EP1582734B1 - Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1582734B1
EP1582734B1 EP05102301A EP05102301A EP1582734B1 EP 1582734 B1 EP1582734 B1 EP 1582734B1 EP 05102301 A EP05102301 A EP 05102301A EP 05102301 A EP05102301 A EP 05102301A EP 1582734 B1 EP1582734 B1 EP 1582734B1
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    • F02M35/14—Combined air cleaners and silencers
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    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
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    • F02M35/08—Air cleaners with means for removing dust, particles or liquids from cleaners; with means for indicating clogging; with by-pass means; Regeneration of cleaners
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/116—Intake manifolds for engines with cylinders in V-arrangement or arranged oppositely relative to the main shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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
    • F02M35/16—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines characterised by use in vehicles

Definitions

  • the invention relates to an intake system of an internal combustion engine according to the preamble of independent claim 1.
  • An air filter is known with a housing in which an air filter element is located.
  • the housing has an enlarged pot, which is designed as a resonator and therefore has an acoustic neck. This pot is additionally arranged below the air filter housing.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned and to provide an intake system for an internal combustion engine, which can be constructed inexpensively and compactly. This object is achieved on the basis of the preamble of the independent claim 1 by its characterizing / features.
  • the essential advantage of the invention is that elements such as shunt resonator or lambda / 4 tube, which usually had to be adapted as complex additional parts to an intake system of an internal combustion engine, can now be more integrated into the filter housing.
  • a filter housing can be divided into areas in which a large or no air movement takes place.
  • the areas in which no air movement takes place are volumes that can be used as shunt resonators.
  • the advantage is that these shunt resonators participate in the production of the system without much effort. It is here to provide only an additional partition in the minimum case. Furthermore, these shunt resonators or components are not visible from the outside and therefore do not disturb the external appearance of an intake system.
  • the shunt resonator can be arranged both on the raw air side and on the clean air side of the air filter housing. In both areas there may be a dead space volume, which is made usable.
  • a shunt resonator is formed by an outer wall of the air filter housing, an adjacently arranged partition closes off the volume of the resonator against the further housing volume.
  • a structural embodiment of the invention in a V-shaped arranged internal combustion engine in which two air filters are provided, arranged within the air filter housing two shunt resonators.
  • the outer contour of an intake system or an air filter housing is determined by the shape of the internal combustion engine, this inevitably leads to cavities within the air filter housing, which can be used according to the invention.
  • the cavities or walls can be provided with additional webs or other cavity elements, this can be an improvement in the context of an acoustic optimization the Resonator s lead.
  • a further embodiment provides to arrange a Staubaustragsventil or Wasseraustragsventil within the shunt resonator. This has the advantage that the discharge can take place without turbulence of the components to be discharged. In one embodiment of the invention, it is provided to design the resonator as a plate resonator.
  • a plate resonator In a plate resonator is a cavity between two plates, wherein the effective frequency over the distance of the plates to the wall, the number and the diameter of the openings is adjustable. A further improvement of the damping can be achieved via additional absorber material.
  • FIG. 1 shown air filter housing is designed as a cover for a V-shaped arranged internal combustion engine. It has an outer contour 10 which encloses the overall housing.
  • the top view shows arranged within the contour 10 plate filter elements 11; 12 below these plate filter elements is the respective Rohlufteinlass.
  • the inflowing air is passed through the plate filter elements, cleaned and flows into the clean air areas 13; 14. From there, the air is supplied respectively to the cylinder banks of the internal combustion engine.
  • Immediately adjacent to the respective plate filter element 11; 12 is an area 15; 16 in which little or only a small flow of air takes place. This housing portion is due to the outer contour 10, which in turn is required for design reasons.
  • this area is in each case a partition wall 17; 18 provided, this runs approximately parallel to the inner contour 19; 20 and is in the area 21; 22 attached to this inner contour.
  • On the opposite side of the partition is bent and forms with the inner contour 19; 20 each have an acoustic neck 23; 24.
  • the partition wall 17; 18 In order for an effective shunt resonator volume is formed, the partition wall 17; 18 not only with the inner contour 19; 20 but also connected to at least two other housing walls.
  • the acoustic neck 23; 24 provides the connection to the respectively adjacent clean air area 13; 14 dar.
  • FIG. 2 shows in a detailed view two further variants of a partition wall 25; 26; the same parts are provided with the same reference numerals.
