DE10216386A1

DE10216386A1 - Verwirbelungs-Einrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10216386A1
Application number: DE10216386A
Authority: DE
Inventors: Udo Graute
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-13
Also published as: DE10216386B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwirbelungs-Einrichtung für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors, mit einem Rohrabschnitt, in welchem ein drehbares Verwirbelungselement angeordnet ist, und mit einer elastischen Manschette zum Anschluss dieses Rohrabschnitts an vorhandene ansaugseitige Luftführungselemente des Motors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwirbelungs-Einrichtung, um die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors zu verwirbeln.
Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass durch die Verwirbelung und Homogenisierung der Luft vorteilhafte Auswirkungen auf die Leistung des Motors, auf die Reinheit seiner Abgase, sowie auf den Kraftstoffverbrauch des Motors erzielbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verwirbelungs- Einrichtung für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors zu schaffen, die bei bestehenden Motoren mit möglichst geringem finanziellen und Arbeitsaufwand nachrüstbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, als Teil des Ansaugtraktes des Motors einen Rohrabschnitt vorzusehen, der das Verwirbelungselement enthält, und diesen Rohrabschnitt mit Hilfe einer elastischen Manschette an vorhandene Luftführungselemente des Ansaugtraktes anzuschließen.
Auf besonders einfache Weise, nämlich ohne den bestehenden Ansaugtrakt des Motors zu durchtrennen, ist dies möglich, wenn der Rohrabschnitt als vorderstes Element des Luftansaugtraktes verwendet wird und beispielsweise gegen einen vorhandenen Luft-Ansaugstutzen eines Luftansaugtraktes ausgetauscht wird oder auf diesen Luft-Ansaugstutzen mit Hilfe der Manschette als vordere Verlängerung des bestehenden Luftansaugtraktes aufgesetzt wird.
Insbesondere ist hierdurch vorteilhaft sichergestellt, dass die Verwirbelungs-Einrichtung in Strömungsrichtung der Luft vor dem Luftfilter des Motors angeordnet wird und insbesondere auch vor einem gegebenenfalls vorhandenen Luftmengenmesser, der häufig bei Kraftstoff-Einspritzanlagen vorgesehen ist, sodass diese Bestandteile des Luftansaugtraktes unverändert wirksam sind und lediglich der Motor besser "beatmet" wird. Der Luftmengenmesser oder eine daran angeschlossene elektronische Steuerung muß daher nicht umprogrammiert werden, da der Luftmengenmesser auf einfache Weise bei Verwendung der Verwirbelungs-Einrichtung einfach die nun geänderten Luftverhältnisse bewertet und dementsprechend in an sich bekannter Weise die Kraftstoffdosierung des Motors beeinflusst.
Vorteilhaft kann das Verwirbelungselement als elektrisch antreibbarer Propeller ausgestaltet sein, sodass nicht nur eine Verwirbelung, sondern auch eine zusätzliche Druckbeaufschlagung der Ansaugluft und eine damit verbundene höhere Luftmenge, die dem Motor zugeführt wird, erzielbar ist. Dabei kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, diesen elektrisch angetriebenen Propeller schaltungstechnisch zusammen mit dem Zündstrom des Motors zu schalten, sodass keine separate Betätigung der Verwirbelungs-Einrichtung erforderlich ist, die ggf. vergessen werden könnte und die nach Abstellen des Motors, beispielsweise durch direkten Anschluss an die Starterbatterie des Motors, diese Starterbatterie ungewollt entleert. Durch die gleichzeitige Schaltung mit dem Zündstrom kann zudem das Startverhalten des Motors verbessert werden, indem bereits bei Start des Motors eine besonders gute Füllung des bzw. der Zylinder bewirkt wird.
Es kann vorgesehen sein, beispielsweise bei höheren Drehzahlen des Motors und einer dementsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeit der Luft, dass der elektrisch angetriebene Motor abgeschaltet wird. Alternativ kann vorgesehen sein, z. B. wenn die erfindungsgemäßen Vorteile ausschließlich bei höheren Drehzahlen des Motors zum Tragen kommen sollen, ohnehin keinen eigens angetriebenen Propeller vorzusehen, sondern vielmehr einen ausschließlich passiv mitlaufenden Rotor vorzusehen, der durch den Luftstrom im Ansaugtrakt angetrieben wird und durch seine Drehbewegung die gewünschte Verwirbelung der Luft sicherstellt.
Bei Ausgestaltung als elektrisch angetriebener Motor ergibt sich weiterhin eine Vereinfachung gegenüber anderen, beispielsweise mechanischen Antriebsarten, dass die Nachrüstung der Verwirbelungs-Einrichtung problemlos möglich ist und nicht etwaige mechanische Übertragungsmittel, wie beispielsweise Keilriemen oder dergleichen, vom Motor oder von durch den Motor angetriebenen Nebenaggregaten zu der Verwirbelungs-Einrichtung geführt werden müssen.
Vorteilhaft kann der Rohrabschnitt derart ausgestaltet sein und insbesondere durch die elastische Manschette derart an vorhandene Elemente des Luftansaugtraktes anpassbar sein, dass ohne größere Umbauarbeiten, lediglich durch Verwendung der elastischen Manschette, die Verwirbelungs-Einrichtung an diese vorhandenen Elemente des Luftansaugtraktes anschließbar ist. Dabei kann ggf. der Luftansaugtrakt unverändert bleiben und lediglich durch den zusätzlich montierten Rohrabschnitt ergänzt werden.
