DE102008064519A1

DE102008064519A1 - Personenkraftwagen mit einer Kanalanordnung zum Zuführen von Rohluft zu einem Luftfilter

Info

Publication number: DE102008064519A1
Application number: DE200810064519
Authority: DE
Inventors: Roland-Gerhard Stromsky; Heiko Jacobi-Hinderer; Andreas Dr. Fritz; Uwe Kempf
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung schlägt einen Personenkraftwagen mit einem plattenförmigen Luftfilter zum Durchsetzen von Prozessluft zu einer Verbrennungskraftmaschine des Personenkraftwagens sowie mit einer Kanalanordnung zum Zuführen von Rohluft zum Luftfilter vor. Hierbei ist vorgesehen, dass der Luftfilter abgekapselt in einem Gehäuse angeordnet ist, das in einem Bugraum des Personenkraftwagens angeordnet ist. Das Gehäuse weist eine Zuströmöffnung für Rohluft und eine Abströmöffnung für durch den Luftfilter durchgesetzte Reinluft auf. Ferner ist das Gehäuse im Bereich der Zuströmöffnung mit der Kanalanordnung verbunden. Diese Gestaltung ermöglicht es, den Luftfilter kompakt auszubilden und die Rohluft gezielt in einem besonders geeigneten Bereich des Personenkraftwagens anzusaugen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einem Luftfilter zum Durchsetzen von Prozessluft zu einer Verbrennungskraftmaschine des Personenkraftwagens sowie mit einer Kanalanordnung zum Zuführen von Rohluft zum Luftfilter.
Eine gezielte Rohluftzuführung zu einem Luftfiltergehäuse ist in der DE 102 57 857 B4 beschrieben. In dieser ist ein Fahrzeug offenbart, bei dem oberhalb einer Stoßfängeranordnung ein Lufteinlass und im dahinter liegenden Motorraum eine Rohluftzuführung angeordnet ist, wobei die Rohluftzuführung zu einem Luftfiltergehäuse führt. Das Luftfiltergehäuse ist in einem Übergangsbereich angeordnet. Dieser umfasst den von der Frontseite der Motorhaube und der Oberseite des Fahrzeugfrontendes zum Motorraum gewandten Bereich.
In der EP 0 765 996 B1 ist eine Rohluftansaugöffnung hinter einem ersten Frontscheinwerfer im Motorraum beschrieben.
Aus der US 5,564,513 ist eine Luftfiltereinrichtung bekannt, bei der das Luftfiltergehäuse aus einem Oberteil und aus einem lösbaren Unterteil gebildet ist.
In der DE 92 02 785 U1 ist ein Rohluftansaugteil beschrieben, das mit seiner Öffnung für den Rohlufteintritt unmittelbar hinter einer Öffnung eines Kühlergitters liegt und auf direktem Weg in ein zur Verbrennungskraftmaschine führendes Luftführungsteil einmündet.
Aus der DE 41 23 038 A1 ist eine Ansaugleitung für Rohluft bekannt, bei der die Einströmöffnung zwischen einem Wasserkühler und einem Scheinwerfer verläuft bzw. angeordnet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Personenkraftwagen anzugeben, bei dem der Luftfilter kompakt ausgebildet ist und die Rohluftansaugung gezielt in einem besonders geeigneten Bereich des Personenkraftwagens erfolgt.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Personenkraftwagen mit einem plattenförmigen Luftfilter zum Durchsetzen von Prozessluft zu einer Verbrennungskraftmaschine des Personenkraftwagens sowie mit einer Kanalanordnung zum Zuführen von Rohluft zum Luftfilter, wobei der Luftfilter abgekapselt in einem Gehäuse angeordnet ist, das in einem Bugraum des Personenkraftwagens angeordnet ist, sowie das Gehäuse eine Zuströmöffnung für Rohluft und eine Abströmöffnung für durch den Luftfilter durchgesetzte Reinluft aufweist, sowie ferner das Gehäuse im Bereich der Zuströmöffnung mit der Kanalanordnung verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der Luftfilter plattenförmig, demnach flach ausgebildet ist und in einem Gehäuse abgekapselt angeordnet ist. Die Luftführung erfolgt somit durch das Gehäuse, das eine Zuströmöffnung für die Rohluft und eine Abströmöffnung durch die Reinluft aufweist. Mit dem Gehäuse ist im Bereich der Zuströmöffnung die Kanalanordnung verbunden. Diese gewährleistet eine gezielte Zuführung der Rohluft in das Gehäuse. Von besonderer Bedeutung ist, dass das Gehäuse im Bugraum des Personenkraftwagens angeordnet ist. Somit kann die Zuführung der Rohluft mit Hilfe einer dem Bauraum um das Filtergehäuse entsprechenden Kanalanordnung flexibel gestaltet werden. Die Kanalanordnung ermöglicht demnach eine Unterbringung des Filtergehäuses in einem Bereich vor einer Motorhaube.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse vor dem Kühler des Personenkraftwagens angeordnet ist. Die Angabe ”vor” bezieht sich auf die normale Orientierung des Fahrzeuges mit dem vorderen Bugbe reich und dem hinteren Heckbereich. Der Kühler dient dem Kühlen der Kühlflüssigkeit der Verbrennungskraftmaschine.