  • the cavity 27 is designed without the formation of an acoustic neck of the cavity 28 has the peculiarity that therein webs 29; 30; 31; 32; 33, which improve the acoustic properties of the shunt resonator. These webs can extend over the entire partition height.
  • FIG. 3 shows a system having a housing 34, this is closed with a lid 35.
  • a filter element 36 which is constructed as a plate filter element and consists of a zig-zag folded filter paper.
  • the peripheral seal 37 of the filter element simultaneously seals the cover 35 on the housing 34.
  • On the housing 34 there is a Rohlufteintritt 38.
  • On the cover 35 is the clean air outlet 39.
  • the air to be purified flows through the unfiltered air inlet 38, flows through the filter element and is supplied purified via the outlet 39 of an internal combustion engine, not shown here.
  • the housing 34 has a pulled down shape with a pot-shaped configuration 40 at which in the bottom region 41 is a Staubaustragsventil 42. Parallel to the bottom 41, a partition wall 43 is arranged.
  • the partition has at least one opening 44 to the raw air space of the housing 34, this opening is designed such that both the unfiltered with the incoming air dust can be supplied to the Staubaustragsventil, as well as an acoustic property of the shunt formed by the partition shunt is effected.
  • the partition wall 45 is arranged so that it forms a cavity 46 as a shunt resonator with the right-hand wall of the housing 34.
  • a partition but a lambda / 4-tube 50 to provide in the region of the filter housing, which is not traversed by the air.
  • a lambda / 4 pipe should suitably have its openings near the clean air outlet. At this point, this acoustic means has the best effectiveness.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Aus dem US Patent 5,014,816 ist ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein Luftfiltergehäuse vorgesehen ist, welches ein Flachfilterelement aufnimmt. Oberhalb des Filterelements befinden sich mehrere Kammern, die sich nach außen erstrecken und als Lambda/4-Rohr aufgebaut sind. Durch diese Kammern wird eine Geräuschreduktion in bestimmten Frequenzen erzielt. Die Kammern benötigen einen relativ großen Bauraum, erstrecken sich in die Peripherie des Luftfiltersystems und sind sehr aufwendig bei der Fertigung.
  • Es ist ferner aus dem US Patent 4,524,494 ein Geräuschreduktionssystem bekannt, auch hier wird ein Gehäuse in Form eines Helmholtz-Resonators verwendet, welches zwischen zwei Luftansaugstutzen angeordnet sind. Dieses Gehäuse erstreckt sich über einen größeren Bauraum hinaus. Neben dem Gehäuse sind weitere Elemente wie zum Beispiel Lambda/4-Rohr oder Luftführungsrohre vorgesehen. Der Nachteil dieser Einrichtung liegt in dem umfangreichen Bauraum, der für die Verbesserung der akustischen Eigenschaften benötigt wird.
  • Aus der JP 57013262 ist ein Luftfilter bekannt mit einem Gehäuse, in dem sich ein Luftfilterelement befindet. Das Gehäuse besitzt einen vergrößerten Topf, der als Resonator ausgestaltet ist und deshalb einen akustischen Hals aufweist. Dieser Topf ist zusätzlich unterhalb des Luftfiltergehäuses angeordnet.
  • Es ist ferner aus der JP 2002266715 ein Luftfilter zu entnehmen mit einem Verbindungskanal, der ein Volumen von dem Luftfiltergehäuse abtrennt um Geräuschdämpfungseffekt zu erzielen. Dieses System ist sehr aufwändig und Kostenintensiv. Außerdem benötigt es zusätzlichen Platz.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, welches kostengünstig und platzsparend aufgebaut werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 durch dessen Kennzeichnungen/Merkmale gelöst.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Elemente wie Nebenschlussresonator oder Lambda/4-Rohr, welche üblicherweise als aufwändige Zusatzteile an einem Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine adaptiert werden mussten, nun mehr in das Filtergehäuse integriert werden können.
