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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftführungssystem für einen Verbrennungsmotor.
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Luftführungssysteme für Verbrennungsmotoren werden üblicherweise zum Ansaugen von Frischluft verwendet. In einem Luftführungssystem zum Frischluftansaugen ist in der Regel in einem Luftfilterkasten bzw. Ansauggeräuschdämpfer ein Wasserablaufsystem vorhanden. Durch das Wasserablaufsystem ist es möglich, kleine Wassermengen abzulassen, die überwiegend durch Gischtfahrten in das Luftführungssystem gelangen. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass neben Frischluft auch Wasser in den Verbrennungsmotor gelangt, was zu einem Wasserschlag und somit zu einer Beschädigung des Verbrennungsmotors führen kann.
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Ein derartiger Wasserablauf ist beispielsweise aus der
DE 10 2009 052 223 A1 bekannt. Hieraus ist ersichtlich, dass der Wasserablauf lediglich ein kleines Loch innerhalb des Luftfilterkastens darstellt. Alternativ sind auch aufwändigere Systeme, beispielsweise ganze Schlauchsysteme, als Wasserablauf bekannt.
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Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass derartig bekannte Wasserabläufe nur sehr geringe Wassermengen aus dem Luftführungssystem entfernen können. Jedoch ist es nicht möglich, lediglich größere Öffnungen vorzusehen, damit eine größere Menge an Wasser abfließen kann, da in diesem Fall die großen Öffnungen zu akustischen Problemen sowie zu einer Warmluftansaugung führen können.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Luftführungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, das bei einfachem und kostengünstigem Aufbau einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglicht. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, mittels des genannten Luftführungssystems ein Ansaugen von Flüssigkeiten durch den Verbrennungsmotor zu verhindern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Luftführungssystem für einen Verbrennungsmotor, das einen Einlass, einen Auslass und ein Zwischenelement umfasst. Der Einlass ist zum Ansaugen von Luft aus einer Umgebung des Luftführungssystems vorgesehen. Der Einlass ist über eine erste Öffnung im Zwischenelement mit dem Zwischenelement verbunden, so dass die aus der Umgebung angesaugte Luft durch die erste Öffnung in das Zwischenelement gelangen kann. Außerdem weist das Zwischenelement eine zweite Öffnung auf, über die die Luft aus dem Zwischenelement in den Auslass gelangt. Der Auslass ist ausgelegt, dass dieser die Luft zu dem Verbrennungsmotor zuführt. Somit ergibt sich eine Verbindung von Einlass, Zwischenelement und Auslass, so dass Luft aus der Umgebung angesaugt werden kann, die durch den Einlass in das Zwischenelement, von dem Zwischenelement in den Auslass und schließlich vom Auslass zu dem Verbrennungsmotor gelangt, um den Verbrennungsmotor betreiben zu können. Erfindungsgemäß weist das Zwischenelement eine dritte Öffnung auf, die durch ein Verschlusselement verschlossen ist. Die dritte Öffnung ist erfindungsgemäß zum Auslassen von in dem Zwischenelement befindlichen Flüssigkeiten öffenbar. Außerdem ist vorgesehen, dass ein Querschnitt der dritten Öffnung größer ist, als ein Querschnitt der ersten Öffnung. Da Flüssigkeiten nahezu ausschließlich über den Einlass in das Zwischenelement gelangen können, ist das erfindungsgemäße Luftführungssystem derart ausgelegt, dass mehr Flüssigkeit durch die dritte Öffnung aus dem Zwischenelement auslassbar ist, als durch den Einlass in den Zwischenelement gelangen kann. Somit erlaubt das erfindungsgemäße Luftführungssystem ein sicheres und zuverlässiges Auslassen von Flüssigkeiten aus dem Zwischenelement. Die Gefahr eines Wasserschlags des Verbrennungsmotors ist somit nahezu ausgeschlossen. Sobald sämtliches Wasser aus dem Zwischenelement entfernt ist, ist die dritte Öffnung durch das Verschlusselement verschlossen. Somit saugt das Zwischenelement keine Warmluft an, was zu nachteiligem Betrieb des Verbrennungsmotors führen würde. Ebenso ist durch das Verschlusselement ein akustischer Nachteil nicht gegeben.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Zwischenelement eine vierte Öffnung vorhanden. Die vierte Öffnung ist bevorzugt mit einem Zusatzeinlass verbunden, wobei der Zusatzeinlass ebenso wie der Einlass zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung ausgebildet ist. Der Zusatzeinlass ist insbesondere durch ein Zusatzverschlusselement verschließbar. Durch den Zusatzeinlass wird bevorzugt zusätzliche Luft aus der Umgebung angesaugt, wenn durch den Einlass nicht genügend Luft aus der Umgebung ansaugbar ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn größere Flüssigkeitsmengen durch den Einlass in das Zwischenelement gelangen. In diesem Fall stellt der Zusatzeinlass einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Verbrennungsmotors sicher, indem trotz verringerter Luftansaugung durch den Einlass dennoch ausreichend Luft zum Betrieb des Verbrennungsmotors ansaugbar ist.
