DE3336725A1

DE3336725A1 - Luftfilter fuer vergasermotoren, insbesondere in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3336725A1
Application number: DE19833336725
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. Heinermann (FH), 6501 Nieder-Olm; Rolf Dipl.-Ing. 6093 Flörsheim Klockner
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1983-10-08
Filing date: 1983-10-08
Publication date: 1985-04-25
Also published as: DE3336725C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftfilter für Vergasermotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem auf dem Vergaser angeordneten, flach-topfförmigen Filtergehäuse und einem in das Filtergehäuse einmündenden, der Luftansaugung dienenden Schnorchel, der im wesentlichen innerhalb der vom Filtergehäuse gebildeten Ebene gekrümmt ist.

Es ist bekannter Stand der Technik, Schnorchel von Luftfiltern als Rohrstutzen auszubilden und radial in das Filtergehäuse einmünden zu lassen. Die bekannten Schnorchel sind meistens gekrümmt ausgebildet, sei es mittels eingefügten Rohrkrümmers (vgl. hierzu beispielsweise FR-PS 1 396 790) , sei es, daß auf einen kurzen geradlinigen Rohrstutzen ein biegsamer Luftschlauch als Schnorchelverlängerung aufgeschoben wird. Der Luftschlauch kann am (vorderen) Lufteintrittsende im Motorraum festgelegt sein. Die Schnorchelkrümmung kann hierbei in der durch das flach-topfförmige Luftfiltergehäuse gebildeten Horizontalebene liegen. Es sind aber auch Schnorchel bekannt, die aus dieser Horizontalebene heraus (nach oben oder unten) gekrümmt sind.

Eine Krümmung des Schnorchels nach oben ist beispielsweise durch die bereits erwähnte FR-PS 1 396 790 bekannt geworden.

Bei Kraftfahrzeugen mit quer eingebauten Motoren ist es Stand. der Technik, daß der Filterschnorchel in Richtung zum Kühler hin den Motorblock übergreift. Hierdurch entstehen Probleme mit der Bauhöhe, insbesondere angesichts der Bestrebungen, aus Luftwiderstandsgründen die Motorhaube flach abfallend auszubilden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, einerseits die Luftführung im Schnorchel zu verbessern, wobei dies insbesondere durch Abbau von Strömungswiderständen geschehen soll, und'zugleich die Motorbauhöhe im Motorraum zu verringern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Luftfilter der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der Schnorchel insgesamt diffusorartig gekrümmt ausgebildet ist, einen sich

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vom Lufteintritt zum Filtergehäuse hin gleichmäßig erweiternden Querschnitt aufweist und seitlich an dem Filtergehäuse, tangential oder im wesentlichen tangential in dasselbe einmündend, angeordnet ist.
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Der erfindungsgemäße kurvenförmig gekrümmte Schnorchel erlaubt, es, die Ansaugluftführung seitlich um den Quermotor herumzuführen. Hierdurch ergibt sich eine geringere Bauhöhe im Motorraum, weil diese nurmehr durch die Höhe des Motorblockes selbst bestimmt wird. Außerdem kann die Kurbelgehäuseentlüftung erheblich verbessert werden, da durch die erfindungsgemäße seitliche Luftführung bessere Platzverhältnisse im Motorraum geschaffen werden. Gleichzeitig wird durch die diffusorartig kurvenförmige Ausbildung des erfindungsgemäßen Schnorchels •15 eine wesentliche Reduzierung der Strömungswiderstände innerhalb des Schnorchels bewerkstelligt. Die Beatmung des Motors wird dadurch erheblich verbessert. Die Ansauggeräusche werden vermindert.

