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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Filtereinrichtung in einem Frischluftsystem und ein Frischluftsystem für eine Brennkraftmaschine.
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Es sind bereits Frischluftsysteme für Brennkraftmaschinen bekannt, die eine Filtereinrichtung zur Filterung von für die Brennkraftmaschine vorgesehener Frischluft und zumindest ein Gebläse, das dazu vorgesehen ist, einen die Filtereinrichtung durchsetzenden Volumenstrom zu erzeugen, aufweisen.
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Aus der
CN 103437921 A ist eine Vorrichtung zum Reinigen eines Luftfilters bekannt. Der Luftfilter ist in einem Ladeluftzweig eines aufgeladenen Verbrennungsmotors angeordnet. Der Luftfilter setzt sich aus mehreren Stufen zusammen, die über Rohre zum Durchleiten von Luft miteinander verbunden sind. An und in den Rohren sind Steuereinheiten angeordnet, über die die Rohre geöffnet und geschlossen werden können. Durch eine geeignete Kombination der Stellungen der Steuereinheiten lässt sich die Richtung des Durchflusses der Luft durch die Rohre einstellen. Dadurch kann festgelegt werden, in welcher Richtung die verschiedenen Stufen des Luftfilters von der Luft durchströmt werden. Prinzipiell können die einzelnen Luftfilterstufen durch das Einstellen der Steuereinheiten, d. h. durch das Öffnen oder Schließen der Rohre, sowohl von außen nach innen als auch umgekehrt, von innen nach außen, von der Luft durchströmt werden. Das Einstellen der Durchflussrichtung von innen nach außen dient dazu, die jeweilige Luftfilterstufe von Staubpartikeln zu reinigen. Die Vorrichtung enthält ein Gebläse, über das Luft von außen über eine oder mehrere Luftfilterstufen und einen Teil der Rohre angesaugt und weiter zum Reinigen einer der Luftfilterstufen in einen anderen Teil der Rohre eingeblasen wird.
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Aus der
KR 20030062881 ist eine Vorrichtung zum automatischen Reinigen eines Luftfilters eines Verbrennungsmotors bekannt. Die Vorrichtung enthält einen Einlasswiderstandssensor an einem Verbindungsteil, das ein Rohr zum Führen von Ladeluft und einen Ausgang des Gehäuses des Luftfilters miteinander verbindet. Der Einlasswiderstandssensor ist zum Messen eines Einlasswiderstands der Luft vorgesehen, die vom Ausgang des Luftfilters in das Rohr einströmt. Der Kompressor bläst zum Reinigen des Luftfilters verdichtete Luft in eine solche Richtung von innen nach außen durch das Rohr in den Luftfilter, die der Strömungsrichtung der Ladeluft entgegen gerichtet ist.
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Aus der
EP 2 368 733 A2 ist eine Vorrichtung zum automatischen Reinigen eines Luftfilters eines Fahrzeugs bekannt. Eine Matrix von Strahldüsen, die sich hinter oder im Filter befindet, beaufschlagt den Filter entgegengesetzt zur normalen betrieblichen Ansaug-Luftströmungsrichtung mit einem gasförmigen Stoff, um den Luftfilter zu reinigen. Dabei kann der verwendete gasförmige Stoffkontinuierlich oder pulsierend oder in einer beliebigen Kombination von Druckstößen unterschiedlicher Dauer und Stärke auf den Filter geblasen werden.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Filtersystem, dass insbesondere für Einsatzwecke vorgesehen ist, bei denen eine hohe Belastung mit Staubpartikeln und Fremdkörpern zu erwarten ist, eine Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Frischluftsystem entsprechend dem Anspruch 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Reinigung einer Filtereinrichtung in einem Frischluftsystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, in dem ein Gebläse, welches in einem Normalbetriebsmodus der Brennkraftmaschine einen Volumenstrom erzeugt, der zumindest teilweise der Brennkraftmaschine als Brennluft zugeführt wird, in einem Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung einen Volumenstrom erzeugt, der einer für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung entgegengesetzt gerichtet ist. Eine Steuer- und/oder Regeleinheit stellt in dem Spülbetriebsmodus für das zumindest eine Gebläse eine Drehrichtung ein, die einer Drehrichtung entgegengesetzt ist, die die