DE10221448B4

DE10221448B4 - Frischluftanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10221448B4
Application number: DE2002121448
Authority: DE
Inventors: Andreas Enderich
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: DE10221448A1

Abstract

Frischluftanlage eines Kraftfahrzeugs zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (4) des Fahrzeugs mit Frischluft, – mit einem Luftfilter (2), das in einem Motorraum (13) des Fahrzeugs (5) angeordnet ist, in dem auch die Brennkraftmaschine (4) angeordnet ist und der durch eine Stirnwand (14) von einem für Fahrzeuginsassen vorgesehenen Innenraum (15) des Fahrzeugs getrennt ist, – mit einer Reinluftleitung (7), die eine Reinseite (9) des Luftfilters (2) mit der Brennkraftmaschine (4) verbindet, – mit einer Rohluftleitung (6), die eine Rohseite (10) des Luftfilters (2) mit einer Lufteintrittsöffnung (12) der Frischluftanlage (1) verbindet, – wobei das Luftfilter (2) in einem von der Stirnwand (14) entfernten Bereich (22) des Motorraums (13) angeordnet ist, – wobei die Lufteintrittsöffnung (12) an oder nahe an der Stirnwand (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Luftfilter (2) eine Luftschalltrenneinrichtung (23) aufweist, die aus der Reinluftleitung (7) in das Luftfilter (2) eintretenden Luftschall zumindest teilweise daran hindert, in die Rohluftleitung (6) einzutreten, – die Luftschalltrenneinrichtung (23) an einer von der Stirnwand (14) abgewandten Seite des Luftfilters (2) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frischluftanlage für ein Kraftfahrzeug zur Versorgung einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs mit Frischluft.
Üblicherweise umfaßt eine Frischluftanlage ein Luftfilter, das in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist, in dem auch eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angeordnet ist und der durch eine Stirnwand von einem für Fahrzeuginsassen vorgesehenen Innenraum des Fahrzeugs getrennt ist. Die Frischluftanlage umfaßt eine Reinluftleitung, die eine Reinseite des Luftfilters mit der Brennkraftmaschine verbindet. Des weiteren ist eine Rohluftleitung vorgesehen, die eine Rohseite des Luftfilters mit einer Lufteintrittsöffnung der Frischluftanlage verbindet. Bei bestimmten Einbausituationen steht für die Unterbringung der Frischluftanlage im Motorraum nur wenig Bauraum zur Verfügung, wodurch die Integration der Frischluftanlage in den Motorraum erschwert ist.
Aus der DE 199 62 888 A1 ist ein Luftfilter bekannt, das einen Schalldämpfer enthält, der in das Luftfilter eintretenden Luftschall bedämpft bzw. absorbiert. Der Schalldämpfer umfaßt dabei eine Membran, die durch Luftschall zu Schwingungen angeregt wird und dadurch dem Luftschall Energie entzieht.
Aus der DE 199 51 408 A1 ist eine Frischluftanlage zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Frischluft bekannt. Diese umfasst ein Luftfilter sowie eine Roh- und eine Reinluftleitung, die in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet sind, in welchem auch die Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Luftfilter weist eine Schall-Trenneinrichtung auf, die aus der Reinluftleitung in das Luftfilter eintretenden Schall daran hindert, in die Rohluftleitung einzutreten.
Die US 2 701 024 A beschreibt einen Schalldämpfer, der in einem Luftfilterkasten einer Ansauganlage für eine Brennkraftmaschine enthalten ist.
Die DE 199 40 610 A1 beschreibt ein Luftfilter für eine Brennkraftmaschine, welches mit einer Membran zur Schalldämpfung versehen ist.
Die DE 196 53 336 A1 beschreibt eine Filteranlage, mittels der sowohl einer Brennkraftmaschine und als auch einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs zuzuführende Rohluft gereinigt werden kann. Die Filteranlage umfasst einen gemeinsamen Roheinlass sowie zwei getrennte Reinluftausgänge, die mit der Brennkraftmaschine bzw. dem Fahrzeuginnenraum fluidisch kommunizieren.
Die DE 41 23 360 A1 offenbart eine Filteranlage für ein Nutzfahrzeug. Ein Lufteinlass dieser Filteranlage ist in einem in Fahrtrichtung vorderen Bereich des Motorraums des Fahrzeugs angeordnet.