Im Sinne einer weiteren Optimierung der Strömungsverhältnisse wird vorgeschlagen, daß der Lufteintritt des Schnorchels trichterförmig ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise besitzt der Schnorchel, ausgehend vom trichterförmigen Lufteintritt zunächst einen kreisförmigen Querschnitt, der in Strömungsrichtung allmählich in einen elliptischen Querschnitt übergeht. Versuche haben gezeigt, daß bei einem Erweiterungswinkel von ca. 8° die besten Ergebnisse erzielt werden können. Es hat sich auch bestätigt, daß bei gekrümmten Diffusoren der Übergang des kreisrunden Eintritts in eine elliptische Form von Nutzen ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, im Innern des Schnorchels, im Übergangsbereich zum Filtergehäuse, Luftleitbleche anzuordnen. Durch den Einbau derartiger Leitbleche läßt sich der Druckverlust im Schnorchel erheblich vermindern, und darüber hinaus wird eine gleichmäßigere Luftbeaufschlagung des im Filtergehäuse angeordneten Filterelements erreicht.

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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung können den Unteransprüchen und - anhand eines Ausführungsbeispiels der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels entnommen werden. Es zeigt: 5

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Luftfilters für

Vergasermotoren, in Draufsicht gesehen, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1

(Vergaser weggelassen), Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 1 und Fig. 6 eine Diagramm-Darstellung des Druckverlustes,

aufgetragen über dem Luftdurchsatz. 15

Wie die Zeichnung, insbesondere Fig. 1 und 2, zeigt, besteht das Luftfilter insgesamt im wesentlichen aus einem Filtergehäuse 10 und einem an dieses einstückig angeformten Schnorchel Fig. 2 läßt erkennen, daß die Bestandteile 10 und 11 des Luftfilters durch Zusammensetzen zweier entsprechend verformter Blechhälften 12 und 13 gebildet werden. Die obere Blechhälfte 12 bildet hierbei zugleich das Oberteil des Filtergehäuses 10, wie auch das Oberteil des einstückig an dieses angeformten Schnorchels 11. Entsprechend wird das Unterteil des Schnorchels zugleich durch das mit 13 bezeichnete untere Filtergehäuseteil gebildet. Die beiden Blechteile 12 und 13 besitzen jeweils einen umlaufenden Flansch 14 bzw. 15, wo sie durch geeignete Befestigungsmittel, z.B. Schrauben (in Fig. 1 und 2 durch gestrichelte Linien angedeutet und mit 16 bezeichnet) zusammengehalten werden.

Die untere Blechhälfte 13 besitzt im Bereich des Filtergehäuses 10 öffnungen 17, 18, die als Anschlußstutzen 19 bzw. 20 für einen in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Vergaser 21 einer Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) ausgeformt sind. Das Filtergehäuse 10 bzw. das gesamte Luftfilter 10, wird in üblicher Weise auf dem Vergaser 21 befestigt, zu welchem Zweck das Filtergehäuse 10 mittig eine zwischen den

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beiden Blechhälften 12 und 13 angeordnete Abstandshülse 22 aufweist/ die in Montagestellung des Filters von einer Befestigungsschraube (nicht gezeigt) durchsetzt ist. Mit 23 ist hierbei die Mittelachse dieser Abstandshülse 22 bezeichnet, wohingegen eine hierzu im spitzen Winkel stehende und mit bezifferte strichpunktierte Linie die Mittelachse des topfförmigen Filtergehäuses 10 selbst repräsentiert.

Wie weiterhin insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist innerhalb des Filtergehäuses 10 ein ringförmiges Filterelement angeordnet. Die im vorstehenden erwähnte Mittelachse 24 des Filtergehäuses 10 ist hierbei auch gleichzeitig die Mittelachse des ringförmigen Filterelements 25. Dieses stützt sich in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Montagestellung radial innen an im Querschnitt winkelförmigen Dichtringen 26, 27 im Filtergehäuse 10 ab. Durch das ringförmige Filterelement 25 wird somit der Innenraum des Filtergehäuses 10 in einen inneren Ringraum 28 und einen äußeren Ringraum 29 unterteilt. Die Zuführung der zu filternden Luft zu dem Filtergehäuse 10 erfolgt durch den bereits oben erwähnten Schnorchel 11, wobei die Luft in den äußeren Ringraum 29 des Filtergehäuses 10 eingeleitet wird. Von dort gelangt die Luft nach vorheriger Durchströmung des ringförmigen Filterelements 25 in radialer Richtung - bei gleichzeitiger Filtrierung, also Reinigung in den inneren Ringraum 28 des Filtergehäuses 10, von wo die gereinigte Luft durch die Anschlußstutzen 19, 20 schließlich in den Vergaser 21 eingeleitet wird.

