DE102007015863A1

DE102007015863A1 - Luftansaugvorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor

Info

Publication number: DE102007015863A1
Application number: DE200710015863
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schmahl
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-09

Abstract

Eine Luftansaugvorrichtung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Verteilergehäuse (5) und einen dem Verteilergehäuse (5) in Luftströmungsrichtung vorgelagerten Schnorchel (6). Der Schnorchel (6) verläuft auf wenigstens einem Teil (8) seiner Länge über einen hohlen Stoßfängerquerträger (1) des Kraftfahrzeugs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung für die Frischluftversorgung eines Motors in einem Kraftfahrzeug. Eine solche Luftansaugvorrichtung umfasst herkömmlicherweise einen Schnorchel mit einer im Motorraum vor einem Kühler angeordneten Einlassöffnung, die um den Kühler und diverse andere Einbauten des Motorraums herum zu einem am Motor montierten Filtergehäuse führt.
Idealerweise sollte der Schnorchel kurz und gerade sein, um einen niedrigen Strömungswiderstand aufzuweisen, und gleichzeitig sollte seine Einlassöffnung bei fahrendem Fahrzeug dem aus dem Fahrtwind resultierenden Staudruck ausgesetzt sein. In der Praxis sind diese Anforderungen schwierig zu verwirklichen, da unter den beengten Platzverhältnissen im Motorraum sich die Gestalt des Schnorchels im Allgemeinen anderen Einbauten anpassen muss, deren Gestalt weniger variabel als die des Schnorchels ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Luftansaugvorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor anzugeben, die wenig Platz im Motorraum beansprucht und dennoch eine Frischluftversorgung des Verteilergehäuses mit hohem Durchsatz und geringen Strömungsverlusten ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schnorchel auf wenigstens einem Teil seiner Länge über einen hohlen Stoßfängerquerträger des Kraftfahrzeugs verläuft. Die Stoßfänger von Kraftfahrzeugen sind häufig als Hohlkörper ausgeführt, um eine gute Formstabilität bei geringem Gewicht zu erreichen. Indem die Erfindung diesen Hohlraum für den Schnorchel nutzt, kann der Schnorchel wenigstens auf diesem Teil seiner Länge mit großzügigem freiem Querschnitt und allenfalls geringer Krümmung geführt werden. Indem das vom Stoßfänger belegte Volumen gleichzeitig für den Schnorchel genutzt wird, steht mehr Platz im Motorraum für die übrigen Komponenten zur Verfügung, oder die übrigen Komponenten können in einem verkleinerten Motorraum dichter gepackt werden.
Um den Lufteintritt durch den Kühlergrill in den Schnorchel zu begünstigen, ist eine Einlassöffnung zweckmäßigerweise an einer einem Kühlergrill zugewandten Flanke des Stoßfängerquerträgers angeordnet.
Unter dem Fahrzeug her streichende Frischluft kann über eine an einer unteren Flanke des Stoßfängerquerträgers angeordnete Einlassöffnung aufgefangen und dem Motor zugeführt werden.
Wenn der Stoßfängerquerträger aus einer vorderseitigen Platte und einem rückseitigen U-Profil zusammengesetzt ist, ist die Einlassöffnung vorzugsweise an einem Schenkel des U-Profils angeordnet.
Der Stoßfängerquerträger kann aber auch einteilig aus einem Stranggussprofil gebildet sein.
Um die Frischluft wirksam zu sammeln, ist die Einlassöffnung vorzugsweise durch einen an dem Stoßfängerquerträger befestigten Rohrstutzen gebildet.
Da der Motor im Betrieb in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie und insbesondere deren Stoßfängerquerträger schwingt, ist es insbesondere wenn das Filtergehäuse fest am Motor montiert ist, sinnvoll, dass der Schnorchel zwischen dem Stoßfängerquerträger und dem Filtergehäuse als eine flexible Luftleitung ausgeführt ist.
Diese flexible Luftleitung ist vorzugsweise auf wenigstens einem Teil ihrer Länge mit Längenausgleichsfalten versehen.
