DE102006032716A1

DE102006032716A1 - Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006032716A1
Application number: DE200610032716
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Bamberger (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-17
Also published as: WO2008006475A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Nutzkraftwagen, mit einem in einem Luftfiltergehäuse (11) positionierten Filterelement zum Filtern von Rohluft. Erfindungsgemäß ist dem Filterelement (12) ein mit dem Luftfiltergehäuse (11) lösbar verbundenes Rohluftgehäuse (15) vorgeschaltet, wobei in das Rohluftgehäuse (15) mindestens eine Ansaugöffnung (17, 18) für Rohluft integriert ist und wobei die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung (17, 18) derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung (17, 18) zwischen 5 m/s und 50 m/s beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis bekannte Luftfilteranordnungen, die z. B. in Nutzkraftwagen Verwendung finden, verfügen über ein in einem Luftfiltergehäuse angeordnetes Filterelement sowie einen Ansaugtrichter bzw. Ansaugrohr mit Öffnung für die zu filternde Rohluft, wobei zwischen dem Filterelement bzw. Luftfiltergehäuse und dem Ansaugtrichter bzw. Ansaugrohr ein Faltenbalg angeordnet ist. Der Ansaugtrichter greift an einem Karosserieaufbau an und leitet die Rohluft von einer Einlassöffnung des Karosserieaufbaus in Richtung auf das über das Luftfiltergehäuse an einem Fahrgestell oder Motor montierte Filterelement, wobei der Faltenbalg dem Toleranzausgleich bzw. dem Ausgleich der Relativbewegungen zwischen dem Fahrgestell und dem Fahrzeugaufbau bzw. dem Motor des Kraftfahrzeugs dient. Der Ansaugtrichter bzw. das Ansaugrohr bildet demnach eine Verrohrung des Filterelements mit der in den Fahrzeugaufbau integrierten Einlassöffnung für Rohluft, wobei die Verrohrung aufgrund seines Volumens und seiner geometrischen Ausbildung Strömungsgeräusche der Rohluft bzw. durch Motorpulsation hervorgerufene Geräusche minimiert. Des Weiteren ermöglicht diese Verrohrung die Ansaugung der Rohluft an einer günstigen Position am Aufbau. Dadurch kann die Ansauglufttemperatur so wie die Wasser- und Staubaufnahme gering gehalten werden. Der Aufbau der aus der Praxis bekannten Luftfilteranordnungen, die ein Filterelement, einen Ansaugtrichter bzw. ein Ansaugrohr sowie einen Faltenbalg umfassen, ist jedoch relativ aufwendig.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau aufweist und dennoch Strömungsgeräusche der Rohluft bzw. vom Motor hervorgerufene Pulsations-Geräusche dämpft und vorzugsweise die Staub- und Wasseraufnahme reduziert. Dieses Problem wird durch eine Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist dem Filterelement ein mit dem Luftfiltergehäuse lösbar verbundenes Rohluftgehäuse vorgeschaltet, wobei in das Rohluftgehäuse mindestens eine Ansaugöffnung für Rohluft integriert ist, und wobei die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung zwischen 5 m/s und 50 m/s beträgt.
Das Rohluftgehäuse greift ausschließlich am Luftfiltergehäuse und damit am Fahrgestell bzw. am Motor an und ist mit dem Fahrzeugaufbau nicht verbunden. Hierdurch vereinfacht sich der konstruktive Aufbau erheblich.
Das Rohluftgehäuse stellt ein akustisch wirksames Volumen bereit, um Strömungsgeräusche der Rohluft bzw. Pulsations-Geräusche die im Motorlast- und Motorbremsbetrieb auftreten zu dämpfen. In das Rohluftgehäuse ist mindestens eine Ansaugöffnung integriert, wobei die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft zwischen 5 m/s und 50 m/s beträgt.
Hierdurch können Strömungsgeräusche der Rohluft auf ein Minimum reduziert werden.
