DE10147624B4

DE10147624B4 - Abgaskühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10147624B4
Application number: DE10147624A
Authority: DE
Inventors: Michael Fleiß
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: DE10147624A1

Abstract

Abgaskühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Luftleitkanal (10), welcher in ein Wärmeabschirmblech (14) eines Abgaskrümmers der Brennkraftmaschine (16) mündet und Fahrtwind von einem vorderen Ende (12) des Kraftfahrzeuges auf den Abgaskrümmer leitet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Luftleitkanal (10) und Wärmeabschirmblech (14) ein Rückschlagventil (20, 22) angeordnet ist, welches derart ausgebildet ist, daß es eine Luftströmung (24) in Richtung Abgaskrümmer erlaubt und eine Rückströmung (26) vom Abgaskrümmer weg in den Luftleitkanal (10) hinein blockiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgaskühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen wird Abgas gekühlt, indem ein Luftstrom, angetrieben durch den Fahrtwind, am Abgaskrümmer entlang geleitet wird. So wird konvektive Wärmeübertragung vom Abgas hin zur Luft erzwungen.
In DE 199 48 148 A1 wird die Verwendung einer steuerbaren Klappe beschrieben, mit welcher der Volumenstrom der Luft am Lufteinlass kontrolliert werden kann. Mittels dieser Steuerklappe kann die Lufteinlassöffnung je nach Betriebszustand geschlossen oder geöffnet werden. Nachteilig an dieser vorbekannten Abgaskühlvorrichtung ist, dass die Steuerklappe vorzugsweise elektrisch aktiv gesteuert werden muss.
Aus DE 43 05 484 A1 ist die Verwendung eines Rückschlagventils zur Steuerung der Luftstromrichtung in Verbrennungsmotoren bekannt, um ungewollten Austritt von funktionellen Substanzen aus dem System zu verhindern. Es wird die Verwendung des Rückschlagventils zur Steuerung der Luftstromrichtung in der Zuluftleitung der Ansaugleitung eines Hubkolbenmotors beschrieben.
Aus DE 195 17 157 C1 ist der Einsatz einer lappenartigen Vorrichtung bekannt, welche aufgrund der eigenen Gewichtskraft an einem Rückhaltegitter anliegt und so in abdichtender Position gehalten wird. Hier wird der Einsatz in einem Kraftfahrzeug zur Sicherstellung einer einzigen bestimmten Stromrichtung von Fluiden, wie zum Beispiel Luft, beschrieben. Diese Ausprägung eines Rückschlagventils wird verwendet um Druckunterschiede zwischen Fahrzeuginnenraum und Fahrzeugumgebung auszugleichen, wobei Luft und Wasser aus dem Innenraum ungehindert entweichen können müssen und Luft und Wasser aus der Umgebung nicht in den Fahrzeuginnenraum eindringen können dürfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskühlvorrichtung der obengenannten Art bzgl. der Herstellungskosten zu vereinfachen und eine Betriebssicherheit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgaskühlvorrichtung der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen Luftleitkanal und Wärmeabschirmblech ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches derart ausgebildet ist, daß es eine Luftströmung in Richtung Abgaskrümmer erlaubt und eine Luftströmung vom Abgaskrümmer weg in den Luftleitkanal hinein blockiert.
Dies hat den Vorteil, daß einerseits Fahrtwind über den Luftleitkanal zum Abgaskrümmer zum Zwecke der Abgaskühlung strömen kann, daß aber andererseits bei stehendem Kraftfahrzeug, d. h. ohne Fahrtwind, keine heiße Luft vom Abgaskrümmer in den Luftleitkanal zurückströmen kann. Dadurch ist eine thermische Belastung des Luftleitkanals erheblich reduziert und dieser kann kostengünstig aus thermisch weniger belastbarem Material, wie beispielsweise Kunststoff, hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rückschlagventil als Gitter am Ende des Luftleitkanals mit am Gitter anschlagendem Lappen ausgebildet, wobei der Lappen an einer abgaskrümmerseitigen Seite des Gitters anschlägt. Der Lappen ist beispielsweise als Silikonlappen ausgebildet.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgaskühlvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
