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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere einer Vorrichtung zum Filtern von Luft, die von außen in einen Motor strömt.
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Beschreibung des in Beziehung stehenden Stands der Technik
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Fahrzeuge sind mit einem Ansaugsystem zum Zuführen von Luft von außen zu einem Motor ausgestattet. Das Ansaugsystem kann Fremdstoffe von Ansaugluft, welche die Fremdstoffe enthält, entfernen.
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Jedoch können vielfältige Fremdstoffe in der Ansaugluft enthalten sein und es kann aus verschiedenen Gründen insbesondere eine Grenze geben, zu deren Ausmaß flüssige Fremdstoffe, die in Ansaugluft enthalten sind, unter Verwendung eines durchlässigen Ansaugluftfilters entfernt werden können.
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Zum Beispiel ist es an Orten, wo das Klima durch große Mengen an Regen oder Schnee gekennzeichnet ist, sehr wahrscheinlich, dass flüssige feine Fremdstoffe aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre in der Ansaugluft enthalten sind. Insbesondere wenn Natriumchlorid oder Kalziumchlorid verwendet wird, um in einem Gebiet mit starkem Schneefall Schnee zu entfernen, ist das Chlorid in dem Wasser aus dem Schnee gelöst und das das Chlorid enthaltene Wasser kann aus verschiedenen Gründen in den Ansaugluftpfad strömen.
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Wenn die flüssigen Fremdstoffe, welche die verschiedenen Stoffe enthalten, sich einem Motor nähern und nur Wasser durch einen Anstieg der Temperatur entfernt wird, können die Stoffe, die in einem flüssigen Zustand vorliegen, in einen festen Zustand extrahiert werden. Die extrahierten Fremdstoffe können sich in der Ansaugluftpfad ansammeln und den Strom der Ansaugluft stören oder einen Schaden oder ein Versagen eines Motors oder anderer Teile verursachen, wenn sie dort hineinströmen, sodass es wichtig ist, die Fremdstoffe vollständig von der Ansaugluft zu entfernen.
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Die obige als Stand der Technik der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Beschreibung dient nur als Unterstützung für ein Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollte nicht durch den Fachmann als zu dem Stand der Technik gehörig ausgelegt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei die Vorrichtung imstande ist, Fremdstoffe effektiv von Ansaugluft zu entfernen.
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Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, schließt eine Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein: einen Turbolader, der in einem Ansaugkanal angeordnet ist, um zu einem Motor strömende Ansaugluft zu verdichten, und einen Wirbelgenerator, der in einer Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Ansaugkanal auf einer stromaufwärtigen Seite des Turboladers angeordnet ist und einen Wirbel in dem Strom der Ansaugluft erzeugt, um über Zentrifugalkraft Fremdstoffe von der Ansaugluft zu trennen, die in den Turbolader strömt.
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Ein hinteres Ende des Wirbelgenerators, welches dem Turbolader auf einer stromabwärtigen Seite zugewandt ist, kann mit dem Turbolader gekoppelt sein, um kurz vor dem Einströmen der Ansaugluft in den Turbolader Fremdstoffe von der Ansaugluft zu entfernen.
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Wirbelschaufeln zum Erzeugen eines Wirbels in der Ansaugluft können bei einem vorderen Ende angeordnet sein, das der stromaufwärtigen Seite des Wirbelgenerators zugewandt ist, sodass Ansaugluft, welche an den Wirbelschaufeln vorbeigelangt, einen Wirbel mit einer Rotationsachse in der Strömungsrichtung der Ansaugluft erzeugt.
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Ein spiralförmiger Vorsprung, der sich zu der stromabwärtigen Seite erstreckt, kann an einer Innenseite des Wirbelgenerators ausgebildet sein, um die Intensität des Wirbels zu erhöhen, während die Ansaugluft, die an den Wirbelschaufeln vorbeigelangt, entlang des spiralförmigen Vorsprungs strömt.
