-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lufteinlass- bzw. Luftansaugeinrichtung
zum Einführen von
Luft in eine Brennkraftmaschine, und bezieht sich insbesondere auf
eine Lufteinlasseinrichtung, bei der eine Luftreinigungseinheit
mit einem Ventilatorgehäuse
einer Wärmeaustauschereinheit
integriert ist.
-
Bei
einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung nimmt, da die Temperatur
der Einlassluft gering ist, der Luftfüllungsgrad zu, und damit steigt
das Moment. Es ist daher bekannt, Luft (Außenluft), die nicht einen Radiator
passiert hat und über
eine relativ niedrige Temperatur verfügt, in eine Brennkraftmaschine
(im Folgenden einfach Motor genannt) als Einlass- oder Ansaugluft
einzuführen. Beispielsweise
offenbart die
Japanische nicht
geprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-257522 eine Öffnung
eines Einlasskanals einer Lufteinlassleitung an einer Frontposition,
so dass die Luft, die durch Radiator nicht erwärmt worden ist, angesaugt wird.
-
Selbst
bei einer solchen Konstruktion jedoch ist es wahrscheinlich, dass
die Luft durch die Wärme des
Motorraums erwärmt
wird, während
sie durch einen Lufteinlassweg von dem Einlasskanal zu einer Einlassöffnung einer
Einlasssammelleitung über
die Luftreinigungseinheit strömt.
Selbst wenn daher die Außenluft
von relativ niedriger Temperatur angesaugt wird, ist es wahrscheinlich
schwierig, ausreichend das Moment im Motor zu erhöhen.
-
Um
Obigem zu begegnen, sind eine Temperatursteigerung verhindernde
Mittel, beispielsweise eine Luftkammer oder eine Luftschicht, in
der Luftreinigereinheit als wärmeisolierendes
Mittel vorzusehen, wie beispielsweise offenbart in der nicht geprüften
Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2003-343371 . Als anderes Beispiel eines den Temperaturanstieg
verhindernden Mittels ist es bekannt, Kanäle für den Ansaugluftweg, beispielsweise
den Einlasskanal in Doppelrohrkonstruktion auszuführen.
-
Im
vorgenannten Fall jedoch, erfordert die Luftkammer oder die Luftschicht
ein vorbestimmtes Volumen, um seine Wirkung ausreichend zur Verfügung zu
stellen. Auch im letztgenannten Fall erfordert die Doppelrohrkonstruktion
eine ausreichende Länge,
damit die Wirkung zufriedenstellend geliefert wird. Das Mittel zur
Verhinderung des Temperaturanstiegs führt nämlich zu einer Zunahme in der
Größe der Luftansaugeinrichtung
(im Folgenden statt des allgemeinen Wortes Luftansaugeinrichtung
verwendet). Somit ist es schwierig, solch eine Luftansaugeinrichtung
an einem Fahrzeug zu montieren, und es ist ein großer Raum
erforderlich, damit die Montage im Motorraum vor sich gehen kann.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf Vorstehendes unternommen;
es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Luftansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
zur Verfügung
zu stellen, die kompakt und in der Lage ist, eine Temperaturzunahme
der Ansaugluft zu unterbinden. Ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht in einem Außenluftansaugmodul
für ein
Fahrzeug, das in der Lage ist, die Temperatur der einer Brennkraftmaschine
zuzuführenden
Luft zu reduzieren.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung vertilgt eine Luftansaugeinrichtung
(Lufteinlasseinrichtung) zum Liefern von Ansaugluft in einen Motor
eines Fahrzeugs über
eine Reinigereinheit, einen Einlasskanal und einen Auslasskanal.
Das Fahrzeug hat eine Wärmeaustauschereinheit
einschließlich
eines Wärmeaustauschers,
eines elektrischen Gebläses
(electric fan) und eines Ventilatorgehäuses (fan shroud), das den
Wärmeaustauscher
und das elektrische Gebläse
an einem Frontteil eines Motorraums lagert. Die Luftreinigereinheit
umfasst ein erstes Gehäuseelement
(case member), ein zweites Gehäuseelement
und ein Luftreinigerelement zum Reinigen der Ansaugluft. Das erste
Gehäuseelement und
das zweite Gehäuseelement
sind verbunden, derart, dass deren Öffnungen in Verbindung miteinander
stehen und das Luftreinigerelement zwischen dem ersten und zweiten
Gehäuseelement
zwischengeschaltet ist. Der Einlasskanal ist mit dem ersten Gehäuseelement
zum Einführen
von Ansaugluft in die Luftreinigereinheit verbunden. Der Auslasskanal ist
mit dem zweiten Gehäuseelement
zum Einführen der
Ansaugluft, welche durch das Luftreinigerele ment gegen den Motor
gegangen ist, verbunden. Wenigstens eines (aus der Gruppe) erstes
und zweites Gehäuseelement
ist so konfiguriert, dass es einteilig mit dem Ventilatorgehäuse (fan
shroud) ausgebildet ist.
