DE102018107942A1

DE102018107942A1 - Passiv verwaltete Motorhaube und ein plenumgespeistes Luftansaugsystem mit parallelen Schadstoffmanagementfunktionen

Info

Publication number: DE102018107942A1
Application number: DE102018107942.7A
Authority: DE
Inventors: Steven K. Mackenzie; William C. Farrer; Jamie L. Hamilton; David W. Turner; Terry C. Bishop
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2018-10-18
Also published as: US20180298856A1; CN108716442A; US10125728B2

Abstract

Ein Luftansaugsystem beinhaltet einen Haubeneinlasskanal mit einem ersten Ansaugeinlass und eine Luftansaug-Sammleranordnung mit einem zweiten Ansaugeinlass. Das Luftansaugsystem beinhaltet auch einen Luftkasten in fließender Verbindung mit dem Luftansaugsammler und dem Haubeneinlasskanal. Der Luftkasten definiert einen inneren Kastenhohlraum. Das Luftansaugsystem beinhaltet auch einen Panelfilter, der innerhalb des Luftkastens angeordnet ist, worin der Panelfilter den inneren Kastenhohlraum so teilt, dass der erste Ansaugeinlass und der zweite Ansaugeinlass vor dem Panelfilter liegen.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegenden Lehren betreffen im Allgemeinen ein Luftansaugsystem. Insbesondere beziehen sich die vorliegenden Lehren auf ein Luftansaugsystem mit einem Panelfilter und einem Plenumeinlass.
Motorluftansaugsysteme wurden entwickelt, um trockene, gefilterte Luft für die Verbrennung mit Kraftstoff bereitzustellen. Im Allgemeinen wird die Motorleistung verbessert, wenn das Ansaugsystem die Luft mit der niedrigsten Temperatur und dem geringsten Druckabfall liefert. Die aus dem Motorraum angesaugte Luft weist im Allgemeinen eine höhere Temperatur auf als die aus anderen Bereichen angesaugte Luft. Motorräume von Fahrzeugen weisen höhere Lufttemperaturen auf als deren Umgebung.
KURZDARSTELLUNG
Faktoren, wie Druckabfall durch das Luftansaugsystem, Zulufttemperatur, Lärm und Schadstoffvermeidung, werden bei der optimalen Gestaltung eines Luftansaugsystems berücksichtigt. Motorkühlgebläse weisen eine große Menge an Luft mit erhöhter Temperatur ab. Motoransaugsysteme saugen Luft an und filtern sie für den Betrieb des Motors. Es ist schwierig, erhöhte Motorraumluft aus dem Ansaugtrakt herauszuhalten. Das vorliegende hierin offenbarte Ansaugsystem erhöht die Motorleistung im Vergleich zu anderen Ansaugsystemen erheblich durch Reduzierung der Ansauglufttemperatur im Vergleich zu anderen Ansaugsystemen. Hierzu saugt das aktuell offenbarte Luftansaugsystem Luft aus zwei bekannten Umgebungsluftquellen an. Eine Quelle befindet sich vor dem Kondensator, dem Kühler und dem Lüftermodul (CRFM) und die zweite Quelle ist durch einen Anschluss in der Motorhaube angeordnet. Das Luftansaugsystem saugt die gleiche Menge Luft aus den beiden Umgebungsluftquellen an. Duale Einlasssysteme reduzieren die Spitzeneinlassgeschwindigkeit, wodurch die Ansaugleistung, die Verunreinigungen in das Luftansaugsystem zieht, reduziert wird. Dieses Luftansaugsystem verbessert die Robustheit der Schmutzaufnahme im Vergleich zu einseitig saugenden Ausführungen. Schließlich werden die dualen Zuläufe auf die Unterseite eines Panelfilters in einen Luftkasten geführt. Diese Anordnung ermöglicht mindestens ein kleines Loch in der Unterseite des Luftkastens, um kleine Mengen von angesaugtem Wasser oder geschmolzenem Schnee abzuführen, ohne die gefilterte Seite des Ansaugsystems zu durchbrechen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Luftansaugsystem einen Haubeneinlasskanal mit einem ersten Ansaugeinlass und eine Luftansaug-Sammleranordnung mit einem zweiten Ansaugeinlass. Das Luftansaugsystem beinhaltet auch einen Luftkasten in fließender Verbindung mit dem Luftansaugsammler und dem Haubeneinlasskanal. Der Luftkasten definiert einen inneren Kastenhohlraum. Das Luftansaugsystem beinhaltet auch einen Panelfilter, der innerhalb des Luftkastens angeordnet ist, worin der Panelfilter den inneren Kastenhohlraum so teilt, dass der erste Ansaugeinlass und der zweite Ansaugeinlass vor dem Panelfilter liegen. Das Luftansaugsystem kann Teil eines Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug beinhaltet weiterhin einen Verbrennungsmotor und das Luftansaugsystem in fließender Verbindung mit dem Verbrennungsmotor. Das Fahrzeug beinhaltet weiterhin einen Kondensator, einen Kühler und ein Lüftermodul (CRFM), die hinter der Luftansaug-Sammleranordnung angeordnet sind.
Der Panelfilter kann den inneren Kastenhohlraum in eine ungefilterte oder untere Seite und eine gefilterte oder obere Seite unterteilen, wobei der Haubeneinlasskanal mit der ungefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums in fließender Verbindung steht, damit Luft aus dem Haubeneinlasskanal zur ungefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums strömen kann. Die Luftansaug-Sammleranordnung steht in fließender Verbindung mit der ungefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums, damit die Luft von der Luftansaug-Sammleranordnung zur ungefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums strömen kann. Die Luftansaug-Sammleranordnung kann einen erhöhten Rand aufweisen, um das Eindringen von Wasser in den zweiten Ansaugeinlass zu begrenzen.
Das Luftansaugsystem beinhaltet weiterhin einen Auslasskanal in fließender Verbindung mit der gefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums, worin der Auslasskanal dem Panelfilter nachgeschaltet ist, damit die Luft von der gefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums zum Auslasskanal strömen kann.
Das Luftansaugsystem beinhaltet weiterhin einen Lufteinlasskanal, der zwischen dem Luftansaugsammler und dem Luftkasten gekoppelt ist, damit die Luft von der Luftansaug-Sammleranordnung zum Luftkasten durch den Lufteinlasskanal strömen kann.
