DE19836442A1 - Vorrichtung zum Schutz einer in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luftmassenmeßeinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Schutz einer in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luftmassenmeßeinrichtung

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Schutz einer in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luftmassenmeßeinrichtung vor Verschmutzung, insbesondere durch in die Ansaugleitung gelangendes Öl aus einer Entlüftungsöffnung, ist in der Ansaugleitung zwischen der Luftmassenmeßeinrichtung und der Entlüftungsöffnung ein gitterartiges Element angeordnet, welches wenigstens annähernd den Querschnitt der Ansaugleitung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz einer in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luftmassenmeßeinrichtung vor Verschmut­ zung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher de­ finierten Art.
Bei sehr vielen bekannten Brennkraftmaschinen wird zum Erreichen eines optimalen Kraftstoff/Luft-Gemisches eine Luftmassenmeßeinrichtung in der Ansaugleitung eingesetzt. Meist werden hierbei in Ansaugrichtung, also in derjenigen Richtung, in die bei normalem Be­ trieb der Brennkraftmaschine die Ansauggase strömen, hinter der Luftmassenmeßeinrichtung durch eine Entlüf­ tungsöffnung Entlüftungsgase vom Kurbelgehäuse einge­ leitet. Diese Entlüftungsgase werden im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine von den Zylindern derselben angesaugt. Die Luftmassenmeßeinrichtung befindet sich somit in Strömungsrichtung vor der Entlüftungsöffnung und wird aus diesem Grund von den Entlüftungsgasen nicht gestört.
Wenn jedoch die Brennkraftmaschine abgestellt wird, gelangt das ölhaltige Entlüftungsgas durch die Entlüf­ tungsöffnung in die Ansaugleitung und kann aufgrund des sogenannten Thermosyphon-Effekts und der damit verbundenen Rückströmung zu der Luftmassenmeßeinrich­ tung gelangen. Gemäß dem Thermosyphon-Effekt tendieren nämlich heiße Gase dazu, in Richtung der kalten Luft zu strömen, welche im abgeschalteten Zustand der Brennkraftmaschine sich im entgegengesetzten Bereich derselben, also z. B. im Bereich des Luftfilters befin­ den. Die Luftmassenmeßeinrichtung wird durch diese Entlüftungsgase im Stillstand sehr stark von Öl oder Kohlenwasserstoffen verschmutzt, welche in dem verdun­ stenden Gas enthalten sind, wodurch die durch die Luftmassenmeßeinrichtung erlangten Meßergebnisse zum Teil sehr stark verfälscht werden können.
Gemäß einem aus der Praxis bekannten Stand der Technik wurde versucht, dieses Problem mittels Metallplatten zu lösen, welche in der Ansaugleitung angeordnet sind und welche die rückströmenden Gase daran hindern sol­ len, zu der Luftmassenmeßeinrichtung zu gelangen. Diese in dem Ansaugkrümmer angeordneten Metallplatten schränken jedoch die Beweglichkeit des Ansaugkrümmers stark ein und führen darüber hinaus zu nicht unerheb­ lichen Druckverlusten, da sie den effektiven An­ saugquerschnitt stark verringern.
Zum allgemeinen Stand der Technik bei Luftmassen­ meßeinrichtungen wird auf die DE 38 23 620 A1, die DE 44 10 049 A1 und die DE-GM 91 16 686 verwiesen.
Sämtliche dieser bekannten Luftmassenmeßeinrichtungen sind jedoch denselben Problemen bezüglich der Einlei­ tung von Entlüftungsgasen ausgesetzt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verhindern der Verschmutzung einer Luftmassenmeßeinrichtung zu schaffen, welche in allen Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine, insbeson­ dere jedoch auch im abgeschalteten Zustand derselben, einen sicheren Schutz der Luftmassenmeßeinrichtung vor Verschmutzung durch Entlüftungsgase gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.
An dem gitterartigen Element, welches erfindungsgemäß in der Ansaugleitung in Strömungsrichtung hinter der Entlüftungsöffnung angeordnet ist, können diejenigen mit Öl oder Kohlenwasserstoffen vermischten Gase, die beim Abstellen der Brennkraftmaschine entgegen der Ansaugrichtung zu der Luftmassenmeßeinrichtung strö­ men, kondensieren und sich dort absetzen, wodurch ver­ hindert wird, daß Öl oder Kohlenwasserstoffe bis zu der Luftmassenmeßeinrichtung gelangen können. Im nor­ malen Ansaugbetrieb der Brennkraftmaschine verringert das erfindungsgemäße gitterartige Element den wirksa­ men Ansaugquerschnitt nur in einem sehr geringen Maß, so daß keine Einschränkungen bezüglich der Ansaugung und somit der Leistung der Brennkraftmaschine beste­ hen.