-
Somit
wird die Luftreinigereinheit mit dem Fahrzeug gleichzeitig mit dem
Ventilatorgehäuse
der Wärmeaustauschereinheit
zusammengebaut. Die Luftreinigereinheit wird nämlich am Fahrzeug montiert,
indem das Gebläsegehäuse an eine
Fahrzeugkarosserie montiert wird. Somit wird die Luftansaugeinrichtung
leicht am Fahrzeug montiert. Da auch ein sinnloser Raum zwischen
der Luftreinigereinheit und dem Ventilatorgehäuse reduziert wird, wird die Luftansaugeinrichtung
kompakt.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung verfügt ein Außenluftansaugmodul (intake
module) über
einen Wärmeaustauscher,
der den Wärmeaustausch
zwischen Außenluft
und einem Fluid vornimmt, das innerhalb des Wärmeaustauschers strömt; weiterhin
vorgesehen sind: ein Ventilatorgehäuse, das den Wärmeaustauscher
lagert, ein elektrisches Gebläse,
das vom Ventilatorgehäuse getragen
ist, um die Außenluft
zu veranlassen, durch den Wärmeaustauscher
zu strömen
und eine Luftreinigereinheit zum Reinigen der Außenluft, die den Wärmeaustauscher
im Bypass umgibt und die Außenluft
gegen einen Motor des Fahrzeugs fördert. Die Luftreinigereinheit
umfasst ein erstes Gehäuseelement,
ein zweites Gehäuseelement
und ein Luftreinigerelement. Die ersten und zweiten Gehäuseelemente
sind miteinander über
das Luftreinigerelement derart verbunden, dass ein Luftreinigerraum
zwischen diesen definiert wird. Wenigstens eines (aus der Gruppe)
erstes und zweites Gehäuseelement
ist integral mit dem Ventilatorgehäuse ausgebildet.
-
Somit
wird das Luftreinigergehäuse
integriert mit dem Wärmeaustauscher
in einem Modul. Beispielsweise ist das zweite Gehäuseelement
auf einer Rückseite
des ersten Gehäuseelements
positioniert. Das zweite Gehäuseelement
hat eine Doppelwandstruktur, die eine Innenwand und eine Außenwand einschließt und einen
Luftkanal zwischen Innenwand und Außenwand definiert. Während das
elektrische Gebläse
arbeitet, wird Außenluft
durch den Wärmeaustauscher
gesaugt. Auch wird die Außenluft
durch den Luftkanal gesaugt, der in der Doppelwandkonstruktion des
zweiten Gehäuseelements
definiert ist. Damit wird der Wärmeaustausch
zwischen der im Luftkanal strömenden
Außenluft
und der im Luftreinigerraum strömenden
Außenluft durchgeführt, wodurch
die Außenluft,
die dem Motor zugeführt
werden soll, gekühlt
wird.
-
Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, in der auf die beiliegenden
Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Teile mit gleichen
Bezugszahlen bezeichnet sind und in denen:
-
1 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Luftansaug- bzw.
Einlasseinrichtung, integriert mit einer Wärmeaustauschereinheit, in einen
Modul zeigt, gesehen von einer Frontseite eines Fahrzeugs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine schematische perspektivische Darstellung der Luftansaugeinrichtung,
integriert mit der Wärmeaustauschereinheit,
gesehen von einer Rückseite
des Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
-
3 ist
ein schematischer Querschnitt der Luftansaugeinrichtung, integriert
mit der Wärmeaustauschereinheit,
längs der
Linie III-III in 1.
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung soll nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben
werden. In den Zeichnungen bezeichnen Front- und Heck-Pfeile, Oben- und Unten-Pfeile
Richtungen, wenn eine mit einer Wärmeaustauschereinheit integrierte
Luftansaugeinrichtung auf einem Fahrzeug montiert wird.
-
Gemäß 1 ist
ein Wärmeaustauscher 10 in
einem Motorraum eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs auf der Rückseite
einer (nicht dargestellten) Stoßstange
mit einem vorbestimmten Freiraum angebracht. Die Wärmeaustauschereinheit 10 umfasst einen
Kondensator 11 für
eine Fahrzeugklimaanlage, einen Radiator oder Kühler 12 zum Kühlen eines
Motorkühlmittels,
ein elektrisches Gebläse
(electric fan) 13, das veranlasst, dass Luft durch den
Kondensator 11 und den Radiator 12 strömt, sowie
ein Ventilatorgehäuse 14.