Der Luftkasten definiert eine erste Einlassöffnung, die mit dem Einlasskanal der Motorhaube gekoppelt ist, damit die Luft aus dem Einlasskanal der Haube in die ungefilterte Seite des inneren Kastenhohlraums durch die erste Einlassöffnung strömen kann. Das Luftansaugsystem beinhaltet weiterhin eine Dichtung, die zwischen der ersten Kasteneinlassöffnung und dem Haubeneinlasskanal angeordnet ist. Die erste Einlassöffnung und die zweite Einlassöffnung können sich an gegenüberliegenden Enden des Luftkastens befinden, um eine gleichmäßige Verteilung über den Panelfilter zu erreichen. Der Haubeneinlasskanal und die Luftansaug-Sammleranordnung erleichtern die Einspritzung von Niedertemperaturluft in den Luftkasten zur Maximierung der Motorleistung. Die Luftansaug-Sammleranordnung ist vor dem CRFM angeordnet. Der Haubeneinlasskanal und die Luftansaug-Sammleranordnung sind so bemessen, dass ein gleichmäßiger Durchfluss in die erste Einlassöffnung und die zweite Einlassöffnung des Luftkastens gewährleistet ist. Die Luftansaug-Sammleranordnung kann Kammern zum Reduzieren der Lufteinlassgeschwindigkeiten beinhalten, um das Eindringen von Verunreinigungen zu minimieren. Die Ansaug-Sammleranordnung und der Haubeneinlasskanal weisen jeweils ein Neunzig-Grad-Verhältnis zwischen einem Einlass und einem Auslass derselben auf, um die Dämpfung zu optimieren. Der Haubeneinlasskanal und die Luftansaug-Sammleranordnung sind so bemessen und angeordnet, dass die Schneeaufnahme so gering wie möglich gehalten wird, um passiv zu korrigieren, wenn in mindestens einem der Haubeneinlasskanäle und in der Luftansaug-Sammleranordnung eine Schneeverdichtung auftritt. Der Haubeneinlasskanal und die Luftansaug-Sammleranordnung sind so bemessen und angeordnet, dass sie eine Lufttemperaturleistung passiv korrigieren, indem sie Primärluft aus einem Kanal mit der niedrigsten Temperatur entnehmen, worin der Kanal entweder der Haubeneinlasskanal oder die Luftansaug-Sammleranordnung ist. Das Luftansaugsystem regelt passiv eine Aufteilung des Luftstroms entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Betriebsbedingungen des Motorkühlgebläses.
Der Luftkasten definiert eine zweite Einlassöffnung, die mit dem Lufteinlasskanal gekoppelt ist, damit die Luft aus dem Lufteinlasskanal in die ungefilterte Seite des inneren Kastenhohlraums durch die zweite Einlassöffnung strömen kann. Der Haubeneinlasskanal beinhaltet eine Expansionskammer.
Das Lufteinlasssystem beinhaltet weiterhin ein mit der Expansionskammer gekoppeltes Wasserablassventil, worin das Wasserablassventil so konfiguriert ist, dass es Wasser aus dem Haubeneinlasskanal entfernt.
Die Luftansaug-Sammleranordnung erstreckt sich entlang einer Querrichtung, wobei der erste Ansaugeinlass in vertikaler Richtung von der Luftansauganordnung beabstandet ist und die vertikale Richtung senkrecht zur Querrichtung verläuft.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, lassen sich leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Durchführungsarten der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung in fragmentarischer perspektivischer Ansicht des Fahrzeugs mit einem Luftansaugsystem, das einen an einer Motorhaube befestigten Haubeneinlasskanal beinhaltet.
2 ist eine schematische Darstellung in perspektivischer Ansicht eines Haubeneinlasskanals und eines Luftkastens des in 1 dargestellten Luftansaugsystems.
3 ist eine schematische Darstellung in perspektivischer Ansicht eines Luftkastens, eines Haubeneinlasskanals und eines Luftansaugsammlers des in 1 dargestellten Luftansaugsystems.
4 ist eine schematische Darstellung im Querschnitt des Luftansaugsystems, aufgenommen entlang der Linien 4-4 von 1.
5 ist eine schematische Darstellung im Querschnitt des Fahrzeugs und des Luftansaugsammlers, aufgenommen entlang der Linien 5-5 von 1.
6 ist eine schematische Darstellung in perspektivischer Ansicht der Motorhaube und des in 1 dargestellten Haubeneinlasskanals.
7 ist eine schematische Darstellung im Querschnitt der in 2 dargestellten Motorhaube und des Haubeneinlasskanals, aufgenommen entlang der Linien 3-3 von 6.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Bezug auf spezifische Anwendungen oder Branchen beschrieben ist, können Fachleute des betreffenden Fachgebiets die weitergehenden Anwendungsmöglichkeiten dieser Offenbarung erkennen. Mit einfachen Kenntnissen auf dem Fachgebiet erkennt man, dass Begriffe, wie „über“, „unter“, „aufwärts“, „abwärts“ und so weiter, nur beschreibend in den Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der Offenbarung darstellen. Alle numerischen Bezeichnungen, wie „erstens“ oder „zweitens“, sind rein illustrativ und sollen den Umfang der Offenbarung in keiner Weise einschränken. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff im Wesentlichen Abweichungen von exakten oder perfekten Werten. Fachkundige erkennen, dass Beziehungen, Verhältnisse oder Ausrichtungen nur selten exakt sind. Daher können sich zum Beispiel im Wesentlichen Gleiche auf Abweichungen von fünf Prozent von der exakten (hundertprozentigen) Gleichheit beziehen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin ähnliche Referenznummern ähnliche Komponenten in den Ansichten bezeichnen, zeigt 1 einen Teil eines Fahrzeugs 16 mit einem Luftansaugsystem 10, das dazu konfiguriert ist, einen Fahrzeugmotor 12 mit Luft zu versorgen, wie in 2 dargestellt. Das Luftansaugsystem 10 und das Fahrzeug 16 sind in Bezug auf ein dreiachsiges Koordinatensystem dargestellt. Eine Längsrichtung L reflektiert Bewegung, Position oder Ausrichtung in Bezug auf die Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs 16; eine Querrichtung T reflektiert Bewegung, Position oder Ausrichtung in Bezug auf die linke und rechte Fahrzeugseite 16; und eine vertikale Richtung V reflektiert Bewegung, Position oder Ausrichtung in Bezug auf die Unterseite und die Oberseite (wie durch die Schwerkraft oder die Fahrbahn definiert) des Fahrzeugs 16. Die Querrichtung T kann auch als Fahrzeugquerrichtung bezeichnet werden. Das Fahrzeug 16 weist einen Kühlergrill 77 und eine Karosserie 54 auf, die den Motorraum 14 zur Aufnahme des Motors 12 bilden. Der Motor 12 ist ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor. So könnte zum Beispiel der Motor 12 ein Fremdzündungsmotor sein. Der Motor 12 kann ein turboaufgeladener Dieselmotor sein. Die Luft wird aus zwei verschiedenen Luftquellen außerhalb des Motorraums 14 des Fahrzeugs 16 zugeführt. Bei dieser Anordnung werden der Druckabfall über dem Luftansaugsystem 10 und die Temperatur der dem Motor 12 zugeführten Luft sowohl gegenüber einer Luftquelle im Motorraum 14 als auch gegenüber der Verwendung nur eines Lufteinlasses reduziert. Darüber hinaus wird im Luftansaugsystem 10 statt eines zylindrischen Filters, wie in 4 gezeigt, ein Panelfilter 18 eingesetzt. Panelfilter sind typischerweise kostengünstiger als zylindrische Filter, erfordern aber möglicherweise mehr Bauraum, um die gleiche Menge an gefilterter Fläche zu erreichen. Bei dem hierin beschriebenen Ansaugsystem 10 ist der Panelfilter 18 jedoch so positioniert, dass der Bauraumbedarf im Motorraum 14 minimiert wird. Luft vor dem Panelfilter 18 kann als verschmutzte Luft und Luft hinter dem Panelfilter 18 als saubere Luft bezeichnet werden.