Steuer- und/oder Regeleinheit in dem Normalbetriebsmodus für das zumindest eine Gebläse einstellt. Dadurch können Staubpartikel oder Fremdkörper abgeschieden werden, die in einem Normalbetriebsmodus von der Filtereinrichtung zumindest teilweise aufgenommen werden, ohne dass ein Ausbau oder eine spezielle Wartungsvorrichtung notwendig ist, um die Filtereinrichtung zu spülen. Insbesondere wenn das Frischluftsystem für Einsatzzwecke vorgesehen ist, bei denen einerseits eine hohe Belastung mit Staubpartikeln und Fremdkörpern, wie beispielsweise kleinen Ästen oder Blättern, zu erwarten ist und andererseits nur eingeschränkte Wartungsmöglichkeiten bestehen, kann durch ein solches Verfahren erreicht werden, dass eine Betriebszuverlässigkeit der Brennkraftmaschine erhöht werden kann. Zudem kann ein Leistungsverlust durch verstopfte Filter vorteilhaft vermieden werden. Dadurch, dass die Drehrichtung des zumindest einen Gebläses im Spülbetriebsmodus entgegengesetzt der Drehrichtung im Normalbetriebsmodus eingestellt wird, kann eine Umkehrung der Strömungsrichtung konstruktiv besonders einfach realisiert werden.
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Unter „Brennluft” soll in diesem Zusammenhang Luft verstanden werden, die zumindest soweit von Staubpartikeln und Fremdkörpern gereinigt ist, dass sie ungefiltert einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Demgegenüber soll unter „Frischluft”, insbesondere unter „aus einer Umgebung angesaugter Frischluft”, Luft verstanden werden, bei der eine Verunreinigung durch Staubpartikel oder Fremdköper, die zu erhöhtem Verschleiß und/oder erhöhter Beschädigung führen können, zumindest nicht ausgeschlossen werden kann. Unter „teilweise” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein Teil des Volumenstroms, welchen das zumindest eine Gebläse erzeugt, der Brennkraftmaschine als Brennluft zugeführt wird, wobei die Brennluft auf einer Saugseite oder einer Druckseite des zumindest einen Gebläses aus dem Volumenstrom abgezweigt werden kann. Unter „zumindest teilweise” soll insbesondere verstanden werden, dass alternativ auch der gesamte von dem zumindest einen Gebläse erzeugte Volumenstrom der Brennkraftmaschine als Brennluft zugeführt werden kann. Unter einer „Reinigung der Filtereinrichtung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Ausblasen der Filtereinrichtung, durch das zumindest ein Teil der von der Filtereinrichtung zurückgehaltenen Staubpartikel und/oder Fremdköper entfernt werden kann, mittels des von dem zumindest einen Gebläse bereitgestellten Volumenstroms verstanden werden. Unter einer „für einen Normalbetrieb vorgesehenen Strömungsrichtung” soll insbesondere eine Richtung des Volumenstroms während eines Betriebs der Brennkraftmaschine verstanden werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Vorzugsweise durchsetzt zumindest ein Teil des Volumenstroms einen Grobfilter der Filtereinrichtung in einer Richtung, die entgegen der für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung orientiert ist. Dadurch kann ein Grobfilter zumindest teilweise gereinigt werden, wodurch ein Strömungswiderstand, den die Filtereinrichtung aufweist, wenn der Grobfilter stark verunreinigt ist, einfach beseitigt werden kann. Unter einem „Grobfilter” soll dabei insbesondere ein Filter verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, Fremdkörper größer 2 mm, insbesondere Fremdkörper größer 1 mm und besonders vorteilhaft Fremdkörper größer 0,1 mm zurückzuhalten.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Volumenstroms einen Feinfilter der Filtereinrichtung in einer Richtung durchsetzt, die entgegen der für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung orientiert ist. Dadurch kann auch ein Feinfilter zumindest teilweise gereinigt werden, wodurch insbesondere eine Filterleistung des Feinfilters wieder verbessert werden kann. Unter einem „Feinfilter” soll dabei insbesondere ein Filter verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, Staubpartikel größer 0,1 mm, insbesondere Staubpartikel größer 10 Mikrometer und besonders vorteilhaft Staubpartikel größer 1 Mikrometer zurückzuhalten. Grundsätzlich kann der Feinfilter auch für kleinere Staubpartikel geeignet sein.
