DE102010054478A1 - Lufteinlasssystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Ein Lufteinlasssystem (10) für eine aufgeladene Brennkraftmaschine umfasst einen Reinluftkanal (25), in dem ein Verdichterlaufrad (14) und ein Drallerzeuger (16) zur drallbeaufschlagten Anströmung des Verdichterlaufrads (14) angeordnet sind. Es ist eine in einem zentralen Bereich des Drallerzeugers (16) auf dessen Auslaufseite (24) mündende Unterdruckleitung (22) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lufteinlasssystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, umfassend einen Reinluftkanal, in dem ein Verdichterlaufrad und ein Drallerzeuger zur drallbeaufschlagten Anströmung des Verdichterlaufrads angeordnet sind.
  • Derartige Lufteinlasssysteme sind beispielsweise aus DE 102 50 302 B4 , EP 1 416 123 A2 , EP 1 420 146 A1 , DE 10 2005 019 896 A1 , DE 10 2007 039 120 A1 und EP 2 028 374 A2 bekannt.
  • Bei modernen aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit einem Lufteinlasssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 steht in vielen Betriebsbereichen kein ausreichender Unterdruck mehr zur Verfügung. Dies betrifft beispielsweise den Leerlauf von Diesel-Motoren oder Volllast im niedrigen Drehzahlbereich von Otto-Motoren. Unterdruck wird jedoch für verschiedene Anwendungen im Kraftfahrzeug benötigt.
  • Für Otto-Motoren ist ein Lufteinlasssystem bekannt, bei dem zwei Unterdruckleitungen mit zwei Ölabscheidern vorgesehen sind, die je nach Verfügbarkeit der entsprechenden Unterdruckquelle Unterdruck bereitstellen. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein derartiges Lufteinlasssystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine bereitzustellen, in dem ein ausreichender Unterdruck in sämtlichen Betriebszuständen des Motors erzeugbar ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, insbesondere dadurch, dass auf der dem Verdichter zugewandten Seite eine in einem zentralen Bereich des Drallerzeugers mündende Unterdruckleitung vorgesehen ist. Die Erfindung hat erkannt, dass in der Mitte des von dem Drallerzeuger erzeugten Luftwirbels ein geringerer Luftdruck herrscht als in dem radial äußeren Bereich des Drallerzeugers. Die gezielt in der Mitte des von dem Drallerzeuger erzeugten Luftwirbels positionierte Mündung einer Unterdruckleitung weist somit eine erhöhte Saugkraft gegenüber herkömmlichen Anordnungen auf, bei denen eine Unterdruckleitung in einer Wand des Reinluftkanals mündet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Lufteinlasssystems; und
  • 2 eine schematische Ansicht auf den Drallerzeuger aus der Richtung des Verdichterlaufrads.
  • Das Lufteinlasssystem 10 für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfasst einen Luftfilter 11, einen Reinluftkanal 12 und einen Abgasturbolader 13 mit einem in einem Verdichtergehäuse 15 angeordneten Verdichterlaufrad 14. Stromaufwärts von dem Verdichtergehäuse 15 wird der Reinluftkanal 12 von einem Saugleitungsteil 18 gebildet. Das Verdichtergehäuse 15 weist einen stutzenförmigen Bereich 30 auf, über den das Saugleitungsteil 18 manschettenartig geschoben ist. Die Verbindung zwischen Verdichtergehäuse 15 und Saugleitungsteil 18 ist mittels einer Ringdichtung 31 abgedichtet.
  • Stromaufwärts von dem Verdichterlaufrad 14 ist in dem Reinluftkanal 12, hier dem Saugleitungsteil 18, ein Drallerzeuger 16 angeordnet. Generell ist der Drallerzeuger 16 in dem Verbindungsbereich zwischen dem Verdichtergehäuse 15 und dem Saugleitungsteil 18 angeordnet. Der hier vierflügelige Drallerzeuger 16 ist in einer Ansicht aus der Richtung des Verdichterlaufrads 14 in 2 zu sehen. Der vorzugsweise einstückig gefertigte Drallerzeuger 16 umfasst ein ringförmiges, äußeres Umfangsteil 17, mit dem der Drallerzeuger 16 im montierten Zustand in dem Saugleitungsteil 18 gehalten sein kann, ein Mittelteil 19 und eine Mehrzahl, hier beispielsweise vier, Stege 20, mit denen das Mittelteil 19 zentral in dem Umfangsteil 17 gehalten ist. Zwischen den Stegen 20 sind Durchlassöffnungen 21 für die Saugluft gebildet. An den Stegen 20 sind Flügel 21 vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus einem flexiblen bzw. elastischen Material, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer, bestehen und deren Anstellwinkel entweder je nach anliegendem Luftdruck sich selbsttätig einstellt oder mittels eines gesteuerten Stellorgans eingestellt wird, um eine jeweils optimale Anströmung des Verdichterlaufrads 14 zu erreichen.
