DE19704376A1 - Air filter for IC engine - Google Patents

Air filter for IC engine

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Abstract

The IC engine (3) is acoustically isolated from the passenger compartment (1) of the vehicle in the engine compartment (2). The air intake for the engine is fitted with an air filter (4) which takes in raw air at the front of the engine compartment an delivers filtered air to the engine. An additional hose (10) connects the air filter acoustically to the engine compartment. This enables the driver to determine the state of the engine. The additional hose incorporates a membrane (11) to prevent a direct air flow to the passenger compartment. The two sections of hose have a resonant frequency of about 2oo Hz and connected to an intermediate hose section (12) which holds the membrane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranordnung für einen Verbrennungsmotor - insbesondere Motor mit interner Verbren­ nung - eines Kraftfahrzeuges, mit einem Filtergehäuse, wel­ ches einen rohluftseitigen Lufteingang und einen reinluft­ seitigen, mit dem Motor kommunizierenden Luftausgang auf­ weist.The invention relates to an air filter arrangement for a Internal combustion engine - especially engine with internal combustion nung - a motor vehicle, with a filter housing, wel ches an air inlet on the raw air side and a clean air air outlet communicating with the engine points.

Bei der Weiterentwicklung von Kraftfahrzeugen und Motoren von Kraftfahrzeugen wird eine zunehmende Verminderung von Geräuschen angestrebt. Zu diesem Zweck ist unter anderem vorgesehen, die Motoren so zu konzipieren und mit hoher Prä­ zision herzustellen, daß beim Betrieb Geräusche erzeugende Vibrationen soweit als möglich vermieden werden. Des weite­ ren können die Motorlager sowie Teile des Antriebsstranges derart ausgebildet sein, daß der Motor vom Chassis bzw. Fahrzeugaufbau einerseits sowie vom Antriebsstrang anderer­ seits beim Betrieb schwingungsmäßig weitestgehend entkoppelt ist. Schließlich können schalldämpfende bzw. schalldämmende Maßnahmen vorgesehen sein, indem die Motoren mit Ansaug- und/oder Abgasschalldämpfern ausgerüstet sind und der Motor­ raum eine geräuschdämmende bzw. geräuschdämpfende Umkleidung des Motors bildet.In the further development of motor vehicles and engines of motor vehicles, there is an increasing decrease in Noise sought. To this end, among other things provided to design the motors and with high pre to produce precision that generates noise during operation Vibrations should be avoided as far as possible. The far the engine mounts and parts of the drive train be designed so that the motor from the chassis or Vehicle body on the one hand and from the drivetrain on the other largely decoupled in terms of vibration during operation is. Finally, sound absorbing or sound absorbing Measures can be provided by the engines with intake and / or Exhaust silencers are equipped and the engine  room a sound-absorbing or noise-dampening casing of the engine.

Diese Maßnahmen können im Ergebnis dazu führen, daß der Fah­ rer die Motorgeräusche nicht mehr wahrnehmen kann, weil an­ dere Fahrgeräusche, wie Windgeräusche der Karosserie, Ab­ rollgeräusche der Räder u. dgl. im Fahrgastraum einen im Ver­ gleich zum Motor höheren Geräuschpegel haben.As a result, these measures can lead to the Fah rer can no longer hear the engine noise because of other driving noises, such as wind noises from the body, Ab rolling noise of the wheels u. Like. In the passenger compartment one in the ver have a higher noise level than the engine.

Viele Fahrer empfinden es als unangenehm, auf diese Weise praktisch ohne Gefühl für den Lauf des Motors zu sein. Bei­ spielsweise kann bei Anfahrsituationen unter Umständen nur an einem gegebenenfalls vorhandenen Drehzahlmesser visuell oder bei übermäßig erhöhter Anfahrdrehzahl akustisch festge­ stellt werden, ob der Motor läuft. Bislang wurde noch keine Lösung aufgezeigt, wie dem Fahrer bei vergleichsweise ge­ räuscharmen Fahrzeugen ein hinreichend sinnliches Gefühl für den jeweiligen Betriebszustand des Motors gegeben werden kann.Many drivers find it uncomfortable in this way practically without feeling for the running of the engine. At For example, in start-up situations, under certain circumstances only visually on an existing tachometer or acoustically fixed at excessively high starting speeds whether the engine is running. So far, none has been Solution shown how the driver with comparatively ge low-noise vehicles a sufficiently sensual feeling for the respective operating state of the engine can.