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Besonders vorteilhaft wird der Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung bei stehender Brennkraftmaschine aktiviert. Dadurch kann erreicht werden, dass eine der Brennkraftmaschine zugeführte Brennluftmenge nicht unter einen kritischen Grenzwert fällt und somit eine Betriebssicherheit insbesondere von durch die Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugen nicht beeinträchtigt wird.
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In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung in Abhängigkeit von einem Beladungszustand der Filtereinrichtung aktiviert wird. Indem als Betriebsparameter zur Aktivierung der Beladungszustand ausgewertet wird, kann die Aktivierung von einem tatsächlichen Bedarf abhängig gemacht werden. Zudem können weitere Betriebsparameter für die Aktivierung ausgewertet werden, wodurch eine Aktivierung des Spülbetriebsmodus an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden kann. Als Betriebsparameter kann beispielsweise ein Bedienparameter vorgesehen werden, welcher den Spülbetriebsmodus aktiviert, wodurch beispielsweise vermieden werden kann, dass der Spülbetriebsmodus aktiviert wird, wenn zu erwarten ist, dass von der Brennkraftmaschine Leistung abgerufen werden muss. Unter „aktivieren” soll dabei insbesondere ein automatisiertes und/oder teilautomatisiertes Aktivieren des Spülbetriebsmodus durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit verstanden werden. Grundsätzlich kann das Aktivieren des Spülbetriebsmodus auch von nur einem Bedienparameter abhängen.
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Vorzugsweise wird in dem Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung eine Intensität des Volumenstroms zumindest zeitweise verändert. Dadurch können Verunreinigungen besonders effektiv gelöst werden. Unter „zumindest zeitweise verändern” soll dabei insbesondere eine von einem Einschaltvorgang und einem Abschaltvorgang unabhängige Veränderung der Intensität verstanden werden, wie beispielsweise ein periodisches Erhöhen und Absenken der Intensität während der Reinigung oder ein pulsartiger Betrieb, bei dem die Intensität des Volumenstroms kurzzeitig erhöht wird. Die Veränderung kann dabei beispielsweise bei 50% liegen, d. h. die Intensität wird, vorzugsweise ausgehend von einem nahezu konstanten Wert, um 50% verringert oder erhöht und anschließend wieder auf den vorher vorliegenden Wert oder einen anderen Wert ungleich Null eingestellt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird das zumindest eine Gebläse von einem Motor angetrieben, der unabhängig von der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist. Beispielsweise ist es vorteilhaft, das Gebläse mittels eines Elektromotors anzutreiben, wodurch die Drehrichtung einfach durch umgekehrte Ansteuerung des Motors erreicht werden kann. Durch eine solche Ausgestaltung kann auch die Intensität des Volumenstroms einfach verändert werden. Grundsätzlich sind aber auch mechanische Lösungen für die Veränderung des Volumenstroms und/oder die Umkehr des Volumenstroms denkbar, die alternativ oder zusätzlich verwendet werden können, wie beispielsweise eine veränderbare Gebläsegeometrie oder ein mechanisches Getriebe zur Einstellung von Drehzahl und Drehrichtung des Gebläses. Unter einem „unabhängig von der Brennkraftmaschine ansteuerbaren Motor” soll insbesondere ein Motor verstanden werden, dessen Drehzahl und/oder Leistung unabhängig von einem Betriebszustand und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert werden kann, wie insbesondere ein an eine separate, unabhängige Energieversorgung angeschlossener Motor mit eigener Steuerung.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Tauchklappe während des Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung geschlossen wird. Dadurch können Strömungsverhältnisse innerhalb des Frischluftsystems verändert werden, wodurch ein Lösen von Verunreinigungen in der Filtereinrichtung begünstigt werden kann. Unter einer „Tauchklappe” soll dabei insbesondere eine in dem Frischluftsystem angeordnete Klappe verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Strömungspfad innerhalb des Frischluftsystems zu verschließen, beispielsweise um eine Wattiefe eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Frischluftsystem zu vergrößern. Alternativ oder zusätzlich können in dem Frischluftsystem weitere Klappen vorgesehen werden, die in dem Spülbetriebsmodus geschlossen oder geöffnet werden.