Die DE 2 715 760 C2 behandelt einen Traktor mit einem Luftfilter, dessen Lufteinlassöffnung auf dem Dach des Traktors angeordnet ist.
Die US 4 235 298 A beschreibt ein Luftfilter, das in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Ein Personeninnenraum des Kraftfahrzeugs wird mittels einer Stirnwand vom Personeninnenraum getrennt. Das Luftfilter ist beabstandet zur Stirnwand im Motorraum angeordnet.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Frischluftanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine erhöhte Raumausnutzung im Motorraum ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, mit Hilfe einer geeigneten Luftschalltrenneinrichtung den über die Reinluftleitung in das Luftfilter eintretenden Luftschall von einem Eintritt in die Rohluftleitung abzuhalten. Auf diese Weise ist es möglich, das Luftfilter in einem von der Stirnwand entfernten Bereich im Motorraum anzuordnen und die Lufteintrittsöffnung im Bereich der Stirnwand unterzubringen. Die Positionierung der Lufteintrittsöffnung im Bereich der Stirnwand erlaubt es, dort gegebenenfalls vorhandenen Einbauraum besser auszunutzen, wobei die vorgeschlagene Luftschalltrenneinrichtung gewährleistet, dass der an der Lufteintrittsöffnung austretende Luftschall hinsichtlich seiner Amplitude so weit reduziert ist, dass sich durch die gewählte Anordnung der Lufteintrittsöffnung keine Lärmbelästigung im Fahrzeuginnenraum ergibt. Die Luftschalltrenneinrichtung ist erfindungsgemäß an einer von der Stirnseite abgewandten Seite des Luftfilters angeordnet, was eine möglichst frühe Auskopplung von Schall begünstigt.
Die Luftschalltrenneinrichtung kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass der Luftschall zumindest teilweise bereits am Luftfilter in den Motorraum abgestrahlt wird. Beispielsweise besitzt die Luftschalltrenneinrichtung eine Membran, die für den Schallfluß leicht zu überwinden oder zu durchdringen ist, aber für den Luftmassenstrom undurchlässig ist. Der insoweit ausgekoppelte Luftschall kann sich dann nicht mehr durch die Rohluftleitung bis zur Lufteintrittsöffnung und somit bis zur Stirnwand ausbreiten. Dementsprechend ermöglicht die Luftschalltrenneinrichtung eine Funktionstrennung innerhalb des Luftfilters, da die Schallübertragung auf die Rohluftseite des Luftfilters behindert ist, während der Luftdurchtritt von der Luftschalltrenneinrichtung unbeeinflußt ist. Auf diese Weise kann eine örtliche Trennung der Luftschallabstrahlung und der Frischluftansaugung erzielt werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann die Luftschalltrenneinrichtung einen Schalldämpfer aufweisen oder als solcher ausgebildet sein, wobei der Schalldämpfer in das Luftfilter eintretenden Luftschall bedämpft oder zumindest teilweise absorbiert. Durch diese Maßnahme kann der in die Rohluftleitung gelangende Luftschall wirksam hinsichtlich seiner Amplitude reduziert werden, mit anderen Worten, der Eintritt des Luftschalls in die Rohluftleitung wird entsprechend behindert.
Die oben beschriebene funktionale Trennung zwischen Luftschallabstrahlung und Frischluftansaugung kann dadurch verbessert werden, dass bei einer Weiterbildung der Schalldämpfer wenigstens eine Membran aufweist, die durch in das Luftfilter eintretenden Luftschall zu Schwingungen angeregt wird und die dabei erzeugten Druckpulsationen über wenigstens eine Austrittsöffnung aus dem Luftfilter abstrahlt. Dabei ist diese wenigstens eine Austrittsöffnung so am Luftfilter angeordnet, dass die Abstrahlung der Druckpulsationen von der Stirnwand weggerichtet erfolgt. Durch ihre Schwingungsanregung nimmt die Membran Energie aus dem Luftschall auf und gibt diese in Form von Druckpulsationen, also in Form von hörbarem oder unhörbarem Luftschall in die Umgebung des Luftfilters ab. Die dem Luftschall entzogene Energie reduziert dessen Amplitude, wodurch sich eine intensive Bedämpfung des in die Rohluftleitung eintretenden Luftschalls ergibt.