Die DE-AS 10 52 169 zeigt lediglich einen Ansaugschalldämp­ fer, welcher ein durch eine Membran in zwei Kammern unter­ teiltes Schalldämpfergehäuse aufweist, dessen eine Kammer von der dem Motor zugeführten Luft durchströmt wird und des­ sen andere Kammer einen zur Atmosphäre hin offenen Sackraum bildet, welcher bei einem vorgegebenen Frequenzbereich als Nebenschlußresonator bzw. λ/4-Rohr wirkt und einen entspre­ chenden "Sound" verursacht. Beim Betrieb des Motors tritt ein durch die Drehzahl sowie die Anzahl der Zylinder des Mo­ tors in ihrer Frequenz vorgegebene Pulsation des Ansaug-Luft­ stroms auf, so daß die Membran im vorgenannten Frequenz­ bereich zu Schwingungen angeregt wird.DE-AS 10 52 169 shows only an intake silencer fer, which is divided by a membrane in two chambers divided silencer housing, one chamber is flowed through by the air supplied to the engine and the other chamber a sack room open to the atmosphere forms, which at a predetermined frequency range as Shunt resonator or λ / 4 tube acts and corresponds  "sound" caused. When operating the engine occurs one by the speed and the number of cylinders of the Mo The pulsation of the intake air is predetermined in its frequency currents so that the membrane in the aforementioned frequency area is excited to vibrate.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Möglichkeit zu schaf­ fen, den Fahrer in eingängiger Weise über den Betriebszu­ stand des Motors zu informieren.The object of the invention is now to create a possibility fen, the driver in a catchy way about the Betriebszu state of the engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filtergehäuse über eine Leitung akustisch mit einem Fahr­ gastraum bzw. einem Raum des Kraftfahrzeuges für Insassen verbunden ist.This object is achieved in that the Filter housing acoustically with a drive via a line guest room or a room of the motor vehicle for occupants connected is.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann diese Leitung rohr- bzw. schlauchartig ausgebildet und durch eine Membrane und/oder eine Wand mit vorgebbarer Steifigkeit luftdicht abgesperrt sein.According to a particularly preferred embodiment, this can Pipe formed like a tube or hose and through a Membrane and / or a wall with a stiffness that can be specified be sealed airtight.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwischen dem motorseitigen Luftfiltergehäuse und dem Fahrgastraum od. dgl. eines Kraftfahrzeuges eine akustische Verbindung herzustellen, so daß für den Fahrer die Ansauggeräusche des Motors in kontrollierbarer Weise vernehmbar sind. The invention is based on the general idea between the engine-side air filter housing and the passenger compartment or the like. A motor vehicle an acoustic connection produce so that the intake noise of the driver Motors are audible in a controllable manner.  

Dabei kann durch die Steifigkeit der vorzugsweise vorgesehe­ nen Membran oder Wand, welche die rohr- bzw. schlauchartige Leitung zwischen Fahrzeuginnenraum u. dgl. und Luftfilterge­ häuse luftdicht versperrt, das Maß der akustischen Kopplung bestimmt werden. Durch die Bemessung von Querschnitt und Länge dieser Leitung läßt sich das für den Fahrer hörbare Frequenzspektrum und damit der für den Fahrer hörbare Klang beeinflussen.The stiffness of the preferably provided NEN membrane or wall, which the tubular or hose-like Line between vehicle interior and. Like. and air filter housing sealed airtight, the degree of acoustic coupling be determined. By dimensioning the cross section and Length of this line can be heard by the driver Frequency spectrum and thus the sound audible for the driver influence.

Im übrigen kann der dem Luftfiltergehäuse zugewandte Teil der durch die Membran bzw. Wand abgesperrten Leitung noch als sogenannter Nebenschluß-Resonator für eine zusätzliche Dämpfung des Ansauggeräusches bemessen sein. Hierfür ist in der Regel eine steife Ausbildung der Wand vorteilhaft.Otherwise, the part facing the air filter housing the line blocked by the membrane or wall as a so-called shunt resonator for an additional Damping of the intake noise must be dimensioned. For this is in usually a rigid construction of the wall advantageous.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der ein besonders bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt wird.Otherwise, the Erfin to the claims and the following explanation referred to the drawing, based on a particularly preferred tes embodiment of the invention is shown.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisierte Darstel­ lung eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotor, der mit einer erfindungsgemäßen Luftfilteranordnung ausgerüstet ist.The only figure shows a schematic representation development of a motor vehicle with an internal combustion engine an air filter arrangement according to the invention is equipped.