Das Ventilatorgehäuse 14 hält den Kondensator 11,
den Radiator 2 und ein elektrisches Gebläse 13 in
vorbestimmten Stellungen. Der Kondensator 11 ist vor dem
Radiator 12 angeordnet.
-
Das
Fahrzeug verfügt
allgemein über
Luftansaugöffnungen
(nicht dargestellt) oberhalb und unterhalb der vorderen Stoßstange.
Ein Luftführungskanal (nicht
darge stellt) ist zwischen den Luftansaugöffnungen und der Wärmeaustauschereinheit 10 vorgesehen,
um wirksam Luft gegen die Wärmeaustauschereinheit 10 zuzuführen.
-
Eine
Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (im Folgenden Motor genannt)
ist auf einer Rückseite
der Wärmeaustauschereinheit 10 im
Motorraum angebracht. Weiterhin ist eine Luftansaugeinrichtung 1 auf
einer Frontseite des Motors im Motorraum zum Liefern einer Ansaugluft
an den Motor montiert. Die Luftansaugeinrichtung 1 schafft
einen Luftansaugweg zum Einführen
von Ansaugluft zum Motor.
-
Die
Luftansaugeinrichtung 1 verfügt über eine Luftreinigereinheit 2.
Wie in den 1 und 2 gezeigt,
ist die Luftreinigereinheit 2 mit der Wärmeaustauschereinheit 10 in
einen Modul integriert. Somit wird die Luftansaugeinrichtung 1 auch als
modularisierte Luftansaugeinrichtung hier bezeichnet.
-
Der
Kondensator 11 ist ein Teil eines Kühlkreislaufs mit Dampfkompression
der Fahrzeugklimaanlage. Der Kondensator 11 nimmt den Wärmeaustausch
zwischen einem hierin strömenden
Kühlmittel
und der Luft vor, wodurch das Kühlmittel
gekühlt
wird. Der Radiator 12 führt
den Wärmeaustausch
zwischen dem Motorkühlmittel
und der Luft durch, wodurch das Motorkühlmittel gekühlt wird.
-
Das
elektrische Gebläse 13 ist
vorgesehen, um die Luft zu veranlassen, durch den Kondensator 11 und
den Radiator 12 zu strömen.
Das elektrische Gebläse 13 ist
zum Ansaugen von Luft angebracht. Das elektrische Gebläse 13 umfasst
ein Gebläse 15, das
den Luftstrom hervorruft sowie einen Elektromotor 16 zum
Antreiben des Gebläses 15.
-
Das
Lüftergehäuse 14 hat
eine Kanalkonstruktion zum Führen
der durch das elektrische Gebläse 13 hervorgerufenen
Luftströmung,
damit diese gleichförmig
durch den Kondensator 11 und den Radiator 12 geht.
Auch verfügt
das Lüftergehäuse 14 über eine
Rahmenkonstruktion zum Halten des Kondensators 11 und des
Radiators 12 an seiner Frontposition und zum Halten des
elektrischen Gebläses 13 an
seiner Heckposition. Damit man sowohl die Luftführungskonstruktion wie die
Rahmenkonstruktion hat, ist das Lüftergehäuse 14 durch Spritzgießen mit
einem Harz geformt und verfügt über eine
vorbestimmte plattenartige Gestalt. Auch hat das Gehäuse 14 eine
Vielzahl von Rippen ausreichender Stärke.
-
Eine
Luftansaugeinrichtung 1 verfügt über einen röhrenförmigen Einlasskanal 3,
die Luftreinigereinheit 2 zum Reinigen der Ansaugluft,
eine Ansaugsammelleitung (nicht dargestellt) zum Verteilen der Ansaugluft
in die Motorzylinder und dergleichen. Die Ansaugluft wird in den
Motor durch einen Luftansaugweg eingeführt, der gebildet wird durch
den Einlasskanal 3, die Luftreinigereinheit 2,
die Ansaugsammelleitung und der gleichen.
-
Der
Einlasskanal 3 ist ein Rohrelement von vorbestimmter Gestalt,
das glattgebogene Teile umfasst. Der Einlasskanal 3 hat
eine Einlassöffnung
an seinem Ende. Die Einlassöffnung
ist auf einer Rückseite
der Luftansaugöffnungen
angeordnet, die oberhalb und unterhalb der vorderen Stoßstange
definiert sind, um Luft (Außenluft)
anzusaugen, die über
eine relativ niedrige Temperatur verfügt, und zwar als Ansaugluft.
