EP1335124B1 - Luftfilter für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Luftfilter für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1335124B1
EP1335124B1 EP03001407A EP03001407A EP1335124B1 EP 1335124 B1 EP1335124 B1 EP 1335124B1 EP 03001407 A EP03001407 A EP 03001407A EP 03001407 A EP03001407 A EP 03001407A EP 1335124 B1 EP1335124 B1 EP 1335124B1
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air
air filter
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housing
combustion engine
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Michael Wessels
Bernd Müller
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/22—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound for conducting sound through hollow pipes, e.g. speaking tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006—Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10013—Means upstream of the air filter; Connection to the ambient air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1294—Amplifying, modulating, tuning or transmitting sound, e.g. directing sound to the passenger cabin; Sound modulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/14—Combined air cleaners and silencers

Definitions

  • the invention relates to an air filter for an internal combustion engine according to the features of the preambles of claims 1 and 4.
  • JP-10339225 an air filter housing for an internal combustion engine is shown in which are introduced for sound modulation in the side wall openings, which are monitored or controlled by flap elements.
  • the object of the invention is to develop a device for an air filter through which the intake noise over the load and speed range of the internal combustion engine can be effectively modulated in a simple manner.
  • the switchable openings in the air filter housing in a simple manner by a perforated and guided in the air filter housing plate element implemented, which cooperates with the arranged in a housing wall of the air filter openings as a kind of shift register.
  • an airborne sound passage through the air filter housing in the engine compartment so that the sound pattern in the passenger compartment of the motor vehicle can be improved in the desired sense, depending on the operating condition of the internal combustion engine.
  • these openings are designed to be closed. At high load and speed then these airborne sound passages can be opened to ensure an attractive interior sound.
  • pulsations of the intake air are reduced by the additional openings in the air filter and the air filter housing less excited to vibrate.
  • the control of the plate member provided with the openings can be done in a simple manner via a vacuum box which is connected to a vacuum reservoir.
  • the plate member is advantageously as a bottom on the bottom wall of the air filter housing and is guided by two aligned on the two longitudinal sides of the plate member rails which are fixed to the housing wall provided with the openings.
  • the openings arranged in a housing wall of the air filter are monitored by flexible flap elements.
  • the control of the flaps is effected by the pressure conditions present in the air filter. At low load and speed the flaps are closed; At high load and speed and corresponding air mass flow rate, the negative pressure prevailing in the air filter housing increases and the flexible flaps release the openings provided in the air filter housing.
  • the schematically illustrated air filter 10 is essentially formed by an air filter housing 12, which is provided with an inlet 14 for the unfiltered raw air and an outlet 16 for the clean air.
  • a filter element 18 is mounted, through which the interior of the air filter housing 12 in a lower space, hereinafter referred to as raw air space 20 and an upper space, hereinafter referred to as clean air space 22 is divided.
  • the raw air space 20 bounding the lower housing wall 24 is provided with rectangular openings 26.
  • On the housing wall 24 is a displaceable plate member 28 which is provided with openings 30 and whose size and shape substantially coincide with the openings provided in the housing wall 24 openings 26.
  • To lead the Plate member 28 are provided on the two longitudinal sides of the plate member 28 on the housing wall 24 fixed guide rails (not shown).
  • the plate member 28 is connected via a coupling rod 32 with a vacuum box 34 which is supplied via a vacuum reservoir, wherein the coupling rod 32 and the plate member 28 depending on operating variables of the internal combustion engine, such as. Speed, load or temperature of the intake air is controlled.
  • the control of the shift register formed by the housing wall 24 and the plate member 28 is such that, as shown in Fig. 3, at idle or at low load and speed of the internal combustion engine, the openings 26 in the housing wall 24 are closed by the plate member 28, while At high load and speed over the coupling rod 32, the plate member 28 is moved in the direction of arrow shown in Fig. 4, so that the openings 26 and 30 are superimposed and thus an airborne sound passage through the air filter housing 12 into the engine compartment is possible.
  • the shape and size of the openings 26 and 30 can be adapted for the corresponding motor application.
  • the openings 26 provided in the lower housing wall 24 are monitored by flexible flaps 32.
  • the z. Materials made of rubber o. ⁇ .
  • Existing flaps 32 are articulated on a longitudinal side of the rectangular openings 26 and adapted in size to the size of the openings 26 so that they in the closed position (see Fig. 5, 7), the openings 26th completely close.
  • the flaps 32 close at idle or at low load and speed of the internal combustion engine due to the prevailing pressure in the air filter housing 12, the openings 26, while at high load and speed by the rising negative pressure in the air filter housing 12, the flaps 32 open automatically inward, so that a corresponding airborne sound passage is possible.