Ein nur schematisiert in Draufsicht dargestelltes Kraftfahr­ zeug besitzt einen Raum 1 für den Fahrer bzw. mitfahrende Insassen und einen Raum 2 für einen Verbrennungsmotor 3, der in grundsätzlich herkömmlicher Weise als Motor mit interner Verbrennung mit beispielsweise vier oder mehr Zylindern aus­ gebildet ist.A only schematically shown in plan view of a vehicle has a room 1 for the driver or passengers traveling with it and a room 2 for an internal combustion engine 3 , which is formed in a conventional manner as a motor with internal combustion with, for example, four or more cylinders.

Dem Motor 3 wird gereinigte Luft für die Verbrennung über die Luftfilteranordnung 4 zugeführt. Diese besitzt in grund­ sätzlich herkömmlicher Weise ein Luftfiltergehäuse 5, wel­ ches durch einen Filtereinsatz 6 in zwei Kammern 7 und 8 un­ terteilt ist. Dabei ist im dargestellten Beispiel die Kammer 7 als Rohluftseite vorgesehen und dementsprechend über ein Eingangsrohr 9 mit der Atmosphäre verbunden. Die durch die Kammer 8 gebildete Reinluftseite kommuniziert mit einem nicht näher dargestellten Ansaug- bzw. Luftladesystem des Motors 3.Cleaned air for combustion is supplied to the engine 3 via the air filter arrangement 4 . In principle, this has an air filter housing 5 , which is divided into two chambers 7 and 8 by a filter insert 6 . In the example shown, the chamber 7 is provided as the raw air side and is accordingly connected to the atmosphere via an inlet pipe 9 . The clean air side formed by the chamber 8 communicates with an intake or air charging system of the engine 3, which is not shown in detail.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das Luftfiltergehäu­ se 5 und vorzugsweise dessen Kammer 7, welche die Rohluft­ seite bildet, über eine Leitung 10 mit dem Raum 1 für den Fahrer bzw. die Insassen verbunden ist.According to the invention, it is now provided that the air filter housing 5 and preferably its chamber 7 , which forms the raw air side, is connected via a line 10 to the room 1 for the driver or the occupants.

Die Leitung 10 kann als flexibler Schlauch oder biegsames Rohr ausgebildet sein, so daß sich die Leitung 10 im Motor­ raum ohne weiteres um Störkonturen herumführen läßt.The line 10 can be designed as a flexible hose or flexible tube, so that the line 10 in the engine room can easily lead around interference contours.

Vorzugsweise ist die Leitung 10 in zwei Teilstücke 10' und 10'' unterteilt, die gegeneinander luftdicht durch eine Wand oder Membran 11 abgesperrt sind. Dabei können die Wand bzw. The line 10 is preferably divided into two sections 10 ′ and 10 ″, which are sealed off from one another airtight by a wall or membrane 11 . The wall or

die Membran 11 in einem die beiden Teilstücke 10' und 10'' miteinander verbindenden steifwandigen Zwischenstück 12 an­ geordnet sein.the membrane 11 in one of the two sections 10 'and 10 ''interconnecting rigid-walled intermediate piece 12 to be arranged.

Die dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt:
Durch die Leitung 10 wird beim Betrieb des Motors eine aku­ stische Verbindung zwischen der Ansaugseite des Motors 3 und dem Raum 1 hergestellt, welcher Fahrer und Insassen auf­ nimmt, so daß der jeweilige Betriebszustand dem Fahrer mehr oder weniger stark hörbar mitgeteilt wird. Dabei braucht der Fahrer keinerlei optische Anzeigen, wie z. B. Drehzahlmesser od. dgl., zu beobachten.The arrangement shown works as follows:
Through the line 10 , an acoustic connection between the intake side of the engine 3 and the room 1 is made during operation of the engine, which takes the driver and occupants, so that the respective operating condition is communicated to the driver more or less audible. The driver does not need any visual displays, such as. B. tachometer od. Like. To watch.

Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, die Wandungen der Leitung 10 bzw. der Teil­ stücke 10' und 10'' aus einem Schall und Schwingungen wir­ kungsvoll dämpfenden Material, z. B. Kunststoff, herzustellen bzw. die Teilstücke 10' und 10'' in grundsätzlich beliebiger Weise gegenüber Körperschall voneinander zu entkoppeln, wird das Maß der akustischen Kopplung zwischen Ansaugseite des Motors 3 und Raum 1 des Fahrzeuges im wesentlichen durch die Steifigkeit der Membran bzw. Wand 11 bestimmt. Je flexibler diese Wand bzw. Membran 11 ausgebildet ist, um so deutlicher wird das Ansauggeräusch hörbar. Durch eine austauschbare An­ ordnung der Wand bzw. Membran 11 kann in einfacher Weise ei­ ne jederzeitige Veränderung des Maßes der akustischen Kopp­ lung durch entsprechenden Austausch der Wand bzw. Membran 11 gegen ein steiferes oder flexibleres Teil ermöglicht werden.If it is provided according to a preferred embodiment of the invention, the walls of the line 10 or the pieces 10 'and 10 ''of a sound and vibration we kung damping material, for. B. plastic, or to decouple the sections 10 'and 10 ''from structure-borne noise in any way, the degree of acoustic coupling between the intake side of the engine 3 and space 1 of the vehicle is essentially due to the rigidity of the membrane or Wall 11 determined. The more flexible this wall or membrane 11 is, the more clearly the intake noise can be heard. Through an interchangeable arrangement of the wall or membrane 11 , a change in the size of the acoustic coupling at any time can be made possible in a simple manner by appropriate exchange of the wall or membrane 11 for a stiffer or more flexible part.

Das Teilstück 10' bildet bei Anordnung der Wand- bzw. Membran 11 einen Nebenschluß-Resonator, durch dessen Resonanzfre­ quenz das für den Fahrer hörbare Geräuschspektrum stark be­ einflußt wird. Wenn beispielsweise das Teilstück 10' einen Durchmesser von ca. 70 mm und eine Länge von ca. 500 mm hat, ergibt sich größenordnungsmäßig ein Leitungsvolumen von ca. 2 l und eine Resonanzfrequenz in der Nähe von 200 Hz. Damit kann ein für das menschliche Gehör angenehmes Geräuschspek­ trum erreicht werden.The section 10 'forms with arrangement of the wall or membrane 11, a shunt resonator, by the resonance frequency, the audible noise spectrum for the driver is greatly influenced. If, for example, the section 10 'has a diameter of approx. 70 mm and a length of approx. 500 mm, the result is a line volume of approx. 2 l and a resonance frequency in the vicinity of 200 Hz. This can be used for human hearing pleasant noise spectrum can be achieved.

Der genannte Nebenschluß-Resonator kann auch zur weiteren Verminderung des von außerhalb des Fahrzeuges hörbaren An­ sauggeräusches beitragen, wobei dieser Effekt in der Regel tendenziell mit erhöhter Steifigkeit der Wand bzw. Membran 11 zunimmt.The aforementioned shunt resonator can also contribute to further reducing the audible noise audible from outside the vehicle, this effect generally tending to increase with increased rigidity of the wall or membrane 11 .

Im übrigen kann das Gehäuse 5 zusammen mit dem Eingangsrohr 9 in grundsätzlich bekannter Weise einen durchströmten Reso­ nator bilden, welcher bei entsprechender frequenzmäßiger Ab­ stimmung zu einer deutlichen Verminderung des hörbaren An­ sauggeräusches führt.In addition, the housing 5 together with the input tube 9 in a generally known manner form a flow-through resonator, which leads to a significant reduction in the audible suction noise at an appropriate frequency.