Vorzugsweise ist in mindestens zwei sich gegenüberliegende Wände des Rohluftgehäuses jeweils mindestens eine Ansaugöffnung oder ein Fortsatz mit einer Ansaugöffnung ausgebildet bzw. integriert, wobei die Einrittsrichtung der Rohluft durch die jeweilige Ansaugöffnung in das Rohluftgehäuse in etwa senkrecht zur Eintrittsrichtung der Rohluft in das Filterelement verläuft.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in Strömungsrichtung der angesaugten Rohluft gesehen stromabwärts mindestens einer Ansaugöffnung ein Diffusor in das Rohluftgehäuse integriert, der eine sich in Strömungsrichtung der Rohluft verjüngende Querschnittsfläche aufweist und somit bestimmte Frequenzen des Geräuschspektrums je nach Dimensionierung des Diffusors dämpft.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in Strömungsrichtung der angesaugten Rohluft gesehen stromabwärts mindestens einer Ansaugöffnung ein die Rohluft umlenkender Leitapparat in das Rohluftgehäuse integriert, um Strömungsverluste zu reduzieren und um eine möglichst gleichmäßige Staubbeladung des Filterelements zu erreichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in Strömungsrichtung der angesaugten Rohluft gesehen stromabwärts mindestens einer Ansaugöffnung ein Zyklon zur Staubabscheidung in das Rohluftgehäuse integriert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Vorderansicht; und
2 einen schematisierten Querschnitt durch die Luftfilteranordnung der 1.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Nutzkraftwagen, in perspektivischer Ansicht, wobei die Luftfilteranordnung 10 ein Luftfiltergehäuse 11 umfasst, wobei in einem Abschnitt des Luftfiltergehäuses 11 ein Filterelement 12 angeordnet ist. Im Filterelement 12 gereinigte Rohluft verlässt die Luftfilteranordnung 10 über eine Öffnung 13 im Luftfiltergehäuse 11, wobei die Öffnung 13 auch als Reinluftabgang bezeichnet wird.
Über Flansche 14 ist das Luftfiltergehäuse 11 und damit die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 fahrgestell-, motor- oder aufbauseitig montierbar.
Die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 verfügt über ein Rohluftgehäuse 15, welches dem Filterelement 12 in Strömungsrichtung der Rohluft gesehen, vorgeschaltet ist und lösbar mit dem Luftfiltergehäuse 11 verbunden ist. Das Rohluftgehäuse 15 definiert einen Innenraum 16, der ein akustisch wirksames Volumen zur Dämpfung von Strömungsgeräuschen der über das Rohluftgehäuse 15 in die Luftfilteranordnung 10 eingesaugten Rohluft bereitstellt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist in zwei sich gegenüberliegende Wänden des Rohluftgehäuses 15, nämlich in gegenüberliegende Seitenwände desselben, jeweils eine Ansaugöffnung 17 bzw. 18 für Rohluft integriert, wobei die Querschnittsfläche der Ansaugöffnungen 17 und 18 derart dimensioniert ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung 17 und 18 zwischen 5 m/s und 50 m/s beträgt. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der Ansaugöffnungen 17 und 18 derart bemessen, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich der Ansaugöffnungen 17 und 18 zwischen 10 m/s und 40 m/s, im optimalen Fall zwischen 20 m/s und 30 m/s, beträgt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ansaugöffnungen 17 und 18 in sich gegenüberliegende Seitenwände des Rohluftgehäuses 15 integriert. Es ist auch möglich, Ansaugöffnungen in eine Oberwand und Unterwand des Rohluftgehäuses 15 zu integrieren. Ebenso ist es möglich, zumindest eine Ansaugöffnung in eine Vorderwand des Rohluftgehäuses 15 zu integrieren.
In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel verfügen die beiden Ansaugöffnungen 17 und 18 über gleich große Querschnittsflächen. Es ist auch möglich, die Ansaugöffnungen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen zu gestalten.
Vorzugsweise sind, wie oben ausgeführt, die Ansaugöffnungen für die Rohluft in sich gegenüberliegende Seitenwände des Rohluftgehäuses 15 integriert. Hierdurch ist dann gewährleistet, dass die Eintrittsrichtung der Rohluft in das Rohluftgehäuse 15 und damit in die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 etwa senkrecht zu einer Eintrittsrichtung der Rohluft in das Filterelement 12 der Luftfilteranordnung 10 verläuft.
Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ansaugöffnung 17 des Rohluftgehäuses 15 in Strömungsrichtung der Rohluft gesehen, ein Diffusor 19 nachgeschaltet. Der Diffusor 19 verfügt über einen sich in Strömungsrichtung der Rohluft ge sehen verjüngenden Querschnitt und minimiert bzw. dämpft so bestimmte Frequenzen des Geräuschspektrums je nach Dimensionierung des Diffusors. Weiterhin lenkt der Diffusor 19 die in das Rohluftgehäuse 15 eintretende Luft in Richtung auf das Filterelement 12 der erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung 10 um.
Der Ansaugöffnung 18 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel kein Diffusor zugeordnet, sondern vielmehr ein Leitapparat 20, welcher über die Ansaugöffnung 18 in das Rohluftgehäuse 15 eintretende Rohluft in Richtung auf das Filterelement 12 umlenkt. Mit Hilfe des Leitapparats 20 ist eine Druckverlustoptimierung sowie eine gleichmäßige Staubbeladung der Rohluft realisierbar.
Der Ansaugöffnung 18 kann wie im gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin ein Zyklonabscheider 21 zugeordnet werden, um für eine Vorabscheidung von Staub aus der Rohluft zu sorgen. In der Darstellung der 2 ist dabei der Zyklonabscheider 21 vor der Ansaugöffnung 18 positioniert. Der Zyklonabscheider 21 kann jedoch auch in das Luftfiltergehäuse 15 integriert und der Ansaugöffnung 18 nachgeschaltet sein.