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Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Luftfilter für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 4.
  • Aus der DE 199 40 610 A1 ist ein Luftfilter für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem vorgeschlagen wird, eine Gehäusewand des Luftfilters mit einer Membran zu versehen, die aus einem schallweicheren Material als die Gehäusewand selbst ausgebildet ist. Dadurch soll eine gezielte Schallerzeugung vorgenommen werden, damit der Fahrer eine ausreichende Information über den Betriebszustand des Motors erhält. Da jedoch bei dieser Ausführungsform ein Luftschalldurchtritt durch das Filtergehäuse nicht erfolgt, ist eine effektive Modulation des Ansauggeräusches nur in bestimmten Grenzen möglich.
  • In der DE 198 11 051 A1 ist eine Luftansaugeinrichtung für einen Verbrennungsmotor dargestellt und beschrieben, bei der zur optimalen Ansaug-Geräuschdämpfung über den gesamten Motordrehzahlbereich ein zweites, durch ein Klappenelement überwachtes Ansaugrohr vorgesehen ist.
  • In der JP-10339225 ist ein Luftfiltergehäuse für eine Brennkraftmaschine dargestellt, bei dem zur Soundmodulation in der Seitenwand Öffnungen eingebracht sind, die durch Klappenelemente überwacht bzw. gesteuert sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für einen Luftfilter zu entwickeln, durch die das Ansauggeräusch über den Last- und Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine auf einfache Art und Weise effektiv modulierbar ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
  • In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind dazu die schaltbaren Öffnungen im Luftfiltergehäuse auf einfache Art und Weise durch ein mit Öffnungen versehenes und im Luftfiltergehäuse geführtes Plattenelement umgesetzt, das zusammen mit den in einer Gehäusewand des Luftfilters angeordneten Öffnungen als eine Art Schieberegister zusammenwirkt.
  • Durch die in einer Gehäusewand des Luftfilters eingebrachten Öffnungen erfolgt im Betrieb der Brennkraftmaschine ein Luftschalldurchtritt durch das Luftfiltergehäuse in den Motorraum, so dass in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine das Klangbild im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs im gewünschten Sinne verbessert werden kann. Um jedoch in bestimmten Betriebszuständen, z. B. bei niedriger Last und Drehzahl eine die Leistung der Brennkraftmaschine mindernde Warmluftansaugung zu verhindern, sind diese Öffnungen verschließbar ausgeführt. Bei hoher Last und Drehzahl können dann diese Luftschalldurchtritte geöffnet werden, um einen attraktiven Innenraumsound zu gewährleisten. Darüber hinaus werden durch die zusätzlichen Öffnungen im Luftfilter Pulsationen der Ansaugluft herabgesetzt und das Luftfiltergehäuse weniger zu Schwingungen angeregt.
  • Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung möglich.
  • Die Steuerung des mit den Öffnungen versehenen Plattenelementes kann auf einfache Art und Weise über eine Unterdruckdose erfolgen, die an einen Unterdruckspeicher angeschlossen ist.
  • Das Plattenelement liegt in vorteilhafter Weise als Unterboden auf der Bodenwand des Luftfiltergehäuses auf und wird durch zwei an den beiden Längsseiten des Plattenelementes ausgerichteten Schienen, die an der mit den Öffnungen versehenen Gehäusewand befestigt sind, geführt. In einer Vergleichbaren Ausführungsform werden die in einer Gehäusewand des Luftfilters angeordneten Öffnungen durch flexible Klappenelemente überwacht. In diesem Fall erfolgt die Steuerung der Klappen durch die im Luftfilter vorliegenden Druckverhältnisse. Bei niedriger Last und Drehzahl sind die Klappen geschlossen; bei hoher Last und Drehzahl und entsprechendem Luftmassendurchsatz erhöht sich der im Luftfiltergehäuse vorherrschende Unterdruck und die flexiblen Klappen geben die im Luftfiltergehäuse vorgesehenen Öffnungen frei.
  • Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    die schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses in einem ersten Betriebszustand,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung des Luftfiltergehäuses in einem zweiten Betriebszustand,
    Fig. 3
    die schematische Darstellung eines Schieberegisters in einer ersten Betriebsstellung,
    Fig. 4
    die schematische Darstellung eines Schieberegisters in einer zweiten Betriebsstellung,
    Fig. 5
    die schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ersten Betriebszustand,
    Fig. 6
    die schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem zweiten Betriebszustand,
    Fig. 7
    die schematische Darstellung flexibler Klappen in einer ersten Betriebsstellung und
    Fig. 8
    die schematische Darstellung flexibler Klappen in einer zweiten Betriebsstellung.
  • Der schematisch dargestellte Luftfilter 10 wird im wesentlichen durch ein Luftfiltergehäuse 12 gebildet, welches mit einem Einlass 14 für die ungefilterte Rohluft und einem Auslass 16 für die Reinluft versehen ist. Im Luftfiltergehäuse 12 ist ein Filterelement 18 angebracht, durch das der Innenraum des Luftfiltergehäuses 12 in einen unteren Raum, im folgenden als Rohluftraum 20 bezeichnet und einen oberen Raum, im folgenden als Reinluftraum 22 bezeichnet, unterteilt ist. Die den Rohluftraum 20 begrenzende untere Gehäusewand 24 ist mit rechteckförmigen Öffnungen 26 versehen. Auf der Gehäusewand 24 liegt ein verschiebbares Plattenelement 28 auf, das mit Öffnungen 30 versehen ist und deren Größe und Form im wesentlichen mit den in der Gehäusewand 24 vorgesehenen Öffnungen 26 übereinstimmen. Zur Führung des Plattenelements 28 sind an den beiden Längsseiten des Plattenelementes 28 an der Gehäusewand 24 befestigte Führungsschienen (nicht dargestellt) vorgesehen.
  • Das Plattenelement 28 ist über eine Koppelstange 32 mit einer Unterdruckdose 34 verbunden, die über einen Unterdruckspeicher versorgt wird, wobei die Koppelstange 32 bzw. das Plattenelement 28 in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, wie z.B. Drehzahl, Last oder Temperatur der Ansaugluft gesteuert wird.
  • Die Steuerung des durch die Gehäusewand 24 und das Plattenelement 28 gebildeten Schieberegisters erfolgt dergestalt, dass, wie in Fig. 3 dargestellt, im Leerlauf oder bei niedriger Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine die Öffnungen 26 in der Gehäusewand 24 durch das Plattenelement 28 verschlossen sind, während bei hoher Last und Drehzahl über die Koppelstange 32 das Plattenelement 28 in die in Fig. 4 dargestellte Pfeilrichtung verschoben wird, so dass die Öffnungen 26 und 30 übereinander liegen und damit ein Luftschalldurchtritt durch das Luftfiltergehäuse 12 in den Motorraum möglich ist. Die Form und Größe der Öffnungen 26 und 30 können für die entsprechende Motorapplikation angepasst werden.
  • In einem weiteren Beispiel, bei dem gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, werden die in der unteren Gehäusewand 24 vorgesehenen Öffnungen 26 durch flexible Klappen 32 überwacht. Die z. B. aus Gummi o. ä. Materialien bestehenden Klappen 32 sind an einer Längsseite der rechteckförmigen Öffnungen 26 angelenkt und in ihrer Größe den Abmessungen der Öffnungen 26 angepasst, so dass sie in der geschlossenen Stellung (siehe Fig. 5, 7) die Öffnungen 26 vollständig verschließen. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel verschließen die Klappen 32 im Leerlauf oder bei niedriger Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgrund der im Luftfiltergehäuse 12 vorherrschenden Druckverhältnisse die Öffnungen 26, während bei hoher Last und Drehzahl durch den ansteigenden Unterdruck im Luftfiltergehäuse 12 die Klappen 32 selbsttätig nach innen öffnen, so dass ein entsprechender Luftschalldurchtritt möglich ist.