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Vorteilhafterweise ist die dritte Öffnung durch eine Gewichtskraft der Flüssigkeit öffenbar. In diesem Fall ist keinerlei Regelungsvorrichtung notwendig, da bei Vorhandensein von Flüssigkeiten innerhalb des Zwischenelements das Verschlusselement selbständig öffnet. Somit ist stets für einen sicheren und zuverlässigen Flüssigkeitsablauf aus dem Zwischenelement gesorgt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verschlusselement einen Aktor auf. Durch den Aktor ist das Verschlusselement bewegbar, so dass die dritte Öffnung öffenbar ist. Der Aktor wird insbesondere dann angesteuert, wenn erkannt wurde, dass eine Flüssigkeit innerhalb des Zwischenelements vorhanden ist. Durch das Öffnen der dritten Öffnung mittels des Aktors wird daher die Flüssigkeit aus dem Zwischenelement entfernt.
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Vorteilhafterweise weist das Zwischenelement ein Filterelement auf, das die Luft, die von dem Einlass aus der Umgebung angesaugt wird und von dem Auslass dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, filtert. Hierzu ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Luft vor dem Durchqueren der zweiten Öffnung das Filterelement durchquert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dem Verbrennungsmotor nur gefilterte Luft übergeben wird. Daher ist ausgeschlossen, dass der Verbrennungsmotor durch verunreinigte Luft beschädigt wird.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung und/oder die vierte Öffnung relativ zu der dritten Öffnung versetzt angeordnet sind. Der Versatz erfolgt dabei in eine Richtung, die der Gewichtskraft der Flüssigkeit entgegengesetzt ist. Somit befindet sich die dritte Öffnung relativ zu allen anderen Öffnungen an einem niedrigsten Niveau innerhalb des Zwischenelements. Daher fließt die Flüssigkeit innerhalb des Zwischenelements durch die dritte Öffnung ab, bevor die Flüssigkeit eine der anderen Öffnungen erreichen kann. Insbesondere weist die zweite Öffnung einen größtmöglichen Abstand zu der dritten Öffnung auf, um so bevorzugt zu verhindern, dass die Flüssigkeit in die zweite Öffnung und damit zu dem Verbrennungsmotor gelangen kann.
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in dem erfindungsgemäßen Luftführungssystem ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Verschlusselement eine Klappe und/oder eine Membran und/oder eine Vielzahl von Lamellen umfasst. Derartige Elemente erlauben ein Verschließen der dritten Öffnung, wobei dennoch eine Flüssigkeit durch die dritte Öffnung abführbar ist.
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Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Zwischenelement entstehende Geräusche im Betrieb des Verbrennungsmotors dämpft. Hierzu ist insbesondere ein zuvor beschriebenes Filterelement vorhanden, das neben der beschriebenen Filterfunktion bevorzugt auch eine Dämpfungsfunktion erfüllt. Durch die Dämpfungsfunktion des Zwischenelements wird eine akustische Belästigung vermieden, so dass der Betrieb des Verbrennungsmotors einen höchstmöglichen Komfort bietet.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor umfasst. Zusätzlich umfasst das Fahrzeug zumindest ein Luftführungssystem, wie es zuvor ausführlich beschrieben wurde.
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Insbesondere beträgt die Fläche des Querschnitts der dritten Öffnung 110% der Fläche des Querschnitts der ersten Öffnung, bevorzugt 150%, besonders bevorzugt 180%.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht des Luftführungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt ein Luftführungssystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Luftführungssystem 1 umfasst einen Einlass 2, einen Auslass 3 und ein Zwischenelement 4. Das Zwischenelement 4 weist eine erste Öffnung 6 auf, die mit dem Einlass 2 verbunden ist. Weiterhin weist das Zwischenelement 4 eine zweite Öffnung 7 auf, die mit dem Auslass 3 verbunden ist.
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Über den Auslass 3 ist eine Luft 100 an einem Verbrennungsmotor 13 (vgl. 2) abgebbar. Die Luft wird aus einer Umgebung des Luftführungssystems 1 über den Einlass 2 angesaugt. Innerhalb des Zwischenelements 4 wird die Luft 100 von der ersten Öffnung 6 zu der zweiten Öffnung 7 transportiert.