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3 und 4 beinhaltet das Luftansaugsystem 10 einen Luftkasten 20, der einen inneren Kastenhohlraum 21 definiert. Der Luftkasten 20 kann auch als Gehäuse bezeichnet werden. Der Luftkasten 20 kann aus mehreren integrierten Kastenabschnitten bestehen. Der Luftkasten 20 weist eine erste Wand 22 auf, die eine erste Einlassöffnung 24 und eine zweite Wand 26 mit einer zweiten Einlassöffnung 28 definiert. Die erste Wand 22 ist in einem Winkel zur zweiten Wand 26 angeordnet. Dadurch kann die erste Einlassöffnung 24 im Allgemeinen orthogonal zur zweiten Einlassöffnung 28 sein. Der Luftkasten 20 weist auch eine Bodenwand 30 auf, die bei der Befestigung des Luftkastens 20 im Fahrzeug 16 niedriger als die erste Einlassöffnung 24 angeordnet ist. Der Luftkasten 20 bildet auch eine Auslassöffnung 32. um die Luft zum Motor 12 zu leiten. Ein Auslasskanal 98 verbindet den Luftkasten 20 an der Auslassöffnung 32 mit dem Motor 12. Der Auslasskanal 98 kann Faltenbalgabschnitte aufweisen. Der Luftkasten 20 wird am Fahrzeug 16 mit isolierten Befestigungen gesichert, die mit einem Teil der Fahrzeugkarosserie und/oder des Fahrzeugrahmens mit einer oder mehreren Halterungen einrasten oder anderweitig an einer Ablage befestigt werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann der Luftkasten 20 nur die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 beinhalten, um die Anzahl der Teile zu minimieren. Mit anderen Worten kann der Luftkasten 20 ausschließlich zwei Einlassöffnungen beinhalten (d. h. die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28). Dementsprechend kann Luft ausschließlich durch die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 in den Luftkasten 20 strömen. Die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 sind an gegenüberliegenden Enden des Luftkastens 20 angeordnet, um eine gleichmäßige Luftverteilung über den Panelfilter 18 zu erreichen. Des Weiteren kann die Luft aus dem Luftkasten 20 ausschließlich durch die Auslassöffnung 32 strömen, um die Anzahl der Teile zu minimieren. Somit kann der Luftkasten 20 ausschließlich die Auslassöffnung 32 beinhalten. Mit anderen Worten kann der Luftkasten 20 ausschließlich eine einzelne Auslassöffnung (d. h. die Auslassöffnung 32) beinhalten.
Das Luftansaugsystem 10 beinhaltet den Panelfilter 18, der vom Luftkasten 20 getragen wird, um den inneren Kastenhohlraum 21 in eine ungefilterte Seite 31 und eine gefilterte Seite 33 zu unterteilen, und erfordert, dass Luft durch den Panelfilter 18 strömt, um die Auslassöffnung 32 entweder von der ersten Einlassöffnung 24 oder der zweiten Einlassöffnung 28 zu erreichen. In der abgebildeten Ausführungsform ist der Panelfilter 18 horizontal ausgerichtet. Der Panelfilter 18 kann mit einer plissierten Membran ausgestattet sein und wird von einem ersten und einem zweiten Kastenabschnitt 63, 65 über eine erste Dichtung 67 getragen. Die erste Dichtung 67 dient im Allgemeinen als Dichtungsträger um den Umfang des Panelfilters 18. Die Befestigungselemente 48 erstrecken sich durch Abschnitte des Luftkastens, um den ersten Kastenabschnitt 63 am zweiten Kastenabschnitt 65 zu befestigen. Wahlweise können der erste Kastenabschnitt 63 und die zweiten Abschnitte 63, 65 klappbar oder klemmbar miteinander verbunden werden. Die Filterdichtung 67 kann zwischen den Kastenabschnitten 63, 65 an der Schnittstelle zusammengedrückt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Stützrahmen zur Aufnahme des Panelfilters positioniert werden, und die Dichtung 67 kann den Stützrahmen an den Kastenabschnitten 63, 65 befestigen. Ein „Panelfilter“, wie der Panelfilter 18, ist im Allgemeinen kastenförmig und ermöglicht einen kontinuierlichen Luftstrom durch den Filter, im Gegensatz zu einem zylindrischen Filter, bei dem die Luft durch den Filter von einem externen Hohlraum in einen internen Hohlraum strömt oder umgekehrt. Somit ist der Panelfilter 18 nicht zylindrisch.
Der Panelfilter 18 weist eine erste Seite 44 auf, die der ungefilterten Seite 31 des inneren Kastenhohlraums 21 zugewandt ist, und eine zweite Seite 46, die der gefilterten Seite 33 des inneren Kastenhohlraums 21 zugewandt ist. Die gefilterte Seite des inneren Kastenhohlraums 21 kann als die Oberseite des inneren Kastenhohlraums 21 des Luftkastens 20 bezeichnet werden. Der Panelfilter 18 ist innerhalb des Luftkastens 20 montiert und teilt den inneren Kastenhohlraum 21 so, dass sich die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 stromaufwärts des Panelfilters 18 und die Auslassöffnung 32 stromabwärts des Panelfilters 18 befinden. Die Luft strömt durch den Luftkasten 20 von der ersten Einlassöffnung 24 oder der zweiten Einlassöffnung 28 zur Auslassöffnung 32 und durch den Panelfilter 18 von der ersten Seite 44 zur zweiten Seite 46. Der Luftstrom von der ersten Einlassöffnung 24 wird durch die Pfeile A dargestellt. Der Luftstrom von der zweiten Einlassöffnung 28 wird durch die Pfeile B dargestellt. Der Luftstrom von der Auslassöffnung 32 wird durch die Pfeile C dargestellt. Die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 sind so angeordnet, dass die Einlassluft unterhalb des Panelfilters 18 eintritt. Somit ist der Panelfilter 18 so positioniert, dass ungefilterte Luft aus der ersten Einlassöffnung 24 und der zweiten Einlassöffnung 28 in den Panelfilter 18 von unten in den Panelfilter 18 eintritt. Bei sowohl der ersten Einlassöffnung 24 als auch der zweiten Einlassöffnung 28 auf der ersten Seite 44 des Panelfilters 18 werden Verunreinigungen vom Luftstrom getrennt, bevor die Luft durch die Auslassöffnung 32 aus dem Luftkasten 20 austritt. Am Luftkasten 20 ist ein Luftmassensensor 52 so befestigt, dass er sich in den aus dem Luftkasten 20 austretenden Luftstrom hinein erstreckt. Der Luftmassenstromsensor 52 erstreckt sich auch außerhalb des Luftkastens 20, wie in 4 dargestellt, und ist funktionsfähig über Kabel (nicht dargestellt) mit einer Motorsteuerung (nicht dargestellt) verbunden und stellt die von der Steuerung zum Steuern des Motors 12 verwendeten Luftmassenstromdaten zur Verfügung. Diese Anordnung könnte auch für Ansaugsysteme verwendet werden, die keine Luftmassenstrommessung für die Motorsteuerung verwenden.