Der Einlasskanal 3 ist nämlich so angeordnet, dass er
die Außenluft
anzieht, die gerade in den Motorraum eingeführt worden ist. Anders ausgedrückt, der
Einlasskanal 3 ist angeordnet, um die Außenluft
einzuführen,
die nicht durch den Kondensator 11 und den Radiator 12 gegangen
ist. Auch kann die Position des Einlasskanals 3 flexibel
gemäß dem Typ oder
der Gestalt des Fahrzeugs angeordnet werden.
-
Die
Luftreinigereinheit 2 ist vorgesehen, um die Einlassluft
zu reinigen. Die Luftreinigereinheit 2 verfügt über ein
Luftreinigergehäuse 5 und
eine Luftreinigerkappe 6 als Gehäuseelemente. Auch hat die Luftreinigereinheit 2 ein
Luftreinigerelement 7. Das Luftreinigerelement 7 ist
aus einem Filterelement aufgebaut, um Fremdmaterialien, beispielsweise
Staub, aus der Einlassluft zu entfernen. Das Filterelement hat ein
feines faserförmiges
Maschengewebe und sorgt für
Luftströmungswiderstand.
Ein Anstieg im Luftströmungswiderstand
durch das Filterelement führt
zu einer Abnahme in der Motorleistung, ähnlich der Steigerung in der
Temperatur der Ansaugluft. Somit hat die Luftreinigereinheit 2 eine
Containerkonstruktion von im Wesentlichen recheckförmiger parallel-epipedförmiger Gestalt
und verfügt über einen
relativ großen
Oberflächenbereich.
-
In
der Luftreinigereinheit 2 hat das Luftreinigerelement 7 einen
ausreichenden Oberflächenbereich
auf seiner Anströmseite
bezogen auf die Strömung
der Ansaugluft zur Verminderung des Luftströmungswiderstandes. Auch ist
die Luftreinigereinheit 2 im Wesentlichen flach und reduziert
damit eine Lufteinführungsgeschwindigkeit.
Darüber
hinaus hat die Luftreinigereinheit 2 ein ausreichendes
Volumen, um für
die Strömung
der Luft auf einer Anströmseite und
einer Abströmseite
des Luftreinigerelements 7 zu sorgen.
-
Das
Luftreinigergehäuse 5 hat
ein im Wesentlichen flaches und rechtwinkeliges parallel-epipedförmiges Gehäuseelement
sowie eine Öffnung auf
der einen Seite. Das Luftreinigergehäuse 5 ist beispielsweise
aus Harz hergestellt. Ein Rahmen ist an einem Umfang der Öffnung befestigt
und die Luftreinigereinheit 7 ist am Rahmen fixiert. Der
Einlasskanal 3 ist mit der anderen Seite des rechteckigen parallelförmigen Gehäuseelements
verbunden. Nach dieser Ausführungsform
hat das Luftreinigergehäuse 5 eine
im Wesentlichen dünne
blechartige Konstruktion und ist durch Spritzgießen geformt. Damit wird das
Luftreinigergehäuse 5 leicht
mit dem Gebläsegehäuse oder
Lüftergehäuse 4 modularisiert.
Das Luftreinigergehäuse 5 und
das Lüftergehäuse 4 sind
integral geformt.
-
Wie 3 erkennen
lässt,
hat eine Seite der Rahmenkonstruktion des Lüftergehäuses 4 (rechte Seite
des Lüftergehäuses 4 in 3)
Biegungen in Stufenform und ist als eine Wand 51 des Luftreinigergehäuses 5 ausgebildet.
Das Lüftergehäuse 4 und das
Luftreinigergehäuse 5 sind
nämlich
integral derart geformt, dass die Wand 51 zwischen ihnen
gemeinsam ist. Obwohl das Volumen des Luftreinigergehäuses 5 aufgrund
der Stufenwandung 51 abnimmt und der Aufbau des Luftreinigergehäuses 5 komplex
ist, hält
das Luftreinigergehäuse 5 seine Steifigkeit
durch die Abstufungswand 51.
-
Selbst
wenn daher das Luftreinigergehäuse 5 die
dünne blech-
oder plattenartige Konstruktion hat, verfügt es doch über ausreichende Festigkeit
gegen äußere Vibrationen
und Stöße und wird
nicht leicht verformt. Für
den Fall, dass das Luftreinigergehäuse 5 und das Lüftergehäuse 4 getrennt
geformt und dann zusammengesetzt werden, kann ein Raum zwischen
Luftreinigergehäuse 5 und
dem Lüftergehäuse 4 verbleiben.
Bei dieser Ausführungsform
jedoch wird ein solcher sinnloser Raum reduziert, da es sich bei
der Wandung 51 um eine gemeinsame Wandung handelt. Somit
werden das Luftreinigergehäuse 5 und
das Lüftergehäuse 4 geformt,
um kompakt zu sein und in einem reduzierten Raum montiert zu werden.