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Zudem wird ein Frischluftsystem für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen mit einer Filtereinrichtung zur Filterung von für die Brennkraftmaschine vorgesehener Frischluft und mit zumindest einem Gebläse, das in einem Normalbetriebsmodus dazu vorgesehen ist, einen Volumenstrom zu erzeugen, welcher der Brennkraftmaschine zumindest teilweise als Brennluft zugeführt wird, und das dazu vorgesehen ist, in einem Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung einen Volumenstrom zu erzeugen, der einer für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung entgegengesetzt gerichtet ist. Das erfindungsgemäße Frischluftsystem enthält ferner eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, in dem Normalbetriebsmodus für das zumindest eine Gebläse eine Drehrichtung einzustellen und in dem Spülbetriebsmodus für das zumindest eine Gebläse eine solche Drehrichtung einzustellen, die der Drehrichtung im Normalbetriebsmodus entgegengesetzt ist. Dadurch kann ein vorteilhaft einfach zu reinigendes Frischluftsystem bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest eine Gebläse als ein Grobstaubgebläse ausgebildet. Dadurch kann die Filtereinrichtung mit einem Zyklonfilter als Feinfilter versehen werden, der mit dem von dem zumindest einen Gebläse erzeugten Volumenstrom betrieben wird. Durch die Ausbildung als Grobstaubgebläse kann das Gebläse dabei strömungstechnisch nach dem Grobfilter und dem Feinfilter angeordnet werden. In dem Spülbetriebsmodus sind damit, bezogen auf das zumindest eine Gebläse, der Feinfilter und der Grobfilter auf einer Druckseite des zumindest einen Gebläses angeordnet, wodurch mit der Umkehrung der Strömungsrichtung Verunreinigung aus dem Feinfilter und dem Grobfilter besonders wirksam entfernt werden können. Grundsätzlich können dabei mehrere parallel oder in Reihe angeordnete Gebläse, Feinfilter und/oder Grobfilter vorgesehen sein, beispielsweise um eine Filterwirkung zu verbessern oder einen maximalen Volumenstrom zu erhöhen.
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Vorzugsweise weist das Frischluftsystem eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter den Normalbetriebsmodus oder den Spülbetriebsmodus zu schalten. Dadurch kann eine hohe Flexibilität und gleichzeitig eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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1 zeigt ein Frischluftsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Darstellung von Volumenströmen innerhalb des Frischluftsystems.
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1 zeigt ein Frischluftsystem 1 für eine Brennkraftmaschine 10. Das Frischluftsystem 1 ist dazu vorgesehen, Brennluft für einen Betrieb der Brennkraftmaschine 10 bereitzustellen. Hierzu ist das Frischluftsystem 1 dazu vorgesehen, Frischluft aus einer Umgebung der Brennkraftmaschine 10 anzusaugen, zu reinigen und der Brennkraftmaschine 10 als gereinigte Brennluft zuzuführen. Das Frischluftsystem 1 bildet eine Vorfilteranlage aus, der zusätzlich weitere Filteranlagen nachgeschaltet sein können.