Merkmale, die in einer Figur dargestellt werden, können mit in anderen Figuren angegebenen Merkmalen kombiniert, sowie durch diese ersetzt oder geändert werden. Soweit nicht anders angegeben, schließen sich keine Eigenschaften, Elemente oder Einschränkungen gegenseitig durch andere Eigenschaften, Elemente oder Einschränkungen aus. Außerdem sind keine der Eigenschaften, Elemente oder Einschränkungen für den Betrieb unbedingt erforderlich. Alle spezifischen in den Figuren dargestellten Konfigurationen sind rein illustrativ und schränken die Patentansprüche oder Beschreibung in keiner Weise ein.
Der Panelfilter 18 ist von der Bodenwand 30 beabstandet und oberhalb der Bodenwand 30 angeordnet. Jegliche Feuchtigkeit, die durch den Panelfilter 18 aus dem Luftstrom herausgefiltert wird, sammelt sich an der Bodenwand 30. In der Bodenwand 30 ist eine Ablauföffnung 47 vorgesehen. Da der Panelfilter 18 von der Bodenwand 30 beabstandet ist, wird er von der gebündelten Feuchtigkeit entfernt und fungiert nicht als Docht. Der Panelfilter 18 ist so positioniert, dass der Luftkasten 20 angrenzend an die erste Seite 44 in einem schrägen Winkel zur Bodenwand 30 angeordnet ist, um die Verpackung im Inneren des Luftkastens 20 zu optimieren.
Wie in den 1 und 6 dargestellt, ist eine Haube 64 beispielsweise durch Klappscharniere 71 an einer hinteren Seite der Haube 64 mit der Karosserie 54 verbunden. Die Haube 64 kann zum Abdecken des Motorraums 14 in eine geschlossene Position gebracht werden. Die Haube 64 weist ein Haubenaußenblech 66 und ein Haubeninnenblech 68 auf, die mit dem Haubenaußenblech 66 verbunden sind. Das Haubeninnenblech 68 liegt bei geschlossener Haube 64 im Allgemeinen näher am Motorraum 14 als das Haubenaußenblech 66. Die Haube 64 definiert auch einen innersten Haubenrand 56 und einen gegenüberliegenden, äußersten Haubenrand 58. Der äußerste Haubenrand 58 liegt näher am Kühlergrill 77 als der innerste Haubenrand 56.
Relativ niedrige Außenlufttemperaturen werden durch die Haube 64 und durch einen Haubeneinlasskanal 74, der an der Unterseite der Haube 68 befestigt ist, an die erste Einlassöffnung 24 geleitet. Namentlich unter Bezugnahme auf die 1, 2, 4 und 7 wird der Haubeneinlasskanal 74 an der Unterseite des Haubeninnenblechs 68 mit Befestigungselementen 48, wie beispielsweise Schrauben oder „Tannenbaum“-Befestigungselementen befestigt, die sich durch Laschen 76 um einen Umfang des Haubeneinlasskanals 74 in die Befestigungsöffnungen im Haubeninnenblech 68 erstrecken. Die Laschen 76 können als Haubenkanal-Isolatoren bezeichnet werden, da diese Laschen 76 den Haubenkanal 74 von der Haube 64 trennen. Der Haubeneinlasskanal 74 ist mit der Unterseite der Haube 64 gekoppelt, jedoch nicht mit der Haube 64 integriert. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die erste Einlassöffnung 24 ausschließlich mit dem Haubeneinlasskanal 74 gekoppelt, sodass die Luft aus dem Haubeneinlasskanal 74 in die ungefilterte Seite 31 des inneren Kastenhohlraums 21 durch die erste Einlassöffnung 24 strömen kann, um die Anzahl der Teile zu minimieren.
Der Haubeneinlasskanal 74 weist einen ersten Ansaugeinlass 75 auf, der zwischen dem Haubenaußenblech 66 und dem Haubeninnenblech 68 angeordnet ist. Der erste Ansaugeinlass 75 weist eine konische Konfiguration auf. Insbesondere verringert sich die Breite W4 des ersten Ansaugeinlasses 75 in einer Richtung weg von einem Motorhaubengitter 79. Neben dem Motorhaubengitter 79 weist die Haube 64 eine Frontblende 81 auf, die das Motorhaubengitter 79 trägt. Das Motorhaubengitter 79 definiert eine nach vorne gerichtete Haubenöffnung 78 (dargestellt in 7), durch die Luft zu einer nach vorne gerichteten Haubenöffnung 78 zwischen dem Haubeninnenblech 68 und dem Haubenaußenblech 66 geleitet wird. Die Frontblende 81 kann am Haubenaußenblech 66 um die nach vorne gerichtete Haubenöffnung 78 befestigt werden. Der Haubeneinlasskanal 74 weist eine nach vorne gerichtete Kanalöffnung 82 auf, die mit der nach vorne gerichteten Haubenöffnung 78 so ausgerichtet ist, dass Luft von der Außenseite des Fahrzeugs 16 durch die nach vorne gerichtete Haubenöffnung 78 der Haube 64 in den Haubeneinlasskanal 74 durch die nach vorne gerichtete Kanalöffnung 82 geleitet wird. Die Größe der nach vorne gerichteten Haubenöffnung 78 ist größer als die Größe der nach vorne gerichteten Kanalöffnung 82, um eine Gitterabdeckung aufzunehmen, sodass der Funktionsbereich die Strömung nicht einschränkt. Intern kann die nach vorne gerichtete Haubenöffnung 78 vertikale Strömungsrichter aufweisen, die zur Normalisierung der Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in das Luftansaugsystem beitragen. In anderen Ausführungsformen könnte die Haube 64 dazu konfiguriert sein, Luft von der nach vorne gerichteten Haubenöffnung 78 zur nach vorne gerichteten Kanalöffnung 82 zu leiten. Eine oder mehrere Expansionskammer(n) 95 im Haubeneinlasskanal 74 können so bemessen sein, um bestimmte Induktionsschallfrequenzen zu dämpfen.