-
Ähnlich hat
die Reinigerkappe 6 eine im Wesentlichen flache und rechtwinkelige
parallel-epipedförmige
Behältergestalt
mit einer Öffnung
auf einer Seite. Die Luftreini gerklappe 6 hat einen Eingriffsteil auf
dem Umfang der Öffnung
und greift hiermit in das Luftreinigergehäuse 5 durch das Luftreinigerelement 7 ein.
Ein Auslasskanal 4 ist mit einer anderen Seite des rechtwinkeligen
parallel-epipedförmigen
Behälters
oder Containers verbunden. Die Luftreinigerkappe 6 ist
von plattenartige Struktur und besteht beispielsweise aus Harz.
-
Weiterhin
hat die Luftreinigerkappe 6 eine doppelwandige Struktur.
Die Luftreinigerkappe 6 verfügt nämlich über eine Außenwand 61, die eine Hauptwand
(Innenwand) der Luftreinigerkappe 6 mit einem vorbestimmten
Spiel oder Abstand 62 abdeckt bzw. überdeckt. So ist eine wärmeisolierende
Schicht durch den Freiraum 62 der Doppelwand zum Isolieren
eines Innenraums geschaffen, der innerhalb der Innenwand des Luftreinigergehäuses 6 gegen
die Wärme
des Motors isoliert.
-
Die
doppelwandige Struktur verfügt über Rippen 63,
um den Abstand zwischen der Außenwand 61 und
der Innenwand der Luftreinigerkappe 6 unter vorbestimmtem
Abstand zu halten. Weiterhin sind die Rippen 63 in ein
vorbestimmtes Muster derart geformt, dass der Abstand 62 als
ein Luftkanal Verwendung findet, und der Luftkanal in einem vorbestimmten
Strömungsmuster
(Strömungsrichtung) und
einen vorbestimmten Strömungsweg
(Strömungsentfernung)
geformt wird, um ausreichenden Wärmeaustausch
zwischen der durch den Spaltraum 62 strömenden Luft und der Ansaugluft
durchzuführen,
die durch den Innenraum der Luftreinigerkappe 6 strömt.
-
Auch
verfügt
die Doppelwandung über Öffnungen
(Wandeinlassöffnung,
Wandauslassöffnung) 61a, 61b auf
dem Umfang der Öffnung
der Luftreinigerkappe 6, die es der Luft ermöglicht,
aus dem Raum oder Spalt 62 hinaus und in diesen hinein
zu strömen.
Im Beispiel der 3 sind die Öffnungen der Doppelwand nur
auf einem ersten frontseitigen Ende (rechtes frontseitiges Ende
in 3) und auf einem zweiten frontseitigen Ende (linkes
frontseitiges Ende in 3) der Luftreinigerkappe 6 ausgebildet. In
der Luftreinigerkappe 6 ist das erste frontseitige Ende
am weitesten von einer Drehachse des Elektrogebläses 13 in einer horizontalen
Richtung fort angeordnet und das zweite frontseitige Ende ist am
nächsten
zur Drehachse des Elektrogebläses 13 in
der horizontalen Richtung angeordnet.
-
Die
anderen Frontenden der Doppelwand, das heißt, ein oberes Frontende und
ein unteres Frontende sind durch die Rippen 63 überdeckt.
In 3 bezeichent das Be zugszeichen 61a eine Wandeinlassöffnung,
die an dem ersten frontseitigen Ende der Luftreinigerkappe 6 gebildet
ist, und das Bezugszeichen 61b bezeichnet eine Wandauslassöffnung,
die an dem zweiten frontseitigen Ende der Luftreinigerkappe 6 gebildet
ist.
-
Die
Wandeinlassöffnung 61a ist
auf der gleichen Seite wie die Einlassöffnung des Einlasskanals 3 positioniert
und ist in Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs offen. Die Wandauslassöffnung 61b ist an
einem Ort in Strömungsrichtung
hinter dem Radiator 12 und in Strömungsrichtung vor dem Elektrogebläse 13 innerhalb
des Ventilatorgehäuses 14 angeordnet. Die
Wandeinlassöffnung 61a steht
in Verbindung mit der Wandauslassöffnung 61b durch den
Spaltraum 62. Die Wandauslassöffnung 61b steht in
Verbindung mit dem Raum, der zwischen dem Radiator 12 und dem
Elektrogebläse 13 innerhalb
des Ventilatorgehäuses 14 definiert
ist.