Es wird durch die genannte Anordnung vorteilhafterwei­ se vermieden, daß sich die Meßgenauigkeit der Luft­ massenmeßeinrichtung durch Verschmutzungsrückstände an derselben unzulässig über der Laufzeit der Brennkraft­ maschine verändert. Somit kann der Brennkraftmaschine ständig ein optimales Kraftstoff/Luft-Gemisch zuge­ führt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.
Es zeigt
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Ansauglei­ tung und einem in der Ansaugleitung angeordne­ ten gitterartigen Element; und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Ansaugleitung 1, die zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine führt. Die Ansauglei­ tung 1 ist über eine Ladeluftleitung 2, einen in der Ladeluftleitung 2 angeordneten Ladeluftkühler 3 sowie Ansaugstutzen 4 in an sich bekannter Weise mit der Brennkraftmaschine verbunden. Auf der gegenüberliegen­ den Seite der Ansaugstutzen 4 befinden sich an der Brennkraftmaschine Abgasstutzen 5, an welche sich eine nicht dargestellte Abgasleitung anschließt. Die Abgase werden von den Abgasstutzen 5 in einen Abgasturbolader 6 geleitet, welcher sich in der Ansaugleitung 1 befin­ det. Von dem Abgasturbolader 6 geht wiederum die Lade­ luftleitung 2 in Richtung der Ansaugstutzen 4 aus.
An dem der Brennkraftmaschine entgegengesetzten Ende der Ansaugleitung 1 ist ein Luftfilter 7 angeordnet, welcher mit dem Abgasturbolader 6 über einen Ansaug­ krümmer 8 aus elastischem Material verbunden ist. Zwi­ schen dem Luftfilter 7 und dem Ansaugkrümmer 8 befin­ det sich ein Gehäuse 9 zur Aufnahme einer nur in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 erkennbaren Luft­ massenmeßeinrichtung 10. Schließlich ist noch zwischen dem Ansaugkrümmer 8 und dem Abgasturbolader 6 eine Entlüftungsöffnung 11 angebracht, welche zur Einlei­ tung von Gasen aus einem nicht dargestellten Kurbelge­ häuse der Brennkraftmaschine in die Ansaugleitung 1 dient. In der normalen Ansaugrichtung der Brennkraft­ maschine, die in Fig. 1 mit dem Pfeil A dargestellt ist, weist die Ansaugleitung 1 somit den Luftfilter 7, das Gehäuse 9 mit der Luftmassenmeßeinrichtung 10, den Ansaugkrümmer 8, die Entlüftungsöffnung 11, den Ab­ gasturbolader 6 und die Ansaugstutzen 4 auf.
Durch die Entlüftungsöffnung 11 werden im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine Entlüftungsgase einge­ leitet, welche einen teilweise nicht unerheblichen Gehalt an Öl und Kohlenwasserstoffen aufweisen. Diese Stoffe werden durch die Ansaugleitung 1 und die An­ saugstutzen 4 der Brennkraftmaschine zugeführt und dort wiederum verbrannt. Wird jedoch die Brennkraftma­ schine abgestellt, so strömen diese Entlüftungsgase aufgrund des Thermosyphon-Effekts entgegen der eigent­ lichen Ansaugströmungsrichtung - diese Richtung ist in Fig. 1 mit dem Pfeil B bezeichnet - zu dem Luftfilter 7 und gelangen demzufolge durch den Ansaugkrümmer 8 zu der Luftmassenmeßeinrichtung 10, wo sie sich nieder­ schlagen können. Um dies zu verhindern, befindet sich in der Ansaugleitung 1 zwischen der Entlüftungsöffnung 11 und der Luftmassenmeßeinrichtung 10 ein gitterarti­ ges Element bzw. Gitter 12, welches den gesamten Quer­ schnitt der Ansaugleitung 1 abdeckt.
