DE202005020008U1 - Filter element for an engine intake unit of a motor vehicle comprises an adsorbent material for adsorption of moisture and acid gases on their way from the atmosphere into the engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement für eine Luftansaugeinrichtung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors, mit einem durchströmten Innenraum der Luftansaugeinrichtung, in dem das Filterelement vorgesehen ist, das ein adsorbierendes Material aufweist, das ein die Luftansaugeinrichtung durchströmendes Strömungsmedium kontaktiert, wobei das adsorbierende Material zur Adsorption schädlicher Emissionen, wie Kohlenwasserstoffe, vom Verbrennungsmotor in die umgebende Atmosphäre vorgesehen ist.The The invention relates to a filter element for an air intake device a vehicle internal combustion engine, with a perfused interior of the Air suction device, in which the filter element is provided, having an adsorbent material, the one the air intake flowing through flow medium contacted, wherein the adsorbent material for adsorbing harmful emissions, as hydrocarbons, provided by the internal combustion engine in the surrounding atmosphere is.
Aus
der
Im zuletzt genannten Falle ist das Filterelement vorzugsweise als Zusatzfilter zu einem nicht adsorptionsfähigen, üblichen Ansaugluftfilter ausgebildet. Das adsorbierende Material kann zumindest im wesentlichen aus Aktivkohle bestehen.in the latter case, the filter element is preferably as an additional filter to a non-adsorptive, usual Intake air filter formed. The adsorbent material may be at least consist essentially of activated carbon.
Eine ähnliche
Luftansaugeinrichtung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors mit einem
durchströmten
Raum der Luftansaugeinrichtung, in dem ein Filterelement vorgesehen
ist, das ein adsorbierendes Material aufweist, das ein die Luftansaugeinrichtung
durchströmendes
Strömungsmedium
kontaktiert, wobei das adsorbierende Material zur Adsorption schädlicher
Emissionen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, geeignet ist,
die vom Verbrennungsmotor erzeugt werden, ist aus der
Diese bekannten Filterelemente für Luftansaugeinrichtungen sind also dazu geeignet, schädliche Emissionen, die vom Verbrennungsmotor erzeugt werden, und durch die Luftansaugeinrichtung in die umgebende Atmosphäre abgegeben würden, mit Hilfe des Filterelementes, das adsorbierendes Material aufweist, daran zu hindern, dass sie in die umgebende Atmosphäre gelangen.These known filter elements for Air aspirators are therefore capable of producing harmful emissions, generated by the internal combustion engine, and by the air intake in the surrounding atmosphere would be delivered with Help of the filter element, which has adsorbing material, to prevent them from entering the surrounding atmosphere.
In einer solchen Luftansaugeinrichtung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors sind elektronische Komponenten, wie Luftmassensensoren oder dergleichen, und technische Einbauten, wie Turbolader, usw., angeordnet, die bei stehendem Fahrzeug Feuchtigkeit bzw. aus der Feuchtigkeit kondensiertem Wasser sowie sauren Gasen aus der Umgebungsluft ausgesetzt sind. Insbesondere an Straßenkreuzungen, in Stauzonen, usw. ist die Konzentration von sauren Gasen in der Luft, d.h. in der umgebenden Atmosphäre, relativ hoch. Derartige saure Gase bilden in Verbindung mit Wasser Säuren, die die elektronischen Komponenten, wie Luftmassensensoren, usw., schädigen können und die im Extremfall zu einem Totalausfall der Elektronik des Fahrzeug-Verbrennungsmotors führen können.In Such an air intake of a vehicle internal combustion engine are electronic components, such as air mass sensors or the like, and technical installations, such as turbochargers, etc., arranged, the Moisture or condensed from the moisture when the vehicle is stationary Water and acid gases from the ambient air are exposed. Especially at road junctions, in congestion zones, etc. is the concentration of acidic gases in the Air, i. in the surrounding atmosphere, relatively high. such Acid gases in conjunction with water form acids that are the electronic ones Components, such as air mass sensors, etc., can damage and in extreme cases to a total failure of the electronics of the vehicle internal combustion engine to lead can.