Auf dem Wege der dem Vergaser 21 zugeführten Luft werden durch das Filterelement 25 bzw. durch den dort erfolgenden Filtriervorgang Druckverluste bewirkt, die - wie Fig. 6 verdeutlicht von der Höhe des Luftdurchsatzes abhängen, wobei der Druckverlust mit steigendem'Luftdurchsatz zunimmt. Der Druckverlust ist aber auch von den im Luftfiltergehäuse 10 und insbesondere im Schnorchel 11 herrschenden Strömungsverhältnissen abhängig. Bei der Gestaltung des Filtergehäuses 10 und insbesondere des Schnorchels 11 kommt es also darauf an, eine möglichst strömungsgünstige Luftführung zu gewährleisten. Zu diesem

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Zweck ist der Schnorchel 11 - wie insbesondere Fig. 1 erkennen läßt - diffusorartig gekrümmt ausgebildet, wobei er ausgehend von einem trichterförmig gestalteten Lufteintritt 30 - zum Filtergehäuse 10 hin sich gleichmäßig erweiternden Querschnitt aufweist. Wie Fig. 3, 4 und 5 zeigen, verändert sich hierbei gleichzeitig der Querschnitt des Schnorchels 11 von einem anfänglichen Kreisquerschnitt am Lufteintritt 30 bis zu einem flach-elliptischen Querschnitt am Übergang in das Filtergehäuse 10. Fig. 2 läßt erkennen, daß die diffusorartige Krümmung des Schnorchels 11 im wesentlichen innerhalb einer durch das Filtergehäuse 10 gebildeten Horizontalebene (Teilungsebene 31 der beiden Filterhälften 12, 13) liegt. Der Schnorchel 11 erstreckt sich jedoch nicht exakt innerhalb dieser Horizontalebene 31, sondern ist aus dieser heraus leicht nach unten gebogen. Der diesbezügliche Krümmungsradius, welcher in Fig.

angedeutet und mit R bezeichnet ist, kann etwa 1000 mm betragen.

Eine wesentliche Bedeutung für die angestrebte Minimierung des Strömungswiderstandes bei der Luftzuführung zu dem Luftfilter kommt aber insbesondere der Gestaltung der übergänge vom Schnorchel 11 zum Filtergehäuse 10 zu. Wie Fig.· 1 zeigt, ist der Schnorchel 11 im Übergangsbereich seiner max. Querschnittsgröße (vgl. hierzu auch Fig. 5) mit seiner mit 32 bezifferten äußeren Seitenwandung tangential an das Filtergehäuse 10 angeschlossen. Der Übergangspunkt ist mit 33 bezeichnet und durch einen rechten Winkel kenntlich gemacht. An seiner inneren Seitenwandung - in Fig. 1 mit 34 beziffert - bildet der Schnorchel 11 einen relativ kleinen Übergangsradius R.. von ungefähr 90 mm, ehe er - bei 35 - mit der inneren Seitenwandung 34 wiederum tangential in das Filtergehäuse 10 übergeht. Hierdurch wird zugleich eine Aufteilung der durch den Schnorchel 11 zugeführten Luft in zwei Teilströme begünstigt, die in Pfeilrichtungen 36 und 37, also in einander entgegengesetzten Richtungen, in den äußeren Ringraum 29 des Filtergehäuses 10 eintreten. Diese aus strömungstechnischen Gründen angestrebte und im Sinne einer Minimierung des Druckverlustes (vgl. hierzu auch Fig. 6) vorteilhafte Aufteilung des zugeführten Luftstromes in zwei Teilströme 36, 37 wird weiterhin begünstigt

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durch zwei im Übergangsbereich des Schnorchels 11 angeordnete Luftleitbleche 38, 39. Die Luftleitbleche 38, 39 dienen zugleich vorteilhaft zur Versteifung des Filter- bzw. Schnorchelgehäuses.