  • Durch eine Luftströmungsberechnung kann ein Filtergehäuse in Bereiche eingeteilt werden, in denen eine große bzw. keine Luftbewegung stattfindet. Die Gebiete in denen keine Luftbewegung statt findet sind Volumina, welche als Nebenschlussresonatoren genutzt werden können. Der Vorteil besteht darin, dass diese Nebenschlussresonatoren bei der Herstellung des Systems ohne großen Aufwand mitentstehen. Es ist hier im Minimalfall lediglich eine zusätzliche Trennwand vorzusehen. Ferner sind diese Nebenschlussresonatoren oder Bauteile nicht von außen sichtbar und stören deshalb nicht die äußerliche Gestaltung eines Ansaugsystems.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Nebenschlussresonator sowohl auf der Rohluftseite als auch auf der Reinluftseite des Luftfiltergehäuses angeordnet werden. In beiden Bereichen befindet sich unter Umständen ein Totraumvolumen, welches nutzbar gemacht wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Nebenschlussresonator von einer Außenwand des Luftfiltergehäuses gebildet, eine benachbart angeordnete Trennwand schließt das Volumen des Resonators gegen das weitere Gehäusevolumen ab.
  • In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer V-förmig angeordneten Brennkraftmaschine bei welcher zwei Luftfilter vorgesehen sind, innerhalb der Luftfiltergehäuse zwei Nebenschlussresonatoren angeordnet. In vielen Fällen wird die äußere Kontur eines Ansaugsystems bzw. eines Luftfiltergehäuses durch die Form der Brennkraftmaschine bestimmt, dieses führt zwangsweise zu Hohlräumen innerhalb des Luftfiltergehäuses, die erfindungsgemäß genutzt werden können. Weiterbildungsgemäß können die Hohlräume bzw. Wände mit zusätzlichen Stegen oder weiteren Hohlraumelementen versehen sein, dies kann im Rahmen einer akustischen Optimierung zu einer Verbesserung des Resonatorverhaltens führen.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, ein Staubaustragsventil oder Wasseraustragsventil innerhalb des Nebenschlussresonators anzuordnen. Dies hat den Vorteil, dass die Austragung ohne Verwirbelung der auszutragenden Bestandteile erfolgen kann. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen den Resonator als Plattenresonator zu gestalten.
  • Bei einem Plattenresonator handelt es sich um einen Hohlraum zwischen zwei Platten, wobei die wirksame Frequenz über den Abstand der Platten zur Wand die Anzahl und den Durchmesser der Öffnungen einstellbar ist. Eine weitere Verbesserung der Dämpfung kann über zusätzliches Absorbermaterial erzielt werden.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Zeigt:
    • Figur 1
    Die schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses
    Figur 2
    Eine Detailansicht des in Figur 1 gezeigten Luftfiltergehäuses
    Figur 3
    Eine Variante eines Luftführungssystems
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Das in Figur 1 gezeigte Luftfiltergehäuse ist konzipiert als Abdeckung für eine V-förmig angeordnete Brennkraftmaschine. Es besitzt eine äußere Kontur 10, die das Gesamtgehäuse umschließt. Die Draufsicht zeigt innerhalb der Kontur 10 angeordnete Plattenfilterelemente 11; 12 unterhalb dieser Plattenfilterelemente befindet sich der jeweilige Rohlufteinlass. Die einströmende Luft wird durch die Plattenfilterelemente hindurchgeführt, gereinigt und strömt in die Reinluftbereiche 13; 14. Von dort wird die Luft jeweils den Zylinderbänken der Brennkraftmaschine zugeführt. Unmittelbar benachbart zu dem jeweiligen Plattenfilterelement 11; 12 befindet sich ein Bereich 15; 16 in dem wenig oder nur eine geringe Luftströmung stattfindet. Dieser Gehäusebereich ist bedingt durch die äußere Kontur 10, die wiederum aus Designgründen erforderlich ist. Zur Nutzung dieses Bereichs ist jeweils eine Trennwand 17; 18 vorgesehen, diese verläuft annäherungsweise parallel zu der Innenkontur 19; 20 und ist im Bereich 21; 22 an dieser Innenkontur befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Trennwand abgekröpft und bildet mit der Innenkontur 19; 20 jeweils einen akustischen Hals 23; 24. Damit ein wirksames Nebenschlussresonatorvolumen entsteht ist die Trennwand 17; 18 nicht nur mit der Innenkontur 19; 20 sondern auch mit wenigstens zwei weiteren Gehäusewänden verbunden. Der akustische Hals 23; 24 stellt die Verbindung zu dem jeweils benachbart liegenden Reinluftbereich 13; 14 dar.