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Die Rotationsrichtung des durch die Wirbelschaufeln erzeugten Wirbels und die Spiralrichtung des spiralförmigen Vorsprungs können mit der gleichen Rotationsrichtung wie der Verdichter zum Komprimieren der Ansaugluft eingerichtet sein.
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Der Wirbelgenerator kann einen Auslass zum Abgeben der Fremdstoffe, die über Zentrifugalkraft von der Ansaugluft getrennt werden, bei dem hinteren Ende, das dem Turbolader zugewandt ist, aufweisen.
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Der Auslass kann in Form eines Rohrs ausgebildet sein, das in der Strömungsrichtung der Ansaugluft in Richtung der stromabwärtigen Seite geneigt ist, während es sich von dem Mittelpunkt des Wirbelgenerators entfernt.
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Ein Loch kann in dem Auslass ausgebildet sein und ein Rückschlagventil zum Vorbeugen gegen den Rückfluss von Fremdstoffen kann in dem Loch angeordnet sein.
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Ein gestufter Abschnitt, dessen Innendurchmesser diskontinuierlich abnimmt, kann bei dem hinteren Ende des Wirbelgenerators, das dem Turbolader zugewandt ist, ausgebildet sein, um einem Strom der über Zentrifugalkraft getrennten Fremdstoffen in den Turbolader vorzubeugen.
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Der Wirbelgenerator kann auf der stromaufwärtigen Seite des gestuften Abschnitts einen Auslass aufweisen, sodass die Fremdstoffe, deren Bewegung durch den gestuften Abschnitt beschränkt ist, durch den Auslass abgegeben werden.
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In Übereinstimmung mit der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug ist es möglich, Fremdstoffe effektiv von der Ansaugluft zu entfernen.
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Da die Vorrichtung einen Turbolader und einen Wirbelgenerator, der in der Strömungsrichtung der Ansaugluft auf der stromaufwärtigen Seite des Turboladers angeordnet ist, einschließt, ist es möglich, Fremdstoffe effektiv von der Ansaugluft zu entfernen, die für eine Versorgung eines Motors in den Turbolader strömt.
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Da die Wirbelschaufeln und ein spiralförmiger Vorsprung in dem Wirbelgenerator ausgebildet sind, ist es ferner möglich, einen Wirbel in der Ansaugluft ohne eine besondere Antriebseinheit zu erzeugen, was für ein Vermindern des Gewichts und der Herstellungskosten vorteilhaft ist und die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs verbessert.
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Da die Rotationsrichtung des durch die Wirbelschaufeln erzeugten Wirbels und des spiralförmigen Vorsprungs die gleiche ist wie die Rotationsrichtung des Kompressors von dem Turbolader, ist es ferner möglich, die Betriebseffizienz des Turboladers zu verbessern.
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Darüber hinaus sind ein gestufter Abschnitt und ein Auslass an dem hinteren Ende des Wirbelgenerators ausgebildet und ein Rückschlagventil ist in dem Auslass angeordnet, was zum Vorbeugen gegen ein Strömen von Fremdstoffen, die von Ansaugluft getrennt werden, in den Turbolader und deren Abgabe ist.
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Figurenliste
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Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher verständlich, in denen:
- 1 eine Ansicht ist, die eine Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine Ansicht ist, die einen Wirbelgenerator in der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 3 eine Ansicht ist, die das Innere des Wirbelgenerators in der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Hiernach werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, schließt eine Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein: einen Turbolader 200, der in einem Ansaugkanal 50 angeordnet ist, um in einen Motor strömende Ansaugluft zu verdichten, und einen Wirbelgenerator 100, der in der Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Ansaugkanal 50 auf einer stromaufwärtigen Seite des Turboladers 200 angeordnet ist und einen Wirbel in dem Ansaugluftstrom erzeugt, um durch Zentrifugalkraft Fremdkörper von der in den Turbolader 200 strömenden Ansaugluft zu trennen.
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Diese Ausführung wird hiernach im Detail beschrieben.
