DE19806674C2 - Brennkraftmaschine mit einer Lüftungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine ist mit einer Lüftungseinrichtung, welche eine Antriebseinrichtung aufweist, mit einer Abgasleitung und mit einer Pumpeinrichtung versehen, welche dazu geeignet ist, in die Abgasleitung Luft einzublasen. Die Pumpeinrichtung steht mit der Antriebseinrichtung der Lüftungseinrichtung in Antriebsverbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Lüftungseinrichtung, welche eine Antriebsein­ richtung aufweist, nach der im Oberbegriff von An­ spruch 1 näher definierten Art.

Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist aus der Praxis bekannt. Die dabei vorgesehene Lüftungseinrich­ tung dient zur Kühlung des Kühlwasserkreislaufes in Verbindung mit einem Fahrzeugkühler und wird bei Be­ darf zugeschaltet.

Um bestimmte Abgasnormen einhalten zu können, ist es bei neueren Brennkraftmaschinen, insbesondere des Ot­ to-Typs, notwendig, unmittelbar nach dem Starten der kalten Brennkraftmaschine kurzzeitig Luft in die Ab­ gasleitung einzublasen. Zu diesem Zweck wird eine Pumpeinrichtung verwendet, welche auch als Sekundär­ luftpumpe bezeichnet wird. Durch dieses Einblasen von Luft in die Abgasleitung entsteht eine Nachverbren­ nung, die den Katalysator schneller auf seine notwen­ dige Betriebstemperatur bringt.

Bei dem bekannten Stand der Technik wird die Sekundär­ luftpumpe direkt an der Abgasleitung angebracht und sie ist mit einer eigenen, von der Elektronik der Brennkraftmaschine gesteuerten Antriebseinrichtung versehen.

Nachteilig bei einer solchen Lösung ist der hohe bau­ liche Aufwand für die Sekundärluftpumpe, die mit die­ ser verbundenen Antriebseinrichtung und die ansonsten notwendigen Teile, wie Anschlußleitungen, Befesti­ gungselemente und Steuerelemente.

Zum allgemeinen Stand der Technik bezüglich der oben beschriebenen Sekundärluftpumpen wird auf die DE 43 01 666 A1, die DE 44 40 495 A1 und die DE 195 02 907 C2 verwiesen.

Aus der DE 196 04 182 A1 ist des weiteren eine Neben­ aggregat-Anordnung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher verschiedene Ne­ benaggregate über einen Antriebsriemen durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenn­ kraftmaschine mit einer Lüftungseinrichtung, mit einer Abgasleitung und mit einer Sekundärluftpumpe zu schaf­ fen, welche konstruktiv sehr einfach aufgebaut und kostengünstig herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das Verbinden der Sekundärluftpumpe mit der An­ triebseinrichtung der Lüftungseinrichtung können sehr große Einsparungseffekte erzielt werden. So ist keine separate Antriebseinrichtung für die Sekundärluftpumpe mehr erforderlich und es können ansonsten notwendige Kabelsätze und Relais für die Sekundärluftpumpe einge­ spart werden. Außerdem kann durch das Einsparen der separaten Antriebseinrichtung die Sekundärluftpumpe kleiner ausgebildet werden, wodurch sie sehr viel ein­ facher in einen Motorraum eines Kraftfahrzeugs einge­ baut werden kann.

Vorteilhafterweise wird die Antriebseinrichtung der Lüftungseinrichtung zum Antrieb der Sekundärluftpumpe verwendet, welche für diesen Zweck sehr gut geeignet ist, da die Sekundärluftpumpe lediglich beim Kaltstart für eine relativ kurze Zeitdauer benötigt wird. Die Lüftungseinrichtung muß jedoch im kalten Zustand der Brennkraftmaschine nicht angetrieben werden, weshalb die Antriebseinrichtung derselben für das Antreiben der Sekundärluftpumpe sehr gut verwendet werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Verbindung zwischen der Lüftungseinrichtung und der Sekundärluftpumpe durch die Antriebseinrich­ tung in einer teilweise geschnittenen Seiten­ ansicht; und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Verbindung zwischen der Lüftungseinrichtung und der Sekundärluftpumpe durch die Antriebseinrich­ tung in einer Vorderansicht.