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Während des Transports der Luft 100 innerhalb des Zwischenelements 4 durchquert die Luft 100 ein Filterelement 5. Das Filterelement 5 dient zum Reinigen und Filtern der Luft, so dass ausschließlich reine Luft 100 über den Auslass 3 an den Verbrennungsmotor 13 abgegeben wird. Außerdem ist vorgesehen, dass das Filterelement 5 Geräusche dämpft, die im Betrieb des Verbrennungsmotors 13 auftreten. Somit ist ein maximaler komfortabler Betrieb des Verbrennungsmotors 13 möglich.
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Da neben Luft 100 auch Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, durch den Einlass 2 in das Zwischenelement 4 gelangen können, ist eine dritte Öffnung 8 innerhalb des Zwischenelements 4 vorgesehen. Die dritte Öffnung 8 ist durch ein Verschlusselement 11 verschließbar. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement 11 eine Klappe.
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Um sicherzustellen, dass sämtliche Flüssigkeit, die durch den Einlass 2 in das Zwischenelement 4 gelangen kann, durch die dritte Öffnung 8 abführbar ist, ist ein Querschnitt der ersten Öffnung 6 kleiner als ein Querschnitt der dritten Öffnung 8.
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Um einen reibungslosen Betrieb des Verbrennungsmotors 13 sicherzustellen, d. h., um stets ausreichend Luft 100 zur Verfügung stellen zu können, weist das Zwischenelement 4 eine vierte Öffnung 9 auf, die mit einem Zusatzeinlass 10 verbunden ist. Über den Zusatzeinlass 10 ist analog zu dem Einlass 2 Luft 100 aus der Umgebung des Luftführungssystems 1 ansaugbar, so dass selbst dann ausreichend Luft 100 zur Verfügung steht, wenn nur ein geringer Anteil des Querschnitts der ersten Öffnung 6 zur Verfügung steht, da über den Einlass 2 durch die erste Öffnung 6 eine Flüssigkeit in das Zwischenelement 4 gelangt. Die so eintretende Flüssigkeit wird durch die dritte Öffnung 8 abgeführt, während der Zusatzeinlass 10 für einen ausreichenden Luftstrom an den Verbrennungsmotor 13 sorgt.
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Es ist daher ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Luftführungssystem 1 die Gefahr eines Wasserschlags des Verbrennungsmotors 13 deutlich reduzieren kann. Gleichzeitig ist aufgrund der Verschließbarkeit der dritten Öffnung 8 ein Nachteil hinsichtlich der akustischen Belästigung und der Warmluftansaugung, wie dies im Stand der Technik noch der Fall war, bei dem erfindungsgemäßen Luftführungssystem 1 nicht mehr gegeben.
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Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Luftführungssystem 1 die Fahrt durch stehende Gewässer. In diesem Fall können größere Wassermengen in das Luftführungssystem 1 gelangen, indem diese durch den Einlass 2 in das Zwischenelement 4 geführt werden. Diese Wassermassen können aufgrund des größeren Querschnitts der dritten Öffnung 8 im Vergleich zur ersten Öffnung 6 aus dem Zwischenelement 4 entfernt werden, während durch den Zusatzeinlass 10 zusätzlich Luft 100 ansaugbar ist, so dass mit einer im Vergleich zum Stand der Technik höheren Geschwindigkeit innerhalb des stehenden Wassers gefahren werden kann. Auch ist so eine Fahrt durch tiefere Gewässer möglich, als dies im Stand der Technik der Fall war.
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2 zeigt ein Fahrzeug 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 12 umfasst einen Verbrennungsmotor 13. Der Verbrennungsmotor 13 ist mit einem Luftführungssystem 1 ausgestattet, wobei das Luftführungssystem 1 demjenigen aus 1 entspricht.
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Somit treffen die zuvor genannten Vorteile auf das erfindungsgemäße Fahrzeug 12 zu. Insbesondere ist für den Verbrennungsmotor 13 des Fahrzeugs 12 die Gefahr einer Beschädigung durch Wasserschlag nahezu ausgeräumt. Für den Fahrer des Fahrzeugs 12 ergibt sich eine vorteilhafte Fahreigenschaft des Fahrzeugs 12 in stehenden Gewässern, wobei insbesondere tiefere Gewässer als im Stand der Technik möglich durchfahrbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftführungssystem
- 2
- Einlass
- 3
- Auslass
- 4
- Zwischenelement
- 5
- Filterelement
- 6
- Erste Öffnung
- 7
- Zweite Öffnung
- 8
- Dritte Öffnung
- 9
- Vierte Öffnung
- 10
- Zusatzeinlass
- 11
- Verschlusselement
- 12
- Fahrzeug
- 13
- Verbrennungsmotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009052223 A1 [0003]