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Der Turbolader 200 ist in dem Ansaugkanal 50 angeordnet, um die in den Motor strömende Ansaugluft zu verdichten. Der Turbolader 200 kann eine Turbine und einen Kompressor 220 aufweisen, wobei die Turbine durch den Strom der Ansaugluft gedreht wird und der Kompressor 220 durch das Drehmoment der Turbine betrieben wird.
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Der Kompressor 220 ist in dem Ansaugluftkanal 50 angeordnet und wird in dem Ansaugluftkanal 50 betrieben, um dadurch Ansaugluft zu verdichten. Die verdichtete Luft strömt in den Motor. Obwohl 1 den Turbolader 200 in dem Ansaugkanal 50 angeordnet zeigt, wird der mit dem nachfolgend beschriebenen Wirbelgenerator ausgestattete Turbolader 200 in den 2 und 3 erläutert. Der Kompressor 200, der mit dem Turbolader 200 kombiniert ist, wird hauptsächlich in den 2 und 3 gezeigt.
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Der Wirbelgenerator 100 ist auf einer in der Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Ansaugkanal 50 stromaufwärtigen Seite des Turboladers 200 angeordnet und erzeugt einen Wirbel in dem Ansaugluftstrom, um unter Verwendung von Zentrifugalkraft Fremdstoffe von der in den Turbolader 200 strömenden Ansaugluft zu trennen.
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Der Wirbelgenerator 100 ist in dem Ansaugkanal 50 insbesondere auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite einer Luftreinigungsvorrichtung 12 angeordnet. Jedoch ist dies lediglich ein Beispiel zum Erläutern der vorliegenden Erfindung und der Wirbelgenerator 100 kann relativ zu der Luftreinigungsvorrichtung 12 auf der stromaufwärtigen Seite angeordnet sein.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden in Bezug zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite gekennzeichnet. Sie können mit der Vorderseite und der Rückseite der entsprechenden Komponenten korrespondieren. D. h., dass bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Turbolader 200 auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelgenerators 100 angeordnet ist und das hintere Ende 104 des Wirbelgenerators 100 dem Turbolader 200 zugewandt ist.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt der Wirbelgenerator 100, der stromabwärts von der Luftreinigungsvorrichtung 12 angeordnet ist, Fremdstoffe von der Ansaugluft, von der Fremdstoffe vorwiegend durch die Luftreinigungsvorrichtung 12 gefiltert werden. Der Wirbelgenerator 100 trennt die Fremdstoffe von der Ansaugluft durch Erzeugen eines Wirbels mit Zentrifugalkraft, jedoch werden leichtgewichtige Fremdstoffe zunächst durch die Luftreinigungsvorrichtung 12 entfernt, sodass die Effizienz der Zentrifugaltrennung von Fremdstoffen durch den Wirbelgenerator verbessert wird.
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1 zeigt den Wirbelgenerator 100, der in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Ansaugkanal 50 zwischen der Luftreinigungsvorrichtung 12 und dem Turbolader 200 angeordnet ist.
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Der Wirbelgenerator 100 erzeugt in der einströmenden Ansaugluft einen Wirbel. Die Ansaugluft kann in den Turbolader 200 strömen, während sie durch den Wirbel um die Rotationsachse rotiert, die in der Strömungsrichtung der Ansaugluft ausgebildet ist.
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Wenn durch den Wirbelgenerator 100 ein Wirbel in der Ansaugströmung erzeugt wird, werden die Fremdstoffe in der Ansaugluft per Zentrifugalkraft getrennt und zu der inneren Seite des Wirbelgenerators 100 bewegt, und die Ansaugluft strömt in den Kompressor 220 des Turboladers 200. Wie weiter unten beschrieben wird, kann der Wirbelgenerator 100 ohne eine spezielle Antriebseinheit unter Verwendung seiner Formeigenschaften in der Ansaugluftströmung einen Wirbel erzeugen.
