DE102015204737A1

DE102015204737A1 - Luftspaltisolationsdurchlüftung mit Saugstrahlpumpe

Info

Publication number: DE102015204737A1
Application number: DE102015204737.7A
Authority: DE
Inventors: Alfonso Caldiero; Ulrich Hess; Juergen Sauer; Carsten Spengler; Ivo Daniel Weese
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: DE102015204737B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftspaltisolationsdurchlüftung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasanlage (2); einer Einhausung (6), welche zumindest einen Abschnitt der Abgasanlage (2) ummantelt, so dass zwischen der Einhausung (6) und der Abgasanlage (2) ein Luftspalt ausgebildet wird, wobei die Einhausung (6) einen Luftauslass (10) aufweist; einem Gebläse (14) zur Erzeugung einer Luftströmung (15), und einer Luftleitung (16) zum Transport der Luftströmung (15), wobei ein Ende der Luftleitung (16) innerhalb der Einhausung (6) so angeordnet ist, dass eine imaginäre Verlängerung der Luftleitung durch den Luftauslass (10) führt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Luftspaltisolationsdurchlüftung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspaltisolationsdurchlüftung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasanlage, um die zumindest abschnittsweise eine Luftspaltisolation ausgebildet wird, welche mittels einer dafür erzeugten Luftströmung durchlüftet wird.
Aus der DE 103 31 937 A1 ist eine Luftspaltisolationsdurchlüftung einer Abgasanlage bekannt. An einem motorseitigen Ende ist die Abgasanlage von einer Einhausung umhüllt, so dass zwischen Abgasanlage und Einhausung ein Luftspalt ausgebildet wird. Die Einhausung ist zu einer Öffnung im Fahrzeugboden hin offen. in Fahrtrichtung gesehen an einem vorderen Ende dieser Öffnung ist eine spoilerartige Luftführung vorgesehen, die den Fahrtwind komprimiert und beschleunigt und somit auf die dahinter liegende Öffnung eine Saugwirkung ausübt. Diese Saugwirkung zieht Luft durch den Luftspalt der Einhausung und fördert somit die Kühlung des besonders heißen Abschnitts der Abgasanlage, was angrenzende Bauteile schont und zu verbessertem Abgasverhalten führt.
Zur Ausbildung des Saugeffekts ist bei diesem Stand der Technik jedoch eine gewisse Fahrtgeschwindigkeit erforderlich. Außerdem sind unter aerodynamischen Gesichtspunkten Unebenheiten, wie sie durch die spoilerartige Luftführung ausgebildet werden, so gering wie möglich zu halten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu beseitigen. Diese Aufgabe wird mit einer Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Luftspaltisolationsdurchlüftung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einer Abgasanlage, einer Einhausung, welche zumindest einen Abschnitt der Abgasanlage ummantelt, so dass zwischen der Einhausung und der Abgasanlage ein Luftspalt ausgebildet wird, wobei die Einhausung einen Luftauslass aufweist; einem Gebläse zur Erzeugung einer Luftströmung; einer Luftleitung zum Transport der Luftströmung, wobei ein Ende der Luftleitung innerhalb der Einhausung so angeordnet ist, dass eine imaginäre Verlängerung der Luftleitung durch den Luftauslass führt. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass die Aerodynamik des Fahrzeugs beeinflussende Elemente minimiert wurden. Außerdem ist die Durchlüftung der Luftspaltisolation gemäß diesem Ausführungsbeispiel unabhängig von Fahrtwind, d. h. sie funktioniert neben der schnelleren Vorwärtsfahrt auch bei Rückwärtsfahrt, im Stand oder bei niedriger Geschwindigkeit. So wird die Luftspaltisolation beispielsweise auch bei langsamer Fahrt an einer Steigung gut durchlüftet und die Abgasanlage gekühlt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftauslass an einem Ende der Einhausung angeordnet und es ist am anderen Ende der Einhausung ein Lufteinlass vorgesehen. Somit wird die Luft im Luftspalt entlang der gesamten Einhausung entlang des eingehausten Abschnitts der Abgasanlage geführt. Insbesondere ist der Lufteinlass am verbrennungsmotorseitigen Ende der Abgasanlage angeordnet, so dass dort, wo die Abgasanlage am heißesten ist, die kühle Umgebungsluft eingesaugt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Luftauslass in Form einer Düse ausgebildet, deren Öffnungsquerschnitt sich nach außen hin verjüngt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung durchdringt die Luftleitung die Einhausung gegenüberliegend zu dem Luftauslass.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der eingehauste Abschnitt der Abgasanlage zumindest einen Abgaskrümmer.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der eingehauste Abschnitt der Abgasanlage zumindest einen Abgaskrümmer und einen Turbolader.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der eingehauste Abschnitt der Abgasanlage zumindest einen Abgaskrümmer, einen Katalysator und einen Turbolader.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der eingehauste Abschnitt der Abgasanlage zumindest einen Abgaskrümmer, einen Katalysator, einen Turbolader und einen Partikelfilter.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Einhausung eine Öffnung zum Einbringen eines Abgassensors, insbesondere einer Lambdasonde.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gebläse ein Lüfter eines Stromgenerators.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gebläse mechanisch von einem Verbrennungsmotor antreibbar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Luftspaltisolationsdurchlüftung so ausgebildet, dass der Luftauslass eine Fangdüse ausbildet, das in der Einhausung angeordnete Ende der Luftleitung eine Treibdüse ausbildet, sodass die Fangdüse zusammen mit der Treibdüse eine Saugstrahlpumpe ausbildet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Luftleitung ein Schlauch, ein Kunststoffrohr oder ein Metallrohr.
Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der genannten Ausführungsbeispiele bereit.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In dieser Zeichnung ist Folgendes dargestellt:
1 ist eine schematische Darstellung der Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist schematisch ein Verbrennungsmotor 1 dargestellt, dessen Abgase über eine an den Verbrennungsmotor 1 direkt angeschlossene Abgasanlage 2 abführbar sind. Die Abgasanlage 2 umfasst einen Turbolader 3, insbesondere dessen Abgasturbine, einen Krümmer 4, einen Katalysator 5 und ein anschließendes Rohr, welches die Abgase in die Umgebung ausstößt. Der anfängliche Abschnitt, d. h. der an den Verbrennungsmotor 1 anschließende Abschnitt der Abgasanlage 2, mit den soeben genannten Komponenten, ist im Betrieb besonders heiß. Um im vollgebauten Motorraum die zur Abgasanlage benachbarten Elemente, wie beispielsweise den Verbrennungsmotor 1 oder sonstige im Motorraum verbauten Bauteile von der Abgasanlage 2 abzuschirmen, ist eine Einhausung 6 vorgesehen.
Die Einhausung 6 ist beispielsweise ein Stahlblech. Die Einhausung 6 folgt im Wesentlichen der Kontur des eingehausten Abschnitts der Abgasanlage 2. Der eingehauste Abschnitt umfasst dabei beispielsweise den Turbolader 3, den Krümmer 4 und den Katalysator 5. Eine Längsrichtung der Abgasanlage 2 entspricht im Wesentlichen einer Strömungsrichtung der Abgase. In einem Querschnitt zu dieser Längsrichtung umgibt die Einhausung 6 ringförmig, d. h. vollumfänglich, die Abgasrohre und Komponenten der Abgasanlage 2, so dass sich ein im Querschnitt ringförmiger Luftspalt zwischen der Abgasanlage 2 und der Einhausung 6 ergibt. Dabei ist der Luftspalt so dimensioniert, dass die Distanz zwischen Abgasanlage 2 und Einhausung 6 vorzugsweise nicht größer als 5 cm ist. Noch mehr bevorzugt ist diese Distanz nicht größer als 3 cm. Noch mehr bevorzugt nicht größer als 1 cm. Die Einhausung 6 hat definierte Öffnungen und ist abgesehen von diesen definierten Öffnungen geschlossen. Diese definierten Öffnungen umfassen einen Lufteinlass 7, zumindest eine Montageöffnung 8 für einen Stellantrieb oder einen Abgassensor 9, insbesondere eine Lambdasonde, einen Luftauslass 10 und einen oder mehrere weitere Lufteinlässe 11. Der Lufteinlass 7 ist vorzugsweise am Ende der Abgasanlage 2 ausgebildet, welches am Verbrennungsmotor 1 angeschlossen ist und der Luftauslass 10 am gegenüberliegenden Ende der Einhausung 6. Im Betrieb kann Kühlluft über den Lufteinlass 7, die Montageöffnung 8 und weitere Lufteinlässe 11 in die Einhausung 6 eingesaugt werden, wie durch Pfeile 12 angedeutet. Diese eingesaugte Luft strömt im Luftspalt über die heiße Abgasanlage hinweg, wie durch den Pfeil 13 angedeutet und wird am Luftauslass 10 aus der Einhausung 6 gesaugt, wie durch Pfeile angedeutet. Der Luftauslass 10 kann am Fahrzeugunterboden so angebracht sein, dass der Luftauslass 10 über den Fahrzeugunterboden nach unten hervorsteht. Jedoch kann der Luftauslass 10 an jeder anderen gewünschten Stelle angeordnet werden. Beispielsweise ist in der Praxis auch sinnvoll, den Luftauslass 10 oberhalb der unteren Begrenzung des Fahrzeugunterbodens anzubringen, beispielsweise neben dem Abgasrohr stromabwärts der Einhausung 6 in einer Ausnehmung im Fahrzeugboden, in der das Abgasrohr zum Fahrzeugheck verläuft.
Um bei jedem Fahrzustand eine gute Durchlüftung des Luftspalts sicherzustellen ist am Luftauslass 10 eine Saugstrahlpumpe 17 ausgebildet. Dazu wird mittels eines elektrisch oder mechanisch angetriebenen Gebläses 14 eine Luftströmung 15 erzeugt. In 1 ist das Gebläse 14 ein Lüfter eines vom Verbrennungsmotor 1 angetriebenen Stromgenerators. Jedoch kann das Gebläse 14 auch ein separates, mechanisch oder elektrisch angetriebenes Gebläse 14 sein. Das Gebläse 14 erzeugt die Luftströmung 15, die mittels einer Luftleitung 16, beispielsweise einem Schlauch, einem Kunststoff- oder einem Metallrohr, in die Einhausung 6 transportiert wird. Genauer durchdringt das Ende der Luftleitung 16 die Einhausung 6 an einer Position gegenüberliegend zum Luftauslass 10 und endet im Bereich des Luftauslasses 10. Eine imaginäre Verlängerung der Luftleitung 16 führt somit durch den Luftauslass 10 und passt durch ihn hindurch. Im Bereich stromabwärts (bzgl. der Luftströmung im Luftspalt der Einhausung 6) der Position, wo der Luftauslasses 10 beginnt (d. h. die dem Lufteinlass 7 nähere Kante des Lufteinlasses 10), ist die Einhausung abgesehen vom Luftauslass 10 und dem Eintritt der Luftleitung 16 geschlossen. Der Luftauslass 10 selbst hat die Form einer Düse, wobei sich der Öffnungsquerschnitt nach außen hin verjüngt. Durch diese Anordnung bildet das Ende der Luftleitung 16 eine Treibdüse aus, der Luftauslass 10 bildet eine Fangdüse aus und die Fang- und Treibdüse zusammen bilden die Saugstrahlpumpe 17 aus. Dabei zieht die aus der Luftleitung 16 ausgestoßene Luftströmung 15 auf dem geradlinigen Weg zum und aus dem Luftauslass 10 heraus Luft in der Einhausung, die sich im Bereich um die Treibdüse befindet, aus der Einhausung 6 heraus, wie durch die Pfeile am Luftauslass 10 angedeutet. Wie bereits erwähnt ist die Platzierung des Luftauslasses 10 durch den extra für die Saugstrahlpumpe 17 erzeugten Luftstrom 15 flexibel.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10331937 A1 [0002]