Grundsätzlich findet eine Adsorption der verschiedenen Gase nur bei Motorstillstand statt. Sobald der Verbrennungsmotor läuft, liegen an dem durchströmten Filterelement Strömungsgeschwindigkeiten von ca. 10 m/sec an, die während des Fahrbetriebes auf bis zu 40 m/sec ansteigen können. Bei solch großen Strömungsgeschwindigkeiten findet in Folge der viel zu geringen Kontaktzeiten nahezu keine Adsorption mehr statt.Basically finds An adsorption of various gases takes place only at engine standstill. Once the engine is running, lie on the flowed through Filter element flow rates of about 10 m / sec during the of the driving operation can rise up to 40 m / sec. With such huge flow rates As a result of far too short contact times almost none Adsorption takes place more.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement der eingangs genannten Art für eine Luftansaugeinrichtung zu schaffen, mittels welchem die Elektronikkomponenten und die technischen Einbauten, die in der Luftansaugeinrichtung angeordnet sind, optimal geschützt werden.Therefore the invention has the object, a filter element of initially mentioned type for to provide an air intake device by means of which the electronic components and the technical installations in the air intake are arranged, optimally protected become.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d.h. dadurch gelöst, dass das adsorbierende Material des Filterelementes nicht nur zur Adsorption schädlicher Emissionen, wie Kohlenwasserstoffe, die vom Verbrennungsmotor erzeugt werden, sondern gleichzeitig auch zur Adsorption von Feuchtigkeit und von sauren Gasen aus der umgebenden Atmosphäre in Strömungsrichtung zum Verbrennungsmotor vorgesehen ist.These The object is achieved by the Features of claim 1, i. solved by that the adsorbing Material of the filter element not only for adsorption harmful Emissions, such as hydrocarbons produced by the internal combustion engine but at the same time also for the adsorption of moisture and sour gases from the surrounding atmosphere in the flow direction to the internal combustion engine is provided.
Das erfindungsgemäße Filterelement ist in vorteilhafter Weise nicht nur zur Adsorption schädlicher Emissionen, wie Kohlenwasserstoffe, geeignet, die vom Verbrennungsmotor emittiert und in die umgebende Atmosphäre abgegeben würden, sondern außerdem ist das erfindungsgemäße Filterelement auch dazu geeignet, die Elektronikkomponenten und die technischen Einbauten in der Luftansaugeinrichtung gegen Feuchtigkeit und saure Gase, wie sie in der umgebenden Atmosphäre vorhanden sind, zu schützen.The filter element according to the invention is advantageously not only harmful to adsorption Emissions, such as hydrocarbons, suitable by the internal combustion engine and emitted into the surrounding atmosphere, but is also the filter element according to the invention also suitable for this, the electronic components and the technical installations in the air intake device against moisture and acid gases, as they exist in the surrounding atmosphere to protect.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Filterelements wird verhindert, dass sich Kondenswasser und saure Gase im Bereich der Elektronikkomponenten und der technischen Einbauten mischen und als Säuren an die Elektronikkomponenten und/oder technischen Einbauten gelangen. Besonders wichtig ist es hierbei, den Luftmassensensor in der Luftansaugeinrichtung vor Korrosion zu schützen, weil der Luftmassensensor im Regelkreis des Motormanagements eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors ein wichtiges Element darstellt, und ein korrosionsbedingter Ausfall des Luftmassensensors bewirkt, dass das Fahrzeug ausfällt.With the aid of the filter element according to the invention prevents condensate and acid gases in the field of electronic components and technical installations mix and get as acids to the electronic components and / or technical installations. It is particularly important here to protect the air mass sensor in the air intake from corrosion, because the air mass sensor in the control loop of the engine management of a vehicle internal combustion engine is an important element, and a corrosion-related off If the air mass sensor fails, the vehicle will fail.
Bislang wird der besagte Luftmassensensor ausschließlich mit Hilfe von Partikelfiltern vor einer Verschmutzung geschützt.So far the said air mass sensor is exclusively by means of particle filters protected from contamination.
Das erfindungsgemäße Filterelement ist während eines Stillstandes des Fahrzeuges sowie bei stehendem Fahrzeug und laufendem Verbrennungsmotor, z.B. an Straßenkreuzungen, während eines Staus usw. wirksam. Das Filterelement adsorbiert Wasser sehr gut – und zwar im Bereich einer relativen Luftfeuchte von 20 bis 90 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 80 %, und weiter bevorzugt im Bereich von 50 bis 75 %. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Filterelementes wird verhindert, dass bei den genannten Situationen, d.h. bei Fahrzeug-Stillstand und bei stehendem Fahrzeug mit laufendem Verbrennungsmotor, Luft aus der umgebenden Atmosphäre mit entsprechend hoher Luftfeuchtigkeit durch die Luftansaugeinrichtung hindurch zu den besagten empfindlichen Elektronenkomponenten und technischen Einbauten gelangt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Filterelementes wird also die Bildung von Kondenswasser an den Elektronikkomponenten und/oder technischen Einbauten verhindert.The filter element according to the invention is during a stoppage of the vehicle and when the vehicle and running internal combustion engine, e.g. at intersections, during one Congestion, etc. effective. The filter element adsorbs water very well - and indeed in the range of a relative humidity of 20 to 90%, preferably in the range of 30 to 80%, and more preferably in the range of 50 to 75%. With the aid of the filter element according to the invention is prevented that in the situations mentioned, i. at vehicle standstill and with the vehicle stationary with the internal combustion engine running, air from the surrounding atmosphere correspondingly high humidity through the air intake through to the said sensitive electron components and technical installations. With the aid of the filter element according to the invention Thus, the formation of condensation on the electronic components and / or technical installations prevented.
