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Die Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Luftführungseinrichtung für einen Kraftwagen ist der
DE 10 2010 024 770 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Luftführungseinrichtung weist wenigstens einen Luftkanal auf, über welchen Luft wenigstens einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens zuführbar ist. Bei der Luft handelt es sich um Rohluft, welche noch nicht mittels eines Luftfilters des Kraftwagens gefiltert wurde, sondern mittels des Luftkanals zu dem Luftfilter geführt wird.
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Die Luftführungseinrichtung umfasst darüber hinaus wenigstens ein Auffangelement, mittels welchem in der Luft aufgenommener, fester Niederschlag, insbesondere Schnee, auffangbar und von der Luft abscheidbar ist. Dadurch kann ein übermäßiger Eintrag von festem Niederschlag in den Luftfilter vermieden werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftführungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftführungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Luftführungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Auffangelement zwischen wenigstens einer Auffangstellung und einer Verstaustellung verstellbar, das heißt relativ zum Luftkanal bewegbar ist. In der Auffangstellung ist zumindest ein Teilbereich des Luftkanals in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne durch das Auffangelement überdeckt. In der Verstaustellung ist der Teilbereich freigegeben, so dass der Teilbereich in der Verstaustellung nicht mehr durch das Auffangelement überdeckt beziehungsweise abgedeckt ist und die Luft somit eine geringere Umlenkung und damit geringere Druckverluste erfährt, da die Luft im Vergleich zur Auffangstellung einen kürzeren Weg zum oder durch den Luftkanal und somit zum Brennraum zurücklegt. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass das sich in der Auffangstellung befindende und herkömmlicher Weise feste Auffangelement einen Luftwiderstand für die zum Brennraum der Verbrennungskraftmaschine strömende Luft darstellt. Dieser Luftwiderstand wird jedoch in Kauf genommen, um festen Niederschlag wie beispielsweise Schnee, welcher in der Luft aufgenommen ist, aufzufangen und von der Luft abzuscheiden. Dadurch kann ein Verstopfen eines in Strömungsrichtung der Luft stromab des Auffangelements angeordneten Luftfilters zum Filtern der Luft vermieden werden. Würde sich der Luftfilter nämlich mit Schnee beziehungsweise festem Niederschlag zusetzen, so würde dies zu einem Luftwiderstand führen, welcher wesentlich höher wäre als der durch das Auffangelement in der Auffangstellung bewirkte Luftwiderstand. Durch das sich in der Auffangstellung befindende Auffangelement kann somit eine Versorgung des Brennraums mit einer hinreichenden Luftmenge gewährleistet werden.
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Der durch das sich in der Auffangstellung befindende Auffangelement bewirkte Luftwiderstand jedoch führt zu einem Druckverlust der Luftströmung, da die Luft mittels des Auffangelements umgelenkt wird. Da das Auffangelement üblicherweise fest ist, kommt es zu dem Druckverlust sowohl dann, wenn es schneit, als auch dann, wenn es nicht schneit. Da nun jedoch das Auffangelement aus der Auffangstellung in die Verstaustellung bewegt, beispielsweise verschwenkt oder verschoben, werden kann, kann der durch das sich in der Auffangstellung befindende Auffangelement bewirkte Luftwiderstand und der daraus resultierende Druckverlust vermieden werden, wenn sich das Auffangelement in der Verstaustellung befindet. Mit anderen Worten ist eine bedarfsgerechte Verstellbarkeit des Auffangelements geschaffen, so dass das Auffangelement in die Auffangstellung bewegt werden kann, wenn dies erforderlich ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn es schneit und somit in der Luft kristalliner beziehungsweise fester Niederschlag aufgenommen ist.
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Die Erfindung basiert insbesondere auf der Idee, dass der Kraftwagen bei Schneefall mit einer nur geringen Fahrgeschwindigkeit fortbewegt wird. Diese geringe Fahrgeschwindigkeit ist wesentlich geringer als die mögliche Höchstgeschwindigkeit des Kraftwagens. Da der Kraftwagen bei Schneefall mit einer nur geringen Fahrgeschwindigkeit fortbewegt wird, muss von der Verbrennungskraftmaschine auch nicht ihre maximal mögliche Leistung bereitgestellt werden. In diesem Fall kann das Auffangelement in die Auffangstellung bewegt werden, ohne dass dies im Vergleich zur Verstaustellung zu einer Beeinträchtigung der von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellenden Motorleistung zum Fortbewegen des Kraftwagens mit der geringen Geschwindigkeit führen würde.