Wenn die flexible Luftleitung zwischen Stoßfängerquerträger und Filtergehäuse elastisch gestaucht ist, so kann dies die Verankerung der Luftleitung vereinfachen.
Der Schnorchel kann ein sich durch den Stoßfängerquerträger erstreckendes Rohr umfassen; es kann aber auch der Stoßfängerquerträger selbst einen Abschnitt des Schnorchels bilden.
In letzterem Falle ist der Rohrstutzen vorzugsweise in eine Öffnung des Stoßfängerquerträgers eingesteckt.
Der Stoßfängerquerträger kann mit einer versteifenden Längsrippe versehen sein, die sein Inneres in zwei langgestreckte Hohlräume unterteilt. In diesem Fall ist, um den verfügbaren freien Querschnitt des Stoßfän gerquerträgers voll zu nutzen, vorzugsweise an beiden Hohlräumen eine Einlassöffnung vorgesehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung und einiger ihr im Motorraum eines Kraftfahrzeugs benachbarter Teile;
2 einen Längsschnitt des Stoßfängerquerträgers gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung mit mehrteiligem Schnorchel;
3 einen zu 2 analogen Schnitt gemäß einer Weiterentwicklung der ersten Ausgestaltung;
4 einen zu 2 analogen Schnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
5 eine Variante der Ausgestaltung von 4; und
6 einen zu 2 analogen Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung mit einteiligem Schnorchel.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Stoßfängerquerträger 1, der mittels zweier Crashboxen 2 an Längsträgern 3 einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Der in der Perspektive der 1 vordere der beiden Längsträger 3 ist transparent und mit punktierten Umrissen dargestellt, um ihm benachbarte Bauteile besser zeigen zu können. Eine dem Stoßfängerquerträger 1 vorgelagerte und von diesem gehaltene, einen Teil der Fahrzeugaußenhaut bildende Stoßfängerschale ist in der Figur weggelassen, genauso wie ein über der Stoßfängerschale anschließender Kühlergrill.
Hinter dem Stoßfängerquerträger und dem durch den Kühlergrill hindurch tretenden Fahrtwind ausgesetzt ist ein Kühler 4 angeordnet. Ein hinter dem Kühler 4 angeordneter Motor ist wiederum nicht dargestellt. Ein Filtergehäuse, das einen Luftfilter enthält, über den die Zylinder des Motors mit Frischluft versorgt werden, ist mit 5 bezeichnet. Dem Filtergehäuse 5 ist in an sich bekannter Weise ein Schalldämpfer oder Resonator 21 zum Dämpfen des Ansauggeräuschs und ein Wasserabscheider 22 vorgelagert.
Der Resonator 21 empfängt die Frischluft über einen Schnorchel 6, der in einen sich zwischen dem Resonator 21 und einem Ende des Stoßfängerquerträgers 1 erstreckenden Abschnitt 7, einen sich durch den Stoßfängerquerträger 1 erstreckenden Abschnitt 8 und einen Einlassstutzen 9 gegliedert ist. Der aus Kunststoff geformte stromaufwärtige Abschnitt 7 des Schnorchels 6 ist teilweise als Wellschlauch mit Längenausgleichsfalten 10 geformt. Indem diese beim Einbau des Abschnitts 7 elastisch gestaucht werden, ist ein Ende des Abschnitts 7 gegen den Resonator 21 gedrückt und in einer Öffnung von dessen Gehäuse auch dann im Eingriff gehalten, wenn keine weiteren Mittel zur Verankerung des Abschnitts 7 am Resonator 21 vorhanden sind. Außerdem dient der Wellschlauch dazu, Schwingungen des Resonators 21, die ggf. vom Motor über das Filtergehäuse 5 und den Wasserabscheider 22 angeregt werden, in Bezug auf die Karosserie zu ermöglichen.
Der Abschnitt 7 ist in 1 getrennt vom Stoßfängerquerträger 1 beziehungsweise dem Abschnitt 8 dargestellt, um den Aufbau des Stoßfängerquerträgers 1 aus einer im wesentlichen ebenen frontalen Platte 11 und einem dahinter liegenden U-Profil 12 zeigen zu können.
Alternativ kann der Stoßfängerquerträger 1 einteilig, insbesondere als Stranggussprofil, als ein Rechteckrohr oder dergleichen, ausgebildet sein.