Nachdem insbesondere an Straßenkreuzungen in Ballungsgebieten die Konzentration von sauren Gasen in der Umgebungsluft, die zum Motorraum gelangt, relativ groß ist, ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, dass mit Hilfe des Filterelementes eine Aufkonzentrierung der sauren Gase verhindert wird.After this especially at road intersections in agglomerations, the concentration of acidic gases in the ambient air, which reaches the engine compartment, is relatively large, the invention results in the advantage that with the help of the filter element, a concentration of the acidic Gases is prevented.
Bei abgestelltem Verbrennungsmotor können Kohlenwasserstoffe aus dem Verbrennungsmotor über offene Ventilstellungen verdampfen und durch Diffusion über die Luftansaugeinrichtung, d.h. den Ansaugtrakt, in die Umgebung gelangen. Das erfindungsgemäße Filterelement verhindert das weitere Diffundieren in die umgebende Atmosphäre und wirkt als Sperrschicht. Dieser Vorgang spielt sich insbesondere dann ab, wenn der Verbrennungsmotor noch warm ist und/oder wenn das Fahrzeug in der Sonne steht und sich aufheizt.at switched off internal combustion engine can Hydrocarbons from the combustion engine via open valve positions evaporate and through diffusion over the air suction device, i. the intake tract, in the environment reach. The filter element according to the invention prevents further diffusion into the surrounding atmosphere and works as a barrier layer. This process takes place in particular then, if the combustion engine is still warm and / or if the vehicle stands in the sun and heats up.
Ist das Fahrzeug in einer Umgebung mit einer hohen Luftverschmutzung abgestellt und herrschen gleichzeitig hohe Luftfeuchtigkeiten, wie beispielsweise während der Übergangszeiten im Frühjahr oder Spätherbst, oder im Sommer nach einem starken Regen, so können Feuchtigkeit und saure Gase, die sich nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors im Ansaugtrakt befinden, bzw. von außen in den Ansaugtrakt gelangen, über den Ansaugtrakt in Richtung Verbrennungsmotor diffundieren und am Luftmassensensor, der in der Regel stromabwärts nach dem Motorluftfilter angebracht ist, kondensieren. Auf diese Weise können sich am Luftmassensensor Säuretröpfchen bilden. Diese Säuretröpfchen können zu einer Korrosion und im Extremfall zur Zerstörung des Luftmassensensor führen.is the vehicle in an environment of high air pollution turned off and at the same time prevail high humidities, such as for example during the transitional periods in the spring or late autumn, or in the summer after a heavy rain, moisture and acid gases, after switching off the internal combustion engine in the intake tract are located, or from the outside get into the intake, over diffuse the intake tract in the direction of the internal combustion engine and on Air mass sensor, which is usually downstream to the engine air filter is attached, condense. In this way, can be at the air mass sensor Forming acid droplets. These acid droplets can too cause corrosion and in extreme cases to destroy the air mass sensor.
Bei laufendem Verbrennungsmotor wird das Filterelement regeneriert, d.h. zuvor adsorbierte Kohlenwasserstoffe sowie adsorbiertes Wasser werden durch den in den Verbrennungsmotor gesaugten Luftstrom wieder regeneriert. Eventuell abgeschiedene saure Gase werden hierbei jedoch nicht wieder desorbiert, d.h. der Anteil der Adsorbentien, der die sauren Gase herausfiltert, altert über die Standzeit des Filterelementes. Da die Konzentrationen der eventuell abgeschiedenen sauren Gase jedoch in der Regel im unteren ppb-Bereich liegen, kann die Kapazität des Filterelementes so groß ausgelegt werden, dass es für die gesamte Lebenszeit des Fahrzeuges reicht.at running internal combustion engine, the filter element is regenerated, i.e. previously adsorbed hydrocarbons and adsorbed water are reflected by the air stream drawn into the internal combustion engine regenerated. However, any separated acidic gases will be not desorbed again, i. the proportion of adsorbents, the acidic Gases filter out, age over the service life of the filter element. As the concentrations of possibly However, separated acidic gases usually in the lower ppb range lie, the capacity can designed so large the filter element be that for it the entire lifetime of the vehicle is enough.