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Der Wirbelgenerator 100 kann insbesondere für ein Entfernen von flüssigen Fremdstoffen aus der Ansaugluft nützlich sein. Wie oben beschrieben, kann die Luftreinigungsvorrichtung 12 in dem Ansaugkanal 50 angeordnet sein, in dem die Luftansaugvorrichtung der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
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Die Luftreinigungsvorrichtung 12 kann auf vielfältige Weise umgesetzt sein. Sie kann ein luftdurchlässiger poröser Filter sein. Dementsprechend wird durch die Luftreinigungsvorrichtung 12 strömende Ansaugluft in der Strömungsrichtung diffus und es werden Fremdstoffe von der Ansaugluft herausgefiltert.
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Jedoch kann die Luftreinigungsvorrichtung 12 aufgrund des unterschiedlichen Aggregatzustands der Stoffe (fest und flüssig) und des Unterschieds bei der Partikelgröße der Einheitskörper bezüglich ihrer Fähigkeit, Fremdstoffe im flüssigen Zustand zu entfernen, auf eine Grenze stoßen, sodass Fremdstoffe im flüssigen Zustand weiterhin in einem diffundierten Zustand oder einem angesammelten Zustand in der Ansaugluft verbleiben können, die durch die Luftreinigungsvorrichtung 12 gelangt ist.
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Insbesondere wenn andere Stoffe in den Fremdstoffen gelöst sind, welche in der Ansaugluft enthalten sind, steigt die Notwendigkeit weiter an, die Fremdstoffe im flüssigen Zustand zu filtern. Ein Motor erzeugt Wärme, sodass die Temperatur von Ansaugluft ansteigt, während sie sich dem Motor nähert, und wenn die flüssigen Fremdsubstanzen in ihrer Temperatur ansteigen, verdampft nur Wasser und die anderen Stoffe, die in den flüssigen Fremdstoffen gelöst sind, werden extrahiert und verbleiben in dem Ansaugluftpfad.
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Dieses Problem wird in Regionen oder Ländern, die durch häufigen Regen oder Schnee gekennzeichnet sind, noch wichtiger. Das liegt daran, dass flüssige Fremdstoffe aufgrund der Fahrzeugumgebung in diesen Bereichen wahrscheinlicher in Ansaugluft enthalten sind, und es ergibt eine hohe Wahrscheinlichkeit für Fremdstoffe, die in den flüssigen Fremdstoffen gelöst sind, mit einem Temperaturanstieg extrahiert werden zu können.
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Zum Beispiel wird Kalziumchlorid oder Natriumchlorid verwendet, um Schnee an Orten mit starkem Schneefall zu entfernen, sodass Wasser von dem (geschmolzenen) Schnee mit viel darin gelöstem Kalziumchlorid in den Ansaugluftpfad des Fahrzeugs strömen kann.
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Wasser in der Luft mit dem darin gelösten Kalziumchlorid oder den flüssigen Fremdstoffen, das aus verschiedenen Gründen in den Ansaugkanal 50 strömt, strömt mit Ansaugluft in einen Motor. Jedoch gelangt Ansaugluft durch den Turbolader 200, wenn wie bei der vorliegenden Erfindung ein Turbolader 200 vorgesehen ist.
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Dabei wird die Turbine des Turboladers 200 durch den Strom ausgestoßener Luft gedreht und der Kompressor 220 wird zudem durch die ausgestoßene Hochtemperaturluft in seiner Temperatur erhöht. Nur das Wasser mit den flüssigen Fremdstoffen, die in Richtung des Wärme erzeugenden Kompressors 220 strömen, wird verdampft und entfernt, und Kalziumchlorid etc., das in den flüssigen Fremdstoffen gelöst ist, wird extrahiert und verbleibt in dem Kompressor 200.
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Die extrahierten Fremdstoffe können den mit einer hohen Geschwindigkeit drehenden Kompressor 220 treffen, wodurch sie einen Schaden an dem Kompressor 220 verursachen können. Durch Strömen in verschiedene Teile außer dem Turbolader 200 können die flüssigen Fremdstoffe ein Grund für eine Fehlfunktion darstellen, was ein Problem sein kann.
