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Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Luftleiteinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens, ist beispielsweise bereits der
WO 95/17589 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Luftleiteinrichtung weist dabei wenigstens ein Luftleitelement auf, welches in einem Einlasskanal eines Zylinderkopfes der Verbrennungskraftmaschine anordenbar ist. Mittels des Luftleitelements ist der Einlasskanal zumindest in einem Längenbereich in zwei Teilkanäle unterteilbar beziehungsweise unterteilt. Eine solche Luftleiteinrichtung ist auch der
EP 1 525 935 A1 als bekannt zu entnehmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftleiteinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Luftleiteinrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden kann, wobei der Einlasskanal besonders vorteilhaft in zwei Teilkanäle unterteilt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Luftleiteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Luftleiteinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Luftleiteinrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden kann, wobei mittels des Luftleitelements der Einlasskanal besonders vorteilhaft in die Teilkanäle unterteilt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass an gegenüberliegenden Seiten des Luftleitelements jeweilige Dichtungselemente angeordnet sind, mittels welchen das Luftleitelement gegen den Zylinderkopf abzudichten ist. Vorzugsweise ist das jeweilige Dichtungselement aus einem elastischen Werkstoff gebildet und somit als elastisches Element ausgebildet, wobei der elastische Werkstoff beispielsweise ein Elastomer sein kann.
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Durch den Einsatz der Dichtungselemente kann der Einlasskanal besonders gut in die Teilkanäle unterteilt werden, ohne dass es zu einem übermäßigen Überströmen von Luft von einem der Teilkanäle in den anderen Teilkanal zwischen dem Luftleitelement und dem Zylinderkopf hindurch kommen kann. Ferner ist es möglich, die beispielsweise elastischen beziehungsweise elastisch verformbaren Dichtungselemente als Toleranzausgleichselemente zu nutzen, um beispielsweise fertigungsbedingte Toleranzen des Luftleitelements auszugleichen und eine besonders vorteilhafte Abdichtung des Luftleitelements gegen den Zylinderkopf zu realisieren. Dadurch kann das Luftleitelement in kurzer Prozesszeit hergestellt werden, wobei sich gegebenenfalls ergebende Toleranzen mittels der Dichtungselemente kompensiert werden können. Dadurch kann das Luftleitelement auch bei etwaig auftretenden großen Toleranzen des Luftleitelements hinreichend gegen den Zylinderkopf abgedichtet werden. Ferner kann durch den Einsatz der Dichtungselemente eine Funktionstrennung realisiert werden, in deren Rahmen eine Funktion zur Positionierung des Luftleitelements, insbesondere relativ zu dem Zylinderkopf, von einer Funktion zur Abdichtung des Luftleitelements gegen den Zylinderkopf getrennt werden kann. Ferner kann eine Funktion zur Fixierung des Luftleitelements von einer Funktion zur seitlichen Dichtung getrennt werden, sodass beispielsweise für die Dichtung und Aufnahme Toleranzen optimiert und dadurch besonders kleine Abstände im System erzielt werden können.
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Durch die Abdichtung des Luftleitelements gegen den Zylinderkopf kann ein übermäßiger Luftübertritt von einem der Teilkanäle in den anderen Teilkanal zwischen dem Zylinderkopf und dem Luftleitelement hindurch minimiert werden, sodass beispielsweise der zumindest einen der Teilkanäle durchströmenden Luft eine besonders vorteilhafte Strömung, insbesondere eine Tumbleströmung, aufgeprägt werden kann. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Tumblefunktion dargestellt werden. Zur Realisierung dieser Abdichtung ist das Luftleitelement seitlich mit den Dichtungselementen versehen, wobei die Dichtungselemente an dem Luftleitelement angeordnet beziehungsweise gehalten sind. Insbesondere durch die Trennung von Positionierung und Abdichtung kann ein Längstoleranzausgleich geschaffen werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte Abdichtung und eine einfache und kostengünstige Herstellung der Luftleiteinrichtung realisieren lassen.
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Das Luftleitelement mit den Dichtungselementen bildet somit ein Luftleitelement mit seitlicher Abdichtung mit beispielsweise wenigstens zwei oder mehr Aufnahmen, wobei das Luftleitelement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Blech, oder aber aus einem Kunststoff gebildet sein kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer Luftleiteinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für eine Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Luftleitelement, und mit an gegenüberliegenden Seiten des Luftleitelements angeordneten Dichtungselementen, mittels welchen das Luftleitelement gegen einen Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine abzudichten ist;
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2 eine schematische Perspektivansicht der Luftleiteinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 eine schematische Perspektivansicht der Luftleiteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4 eine schematische Perspektivansicht der Luftleiteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
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5 eine schematische Perspektivansicht der Luftleiteinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Luftleiteinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Kraftfahrzeug ist mittels der beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungsmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise wenigstens einen Brennraum auf, welcher als Zylinder ausgebildet sein kann. Dem Brennraum ist dabei wenigstens ein Einlasskanal 12 zugeordnet, welcher durch einen Zylinderkopf 14 der Verbrennungskraftmaschine gebildet ist. Der Einlasskanal 12 ist zumindest von Luft durchströmbar, sodass die den Einlasskanal 12 durchströmende Luft mittels des Einlasskanals 12 in den Brennraum geleitet wird. Insbesondere ist der Einlasskanal 12 von einem Gemisch durchströmbar, welches die Luft sowie gegebenenfalls rückgeführtes Abgas umfasst.