Wie in den 1, 2, 4 und 6 dargestellt, windet sich der Haubeneinlasskanal 74 in einer Serpentinenlinie von der vorderen Haubenöffnung 80 zu einem Haubenkanalausgang 90 des Haubeneinlasskanals 74. Eine zweite Dichtung 97 verbindet direkt den Haubenkanalausgang 90 des Haubeneinlasskanals 74. Somit ist es nicht erforderlich, die Luft aus dem Haubeneinlasskanal 74 in den Luftkasten 20 zu leiten, was die Herstellung und Montage des Luftansaugsystems 10 erleichtert. Der Haubeneinlasskanal 74 weist mindestens eine erste Krümmung 92 und eine zweite Krümmung 94 auf. Wie vorstehend erläutert, ist der Haubeneinlasskanal 74 mit einer Expansionskammer 95 ausgestattet, die einen erweiterten Strömungsquerschnitt zwischen der nach vorne gerichteten Kanalöffnung 82 und der Ausgangsöffnung 90 aufweist. Eine Breite W1 des Haubeneinlasskanals 74 in der Expansionskammer 95 zwischen den Krümmungen 92, 94 ist größer als eine Breite W2 des Haubeneinlasskanals 74 stromaufwärts der ersten Krümmung 92 und eine Breite W3 des Haubeneinlasskanals 74 stromabwärts der zweiten Krümmung 94. Die Höhe H des Haubeneinlasskanals 74 an der Expansionskammer 95, dargestellt in 2, ist größer als die Höhe in allen anderen Bereichen des Haubeneinlasskanals 74. Dementsprechend ist ein Strömungsbereich an der Expansionskammer größer als ein Strömungsbereich an allen anderen Teilen des Haubeneinlasskanals 74. Der größere Strömungsbereich sorgt für eine Reduzierung des Durchsatzes durch den Teil des Haubeneinlasskanals 74 zwischen der ersten Krümmung 92 und der zweiten Krümmung 94. Der reduzierte Durchsatz sorgt für mehr Zeit zum Ablagern von Verunreinigungen aus dem Luftstrom in dem Bereich zwischen der ersten Krümmung 92 und der zweiten Krümmung 94. Ein Wasserablassventil 96 ist an der Unterseite der Expansionskammer 95 des Haubeneinlasskanals 74 mit dem erweiterten Strömungsbereich angeordnet, um Flüssigkeit oder andere Verunreinigungen (z. B. geschmolzener Schnee) aus dem Luftstrom zu verdrängen. Da der Haubeneinlasskanal 74 an der Unterseite des Haubeninnenblechs 68 befestigt ist, kann er bei Bedarf abgenommen und gereinigt werden. Der Haubeneinlasskanal 74 kann aus Kunststoff bestehen, um Korrosion durch mitgeführte Feuchtigkeit zu vermeiden. So kann beispielsweise der Haubeneinlasskanal 74 aus Spritzguss-Kunststoff gefertigt sein. Der Haubeneinlasskanal 74 kann zur Verbesserung der Steifigkeit mit Außenrippen gebildet werden. Darüber hinaus kann der Haubeneinlasskanal 74 aus mehreren miteinander verbundenen Teilen gebildet werden. Der Haubeneinlasskanal 74 und die erste Einlassöffnung 24 und die zweite Einlassöffnung 28 sind dazu konfiguriert, eine optimale Luftmischung aus der nach vorne gerichteten Haubenöffnung 78 zu gewährleisten, da die Luft von außerhalb der Haube 64 eine geringere Temperatur aufweist als die Luft im Motorraum 14. Die Fluidität des Haubeneinlasskanals 74 ist mit dem Schließen der Haube 64 abgeschlossen.
Der Auslasskanal 98 ist an der Auslassöffnung 32 befestigt und so konfiguriert, dass er Luft von der Auslassöffnung 32 zum Motor 12 leitet. Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist der Haubeneinlasskanal 74 oberhalb des Auslasskanals 98 angeordnet. Eine oder mehrere Abstimmvorrichtungen können am Auslasskanal 98 befestigt werden und/oder Teil des Strömungsweges vom Auslasskanal 32 zum Motor 12 sein. Ein Zischresonator und ein Stimmgerät können zur Reduzierung der Motorgeräusche an den Auslasskanal 98 angekoppelt werden. Ein Ende des Auslasskanals 98 wird entweder mit einer Drosselklappe oder einem Turbolader verbunden, um den Motor mit Luft zu versorgen 12.
Die relativ niedrige Lufteintrittstemperatur und der relativ geringe Druckverlust, der durch den Einsatz des Ansaugsystems mit dem dualen Einlassgehäuse erreicht werden kann, können die Fahrzeugkennzahlen, wie beispielsweise Bergauffahrtzeit, Motorleistung beim Bergauffahren bei extremen Temperaturen und Motorleistung im Stop-and-go-Stadtverkehr, verbessern. Die Prüfung zeigt eine Verringerung der Motoreintrittstemperatur im Vergleich zu der aus dem Motorraum angesaugten Luft. Die Prüfungen zeigten eine höhere Leistung und eine geringere thermische Belastung des Ladeluftkühlers. Im Vergleich zu einem Fahrzeug, das Luft aus dem Motorraum aufnimmt, konnte bei einer Anhängelast eine Leistungssteigerung nachgewiesen werden. Die thermische Belastung des Ladeluftkühlers wurde ebenfalls reduziert. Darüber hinaus wird die ungefilterte Seite (d. h. die „schmutzige Seite“ oder die „Unterseite“) des im Gehäuse gebildeten Innenhohlraums niedrig im Gehäuse positioniert, wodurch die Wasser- und Schmutzaufnahme im Luftstrom zum Motor reduziert wird. Die duale Einlasskonstruktion kann einen größeren Einlassbereich vorsehen, was die Luftströmungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einem einzelnen Einlass mit einem kleineren Einlassströmungsbereich reduziert. Eine reduzierte Luftströmungsgeschwindigkeit kann die Schadstoffaufnahme verringern. Darüber hinaus bietet die duale Einlasskonstruktion einen Hilfspfad, wenn die Strömung durch die erste Einlassöffnung 24 oder die zweite Einlassöffnung 28 beeinträchtigt wird. Während des Betriebes gleicht das Luftansaugsystem 10 die Leistung für Verunreinigungen passiv auf die Temperatur bei gleichbleibend hoher Leistung aus. Darüber hinaus bietet die duale Einlasskonstruktion des Luftansaugsystems 10 einen sicheren Durchgang für den Luftstrom, wenn der eine Einlass blockiert ist, und optimiert die Spitzenleistung bei passivem Leistungsausgleich sowohl bei Hitze als auch bei Kälte. Bei kaltem Wetter, wenn der erste Luftströmungspfad durch Schnee behindert wird, saugt das Luftansaugsystem 10 Luft aus dem zweiten Pfad an, wobei der zweite Pfad einer gleichen Größe entspricht wie der erste Pfad und kein Notfallpfad ist. Daher verlangsamt das Luftansaugsystem 10 effektiv die Schneeaufnahme über den ersten Pfad und erhöht gleichzeitig die Temperatur, um den vom ersten Pfad eindringenden Schnee herauszuschmelzen. Bei hohen Temperaturen, wenn die Temperaturen unter der Motorhaube durch die Verlangsamung des Fahrzeugs 16 hoch sind, zieht das Luftansaugsystem 10 kältere Luft aufgrund der Gebläseansaugung auf dem ersten CRFM-Pfad aus dem Haubenpfad und nicht aus dem CRFM-Pfad. Damit sorgt das Luftansaugsystem 10 selbstständig für einen Ausgleich von Temperaturen in Hochtemperaturbereichen und Schadstoffen in Niedrigtemperaturbereichen. Andere Systeme erfüllen das eine oder andere, wobei jedoch aufgrund des einzigartigen Layouts und der Systembalance das aktuell offenbarte Luftansaugsystem 10 beides leistet.