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Der Wirbelgenerator 100 der vorliegenden Erfindung kann insbesondere für ein Entfernen der flüssigen Fremdstoffe nützlich sein. Da nicht ein poröser Filter, sondern eine Zentrifugaltrennung, die einen Wirbel in Ansaugluft erzeugt, verwendet wird, werden Grenzen, die sich auf den Aggregatzustand von Stoffen und auf die Größe von Partikeln beziehen, abgemildert, und flüssige Fremdstoffe können per Zentrifugalkraft getrennt werden.
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D. h., dass es insbesondere durch Anordnen des Wirbelgenerators 100 auf der stromaufwärtigen Seite des Turboladers 200 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung möglich ist, die flüssigen Fremdstoffe in der Ansaugluft, die in Richtung des Turboladers 200 strömen, per Zentrifugalkraft zu trennen, und dementsprechend ist es möglich, dem Fall vorzubeugen, bei dem Fremdstoffe von den flüssigen Fremdstoffen, welche in den Turbolader 200 strömen, extrahiert werden und in einem festen Aggregatzustand bleiben.
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Der Wirbelgenerator 100 ist auf der stromaufwärtigen Seite des in 1 gezeigten Turboladers 200 angeordnet. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wirbelgenerator 100 in dem Ansaugkanal 50 zwischen der Luftreinigungsvorrichtung 12 und dem Turbolader 200 angeordnet.
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2 zeigt das äußere Erscheinungsbild des Wirbelgenerators 100 an dem vorderen Ende des Turboladers 200. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wirbelgenerator 100 so mit einer Rohrform ausgebildet, dass Ansaugluft darin mit einem Wirbel strömt.
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3 zeigt das Innere des Wirbelgenerators 100. Die in den Wirbelgenerator 100 strömende Ansaugluft strömt mit einem Wirbel in den Verdichter 220 des Turboladers 200, während Fremdstoffe per Zentrifugalkraft von dieser getrennt werden.
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Bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wirbelgenerator 100, wie in den 1 bis 3 gezeigt, indes an dem hinteren Ende 104, das dem Turbolader 200 auf der stromabwärtigen Seite zugewandt ist, mit dem Turbolader 200 gekoppelt, um Fremdstoffe von der Ansaugluft zu entfernen, kurz bevor sie in den Turbolader 200 strömt.
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Wie oben beschrieben ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Wirbelgenerator 100 auf der stromaufwärtigen Seite des Turboladers 200 angeordnet, um so imstande zu sein, flüssige Fremdstoffe von der Ansaugluft, die in den Turbolader 200 strömt, zu entfernen.
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Noch bevorzugter ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das hintere Ende 104 des Wirbelgenerators 100 mit dem vorderen Ende des Turboladers 200 gekoppelt. Wie oben beschrieben, sind in der Strömungsrichtung der Ansaugluft die stromaufwärtige Seite und die stromabwärtige Seite unterteilt, wobei die stromaufwärtige Seite mit dem vorderen Ende einer entsprechenden Komponente korrespondiert und die stromabwärtige Seite mit dem hinteren Ende einer entsprechenden Komponente korrespondiert.
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D. h., dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung das hintere Ende 104 des Wirbelgenerators 100 mit dem Turbolader 200 gekoppelt ist, sodass Fremdstoffe von in den Turbolader 200 strömender Luft intensiv entfernt werden. Der Kompressor 220 des Turboladers 200 wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht und kann somit durch Fremdstoffe beschädigt werden.
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Das hintere Ende 104 des Wirbelgenerators 100 ist, wie in den 1 bis 3 gezeigt, mit dem Turbolader 200 gekoppelt. Dementsprechend strömt Ansaugluft in den Turbolader 200 durch den Wirbelgenerator 100, und der Wirbelgenerator 100 entfernt intensiv Fremdstoffe von der Ansaugluft, kurz bevor sie in den Turbolader 200 strömt.
