen Grundaufbau hat, wie das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel. An dem Deckel 203 ist innenseitig eine topfförmige Filterhalterung 230 angeformt. Die Filterhalterung 230 arretiert den Luftfilter 200 an seinem dem Deckel 203 zugewandten Ende 207. Ferner weist die Filterhalterung 230 eine Abschlußplatte 231 auf, die den Innenraum 201 des Luftfilters 200 von einem sich an die Lufteinlaßöffnung 16 anschließenden Vorfilterraum 232 abdichtet. Die topfförmige Filterhalterung 230 weist ferner Durchlaßöffnungen 233 auf, um den mit der Lufteinlaßöffnung 16 verbundenen Vorfilterraum 232 mit dem peripheren Außenraum 202 des Luftfilters 200 zu verbinden. Die angesaugte Rohluft strömt dabei zunächst über die Lufteinlaßöffnung 16 in den Vorfilterraum 232 und dann über die Durchlaßöffnungen 233 in den peripheren Aulenraum 202 des Luftfilters 200. Die Luft durchströmt sodann den Luftfilter 200 mit einer radial nach innen gerichteten Strömungskomponente, so wie dies bereits anhand von Fig. 4 veranschaulicht wurde. Die gefilterte Luft strömt über einen Krümmer 234, der über eine Verbindungsöffnung 235 mit dem axialen Innenraum 201 in Verbindung steht, in den Nachfilterraum 26. Der weitere Verlauf der Luftströmung entspricht dem bereits anhand von Fig. 1 erläuterten Strömungsverlauf. Der Krümmer 234 ist über die Gehäusedichtung 76 und eine zusätzliche Dichtung 236 zum zweiten Luftführungsteil 6 hin abgedichtet.

Es sind vielfältige Ausbildungen des Luftfilters 200 und der zugehörigen Haltevorrichtungen innerhalb des Saugkanals 22 im Rahmen der Erfindung denkbar. Der Luftfilter 200 muß keinesfalls hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Es ist z. B. ohne weiteres denkbar, den Luftfilter 200 mit einem rechteckigen Querschnitt, insbesondere einem quadratischen Querschnitt, auszubilden. Der Luftfilter 200 kann des weiteren an einer seiner beiden Stirnseiten in einer Art beutelförmigen Ausbildung vollständig geschlossen sein. Ferner ist es auch denkbar, einen beutelförmig ausgebildeten Luftfilter 200 so in dem Saugkanal 22 anzuordnen, daß dieser von der über die Lufteinlaßöffnung 16 ein strömenden Rohluft ähnlich wie bei einem Staubsauger aufgeblasen wird. Dabei kann es ausreichen, den Luftfilter 200 lediglich in dem Deckel 203 dichtend zu befestigen, so daß der beutelförmige Luftfilter 200 bei Abnahme des Deckels 203 aus dem Saugkanal 22 herausgezogen wird.


Anspruch[de]
  1. l. Luftführungsanlage für eine Brennkraftmaschine, die zumindest einen Brennraum mit zumindest einer in den Brennraum führende Gaseinlaßöffnung aufweist, mit

    einer Lufteinlaßöffnung (16),

    einem sich an die Lufteinlaßöffnung (16) stromabwärts anschließenden Saugkanal (22),

    einer an die Gaseinlaßöffnung des Brennraums angeschlossenen Auslaßöffnung (18),

    einem Luft von der Lufteinlaßöffnung (16) zu der Auslaßöffnung (18) führenden Gasführungsraum (20) und

    einem in dem Gasführungsraum (20) vorgesehenen Luftfilter (200),

    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (200) als Wechselpatrone ausgebildet ist, die in den Saugkanal (22) einsetzbar ist.
  2. 2. Luftführungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal (22) mit einem die Lufteinlaßöffnung (16) beinhaltenden Deckel (203) so verschließbar ist, daß der Luftfilter (200) bei abgenommenem Deckel (203) in den Saugkanal (22) einsetzbar und aus diesem herausnehmbar ist.
  3. 3. Luftführungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (200) eine bezüglich der Längsachse des Saugkanals (22) axiale Innenkammer (201) umgibt und die Innenkammer (201) von einer peripheren Außenkammer (202) trennt.
  4. 4. Luftführungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft über die Lufteinlaßöffnung (16) der Innenkammer (201) zuströmt und mit einer radial nach außen gerichteten Strömungskomponente durch den Luftfilter (200) hindurch in die periphere Außenkammer (202) ein strömt.
  5. 5. Luftführungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft über die Lufteinlaßöffnung (16) der peripheren Außenkammer (202) zuströmt und mit einer radial nach innen gerichteten Strömungskomponente durch den Luftfilter (200) hindurch in die Innenkammer (201) einströmt.
  6. 6. Luftführungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (200) im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
  7. 7. Luftführungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wandung des Saugkanals (22) Haltevorrichtungen (210, 206; 210, 230) zur Aufnahme und Ausrichtung des Luftfilters (200) vorgesehen sind.
  8. 8. Luftführungsanlage nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Haltevorrichtungen (206; 230) an dem Deckel (203) und ein anderer Teil der Haltevorrichtungen (210) an der dem Deckel (203) gegenüberliegenden Wandung (208) des Saugkanals (22) vorgesehen sind, um den Luftfilter (200) jeweils an einem seiner Enden (207, 209) zu arretieren.
  9. 9. Luftführungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselorgan (29) stromabwärts des Luftfilters (200) vorgesehen ist.
  10. 10. Luftführungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungsraum (20) einen schneckenförmig geformten Bogenbereich (40) aufweist und der den Luftfilter (200) aufnehmende Saugkanal (22) in einem durchgeführten Bereich (38) angeordnet ist, der durch den schneckenförmig geformten Bogenbereich (40) hindurchgeführt ist.
  11. 11. Luftführungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schneckenförmig geformte Bogenbereich (40) in mehrere Kanäle (30, 30a, 30b, 30c) aufgeteilt ist, die den Saugkanal (22) jeweils zumindest teilweise umschließen.
  12. 12. Luftführungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der schneckenförmig geformte Bogenbereich (40) Teil der Wandung des Saugkanals (22) ist.
  13. 13. Luftführungsanlage nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (29) zwischen dem Luftfilter (200) und dem schneckenförmig geformten Bogenbereich (40) angeordnet ist.






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