Eine Adsorption bzw. Filtration von sauren Gasen ist bei laufendem Verbrennungsmotor – in Folge der weiter oben erwähnten kurzen Kontaktzeit – vernachlässigbar. Das erfindungsgemäße Filterelement bzw. das Filtermaterial des Filterelementes arbeitet praktisch wie eine Diffusionssperre – und zwar für Kohlenwasserstoffe vom Verbrennungsmotor in Richtung Atmosphäre, und für saure Gase und Wasserdampf von der umgebenden Atmosphäre in Richtung Verbrennungsmotor.A Adsorption or filtration of acid gases is with the internal combustion engine running - in consequence the one mentioned above short contact time - negligible. The filter element according to the invention or the filter material of the filter element works practically as a diffusion barrier - and though for Hydrocarbons from the combustion engine in the direction of the atmosphere, and for sour Gases and water vapor from the surrounding atmosphere in the direction of the internal combustion engine.
Bevorzugt ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Filterelement das adsorbierende Material an einem gasdurchlässigen Trägermedium des Filterelementes mittels eines Bindemittels fixiert ist. Das adsorbierende Material bildet vorzugsweise eine Beschichtung des gasdurchlässigen Trägermediums des Filterelementes. Das gasdurchlässige Trägermedium und das Bindemittel sind zweckmäßigerweise bis 150° C temperaturstabil.Prefers it is when the adsorbent in the filter element according to the invention Material on a gas permeable transfer medium the filter element is fixed by means of a binder. The adsorbing Material preferably forms a coating of the gas-permeable carrier medium of Filter element. The gas permeable transfer medium and the binder are expediently until 150 ° C temperature stable.
Bevorzugt ist es, wenn das gasdurchlässige Trägermedium des erfindungsgemäßen Filterelementes eine 3D-Struktur aufweist. Diese kann beispielsweise durch einen retikulierten PUR-Schaum realisiert sein. Als zweckmäßig hat es sich hierbei erwiesen, wenn der PUR-Schaum eine Zelligkeit von 10 bis 36 ppi (Poren/inch) (= 4 bis 14 Poren/cm), vorzugsweise 15 bis 20 ppi (= 6 bis 8 Poren/cm), aufweist.Prefers is it when the gas-permeable carrier medium of the filter element according to the invention has a 3D structure. This can for example by a be realized reticulated polyurethane foam. As appropriate has it proved here when the PUR foam has a cell density of 10 to 36 ppi (pores / inch) (= 4 to 14 pores / cm), preferably 15 to 20 ppi (= 6 to 8 pores / cm).
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass das gasdurchlässige Trägermedium aus einem Abstandsgewirke besteht. Das Abstandsgewirke kann voneinander beabstandete, gasdurchlässige Decklagen und die Decklagen miteinander verbindende Monofilamente aufweisen.It is according to the invention also possible, that the gas permeable transfer medium consists of a spacer knitted fabric. The spacer fabric may be spaced apart, gas permeable Cover layers and the cover layers interconnecting monofilaments exhibit.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass das gasdurchlässige Trägermedium aus Gummihaar, d.h. aus Kokosfasern, besteht, die mit Latex ummantelt sind.According to the invention, it is also possible that the gas-permeable carrier medium consists of rubber hair, that is, of coconut fibers, which surrounds with latex telt are.
Desgleichen ist es möglich, dass das gasdurchlässige Trägermedium des erfindungsgemäßen Filterelementes aus einem voluminösen Vlies besteht. Bei diesem voluminösen Vlies kann es sich um ein PES-Vlies handeln.Similarly Is it possible, that the gas permeable transfer medium of the filter element according to the invention from a voluminous Fleece exists. This voluminous fleece can be a PES fleece act.
Das erfindungsgemäße Filterelement kann aus einzelnen Lagen zusammengesetzt sein, die unterschiedlich beschichtet, d.h. mit unterschiedlichen adsorbierenden Materialen beschichtet, sind, oder es kann einlagig ausgebildet sein, wobei die Beschichtung aus einer entsprechenden Mischung unterschiedlicher adsorbierender Materialien besteht.The filter element according to the invention can be composed of individual layers that are different coated, i. with different adsorbing materials are coated, or it may be formed in one layer, wherein the coating of a corresponding mixture of different adsorbing materials.
