DE19730188A1

DE19730188A1 - Vorrichtung zum Vermeiden des Wassereintritts in ein Luftfiltergehäuse einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19730188A1
Application number: DE1997130188
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Erlenkamp
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-01-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermeiden des Wassereintritts in ein Luftfiltergehäuse einer Brenn kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist mit DE 37 36 777 beschrie ben. Bei dieser Vorrichtung wird die Umschaltklappe durch einen pneumatisch angetriebenen Servomotor betätigt, des sen Schalteinheit von einer Steuerelektronik beeinflußt ist, welche über einen Wassersensor das Eintreten von Wasser in die Frischluft-Ansaugleitung erkennt und einen Schaltbefehl zum Umschalten der Umschaltklappe generiert.

Eine solche Einrichtung kann für geländegängige Kraft fahrzeuge, die ihrer Aufgabe entsprechend öfter tiefere Wasserfurten durchqueren, zweckmäßig und angebracht sein. Für normale Straßenfahrzeuge, bei denen ein Wasser eintritt nur bei extrem starken Regenfällen und bei Fahr ten auf überfluteten Straßen - also in relativ seltenen Fällen - auftreten kann, ist der Aufwand für eine solche Einrichtung zu hoch. Andererseits kann bei Eintritt von Wasser in das Luftfiltergehäuse normaler Straßenfahrzeuge erheblicher Schaden entstehen, so daß dies verhindert werden muß.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zu schaffen, die den Eintritt von Wasser in den Luftfilter einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges auch bei Auftreten größerer Wassermengen auf der Straße mit relativ geringem technischen Aufwand sicher verhin dert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Eine vorteilhafte Weiter bildung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.

Bei Eintritt von Wasser in die Frischluft-Ansaugleitung in einer Menge, welche die Funktionssicherheit der Brenn kraftmaschine gefährden könnte, füllt sich die Wasserauf fangwanne am Boden der Frischluft-Ansaugleitung. Das Ge wicht des Wassers in der Wasserauffangwanne drückt den Bodenteil der Wanne nach unten und spannt dabei die Fe der, mit welcher der Bodenteil in seiner Normallage ge halten ist. Dabei wird durch die Verbindung des Boden teils mit der Umschaltklappe die Umschaltklappe so ver stellt, daß die Frischluft nicht mehr durch das Einlauf teil der Frischluft-Ansaugleitung, sondern durch die hö her angebrachte Motorraum-Ansaugleitung angesaugt wird. Auch wenn durch die Motorraum-Ansaugleitung die Ansaug verhältnisse nicht so optimal sind wie bei der normalen über das Einlaufteil geführten Frischluft-Ansaugleitung, kann das Kraftfahrzeug doch auch bei Wassereintritt in die Einlaufleitung ohne Gefahr eines Motorschadens weiter betrieben und mit eigener Kraft aus dem Wasserbereich ge fahren werden.

Durch die Anordnung von Magneten an den Endlagen der Um schaltklappe ist eine Mindestmenge von Wasser in der Was serauffangwanne erforderlich, damit die Haltekraft des Magneten überwunden wird, ehe die Umschaltklappe aus lenkt. Diese wird dann jedoch gegen die Kraft der Feder schnell in die Stellung gelangen, in der sie die Ansaug luft aus dem vor Wasser geschützten Motorraum dem Filter raum zuleitet. In dieser Stellung wird die Umschaltklappe wiederum durch die Kraft eines Magneten so lange fixiert, bis die Last des Wassers auf dem Bodenteil der Wasserauf fangwanne nahezu beseitigt ist. Dann überwiegt die Kraft der Feder und bringt die Umschaltklappe wieder in Normal position.

Von Vorteil ist es, wenn in der Frischluft-Ansaugleitung Prallflächen zur Wasserabscheidung aus der angesaugten Luft und von diesen ausgehende Rinnen zu der Wasserauf fangwanne vorgesehen sind. Derartige Prallflächen mit Wasserführungsrinnen sind zur Wasserabscheidung in einem Luftschnorchel für eine allerdings großvolumige Ansaugan lage mit DE 42 05 425 bereits vorgeschlagen. Eine Um schaltung der Ansaugwege infolge starker Wasserbelastung erfolgt dabei jedoch nicht.

Eine am tiefsten punkt der Wasserauffangwanne befindliche kleine Öffnung ermöglicht bei Eindringen kleiner Wasser mengen, wie dies bei normalem Regenwetter der Fall sein kann, deren Entleerung, ohne daß ein Umschalten der An saugwege vermittels der Umschaltklappe erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen schematisierten Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung im Normal zustand,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Zustand bei eingedrungenem Wasser.