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Die Brennkraftmaschine 10 weist einen an das Frischluftsystem 1 anschließenden Ansaugtrakt 12 auf. Der Ansaugtrakt 12 ist beispielsweise dazu vorgesehen, die Brennluft auf verschiedene Zylinder der Brennkraftmaschine 10 zu verteilen. Zudem kann der Ansaugtrakt 12 dazu vorgesehen sein, eine zugeführte Brennluftmenge an Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 10 anzupassen. Die Brennluft, d. h. die gereinigte Frischluft, wird in den Zylindern oder dem Ansaugtrakt 12 mit einem Treibstoff, beispielsweise Benzin, Kerosin oder Diesel, zu einem zündfähigen Gemisch vermengt, welches in den Zylindern der Brennkraftmaschine 10 verbrannt wird. Der Ansaugtrakt 12 kann weitere Komponenten aufweisen, welche dazu vorgesehen sind, die Brennluftmenge an die Betriebsparameter anzupassen, wie beispielsweise eine Drosselklappe, die zur Begrenzung der Brennluftmenge vorgesehen ist, einen Verdichter, insbesondere einen Lader oder Abgaslader, der dazu vorgesehen ist, die Brennluft zu verdichten, einen Ladeluftkühler, der dazu vorgesehen ist, die verdichtete Brennluft abzukühlen, und/oder einen Luftmengenmesser, der dazu vorgesehen ist, eine zugeführte Brennluftmenge zu ermitteln. Zusätzlich kann der Ansaugtrakt 12 einen Motorfilter als weiteren Filter für die Brennluft aufweisen.
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Die Brennkraftmaschine 10 ist dazu vorgesehen, in Betriebsumgebungen eingesetzt zu werden, in denen die der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Frischluft stark mit Staubpartikeln und Fremdkörpern, wie beispielsweise kleinen Ästen oder Blättern, verunreinigt sein kann. Insbesondere um eine Beschädigung der Brennkraftmaschine 10 durch die Staubpartikel und die Fremdkörper zu verhindern, aber auch um eine Belastung der weiteren Komponenten des Ansaugtrakts 12 zu reduzieren, umfasst das Frischluftsystem 1 eine Filtereinrichtung 2, die dazu vorgesehen ist, die Staubpartikel und Fremdköper aus der Frischluft herauszufiltern, bevor diese in den Ansaugtrakt 12 gelangen.
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Die Filtereinrichtung 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehrstufig aufgebaut. Die Filtereinrichtung 2 umfasst einen Grobfilter 6, der dazu vorgesehen ist, die Fremdkörper zurückzuhalten, und zwei Feinfilter 7, 7', die dazu vorgesehen sind, die Staubpartikel aus der Frischluft herauszufiltern. Für den Grobfilter 6 und die Feinfilter 7, 7' sind unterschiedliche Ausführungen denkbar. Insbesondere können der Grobfilter 6 und/oder die Feinfilter 7, 7' selbst wieder mehrstufig ausgebildet sein, d. h. der Grobfilter 6 und die Feinfilter 7, 7' können jeweils mehrere Filterstufen aufweisen.
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Um aktiv Frischluft aus der Umgebung anzusaugen, umfasst das Frischluftsystem 1 ein oder mehrere Gebläse 3, 3'. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Frischluftsystem 1 die zwei parallel geschalteten Gebläse 3, 3'. In Abhängigkeit von einer Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 10 ist es alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass das Frischluftsystem 1 zwei oder mehr in Reihe geschaltete Gebläse aufweist oder dass lediglich ein einziges Gebläse vorgesehen ist.
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Die Gebläse 3, 3' sind als Grobstaubgebläse ausgebildet. Bezogen auf die Filtereinrichtung 2, insbesondere bezogen auf den Grobfilter 6 und die Feinfilter 7, 7', sind für die Gebläse 3, 3' unterschiedliche Anordnungen möglich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gebläse 3, 3', bezogen auf eine Strömungsrichtung 5 in dem Normalbetriebsmodus, nach dem Grobfilter 6 und den Feinfiltern 7, 7' angeordnet. Entlang der für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung 5 sind die Feinfilter 7, 7' und der Grobfilter 6 vor den Gebläsen 3, 3' angeordnet.
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Das Frischluftsystem 1 weist einen Frischlufteintritt 13 auf, in welchem der Grobfilter 6 angeordnet ist. Der Grobfilter 6 ist in Form eines Ansaugsiebs ausgebildet. Der Grobfilter 6 kann beispielsweise mittels eines feinmaschigen Gitters oder ähnlich ausgebildet werden. Alternativ oder als zusätzliche Filterstufe ist auch eine Ausgestaltung als Gewebefilter denkbar. Die beiden Gebläse 3, 3' sind an den Frischlufteintritt 13 angebunden.