  • Figur 2 zeigt in einer Detailansicht zwei weitere Varianten einer Trennwand 25; 26; gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Hohlraum 27 ist ohne die Bildung eines akustischen Halses gestaltet der Hohlraum 28 weist die Besonderheit auf, dass sich darin Stege 29; 30; 31; 32; 33 befinden, welche die akustischen Eigenschaften des Nebenschlussresonators verbessern. Diese Stege können sich über die gesamte Trennwandhöhe erstrecken.
  • Figur 3 zeigt ein System, welches ein Gehäuse 34 aufweist, dieses ist mit einem Deckel 35 verschließbar. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Filterelement 36 das als Plattenfilterelement aufgebaut ist und aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterpapier besteht. Die umlaufende Dichtung 37 des Filterelements dichtet gleichzeitig den Deckel 35 auf dem Gehäuse 34. An dem Gehäuse 34 befindet sich ein Rohlufteintritt 38. An dem Deckel 35 befindet sich der Reinluftaustritt 39. Die zu reinigende Luft strömt durch den Rohlufteintritt 38 ein, durchströmt das Filterelement und wird gereinigt über den Austritt 39 einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugeführt. Das Gehäuse 34 hat eine nach unten gezogene Form mit einer Topf-förmigen Ausgestaltung 40 an welcher sich im Bodenbereich 41 ein Staubaustragsventil 42 befindet. Parallel zu dem Boden 41 ist eine Trennwand 43 angeordnet. Die Trennwand weist wenigstens eine Öffnung 44 zu dem Rohluftraum des Gehäuses 34 auf, diese Öffnung ist derart gestaltet, dass sowohl der mit der Rohluft eingeleitete Staub dem Staubaustragsventil zugeführt werden kann, als auch eine akustische Eigenschaft des durch die Trennwand gebildeten Nebenschlussresonators bewirkt wird. In einer weiteren Variante die hier lediglich gestrichelt dargestellt wird, wird die Trennwand 45 so angeordnet, dass sie mit der rechtsseitigen Wand des Gehäuses 34 einen Hohlraum 46 als Nebenschlussresonator bildet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit nicht eine Trennwand anzuordnen, sondern ein Lambda/4-Rohr 50, in dem Bereich des Filtergehäuses vorzusehen, welcher nicht von der Luft durchströmt wird.
  • Ein Lambda/4Rohr 50 sollte zweckmäßigerweise in der Nähe des Reinluftaustritts seine Öffnungen besitzen. An dieser Stelle besitzt dieses akustische Mittel die beste Wirksamkeit.

Claims (6)

  1. Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Rohlufteinlass, einem in einem Luftfiltergehäuse angeordneten Filterelement, welches den Rohluftbereich des Luftfiltergehäuses und den Reinluftbereich (13, 14) trennt und einem Reinluftauslass aus dem Gehäuse, welcher mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei wenigstens ein Nebenschlussresonator (17, 18; 25,26; 43) und /oder ein Labmda/4-Rohr vorgesehen ist, der Nebenschlussresonator und/oder das Lambda/4-Rohr die Bereiche (15, 16; 27, 28; 46) des Luftfiltergehäuses ausfüllen, in welchen keine oder nur eine geringe Luftbewegung stattfinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkratmaschine eine V-förmig angeordnete Brennkraftmaschine ist un bei welcher zwei Luftfilter (11, 12) vorgesehen sind und innerhalb der Luftfiltergehäuse zwei Nebenschlussresonatoren (17, 18) angeordent sind.
  2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nebenschlussresonator und/oder Lambda/4-Rohr auf der Rohluftseite und/oder auf der Reinluftseite des Luftfiltergehäuses angeordnet sind.
  3. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenschlussresonator von einer Außenwand des Luftfiltergehäuses gebildet wird, wobei wenigstens eine Trennwand sich in das Luftfiltergehäuse erstreckt.
  4. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand mit weiteren schallreduzierenden Elementen wie Stegen oder zusätzlichen Hohlräumen versehen ist.
  5. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb des Nebenschlussresonators ein Staubaustragventil und / oder Wasseraustragventil befindet und dieses an der Außenwand des Luftfiltergehäuses angeordnet ist.
  6. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenschlussresonator als Plattenresonator ausgebildet ist.
EP05102301A 2004-03-31 2005-03-22 Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine Not-in-force EP1582734B1 (de)

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Publications (2)

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EP1582734A1 EP1582734A1 (de) 2005-10-05
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EP (1) EP1582734B1 (de)
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