Der rohluftführende Teil einer Frischluft-Ansaugleitung 1 einer Brennkraftmaschine weist ein Einlaufteil 2 sowie ein Filterzuführteil 3 auf. Im Grenzbereich dieser beiden Teile mündet eine Motorraum-Ansaugleitung 4 in die Frischluft-Ansaugleitung 1. An der Einmündung der Motor raum-Ansaugleitung 4 ist eine Umschaltklappe 5 schwenkbar angelenkt, welche in einer ersten Stellung die Motorraum-An saugleitung 4 gegenüber der Frischluft-Ansaugleitung 1 verschließt (Fig. 1) und in einer zweiten Stellung das Einlaufteil 2 der Frischluft-Ansaugleitung 1 abriegelt und dabei die Motorraum-Ansaugleitung 4 mit dem Filterzu führteil 3 verbindet (Fig. 2).

Unterhalb der Motorraum-Ansaugleitung 4 schließt sich an die Frischluft-Ansaugleitung 1 eine Wasserauffangwanne 6 an. Die Wasserauffangwanne 6 ist mit einem Bodenteil 7 versehen, der mittels eines Verbindungsteils 8 an der Um schaltklappe 5 angelenkt ist, die wiederum gegen die Kraft einer Feder 9 sowie die Haltekraft eines Magneten 10 nach unten verschwenkbar ist. Das Bodenteil 7 ist mit tels des Verbindungsteils 8 mit der Umschaltklappe 5 so verbunden, daß bei einem Verschwenken des Bodenteils 7 nach unten gleichzeitig die Umschaltklappe 5 aus ihrer die Motorraum-Ansaugleitung 4 verschließenden Stellung (Fig. 1) in eine das Einlaufteil 2 verschließende und gleichzeitig die Motorraum-Ansaugleitung 4 zum Filterzu führteil 3 öffnende Stellung gebracht wird (Fig. 2). Da bei ist nicht nur die Kraft der Feder 9 zu überwinden, sondern für den Beginn der Umschaltung auch die Halte kraft des Magneten 10, an dem die Umschaltklappe 5 mit einem Magnetanlegeteil 11 haftet.

An der tiefsten Stelle der Wasserauffangwanne 6 befindet sich eine kleine Öffnung 12. Die Strömungsrichtung der Ansaugluft zum Luftfilter ist mit den Pfeilen 13, 14 und 15 angegeben.

Gelangen durch das Einlaufteil 2 mit der Ansaugluft (Pfeil 13) größere für die Brennkraftmaschine schädliche Wassermengen in die Frischluft-Ansaugleitung 1, so wird sich das Wasser in der Wasserauffangwanne 6 ansammeln, da die Öffnung 12 im unteren Bereich der Wasserauffangwanne 6 nicht ausreichend groß ist, diese Wassermenge ohne Ver zug durchzulassen. Das Gewicht des sich in der Wasserauf fangwanne 6 ansammelnden Wassers drückt den Bodenteil 7 nach unten, wobei die Umschaltklappe 5 entgegen der Kraft der Feder 9 sowie der Kraft des Magneten 10 infolge ihrer Anbindung mittels des Verbindungsteils 8 so umgelegt wird, daß der Durchgang des Einlaufteils 2 verschlossen und statt dessen die Motorraum-Ansaugleitung 4 zum Fil terzuführteil 3 hin geöffnet wird. In diesem Zustand wird die Ansaugluft aus einem wassergeschützten Bereich im Mo torraum entlang der Pfeile 15 und 14 zum Luftfilter ange saugt (Fig. 2). Dieser Zustand bleibt solange erhalten, wie in der Wasserauffangwanne eine so große Wassermenge vorhanden ist, daß ihr Gewicht die Kraft der Feder 11 überwindet, wobei die Position der Umschaltklappe 5 durch die Kraft eines weiteren Magneten 16 gehalten wird, bis der größte Teil des Wassers aus der Wasserauffangwanne 6 nach unten abgelaufen ist.

