DE102008017315A1

DE102008017315A1 - Ansaugkanalsystem eines Motors

Info

Publication number: DE102008017315A1
Application number: DE102008017315A
Authority: DE
Inventors: Suk Hwan Wanju Jung
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-06-18
Also published as: US7637978B2; US20090151308A1; CN101457688A; KR20090064082A; CN101457688B

Abstract

Ansaugkanalsystem zum Aufnehmen von Luft und Zuführen der Luft zu einem Luftfilter (190), wobei das Ansaugkanalsystem einen Wirbelkanal (150) mit einem Wirbelmodul (200) zum Erzeugen eines Drallmoments der Luft aufweist, wobei das Wirbelmodul (200) eine Zentralwelle (210), eine Mehrzahl von Wirbelblättern (220), die von der Zentralwelle (210) nach außen hin ausgebildet sind, und eine Turbulenzverhinderungsvorrichtung (250) aufweist, die an einer Abstromseite der Zentralwelle (210) des Wirbelmoduls (200) derart ausgebildet ist, dass sie Turbulenz der durch die Wirbelblätter (220) hindurchgelassenen Luft verhindert.

Description

Für die Anmeldung wird die Priorität der am 14. Dezember 2007 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2007-0131647 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Die Erfindung betrifft einen Motor eines Fahrzeuges, und insbesondere ein Ansaugkanalsystem, das für einen Motor eines Fahrzeuges verwendet wird.
Ein Verbrennungsmotor nimmt Luft und Kraftstoff auf und verbrennt die Luft und den Kraftstoff in einer Brennkammer, um mechanische Energie zu erzeugen. Ein solcher Motor ist mit eine Ansaugsystem versehen, um der Brennkammer Frischluft zuzuführen. Um Frischluft derart zuzuführen, das die Haltbarkeit des Motors erhöht wird, wird ein Luftfilter verwendet, der die Luft reinigt.
Um die Luftreinigungsfunktion des Ansaugsystems zu verbessern, wurde vorgeschlagen, Fremdkörper durch Rotation der in den Motor eingesaugten Luft zusätzlich zu der Verwendung des Luftfilters zu entfernen. Als ein Beispiel wird vorgeschlagen, Fremdkörper, die in Richtung zu einer Innenwand des Kanals gedrängt werden, durch Erzeugen einer Rotation der durch den Kanal des Ansaugsystems hindurchtretenden Luft derart einzufangen, dass eine radiale Vorbelastungskraft auf die Fremdkörper ausgeübt wird.
Für eine solche Funktion kann ein Wirbelmodul zur Erzeugung der Rotation der Luft an der Innenseite des Kanals montiert werden, und in diesem Falle wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Effizienz des Wirbelmoduls zu verbessern. Wenn Turbulenz in der durch das Wirbelmodul hindurchtretenden Luft erzeugt wird, kann das von dem Wirbelmodul erzeugte Drallmoment zur Vorbelastung der Fremdkörper in Richtung zu der Innenwand des Kanals verringert werden. In diesem Falle kann die Fremdkörpereinfangfunktion verschlechtert werden, da keine ausreichend starke Zentrifugalkraft auf die Fremdkörper ausgeübt wird.
Daher können, wenn die mögliche Turbulenz, die an einer Abstromseite des Wirbelmoduls auftreten kann, verhindert werden kann, die Leistung des Wirbelmoduls und die Fremdkörperbeseitigungsfunktion des Kanals derart verbessert werden, dass die Haltbarkeit eines Luftfilters und eines Motors dementsprechend erhöht werden können.
Mit der Erfindung wird ein Ansaugkanalsystem mit einer verbesserten Funktion der Fremdkörperbeseitigung geschaffen.
Nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Ansaugkanalsystem zum Aufnehmen von Luft und Zuführen der Luft zu einem Luftfilter vorgesehen. Das beispielhafte Ansaugkanalsystem weist einen Wirbelkanal mit einem Wirbelmodul zum Erzeugen eines Drallmoments der Luft auf, wobei das Wirbelmodul eine Zentralwelle, eine Mehrzahl von Wirbelblättern, die von der Zentralwelle nach außen hin ausgebildet sind, und eine Turbulenzverhinderungsvorrichtung aufweist, die an einer Abstromseite der Zentralwelle des Wirbelmoduls derart ausgebildet ist, dass sie Turbulenz der durch die Wirbelblätter hindurchgelassenen Luft verhindert.