Es kann vorteilhaft sein, die Verwirbelungs-Einrichtung als Austauschelement zu verwenden und gegen bestehende Teile des Luftansaugtraktes auszuwechseln.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, den Rohrabschnitt bereits mit einem Luftfilter zu versehen: so ist auch bei beengten Einbauverhältnissen der Einbau der Verwirbelungs-Einrichtung dadurch problemlos möglich, dass kein zusätzlicher Bauraum innerhalb dieser ggf. beengten Umgebung, beispielsweise innerhalb des Motorraums eines Kraftfahrzeugs, geschaffen werden muss. Vielmehr können auf diese Weise bestehende Komponenten des Luftansaugtraktes gegen die Verwirbelungs- Einrichtung ausgetauscht werden, indem ein vorhandener Luftfilter gegen die Verwirbelungs-Einrichtung ausgetauscht werden, wobei der Rohrabschnitt mit seinem eigenen Luftfilter anstelle des serienmäßig vorhandenen Luftfilters in den Ansaugtrakt eingesetzt wird.
Bei einer derartigen Anordnung befindet sich typischerweise das Verwirbelungselement hinter dem Luftfilter, während ansonsten, wenn die Verwirbelungs-Einrichtung zusätzlich zu dem kompletten, serienmäßig vorhandenen Ansaugtrakt eingesetzt wird, vorteilhaft die Verwirbelungs-Einrichtung vor dem serienmäßig vorhandenen und beibehaltenen Luftfilter angebracht wird, um einen möglichst einfachen Einbau der Einrichtung zu gewährleisten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 Ausführungsbeispiele von Verwirbelungs-Einrichtungen, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Luftansaugtraktes einer Verbrennungskraftmaschine.
In Fig. 1 ist mit 1 jeweils eine Verwirbelungs-Einrichtung für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors dargestellt, wobei die beiden dargestellten Verwirbelungs-Einrichtungen 1 jeweils einen Rohrabschnitt 2 aufweisen und eine elastische Manschette 3, und wobei innerhalb der Rohrabschnitte 2 jeweils ein elektrisch antreibbarer Propeller 4 angeordnet ist.
In Fig. 2 ist mit 5 ein Ansaugstutzen dargestellt, der den in Strömungsrichtung vordersten Teil eines Luftansaugtraktes bildet. Die Luft strömt, wie durch die Pfeile angedeutet, von links nach rechts durch den Ansaugtrakt und gelangt vom Ansaugstutzen 5 in einen Luftfilter 6, von dort in einen Luftmengenmesser 7, und aus diesem durch einen Auslassstutzen 8 zum Verbrennungsmotor. Aufgrund der vielfältigen und sehr unterschiedlichen Ausgestaltungen von Luftansaugtrakten ist die Darstellung von Fig. 2 bewusst rein schematisch und vereinfacht gehalten. Insbesondere kann, wenn keine Einspritzanlage vorgesehen ist, der Luftmengenmesser 7 entfallen, sodass an den Luftfilter 6 direkt der Auslassstutzen 8 des Luftansaugtraktes anschließt, oder es können zusätzliche, in Fig. 2 nicht angedeutete Elemente in einem Luftansaugtrakt vorgesehen sein.
Die in Fig. 1 rechts dargestellte Verwirbelungseinheit 1 kann mit Hilfe der elastischen Manschette 3 vorn auf den Ansaugstutzen 5 eines Luftansaugtraktes aufgesteckt werden, sodass durch diese Verwirbelungs-Einrichtung 1 der in Fig. 2 dargestellte Luftansaugtrakt nach links verlängert würde. Diese in Fig. 1 rechts dargestellte Verwirbelungseinheit 1 weist eine vergleichsweise kurze Baulänge auf, so dass ihr Einbau, der einen vorhandenen Luftansaugtrakt verlängert, trotz des zusätzlichen Platzbedarfs in möglichst vielen Fällen einfach durchführbar ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, eine Verwirbelungs- Einrichtung nicht als Anbauteil, sondern als Austauschteil eines Luftansaugtraktes vorzusehen. Hierzu ist beispielsweise die Verwirbelungs-Einrichtung 1 verwendbar, die in Fig. 1 links dargestellt ist. Diese kann nach Demontage des Luftfilters 6 an den Luftmengenmesser 7 oder an ein zwischen dem ursprünglichen Luftfilter 6 und dem Luftmengenmesser 7 vorgesehenes Verbindungsrohr 9 angeschlossen werden, sodass der ursprünglich für den Ansaugstutzen 5 und den Luftfilter 6 vorgesehene Raum zur Montage der Verwirbelungs-Einrichtung 1 genutzt werden kann. Die Verwirbelungs-Einrichtung 1 weist, da der originale Luftfilter 6 entfällt, einen eigenen Luftfilter auf, der einen Feinfilter aufweist, welcher hinter einem als Grobfilter dienenden, kugelsegmentartig ausgestalteten und lediglich angedeuteten Sieb 10 angeordnet ist.
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass die vorteilhaften Auswirkungen der Luftverwirbelung mit entweder passiv angetriebenen Verwirbelungselementen erzielbar sind, d. h. mit propellerartigen Verwirbelungselementen, die durch den Luftstrom, der den Luftansaugtrakt durchströmt, angetrieben werden, oder dass sich bei aktiv angetriebenen Verwirbelungselementen wie den erwähnten elektrisch angetriebenen Propellern bereits die vorteilhaften Wirkungen bei einer vergleichsweise geringen Leistungsaufnahme derartiger Propeller einstellen, wobei derartige Leistungsaufnahmen im Bereich von wenigen Watt liegen können, beispielsweise drei bis fünf Watt.