Wenn die Zufuhr von Wasser durch das Einlaufteil 2 unter bleibt, dann reduziert sich die in der Wasserauffangwanne 6 verbleibende Menge rasch. Kleinere Mengen sich dort an sammelnden Wassers fließen ohnehin ständig durch die Öff nung 12, ohne daß eine Saugrohrumschaltung erfolgt. Mit dem Entleeren der Wasserauffangwanne 6 reduziert sich auch deren Gewicht. Wenn sich die Wassermenge in der Was serauffangwanne 6 soweit reduziert hat, daß dadurch die Brennkraftmaschine nicht mehr gefährdet werden kann, zieht die Feder 9 über das Verbindungsteil 8 das Boden teil 7 zu, wobei gleichzeitig die Umschaltklappe 5 in ihre Ausgangslage (Fig. 1) gelangt, so daß der normale Ansaugweg durch das Einlaufteil 2 entlang des Pfeiles 13 wieder frei ist, wohingegen die Motorraum-Ansaugleitung 4 verschlossen ist. Der zweite Magnet 16 gibt die Umschalt klappe 5 jedoch erst dann frei, wenn die Wasserauffang wanne 6 nahezu entleert ist.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel be schränkt. So kann es zweckmäßig sein, im Bereich der Frischluft-Ansaugleitung 1 Prallflächen als Wasserab scheider vorzusehen, von denen dann zweckmäßigerweise Rinnen zu der Wasserauffangwanne 6 führen.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Öffnung der Frischluft-Ansaugleitung 1 an einer für die Leistung und das Drehmoment der Brennkraftmaschine opti malen Stelle des Kraftfahrzeuges angeordnet werden kann, auch wenn diese Stelle infolge der flachen Bauweise mo derner Kraftfahrzeuge nahe über der Fahrbahn liegt und damit bei Fahrbahnüberflutungen infolge starken Regens oder dergleichen von relativ viel Wasser erreicht wird. Mit dieser optimalen Frischluft-Ansaugleitung kann die Brennkraftmaschine den größten Teil ihrer Betriebszeit arbeiten. Bei einem unzulässig starken Wassereintritt in die Frischluft-Ansaugleitung 1 unterbricht die Vorrich tung die weitere Luftzufuhr von der wasserbelasteten Öff nung und gibt eine Luftzufuhröffnung aus einem von Wasser nicht belasteten Bereich, nämlich dem Motorraum, frei. Damit reduziert sich zwar die Leistung der Brennkraftma schine für die Zeit des Betriebs mit diesem anderen An saugweg. Das Kraftfahrzeug bleibt jedoch auch während der Wasserbelastung an der normalen Öffnung der Frischluft-An saugleitung 1 betriebsfähig. Bei normalem Fahrbahnzu stand schaltet die Vorrichtung auf den optimalen Ansaug weg zurück. Die Vorrichtung kommt dabei ohne eine Steuer elektronik oder einen Servomotor aus und arbeitet mit einfachen mechanischen Mitteln, die kostengünstig her stellbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Vermeiden des Wassereintritts in ein in einer Frischluft-Ansaugleitung einer Brennkraft maschine eines Kraftfahrzeuges angeordnetes Luftfil tergehäuse, bei der in der Frischluft-Ansaugleitung rohluftseitig im Bereich einer zwischen einem Ein laufteil und einem Filterzuführteil der Frischluft-An saugleitung in die Frischluft-Ansaugleitung ein mündenden Motorraum-Ansaugleitung eine Umschaltklap pe zum Umschalten des Ansaugweges alternativ durch das Einlaufteil oder die Motorraum-Ansaugleitung an geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Frischluft-Ansaugleitung eine Wasserauffangwanne (6) mit einem gegen die Kraft einer Feder (9) unter der Last von sich in der Wasserauffangwanne (6) sam melnden Wassers ausschwenkbaren Bodenteil (7) vorge sehen ist und das Bodenteil (7) mit der Umschalt klappe (5) derart verbunden ist, daß bei Ausschwen ken des Bodenteils (7) die Umschaltklappe (5) einen Durchlaß von der Motorraum-Ansaugleitung (4) zum Luftfilter freigibt und gleichzeitig den Luftdurch gang vom Einlaufteil (2) zum Luftfilter sperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Frischluft-Ansaugleitung (1) vor der Wasserauffangwanne (6) Prallflächen mit zu der Wasserauffangwanne (3) führenden Rinnen vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umschaltklappe (5) in ihren Endla gen von Magneten (10, 16) gehalten ist, wobei die Magnetkraft kleiner als die Kraft der die Umschalt klappe (5) in ihre Normalposition führende Feder (9) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wasserauffangwanne (6) an der tiefsten Stelle mit zumindest einer Öffnung (12) versehen ist.