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Die Feinfilter 7, 7' umfassen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils einen Zyklonfilter. Die Feinfilter 7, 7' sind jeweils einem der Gebläse 3, 3' vorgeschaltet. Die Zyklonfilter sind dazu vorgesehen, die Staubpartikel aus der Frischluft, die von den Gebläsen 3, 3' und der Brennkraftmaschine 10 angesaugt wird, abzuscheiden. Die Zyklonfilter weisen jeweils eine Trennstecke auf, auf welcher der angesaugte Volumenstrom 4 in einen mit den Staubpartikeln vermengten Grobstaubvolumenstrom 16 und in einen von den Staubpartikeln zumindest im Wesentlichen gereinigten Brennluftvolumenstrom 17 aufgeteilt wird. Der Grobstaubvolumenstrom 16 wird über das entsprechende Gebläse 3, 3' geführt. Der Brennluftvolumenstrom 17 wird dem Ansaugtrakt 12 zugeführt. Der Ansaugtrakt 12 weist zwei Ansaugrohre 14, 14' auf, welche jeweils an einen der Zyklonfilter anschließen. Strömungstechnisch den Ansaugrohren 14, 14' nachgeordnet umfasst die Brennkraftmaschine 10 eine nicht näher dargestellte Ladevorrichtung. Je nach Ausgestaltung kann die Ladevorrichtung einen Verdichter oder zwei Verdichter aufweisen, die dann den Ansaugrohren 14, 14' nachgeschaltet sind. Die Verdichter sind vorzugsweise als Abgasturbolader ausgebildet.
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Die Gebläse 3, 3' des Frischluftsystems 1 sind prinzipiell voneinander unabhängig. Beide Gebläse 3, 3' sind gleich ausgebildet. Die Gebläse 3, 3' umfassen jeweils ein Förderrad, welches je nach Anforderungen unterschiedliche Ausgestaltungen haben kann. Zum Antrieb der Gebläse 3, 3' weist das Frischluftsystem 1 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Motoren 9, 9' auf, die unabhängig von der Brennkraftmaschine 10 betreibbar sind. Die Motoren 9, 9' sind vorzugsweise als Elektromotoren ausgebildet. Insbesondere zur Ansteuerung der Motoren 9, 9' weist das Frischluftsystem 1 eine Steuer- und Regeleinheit 8 auf, welche dazu vorgesehen ist, einen von den Gebläsen 3, 3' erzeugten Volumenstrom 4 an einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 anzupassen. Die Steuer- und Regeleinheit 8 ist dabei insbesondere dazu vorgesehen, eine Drehzahl der Motoren 9, 9' zu verändern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Förderräder der Gebläse 3, 3' direkt mit dem jeweils zugeordneten Motor 9, 9' verbunden. Grundsätzlich kann auch ein einzelner Motor für beide Gebläse 3, 3' vorgesehen werden.
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In dem Normalbetriebsmodus stellt die Steuer- und Regeleinheit 8 des Frischluftsystems 1 für die Gebläse 3, 3' eine Drehrichtung ein, bei der das Förderrad des jeweiligen Gebläses 3, 3' den Volumenstrom 4 von dem Frischlufteintritt 13 entlang der Strömungsrichtung 5 in Richtung der Brennkraftmaschine 10 erzeugt. Der durch die Gebläse 3, 3' erzeugte Volumenstrom 4 wird als Frischluft aus der Umgebung angesaugt, die mittels der Filtereinrichtung 2 gereinigt und anschließend teilweise als Brennluft der Brennkraftmaschine 10 zugeführt wird. Durch die Gebläse 3, 3' hindurchgeführt wird dabei lediglich der in den Feinfiltern 7, 7' abgeschiedene Grobstaubvolumenstrom 16. Der Brennluftvolumenstrom 17 wird aus dem von den Gebläsen 3, 3' und der Brennkraftmaschine 10 erzeugten Volumenstrom 4 in den Feinfiltern 7, 7' abgezweigt.