Gemäß 1 und 2 ist das Rohluftgehäuse 15 im Bereich der Ansaugöffnungen 17 und 18 tulpenartig ausgebildet, die Ansaugöffnungen 17 und 18 verfügen demnach über einen tulpenartigen Kragen, um Strömungsgeräusche am Eintritt Rohluftgehäuse zu reduzieren. In die Ansaugöffnungen 17 und 18 können weiterhin Gitter integriert sein, um den Eintritt von Fremdkörpern, wie z. B. Laub je nach Maschenweite, in die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 zu verhindern.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist in Strömungsrichtung der Rohluft gesehen der Ansaugöffnung 17 ein Diffusor 19 und der Ansaugöffnung 18 ein Leitapparat 20 nachgeschaltet. Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, beiden Ansaugöffnungen 17 und 18 entweder einen Diffusor, einen Leitapparat, oder ein Zyklon 21 nachzuschalten bzw. zu integrieren.
Die hier vorliegende Erfindung schlägt demnach eine Luftfilteranordnung 10 vor, die ein in einem Luftfiltergehäuse 11 angeordnetes Filterelement 12 umfasst, wobei mit dem Luftfiltergehäuse 11 ein Rohluftgehäuse 15 lösbar verbunden ist, und wobei in das Rohluftgehäuse 15 zur Gewährleistung einer definierten Ansauggeschwindigkeit der Rohluft mindestens eine entsprechend dimensionierte Ansaugöffnung 17, 18 integriert ist.
Vorzugsweise ist der oder jeder Ansaugöffnung 17, 18 in Strömungsrichtung der Rohluft gesehen ein Diffusor 19, ein Leitapparat 20 oder ein Zyklonabscheider 21 nachgeschaltet. In die Ansaugöffnungen 17 und 18 ist vorzugsweise ein Gitter integriert, um das Eindringen von Fremdkörpern in die erfindungsgemäße Luftfilteranordnung 10 zu unterbinden.

10: Luftfilteranordnung
11: Luftfiltergehäuse
12: Filterelement
13: Öffnung
14: Flansch
15: Rohluftgehäuse
16: Innenraum
17: Ansaugöffnung
18: Ansaugöffnung
19: Diffusor
20: Leitapparat
21: Zyklonabscheider

Claims

Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Nutzkraftwagen, mit einem in einem Luftfiltergehäuse positionierten Filterelement zum Filtern von Rohluft, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filterelement (12) ein mit dem Luftfiltergehäuse (11) lösbar verbundenes Rohluftgehäuse (15) vorgeschaltet ist, dass in das Rohluftgehäuse (15) mindestens eine Ansaugöffnung (17, 18) für Rohluft integriert ist, wobei die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung (17, 18) derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung (17, 18) zwischen 5 m/s und 50 m/s beträgt.
Luftfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung (17, 18) derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung zwischen 10 m/s und 40 m/s beträgt.
Luftfilteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der oder jeder Ansaugöffnung (17, 18) derart bemessen ist, dass die Ansauggeschwindigkeit der Rohluft im Bereich jeder Ansaugöffnung zwischen 20 m/s und 30 m/s beträgt.
Luftfilteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei sich gegenüberliegende Wände des Rohluftgehäuses (15) jeweils mindestens eine Ansaugöffnung (17, 18) integriert ist, wobei die Einrittsrichtung der Rohluft durch die jeweilige Ansaugöffnung in das Rohluftgehäuse (15) in etwa senkrecht zur Eintrittsrichtung der Rohluft in das Filterelement (12) verläuft.
Luftfilteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei sich gegenüberliegende Seitenwände des Rohluftgehäuses (15) jeweils eine Ansaugöffnung (17, 18) integriert ist, die vorzugsweise gleich große Querschnittsflächen aufweisen.
Luftfilteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Ansaugöffnung (17, 18) einen tulpenartigen Kragen aufweist.
Luftfilteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die oder jede Ansaugöffnung (17, 18) ein Gitter integriert ist.
Luftfilteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der angesaugten Rohluft gesehen stromabwärts mindestens einer Ansaugöffnung (17, 18) ein Diffusor (19) zur Geräuschreduzierung in das Rohluftgehäuse (15) integriert ist, der eine sich in Strömungsrichtung der Rohluft verjüngende Querschnittsfläche aufweist.
Luftfilteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der angesaugten Rohluft gesehen stromabwärts mindestens einer Ansaugöffnung (17, 18) ein die Rohluft umlenkender Leitapparat (20) in das Rohluftgehäuse (15) integriert ist.
Luftfilteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zyklonabscheider (21) zur Staubabscheidung zugeordnet ist.