Die Kanalanordnung kann in unterschiedlichen Bereichen des Bugraums angeordnet sein. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn die Kanalanordnung im Bereich ihres dem Gehäuse abgewandten Endes eine Zuströmöffnung aufweist, die im Bereich des mittleren Bugraums oder einer seitlichen Bugöffnung des Personenkraftwagens angeordnet ist.
Die Kanalanordnung kann auf unterschiedliche Art und Weise gestaltet sein.
Sie ist beispielsweise als kurzes mit dem Gehäuse verbundenes Rohr ausgebildet, wobei das Rohr, insbesondere seitlich des Gehäuses, auf Höhe des Gehäuses angeordnet ist. Vorzugsweise ist an der oberen Oberfläche des Rohres mindestens eine Öffnung als Notluftansaugstelle vorgesehen.
Gemäß einer anderen grundsätzlichen Gestaltung ist vorgesehen, dass die Kanalanordnung als langes, mit dem Gehäuse verbundenes Rohr ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Eintrittsöffnung für die Rohluft in das Rohr beispielsweise unterhalb oder neben dem Gehäuse angeordnet.
Unter diesem Aspekt können je nach Fahrzeugtyp die unterschiedlichsten Varianten realisiert werden. Insbesondere soll je nach Variante aus dem Bugraum des Fahrzeugs, insbesondere dem mittleren Bugraum oder dem seitlichen Bugraum Frischluft – Rohluft – angesaugt und diese gezielt in das Luftfiltergehäuse geführt werden.
Bei der ersten Variante ist der Luftfilter in abgekapselter Form im Gehäuse aufgenommen, wobei die Rohluft im Bugraum über seitliche Eintritte des Filtergehäuses angesaugt wird. Gemäß einer zweiten Variante ist der Luftfilter ebenfalls im Gehäuse aufge nommen, wobei die Rohluftansaugung unterhalb des Luftfiltergehäuses stattfindet, so dass ein Teil der Luftmasse, die als Kühlluft verwendet wird, für die Rohluft abgezweigt wird. Die dritte Variante sieht eine gezielte Rohluftführung aus dem seitlichen Bereich vor, der im wesentlichen in der Nähe eines Ladeluftkühlers positioniert ist. Die vierte Variante sieht vor, dass eine seitliche gezielte Rohluftführung mittels eines Rohluftführungskanals stattfindet, der an einen Bremsluftkanal angeschlossen ist. Eine fünfte Variante sieht eine gezielte Rohluftführung aus dem Unterbodenverkleidungsbereich des Personenkraftwagens vor.
Zusätzlich kann Bestandteil der Kanalanordnung ein Siffon sein, bei dem eine Ablauföffnung an tiefster Stelle vorgesehen ist. Hierdurch wird die Ansaugung von Wasser vermieden. Weiterhin findet dadurch eine Spülung der Warmluft statt.
Das Gehäuse zur Aufnahme des Luftfilters ist insbesondere plattenförmig und damit genauso wie der Luftfilter flach ausgebildet. Das Gehäuse ist insbesondere so angeordnet, dass die Hauptfläche des Gehäuses im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Positioniert ist das Gehäuse vorzugsweise in einem zentralen Bereich des Bugraums.