Von Bedeutung ist eine Weiterbildung, bei der die Lufteintrittsöffnung in eine Frischluftleitung einer Innenraumbelüftungsanlage des Fahrzeugs einmündet, die einen mit der Fahrzeugumgebung kommunizierenden Frischlufteinlaß mit einem Eingang der Innenraumbelüftungsanlage verbindet. Bei dieser Ausführungsform wird für die Anordnung der Lufteintrittsöffnung auf eine ohnehin im Fahrzeug vorhandene Komponente zurückgegriffen, so dass Bauraum eingespart werden kann. Insbesondere weist die Frischluftleitung der Innenraumbelüftungsanlage einen an der Fahrzeugaußenseite angeordneten Frischlufteinlaß auf, der üblicherweise mit einer Regenwasserabscheidung und dgl. ausgestattet sein kann und auf den die erfindungsgemäße Frischluftanlage zugreifen kann, ohne dass dazu aufwendige Umbaumaßnehmen erforderlich sind.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.
Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Frischluftanlage.
Entsprechend 1 umfaßt eine erfindungsgemäße Frischluftanlage 1 ein Luftfilter 2 mit einem Gehäuse 3. Die Frischluftanlage 1 dient zur Versorgung einer Brennkraftmaschine 4 eines nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeugs 5 mit Frischluft. Zu diesem Zweck weist die Frischluftanlage 1 eine Rohluftleitung 6 und eine Reinluftleitung 7 auf.
Im Filtergehäuse 3 ist ein Filterelement 8 untergebracht, das im Gehäuse 3 eine Reinseite 9 von einer Rohseite 10 trennt. Die Reinseite 9 ist über die Reinluftleitung 7 mit einem Lufteinlaß 11 der Brennkraftmaschine 4 verbunden. Die Rohluftleitung 6 verbindet die Rohseite 10 des Luftfilters 2 mit einer Lufteintrittsöffnung 12 der Frischluftanlage 1. In 1 sind für die Lufteintrittsöffnung 12 mehrere Varianten wiedergegeben, die durch die Buchstaben a bis e voneinander unterscheidbar sind.
Die Brennkraftmaschine 4 und die Frischluftanlage 1 sind in einem Motorraum 13 des Fahrzeugs 5 untergebracht. Dieser Motorraum 13 ist durch eine Spritzwand 14 von einem Innenraum 15 des Fahrzeugs 5 getrennt, der zur Aufnahme von Fahrzeuginsassen dient.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform weist das Fahrzeug 5 außerdem eine Innenraumbelüftungsanlage 16, z. B. in Form einer Klimatisierungsanlage auf, die hier jedoch nur teilweise dargestellt ist. Die Innenraumbelüftungsanlage 16 umfaßt eine Frischluftleitung 17, die einen Frischlufteinlaß 18 mit einem Eingang 19 der Innenraumbelüftungsanlage 16 verbindet. Der Eingang 19 ist hier durch die Saugseite eines Gebläses 20 gebildet, das über die Frischluftleitung 17 Frischluft aus einer Umgebung 21 des Fahrzeugs 5 ansaugt. Das Gebläse 20 sowie nicht gezeichnete, nachfolgende Komponenten der Innenraumbelüftungsanlage 16 können bereits auf der dem Fahrzeuginnenraum 15 zugewandten Seite der Stirnwand 14 angeordnet sein.
Üblicherweise weist eine moderne Innenraumbelüftungsanlage 16 ein Frischluftfilter 28 auf, das in der Frischluftleitung 17 angeordnet ist und in einem Gehäuse 29 ein Filterelement 30 enthält, das eine Rohseite 31 von der Reinseite 32 trennt.
Bei der erfindungsgemäßen Frischluftanlage 1 erfolgt die Anordnung der einzelnen Komponeten im Motorraum 13 so, dass das Luftfilter 2 in einem von der Stirnwand 14 entfernten Bereich 22 des Motorraums 13 untergebracht ist, während die Lufteintrittsöffnung 12 bzw. 12a bis 12e am oder nahe an der Stirnwand 14 positioniert ist.