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Bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt der Wirbelgenerator 100 indes, wie in den 1 bis 3 gezeigt, an dem vorderen Ende Wirbelblätter 120 ein, um bei Ansaugluft einen Wirbel zu erzeugen, sodass ein Wirbel mit einer Rotationsachse in der Strömungsrichtung der Ansaugluft erzeugt wird, die an den Wirbelblättern 120 vorbei strömt.
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Genauer gesagt, erzeugen die Wirbelblätter 120 bei dem vorderen Ende 102 des Wirbelgenerators 100 einen Wirbel in der Ansaugluft.
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Die Wirbelblätter 120 sind um eine Welle quer zu dem Ansaugluftstrom angeordnet. Die Wirbelblätter 120 können in einer Stufe oder mehreren Stufen angeordnet sein.
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Die Wirbelblätter 120 sind in Bezug auf den Querschnitt der Ansaugluftströmung zumindest teilweise in Richtung der stromabwärtigen Seite geneigt. Dementsprechend weist die Ansaugluft, welche an den Wirbelblättern 120 entlang strömt, eine andere Richtung auf als die Längsrichtung des Ansaugkanals 50, und ein Wirbel wird erzeugt.
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Indes sind die Wirbelblätter 120 feststehende Elemente, sodass der Wirbelgenerator 100 der vorliegenden Erfindung einen Wirbel in Ansaugluft ohne eine spezielle Antriebseinheit, d. h. ohne einen Leistungsverbrauch, erzeugen kann. Dementsprechend ist es möglich, den vorteilhaften Effekt eines Reduzierens des Gewichts und der Herstellungskosten zu erreichen und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
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Bezug nehmend auf 3 werden die Wirbelblätter 120, die an dem vorderen Ende 102 des Wirbelgenerators 100 angeordnet sind, gezeigt. In der in den Wirbelgenerator strömenden Ansaugluft kann durch das durch die Wirbelblätter 120 erzeugte Moment ein Wirbel erzeugt werden und Fremdstoffe können in dem Wirbelgenerator 100 getrennt bzw. abgeschieden werden.
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Bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich ferner, wie in 3 gezeigt, auf der Innenseite des Wirbelgenerators 100 ein spiralförmiger Vorsprung in Richtung der stromabwärtigen Seite, sodass die Ansaugluft, die entlang der Wirbelblätter 120 vorbeigelangt, entlang des spiralförmigen Vorsprungs 140 strömt und die Intensität des Wirbels erhöht wird.
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Genauer gesagt, kann das Innere des Wirbelgenerators 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Rohrform ausgebildet sein, sodass ein Wirbel auf einfache Weise erzeugt wird. Darüber hinaus ist der spiralförmige Vorsprung 140, der sich entlang der Innenseite des Wirbelgenerators 100 erstreckt, vorgesehen.
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Der spiralförmige Vorsprung 140 erstreckt sich in der Längsrichtung des Wirbelgenerators 100. Dementsprechend kann ein Wirbel erzeugt werden oder der Wirbel kann bei der Ansaugluft, die über den spiralförmigen Vorsprung 140 durch den Wirbelgenerator strömt, verstärkt werden. Der spiralförmige Vorsprung 140 kann verschiedene Querschnittsformen aufweisen und kann integral auf der inneren Seite des Wirbelgenerators 100 ausgebildet sein oder kann getrennt ausgebildet sein und in den Wirbelgenerator 100 eingeführt sein. Es können verschiedene Materialien für den spiralförmigen Vorsprung 140 verwendet werden.
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Während die Ansaugluft mit einem darin erzeugten Wirbel zu einem Motor strömt, nimmt die Intensität des Wirbels ab und folglich kann die Ansaugluft strömen, wobei der Wirbel erloschen ist. D. h., dass in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Spiralvorsprung 140 vorgesehen ist, um die Intensität des Wirbels, der durch das Wirbelblatt 120 erzeugt wird, erhöht wird, während die Ansaugluft strömt, sodass der Effekt der Zentrifugaltrennung bzw. Zentrifugalkraftabscheidung von dem Wirbelgenerator 100 erhöht werden kann.