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Schneit es jedoch nicht, so kann der Kraftwagen mit einer im Vergleich zur zuvor genannten geringen Geschwindigkeit wesentlich höheren Geschwindigkeit sicher fortbewegt werden. Hierzu muss die Verbrennungskraftmaschine eine höhere Motorleistung bereitstellen als beim Fortbewegen des Kraftwagens mit der geringen Geschwindigkeit insbesondere auch beim Beschleunigen auf höheren Geschwindigkeiten. Da jedoch aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeit darauf rückgeschlossen werden kann, dass es nicht schneit, kann das Auffangelement in die Verstaustellung bewegt werden, so dass die Verbrennungskraftmaschine effizient mit der Luft versorgt werden und die hohe Motorleistung effizient bereitstellen kann. Da es nicht schneit, kommt es auch nicht zu einem Verstopfen des Luftfilters. Hierbei ist es insbesondere möglich, dass die Verbrennungskraftmaschine ihre maximale Motorleistung bereitstellt. Dabei kann eine effiziente Luftführung gewährleistet werden, da sich das Auffangelement in der Verstaustellung befindet. Somit kann der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine bei einem Bereitstellen hoher Motorleistungen gering gehalten werden.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Auffangelement in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens zwischen der Auffangstellung und der Verstaustellung bewegbar ist. Durch eine solche geschwindigkeitsabhängige Verstellung des Auffangelements kann bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und somit bei hohen Motorleistungen eine zumindest nahezu optimale Strömung der Luft und somit eine besonders hohe Leistungsumsetzung erzielt werden. Bei demgegenüber niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und geringer Motorleistung kann das Auffangelement in die Auffangstellung bewegt werden, um dadurch die Schneeabscheidung zu gewährleisten.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Motor, insbesondere ein Stellmotor beispielsweise ein Elektromotor oder ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener Motor, zum Verstellen des Auffangelements vorgesehen ist. Hierdurch ist eine aktive Verstellung des Auffangelements realisierbar, so dass das Auffangelement besonders bedarfsgerecht festgestellt werden kann.
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Alternativ dazu ist eine passive Verstellung des Auffangelements denkbar. Die Verstellung des Auffangelements insbesondere aus der Auffangstellung in die Verstaustellung erfolgt beispielsweise durch einen Staudruck, der durch die das Auffangelement an- und umströmende Luft bewirkt wird und auf das Auffangelement wirkt. Überschreitet die Fahrgeschwindigkeit beispielsweise einen vorgebbaren Schwellenwert, so wird eine Verstellung des Auffangelements aus der Auffangstellung in die Verstaustellung durch den durch die Luft bewirkten Staudruck bewirkt.
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Dabei ist beispielsweise wenigstens eine Feder vorgesehen, die bei einem Verstellen des Auffangelements aus der Auffangstellung in die Verstaustellung gespannt, insbesondere komprimiert wird. Fällt die Fahrgeschwindigkeit unter den vorgebbaren Schwellenwert, so kann sich die Feder entspannen und dadurch das Auffangelement aus der Verstaustellung in die Auffangstellung zurückbewegen. Durch entsprechende Wahl der Feder und ihrer Federstärke kann der vorgebbare Schwellenwert, das heißt die Geschwindigkeit, ab welcher der Staudruck die Verstellung des Auffangelements aus der Auffangstellung in die Verstaustellung bewirkt, eingestellt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Luftführungseinrichtung für einen Kraftwagen in Form eines Personenkraftwagens, mit einem Auffangelement zum Auffangen und Abscheiden von festem Niederschlag von Luft, wobei das Auffangelement zwischen wenigstens einer Auffangstellung und einer Verstaustellung verstellbar ist und wobei sich das Auffangelement in seiner Auffangstellung befindet; und
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2 eine schematische Längsschnittansicht durch die Luftführungseinrichtung, wobei sich das Auffangelement in seiner Verstaustellung befindet.
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1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Luftführungseinrichtung eines Kraftwagens in Form eines Personenkraftwagens. Der Personenkraftwagen umfasst eine in 1 nicht erkennbare Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher der Personenkraftwagen antreibbar ist. Zum Antreiben des Kraftwagens werden in einem gefeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, in den Brennraum eingebracht. Hierzu umfasst die Luftführungseinrichtung 10 wenigstens einen Luftkanal 12, über welchen dem wenigstens einen Brennraum die Luft zuführbar ist. Aus 1 ist erkennbar, dass der Luftkanal 12 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin zumindest in einem Teilbereich durch ein Luftführungselement 14 der Luftführungseinrichtung 10 begrenzt ist. Das Luftführungselement 14 ist beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet. Darüber hinaus wird der Luftkanal 12 zumindest in einem Teilbereich durch ein weiteres Luftführungselement 16 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin begrenzt. An das Luftführungselement 16 ist ein weiteres Luftführungselement 18 angeschlossen, welches den Luftkanal 12 fortführt. Mittels des Luftkanals 12 wird die Luft als Rohluft zu einem in 1 nicht erkennbaren Luftfilter geführt. Die den Luftkanal 12 durchströmende Luft kann auch den Luftfilter durchströmen und wird dadurch mittels des Luftfilters gefiltert. Bezogen auf die Strömungsrichtung der Luft durch den Luftkanal 12 wird die Luft stromauf des Luftfilters als „Rohluft” bezeichnet, da die Luft noch nicht mittels des Luftfilters gefiltert ist. Stromab des Luftfilters wird die Luft als „Reinluft” bezeichnet, da die Luft stromab des Luftfilters bereits gefiltert ist.