-
Somit
wird, wenn das Elektrogebläse 13 arbeitet,
der zwischen dem Radiator 12 und dem Elektrogebläse 13 innerhalb
des Ventilatorgehäuses 14 definierte
Raum unter negativen Druck gesetzt, das heißt, es stellt sich Saugdruck
ein. Im Ergebnis wird die Luft von der Wandauslassöffnung 61b in
das Elektrogebläse 13 gesaugt
bzw. gesogen. Die Luft wird nämlich
in den Freiraum oder Spalt 62 von der Wandeinlassöffnung 61a unter
dem Zustand relativ niedriger Temperatur eingeführt, fließt durch den Spaltraum 62 und
wird dann in das Ventilatorgehäuse 14 aus
der Wandauslassöffnung 61b gesaugt.
-
Bei
dieser Ausführungsform
wird die Luftreinigerkappe 6 derart geformt, dass die Luft
in das Ventilatorgehäuse 4 eingesaugt
wird, nachdem sie durch den Spaltraum 62 im vorbestimmten
Strömungsmuster
strömt.
Der Spaltraum 62 ist durch die Rippen 63 derart
unterteilt, dass die Luft im Spalt 62 mäanderförmig oder schlangenförmig in
Front-/Heckrichtung des Fahrzeugs und/oder in der horizontalen Richtung strömt, um so
den Wärmeaustauschwirkungsgrad
zu verbessern, so, wie durch die strichpunktierte Linie in 3 gezeigt.
Da das Strömungsmuster
vollständig über den
Wandungen der Luftreinigerkappe 6 geformt ist, ist ein
ausreichender Strömungsweg
gegeben. Somit wird die Wärmeaustausch(kühl)eigenschaft
verbessert.
-
Als
Beispiele des Strömungsmusters
kann ein Gegenstrom, ein Kreuzstrom und dergleichen zu bevorzugen
sein, um den Wirkungsgrad des Wärmeaustausches
zwi schen der im Spalt 62 strömenden Luft und der Ansaugluft
zu verbessern, die durch den Innenraum der Luftreinigerkappe 6 geht.
Um den Gegenstrom zu bilden, sind die Rippen 63 derart
angeordnet, dass die Luft im Spalt 62 und die Ansaugluft innerhalb
der Luftreinigerkappe 6 in entgegengesetzten Richtungen
strömen.
Um den Kreuzstrom zu bilden, sind die Rippen 63 so angeordnet,
dass die Luft im Spaltraum 62 in einer Richtung strömt, die
sich mit der Strömungsrichtung
der Ansaugluft innerhalb der Luftreinigerkappe 6 schneidet.
-
Bei
dem in 3 gezeigten Beispiel besitzt die Doppelwand zwei
Wandöffnungen 61a, 61b am Frontende
der Luftreinigerkappe 6. Das heißt, die Wandeinlassöffnung 61a und
die Wandauslassöffnung 61b sind
auf den ersten und zweiten frontseitigen Enden der Luftreinigerkappe 6 ausgebildet.
Die frontseitigen oberen und unteren Enden der Doppelwand werden
durch die Rippen 63 geschlossen. Die Luft wird in den Spaltraum 62 aus
der Wandeinlassöffnung 61a,
die vom Ventilatorgehäuse 14 am
weitesten entfernt ist, gesaugt.
-
Jedoch
lassen sich die Positionen der Öffnungen
sowie das Strömungsmuster
modifizieren. Beispielsweise können
die Wandeinlassöffnungen auch
an den anderen Frontenden der Doppelwand der Luftreinigerkappe 6 geformt
sein, so dass das große
Luftvolumen in den Spaltraum 62 durch Betrieb des Elektrogebläses 13 gesaugt
wird. In diesem Fall nimmt das Volumen der Luft für den Wärmeaustausch
mit der Ansaugluft zu. Damit wird die Wärmeaustausch(kühl)eigenschaft
verbessert.
-
Wie
oben beschrieben, sind das Ventilatorgehäuse 14 und das Luftreinigergehäuse 5 in
den Modul integriert. Das Ventilatorgehäuse 14 und das Luftreinigergehäuse 5 sind
am nächsten
zueinander in der horizontalen Richtung angeordnet und haben die
Gehäusewandung 51 gemeinsam.
Auch kommt die Reinigerkappe 6 in Eingriff mit dem Reinigergehäuse 5 durch
das Luftreinigerelement 7 auf der Rückseite des Luftreinigergehäuses 5,
derart, dass die Ansaugluft in Fahrzeugheckrichtung strömt. Die Wandauslassöffnung 61b ist
so gebildet, dass sie sich in das Ventilatorgehäuse 14 öffnet, und
die Wandeinlassöffnung 61a ist
auf dem erste frontseitigen Ende gebildet, das bei den Frontenden
der Luftreinigerkappe 6 am Ventilatorgehäuse 14 in
der horizontalen Richtung am weitesten weg ist. Daher wird die Außenluft,
die durch den Kondensator 11 und den Radiator 12 nicht
gegangen ist und somit relativ kühl ist,
leicht in den Spaltraum 62 der Luftreinigerkappe 6 gesaugt.