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3 zeigt das Innere des Wirbelgenerators 100 mit dem spiralförmigen Vorsprung 140 darin.
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Ferner sind bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die durch die Wirbelblätter 120 erzeugte Rotationsrichtung des Wirbels und die Spiralrichtung des spiralförmigen Vorsprungs 140, wie in 3 gezeigt, gleich eingerichtet wie die Rotationsrichtung des Kompressors 220, der in dem Turbolader 200 angeordnet ist, um Ansaugluft zu rotieren und zu verdichten.
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Genauer gesagt sind die Wirbelblätter 120 geformt, um einen Wirbel in einer vorbestimmten Richtung in dem Ansaugluftstrom zu erzeugen, und der spiralförmige Vorsprung 140 ist in der Rotationsrichtung des durch das Wirbelblatt 120 erzeugten Wirbels ausgebildet.
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Ferner sind die Rotationsrichtungen des spiralförmigen Vorsprungs 140 und des Wirbels, der durch die Wirbelblätter 120 erzeugt wird, gleich wie die Rotationsrichtung des Kompressors 220 eingerichtet. Dementsprechend strömt der durch den Wirbelgenerator 100 erzeugte Wirbel zu dem Einlass des Kompressors 220 des Turboladers 220, ohne dass dessen Intensität abgenommen hat, und der Effekt des Wirbels wird durch die Rotation des Kompressors 220 verstärkt, wodurch der Zentrifugaltrenneffekt erhöht werden kann.
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3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Rotationsrichtungen der Wirbelblätter 120, des spiralförmigen Vorsprungs 140 und des Kompressors 220 gleich sind.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist der Wirbelgenerator 100 bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei dem hinteren Ende 104, das dem Turbolader 200 zugewandt ist, einen Auslass auf, um die per Zentrifugalkraft von der Ansaugluft getrennten Fremdstoffe abzugeben.
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Ein Loch ist durch das hintere Ende 104 des Wirbelgenerators 100 ausgebildet, und das Loch ist der Auslass 180. Die Fremdstoffe, die von der Ansaugluft per Zentrifugalkraft getrennt werden, werden durch den Auslass 180 nach außerhalb des Ansaugkanals 50 abgegeben bzw. entladen.
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Indes ist der Auslass 180, wie in den 2 und 3 gezeigt, bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Rohrs ausgebildet, das in Richtung der stromabwärtigen Seite geneigt ist, während es sich von dem Mittelpunkt des Wirbelgenerators 100 entfernt.
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Genauer gesagt erstreckt sich der Auslass 180, der bei dem hinteren Ende 104 des Wirbelgenerators 100 ausgebildet ist, von dem Loch, das durch die Innenwand des Wirbelgenerators 100 ausgebildet ist, nach außen, d. h., dass der Auslass 180 ist in Form eines Rohrs ausgebildet. Diese Form ist in den 2 und 3 gezeigt.
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Der rohrförmige Auslass 180 ist in Richtung der stromabwärtigen Seite geneigt, während er sich von dem Wirbelgenerator 100 weg erstreckt, sodass Fremdstoffe, die nicht durch den Ansaugluftstrom nach vorne bewegt werden, störungsfreier abgegeben werden können. Der Auslass 180 erstreckt sich, wie in den 2 und 3 zu sehen, in einem Winkel von dem Wirbelgenerator 100.
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Indes ist bei der Ansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 3 gezeigt, in dem Auslass 180 ein Loch ausgebildet und in dem Loch ist ein Rückschlagventil 185 zum Vorbeugen gegen den Rückfluss von Fremdstoffen angeordnet.
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Genauer gesagt ist das Rückschlagventil 185 bei einer vorbestimmten Position in dem rohrförmigen Auslass 180 angeordnet. Der Auslass 180 kann an einer Position angeordnet sein, wo eine Veränderung bei der Ansaugluft vorliegt, und zwar insbesondere bei der stromaufwärtigen Seite des Turboladers 200, wo der Luftdruck veränderlich sein kann und die Strömungseigenschaften der Ansaugluft ebenfalls veränderlich sein können, sodass diese Ausführungsform beim Vorbeugen gegen einen Rückfluss von Fremdsubstanzen vorteilhaft ist.