Claims

7. Oktober 1983 Rfd/sch - 8048

Anmelderin: Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim

Luftfilter für Vergasermotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen

Ansprüche

Luftfilter für Vergasermotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem auf demVergaser angeordneten, flachtopfförmigen Filtergehäuse und einem in das Filtergehäuse einmündenden, der Luftansaugung dienenden Schnorchel, der im wesentlichen innerhalb der vom Filtergehäuse gebildeten Ebene gekrümmt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schnorchel (11) insgesamt diffusorartig gekrümmt ausgebildet ist, einen sich vom Lufteintritt (30) zum Filtergehäuse (10) hin gleichmäßig erweiternden Querschnitt aufweist und seitlich an dem Filtergehäuse (10) tangential oder im wesentlichen tangential in dasselbe einmündend, angeordnet ist.

Luftfilter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintritt (30) des Schnorchels (11) trichterförmig ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnorchel (11), ausgehend vom trichterförmigen Lufteintritt (30), zunächst einen kreisförmigen Querschnitt besitzt (Fig. 3), der in Strömungsrichtung allmählich in einen elliptischen Querschnitt übergeht (Fig. 4 und 5).

4. Luftfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Schnorchel .(TT) unmittelbar hinter dem trichterförmigen Lufteintritt (30) einen Erweiterungswinkel fpQ von 8° oder im wesentlichen 8° besitzt (Fig. 1).

5. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß der am Übergangsbereich zum Filtergehäuse (10) seine maximale Breite aufweisende kurvenförmige Schnorchel (11) mit seiner äußeren Seitenwandung (32) tangential (bei 33) und mit seiner inneren Seitenwandung (34) mittels Übergangsradius (R₁) ebenfalls tangential (bei 35) an das Filtergehäuse (10) angeschlossen ist, derart, daß sich die zugeführte Luft in zwei Teilströme (36, 37) aufteilt, die in divergierenden Richtungen in das Filtergehäuse (10) einströmen.

6. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorstehenden An-Sprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Filtergehäuse .(10) , den " Vergaser (21) umgebend, ein ringförmiges Filterelement (25) angeordnet ist, derart, daß sich zwischen dem Filterelement (25) und der Außenwand des Filtergehäuses (10) ein Ringkanal (29) bildet, und daß der Schnorchel (11) so an dem Filtergehäuse (10) angeschlossen ist, daß die zugeführte Luft in den Ringkanal (29) einmündet.

7. Luftfilter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Schnorchels (11), im Übergangsbereich zum Filtergehäuse (10), Luftleitbleche (38, 39) angeordnet sind.

8. Luftfilter nach Anspruch 7, ·

dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitbleche (38, 39) im Sinne der Krümmung des Schnorchels (11) gekrümmt ausgebildet sind, vorzugsweise derart, daß die zugeführte

Luft im Übergangsbereich vom Schnorchel (11) zum Filter gehäuse (10) mindestens in einen äußeren (36) und einen inneren Teilluftstrom (37) aufgeteilt wird, welche Teil- < luftströme in etwa entgegengesetzten Richtungen in den Ringkanal (29) des Filtergehäuses (10) einmünden.

9. Luftfilter für quer zur Fahrzeuglängsrichtung eingebaute Vergasermotoren von Kraftfahrzeugen, nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Schnorchel (11) seitlich um den querliegenden Motor herum zum Kühler hin geführt ist.