1, 3, 4 und 5 stellen einen Luftansaugsammler 35 dar, der einen zweiten Ansaugeinlass 11 definiert. Ein Lufteinlasskanal 17 in fließender Verbindung mit dem Luftkasten 20 und der Luftansaug-Sammleranordnung 100. In der dargestellten Ausführungsform verbindet der Lufteinlasskanal 17 direkt die Lufteinlass-Sammleranordnung 100 und den Luftkasten 20. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die zweite Einlassöffnung 28 ausschließlich mit dem Lufteinlasskanal 17 gekoppelt, sodass die Luft aus dem Lufteinlasskanal 17 in die ungefilterte Seite 31 des inneren Kastenhohlraums 21 durch die zweite Einlassöffnung 28 strömen kann, um die Anzahl der Teile zu minimieren. So kann beispielsweise die zweite Einlassöffnung 28 direkt mit dem Lufteinlasskanal 17 gekoppelt werden, um die Anzahl der Teile zu minimieren. Ein Kondensator-, Kühler- und Lüftermodul (CRFM) 23 ist ebenfalls schematisch in 5 dargestellt. Die Luft strömt durch das CRFM 23 in den Motorraum 14. Der Luftansaugsammler 35 ist oberhalb und vor dem CRFM 23 angeordnet, sodass der Luftansaugsammler 100 Niedertemperaturluft zur Optimierung der Motorleistung ansaugen kann. Somit ist die Luftansaug-Sammleranordnung 100 über und vor dem CRFM 23 angeordnet. Mit anderen Worten ist das CRFM 23 angrenzend an den Ansaugsammler 35 angeordnet, sodass die Luftansaug-Sammleranordnung 100 Niedertemperaturluft zur Optimierung der Motorleistung ansaugen kann. Der Haubeneinlasskanal 74 und die Luftansaug-Sammleranordnung 100 sind ähnlich bemessen, um eine gleichmäßige Strömung in den Luftkasten 20 zu gewährleisten. Daher ist das Luftansaugsystem 10 kein Zweikanalsystem mit einem Primärkanal und einem begrenzten Hilfsabzweig. Vielmehr sind der Haubeneinlasskanal 74 und die Luftansaug-Sammleranordnung 100 so bemessen, dass eine gleichmäßige Strömung in den Luftkasten 20 möglich ist. Daher ist die über den Haubeneinlasskanal 74 in die erste Einlassöffnung 24 eintretende Strömung gleich zu der über die Lufteinlass-Sammleranordnung 100 in die zweite Einlassöffnung 28 eintretenden Strömung, um die Leistung in kalten und heißen Umgebungen passiv auszugleichen. Jeder der Haubeneinlasskanäle 74 und der Lufteinlass-Sammleranordnungen 100 können für eine optimale Dämpfung ein Neunzig-Grad-Verhältnis zwischen Einlass und Auslass aufweisen.
Die vom zweiten Ansaugeinlass 11 eingespeiste Luft wird für die Verbrennung durch den Motor 12 verwendet. Faktoren, wie Druckabfall, Zulufttemperatur, Luftaustrittstemperatur, Lärm, Schadstoffvermeidung und Feuchtigkeitsabscheidung, werden bei der optimalen Konstruktion des zweiten Ansaugeinlasses 11 berücksichtigt. Im Allgemeinen wird die Leistung des Motors 12 verbessert, wenn der zweite Ansaugeinlass 11 die Luft mit der niedrigsten Temperatur und dem geringsten Druckabfall zwischen Einlass und Auslass des Ansaugsystems 10 liefert. Die aus dem Motorraum angesaugte Luft weist im Allgemeinen eine höhere Temperatur auf als die aus anderen Bereichen, wie beispielsweise der Vorderseite des Fahrzeugs 16, da der Motorraum im Vergleich zur äußeren Umgebungsluft eine höhere Lufttemperatur aufweist. Allerdings ist es wahrscheinlicher, dass die Umgebungsluft Feuchtigkeit beinhaltet, einschließlich Regen, Schnee oder Spritzwasser. Der zweite Ansaugeinlass 11 verbessert die Leistung des Fahrzeugs 16 durch Bereitstellung eines hohen Volumens an relativ sauberer, trockener Luft mit geringem Druckverlust.
5 stellt einen Querschnitt eines Teils des Fahrzeugs 16 dar, einschließlich des zweiten Ansaugeinlasses 11, der im Allgemeinen entlang einer Linie 5-5 von 1 aufgenommen wurde. Der zweite Ansaugeinlass 11 beinhaltet mehrere Stufen, von denen jede die Richtung des Luftstroms durch das Luftansaugsystem 10 ändert. Änderungen der Luftrichtung fördern den Abtransport von Feuchtigkeit, wie beispielsweise Regen und Schnee, wenn die Luft durch den zweiten Ansaugeinlass 11 in Richtung Lufteinlasskanal 17 strömt. Die Komponenten, die den zweiten Ansaugeinlass 11 definieren, werden als Luftansaug-Sammleranordnung 100 bezeichnet. Die Luftansaug-Sammleranordnung 100 erstreckt sich entlang der Querrichtung T (d. h. der Querrichtung des Fahrzeugs).
Wie in den 1, 3 und 5 dargestellt, beinhaltet die Luftansaug-Sammleranordnung 100 eine Frontblende 130, welche die von der Vorderseite des Fahrzeugs 16 ankommende Luft in eine erste Stufe des zweiten Ansaugeinlasses 11 umleitet. Die erste Stufe des zweiten Ansaugeinlasses 11 wird zwischen einem Einlassleitblech 132 und einer Einlassplatte 134 gebildet.
Die erste Stufe erfolgt innerhalb eines Einlasssammlers 135, der zwischen dem Einlassleitblech 132 und der Einlassplatte 134 definiert und von diesem im Wesentlichen begrenzt oder eingerahmt ist. Der hierin verwendete Begriff „Plenum (Sammler)“ bezeichnet ein Raumvolumen, das im Wesentlichen umschlossen ist und als Aufnahme- oder Auffangkammer für Luft dienen kann, die auf andere Bereiche des Fahrzeugs 16 verteilt wird.