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In 1 ist ausschnittsweise ein Kühlmodul 20 zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine gezeigt. Ferner ist aus 1 ausschnittsweise ein Kühlergrill 22 zu erkennen, welcher in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Kühlmodul 20 angeordnet ist. Der Kühlergrill 22 ist von Luft durchströmbar, so dass die Luft bei einer Vorwärtsfahrt des Personenkraftwagens zum Kühlmodul 20 strömen und in den Luftkanal 12 einströmen kann. Darüber hinaus ist aus 1 eine Fronthaube 24 des Personenkraftwagens erkennbar. In 1 ist durch Richtungspfeile 26 der Strömungsweg der Luft vom Kühlergrill 22 zum Luftkanal 12 und durch diesen veranschaulicht. Wie aus 1 erkennbar ist, weist die Luftführungseinrichtung 10 wenigstens ein Auffangelement 28 auf, mittels welchem in der Luft aufgenommener, fester Niederschlag wie beispielsweise Schnee auffangbar und von der Luft abscheidbar ist. Dabei veranschaulichen Richtungspfeile 30 den Strömungsweg des Schnees, welcher in der Luft aufgenommen und von der Luft durch den Kühlergrill 22 in Richtung des Auffangelements 28 transportiert wird. Das Auffangelement 28 wird üblicherweise auch als „Schneehand” bezeichnet, da mittels des Auffangelements 28 fester beziehungsweise kristalliner Niederschlag aus der Luft aufgefangen und von dieser abgeschieden werden kann.
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In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Auffangelement 28 zwischen einer in 1 mit durchgezogenen Linien und in 2 mit gestrichelten Linien veranschaulichten Auffangstellung A und einer in 1 mit gestrichelten Linien und in 2 mit durchgezogenen Linien veranschaulichten Verstaustellungen V verstellbar ist. Vorliegend ist das Auffangelement 28 um eine zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse zwischen der Auffangstellung A und der Verstaustellung V verschwenkbar. In der Auffangstellung A ist somit zumindest ein Teilbereich B des Luftkanals 12 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne durch das Auffangelement 28 überdeckt. In der Verstaustellung V jedoch ist der Teilbereich B in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin nicht mehr durch das Auffangelement 28 überdeckt, sondern freigegeben.
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In der Verstaustellung V ist – wie aus 2 erkennbar ist – die in der Auffangstellung A durch das Auffangelement 28 bewirkte und anhand von 1 veranschaulichte Umlenkung der Luft aufgehoben oder im Vergleich zur Auffangstellung A zumindest reduziert, so dass die Luft im Vergleich zur Auffangstellung A auf kürzerem Wege zum Brennraum strömen und somit dem Brennraum besonders effizient und ohne übermäßigen Druckverlust zugeführt werden kann. Hierdurch lässt sich ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren.
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Die Verstellung des Auffangelements 28 zwischen der Verstaustellung V und der Auffangstellung A erfolgt vorzugsweise bedarfsgerecht in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Personenkraftwagens. Bei geringen Fahrgeschwindigkeiten beispielsweise wird das Auffangelement 28 in die Auffangstellung A verstellt, da beispielsweise bei geringen Fahrgeschwindigkeiten darauf rückgeschlossen werden kann, dass es schneit. Bei demgegenüber höheren Fahrgeschwindigkeiten jedoch wird das Auffangelement 28 in die Verstaustellung V bewegt, da aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeiten darauf rückgeschlossen werden kann, dass es nicht schneit. Somit kann davon ausgegangen werden, dass bei hohen Fahrgeschwindigkeiten keine Schneeabscheidung erforderlich ist, so dass das Auffangelement 28 in die Verstaustellung V bewegt werden kann.
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Die Verstellung des Auffangelements 28 kann alternativ oder zusätzlich anhand eines Niederschlagsensors, insbesondere eines Regensensors, erfolgen. Wird beispielsweise mittels des Niederschlagsensors erfasst, dass Niederschlag auf eine Windschutzscheibe des Personenkraftwagens fällt, so kann insbesondere in Kombination mit der geringen Fahrgeschwindigkeit darauf rückgeschlossen werden, dass es schneit und dass in der Folge eine Schneeabscheidung erforderlich ist. Dann wird das Auffangelement 28 in die Auffangstellung A verstellt. Wird jedoch kein Niederschlag mittels des Niederschlagsensors erfasst und wird der Personenkraftwagen mit hohen Fahrgeschwindigkeiten fortbewegt, so kann darauf rückgeschlossen werden, dass eine Schneeabscheidung nicht erforderlich ist. Somit kann das Auffangelement 28 in die Verstaustellung V bewegt werden.
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Dadurch, dass in der Verstaustellung V eine durch das Auffangelement 28 bewirkte Umlenkung der Luft vermieden oder gegenüber der Auffangstellung A zumindest reduziert wird, kann beispielsweise bei Höchstgeschwindigkeit des Personenkraftwagens eine zumindest im Wesentliche optimale Strömung der Luft realisiert werden. Somit kann die Verbrennungskraftmaschine besonders effizient und kraftstoffverbrauchsarm betrieben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010024770 A1 [0002]