  • Axial durch das Mittelteil 19 des Drallerzeugers 16 ist eine Unterdruckleitung 22 geführt. Die Unterdruckleitung 22 mündet zentral in Bezug auf den Drallerzeuger 16 auf dessen auslassseitiger, dem Verdichterrad 14 zugewandten Seite 24. Die Mündung 23 der Unterdruckleitung 22 befindet sich somit im zentralen Bereich bzw. im ,Auge' des von dem Drallerzeuger 16 erzeugten Wirbels, in dem relativ zu den äußeren Bereichen des Wirbels ein Unterdruck herrscht.
  • Die Unterdruckleitung 22 ist vorzugsweise axial durch den Drallerzeuger 16 geführt und auf dessen Einlassseite 25 mit einer Öffnung 26 in der Wand des Saugleitungsteils 18 verbunden. Die Unterdruckleitung 22 ist von der Mündung 23 bis zu der Verbindung mit der Gehäusewand 29 durchgehend geschlossen. Der freie Querschnitt der Unterdruckleitung 22 ist zweckmäßigerweise klein gegen den freien Querschnitt des Reinluftkanals 12, damit die Unterdruckleitung 22 die Funktion des Reinluftkanals 12 nicht beeinträchtigt.
  • An der Außenseite des Saugleitungsteils 18 ist ein Leitungsanschluss 27, beispielsweise ein Schlauchanschluss zum Anschluss eines Schlauches 28, zur Verbindung der Unterdruckleitung 22 bzw. der Öffnung 26 mit einer Unterdruck benötigenden Fahrzeugkomponente 29 vorgesehen. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Unterdruckleitung 22 zur Einleitung von Blow-By-Gasen in das Lufteinlasssystem 10 dienen und zu diesem Zweck mit dem Kurbelgehäuse oder einer anderen Blow-By-Gase führenden Fahrzeugkomponente, insbesondere einer Zylinderkopfhaube 29, verbunden sein. Die Erfindung ist aber keineswegs auf diese Anwendung beschränkt. Weitere vorteilhafte Anwendungen betreffen die Versorgung von Unterdruck benötigenden Aggregaten, wie beispielsweise Bremsanlage oder Türschließanlage.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Unterdruckleitung 22 in dem Saugleitungsteil 18 um 90° umgebogen. Dies ist aber keineswegs zwingend der Fall. Die Unterdruckleitung 22 kann beispielsweise auch geradlinig verlaufen und dann beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Saugleitungsteils 18 durch die Wand 29 stoßen. Vorzugsweise ist die Unterdruckleitung 22 ein separates Bauteil, das mittels einer Dichtung abgedichtet durch die Wandöffnung 26 geführt ist. Die Unterdruckleitung 22 kann aber auch einstückig mit dem Saugleitungsteil 18 gebildet sein.
  • Des Weiteren ist die Anordnung der Wandöffnung 26 nicht auf das Saugleitungsteil 18 beschränkt. In einer nicht gezeigten Ausführungsform können beispielsweise die Stege 20 des Drallerzeugers 16 als Unterdruckleitungen 22 ausgeführt sein, wobei dann zweckmäßigerweise die Wandöffnung 26 im Bereich des Drallerzeugers 16 angeordnet ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Wandöffnung 26 in dem Verdichtergehäuse 15 angeordnet sein. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Unterdruckleitung einen sich in den Auslassraum 24 des Drallerzeugers 16 erstreckenden Fortsatz, wie in 1 ersichtlich, aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • EP 1420146 A1 [0002]
    • DE 102005019896 A1 [0002]
    • DE 102007039120 A1 [0002]
    • EP 2028374 A2 [0002]

Claims (7)

  1. Lufteinlasssystem (10) für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, umfassend einen Reinluftkanal (25), in dem ein Verdichterlaufrad (14) und ein Drallerzeuger (16) zur drallbeaufschlagten Anströmung des Verdichterlaufrads (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einem zentralen Bereich des Drallerzeugers (16) auf dessen Auslaufseite (24) mündende Unterdruckleitung (22) vorgesehen ist.
  2. Lufteinlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Unterdruckleitung mit einer durch eine Wand (29) des Reinluftkanals (25) führenden Wandöffnung (26) verbunden ist.
  3. Lufteinlasssystem nach Anspruch 2, wobei an der Außenseite der Wand (29) des Reinluftkanals (25) im Bereich der Wandöffnung (26) ein Anschluss (27), insbesondere ein Schlauchanschluss, vorgesehen ist.
  4. Lufteinlasssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Unterdruckleitung (22) mit einer Unterdruck erfordernden Fahrzeugkomponente (29) außerhalb des Reinluftkanals (25) verbunden ist.
  5. Lufteinlasssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Unterdruckleitung (22) mit einer Blow-By-Gase führenden Fahrzeugkomponente (29), insbesondere Kurbelgehäuse und/oder Zylinderkopfhaube, verbunden ist.
  6. Lufteinlasssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Unterdruckleitung (22) mit einer Unterdruck benötigenden Fahrzeugkomponente (29), beispielsweise Bremsanlage und/oder Türschließanlage, verbunden ist.
  7. Lufteinlasssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Unterdruckleitung (22) axial durch den Drallerzeuger (16) auf die dem Verdichterlaufrad (14) abgewandte Seite (25) geführt ist.
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