Der Längsschnitt der 2 zeigt den Abschnitt 7 eingesteckt in den den Abschnitt 8 bildenden Hohlraum des Stoßfängerquerträgers 1. In einem oberen Schenkel 13 des U-Profils 12 ist in etwa mittig ein Ausschnitt gebildet, in den der Einlassstutzen 9 eingesteckt ist. Wie der Abschnitt 7 ist auch der Einlassstutzen 9 hier mit einem umlaufenden Flansch 14 dargestellt, der die Einstecktiefe des Abschnitts 7 beziehungsweise des Einlassstutzens 9 in den Stoßfängerquerträger 1 definiert. Der Abschnitt 7 und der Einlassstutzen 9 können in beliebiger, an sich bekannter Weise an dem Stoßfängerquerträger 1 befestigt sein, zum Beispiel durch Verschraubung, Klebung oder Verrastung mittels Widerhaken. Der Einlassstutzen 9 hat eine Öffnung 15, die, wie insbesondere in 2 zu erkennen, dem Kühlergrill 16 zugewandt ist, so dass sich der Fahrtwind im Einlassstutzen 9 stauen und so die Frischluftzufuhr zum Motor fördern kann.
Das von dem Abschnitt 7 abgewandte Ende des Längsträgers 1 kann offen gelassen sein, so dass auch durch dieses Ende hindurch Luft einströmen und in das Verteilergehäuse 5 gelangen kann.
Die in 3 gezeigte Weiterbildung unterscheidet sich von der Ausgestaltung der 2 durch eine an den Einlasstutzen 9 angeformte, gleichmäßig gekrümmte Strömungsleitfläche 23, die sich durch den gesamten freien Querschnitt des Stoßfängerquerträgers 1 erstreckt. So kann Frischluft nur über die Einlassöffnung 15 des Einlasstutzens 9, nicht aber über das von dem Abschnitt 7 abgewandte Ende des Stoßfängerquerträgers 1 eingesaugt werden.
Bei der Ausgestaltung der 4 ist das Innere des Stoßfängerquerträgers 1 durch eine Rippe 24 in zwei langgestreckte Hohlräume 25, 26 unterteilt. Der Abschnitt 7 ist an beide Hohlräume 25, 26 angeschlossen; in jeden jeden dieser Hohlräume mündet über eine in die obere bzw. untere Flanke 13, 19 des Trägers 1 geschnittene Öffnung ein Einlassstutzen 9 bzw. 20. Beide Einlassstutzen sind mit einer angeformten Strömungsleitfläche 23, wie in 3 gezeigt, versehen.
Bei der in 5 gezeigten Variante ist der Stoßfängerquerträger 1 wie in 4 durch eine Rippe 24 verstreift, allerdings ist diese Rippe 24 in Höhe des einen Einlassstutzens 9 durchbrochen, und die Strömungsleitfläche 23 des Stutzens 9 reicht bis zum unteren Schenkel 19. So versorgt der Einlassstutzen 9 die Hohlräume 25, 26 beiderseits der Rippe 24 mit Frischluft.
6 zeigt eine dritte Ausgestaltung des Schnorchels 6 in einem zu 2 analogen Schnitt. Hier ist der Einlassstutzen 9 mit dem stromabwärtigen Abschnitt 8 des Schnorchels durch einen Schlauch- oder Rohrabschnitt 17 verbunden, der sich im Innern des Stoßfängerquerträgers 1 erstreckt und zum Beispiel vor dem Zusammenfügen von dessen U-Profil 12 und frontaler Platte 11 in das U-Profil 12 eingelegt sein kann. Durch in Höhe des Ausschnitts und des Längsendes an dem Stoßfängerquerträger 1 anliegende Flansche 14 ist der Rohrabschnitt 17 fixiert, ohne dass weiter gehende Befestigungsmaßnahmen erforderlich sind. Indem der Rohrabschnitt 17 den Einlassstutzen 9 durchgehend, insbesondere einstöckig, mit dem Abschnitt 7 verbindet, ist ausgeschlossen, dass über den Einlassstutzen 9 eingesaugte Feuchtigkeit sich im Innern des Stoßfängerquerträgers 1 verteilt.
Um die Schwächung des Stoßfängerquerträgers 1 durch die darin gebildete, vom Einlassstutzen 9 bzw. 20 gekreuzte Öffnung auszugleichen, kann das Profil des Stoßfängerquerträgers 1 in Höhe dieser Öffnung durch ein außen angefügtes Versteifungselement, z. B. in Form eines Winkel- oder U-Profils verstärkt sein. Denkbar ist auch, eine Versteifung zu bewirken, indem auch der Einlassstutzen 9 bzw. 20 aus Metall, z. B. durch Druckguss, gefertigt ist und an der Öffnung materialschlüssig, z. B. durch eine Verschweißung in Höhe des umlaufenden Flansches 14, mit dem Stoßfängerquerträger 1 verbunden ist.