Bei dem erfindungsgemäßen Filterelemente hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das zum Fixieren des adsorbierenden Materials am gasdurchlässigen Trägermedium vorgesehene Bindemittel ein Bindemittel auf Acrylatbasis ist.at has the filter elements according to the invention it proved to be expedient if that for fixing the adsorbent material to the gas-permeable support medium provided binder is an acrylate-based binder.
Das adsorbierende Material des erfindungsgemäßen Filterelementes besteht vorzugsweise aus Aktivkohlepulver. Die Partikelgröße des Aktivkohlepulvers bestimmt das Adsorptions- und Desorptionsverhalten des erfindungsgemäßen Filterelementes. Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement kann insbesondere auch eine schnelle vollständige Desorption bei der Rückspülung des Filterelementes – wie sie mit Granulatkohle in dem gewünschten Maße nicht erreichbar ist – erreicht werden.The adsorbing material of the filter element according to the invention consists preferably from activated carbon powder. The particle size of the activated carbon powder determines the adsorption and desorption behavior of the filter element according to the invention. With the filter element according to the invention In particular, a rapid complete desorption in the backwashing of the Filter element - like they with granulated coal in the desired Dimensions unavailable is reached become.
Zusätzlich kann das gasdurchlässige Trägermedium des erfindungsgemäßen Filterelementes mit PCM (Phase Change Materials) ausgerüstet sein. Eine solche zusätzliche Ausrüstung mit PCM bewirkt, dass die vom Verbrennungsmotor abgestrahlte Wärme aufgenommen werden kann, und auf diese Weise die Temperatur des Filterelementes mindestens näherungsweise konstant und niedrig gehalten wird. Auf diese Weise ergibt sich eine verbesserte Adsorption der vom Verbrennungsmotor emittierten schädlichen Emissionen wie Kohlenwasserstoffe, weil bekanntermaßen bei niedrigen Temperaturen die Adsorptionskapazität eines Adsorbens höher ist als bei hohen Temperaturen.In addition, can the gas permeable transfer medium of the filter element according to the invention equipped with PCM (Phase Change Materials). Such an extra equipment With PCM, the heat emitted by the engine is absorbed can be, and in this way the temperature of the filter element at least approximately constant and low. This way results an improved adsorption emitted by the internal combustion engine harmful Emissions such as hydrocarbons, because known low temperatures, the adsorption capacity of an adsorbent is higher as at high temperatures.
Zweckmäßig ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Filterelemente das adsorbierende Material eine Mischung aus mikroporöser Aktivkohle, mesoporöser Aktivkohle und katalytischer Aktivkohle aufweist. Die mikroporöse Aktivkohle kann eine Körnung besitzen, bei der der Anteil von Partikeln > 71 μm < 10% ist. Bei der mikroporösen Aktivkohle handelt es vorzugsweise um eine wasserdampfaktivierte Kokusnussaktivkohle mit einer Jodzahl von 1200 ± 100 mg/g und einem pH-Wert von 9 bis 11. Die mesoporöse Aktivkohle kann eine Körnung aufweisen, bei der Anteil von Partikeln > 75 μm < 5 % ist. Bei der mesoporösen Aktivkohle handelt es sich zweckmäßigerweise um eine säure- und wasserdampfaktivierte Holzaktivkohle mit einer Jodzahl > 1200 mg/g und einem pH-Wert von 4 bis 6.Is appropriate it, when in the filter elements according to the invention the adsorbent material is a mixture of microporous activated carbon, mesoporous activated carbon and catalytic activated carbon. The microporous activated carbon can be a grain possess, in which the proportion of particles> 71 microns <10%. In the microporous Activated carbon is preferably a water vapor activated coconut activated carbon with an iodine value of 1200 ± 100 mg / g and a pH of 9 to 11. The mesoporous charcoal may have a grain at the proportion of particles is> 75 μm <5%. At mesoporous activated carbon it is expediently an acidic and steam-activated wood activated carbon having an iodine value> 1200 mg / g and a pH of 4 to 6.
Die mikroporöse und die mesoporöse Aktivkohle können in einem Mischungsverhältnis von 0:100 bis 100:0, vorzugsweise 50:50, vorliegen.The microporous and the mesoporous ones Activated carbon can in a mixing ratio from 0: 100 to 100: 0, preferably 50:50.
Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement kann das adsorbierende Material eine Mischung aus Aktivkohle – zur Adsorption von Kohlenwasserstoffen – und Zeolith – zur Adsorption von Wasser – sein. Desgleichen ist es möglich, dass das adsorbierende Material eine Mischung aus Aktivkohle, katalytischer Aktivkohle und Zeolith ist.at the filter element according to the invention can the adsorbent material is a mixture of activated carbon - for adsorption of hydrocarbons - and Zeolite - to Adsorption of water - be. Similarly Is it possible, that the adsorbent material is a mixture of activated carbon, catalytic activated carbon and zeolite is.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Filterelement gradientenartig aufgebaut ist, wobei die der umgebenden Atmosphäre zugewandte Seite des Filterelementes mit katalytisch wirksamer Aktivkohle ausgerüstet ist, die zum Entfernen saurer Gase vorgesehen ist und eine erhöhte Adsorption gegenüber Wasser aufweist, und wobei die dem Verbrennungsmotor zugewandte Seite des Filterelementes mit Aktivkohle ausgerüstet ist, die eine ausgeprägte Adsorptionsfähigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffen aufweist. Dabei kann die an der dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite des Filterelementes vorgesehene Aktivkohle eine BWC-Aktivkohle sein. BWC-Aktivkohle ist eine Aktivkohle, die eine sehr hohe Arbeitskapazität für n-Butan – gemessen gemäß ASTM D 5228-92 – aufweist.When It has proven advantageous if the filter element is gradient-like is constructed, wherein the surrounding atmosphere facing side of the filter element is equipped with catalytically active activated carbon, which can be removed acidic gases is provided and increased adsorption to water and wherein the engine side facing the Filter element is equipped with activated carbon, which has a pronounced adsorption capacity across from Has hydrocarbons. It can be at the internal combustion engine facing side of the filter element provided activated carbon a Be BWC activated carbon. BWC activated carbon is an activated carbon, which is a very high work capacity for n-butane - measured according to ASTM D 5228-92 - has.
Das erfindungsgemäße Filterelemente kann einlagig oder bezüglich der verschiedenen Aktivkohlen mehrlagig ausgebildet sein. Bei einer einlagigen Ausbildung des Filterelementes ist das gasdurchlässige Trägermedium des Filterelementes mit einer entsprechenden Kohlenmischung beschichtet. Bei einer mehrlagigen Ausbildung des Filterelementes kann jede gasdurchlässige Trägermediumlage mit der jeweils passenden Aktivkohle beschichtet sein.The filter elements according to the invention can be single-layered or re be formed multi-layered of the various activated carbons. At a single-layered design of the filter element is the gas-permeable carrier medium the filter element coated with a corresponding coal mixture. In a multi-layered design of the filter element, any gas-permeable carrier medium layer be coated with the appropriate activated carbon.
Um zu verhindern, dass adsorbierendes Material, das sich vom Trägermedium und bestimmten Umständen löst, bzw. wo eine solche Loslösung nicht zuverlässig ausgeschlossen werden kann, zu verhindern, dass das losgelöste adsorbierende Material in den Verbrennungsmotor gelangt, kann es zweckmäßig sein, wenn das Filterelement von einer gasdurchlässigen, das adsorbierende Material zurückhaltenden Umhüllung umgeben ist. Auf eine solche gasdurchlässige Umhüllung kann verzichtet werden, wenn zuverlässig sichergestellt ist, dass das adsorbierende Material mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels sicher am Trägermedium fixiert ist, und ein Loslösen adsorbierenden Materials vom gasdurchlässigen Trägermedium ausgeschlossen ist.Around to prevent adsorbent material coming from the carrier medium and certain circumstances solves, resp. where such a detachment not reliable can be ruled out, to prevent the detached adsorbing Material enters the combustion engine, it may be appropriate if the filter element of a gas-permeable, the adsorbent material restrained wrapping is surrounded. On such a gas-permeable enclosure can be omitted if reliable it is ensured that the adsorbing material with the help of a suitable binder is securely fixed to the support medium, and a detachment adsorbing material is excluded from the gas-permeable carrier medium.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass im durchströmten Raum der Luftansaugeinrichtung zwischen dem erfindungsgemäßen Filterelement und dem Verbrennungsmotor eine Partikelabscheideinrichtung vorgesehen ist.A different possibility is that in the perfused Space of the air intake between the filter element according to the invention and the internal combustion engine, a Partikelabscheideinrichtung provided is.