Vorzugsweise ist der Bugraum abgekapselt, so dass die Ansaugung der Rohluft durch mindestens eine im Unterboden, vorzugsweise seitlich und vor einem Radkasten im Unterbodenverkleidung des Personenkraftwagens angeordnete Öffnung erfolgt. Alternativ kann die Ansaugung der Rohluft durch seitliche Bugöffnungen erfolgen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung erläutert und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Es zeigt:
1 den linken Bugbereich eines Personenkraftwagens, in räumlicher Darstellung veranschaulicht, mit einer ersten Variante von Luftfiltergehäuse, Kanalanordnung zum Zuführen von Rohluft zum Luftfiltergehäuse sowie Kanalanordnung zum Abführen von Reinluft vom Luftfiltergehäuse,
2 eine räumliche Ansicht gemäß 1, veranschaulicht für eine zweite Variante,
3 eine räumliche Ansicht gemäß der 1 und 2, veranschaulicht für eine dritte Variante,
4 eine räumliche Ansicht gemäß der 1 bis 3, veranschaulicht für eine vierte Variante und
5 eine räumliche Ansicht gemäß der 1 bis 4, veranschaulicht für eine fünfte Variante.
Die 1 bis 5 zeigen ein im Bugraum 1 eines Personenkraftwagens 2 angeordnetes vorderes Verkleidungsteil 3, das sich im Bereich der Front des PKW 2 und ausgehend von dieser Front über einen gewissen Bereich beidseitig erstreckt. Im oberen Bereich des Verkleidungsteils 3 ist ein plattenförmiges Gehäuse 4 zur Aufnahme eines nicht gezeigten plattenförmigen Luftfilters angeordnet. Die Hauptfläche 5 des plattenförmigen Gehäuses 4 ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet. Das Gehäuse 4 ist in einem zentralen Bereich des Bugraums 1, somit in einem zentralen Bereich des Verkleidungsteils 3 angeordnet. Das Gehäuse 4 nimmt den plattenförmigen Luftfilter gekapselt auf und weist eine Zuströmöffnung für Rohluft und eine Abströmöffnung für durch den Luftfilter durchgesetzte Reinluft auf. Im Bereich der nicht einsehbaren Zuströmöffnung des Gehäuses ist das Gehäuse mit einer Kanalanordnung 6 verbunden, eine weitere Kanalanordnung 7 ist mit dem Gehäuse 4 im Bereich der gleichfalls nicht einsehbaren Abströmöffnung des Gehäuses, durch die Reinluft ausgegeben wird, verbunden.
Das Gehäuse 4 ist so positioniert, dass es, bezogen auf die mit dem Pfeil 8 veranschaulichte Fahrtrichtung des Personenkraftwagens 2, vor einem nicht gezeigten Kühler des Personenkraftwagens angeordnet ist. Dieser Kühler ist unmittelbar hinter bzw. unterhalb dem Gehäuse 4 positioniert.
1 veranschaulicht eine erste Variante der Rohluftansaugung aus dem Bugraum 1 des Personenkraftwagens 2: Diese Variante stellt ein offenes System dar, bei dem die Kanalanordnung 6 als kurzes, mit dem Gehäuse 4 verbundenes Rohr ausgebildet ist, wobei das Rohr seitlich des Gehäuses 4 auf Höhe des Gehäuses angeordnet ist. Hierbei kann die Prozessluft aus allen Bereichen um das Luftfiltergehäuse 4 angesaugt werden. Die Kanalanordnung 6 ist im Bereich deren Zuströmöffnung 9 nach oben gerichtet, so dass sich aufgrund der Höhe der Rohluftansaugung ein hoher Staupegel bei Wassereintritt ergibt. Alternativ kann Zuströmöffnung 9 nach unten gerichtet sein, wobei hier an der obersten Oberfläche des Rohres mindestens eine Öffnung 12 als Notluftansaugstelle vorgesehen ist. Der lufteinlass in den Bugbereich erfolgt vorzugsweise über eine oder mehrere seitlich im Bodenbereich vorgesehenen Öffnung, z. B. vor einem nicht dargestellten Radkasten; d. h., die Rohluft strömt nicht über Öffnungen am Stoßfänger in Bugbereich hinein sondern über die seitlich im Bodenbereich bzw. im Unterbodenverkleidungsbereich angeordneten Öffnung. In dem Falle entfällt der in 1 rechts gezeigte Ladeluftkühler. Da die Luftzufuhr zum Luftfiltergehäuse 4 unmittelbar über das kurze, mit dem Gehäuse 5 verbundene Rohr bzw. über die seitlich im Bodenbereich angeordneten Öffnung erfolgt, kann eine Kühlluftführung des Fahrzeuges bei geschlossenen bzw. geöffneten Prozessluftschlitzen 10 des Verkleidungsteils 3 stattfinden. Somit wird eine Verbesserung des CW-Wertes des Fahrzeuges erzielt. Mit der Bezugsziffer 11 ist ein Pfeil bezeichnet, der die Einströmungsrichtung der Rohluft in die Kanalanordnung 6 veranschaulicht.