2 einen Teil der Abgaskühlvorrichtung gemäß 1 in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht,
3 ein Rückschlagventil einer der Abgaskühlvorrichtung gemäß 1 in schematische Schnittansicht im Zustand bei fahrendem Kraftfahrzeug,
4 das Rückschlagventil gemäß 3 in schematische Schnittansicht im Zustand bei stehendem Kraftfahrzeug,
5 einen Teil der Abgaskühlvorrichtung gemäß 1 in vergrößerter perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht und
6 einen Teil der Abgaskühlvorrichtung gemäß 1 in vergrößerter, geschnittener Aufsicht.
Die aus 1 ersichtliche, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgaskühlvorrichtung umfaßt einen Luftleitkanal 10, welcher sich in einem Motorraum eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges ausgehend von einem vorderen Ende 12 des Kraftfahrzeuges bis zu einem Wärmeabschirmblech 14 eines nicht dargestellten Abgaskrümmers einer Brennkraftmaschine 16 erstreckt. Bei fahrendem Kraftfahrzeug dringt Fahrtwind in den Luftleitkanal 10 ein und wird von diesem durch den Motorraum zum Abgaskrümmer unter dem Wärmeabschirmblech 14 geleitet. Diese durch den Fahrtwind verursachte Luftströmung auf den Abgaskrümmer kühlt die durch den Abgaskrümmer strömenden Abgase. Der Luftleitkanal 10 ist über einen flexiblen, ziehharmonikaartigen Schlauch 17 mit einem Stutzen 18 des Wärmeabschirmblechs 14 verbunden. Der Luftleitkanal 10 ist an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt, so daß sich Relativbewegungen zwischen Brennkraftmaschine 16 und Luftleitkanal 10 ergeben, die von dem ziehharmonikaartigen Schlauch 17 ausgeglichen werden.
Wie sich aus 2, 5 und 6 ergibt, ist an einem Übergang vom Luftleitkanal 10 in einen Stutzen 18 ein Gitter 20 vorgesehen. An diesem Gitter liegt ein Silikonlappen 22 an einer dem Stutzen 18 bzw. dem Abgaskrümmer zugewandten Seite des Gitters 20 derart an, daß sich der Lappen 22, wie aus 3 ersichtlich, bei Fahrtwind vom Gitter abhebt und so eine durch den Fahrtwind verursachte Luftströmung 24 im Luftleitkanal 10 zum Abgaskrümmer hin erlaubt. Bei stehendem Fahrzeug und ggf. laufendem Motor hingegen, wie in 4 illustriert, liegt der Lappen 22 am Gitter 20 an und verhindert somit eine Rückströmung 26 von heißer Luft vom Abgaskrümmer in den Luftleitkanal 10 hinein. Die Kombination aus Gitter 20 und Lappen 22 wirkt somit als Rückschlagventil.
Auf diese Weise ist eine hohe thermische Belastung des Luftleitkanals 10 verhindert, so daß dieser Luftleitkanal aus kostengünstigem Kunststoff hergestellt werden kann, welche keine hohen thermischen Belastungen widerstehen muß.
Die Problematik der Rückströmung 26 von heißer Luft ausgehend vom Abgaskrümmer in den Luftleitkanal 10 hinein ist bei der dargestellten Ausführungsform der Abgaskühlvorrichtung besonders groß, das der Luftleitkanal entgegen der Schwerkraft in den Stutzen 18 mündet. Ohne Fahrtwind jedoch steigt die vom Abgaskrümmer erhitzte Luft auf und würde zur Rückströmung 26 in den Luftkanal 10 hinein führen.

Claims

Abgaskühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Luftleitkanal (10), welcher in ein Wärmeabschirmblech (14) eines Abgaskrümmers der Brennkraftmaschine (16) mündet und Fahrtwind von einem vorderen Ende (12) des Kraftfahrzeuges auf den Abgaskrümmer leitet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Luftleitkanal (10) und Wärmeabschirmblech (14) ein Rückschlagventil (20, 22) angeordnet ist, welches derart ausgebildet ist, daß es eine Luftströmung (24) in Richtung Abgaskrümmer erlaubt und eine Rückströmung (26) vom Abgaskrümmer weg in den Luftleitkanal (10) hinein blockiert.
Abgaskühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als Gitter (20) am Ende des Luftleitkanals (10) mit am Gitter (20) anschlagendem Lappen (22) ausgebildet ist, wobei der Lappen (22) an einer abgaskrümmerseitigen Seite des Gitters (20) anschlägt.
Abgaskühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen (22) als Silikonlappen ausgebildet ist.