DE4408097A1 - Luftansaugsystem für eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftansaugsystem für eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine mit einer Primäransaugleitung sowie mit einer bei verstopfter Primäransaugleitung wirksamen, im wesentlichen quer in dieser stromab des verstopften Strömungsquerschnittes mündenden Sekundäransaugleitung. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf das deutsche Gebrauchsmuster 87 15 030 verwiesen.

Beim bekannten Stand der Technik ist stromauf eines An­ saugluftfilters, der gleichzeitig die Funktion eines An­ sauggeräuschdämpfers übernehmen kann, neben einer Pri­ märansaugleitung noch eine Sekundäransaugleitung vorgese­ hen, wobei die Ansaugöffnungen der beiden Ansaugleitungen an verschiedenen Stellen des Kraftfahrzeuges liegen. Wird nun beispielsweise durch Schnee oder Schmutz die Pri­ märansaugleitung zumindest teilweise verstopft, so wird durch eine druckbetätigte Klappe die zunächst gesperrte Sekundäransaugleitung freigegeben. Vorgesehen ist die bei freier Primäransaugleitung die Sekundäransaugleitung sperrende Klappe, um im Normalfall ein Ansaugen der Ver­ brennungsluft über die strömungsdynamisch optimierte Pri­ märansaugleitung zu gewährleisten.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist die zweifelhafte Funktionssicherheit der Umschaltklappe zwi­ schen Sekundäransaugleitung und Primäransaugleitung, ins­ besondere nach längerer Laufzeit des Kraftfahrzeuges. Die Umschaltklappe sowie deren Betätigungsmechanismus kann im Laufe der Zeit verschmutzen und korrodieren. In einem möglichen Bedarfsfall kann dann die Klappe klemmen und ein Ansaugen von Verbrennungsluft über die Sekundäran­ saugleitung verhindern. Dies gilt sowohl für mechanisch als auch für elektromotorisch betätigte Umschaltklappen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zuverlässigeres Luftansaugsystem mit einer Primäransaugleitung sowie mit einer bei verstopfter Primäransaugleitung wirksamen, in dieser stromab des verstopften Strömungsquerschnittes mündenden Sekundäransaugleitung aufzuzeigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Sekun­ därleitung umschaltklappenlos in die Primäransaugleitung mündet, daß sich die Primäransaugleitung in Strömungs­ richtung betrachtet zur Mündungsstelle der Sekundäran­ saugleitung hin diffusorartig erweitert, und daß die Strömungsdruckverluste in der Sekundäransaugleitung größer sind als die in dem Abschnitt der nicht verstopf­ ten Primäransaugleitung stromauf der Mündungsstelle. In einer vorteilhaften Ausbildung liegt die Mündungsstelle geodätisch so weit oberhalb der Ansaugöffnung der Pri­ märansaugleitung, daß ein Ansaugen von Wasser über die Primäransaugleitung ausgeschlossen ist. In einer weiteren Ausbildung ist ein Teilstück der Primäransaugleitung si­ phonartig ausgebildet und an der tiefsten Stelle mit einem Wasserablauf versehen.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Prin­ zipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispieles (Fig. 1), von welchem Fig. 2 eine Weiterbildung zeigt.

Mit der Bezugsziffer 1 ist das Gehäuse eines Ansaugge­ räuschdämpfers bezeichnet, der beispielsweise im Motor­ raum eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist, und in dem zu­ sätzlich ein Luftfilter 2 angeordnet ist. Reinluftseitig ist ein Austrittsstutzen 3 vorgesehen, der über eine nicht gezeigte Leitung mit der Sauganlage einer nicht ge­ zeigten Brennkraftmaschine verbunden ist, die ebenfalls in das Kraftfahrzeug eingebaut ist und zu dessen Antrieb dient. Rohluftseitig weist der Ansauggeräuschdämpfer 1 einen Eintrittsstutzen 4 auf, in dem eine Primäransaug­ leitung 5 mündet. Diese Primäransaugleitung 5 führt zu einer geeigneten Ansaugstelle, d. h. die Ansaugöffnung 6 der Primäransaugleitung 5 liegt in einem geeigneten Be­ reich der Außenhaut des nicht gezeigten Kraftfahrzeuges.

Neben der Primäransaugleitung 5 ist noch eine Sekundäran­ saugleitung 7 vorgesehen, die an einer Mündungsstelle 8 in der Primäransaugleitung 5 mündet. Somit kann auch über die Ansaugöffnung 9 der Sekundäransaugleitung 7 Verbren­ nungsluft für die Brennkraftmaschine in den Ansaugge­ räuschdämpfer 1 angesaugt werden.

Weder in der Sekundärleitung 7 noch im Bereich der Mün­ dungsstelle 8 ist eine Umschaltklappe vorgesehen, die ein Ansaugen von Verbrennungsluft entweder nur über die Pri­ märansaugleitung 5 oder nur über die Sekundäransauglei­ tung 7 gestattet. Vielmehr mündet die Sekundäransauglei­ tung 7 im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung der Luft in der Primäransaugleitung 5 in diese. Ferner ist die Primäransaugleitung derart ausgebildet, daß sie sich in Strömungsrichtung betrachtet von der Ansaugöffnung 6 zur Mündungsstelle 8 hin diffusorartig erweitert. Weiter­ hin ist die Sekundäransaugleitung 7 derartig gestaltet und dimensioniert, daß die Strömungsdruckverluste in die­ ser Sekundäransaugleitung größer sind als diejenigen in dem Abschnitt 5′ der Primäransaugleitung 5 stromauf der Mündungsstelle 8, wenn die Primäransaugleitung 5 nicht verstopft ist.