Das erfindungsgemäße Filterelement kann als Auskleidung einer Kanalwandung oder eines Ansaugtrichters der Luftansaugeinrichtung ausgebildet sein. Desgleichen ist es z.B. möglich, dass das Filterelement in einer Kanalwandung diagonal festgelegt und beidseitig umströmt wird.The filter element according to the invention can be used as a lining of a sewer wall or a suction funnel be formed of the air intake. Likewise, it is e.g. possible, that the filter element is diagonally fixed in a duct wall and flows around on both sides becomes.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass das Filterelement zu einem im durchströmten Raum der Luftansaugeinrichtung angeordneten Motorluftfilter benachbart, in Strömungsrichtung vor oder hinter diesem und zu diesem parallel, vorgesehen ist. Bei dem an sich bekannten Motorluftfilter handelt es sich um einen Partikelfilter, der keine Adsorptionseigenschaften besitzt.It is according to the invention also possible, that the filter element to an in-flow space of the air intake arranged adjacent engine air filter, in the flow direction before or behind this and parallel to this, is provided. In the known Engine air filter is a particulate filter that no Has adsorption properties.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.Further Details, features and advantages will be apparent from the following Description in conjunction with the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der Luftansaugeinrichtung
Das
adsorbierende Material
Bei
dem erfindungsgemäßen Filterelement
Bei
dem Filterelement
Die
Ausbildung gemäß
Die
vorliegende Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
Nach
dem Abstellen des Verbrennungsmotors werden Kraftstoff-Restemissionen,
die vom Verbrennungsmotor emittiert werden, vom Filterelement adsorbiert
und vor einem Austritt in die umgebende Atmosphäre gehindert. Außerdem werden
die Elektronikkomponenten und die technischen Einrichtungen, beispielsweise
Turbolader, Kompressor, Luftmassensensor, usw., die sich in der
Luftansaugeinrichtung befinden, durch das Filterelement vor Feuchtigkeit und
sauren Gasen geschützt.
Die Feuchte-Adsorption ist sehr entscheidend, weil durch sie eine
Kondenswasserbildung verhindert wird, die empfindliche Bauteile
und Komponenten schädigen
könnte.
Außerdem
wird verhindert, dass bei niedrigen Temperaturen unter 0° C die Bauteile
und Komponenten mit Eis überzogen
werden, wodurch ihre Funktion eingeschränkt oder verhindert würde. Die
Adsorption der Kohlenwasserstoffe dient außerdem zur Verbesserung der ökologischen
Bilanz des Fahrzeugs.The present invention has the following advantages:
After stopping the engine, residual fuel emissions emitted by the engine are adsorbed by the filter element and prevented from exiting into the surrounding atmosphere. In addition, the electronic components and the technical equipment, such as turbocharger, compressor, air mass sensor, etc., which are located in the air intake, are protected by the filter element from moisture and acid gases. Moisture adsorption is very important because it prevents condensation that could damage sensitive components and components. In addition, it prevents that at low temperatures below 0 ° C, the components and components with Ice would be coated, whereby their function would be limited or prevented. The adsorption of hydrocarbons also serves to improve the ecological balance of the vehicle.
Beide Funktionen, d.h. die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit und von sauren Gasen der in die Luftansaugeinrichtung eindringenden Luft und die Adsorption von Kohlenwasserstoffen der vom Verbrennungsmotor stammenden Restemissionen, müssen beim Abstellen des Verbrennungsmotors in ihrer maximalen Ausprägung vorhanden sein. Deshalb ist es zwingend erforderlich, dass auch bei sehr kurzen Fahrtstrecken sowohl die Feuchtigkeit als auch die Restemissionen vollständig abgegeben werden.Both Functions, i. the absorption of humidity and acid Gases of the air entering the air intake and the adsorption of hydrocarbons from the internal combustion engine derived residual emissions, must Shutdown of the internal combustion engine in its maximum expression available be. That is why it is imperative that even at very short Routes both the humidity and the residual emissions Completely be delivered.
Wasser und Kohlenwasserstoffe werden im Falle eines Fahrzeugstillstandes emittiert und werden im Stillstand vom erfindungsgemäßen Filterelement aufgenommen. Die sauren Gase fallen nicht während eines Stillstandes sondern bei laufendem Verbrennungsmotor im Straßenverkehr an und das erfindungsgemäße Filterelement wird im Fahrbetrieb bezüglich Feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffe regeneriert.water and hydrocarbons become in the case of a vehicle standstill emitted and are at a standstill of the filter element according to the invention added. The acid gases do not fall during a standstill but when the internal combustion engine is running on the road and the filter element according to the invention is in driving with respect to Regenerates moisture and hydrocarbons.
