DE10034479A1

DE10034479A1 - Ansaugsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10034479A1
Application number: DE10034479A
Authority: DE
Inventors: Matthias Alex; Mathias Schuster
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2000-07-15
Filing date: 2000-07-15
Publication date: 2002-01-24
Also published as: ES2211700T3; EP1172547A2; ATE254719T1; DE50100987D1; EP1172547B1; EP1172547A3

Abstract

Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine bzw. Kraftfahrzeug, in das dieses Ansaugsystem eingebaut ist. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass an das Ansaugsystem 12 Abzweigungen 17 angebracht sind, die Zusatzöffnungen 18a-d enthalten, welche zusätzlich zur Ansaugöffnung 14 Verbrennungsluft ansaugen können. Gleichzeitig wird von den Zusatzöffnungen Mündungsschall emittiert, welcher durch Pfeile angedeutet ist. Gemäß der Erfindung sind die Zusatzöffnungen derart ausgerichtet, dass sie z. B. über eine Trennwand 19 oder über einen Radkasten 20 das Ansauggeräusch in die Fahrgastzelle übertragen. Auf diese Weise lässt sich der Geräuscheindruck für die Fahrzeuginsassen beeinflussen. Die Beeinflussung kann in einer Dämpfung oder in einer Verwandlung des Ansauggeräusches in ein subjektiv wenig störendes Ansauggeräusch erfolgen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für ein Kraftfahrzeug, welches zusätzlich zur Ansaugöffnung für die Verbrennungsluft eine Zusatzöffnung aufweist, welche über eine Abzweigung mit dem Ansaugsystem kommuniziert, nach der Gattung des Pa tentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, in dem dieses Ansaugsystem zum Einsatz kommt nach der Gattung des Patentanspruches 4.

Ansaugsysteme bzw. Abgasanlagen der eingangs beschriebenen Art und deren Verwendung in Kraftfahrzeugen sind bekannt. Die US 3 396 812 zeigt ein Beispiel. In einem Abgastrakt 14 gemäß Fig. 2 dieses Dokumentes ist ein Rohr 16 als Abzwei gung vorgesehen, welches mit Hilfe einer Endkappe 18 verschlossen ist. Die End kappe 18 weist weiterhin eine Bohrung 20 auf, welche mit der Umgebung kommuni ziert. Durch diese Bohrung 20 wird die punktuell wirkende Dämpfung des Geräusch pegels durch das Rohr 16 auf einen größeren Frequenzbereich verteilt, wodurch ins gesamt eine wirksamere Dämpfung des Geräuschpegels gelingt.

Die beschriebene akustische Maßnahme ist universell zur Dämpfung der Ge räuschemission im Ansaugtrakt oder Abgastrakt zu verwenden. Die Anforderungen an eine wirksame Beeinflussung der Geräuschemission von Kraftfahrzeugen erfor dert jedoch häufig zielgerichtetere Maßnahmen als die Nutzung breitbandiger Dämpfungseffekte.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dessen Hilfe das Ansauggeräusch derselben optimal beeinflusst werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 so wie des Patentanspruches 4 gelöst.

Das erfindungsgemäße Ansaugsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz öffnung, welche an der Abzweigung angebracht ist, derart ausgerichtet ist, dass bei einem Einbau des Ansaugsystems im Motorraum der Brennkraftmaschine der Mün dungsschall, der von der Zusatzöffnung ausgeht, vorrangig zu einer Anregung der Fahrgastzelle führt. Mit vorrangig ist gemeint, dass die Anordnung der Zusatzöffnung auf einen akustischen Effekt ausgerichtet wird, der im Fahrgastraum zu erzielen ist. Durch eine Anregung des Fahrgastraumes kann das Ansauggeräusch unabhängig von dem in die Umwelt emittierten Fahrgeräusch des Fahrzeugs beeinflusst werden. Hierbei lassen sich akustische Effekte erzielen, die zu einer Dämpfung des Ansaug geräusches in der Fahrgastzelle, z. B. durch phasenverschobene Anregung, führen kann. Der Mündungsschall der Zusatzöffnung kann aber auch verwendet werden, um die Charakteristik des Innenraumgeräusches zu beeinflussen. Hierbei lassen sich Geräuschcharakteristiken erzielen, die durch die Fahrgäste des Kraftfahrzeuges als angenehmer empfunden werden, als die Geräuschcharakteristik ohne die beschrie bene akustische Maßnahme.

Durch die Zusatzöffnung kann wie durch die Ansaugöffnung Verbrennungsluft in das Ansaugsystem gelangen. Sinnvoll ist daher eine Einleitung vor dem Luftfilter, wo durch die durch die Zusatzöffnung angesaugte Verbrennungsluft ebenfalls gefiltert wird. Eine Anordnung der Abzweigung ist jedoch auch im Reinluftbereich des An saugsystems möglich, wenn die durch die Zusatzöffnung angesaugte Luft gesondert gereinigt wird.

Das Ansaugsystem kann weitere Bauteile enthalten, deren Verwendung im Ansaug trakt der Brennkraftmaschine üblich ist. Hier sind als Beispiele ein Saugrohr und eine Stelleinrichtung, z. B. eine Drosselklappe zu nennen. Außerdem kann die Abzwei gung aus mehreren Zweigen bestehen und auch mehrere Zusatzöffnungen aufwei sen. Diese bewirken für sich genommen verschiedene akustische Effekte, welche zusammen genommen zum gewünschten Klangbild des Ansauggeräusches führen.

Dabei können die akustischen Einrichtungen ohne wesentliche Auswirkung auf das Ansaugverhalten der Brennkraftmaschine angeordnet werden. Die Ansaugcharakte ristik wird in erster Linie durch das Ansaugsystem mit der Ansaugöffnung bestimmt. Durch die Abzweigung wird lediglich ein Nebenluftstrom transportiert, so dass sich eine Änderung der Geometrie zwecks Anpassung des Ansauggeräusches an die gewünschte Charakteristik nicht wesentlich auswirkt. Insbesondere lassen sich grö ßere Leistungsverluste im Ansaugtrakt auf Grund akustischer Maßnahmen vermei den.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann die Abzweigung mit Hilfe einer Steck verbindung am Ansaugsystem befestigt werden. Dies ermöglicht eine bessere An passung des Ansaugsystems z. B. an verschiedene Brennkraftmaschinentypen. Durch Auswechseln der aufgesteckten Abzweigung lässt sich die Ansaugcharakte ristik an den Einzelfall anpassen. Auch Kundenwünsche, z. B. nach einem sportliche ren Sound der Brennkraftmaschine können mit Hilfe unterschiedlicher Abzweigungen berücksichtigt werden.

Eine weitere Variante der Erfindung schlägt vor, die Abzweigung modular aufzubau en. Die verschiedenen Module weisen Verbindungsstellen auf, so dass aus ihnen die Abzweigung zusammengesetzt werden kann. Mit einer geringen Zahl an Gleichteilen kann auf diese Weise ein Baukastensystem geschaffen werden, welches im Einzel fall eine optimale Anpassung der Abzweigung an die akustischen Rahmenbedingun gen ermöglicht. Sofern dabei mehrere Zusatzöffnungen zum Einsatz kommen, müs sen diese nicht alle auf eine vorrangige Anregung der Fahrgastzelle hin ausgerichtet werden. Vielmehr lassen sich zusätzlich akustische Effekte nutzen, wenn diese un terschiedliche Ausrichtungen aufweisen.

Um die beschriebenen akustischen Effekte zu erzielen, kann die Abzweigung auf unterschiedliche Weise in den Motorraum des Kraftfahrzeugs eingebaut werden. Ei ne erste Möglichkeit besteht in der Ausrichtung der Zusatzöffnung auf einen Teil der Karosserie, welcher eine gute Schallleitung hin zur Fahrgastzelle ermöglicht. Als Bei spiel hierfür ist der Radkasten des Vorderrades zu nennen, welcher sich in der Nähe des Ansaugsystems befindet. Aufgrund der Schallleitung wird das in der Fahrgast zelle befindliche Volumen zu Schwingungen angeregt, welche bei geeigneter Ausle gung der Abzweigung zu den gewünschten akustischen Effekten führen, die durch die Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zusatzöffnung direkt auf die Trennwand zwischen Fahrgastzelle und Motorraum auszurichten. Der Mündungsschall der Zu satzöffnung wirkt dann direkt auf diese Trennwand des Motorraums, wodurch diese zu Schwingungen angeregt wird, welche sich in den Innenraum der Fahrgastzelle fortpflanzen.

Es ist gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, die Zu satzöffnung auf eine Reflexionsfläche hin auszurichten. Diese ist als Teil des Motor raums aufzufassen und führt zu einer Umlenkung des Mündungsschalls in Richtung der Fahrgastzelle, wodurch die genannten akustischen Effekte erzielt werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kommuniziert die Zusatzöffnung direkt oder indirekt mit dem Volumen der Fahrgastzelle. Vorteilhaft ist es dabei, die Zusatzöffnung an die Frischluftzuführung für die Fahrgastzelle anzuschließen. Dies kann z. B. über das Kanalsystem der Belüftung oder der Klimaanlage erfolgen. Durch das Kanalsystem wird der von der Zusatzöffnung ausgehende Mündungsschall direkt in die Fahrgastzelle geleitet, was die bereits beschriebenen akustischen Effekte mit sich bringt.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von sche matischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 die Anordnung eines Ansaugsystems mit erfindungsgemäßen Abzwei gungen in perspektivischer Darstellung und

Fig. 2 ein Baukastensystem für die Abzweigung in perspektivischer Ansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Kraftfahrzeug mit einem Motorraum 10 und einer Fahrgastzelle 11 besitzt ein An saugsystem 12, welches eine Brennkraftmaschine 13 mit Ansaugluft versorgt. Das Ansaugsystem führt von einer Ansaugöffnung 14 für Verbrennungsluft zu zylindersei tigen Austritten 15, die an einem Zylinderkopf 16 der Brennkraftmaschine 13 ange bracht sind.

Vom Ansaugsystem 12 gehen verschiedene Abzweigungen 17 ab, die mit Zusatzöff nungen 18a bis d versehen sind, so dass Verbrennungsluft durch diese Zusatzöff nungen angesaugt werden kann.

Die Zusatzöffnung 18a ist direkt auf eine Trennwand 19 gerichtet, welche die Fahr gastzelle 11 vom Motorraum 10 abtrennt. Der von der Zusatzöffnung 18a ausgehen de Mündungsschall ist durch eine Pfeil symbolisch dargestellt. Dieser wirkt direkt auf die Trennwand, wodurch eine Schallübertragung zwischen Motorraum und Fahrgast zelle erfolgt. Insofern beeinflusst die Zusatzöffnung 18a direkt das in der Fahrgast zelle wahrzunehmende Geräusch der Brennkraftmaschine.

Die Zusatzöffnung 18b ist auf einen Radkasten 20 gerichtet. Der Mündungsschall, ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet, führt zu einer Schwingungsanregung des Radkastens, der damit den Mündungsschall auf die Fahrgastzelle überträgt.

Eine weitere Möglichkeit ist die Ausrichtung der Zusatzöffnung auf eine Reflexions fläche 21. Diese wird im Ausführungsbeispiel durch eine Unterbodenverkleidung an einer Frontschürze 22 der Kraftfahrzeugs gebildet. Durch die Reflexionsfläche wird der Schall in Richtung der Fahrgastzelle 11 reflektiert (angedeutet durch einen entsprechenden Pfeil). Dadurch lässt sich das Geräusch in der Fahrgastzelle eben falls beeinflussen.

Eine letzte Möglichkeit besteht in einem Anschluss der Zusatzöffnung 18d an eine Frischluftzuführung 23 des Kraftfahrzeugs. Durch Lüftungsschlitze 24 im Fahrgastin nenraum, aber auch durch eine Schwingungsanregung des Kanalsystems der Frischluftzuführung 23 wird das Mündungsgeräusch der Zusatzöffnung 18d in die Fahrgastzelle transportiert.