Claims

Luftspaltisolationsdurchlüftung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasanlage (2); einer Einhausung (6), welche zumindest einen Abschnitt der Abgasanlage (2) ummantelt, so dass zwischen der Einhausung (6) und der Abgasanlage (2) ein Luftspalt ausgebildet wird, wobei die Einhausung (6) einen Luftauslass (10) aufweist; einem Gebläse (14) zur Erzeugung einer Luftströmung (15), und einer Luftleitung (16) zum Transport der Luftströmung (15), wobei ein Ende der Luftleitung (16) innerhalb der Einhausung (6) so angeordnet ist, dass eine imaginäre Verlängerung der Luftleitung durch den Luftauslass (10) führt.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß Anspruch 1, wobei der Luftauslass (10) an einem Ende der Einhausung (6) angeordnet ist und am anderen Ende der Einhausung (6) ein Lufteinlass (7) vorgesehen ist.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Luftauslass (10) in Form einer Düse ausgebildet ist, deren Öffnungsquerschnitt sich nach außen hin verjüngt.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luftleitung (16) die Einhausung (6) gegenüberliegend zu dem Luftauslass (10) durchdringt.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eingehauste Abschnitt der Abgasanlage (2) zumindest einen Abgaskrümmer (4) umfasst.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einhausung (6) eine Öffnung (8) zum Einbringen eines Abgassensors (9) aufweist.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gebläse (14) ein Lüfter eines Stromgenerators ist.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gebläse (14) mechanisch von einem Verbrennungsmotor (1) antreibbar ist.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Luftauslass (10) eine Fangdüse ausbildet, das in der Einhausung (6) angeordnete Ende der Luftleitung (16) eine Treibdüse ausbildet, sodass die Fangdüse zusammen mit der Treibdüse eine Saugstrahlpumpe (17) ausbildet.
Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luftleitung (16) ein Schlauch, ein Kunststoffrohr oder ein Metallrohr ist.
Kraftfahrzeug mit einer Luftspaltisolationsdurchlüftung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.