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Dementsprechend ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Rückschlagventil 185 in dem Auslass 180 angeordnet, wodurch einem Rückfluss von Fremdstoffen zu dem Ansaugkanal 50, die durch den Auslass 180 nach außen abgegeben werden, vorgebeugt wird. Das Rückschlagventil 185, das in dem Auslass 180 angeordnet ist, ist schematisch in 3 gezeigt.
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Indes ist bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei dem hinteren Ende 104, das dem Turbolader 200 zugewandt ist, in dem Wirbelgenerator 100 ein gestufter Abschnitt 190 ausgebildet, bei dem sich der Innendurchmesser diskontinuierlich vermindert, um einem Strom der durch Zentrifugalkraft abgeschiedenen Fremdstoffe in den Turbolader 200 vorzubeugen.
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Genauer gesagt ist der Turbolader 200, insbesondere der Kompressor 220, in dem Ansaugkanal 50 angeordnet. Ferner ist ein Einlass für Ansaugluft für einen Strom in den Kompressor 220 vorgesehen. Vorzugsweise weist der Einlass die gleiche Längsrichtung wie der Ansaugkanal 50 auf und Fremdstoffe können in den Kompressor 220 strömen, wobei sie gegen verschiedene Situationen durch den Auslass 180 gelangen.
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Dementsprechend ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der gestufte Abschnitt 190, wo der Querschnittsbereich der Ansaugluft diskontinuierlich verändert wird, bei dem hinteren Ende 104 des Wirbelgenerators 100 ausgebildet. D. h., dass der gestufte Abschnitt 190 ein gestufter Vorsprung ist.
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Da der gestufte Abschnitt 190 bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, wird einem Strömen von Fremdstoffen, die von Ansaugluft getrennt werden, in den Turbolader 200 vorgebeugt oder dieses erschwert, wodurch ermöglicht wird, einen vorteilhaften Effekt mit einem Vorbeugen gegen Fremdstoffe und deren Isolation und Verbleiben um den Kompressor 220 herum zu erreichen. Der gestufte Abschnitt 190, der in Bezug auf den Einlass des Turboladers 200 in dem Wirbelgenerator 100 ausgebildet ist, wird in 3 gezeigt.
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Da der Auslass zum Abgeben der per Zentrifugalkraft getrennten Fremdstoffe ferner, wie in 3 gezeigt, bei der Luftansaugvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stromaufwärts von dem gestuften Abschnitt 190 angeordnet ist, gelangen die Fremdstoffe, deren Bewegung durch den gestuften Abschnitt 190 begrenzt ist, durch den Auslass 180.
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Genauer gesagt, funktioniert der Auslass 180 als ein Kanal zum Abgeben von Fremdstoffen und ist auf der stromabwärtigen Seite von und vorzugsweise nahe dem gestuften Abschnitt 190 positioniert. Die Fremdstoffe, deren Bewegung entlang des Ansaugkanals 50 durch den gestuften Abschnitt 190 begrenzt ist, können sich bis zur Höhe des gestuften Abschnitts 190 ansammeln.
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D. h., wenn der Auslass 180 auf der stromabwärtigen Seite von und nahe an dem gestuften Abschnitt 190 positioniert ist, ist es ferner möglich, den Vorwärtsstrom von Fremdstoffen über den Auslass 180 zu minimieren, und es ist ebenso möglich, die Funktion einer Fremdstoffabgabe durch den Auslass 180 effektiv zu erreichen. Der Auslass 180, der nahe an dem gestuften Abschnitt 190 positioniert ist, wird in 3 gezeigt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt werden, beschrieben worden ist, ist es dem Fachmann verständlich, dass die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise verändert und abgewandelt werden kann, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