Claims (3)

  1. Luftfilter für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftfiltergehäuse, dessen Gehäusewände einen Filterraum umschließen, in dem ein Filterelement angeordnet ist, sowie mit einem Einlass (14) und einem Auslass (16), wobei mindestens in einer Gehäusewand (24) des Luftfiltergehäuses (12) Öffnungen (26) eingebracht sind, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine verschließbar sind, und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftfiltergehäuse (12) ein mit Öffnungen (30) versehenes und im Luftfiltergehäuse (12) geführtes Plattenelement (28) vorgesehen ist, das verschiebbar zu der mit den Öffnungen (26) versehenen Gehäusewand (24) angeordnet ist.
  2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (28) von einer Unterdruckdose (34) gesteuert ist, die an einen Unterdruckspeicher angeschlossen ist.
  3. Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (28) als Unterboden auf der Bodenwand (24) des Luftfiltergehäuses (12) aufliegt.
EP03001407A 2002-02-09 2003-01-22 Luftfilter für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP1335124B1 (de)

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DE10205416 2002-02-09
DE10205416 2002-02-09
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DE10213604A DE10213604A1 (de) 2002-02-09 2002-03-27 Luftfilter für eine Brennkraftmaschine

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EP1335124A1 EP1335124A1 (de) 2003-08-13
EP1335124B1 true EP1335124B1 (de) 2004-12-29

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