Claims

1. Verwirbelungs-Einrichtung (1) für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors,
mit einem Rohrabschnitt (2), in welchem ein drehbares Verwirbelungselement angeordnet ist,
und mit einer elastischen Manschette (3) zum Anschluss dieses Rohrabschnitts (2) an vorhandene ansaugseitige Luftführungselemente des Motors.

2. Verwirbelungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement als elektrisch antreibbarer Propeller (4) ausgestaltet ist.

3. Verwirbelungs-Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement in einer elektrischen Schaltung zusammen mit dem Zündstrom für den Motor geschaltet ist.

4. Verwirbelungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement als passiv mitlaufender, zwei- oder mehrflügeliger Rotor ausgestaltet ist, welcher von dem durch den Luftansaugtrakt strömenden Luftstrom angetrieben ist.

5. Verwirbelungs-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (2) mit einem Luftfilter versehen ist.

6. Verwirbelungs-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter in Strömungsrichtung vor dem Verwirbelungselement angeordnet ist.

7. Verwirbelungs-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung der Verwirbelungs-Einrichtung (1) in Strömungsrichtung vor dem Luftmengenmesser (7) einer Kraftstoff-Einspritzanlage des Motors.

8. Verwirbelungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch die Anordnung der Verwirbelungs-Einrichtung (1) in Strömungsrichtung vor dem Luftfilter (6) des Motors.