-
Tatsächlich sind,
abhängig
vom Typ der Fahrzeuge oder aufgrund anderer Faktoren, das Ventilatorgehäuse 14 und
das Luftreinigergehäuse 5 notwendigerweise
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
aufeinander ausgerichtet. Selbst in der horizontalen Ausrichtung
sind das Ventilatorgehäuse 14 und
das Luftreinigergehäuse 5 notwendigerweise
so angeordnet, dass einer hiervon in Aufwärts-/Abwärtsrichtung versetzt ist. Auch
in diesem Fall ist zu bevorzugen, die Wandeinlassöffnung 61a an
einem Ort vorzusehen, der weit von dem Ventilatorgehäuse 14 entfernt
ist. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Wandeilassöffnung 61a an
dem vom Ventilatorgehäuse 14 weit
entfernten Ort vorzusehen.
-
Beispielsweise
kann die Wandeinlassöffnung 61a an
einem Ort gebildet sein, wo die Temperatur der Außenluft
am niedrigsten ist. Damit kann die Wandeinlassöffnung 61a an einem
(aus der Gruppe) oberes Frontende und unteres Frontende der Luftreinigerkappe 6 gebildet
sein, und die Wandauslassöffnung 61b kann
an einem Ort ausgebildet sein, wo der Saugdruck durch das Elektrogebläse 13 auftritt.
-
Auch
wenn die Luftreinigereinheit 2 so angeordnet ist, dass
die Drehachse des Elektrogebläses 13 und
eine Achse des Luftreinigergehäuses 2 nicht parallel
sind, sich vielmehr schneiden oder senkrecht zueinander sind, ist
der Ort der Wandeinlassöffnung 61a nicht
auf das Ende begrenzt, das vom Ventilatorgehäuse 14 am weitesten
fort ist, lässt
sich vielmehr modifizieren. Nämlich
können
die Orte der Wandeinlass- und
Wandauslassöffnungen 61a, 61b entsprechend
der modularisierten Struktur, Gestalt oder Anordnung des Ventilatorgehäuses 14 sowie
die Luftreinigereinheit 2 geändert werden. Hiermit lassen
sich die Orte und Anordnung der Rippen 63 so vornehmen,
dass das Strömungsmuster
dadurch geformt wird, dass höchst
wirksam die Wandungen der Luftreinigerkappe 6 genutzt werden.
Somit dient der Spaltraum 62 als thermische Isolierung
und als Wärmeaustauschmittel.
Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass die Ansaugluft durch Wärme in der
Luftreinigereinheit 2 beeinflusst wird. Weiterhin wird
die Ansaugluft in der Luftreinigereinheit 2 durch die durch den
Spaltraum 62 strömende
Luft gekühlt.
-
Das
Elektrogebläse 13 wird
durch eine elektronische (nicht gezeigte) Regeleinheit geregelt.
Beispielsweise wird das Elektrogebläse 13 nicht zum Zeitpunkt
des Startens des Motors betätigt,
wird vielmehr entsprechend den Arbeitsbedingungen der Klimaanlage
und/oder der Fahrbelastung des Fahrzeugs in Betrieb genommen. Man kann
daran denken, dass die Temperatur des Motorraums nicht steigt, während das
Elektrogebläse
nicht arbeitet, da der Wärmeaustausch
nicht in ausreichender Weise vorgenommen wird. Dies trifft aber
nicht immer zu, die Temperatur des Motorraums nimmt aber wahrscheinlich über die
Zeit wegen einer Stau- bzw. Stösselkraft
zu, die durch die Wärmeaustauschereinheit 10 ausgeübt wird
und durch die Abwärme
einer Abgassammelleitung des Motors. Damit ist es wahrscheinlich,
dass die Temperatur der Luftansaugeinrichtung 1 und die
Temperatur der Kühlluft
der Wärmeaustauschereinheit 10 über die
Zeit steigen. Somit wird die Lufteinlasseinrichtung 1 zum
Reduzieren der Temperatur der Ansaugluft wirksam.
-
In
der Luftansaugeinrichtung 1 ist der Spaltraum 62 innerhalb
der Doppelwandung der Luftreinigerkappe 6 vorgesehen, und
das vorbestimmte Strömungsmuster
wird geformt. Mit dem Betrieb des Elektrogebläses 13 wird die Luft,
die den Kondensator 11 und den Radiator 12 im
Bypass umgeht, im Spaltraum aus der Wandeinlassöffnung 61a gesaugt und
weiter in das Ventilatorgehäuse 14 gesaugt. Während sie
durch den Spaltraum 62 in dem vorbestimmten Muster strömt, tauscht
die Luft Wärme
mit der Ansaugluft innerhalb der Luftreinigerkappe 6 aus und
kühlt damit
die Ansaugluft. Somit wird die Ansaugluft in den Motor, nachdem
sie in der Luftreinigereinheit 2 gekühlt wurde, eingeführt.