Eine zweite Stufe des zweiten Ansaugeinlasses 11 wird durch das Einlassleitblech 134 und eine dritte Stufe des zweiten Ansaugeinlasses 11 durch einen oberhalb des Einlassleitblechs 134 definierten Auslassplenums 136 gebildet. Das Auslassplenum 136 ist der Raum oder das Volumen, das die Luftstromkommunikation zwischen der Einlassplatte 134 und dem Lufteinlasskanal 17 gewährleistet.
Oberhalb der Einlassplatte 134 erstreckt sich ein Auslassleitblech 138. Bei einigen Konfigurationen kann das Auslassleitblech 138 einteilig mit der Einlassplatte 134 ausgebildet sein.
Das Einlassleitblech 132 ist unterhalb der Einlassplatte 134 und das Auslassleitblech 138 oberhalb der Einlassplatte 134 dargestellt, sodass die Luft von unten nach oben durch die Einlassplatte 134 strömt. Die relativen Positionen des Einlassleitblechs 132 und des Auslassleitblechs 138 können jedoch umgekehrt werden, sodass die Luft von oben nach unten durch die Einlassplatte 134 strömt.
Das Auslassplenum 136 ist ein im Wesentlichen geschlossenes Volumen, das die Luft hält. In der dargestellten Konfiguration wird das Auslassplenum 136 durch die Einlassplatte 134, das Auslassleitblech 138, das Frontleitblech 130 und die Motorhaube 64 definiert bzw. begrenzt. Zusätzliche Dichtungen, Platten oder andere Konstruktionen können jedoch das Auslassplenum 136 und/oder das Auslassleitblech 138 weiter definieren. In der abgebildeten Ausführungsform ist eine dritte Dichtung 131 am Auslassleitblech 138 angeordnet (und daran befestigt), um zu verhindern, dass Luft aus der Luftansaug-Sammleranordnung 100 entweicht. Die dritte Dichtung 131 kontaktiert die Motorhaube 64. Dadurch wird die Einlassluft durch das Einlassleitblech 132 in die Luftansaug-Sammleranordnung geleitet.
Frischluft von der Vorderseite des Fahrzeugs 16 strömt von oben (und vor dem CRFM 23) in den Einlasssammler 135 der Luftansaug-Sammleranordnung 100, und zwar mit geringem oder keinem Luftstrom aus der Nähe des Motors 12. Daher wird die vom Motor 12 erzeugte und vom CRFM 23 abgestrahlte Wärme nicht an die in die Luftansaug-Sammleranordnung 100 strömende Luft abgegeben. Somit ist das CRFM 23 hinter und unterhalb der Luftansaug-Sammleranordnung 100 angeordnet. Dementsprechend liegt das Fahrzeuggitter 77 näher an der Luftansaug-Sammleranordnung 100 als am CRFM 23.
Die Einlassplatte 134 beinhaltet eine Vielzahl von ersten längsgerichteten Tasten oder ersten Tasten 142 und eine Vielzahl von zweiten längsgerichteten Tasten oder zweiten Tasten 144. Die ersten Tasten 142 und die zweiten Tasten 144 sind längliche Lamellen, Streifen, Leisten oder Rippen. Die zweiten Tasten 144 sind vertikal versetzt zu den ersten Tasten 142 und sind ebenfalls quer zu den ersten Tasten 142 versetzt, um den Luftstrom zum Lufteinlasskanal 17 zu lenken.
Das Einlassleitblech 132 befindet sich unterhalb der Einlassplatte 134 und nimmt Luft von der Vorderseite des Fahrzeugs 16 auf, beispielsweise durch das Fahrzeuggitter 77 des Fahrzeugs 16. Luft strömt in die Luftansaug-Sammleranordnung 100, die sich in Längsrichtung in das Einlassleitblech 132 unterhalb der Einlassplatte 134 bewegt, eventuell nach Umlenkung durch das Frontleitblech 130.
Nach dem Eintritt in das Einlassleitblech 132 muss sich die Luft von im Wesentlichen längs zu im Wesentlichen vertikal bewegen, um in die Einlassplatte 134 zu gelangen, die eine zweite Stufe der Luftansaug-Sammleranordnung 100 definiert.
Während des Betriebs der Luftansaug-Sammleranordnung 100 tritt Luft in die Vorderseite des Fahrzeugs 16 ein und strömt in das Einlassleitblech 132, wie durch einen exemplarischen Strömungsweg F dargestellt. Im Einlassleitblech 132 bewegt sich die Luft im Wesentlichen in Längsrichtung, muss sich aber rechtwinklig drehen, um in die Einlassplatte 134 zu gelangen. Diese Richtungsänderung bewirkt die Trennung von Feuchtigkeit, wie beispielsweise Regen und Schnee, von der Luft. Die Dynamik der Feuchtigkeit setzt sich in Längsrichtung fort, während sich die Luft senkrecht zur Einlassplatte 134 bewegt.
Die Luft bewegt sich im Wesentlichen vertikal zwischen den ersten Tasten 142. Die zweiten Tasten 144 zwingen die Luft zu einer weiteren rechtwinkligen Drehung (entweder zur linken oder zur rechten Seite des Fahrzeugs 16).
Deshalb bewirkt die Einlassplatte 134 als zweite Stufe der Luftansaug-Sammleranordnung 100, dass der Luftstrom mindestens zwei rechtwinklige Umdrehungen macht, die jeweils eine zusätzliche Trennung der Feuchtigkeit von der Luft fördern. Verlässt der Luftstrom die Einlassplatte 134 und tritt als dritte Stufe in das Auslassplenum 136 ein, dreht er sich entweder erneut rechtwinklig oder um 180 Grad in Richtung Lufteinlasskanal 17.
Die bei jeder Richtungsänderung abgeführte Feuchtigkeit sinkt nach unten und entwässert durch die Einlassplatte 134, die ein Ablaufgitter aufweist, das aus den ersten Tasten 142 und 144 gebildet wird. Darüber hinaus reduziert die Luftansaug-Sammleranordnung 100 - insbesondere das Einlassplenum 135 und das Auslassplenum 136 - die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Lufteinlasskanal 17. Im Allgemeinen sind niedrigere Geschwindigkeiten zum Absenken der Feuchtigkeit des Luftstroms von Vorteil.
Alternativ kann man sagen, dass jede Stufe der Luftansaug-Sammleranordnung 100 mindestens eine Richtungsänderung bewirkt, welche die Trennung der Feuchtigkeit vom Luftstrom fördert. In der ersten Stufe, die durch das Einlassleitblech 132 gebildet wird, wird die Luft von einer im Wesentlichen Längsströmung in eine im Wesentlichen vertikale Strömung umgewandelt. In der zweiten Stufe, gebildet durch die Einlassplatte 134, wird die Luft von einer im Wesentlichen vertikalen Strömung in eine im Wesentlichen querverlaufende Strömung und zurück in eine im Wesentlichen vertikale Strömung umgewandelt. In der dritten Stufe, gebildet durch das Auslassleitblech 138, wird die Luft von einer im Wesentlichen vertikalen Strömung in eine im Wesentlichen querverlaufende Strömung umgewandelt, während sie sich in Richtung Lufteinlasskanal 17 bewegt. Abhängig von der Ausrichtung des Lufteinlasskanals 17 kann eine zusätzliche Richtungsänderung auftreten.