Üblicherweise erzeugt die Brennkraftmaschine 4 im Betrieb Luftschall, der sich über die Reinluftleitung 7, durch das Luftfilter 12 und über die Rohluftleitung 6 bis zur Lufteintrittsöffnung 12 ausbreiten kann. Um eine Lärmbelästigung im Fahrzeuginnenraum 15 aufgrund der gewählten Positionierung der Lufteintrittsöffnung 12 zu vermeiden, ist das Luftfilter 12 mit einer Luftschalltrenneinrichtung 23 ausgestattet, die Luftschall, der aus der Reinluftleitung 7 in das Gehäuse 3 des Luftfilters 2 eintritt, zumindest teilweise daran hindert, in die Rohluftleitung 6 einzutreten. Dementsprechend wird die Schallausbreitung durch die Rohluftleitung 6 bis zur Lufteintrittsöffnung 12 und somit die Schallabstrahlung in den Fahrzeuginnenraum 15 in entsprechender Weise reduziert. Eine störende Lärmbelästigung des Fahrzeuginnenraums 15 kann dadurch vermieden werden. Die Verlegung der Lufteintrittsöffnung 12 in die Nähe der Stirnwand 14 eröffnet dabei neue Einbauvarianten für die Frischluftanlage 1, die bei bestimmten, beengten Einbausituationen eine bessere Ausnutzung des noch vorhandenen geringen Einbauraums ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Luftschalltrenneinrichtung 23 als Schalldämpfer 24 ausgebildet, der den in das Luftfiltergehäuse 3 eintretenden Luftschall bedämpft oder zumindest teilweise absorbiert. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Schallsperreeinrichtung 23 bzw. der Schalldämpfer 24 einerseits an einer von der Stirnwand 14 abgewandten Seite des Luftfilters 2 an diesem ausgebildet. Andererseits ist die Schallsperreinrichtung 23 bzw. der Schalldämpfer 24 auf der Reinseite 9 des Luftfiltergehäuses 3 angeordnet. Beide Maßnahmen unterstützen eine möglichst frühe Auskopplung oder Bekämpfung des Luftschalls.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schalldämpfer 23 wenigstens eine Membran 25 aufweisen, die dem in das Luftfilterhäuse 3 eintretenden Luftschall ausgesetzt ist. Diese Membran 25 wird durch den darauf auftreffenden Luftschall zu Schwingungen angeregt, wodurch die Membran 25 dem Luftschall Energie entzieht. Die schwingende Membran 25 generiert ihrerseits Druckpulsationen, also Luftschall, die aus dem Luftfiltergehäuse 3 abgestrahlt werden. Zu diesem Zweck besitzt das Gehäuse 3 eine Austrittsöffnung 26, an der die Membran 25 den Luftschall aus dem Gehäuse 3 abstrahlt. Entsprechende Schallwellen 27 sind symbolisch dargestellt. Die Abstrahlung der insoweit ausgekoppelten Druckpulsationen bzw. des ausgekoppelten Luftschalls erfolgt durch eine entsprechende Orientierung der Austrittsöffnung 26 zweckmäßig so, dass die Abstrahlung von der Stirnwand 14 weggerichtet erfolgt.
Bei einer einfachen Ausführungsform kann die Lufteintrittsöffnung 12a im Motorraum 13 im Bereich der Stirnwand 14 frei enden. Die für die Versorgung der Brennkraftmaschine 4 benötigte Frischluft wird dabei aus dem Motorraum 13 angesaugt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rohluftleitung 6 an die Frischluftleitung 17 der Innenraumbelüftungsanlage 16 angeschlossen, so dass die Lufteintrittsöffnung 12b bis 12e von dieser Frischluftleitung 17 abzweigt. Dabei kann die Lufteintrittsöffnung 12 wie bei den Varianten 12b, 12c und 12d auf der Rohseite an die Frischluftleitung 17 angeschlossen sein. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Lufteintrittsöffnung 12 wie bei der Variante 12e an die Reinseite der Frischluftleitung 17 anzuschließen. Des weiteren kann die Lufteintrittsöffnung 12 wie bei den Varianten 12d und 12e am Gehäuse 29 des Frischluftfilters 28 ausgebildet werden.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Frischlufteinlaß 18 der Innenraumbelüftungsanlage 16 an der Außenseite des Fahrzeugs 5 angeordnet, wobei die Umgebungsluft zunächst in einen Einlaßkasten 33 eintritt, der einen Wasserabfluß 34 enthält. Von diesem Einlaßkasten 33 gelangt die Frischluft dann in ein Rohr 35 der Frischluftleitung 17. Bei einer Variante kann die Lufteintrittsöffnung 12b an diesen Einlaßkasten 33 angeschlossen sein.