Wie in Fig. 2 genauer dargestellt, befindet sich das Gitter 12 in dem Gehäuse 9, in welchem auch die Luft­ massenmeßeinrichtung 10 untergebracht ist. Dieses Ge­ häuse 9 steht in direkter Verbindung mit dem Ansaug­ krümmer 8. Auch in Fig. 2 ist die Ansaugströmungsrich­ tung mit dem Pfeil A und die Gegenrichtung mit dem Pfeil B dargestellt.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte das Gitter 12 selbstverständlich auch in dem Ansaug­ krümmer 8 angebracht sein. Alternativ hierzu wäre es auch möglich, das Gitter 12 in einem völlig separaten Gehäuse zwischen der Entlüftungsöffnung 11 und der Luftmassenmeßeinrichtung 10 anzubringen. Das Gitter 12 ist aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z. B. Polyamid, ausgebildet und besitzt Maschen 13, welche eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen. Eine Ausbildung des Gitters 12 aus Kunststoff hat sich ins­ besondere bei Gittern 12 mit großem Durchmesser als vorteilhaft erwiesen. Selbstverständlich wäre es auch möglich, andere Kunststoffe oder auch metallische Werkstoffe für das Gitter 13 zu verwenden und als Ma­ schen 13 quadratische, runde, sechseckige, rautenför­ mige oder andere beliebige geometrische Formen einzu­ setzen.
Wenn nunmehr im abgestellten Zustand der Brennkraftma­ schine Entlüftungsgase durch die Entlüftungsöffnung 11 in den Ansaugkrümmer 8 der Ansaugleitung 1 gelangen, so können sie zwar in Richtung des Luftfilters 7 bzw. der Luftmassenmeßeinrichtung 10 strömen, sie konden­ sieren jedoch an dem Gitter 12 und setzen sich dort ab, wodurch die in den Entlüftungsgasen enthaltenen Öle und Kohlenwasserstoffe nicht mehr zu der Luft­ massenmeßeinrichtung 10 gelangen können. Sobald die Brennkraftmaschine wieder angestellt wird, werden die­ jenigen Partikel, die sich an dem Gitter 12 abgesetzt haben, wieder durch die Brennkraftmaschine angesaugt, wodurch auch eine ständige Reinigung des Gitters 12 gewährleistet ist.
Auch bei der Ausbildung des Ansaugkrümmers 8 aus gum­ mielastischem Material wird die Beweglichkeit dessel­ ben durch das Gitter 12 nicht eingeschränkt und es entsteht je nach Größe der Maschen 13 ein sehr gerin­ ger Druckabfall in der Ansaugleitung 1. Die Größe der Maschen 13 hat auf den Druckabfall und den Abscheide­ grad folgenden Einfluß: Bei größerer Weite der Maschen 13 ergibt sich ein geringerer Druckabfall sowie ein geringerer Abscheidegrad der Partikel an dem Gitter 12 und bei kleinerer Weite der Maschen 13 ergibt sich ein größerer Druckabfall und ein größerer Abscheidegrad.
Die Dicke des Gitters 12 in der Durchströmungsrichtung beträgt in der vorliegenden Ausführungsform ca. 8 mm. Bei einer größeren Dicke des Gitters 12 ergibt sich ein größerer Abscheidegrad. Generell hat sich eine Dicke von 5-10 mm als am geeignetsten erwiesen. Bei einer Ausbildung des Gitters 12 aus einem metallischen Werkstoff besitzt das Drahtgeflecht des Gitters 12 lediglich einfache Drahtstärke. Bei der Verwendung von Metallgittern kann es daher sinnvoll sein, mehrere Gitter 12 hintereinander anzubringen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Schutz einer in einer Ansauglei­ tung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft­ massenmeßeinrichtung vor Verschmutzung, insbeson­ dere durch in die Ansaugleitung gelangendes Öl aus einer Entlüftungsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (1) zwischen der Luftmassen­ meßeinrichtung (10) und der Entlüftungsöffnung (11) ein gitterartiges Element (12) angeordnet ist, welches wenigstens annähernd den Querschnitt der Ansaugleitung (1) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) denselben Quer­ schnitt wie die Ansaugleitung (1) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) in einem gemeinsamen Gehäuse (9) mit der Luftmassenmeßeinrichtung (10) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) in einem Ansaugkrüm­ mer (8) angeordnet ist, welcher Teil der Ansaug­ leitung (1) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) in einem separaten Gehäuse in der Ansaugleitung (1) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet; daß das gitterartige Element (12) aus einem metalli­ schen Werkstoff besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) aus einem Kunststoff besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) aus einem thermopla­ stischen Kunststoff, wie Polyamid, besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) rechteckige Maschen (13) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) als Drahtgeflecht ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) aus mehreren hinter­ einander angeordneten Drahtgeflechten ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Element (12) eine Dicke von 5-­ 10 mm, insbesondere ca. 8 mm, aufweist.
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