1: Stoßfängerquerträger
2: Crashboxen
3: Längsträger
4: Kühler
5: Verteilergehäuse
6: Schnorchel
7, 8: Abschnitt
9: Einlassstutzen
10: Wellschlauch
11: Platte
12: U-Profil
13: oberer Schenkel
14: Flansch
15: Öffnung
16: Kühlergrill
17: Rohrabschnitt
18: Öffnung
19: unterer Schenkel
20: Einlassstutzen
21: Resonator
22: Wasserabscheider
23: Strömungsleitfläche
24, 25: Hohlraum

Claims

Luftansaugvorrichtung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse (5) und einem dem Filtergehäuse (5) in Luftströmungsrichtung vorgelagerten Schnorchel (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Schnorchel (6) auf wenigstens einem Teil (8) seiner Länge über einen hohlen Stoßfängerquerträger (1) des Kraftfahrzeugs verläuft.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassöffnung (15) an einer einem Kühlergrill (16) zugewandten Flanke (13) des Stoßfängerquerträgers (1) angeordnet ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassöffnung (18) an einer unteren Flanke (19) des Stoßfängerquerträgers (1) angeordnet ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1) aus einer vorderseitigen Platte (11) und einem rückseitigen U-Profil (12) zusammengesetzt ist und dass die Einlassöffnung (15, 18) an einem Schenkel (13, 19) des U-Profils (12) angeordnet ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1) einteilig aus einem Stranggussprofil gebildet ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (15, 18) durch einen an dem Stoßfängerquer träger (1) befestigten Rohrstutzen (9, 20) gebildet ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine flexible Luftleitung (7) sich von einem Längsende des Stoßfängerquerträgers (1) zum Verteilergehäuse (5) erstreckt.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (7) mit Längenausgleichsfalten (10) versehen ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (7) elastisch gestaucht ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnorchel (6) ein sich durch den hohlen Stoßfängerträger (1) erstreckendes Rohr (17) umfasst.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1) einen Abschnitt (8) des Schnorchels (6) bildet.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 11 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (9, 20) in eine Öffnung des Stoßfängerquerträgers (1) eingesteckt ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1) zwei durch eine Versteifungsrippe (24) getrennte langgestreckte Hohlräume (25, 26) aufweist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeden der beiden Hohlräume (25, 26) eine Einlassöffnung (15, 18) mündet.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (24) in Höhe der Einlassöffnung (15) durchbrochen ist.