Abweichend von der zeichnerisch dargestellten Ausführungs­ form kann die Leitung 10 auch direkt an die Reinluftseite des Filtergehäuses 10, z. B. zwischen der Kammer 8 und dem Motor 3, angeschlossen werden. Eine solche Anordnung hat ei­ nen besonders hohen Wirkungsgrad, läßt sich jedoch nicht im­ mer mit vertretbarem Aufwand verwirklichen.Deviating from the embodiment shown in the drawing, the line 10 can also directly to the clean air side of the filter housing 10 , for. B. between the chamber 8 and the motor 3 , are connected. Such an arrangement has a particularly high level of efficiency, but cannot be achieved in a reasonable manner.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die akustische Verbindung zwischen Ansaugseite des Motors 3 und Innenraum 1 über eine rohr- bzw. schlauchartige Leitung 10 herzustellen. Statt dessen könnte auch eine elektrische Leitung vorgesehen sein, die einen motorseitigen bzw. am Gehäuse 5 angeordneten Geräuschsensor, z. B. Mikrofon, mit einem Schallwandler, z. B. Laufsprecher, verbindet.The invention is not limited to establishing the acoustic connection between the intake side of the engine 3 and the interior 1 via a pipe or hose-like line 10 . Instead of this, an electrical line could also be provided which has a noise sensor on the motor side or on the housing 5 , e.g. B. microphone, with a transducer, e.g. B. speaker connects.

Claims (9)

1. Luftfilteranordnung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Filtergehäuse, welches einen roh­ luftseitigen Lufteingang und einen reinluftseitigen, mit dem Motor kommunizierenden Luftausgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (5) über eine Leitung (10) akustisch mit einem Fahrgastraum (1) bzw. Fahrerraum des Kraftfahrzeu­ ges verbunden ist.1. Air filter arrangement for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a filter housing which has a raw air-side air inlet and a clean air-side air communicating with the engine, characterized in that the filter housing ( 5 ) acoustically via a line ( 10 ) with a passenger compartment ( 1 ) or the driver's compartment of the motor vehicle is connected. 2. Luftfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (10) rohr- bzw. schlauchartig ausgebildet und durch eine Membran bzw. Wand (11) mit vorgebbarer Stei­ figkeit luftdicht abgesperrt ist.2. Air filter arrangement according to claim 1, characterized in that the line ( 10 ) is tubular or hose-like and is sealed airtight by a membrane or wall ( 11 ) with predeterminable stiffness. 3. Luftfilteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (10) rohluftseitig an das Filtergehäuse (5) angeschlossen ist. 3. Air filter arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the line ( 10 ) on the raw air side is connected to the filter housing ( 5 ). 4. Luftfilteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (10) reinluftseitig an das Filtergehäuse (5) bzw. zwischen Motor (3) und Filtergehäuse (5) oder dessen Reinluftseite (8) angeschlossen ist.4. Air filter arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the line ( 10 ) on the clean air side to the filter housing ( 5 ) or between the motor ( 3 ) and filter housing ( 5 ) or its clean air side ( 8 ) is connected. 5. Luftfilteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran bzw. Wand (11) austauschbar angeordnet ist.5. Air filter arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the membrane or wall ( 11 ) is arranged interchangeably. 6. Luftfilteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitungsteil (10') auf der dem Luftfiltergehäuse (5) zugewandten Seite der Wand bzw. Membran (11) und/oder ein Leitungsteil (10'') auf der dem Fahrgastraum (1) zugewandten Seite der Wand bzw. Membran (11) als Resonator mit vorgege­ bener Frequenz - z. B. 200 Hz - abgestimmt ist.6. Air filter arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that a line part ( 10 ') on the air filter housing ( 5 ) facing side of the wall or membrane ( 11 ) and / or a line part ( 10 '') on the the passenger compartment ( 1 ) facing side of the wall or membrane ( 11 ) as a resonator with predetermined frequency - z. B. 200 Hz - is matched. 7. Luftfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Leitung (10) aus einem schall- bzw. schwingungsdämpfenden Material, insbesondere einem Material mit starker Dämpfung von Körperschall, besteht.7. Air filter arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wall of the line ( 10 ) consists of a sound or vibration damping material, in particular a material with strong damping of structure-borne noise. 8. Luftfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (10) zwei gegeneinander schwingungsmäßig und insbesondere gegen Körperschall voneinander entkoppelte Lei­ tungsteile (10', 10'') aufweist.8. Air filter arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the line ( 10 ) has two mutually decoupled in terms of vibration and in particular against structure-borne sound from Lei parts ( 10 ', 10 ''). 9. Luftfilteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand bzw. Membran (11) in einem zwei Teilstücke (10', 10'') der Leitung (10) miteinander verbindenden Zwischen­ stück (12) angeordnet ist.9. Air filter arrangement according to one of claims 2 to 8, characterized in that the wall or membrane ( 11 ) in a two sections ( 10 ', 10 '') of the line ( 10 ) interconnecting intermediate piece ( 12 ) is arranged.
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