Das Einlassplenum 35 ist gegenüber dem Fahrzeug 16 nach vorne gerichtet. Die nach vorne gerichtete Ausrichtung führt zu einem erhöhten Druck der Luft, die in das Einlassplenum 35 eintritt bzw. dieses befüllt und dabei sogar Stauluft aufnimmt, während sich das Fahrzeug 16 mit einer Geschwindigkeit bewegt. Erhöhter Druck, bezogen auf den Umgebungsdruck, reduziert das Vakuum gegenüber dem Motorraum. Andere Systeme können ein höheres Vakuum aufweisen, was zu einem Ansaugen von heißer Luft aus dem Motorraum in den Ansaugkanal führen kann.
Die frontseitige Ausrichtung kann jedoch auch zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Einziehens von Feuchtigkeit in die Luftansaug-Sammleranordnung 100 führen, sodass die durch die versetzten Strömungsabschnitte verursachten Richtungsänderungen genutzt werden, um dem Luftstrom vor dem Lufteinlasskanal 17 Feuchtigkeit zu entziehen. Auch Lärm, Vibrationen und Rauheit werden durch die mehrstufige Bauweise reduziert, da zwischen dem Lufteinlasskanal 17 und der Außenseite des Fahrzeugs 16 kein direkter Pfad vorhanden ist und durch die Stufen der Luftansaug-Sammleranordnung 100 mehrfache Vor und Zwischenräume gebildet werden. Die Luftansaug-Sammleranordnung 100 kann vergrößerte Bereiche oder Kammern zum Reduzieren der Lufteinlassgeschwindigkeiten beinhalten, um das Eindringen von Verunreinigungen zu minimieren.
Um die Verengung des Luftstroms zu reduzieren und den Druckabfall zu minimieren, bewahrt die Luftansaug-Sammleranordnung 100 einen relativ hohen Volumenstrom bei niedriger Geschwindigkeit. Des Weiteren ist die Gesamtfläche der einzelnen Strömungsabschnitte größer als die Querschnittsfläche des Lufteinlasskanals 17.
Während die besten Arten zur Ausführung der Lehren im Detail beschrieben wurden, werden mit der in vorliegender Offenbarung beschriebenen Technik vertraute Fachleute verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zur Umsetzung der Lehren im Rahmen der hinzugefügten Ansprüche erkennen. Das hierin veranschaulichend offenbarte Luftansaugsystem 10 kann in einer geeigneten Weise in Abwesenheit eines beliebigen Elements ausgeführt werden, das hierin nicht spezifisch offenbart ist. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind.

Claims

Luftansaugsystem, umfassend: einen Haubeneinlasskanal mit einem ersten Ansaugeinlass; eine Luftansaug-Sammleranordnung mit einem zweiten Ansaugeinlass; einen Luftkasten in fließender Verbindung mit der Luftansaug-Sammleranordnung und dem Haubeneinlasskanal, worin der Luftkasten einen inneren Kastenhohlraum definiert; und einen Panelfilter, der innerhalb des Luftkastens angeordnet ist, worin der Panelfilter den inneren Kastenhohlraum so teilt, dass der erste Ansaugeinlass und der zweite Ansaugeinlass vor dem Panelfilter liegen.
Luftansaugsystem nach Anspruch 1, worin der Panelfilter den inneren Kastenhohlraum in eine Unterseite und eine Oberseite unterteilt, der Haubeneinlasskanal in fließender Verbindung mit der ungefilterten Seite des inneren Kastenhohlraums steht, um zu ermöglichen, dass Luft von dem Haubeneinlasskanal zur Unterseite des inneren Kastenhohlraums des Luftkastens strömt, und die Luftansaug-Sammleranordnung ist in fließender Verbindung mit der Unterseite des inneren Kastenhohlraums, sodass die Luft von der Luftansaug-Sammleranordnung zur Unterseite des inneren Kastenhohlraums des Luftkastens strömen kann.
Luftansaugsystem nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Auslasskanal in fließender Verbindung mit der Oberseite des inneren Kastenhohlraums, worin der Auslasskanal dem Panelfilter nachgeschaltet ist, damit die Luft von der Oberseite des inneren Kastenhohlraums zum Auslasskanal strömen kann.
Luftansaugsystem nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Lufteinlasskanal, der zwischen der Luftansaug-Sammleranordnung und dem Luftkasten gekoppelt ist, sodass die Luft vom Luftansaugsammler zum Luftkasten durch den Lufteinlasskanal strömen kann, und die Luftansaug-Sammleranordnung weist einen erhöhten Rand auf, um das Eindringen von Wasser in den zweiten Einlasskanal zu begrenzen.
Luftansaugsystem nach Anspruch 4, worin der Luftkasten eine erste Einlassöffnung definiert, die mit dem Einlasskanal der Motorhaube gekoppelt ist, sodass die Luft aus dem Haubeneinlasskanal in die Unterseite des inneren Kastenhohlraums durch die erste Einlassöffnung strömen kann.
Luftansaugsystem nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Dichtung, die zwischen der ersten Einlassöffnung und dem Haubeneinlasskanal angeordnet ist.
Luftansaugsystem nach Anspruch 6, worin der Luftkasten eine zweite Einlassöffnung definiert, die mit dem Lufteinlasskanal gekoppelt ist, sodass die Luft vom Lufteinlasskanal in die Unterseite des inneren Kastenhohlraums durch die zweite Einlassöffnung strömen kann, und die erste Einlassöffnung und die zweite Einlassöffnung sind an gegenüberliegenden Enden des Luftkastens angeordnet, um eine gleichmäßige Luftverteilung über den Panelfilter zu erzeugen.
Luftansaugsystem nach Anspruch 7, worin der Haubeneinlasskanal eine Expansionskammer beinhaltet und die Luftansaug-Sammleranordnung die Einspritzung von Niedertemperaturluft in den Luftkasten zur Maximierung der Motorleistung erleichtert.
Luftansaugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Wasserablassventil, worin das Wasserablassventil so konfiguriert ist, dass es Wasser aus dem Haubeneinlasskanal entfernt.
Luftansaugsystem nach Anspruch 9, worin sich die Luftansaug-Sammleranordnung entlang einer Querrichtung erstreckt, wobei der erste Ansaugeinlass in vertikaler Richtung von der Luftansaug-Sammleranordnung beabstandet ist und die vertikale Richtung senkrecht zur Querrichtung verläuft.