Mit diesen Maßnahmen ist sichergestellt, daß bei nicht verstopfter Primäransaugleitung 5 Verbrennungsluft ledig­ lich über die strömungsdynamisch optimal gestaltete Pri­ märansaugleitung angesaugt wird. Lediglich dann, wenn ein Strömungsquerschnitt, beispielsweise der Strömungsquer­ schnitt 10, der Primäransaugleitung 5 verstopft ist, wird selbsttätig Verbrennungsluft über die Sekundäransauglei­ tung 7 angesaugt.

Bevorzugt wird die Sekundäransaugleitung 7 ausgehend von der Mündungsstelle 8 an eine hochgelegene, geschützte Stelle im Motorraum des Kraftfahrzeuges gelegt. Die An­ saugöffnung 9 der Sekundäransaugleitung 7 wird dabei an einer Stelle im Karosseriebereich, z. B. an einen Karos­ seriehohlraum, angeordnet, zu dem Umgebungsluft hin ge­ langen kann. Da, wie bereits erwähnt, die Primäransaug­ leitung 5 zur Mündungsstelle 8 hin diffusorartig erwei­ tert ist, muß im übrigen der Strömungsdruckverlust in der Sekundäransaugleitung 7 nur geringfügig größer gewählt werden als derjenige, der in der Primäransaugleitung 5 auftritt, wenn diese nicht verstopft ist. Durch die dif­ fusorartige Erweiterung wird nämlich die Strömungsge­ schwindigkeit in der Primäransaugleitung 5 und damit auch ein möglicher Unterdruck gering gehalten.

Wird hingegen die Ansaugöffnung 6 der Primäransaugleitung 5 oder auch deren Strömungsquerschnitt 10 durch Fremdkör­ per verstopft, so steigt der Druckverlust in der Pri­ märansaugleitung 5 und damit auch der Unterdruck inner­ halb der Primäransaugleitung 5 an. Sobald der Druckver­ lust in der Primäransaugleitung 5 größer ist als derje­ nige in der Sekundäransaugleitung 7, erfolgt das Ansaugen der Verbrennungsluft durch die Brennkraftmaschine über diese Sekundäransaugleitung 7.

Bevorzugt ist die Primäransaugleitung 5 derart gestaltet, daß die Mündungsstelle 8 geodätisch um eine derartige Strecke h oberhalb der Ansaugöffnung 6 liegt, daß auch flüssige Medien, insbesondere Wasser, aufgrund der dann zu überwindenden Fall- bzw. Steighöhe h nicht angesaugt werden können. Da nämlich diese Strecke h bzw. diese Fallhöhe h überwunden werden muß, wird anstelle von Was­ ser demgegenüber Luft über die Sekundäransaugleitung 7 angesaugt.

In diesem Sinne noch wirkungsvoller ist die Ausbildung nach Fig. 2. Hier ist ein Teilstück 5′′ der Primäransaug­ leitung 5 als Siphon ausgebildet, in dem Wasser, das über die Ansaugöffnung 6 angesaugt wird, abgeschieden wird. Aufgrund der vergrößerten geodätischen Höhe h kann die­ ses Wasser nicht in die Brennkraftmaschine gelangen. Ist der Siphon 5′′ mit Wasser gefüllt, so ist allein die Sekundäransaugleitung 7 wirksam. Ein in seinem Querschnitt geeignet abgestimmter Wasserablauf 11 ermöglicht das Ab­ laufen von eingedrungenem Wasser, so daß schließlich die Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine wieder über die Primäransaugleitung 5 angesaugt werden kann.

Der im bekannten Stand der Technik mögliche Störfall, daß die Brennkraftmaschine durch Verstopfen der Primäransaug­ leitung 5 abstirbt oder Schaden nimmt, ist durch Vorsehen einer hochgelegenen Ansaugöffnung 9 der Sekundäransaug­ leitung 7 ausgeschlossen. Durch den Entfall einer Um­ schaltklappe oder von anderweitig gestalteten, mecha­ nisch, elektrisch oder durch Unterdruck betätigten, be­ weglichen Umschaltvorrichtungen ist die Funktionssicher­ heit dieses Luftansaugsystems mit einer Primäransauglei­ tung 5 sowie einer Sekundäransaugleitung 7 über die ge­ samte Fahrzeuglebensdauer sichergestellt. Dabei ist der Aufwand des erfindungsgemäßen Luftansaugsystems sowohl im Hinblick auf Kosten, aber auch auf Einbauraum und Gewicht deutlich geringer als bei den bekannten klappengesteuer­ ten Systemen.

Claims (3)

1. Luftansaugsystem für eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine mit einer Primäran­ saugleitung (5) sowie mit einer bei verstopfter Pri­ märansaugleitung (5) wirksamen, im wesentlichen quer in dieser stromab des verstopften Strömungsquer­ schnittes (10) mündenden Sekundäransaugleitung (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundäransauglei­ tung (7) umschaltklappenlos in die Primäransauglei­ tung (5) mündet, daß sich die Primäransaugleitung (5) in Strömungsrichtung betrachtet zur Mündungs­ stelle (8) der Sekundäransaugleitung (7) hin diffu­ sorartig erweitert, und daß die Strömungsdruckver­ luste in der Sekundäransaugleitung (7) größer sind als die in dem Abschnitt (5′) der nicht verstopften Primäransaugleitung (5) stromauf der Mündungsstelle (8).

2. Luftansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsstelle (8) geodätisch so weit oberhalb der Ansaugöffnung (6) der Primäransaugleitung (5) liegt, daß ein Ansaugen von Wasser über die Primäransaugleitung (5) ausge­ schlossen ist.

3. Luftansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstück (5′′) der Primäransaugleitung (5′) siphonartig ausgebildet und an der tiefsten Stelle mit einem Wasserablauf (11) versehen ist.