Zur Beeinflussung des Ansauggeräusches können die unterschiedlichen Ausrichtun gen der Zusatzöffnung 18a bis d einzeln, in Gruppen oder zusammen vorgesehen werden. Die Gesamtwirkung auf das in der Fahrgastzelle vorherrschende Ansaugge räusch muss experimentell ermittelt werden. Hierbei können bestimmte Frequenzbe reiche aufgehoben werden bzw. deren Schwingungscharakteristik derart beeinflusst werden, dass sie in der subjektiven Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen weniger störend auffallen.

In Fig. 2 ist ein Baukasten für eine Abzweigung 17 dargestellt, welche aus Modulen zusammengesetzt ist. Die Module weisen Verbindungsstellen 25 auf, über die sie miteinander kommunizieren. Die Verbindungsstellen sind schematisch dargestellt. Sie können z. B. als Steckverbindung 26 ausgebildet sein, wobei die Abzweigung z. B. eine Rastnase 27 aufweist, die in eine elastische Zunge 28 mit Aufnahme 29 für die Rastnase einrastet.

Bei standardisierten Verbindungsstellen 25 lassen sich die Module frei miteinander kombinieren. Mögliche Ausgestaltungen der Module sind Deckel 30 für Seitenöffnun gen 31, die auch z. B. zum Anschluss von Lambda-Viertel-Rohren dienen können, Resonanzräume 33 und Leitungsabschnitte 34, welche mit Zusatzöffnungen 18a, b versehen sein können.

Bezugszeichenliste

10

Motorraum

11

Fahrgastzelle

12

Ansaugsystem

13

Brennkraftmaschine

14

Ansaugöffnung

15

Austritt

16

Zylinderkopf

17

Abzweigungen

18

a-d Zusatzöffnungen

19

Trennwand

20

Radkaste

21

Reflexionsfläche

22

Frontschürze

23

Frischluftzuführung

24

Lüftungsschlitz

25

Verbindungsstelle

26

Steckverbindung

27

Rastnase

28

Zunge

29

Aufnahme

30

Deckel

31

Seitenöffnung

32

¼-Rohr

33

Resonanzraum

34

Leitungsabschnitt

Claims

1. Ansaugsystem für eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine, ent haltend zumindest eine Ansaugöffnung (14) und einen zylinderseitigen Austritt (15) für die Verbrennungsluft, wobei eine Abzweigung (17) mit einer Zusatzöffnung (18a-d) am Ansaugsystem angebracht ist, die mit der Verbrennungsluft kommu niziert, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzöffnung (18a-d) derart ausge richtet ist, dass bei einem Einbau des Ansaugsystems in einen Motorraum (10) des Kraftfahrzeugs der von dieser abgestrahlte Mündungsschall vorrangig eine Fahrgastzelle (11) des Kraftfahrzeugs anregt.

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzwei gung (17) mit Hilfe einer Steckverbindung (26) am Ansaugsystem befestigt ist.

3. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Abzweigung modular aufgebaut ist, wobei die Module Verbindungs stellen (25) zur gegenseitigen Befestigung aufweisen.

4. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansaugsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche in den Motorraum (10) eingebaut ist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzöff nung auf Karosserieteile, insbesondere den Radkasten (20), im Motorraum ge richtet ist, die schallleitend mit der Fahrgastzelle (11) des Kraftfahrzeugs verbun den sind.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzöffnung auf eine Trennwand (19) zwischen Fahrgastzelle (11) und Motorraum (10) gerichtet ist.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzöffnung auf eine Reflexionsfläche (21) im Motorraum (10) für ei ne Umlenkung des Mündungsschalls der Zusatzöffnung in Richtung Fahrgastzelle (11) gerichtet ist.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzöffnung mit dem Volumen der Fahrgastzelle (11) kommuniziert.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzöff nung an eine Frischluftzuführung (23) für die Fahrgastzelle angeschlossen ist.