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Die Steuer- und Regeleinheit 8 ist in dem Normalbetriebsmodus dazu vorgesehen, den Volumenstrom 4 in Abhängigkeit von einem Brennluftbedarf der Brennkraftmaschine 10 zu verändern. Zusätzlich sind die Gebläse 3, 3' dazu vorgesehen, in einem Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung 2 einen Volumenstrom 4 zu erzeugen, der der für den Normalbetriebsmodus vorgesehen Strömungsrichtung 5 entgegengesetzt gerichtet ist. Eine Veränderung des Volumenstroms 4, insbesondere der Strömungsrichtung 5, erfolgt dabei insbesondere durch Ansteuerung der Motoren 9, 9', indem in dem Spülbetriebsmodus für die Motoren 9, 9' und damit für die Gebläse 3, 3' eine Drehrichtung eingestellt wird, die entgegengesetzt zu einer Drehrichtung der Motoren 9, 9' im Normalbetriebsmodus ist.
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Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Förderräder der Gebläse 3, 3' eine variable Geometrie aufweisen, die zur Einstellung des Volumenstroms 4 verändert werden kann. Die Steuer- und Regeleinheit 8 ist dazu vorgesehen, den Normalbetriebsmodus oder den Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung 2 durch Ansteuerung der Motoren 9, 9' zu schalten. Weisen die Gebläse 3, 3' eine veränderbare Geometrie auf, kann die Steuer- und Regeleinheit 8 alternativ oder zusätzlich die Gebläse 3, 3' auch direkt ansteuern.
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Der in dem Spülbetriebsmodus erzeugte Volumenstrom 4 durchsetzt die Feinfilter 7, 7' und den Grobfilter 6 der Filtereinrichtung 2 entgegen der für den Normalbetriebsmodus vorgesehenen Strömungsrichtung 5. In dem Spülbetriebsmodus sind die Feinfilter 7, 7' auf einer Druckseite der Gebläse 3, 3' angeordnet. Der Grobfilter 6 ist ebenfalls auf einer Druckseite der Gebläse 3, 3' angeordnet. Die Gebläse 3, 3' drücken dadurch Staubpartikel, welche sich in den Feinfiltern 7, 7' abgelagert haben, aus diesen heraus und stoßen diese über den Grobfilter 6 aus. Gleichzeitig werden Fremdkörper, die sich auf einer Außenseite des Grobfilters 6 abgelagert haben, durch den in dem Spülbetriebsmodus erzeugten Volumenstrom 4 abgetragen. Die Steuer- und Regeleinheit 8 ist dazu vorgesehen, den Normalbetriebsmodus und den Spülbetriebsmodus in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsparametern zu schalten.
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Der erste Betriebsparameter, den die Steuer- und Regeleinheit 8 auswerten kann, ist ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10. Der Spülbetriebsmodus wird lediglich bei stehender Brennkraftmaschine 10 aktiviert. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass die Steuer- und Regeleinheit 8 den Spülbetriebsmodus schaltet oder zumindest freigibt, wenn eine von der Brennkraftmaschine 10 angeforderte Brennluftmenge unter einem in der Steuer- und Regeleinheit 8 hinterlegten Grenzwert liegt. Beispielsweise könnte vorgesehen werden, den Spülbetriebsmodus zu schalten, wenn die Brennkraftmaschine 10 im Leerlauf betrieben wird.
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Der zweite Betriebsparameter, den die Steuer- und Regeleinheit 8 auswertet, ist ein Beladungszustand der Filtereinrichtung 2. Die Steuer- und Regeleinheit 8 bestimmt den Beladungszustand dabei insbesondere während des Normalbetriebsmodus. Dazu vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 8 eine von den Gebläsen 3, 3' aufgenommene Leistung mit einer der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Brennluftmenge. Sinkt die zugeführte Brennluftmenge unter einen Grenzwert, wird in der Steuer- und Regeleinheit 8 hinterlegt, dass der Beladungszustand der Filtereinrichtung 2 einen kritischen Grenzwert überschritten haben könnte. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Drucksensoren vorgesehen werden, die dazu vorgesehen sind, eine Druckdifferenz in den Feinfiltern 7, 7' und/oder dem Grobfilter 6 zu bestimmen. Übersteigt die Druckdifferenz einen festgelegten Wert, wird in der Steuer- und Regeleinheit 8 hinterlegt, dass der Beladungszustand der Filtereinrichtung 2 einen kritischen Grenzwert überschritten haben könnte.