Die Turbulenzverhinderungsvorrichtung kann einen Körper, der einen verlängerten Schaft, der sich von der Zentralwelle erstreckt, und ein konisches Ende aufweisen, das in konischer Form an einer Spitze des verlängerten Schaftes ausgebildet ist.
Ein Schrägungswinkel des konischen Endes kann etwa 15° betragen, und eine Länge des konischen Endes kann größer als 30 mm sein.
Die Turbulenzverhinderungsvorrichtung kann ferner wenigstens ein Blatt aufweisen, das in einer Spiralform an einer Außenseite des Körpers ausgebildet ist.
Das Blatt kann um etwa 70° in Bezug auf eine Mittelachse des Körpers von dem Körper vorstehen.
Eine Trennwand kann an einer Innenseite des Wirbelkanals derart ausgebildet sein, dass sie zusammen mit einer Innenwand des Wirbelkanals einen Fremdkörpersammelraum bildet, so dass die Fremdkörper, die radial nach außen gedrängt werden, in dem Fremdkörpersammelraum gesammelt werden können. Außerdem kann eine Kammer an einer Abstromseite des Fremdkörpersammelraumes derart ausgebildet sein, dass die in dem Fremdkörpersammelraum gesammelten Fremdkörper von der Kammer eingefangen werden können.
Eine Spitze des konischen Endes kann um einen vorbestimmten Abstand von einer Oberseite der Trennwand entfernt sein. Der vorbestimmte Abstand kann 15 mm bis 30 mm betragen.
Das Ansaugkanalsystem kann ferner einen oberen Kanal aufweisen, der mit einer Zustromseite des Wirbelkanals in Eingriff steht, wobei der Wirbelkanal eine Mehrzahl von Rohren aufweist, die mit dem oberen Kanal verbunden sind, das Wirbelmodul in jedem der Rohre montiert ist, und eine Summe von Querschnitten der Rohre kleiner als ein Querschnitt des oberen Kanals ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Fremdkörperbeseitigungsfunktion eines Ansaugsystems durch Verhinderung von Turbulenz an einer Abstromseite eines Wirbelmoduls verbessert.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ansaugkanalsystems eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Wirbelkanals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2; und
4 eine perspektivische Ansicht eines Wirbelmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
Ein Ansaugkanalsystem für einen Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung saugt Luft an und führt diese einem Luftfilter 190 zu. Wie in 1 gezeigt, weist das Ansaugkanalsystem einen Kanalgrill 115, durch welchen Luft hindurchtritt, einen oberen Kanal 110, der die Luft aufnimmt, die durch den Kanalgrill 115 hindurchgetreten ist, einen Wirbelkanal 150, der an einer Abstromseite des oberen Kanals 110 angeordnet ist und ein Wirbelmodul 200 (2 bis 4) zur Erzeugung und Ausübung eines Drallmoments auf die Luft aufweist, und einen unteren Kanal 160 auf, der die von dem Wirbelkanal 150 aufgenommene Luft an den Luftfilter 190 abgibt.
Mit Bezug auf die 1 bis 3 weist der obere Kanal 110 einen einzigen Einlass und zwei von diesem abzweigende Auslässe auf. Der Wirbelkanal 150 weist zwei Rohre 151 und 152 auf, die mit den jeweiligen beiden Auslässen des oberen Kanals 110 verbunden sind. Das Wirbelmodul 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist an den jeweiligen Rohren 151 und 152 des Wirbelkanals 150 montiert.
Eine Summe von Querschnitten der Rohre 151 und 152 des Wirbelkanals 150 kann kleiner als ein Querschnitt des oberen Kanals 110 sein. Durch eine solche Anordnung strömt die Luft schneller durch den Wirbelkanal 150 als durch den oberen Kanal 110, und dementsprechend kann die Drallmomenterzeugung des Wirbelkanals 150 stärker sein.
Wenn die Luft durch den Wirbelkanal 150 hindurchtritt, wird durch das Wirbelmodul 200 das Drallmoment auf die Luft ausgeübt, und dementsprechend rotieren die Fremdkörper in der Luft mit der Rotation der Luft. Eine Zentrifugalkraft wird auf die rotierenden Fremdkörper derart ausgeübt, dass die Fremdkörper von einer Mitte des Wirbelkanals 150 in Radialrichtung nach außen gedrängt werden.