Bei der in 2 gezeigten zweiten Variante ist der Luftfilter gleichfalls als Plattenfilter ausgebildet und im plattenförmigen Gehäuse 4 aufgenommen. Das System gemäß 2 stellt ein geschlossenes System dar, bei dem eine gezielte Rohluftführung aus der Kühlluftführung stattfindet. Dabei findet die Rohluftansaugung unterhalb des Luftfiltergehäuses 4 statt, so dass in diesem Falle keine Verschlechterung des CW-Wertes des Fahrzeuges zu verzeichnen ist. Die Kanalanordnung 6, somit Rohluftführungskanäle, die in das Gehäuse 4 des Luftfilters münden, liegen an einer oder mehreren Öffnungen unterhalb des Gehäuses 4 an, welche im Bugraum 1 vor dem Kühler angeordnet sind und Rohluft aus dem Kühlluftstrom ansaugen. Mit dem Pfeil 11 ist die Einströmungsrichtung der Rohluft in das Gehäuse 4 über den in diesem Fall unteren Eintritt des Gehäuses 4 veranschaulicht. Zusätzlich kann das vordere Verkleidungsteil 3 unter Wasserdruck öffnende Klappen 13 zur Reduzierung des Staupegels in Kühlluftführung aufweisen.
3 zeigt die dritte Variante, bei der gleichfalls ein plattenförmiger Luftfilter im plattenförmigen Gehäuse 4 aufgenommen ist. Bei dieser Variante liegt ein geschlossenes System vor, bei dem eine gezielte Rohluftführung aus dem Bereich der Luftführung des Ladeluftkühlers stattfindet. Diese Variante betrifft die aufgeladenen Verbrennungskraftmaschinen (Turbo), so dass die gezielte Rohluftführung aus einem seitlichen Bereich des Bugraums 1 stattfindet. Im Gegensatz zu den Varianten gemäß der 1 und 2 findet somit bei der Variante nach der 3 die Ansaugung der Rohluftführung nicht aus dem mittleren Bugraum 1 statt. Die Kanalanordnung 6, die mit dem Gehäuse 4 verbunden ist, weist ein Rohr mit Überlaufsiffon 14 auf, so dass die Ansaugung von Wasser vermieden wird. Vorzugsweise ist an der obersten Oberfläche des Rohres mindestens eine Öffnung 12 als Notluftansaugstelle vorgesehen. Die links und rechts vorne befindlichen und seitlich angeordneten Bugöffnungen im Verkleidungsteil 3 für die Kühlluft des Ladeluftkühlers sind mit der Bezugsziffer 15 bezeichnet. Entsprechend ist auf der rechten Bugseite des Fahrzeugs eine Bugöffnung vorgesehen.
Bei der Variante nach 4 findet ähnlich der Variante nach der 3 eine seitliche, gezielte Rohluftführung statt, wobei bei der Variante nach der 4 keine Ladeluftküh lerluftführung vorliegt. Die Variante nach 4 ist für eine Saugerverbrennungskraftmaschine vorgesehen. Bei dieser Variante kann alternativ die Zuströmöffnung 9 der Kanalanordnung 6 mit einem Bremsluftkanal 16 verbunden sein, somit einem Kanal, durch den Luft zum Kühlen der vorderen Bremsen des Fahrzeugs geleitet wird. Ähnlich wie bei der Variante nach 3 kann der Rohluftführungskanal in einem Bereich vor dem Eintritt in das Luftfiltergehäuse 4 über einen Überlaufsiffon 14 verfügen, so dass die Ansaugung von Wasser verhindert wird. Vorzugsweise ist an der obersten Oberfläche des Rohres mindestens eine Öffnung 12 als Notluftansaugstelle vorgesehen. Ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Varianten gemäß der 1 bis 4 ist bei der Variante gemäß der 5 der Luftfilter als Plattenfilter ausgebildet und in einem plattenförmigen Gehäuse 4 aufgenommen. Bei der Variante gemäß der 5 handelt es sich ebenfalls um ein geschlossenes System, bei dem aber eine gezielte Rohluftführung aus dem Unterbodenverkleidungsbereich, somit vom Unterboden 17 des Personenkraftwagens 2 ausgehend, stattfindet. Hier ist ebenfalls die Öffnung des Rohluftführungskanals, somit der Kanalanordnung 6, seitlich angeordnet, wobei die Kanalanordnung 6 in einen Bereich mündet, in dem beispielsweise die Kühlluft für die Bremsen geführt wird. Vorzugsweise ist an der obersten Oberfläche des Rohres mindestens eine Öffnung 12 als Notluftansaugstelle vorgesehen.