Bei den Ausführungsformen, bei denen die Lufteintrittsöffnung 12d bis 12e von der Frischluftleitung 17 der Innenraumbelüftungsanlage 16 abzweigt, kann die Frischluftanlage 1 zur Versorgung der Brennkraftmaschine 4 mit außerhalb des Motorraums 13 aus der Umgebung 21 angesaugter Frischluft auf das ohnehin vorhandene Leitungssystem der Innenraumbelüftungsanlage 16 zugreifen. Dementsprechend muß einerseits kein zusätzliches Leitungssystem bereitgestellt werden, wodurch andererseits wertvoller Bauraum eingespart werden kann. Es ist klar, dass die Frischluftleitung 17 der Innenraumbelüftungsanlage 16 zumindest bis zur Abzweigung der Lufteintrittsöffnung 12b bis 12e hinreichend dimensioniert ist, um die Frischluftversorgung der Innenraumbelüftungsanlage 16 und der Brennkraftmaschine 4 gewährleisten zu können.

Claims

Frischluftanlage eines Kraftfahrzeugs zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (4) des Fahrzeugs mit Frischluft, – mit einem Luftfilter (2), das in einem Motorraum (13) des Fahrzeugs (5) angeordnet ist, in dem auch die Brennkraftmaschine (4) angeordnet ist und der durch eine Stirnwand (14) von einem für Fahrzeuginsassen vorgesehenen Innenraum (15) des Fahrzeugs getrennt ist, – mit einer Reinluftleitung (7), die eine Reinseite (9) des Luftfilters (2) mit der Brennkraftmaschine (4) verbindet, – mit einer Rohluftleitung (6), die eine Rohseite (10) des Luftfilters (2) mit einer Lufteintrittsöffnung (12) der Frischluftanlage (1) verbindet, – wobei das Luftfilter (2) in einem von der Stirnwand (14) entfernten Bereich (22) des Motorraums (13) angeordnet ist, – wobei die Lufteintrittsöffnung (12) an oder nahe an der Stirnwand (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Luftfilter (2) eine Luftschalltrenneinrichtung (23) aufweist, die aus der Reinluftleitung (7) in das Luftfilter (2) eintretenden Luftschall zumindest teilweise daran hindert, in die Rohluftleitung (6) einzutreten, – die Luftschalltrenneinrichtung (23) an einer von der Stirnwand (14) abgewandten Seite des Luftfilters (2) angeordnet ist.
Frischluftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschalltrenneinrichtung (23) einen Schalldämpfer (24) aufweist oder als Schalldämpfer (24) ausgebildet ist, der in das Luftfilter (2) eintretenden Luftschall bedämpft oder zumindest teilweise absorbiert.
Frischluftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (24) wenigstens eine Membran (25) aufweist, welche durch in das Luftfilter (2) eintretenden Luftschall zu Schwingungen angeregt wird und welche die dabei erzeugten Druckpulsationen über wenigstens eine Austrittsöffnung (26) aus dem Luftfilter (2) abstrahlt, wobei wenigstens eine Austrittsöffnung (26) so am Luftfilter (2) angeordnet ist, dass diese Abstrahlung von der Stirnwand (14) weggerichtet erfolgt.
Frischluftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschalltrenneinrichtung (23) in oder an der Reinseite (9) des Luftfilters (2) angeordnet ist.
Frischluftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (12) von einer Frischluftleitung (17) einer Innenraumbelüftungsanlage (16), z. B. Klimatisierungsanlage, des Fahrzeugs abzweigt, die einen mit der Fahrzeugumgebung (21) kommunizierenden Frischlufteinlaß (18) mit einem Eingang (19) der Innenraumbelüftungsanlage (16) verbindet.
Frischluftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frischluftleitung (17) ein Frischluftfilter (28) angeordnet ist, wobei die Lufteintrittsöffnung (12) der Frischluftanlage (1) rohseitig von der Frischluftleitung (17) abzweigt.
Frischluftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frischluftleitung (17) ein Frischluftfilter (28) angeordnet ist, wobei die Lufteinlaßöffnung (12) der Frischluftanlage (1) an einem Gehäuse (29) des Frischluftfilters (28) ausgebildet ist.