Eine Trennwand 153 ist an einer Innenseite des Wirbelkanals 150 derart ausgebildet, dass sie zusammen mit einer Innenwand des Wirbelkanals 150 einen Fremdkörpersammelraum 154 (3) bildet, so dass die Fremdkörper, die radial nach außen gedrängt werden, in dem Raum 154 gesammelt werden können.
Das heißt, wenn die Luft rotiert, während sie durch den Wirbelkanal 150 hindurchtritt, werden die Fremdkörper durch die Rotation der Luft in Richtung zu der Innenwand des Wirbelkanals 150 gedrängt und strömen in der Luftströmungsrichtung. Daher dringen die Fremdkörper in den von der Trennwand 153 und der Innenwand des Wirbelkanals 150 gebildeten Sammelraum 154 ein, so dass die Fremdkörper in dem Sammelraum 154 gesammelt und von der Luft getrennt werden.
Eine Kammer 155 ist an einer Abstromseite des Fremdkörpersammelraumes 154 derart ausgebildet, dass die in dem Fremdkörpersammelraum 154 gesammelten Fremdkörper von der Kammer 155 eingefangen werden können.
Mit Bezug auf 4 wird das Wirbelmodul 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlicher beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, weist das Wirbelmodul 200 eine Zentralwelle 210, eine Mehrzahl von Wirbelblättern 220, die von der Zentralwelle 210 nach außen hin ausgebildet sind, und eine Turbulenzverhinderungsvorrichtung 250 auf, die an einer Abstromseite der Zentralwelle 210 des Wirbelmoduls 200 derart ausgebildet ist, dass sie eine Turbulenz der durch die Wirbelblätter 220 hindurchgetretenen Luft verhindert.
Die Turbulenzverhinderungsvorrichtung 250 weist einen Körper 260 und wenigstens ein Blatt 270 auf, das von dem Körper 260 nach außen hin ausgebildet ist.
Der Körper 260 der Turbulenzverhinderungsvorrichtung 250 weist einen verlängerten Schaft 262, der sich von der Zentralwelle 210 erstreckt, und ein konisches Ende 264 auf, das in konischer Form an einer Spitze des verlängerten Schaftes 262 ausgebildet ist.
Ein Schrägungswinkel θ1 des konischen Endes 264 beträgt etwa 15°, und eine Länge h1 des konischen Endes 264 ist größer als 30 mm. Das Blatt 270 ist an der Außenseite des Körpers 260 spiralförmig ausgebildet und steht in einem vorbestimmten Winkel θ2 (zum Beispiel etwa 70°) in Bezug auf eine Mittelachse des Körpers 260 von dem Körper 260 vor.
Während die Luft durch die Wirbelblätter 220 rotiert, gibt es die Tendenz, dass Turbulenz an der Abstromseite der Wirbelblätter 220 auftritt. Jedoch wird eine solche Tendenz durch den verlängerten Schaft 262 vermindert. Ferner vermindert das Blatt 270 weiter eine solche Tendenz zur Turbulenz und verstärkt das Drallmoment der von den Wirbelblättern 220 erzeugten Luft.
Da das konische Ende 264 eine allmähliche Verengung eines Endes des verlängerten Schaftes 262 ermöglicht, wird die Tendenz zur Turbulenz an einem Ende des verlängerten Schaftes 262 verringert.
Mit Bezug auf 3 ist die Spitze des konischen Endes 264 um einen vorbestimmten Abstand h2 von der Oberseite der Trennwand 153 entfernt. Der vorbestimmte Abstand h2 kann 15 bis 30 mm betragen.
In der obigen Beschreibung sind spezielle Werte in Bezug auf den Schrägungswinkel θ1 und die Länge h1 des konischen Endes 264, den vorbestimmten Winkel θ2 zwischen dem Blatt 270 und der Mittelachse des Körpers 260, und den Abstand h2 zwischen der Spitze des konischen Endes 264 und der Oberseite der Trennwand 153 erwähnt. Jedoch wird angemerkt, dass die speziellen Werte nur zum besseren Verständnis und Ausgestalten einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sind und der Bereich der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Werte können offenbar unter verschiedenen Umständen abgeändert werden, zum Beispiel wenn eine spezielle Form in Anpassung an Gestaltungsfaktoren eines Motors geändert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- KR 10-2007-0131647 [0001]