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Die Luftleiteinrichtung 10 umfasst wenigstens ein Luftleitelement 16, welches in fertig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine in dem Einlasskanal 12 angeordnet ist. Dabei ist der Einlasskanal 12 zumindest in einem Längenbereich mittels des Luftleitelements 16 in einen ersten Teilkanal 18 und in einen zweiten Teilkanal 20 unterteilt. In Fahrzeughochrichtung ist der Teilkanal 18 über dem Luftleitelement 16 und somit über dem Teilkanal 20 angeordnet. Zumindest einer der Teilkanäle 18 und 20 wird beispielsweise genutzt, um der diesen einen Teilkanal 18 beziehungsweise 20 durchströmenden Luft eine tumbleförmige Strömung aufzuprägen, sodass die Luft tumbleförmig in den Brennraum einströmt. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung beziehungsweise Ladungsbewegung bewirkt werden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Zylinderkopf 14 eine Trennwand 22 aufweist, mittels welcher der Einlasskanal 12 beispielsweise in zwei weitere Teilkanäle unterteilt ist. Hierbei weist das Luftleitelement 16 – wie besonders gut aus 2 erkennbar ist – eine Aufnahme 24 auf, in welcher die Trennwand 22 in fertig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine zumindest teilweise aufgenommen ist.
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Um nun die Luftleiteinrichtung 10 besonders kostengünstig herstellen sowie die Teilkanäle 18 und 20 besonders gut mittels der Luftleiteinrichtung 10 voneinander trennen zu können, sind an gegenüberliegenden Seiten 26 und 28 des Luftleitelements 16 jeweilige Dichtungselemente 30 und 32 angeordnet, mittels welchen das Luftleitelement 16 gegen den Zylinderkopf 14, insbesondere gegen jeweilige, den Einlasskanal 12 zumindest teilweise begrenzende Wandungsbereiche des Zylinderkopfs 14, abdichtbar beziehungsweise abgedichtet ist. Vorzugsweise sind die Dichtungselemente 30 und 32 aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus einem Elastomer, gebildet, sodass sich eine besonders vorteilhafte Dichtwirkung realisieren lässt. Die Dichtungselemente 30 und 32 sind dabei an dem Luftleitelement 16 angeordnet und mit dem Luftleitelement 16 verbunden, sodass das Luftleitelement 16 und die daran angeordneten Dichtungselementen 30 und 32 beispielsweise ein Modul bilden, welches auf besonders einfache Weise gehandhabt und montiert werden kann.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Zylinderkopf 14 mit den Dichtungselementen 30 und 32 korrespondierende Aufnahmen 34 und 36 aufweist, in denen die Dichtungselemente 30 und 32 aufgenommen sind. Dadurch kann beispielsweise das Luftleitelement 16 über die Dichtungselemente 30 und 32 besonders gut relativ zu dem Zylinderkopf 14 ausgerichtet werden.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Luftleitelement 16 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Blech, oder aber aus einem Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise ist das Luftleitelement 16 aus einem ersten Werkstoff und das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 aus einem von dem ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildet, sodass sich eine besonders vorteilhafte Abdichtung realisieren lässt. Beispielsweise ist das Luftleitelement 16 aus einem Stahl, insbesondere einem beschichteten Stahl, gebildet. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem hitzestabilisierten faserverstärkten Kunststoff, gebildet ist. Bei diesem faserverstärkten Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polyamid handeln, in welches als Verstärkungsfasern Glasfasern eingebettet sind. Insbesondere kann es sich bei dem faserverstärkten Kunststoff um PA6.6GF30 handeln.
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3 zeigt die Luftleiteinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Insbesondere unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Ausgestaltung der Dichtungselemente 30 und 32 und hinsichtlich der Ausgestaltung der Aufnahme 24.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Luftleiteinrichtung 10. Bei der dritten Ausführungsform überragt das Luftleitelement 16 die Dichtungselemente 30 und 32 sowohl auf einer ersten Seite als auch auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite. Ferner weist das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 beispielsweise wenigstens eine Aufnahme 38 auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 zwei Aufnahmen aufweist, von denen in 4 die mit 38 bezeichnete Aufnahme erkennbar ist. Somit kann das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 mindestens zwei oder mehr Aufnahmen aufweisen.
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Mittels der Dichtungselemente 30 und 32 können beispielsweise fertigungsbedingte Toleranzen des Luftleitelements 16 kompensiert werden, sodass das Luftleitelement 16 kostengünstig hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig eine besonders gute Abdichtung des Luftleitelements 16 gegen den Zylinderkopf 14 mittels der Dichtungselemente 30 und 32 sichergestellt werden kann. Durch den Einsatz der Dichtungselemente 30 und 32 kann eine Funktion zur Positionierung des Luftleitelements 16 von einer Funktion zur Abdichtung dieses getrennt werden, sodass für die Dichtung und die Aufnahme die Toleranzen optimiert werden können.
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Schließlich zeigt 5 eine vierte Ausführungsform der Luftleiteinrichtung 10. Dabei ist das Luftleitelement 16 in einem vorderen Längenbereich 40 gegenüber einem sich daran anschließenden hinteren Längenbereich 42, in welchem das jeweilige Dichtungselement 30 beziehungsweise 32 angeordnet ist, zurückversetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftleiteinrichtung
- 12
- Einlasskanal
- 14
- Zylinderkopf
- 16
- Luftleitelement
- 18
- erster Teilkanal
- 20
- zweiter Teilkanal
- 22
- Trennwand
- 24
- Aufnahme
- 26
- Seite
- 28
- Seite
- 30
- Dichtungselement
- 32
- Dichtungselement
- 34
- Aufnahme
- 36
- Aufnahme
- 38
- Aufnahme
- 40
- Längenbereich
- 42
- Längenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 95/17589 A1 [0002]
- EP 1525935 A1 [0002]