-
Weiterhin
wird das Luftreinigergehäuse 5 mit dem
Ventilatorgehäuse 14 in
den Modul integriert. Damit werden die Wärmeaustauschereinheit 10 und die
Luftreinigereinheit 2 leicht und gleichzeitig am Fahrzeug
montiert. Weiterhin sind das Luftreinigergehäuse 5 und das Ventilatorgehäuse 14 modularisiert. Somit
wird sinnloser Raum reduziert, verglichen mit dem Fall, in dem das
Luftreinigergehäuse
und das Ventilatorgehäuse
gesondert geformt werden. Die Luftansaugeinrichtung 1 ist
kompakt und in einem reduzierten Raum montiert.
-
Die
Luftreinigerkappe 6 ist ständig durch die Doppelwand gebildet.
Der Spaltraum 62 ist nämlich über der
Luftreinigerkappe 6, bis auf die Öffnung, die mit dem Luftreinigergehäuse 5 durch
das Luftreinigerelement 7 verbunden ist, ausgebildet. Daher
schafft in der Luftreinigereinheit 2, die über eine
relativ große Oberflächenerstreckung
verfügt,
die Luftreinigerkappe 6 den thermischen Isoliereffekt.
Es ist nämlich
weniger wahrscheinlich, dass die Ansaugluft innerhalb der Luftreinigerkappe 6 durch äußere Wärme beeinflusst
wird. Die Zunahme in der Temperatur der Ansaugluft wird wirksam
begrenzt.
-
Weiterhin
hat die Luftreinigerkappe 6 die Rippen 63 zum
Unterteilen des Spalts oder Freiraums 62. Damit wird der
Spaltraum 62, das ist die Entfernung zwischen der Außenwandung 61 und
der Innenwandung der Luftreinigerkappe 6, gleichförmig beibehalten,
selbst an flachen Bereichen und Eckbereichen, ohne dass eine Blockierung
(without blocking) eintritt. Weiterhin ist der Spaltraum 62 unterteilt
durch die Rippen 63, derart, dass die Luft in dem vorbestimmten
Muster (Strömungsrichtung)
und dem vorbestimmten Strömungsweg
(Strömungsentfernung)
in Zuordnung zu der Strömung
der Ansaugluft innerhalb der Luftreinigerkappe 6 strömt, so dass
die Wärmeaustauschereigenschaft
verbessert wird. Damit wird die Ansaugluft wirksam gekühlt.
-
In
der Luftreinigereinheit 2 wird das Luftreinigergehäuse 5 integriert
mit dem Ventilatorgehäuse. Die
Luftreinigerkappe 6 ist auf der Rückseite des Luftreinigergehäuses 5,
das heißt,
auf einer Motorseite, angeordnet. Das Luftreinigergehäuse 5 und
die Luftreinigerkappe 6 sind so verbunden, dass deren Öffnungen
einander gegenüberstehen
und das Luftreinigerelement 7 zwischengeschaltet ist. Weiterhin hat
die Doppelwand der Luftreinigerkappe 6 wenigstens eine Öffnung an
einer Stelle, die mit dem Raum kommuniziert, der vor dem Elektrogebläse 13 innerhalb
des Ventilatorgehäuses 14 definiert
wurde.
-
Während also
das Elektrogebläse 13 in
Betrieb ist, vermindert sich der Druck in dem vor dem Elektrogebläse 13 innerhalb
des Ventilatorgehäuses 14 definierten
Raum. Hiermit tritt Saugdruck an der Wandauslassöffnung 61b der Luftreinigerkappe 6 auf und
damit treten Druckdifferenzen zwischen der Wandeinlassöffnung 61a und
der Wandauslassöffnung 61b auf.
Im Ergebnis strömt
die Luft in den Spaltraum 62 aus der Wandeinlassöffnung 61a. Während sie
durch den Spaltraum 62 aus der Wandeinlassöffnung 61a zur
Wandauslassöffnung 61b strömt, kühlt die
Luft die Ansaugluft ab, die innerhalb der Luftreinigerkappe 6 strömt. Somit
wird die Ansaugluft wirksam in der Luftreinigereinheit 2 gekühlt.
-
Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf das oben genannte Ausführungsbeispiel be grenzt, lässt sich
vielmehr in anderer Weise ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen, implementieren.