Claims

Ansaugkanalsystem zum Aufnehmen von Luft und Zuführen der Luft zu einem Luftfilter (190), wobei das Ansaugkanalsystem einen Wirbelkanal (150) mit einem Wirbelmodul (200) zum Erzeugen eines Drallmoments der Luft aufweist, wobei das Wirbelmodul (200) aufweist: eine Zentralwelle (210); eine Mehrzahl von Wirbelblättern (220), die von der Zentralwelle (210) nach außen hin ausgebildet sind; und eine Turbulenzverhinderungsvorrichtung (250), die an einer Abstromseite der Zentralwelle (210) des Wirbelmoduls (200) derart ausgebildet ist, dass sie Turbulenz der durch die Wirbelblätter (220) hindurchgelassenen Luft verhindert.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 1, wobei die Turbulenzverhinderungsvorrichtung (250) einen Körper (260) aufweist, der aufweist: einen verlängerten Schaft (262), der sich von der Zentralwelle (210) erstreckt; und ein konisches Ende (264), das in konischer Form an einer Spitze des verlängerten Schaftes (262) ausgebildet ist.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 2, wobei ein Schrägungswinkel (θ1) des konischen Endes (264) etwa 15° beträgt.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Länge (h1) des konischen Endes (264) größer als 30 mm ist.
Ansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Turbulenzverhinderungsvorrichtung (250) ferner wenigstens ein Blatt (270) aufweist, das in einer Spiralform an einer Außenseite des Körpers (260) ausgebildet ist.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 5, wobei das Blatt (270) um etwa 70° in Bezug auf eine Mittelachse des Körpers (260) von dem Körper (260) vorsteht.
Ansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: eine Trennwand (153) an einer Innenseite des Wirbelkanals (150) derart ausgebildet ist, dass sie zusammen mit einer Innenwand des Wirbelkanals (150) einen Fremdkörpersammelraum (154) bildet, so dass die Fremdkörper, die radial nach außen gedrängt werden, in dem Fremdkörpersammelraum (154) gesammelt werden können; und eine Kammer (155) an einer Abstromseite des Fremdkörpersammelraumes (154) derart ausgebildet ist, dass die in dem Fremdkörpersammelraum (154) gesammelten Fremdkörper von der Kammer (155) eingefangen werden können.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 7, wobei eine Spitze des konischen Endes (264) um einen vorbestimmten Abstand (h2) von einer Oberseite der Trennwand (153) entfernt ist.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Abstand (h2) 15 mm bis 30 mm beträgt.
Ansaugkanalsystem nach Anspruch 2, wobei: die Turbulenzverhinderungsvorrichtung (250) ferner wenigstens ein Blatt (270) aufweist, das in einer Spiralform an einer Außenseite des Körpers (260) ausgebildet ist; eine Trennwand (153) an einer Innenseite des Wirbelkanals (150) derart ausgebildet ist, dass sie zusammen mit einer Innenwand des Wirbelkanals (150) einen Fremdkörpersammelraum (154) bildet, so dass die Fremdkörper, die radial nach außen gedrängt werden, in dem Fremdkörpersammelraum (154) gesammelt werden können; eine Kammer (155) an einer Abstromseite des Fremdkörpersammelraumes (154) derart ausgebildet ist, dass die in dem Fremdkörpersammelraum (154) gesammelten Fremdkörper von der Kammer (155) eingefangen werden können; und eine Spitze des konischen Endes (264) um einen vorbestimmten Abstand (h2) von der Oberseite der Trennwand (153) entfernt ist.
Ansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend einen oberen Kanal (110), der mit einer Zustromseite des Wirbelkanals (150) in Eingriff steht, wobei: der Wirbelkanal (150) eine Mehrzahl von Rohren (151, 152) aufweist, die mit dem oberen Kanal (110) verbunden sind; das Wirbelmodul (200) in jedem der Rohre (151, 152) montiert ist; und eine Summe von Querschnitten der Rohre (151, 152) kleiner als ein Querschnitt des oberen Kanals (110) ist.