Fig. 1 zeigt eine Lüftungseinrichtung 1 einer in ihrer Gesamtheit nicht näher dargestellten Brennkraftmaschi­ ne. Für ihren Antrieb ist die Lüftungseinrichtung 1 mit einer Antriebseinrichtung 2, in diesem Fall einem Elektromotor 2, versehen. Der Elektromotor 2 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut und weist eine An­ triebswelle 3 mit zwei Enden auf.

An ihrem einen Ende ist die Antriebswelle 3 mit einem ersten Freilaufelement 4 zum Antrieb eines Lüfterflü­ gels 5 der Lüftungseinrichtung 1 versehen. An ihrem anderen Ende weist die Antriebswelle 3 ein zweites Freilaufelement 6 auf, welches mit Lüfterscheiben 7 einer Pumpeinrichtung 8, in diesem Fall einer Sekun­ därluftpumpe 8, verbunden ist. Die Freilaufelemente 4 und 6 sind so ausgelegt, daß bei Drehung der Antriebs­ welle 3 in der einen Richtung der Lüfterflügel 5 und bei Drehung in der anderen Richtung die Lüfterscheiben 7 angetrieben werden. Wird der Lüfterflügel 5 ange­ trieben, so befinden sich die Lüfterscheiben 7 im Leerlauf, und umgekehrt.

Die Sekundärluftpumpe 8 ist an eine Kühlerzarge 9 der Lüftungseinrichtung 1 angeflanscht und dafür vorgese­ hen, zu bestimmten Zeitpunkten Luft in eine Abgaslei­ tung 10 der Brennkraftmaschine einzublasen. Dazu weist die Sekundärluftpumpe 8 in an sich bekannter Weise zwei Luftansaugöffnungen 11 auf, durch welche die in die Abgasleitung 10 einzublasende Luft angesaugt wird. Alternativ kann die Sekundärluftpumpe auch direkt an den Elektromotor 2 angeflanscht sein.

Durch die Lüfterscheiben 7 wird die Luft verdichtet und tritt durch eine Luftaustrittsöffnung 12 aus der Sekundärluftpumpe 8 aus, wo sie in einen Luftschlauch 13 mündet. Der Luftschlauch 13 führt über ein Luftven­ til 14 zu der Abgasleitung 10.

Der Einsatz der Sekundärluftpumpe 8 ist nur direkt nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine notwendig, um eine Nachverbrennung entstehen zu lassen, die einen nicht dargestellten Katalysator in der Abgasleitung 10 schneller auf Betriebstemperatur bringt. In der Zeit des Einsatzes der Sekundärluftpumpe 8 kann aufgrund der Freilaufelemente 4 und 6 die Lüftungseinrichtung 1 nicht betrieben werden, was jedoch auch nicht notwen­ dig ist, da die Lüftungseinrichtung 1 bei kalter Brennkraftmaschine nicht benötigt wird. Wird die Se­ kundärluftpumpe 8 nicht mehr eingesetzt, so kann der Elektromotor 2 durch eine nicht dargestellte elektro­ nische Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine umge­ polt werden, wodurch das Freilaufelement 6 die Sekun­ därluftpumpe 8 nicht mehr antreibt. Es kann nun jedoch durch den Elektromotor 2 über das Freilaufelement 4 die Lüftungseinrichtung 1 angetrieben werden.

Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Antrieb der Sekundärluftpumpe 8 zwar von dem Antrieb der Lüf­ tungseinrichtung 1 abhängig, da diese beiden Einrich­ tungen jedoch nie gleichzeitig betrieben werden müs­ sen, kann die einfache und kostengünstige Ausführung mit den beiden Freilaufelementen 4 und 6 in der Praxis durchaus eingesetzt werden.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann statt der Freilaufelemente 4 und 6 auch vorgesehen sein, daß die Sekundärluftpumpe 8 über eine Magnet­ kupplung mit dem Elektromotor 2 der Lüftungseinrich­ tung 1 verbunden ist. Somit könnten die Lüftungsein­ richtung 1 und die Sekundärluftpumpe 8 auch gleichzei­ tig betrieben werden, wobei durch nicht näher be­ schriebene Steuerelemente die Magnetkupplung geschal­ tet werden könnte.

In einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Aus­ führungsform wäre es auch denkbar, die Sekundärluft­ pumpe 8 über einen Schieber bzw. Bolzen mit dem Elek­ tromotor 2 zu verbinden. Dieser Schieber könnte z. B. durch ein Unterdruckventil betätigt werden.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Verbin­ dung zwischen der Sekundärluftpumpe 8 und der Lüf­ tungseinrichtung 1 dargestellt. Dabei ist der Elektro­ motor 2 weiterhin direkt an der Lüftungseinrichtung 1 angebracht, die Sekundärluftpumpe 8 ist jedoch, z. B. aus Platzgründen, an einer beliebigen anderen Stelle im Bereich der Lüftungseinrichtung 1 angebracht und über einen Riementrieb 15 mit derselben verbunden.

Dazu ist an dem Elektromotor 2 eine Riemenscheibe 16 angebracht, die über einen Antriebsriemen 17 eine an der Sekundärluftpumpe 8 angebrachte weitere Riemen­ scheibe 18 antreibt. Wie im oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Sekundärluftpumpe 8 auch hier über die Luftaustrittsöffnung 12, den Luftschlauch 13 und das Luftventil 14 mit der Abgasleitung 10 verbun­ den und weist hierbei nur eine Luftansaugöffnung 11 auf.

Der Elektromotor 2 und/oder die Sekundärluftpumpe 8 können mit der Riemenscheibe 16 bzw. der Riemenscheibe 18 in nicht dargestellter Art und Weise, wie bereits oben beschrieben, über eine Magnetkupplung oder einen Freilauf verbunden sein.

Der Einsatz des Riementriebs 15 ist besonders vorteil­ haft bei beengten Platzverhältnissen, wenn die Sekun­ därluftpumpe 8 nicht direkt an die Lüftungseinrichtung 1 angeflanscht werden kann. Die Drehzahl der Sekundär­ luftpumpe 8 kann durch entsprechende Durchmesser der Riemenscheiben 16 und 18 variiert werden.

Somit ist es möglich, eine bei bekannten Lösungen not­ wendige, separate Antriebseinrichtung für die Sekun­ därluftpumpe 8 einzusparen. Des weiteren können für den Betrieb der Sekundärluftpumpe 8 notwendige Kabel­ sätze und Relais sowie die Befestigungselemente zur Befestigung der Sekundärluftpumpe 8 an der Brennkraft­ maschine eingespart werden.

Claims (8)

1. Brennkraftmaschine mit einer Lüftungseinrichtung, welche eine Antriebseinrichtung aufweist, mit ei­ ner Abgasleitung und mit einer Sekundärluftpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (8) mit der Antriebseinrich­ tung (2) der Lüftungseinrichtung (1) in Antriebs­ verbindung steht.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (8) an die Lüftungseinrich­ tung (1) und/oder an die Antriebseinrichtung (2) der Lüftungseinrichtung (1) angeflanscht ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2) mit einer Antriebswel­ le (3) versehen ist, welche auf der einen Seite mit einem an der Lüftungseinrichtung (1) vorgese­ henen Freilaufelement (4) und auf der anderen Sei­ te mit einem an der Sekundärluftpumpe (8) vorgese­ henen Freilaufelement (6) verbunden ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Antriebseinrichtung (2) um­ schaltbar ist, wodurch in der einen Drehrichtung über das eine Freilaufelement (4) die Lüftungsein­ richtung (1) und in der anderen Drehrichtung über das andere Freilaufelement (4) die Sekundärluft­ pumpe (8) antreibbar ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (8) mit der Antriebseinrich­ tung (2) über eine Magnetkupplung verbunden ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (8) über einen Riementrieb (15) mit der Antriebseinrichtung (2) der Lüftungs­ einrichtung (1) verbunden ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (8) und die Antriebseinrich­ tung (2) jeweils mit Riemenscheiben (16, 18) verse­ hen sind, welche über einen Antriebsriemen (17) miteinander verbunden sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2) der Lüftungseinrich­ tung (1) als Elektromotor (2) ausgebildet ist.