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Der Spülbetriebsmodus kann insbesondere bei einem Motorstart, bei einem Motorstopp oder durch manuelle Anforderung aktiviert werden. Zur Aktivierung des Spülbetriebsmodus wird insbesondere der Beladungszustand der Filtereinrichtung 2 ausgewertet. Überschreitet der Beladungszustand einen in der Steuer- und Regeleinheit 8 hinterlegten Grenzwert, wird in der Steuer- und Regeleinheit 8 hinterlegt, dass der Spülbetriebsmodus aktiviert wird oder werden kann, sobald die Brennkraftmaschine 10 das nächste Mal abgeschaltet wird. Grundsätzlich können noch weitere Betriebsparameter vorgesehen werden, die zusätzlich oder alternativ ausgewertet werden, um den Spülbetriebsmodus zu aktivieren. Insbesondere zur manuellen Aktivierung kann eine nicht näher dargestellte Eingabeeinheit vorgesehen werden, welche für eine Bedienereingabe als Betriebsparameter vorgesehen ist. Die Eingabeeinheit umfasst dabei vorzugsweise zusätzlich eine Anzeigeeinheit, die dazu vorgesehen ist, einem Bediener zu signalisieren, ob empfohlen wird, den Spülbetriebsmodus zu aktivieren. Je nachdem, ob empfohlen wird, den Spülbetriebsmodus zu aktivieren, gibt dann der Bediener mittels der Bedieneinheit den Spülbetriebsmodus frei oder aktiviert den Spülbetriebsmodus. Grundsätzlich kann dabei vorgesehen werden, dass ein Bediener den Spülbetriebsmodus zwangsauslösen kann, beispielsweise um unabhängig von dem Beladungszustand die Filtereinrichtung 2 bei einer Wartung zu spülen.
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In dem Spülbetriebsmodus zur Reinigung der Filtereinrichtung 2 verändert die Steuer- und Regeleinheit 8 eine Intensität des Volumenstroms 4. Die Steuer- und Regeleinheit 8 steuert dabei die Motoren 9, 9' zum Antrieb der Gebläse 3, 3' mit einer sich verändernden Leistungsabgabe an. Der Volumenstrom 4 ändert sich dadurch während der Reinigung der Filtereinrichtung 2 mehrfach. Beispielsweise kann für eine definierte Zeitspanne die Intensität des Volumenstroms 4 wiederholt verstärkt und anschließend wieder abgeschwächt werden, um Druckwellen innerhalb der Filtereinrichtung 2 zu erzeugen.
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Das dargestellte Frischluftsystem 1 ist für ein Landfahrzeug vorgesehen, das grundsätzlich auch tauchfähig ist, wie beispielsweise ein Kettenfahrzeug. Für einen Tauchbetrieb weist das Frischluftsystem 1 eine an die Gebläse 3, 3' anschließende Grobstaubabscheidung 15 auf, die dazu vorgesehen ist, den durch die Gebläse 3, 3' hindurchgeführten Grobstaubvolumenstrom 16 in die Umgebung auszuleiten. Insbesondere die Grobstaubabscheidung weist dabei eine oder mehrere Tauchklappen 11 auf, welche dazu vorgesehen sind, die Grobstaubabscheidung 15 gegenüber der Umgebung zu verschließen. In dem Spülbetriebsmodus kann vorgesehen werden, zumindest einen Teil der Tauchklappen 11 der Grobstaubabscheidung 15 zu schließen. Zusätzlich können in der Grobstaubabscheidung 15 zusätzlich Klappen vorgesehen werden, die dazu vorgesehen sind, in dem Spülbetriebsmodus geöffnet zu werden. Alternativ können die Tauchklappen 11 auch geöffnet bleiben.