Das erfindungsgemäße Filterelement ist flexibel, dehn- und stauchbar, und kann daher in vorteilhafter Weise derartig angeordnet werden, dass es nicht zwingend durchströmt wird. Das erfindungsgemäße Filterelement erlaubt es auch, Leitungsteile der Luftansaugeinrichtung mit dem Filterelement auszukleiden oder wunschgemäß eine andere Umströmung zu verwirklichen. Des weiteren bewirkt die Flexibilität des Filterelementes eine Selbstdichtung, so dass die Luftansaugeinrichtung bzw. Filteraufnahme ohne zusätzliche dichtende Elemente ausführbar ist. Außerdem werden durch das erfindungsgemäße Filterelement unerwünschte Todvolumina, die sich mit Kohlenwasserstoffen oder mit sauren Gasen bzw. Wasser aus der Luftfeuchtigkeit anreichern können, vermieden.The filter element according to the invention is flexible, malleable and compressible, and therefore can be in an advantageous Way are arranged such that it is not necessarily flows through. The filter element according to the invention it also allows parts of the air intake with the To line filter element or as desired another flow around realize. Furthermore, the flexibility of the filter element a self-seal, so that the air intake or filter intake without additional sealing elements executable is. Furthermore be through the filter element according to the invention undesirable Dead volumes that deal with hydrocarbons or with acid gases or water from the humidity can accumulate, avoided.
Das erfindungsgemäße Filterelement ermöglicht es bspw., dass es atmosphärenseitig mit einer katalytischen und Feuchte adsorbierenden Aktivkohle und motorseitig mit einer BWC-Aktivkohle ausgestattet wird, damit ist es möglich, einen Eigenschaftsgradienten zu installieren, der die wichtigen Eigenschaften des Adsorbens noch besser zur Geltung bringt. Desgleichen ist es möglich, zwei unterschiedliche Lagen mit entsprechenden Adsorbienten anzuwenden, um das jeweils gewünschte Eigenschaftsprofil auf der An- und Abströmseite des Filterelementes zu realisieren.The filter element according to the invention allows it is, for example, that it is the atmosphere side with a catalytic and moisture adsorbing activated carbon and motor side is equipped with a BWC activated carbon, so is it is possible to install a property gradient that has the important properties the adsorbent even better brings to bear. It is the same possible, apply two different layers with corresponding adsorbents, to the respective desired Property profile on the inflow and outflow side of the filter element to realize.
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1212
-
Verbrennungsmotor
(von
10 )Internal combustion engine (from10 ) - 1414
-
Luftansaugeinrichtung
(von
10 für12 )Air intake device (from10 For12 ) - 1616
-
umgebende
Atmosphäre
(bei
10 )surrounding atmosphere (at10 ) - 1818
-
Innenraum
(von
14 )Interior (from14 ) - 2020
-
Filterelement
(in
14 )Filter element (in14 ) - 2222
-
Luftmassensensor
(in
14 für12 )Air mass sensor (in14 For12 ) - 2424
-
gasdurchlässiges Trägermedium
(von
20 )gas-permeable carrier medium (from20 ) - 2626
-
Bindemittel
(an
24 für28 )Binders (on24 For28 ) - 2828
-
adsorbierendes
Material (von
20 )adsorbent material (from20 ) - 3030
-
Pfeil
(bei
20 )Arrow (at20 ) - 3232
-
Pfeil
(bei
20 )Arrow (at20 ) - 3434
-
Pfeil
(bei
20 )Arrow (at20 ) - 3838
-
Lage
(von
20 )Location (from20 ) - 4040
-
Lage
(von
20 )Location (from20 ) - 4242
-
Seite
(von
20 bei16 )Side of20 at16 ) - 4444
-
Seite
(von
20 bei12 )Side of20 at12 ) - 4646
-
Umhüllung (von
20 )Serving (from20 ) - 4848
-
Kanalwandung
(von
14 )Duct wall (from14 ) - 5050
-
Filterzone
(durch
14 )Filter zone (by14 ) - 5252
-
freier
Strömungsquerschnitt
(in
48 )free flow cross section (in48 ) - 5353
-
Ansaugrichter
(von
14 )Intake funnel (from14 ) - 5454
-
Motorluftfilter
(in
14 )Engine air filter (in14 ) - 5656
-
Partikelabscheideeinrichtung
(für
28 )Particle Separator (for28 )
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-
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- 2005-03-19 DE DE202005020008U patent/DE202005020008U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20060323 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20071123 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20110405 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20130328 |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |