EP1538329B1 - Luftfilter für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1538329B1
EP1538329B1 EP20040026359 EP04026359A EP1538329B1 EP 1538329 B1 EP1538329 B1 EP 1538329B1 EP 20040026359 EP20040026359 EP 20040026359 EP 04026359 A EP04026359 A EP 04026359A EP 1538329 B1 EP1538329 B1 EP 1538329B1
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EP
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air filter
air
resonator
internal combustion
combustion engine
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EP20040026359
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EP1538329A3 (de
Inventor
Roger Holle
Michael Wessels
Bernd Müller
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/0201—Housings; Casings; Frame constructions; Lids; Manufacturing or assembling thereof
    • F02M35/0205—Details, e.g. sensors or measuring devices
    • F02M35/0207—Details, e.g. sensors or measuring devices on the clean air side
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    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205—Flow throttling or guiding
    • F02M35/1222—Flow throttling or guiding by using adjustable or movable elements, e.g. valves, membranes, bellows, expanding or shrinking elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance

Definitions

  • the invention relates to an air filter for internal combustion engine according to the features of the preamble of patent claim 1.
  • An air filter for an internal combustion engine in which an insert made of an air-permeable and fine-mesh structured fabric or a thin-walled sound element covers an opening made in the air filter housing in the air filter housing. This can be radiated through the protected housing opening to produce an attractive exterior and interior noise on the vehicle noise from the intake.
  • the object of the invention is even better to adapt the effect of the sound device to the respective operating state of the internal combustion engine.
  • the resonator which can be switched on or off, the sound level emitted via the housing opening of the air filter can be better adapted to the operating state of the internal combustion engine.
  • the resonator volume which can be switched on or off by the resonator is advantageously integrated in the clean air shell and is connected via a pipeline section to a pipeline leading to the intake tract of the internal combustion engine, wherein a control element is arranged in the pipeline section is.
  • the control element is designed, for example, as a vacuum-controlled flap element.
  • Other embodiments of the Control body such.
  • As the Resonatorvolumen controlling valves or membranes are also possible.
  • the fabric or the sound element is accommodated in a frame which is fastened as an insert part in the housing opening introduced into the air filter housing.
  • the resonator is disabled in the low and mid-speed ranges to take advantage of the excitation of the higher motor orders for sound transmission at a discrete frequency into the interior.
  • In the upper speed range of the resonator is activated to lower the internal noise level, since in this area resonance phenomena emerge particularly strong by the dominant gas exchange orders.
  • FIG. 1 schematically illustrated air filter housing 2 consists of a Rohluftschale 4 and a clean air tray 6, both of which are tightly interconnected.
  • an air filter 8 is arranged between these two shells 4 and 6, between these two shells 4 and 6, an air filter 8 is arranged.
  • an opening 13 is introduced, in which a provided with a fabric structure insert member 14 is attached.
  • the frame-like insert 14 has a plurality of window-like openings 14a to 14e, which are covered by the technical fabric.
  • the technical fabric can be sprayed onto the insert 14, welded, glued or clamped to the frame of the insert 14.
  • the insert 14, in turn, may be secured to the clean air tray 4 by means of a screw or clip connection 16.
  • the tissue ensures that the swinging of the air column in the intake tract of the engine noise can be directed to the outside, but on the other hand prevents water, dirt or the like. From the outside through the opening 13 into the air filter housing 2 can pass.
  • the tissue can optionally additionally be coated hydrophobic.
  • the housing opening 13 it is also possible for the housing opening 13 to be covered by a thin-walled sound element having the same or similar properties as the tissue.
  • the fabric or the sound element can be mounted swinging in the insert 14.
  • the tissue or the sound element is on the EP 1 350 945 A2 whose disclosure content is expressly included.
  • a resonator 18 is integrated, the volume 20 is connected via a pipe section 22 with the leading to the intake of the engine feed line 12 in connection.
  • a shut-off element 24 is arranged, which in the present embodiment as a flap formed and in its open position the resonator 20 connects to the supply line 12 and in the closed state, the resonator 20 separates from the supply line 12 and thus from the intake of the engine.
  • the flap member 24 is connected via a linkage 26 with a vacuum box 28.
  • the vacuum unit 28 is connected via a pressure line 30 with a vacuum accumulator, not shown, wherein the connection between the pressure cell 28 and vacuum reservoir is switched on or off by a arranged in the pressure line 30 switching valve 32.
  • the resonator volume 20 is separated in the lower and middle speed range by closing the flap 24 from the intake manifold of the internal combustion engine to use the excitation of the higher engine orders for sound transmission with a discrete frequency in the interior.
  • the flap 24 is opened and thus activates the resonator to lower the outgoing noise or sound level, which is particularly strong in this speed range due to resonance phenomena, stimulated by the dominant gas exchange orders in the intake.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Luftfilter für Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Aus der EP 1 350 945 A2 ist ein Luftfilter für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem im Luftfiltergehäuse ein Einsatz aus einem luftdurchlässigen und feinmaschig strukturierten Gewebe oder einem dünnwandigen Schallelement eine im Luftfiltergehäuse eingebrachte Öffnung abdeckt. Damit können über die geschützte Gehäuseöffnung zur Erzeugung eines attraktiven Außen- und Innengeräusches am Fahrzeug Schallanteile aus dem Ansaugtrakt abgestrahlt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirkung der Schalleinrichtung noch besser an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine anzupassen.
  • Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch den zu- bzw. abschaltbaren Resonator kann der über die Gehäuseöffnung des Luftfilters abgestrahlte Schallpegel besser an den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepasst werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich.
  • Das durch den Resonator zu- bzw. abschaltbare Resonatorvolumen ist auf vorteilhafte Art und Weise in der Reinluftschale integriert und steht über einen Rohrleitungsabschnitt mit einer zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führenden Rohrleitung in Verbindung, wobei in dem Rohrleitungsabschnitt ein das Resonatorvolumen zu- bzw. abschaltbares Kontrollorgan angeordnet ist. Das Kontrollorgan ist dabei beispielsweise als unterdruckgesteuertes Klappenelement ausgebildet. Andere Ausführungsformen des Kontrollorgans, wie z. B. das Resonatorvolumen kontrollierende Ventile oder Membranen sind jedoch ebenfalls möglich.
  • Um zu vermeiden, dass über die im Luftfiltergehäuse angeordnete Öffnung Wasser, Schmutz oder dgl. in das Luftfiltergehäuse eindringen kann, wird vorgeschlagen, das Gewebe oder das Schallelement hydrophob zu beschichten.
  • Das Gewebe bzw. das Schallelement ist in einem Rahmen aufgenommen, der als Einsatzteil in der im Luftfiltergehäuse eingebrachten Gehäuseöffnung befestigt ist.
  • Der Resonator wird im unteren und mittleren Drehzahlbereich funktionslos geschaltet, um die Anregung der höheren Motorordnungen für die Schallübertragung mit einer diskreten Frequenz in den Innenraum zu nutzen. Im oberen Drehzahlbereich wird der Resonator aktiv geschaltet, um den Innengeräuschpegel abzusenken, da in diesem Bereich Resonanzerscheinungen durch die dominierenden Gaswechselordnungen besonders stark hervortreten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung und den Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses mit integriertem Resonator,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf das Luftfiltergehäuse,
    Fig. 3
    einen Schnitt entlang der Linie III - III in Fig. 2 und
    Fig. 4
    eine Innenansicht auf die Reinluftschale des Luftfiltergehäuses
  • Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Luftfiltergehäuse 2 besteht aus einer Rohluftschale 4 und einer Reinluftschale 6, die beide dicht miteinander verbunden sind.
  • Zwischen diesen beiden Schalen 4 und 6 ist ein Luftfilter 8 angeordnet. Die Zuführung von Rohluft LR in das Gehäuse 2 erfolgt über eine mit dem Rohluftraum 4a in Verbindung stehende Zuleitung 10 und dann über den Luftfilter 8 in den Reinluftraum 6a und von dort aus wird die Reinluft LM über eine Zuführleitung 12 dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeführt.
  • In der Gehäusewand der Rohluftschale 4 ist eine Öffnung 13 eingebracht, in die ein mit einer Gewebestruktur versehenes Einsatzteil 14 befestigt ist. Das rahmenartige Einsatzteil 14 weist mehrere fensterartige Öffnungen 14a bis 14e auf, die von dem technischen Gewebe überdeckt sind. Das technische Gewebe kann dabei auf dem Einsatzteil 14 aufgespritzt, aufgeschweißt, aufgeklebt oder klemmend am Rahmen des Einsatzteils 14 befestigt sein. Das Einsatzteil 14 wiederum kann mit Hilfe einer Schrauboder Clipsverbindung 16 an der Reinluftschale 4 befestigt sein. Das Gewebe stellt sicher, dass durch das Schwingen der Luftsäule im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine Schallanteile nach außen geleitet werden können, verhindert aber andererseits, dass Wasser, Schmutz oder dgl. von außen über die Öffnung 13 in das Luftfiltergehäuse 2 gelangen kann. Zu diesem Zweck kann das Gewebe wahlweise noch zusätzlich hydrophob beschichtet werden.
  • Alternativ zum Gewebe ist es auch möglich, dass die Gehäuseöffnung 13 durch ein dünnwandiges Schallelement abgedeckt ist, das gleiche oder ähnliche Eigenschaften wie das Gewebe aufweist. Das Gewebe oder das Schallelement kann dabei schwingend im Einsatzteil 14 befestigt sein. Zur weiteren Ausbildung des Gewebes bzw. des Schallelementes wird auf die EP 1 350 945 A2 verwiesen, dessen Offenbarungsgehalt ausdrücklich mit einbezogen ist.
  • In der Reinluftschale 6 ist ein Resonatorgehäuse 18 integriert, dessen Volumen 20 über einen Rohrleitungsabschnitt 22 mit der zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führenden Zuführleitung 12 in Verbindung steht. Im Rohrleitungsabschnitt 22 ist ein Absperrelement 24 angeordnet, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Klappe ausgebildet und in seiner geöffneten Position das Resonatorvolumen 20 mit der Zuführleitung 12 verbindet und im geschlossenen Zustand das Resonatorvolumen 20 von der Zuführleitung 12 und damit vom Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine trennt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Klappenelement 24 über ein Gestänge 26 mit einer Unterdruckdose 28 verbunden. Die Unterdruckdose 28 ist über eine Druckleitung 30 mit einem nicht dargestellten Unterdruckspeicher verbunden, wobei durch ein in der Druckleitung 30 angeordnetes Umschaltventil 32 die Verbindung zwischen Druckdose 28 und Unterdruckspeicher zu- bzw. abschaltbar ist.
  • Das Resonatorvolumen 20 wird im unteren und mittleren Drehzahlbereich durch Schließen der Klappe 24 vom Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine getrennt, um die Anregung der höheren Motorordnungen für die Schallübertragung mit einer diskreten Frequenz in den Innenraum zu nutzen. Im oberen Drehzahlbereich wird die Klappe 24 geöffnet und somit der Resonator aktiviert, um den nach außen tretenden Geräusch- bzw. Schallpegel abzusenken, der in diesem Drehzahlbereich aufgrund von Resonanzerscheinungen, angeregt durch die dominierenden Gaswechselordnungen, im Ansaugtrakt besonders stark ausgebildet ist.

Claims (5)

  1. Luftfilter für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dem ein Luftfilterelement angeordnet ist, welches zwischen einem Rohlufteinlass in einer Rohluftschale und einem Reinluftauslass in einer Reinluftschale angeordnet ist, sowie mit einer im Luftfiltergehäuse vorgesehenen Öffnung, die durch ein luftdurchlässiges und feinmaschiges Gewebe oder durch ein dünnwandiges Schallelement abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Schallabstrahlung auf der Reinluftseite ein Resonator (18) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vorgebbarer Motorparameter zu- bzw. abschaltbar ist indem im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Resonator (18) deaktiviert und im oberen Drehzahlbereich aktiviert ist.
  2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonatorvolumen (20) in der Reinluftschale (6) integriert und über einen Rohrleitungsabschnitt (22) mit einer zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führenden Rohrleitung (12) verbunden ist, wobei in dem Rohrleitungsabschnitt (22) ein Absperrelement (24) angeordnet ist.
  3. Luftfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (24) als unterdruckgesteuertes Klappenelement ausgebildet ist.
  4. Luftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Öffnung (13) abdeckende Gewebe oder das Schallelement hydrophob beschichtet ist.
  5. Luftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe oder das Schallelement von einem Rahmen umschlossen ist, der als Einsatzteil (14) in der Gehäuseöffnung (13) eingesetzt ist.
EP20040026359 2003-12-04 2004-11-05 Luftfilter für eine Brennkraftmaschine Not-in-force EP1538329B1 (de)

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