1: Bugraum
2: Personenkraftwagen
3: vorderes Verkleidungsteil
4: Gehäuse
5: Hauptfläche
6: Kanalanordnung
7: Kanalanordnung
8: Pfeil Fahrtrichtung
9: Zuströmöffnung
10: Prozessluftschlitz
11: Pfeil Rohlufteintrittsstrom
12: Öffnung
13: Klappe
14: Überlaufsiffon
15: Bugöffnung
16: Bremsluftkanal
17: Unterboden

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10257857 B4 [0002]
- EP 0765996 B1 [0003]
- US 5564513 [0004]
- DE 9202785 U1 [0005]
- DE 4123038 A1 [0006]

Claims

Personenkraftwagen (1) mit einem plattenförmigen Luftfilter zum Durchsetzen von Prozessluft zu einer Verbrennungskraftmaschine des Personenkraftwagens (2) sowie mit einer Kanalanordnung (6) zum Zuführen von Rohluft zum Luftfilter, wobei der Luftfilter abgekapselt in einem Gehäuse (4) angeordnet ist, das in einem Bugraum (1) des Personenkraftwagens (2) angeordnet ist, sowie das Gehäuse (4) eine Zuströmöffnung für Rohluft und eine Abströmöffnung für durch den Luftfilter durchgesetzte Reinluft aufweist, sowie ferner das Gehäuse (4) im Bereich der Zuströmöffnung mit der Kanalanordnung (6) verbunden ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (4) vor dem Kühler des Personenkraftwagens (2) angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kanalanordnung (6) im Bereich ihres dem Gehäuse (4) abgewandten Endes eine Zuströmöffnung (9) aufweist, die im Bereich des mittleren Bugraums (1) oder einer seitlichen Bugöffnung (13, 15, 16) des Personenkraftwagens (2) angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kanalanordnung (6) als kurzes, mit dem Gehäuse (4) verbundenes Rohr ausgebildet ist, wobei das Rohr, insbesondere seitlich des Gehäuses (4), auf Höhe des Gehäuses angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (6) als langes, mit dem Gehäuse (4) verbundenes Rohr ausgebildet ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 5, wobei die Eintrittsöffnung (9) für die Rohluft in die Kanalanordnung (6) unterhalb oder neben dem Gehäuse (4) angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Eintrittsöffnung (9) für die Rohluft in die Kanalanordnung (6) in unmittelbarer Strömungsverbindung mit im Bereich des Bugraums (1) geführter Luft zum Kühlen des Kühlmittel durchströmten Kühlers des Personenkraftwagens steht.
Personenkraftwagen nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Eintrittsöffnung (9) für die Rohluft in die Kanalanordnung (6) in unmittelbarer Strömungsverbindung mit im Bereich des Bugraums (1) geführter Luft für einen Ladeluftkühler steht.
Personenkraftwagen nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Eintrittsöffnung (9) für die Rohluft in die Kanalanordnung (6) in unmittelbarer Strömungsverbindung mit im Bereich des Bugraums (1) geführter Luft zum Kühlen von Bremsen des Personenkraftwagens (2) steht.
Personenkraftwagen nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Eintrittsöffnung (9) für die Rohrluft in die Kanalanordnung (6) im Bereich einer Verkleidung des Unterbodens (17) des Personenkraftwagens (2) angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei Bestandteil der Kanalanordnung (6) ein Siffon (14) ist.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gehäuse (4) plattenförmig ausgebildet ist, mit einer im wesentlichen horizontalen Ausrichtung der Hauptfläche (5) des Gehäuses (4).
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Gehäuse (4) in einem zentralen Bereich des Bugraums (1) angeordnet ist.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Bugraum (1) abgekapselt ist, so dass die Ansaugung der Rohluft durch mindestens eine Öffnung im Unterboden des Personenkraftwagens erfolgt.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Ansaugung der Rohluft durch seitliche Bugöffnungen erfolgt.
Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Kanalanordnung mit mindestens einer Öffnung (12) versehen ist, die oberhalb der Eintrittsöffnung (9) positioniert ist.