CN108138644A - 用于机动车的空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的空气过滤装置(12)，包括具有空气入口(28)和空气出口(30)的过滤器壳体(26)、容纳在过滤器壳体(26)中并且将过滤器壳体(26)的内部划分为原始空气区段(34)和净化空气区段(36)的滤芯(32)以及用于向原始空气区段(34)中供应空气的旁通管路(38)，所述旁通管路(38)从过滤器壳体(26)中的连接开口(40)延伸直至机动车的冷却器、尤其是增压空气冷却器(14)。

Description

用于机动车的空气过滤装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的空气过滤装置，包括具有空气入口和空气出口的过滤器壳体以及容纳在过滤器壳体中并且将过滤器壳体内部划分为原始空气区段和净化空气区段的滤芯。
背景技术
这种类型的空气过滤装置在现有技术中是众所周知的并且例如在机动车中用于净化由机动车内燃机吸入的空气并且确保毫无问题的燃烧过程。在此，对于内燃机功能而言，持续供应空气是必不可少的。
随着供应给内燃机的空气温度的下降，在给定空气体积中的空气质量增加，这引起内燃机的更高功率。因此空气过滤装置的空气入口在发动机室中关于行驶风通常设置在冷却装置、如发动机冷却器、增压空气冷却器或空调冷凝器的上游，以便吸入尽可能冷的空气。
在大雪或积雪时基于空气入口前侧暴露的位置，冰和/或雪有可能进入过滤器壳体的原始空气区段并且在那里进入或冻结滤芯，使得内燃机通过空气过滤装置只能吸入很少或甚至不能再吸入空气。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于机动车的空气过滤装置，其即使在雪或冰进入滤芯时仍能实现通过内燃机吸入空气并且因此至少确保内燃机的紧急运行。
根据本发明，所述任务通过一种用于机动车的空气过滤装置来解决，该空气过滤装置包括具有空气入口和空气出口的过滤器壳体、容纳在过滤器壳体中并且将过滤器壳体内部划分为原始空气区段和净化空气区段的滤芯以及用于向原始空气区段中供应空气的旁通管路，所述旁通管路从过滤器壳体中的连接开口延伸直至机动车的冷却器、尤其是增压空气冷却器。以这种方式内燃机可通过旁通管路吸入由(增压空气)冷却器加热的空气。该被加热的空气基本上不含雪和冰，从而雪和冰不会进入或冻结滤芯。因此通过旁通管路确保向内燃机基本空气供应并且因此至少确保发动机的紧急运行。
在空气过滤装置的一种实施方式中，过滤器壳体在连接开口和滤芯之间具有壳体通道。通过该壳体通道，经由旁通管路吸入的空气不与经由空气过滤装置的设置在冷却装置上游的空气入口吸入并且可能夹带有雪和/或冰的空气混合。
优选滤芯具有旁通区段，该旁通区段直接邻接于壳体通道。所述旁通区段尤其是仅配置给旁通管路并且由此“预留”用于基本上无雪的热吸入空气。壳体通道的通道壁在此可直接贴靠在滤芯上，以便将旁通区段与吸入空气的其余部分隔开并且防止吸入空气的其余部分进入或冻结旁通区段。
根据空气过滤装置的另一种实施方式，壳体通道具有活门，该活门可释放或截断在壳体通道中的气流。活门在此尤其是被弹簧加载到其截断位置中并且从在原始空气区段中的可预定负压起朝向其释放位置运动。借助这种活门确保在滤芯无雪和无冰的情况下通过空气过滤装置的设置在冷却装置上游的空气入口向内燃机供应尽可能冷的环境空气。只有当在原始空气区段中出现可推断出雪或冰进入或冻结滤芯的可预定负压时，才释放妨碍发动机效率的、通过旁通管路的空气吸入。
根据一种优选实施方式，空气过滤装置构造为进气***，在此可设想用于降低进气噪声的不同结构措施。例如过滤器壳体构造为反射***，其中，滤芯附加地产生轻微的吸收效果。另一种通常强得多的进气噪声吸收可通过所谓的进气管来实现，如已经由现有技术所公开的。
本发明还包括一种用于机动车内燃机的空气供应组件，其包括上述空气过滤装置和用于冷却待供应给内燃机的燃烧空气的空气冷却式增压空气冷却器，其具有用于冷却空气的空气入口侧和空气出口侧并且可沿空气流动方向被冷却空气穿流，旁通管路的配置给增压空气冷却器的端部邻接于增压空气冷却器的空气出口侧。
根据空气供应组件的一种实施方式，所述增压空气冷却器具有燃烧空气入口，该燃烧空气入口通过被冷却空气绕流的冷却肋片与燃烧空气出口流体连通，其中，旁通管路的配置给增压空气冷却器的端部与燃烧空气出口相比更靠近燃烧空气入口地设置。基于上游的压缩机，在增压空气冷却器的燃烧空气入口处的燃烧空气的温度最高。因此，用作冷却空气的环境空气在该区域中吸收的热能最多，从而使可能夹带在冷却空气中的雪或冰颗粒融化。这种稍微被加热的、尤其是无雪和无冰的冷却空气特别适合于在雪或冰进入或冻结空气过滤装置的滤芯时通过旁通管路被吸入并供应给内燃机。
特别优选所述旁通管路的配置给增压空气冷却器的端部设置在空气出口侧的与燃烧空气入口相邻的边缘上。通过这种边缘侧的布置确保了最热并且因此最有可能无雪和无冰的冷却空气通过旁通管路被内燃机吸入。因此，基于通过旁通管路吸入的冷却空气在很大程度上避免了雪或冰进入或冻结滤芯。
根据空气供应组件的另一种实施方式，邻接于增压空气冷却器的空气出口侧设有风机，该风机沿空气流动方向加载冷却空气并且具有风机叶轮和风机框架，其中，旁通管路的配置给增压空气冷却器的端部固定在风机框架上并且通过在风机框架中的开口与增压空气冷却器的空气出口侧流体连通。通过这种方式确保旁通管路简单且可靠地安装在配置给增压空气冷却器的端部上。
在该实施方式中，所述风机框架可具有活门，该活门可释放或截断在风机框架中的开口。活门在此尤其是被弹簧加载到其截断位置中并且从在原始空气区段中的可预定负压起朝向其释放位置运动。借助该活门确保在滤芯无雪和无冰的情况下通过空气过滤装置的设置在冷却装置上游的空气入口向内燃机供应尽可能冷的环境空气。只有当在原始空气区段中出现可推断出雪或冰进入或冻结滤芯的预定负压时，才释放妨碍发动机效率的、通过旁通管路的空气吸入。
附图说明
本发明的其它特征和优点参照附图由对优选实施方式的后续说明给出。附图如下：
图1是根据本发明的具有根据本发明的空气过滤装置的空气供应组件的透视图；
图2是根据图1的空气供应组件在旁通管路与风机的连接区域中的细节图；
图3是根据图1的空气供应组件在旁通管路与风机的连接区域中的细节剖视图；
图4是根据本发明的空气过滤装置的打开的过滤器壳体的俯视图；
图5是根据本发明的空气过滤装置的滤芯的俯视图；
图6是处于组装状态中的根据本发明的空气过滤装置的俯视图；并且
图7是根据图6的空气过滤装置的剖视图VI-VI。
具体实施方式
图1至图3示出用于机动车内燃机的空气供应组件10，其包括在图4至7中详细示出的空气过滤装置12以及用于冷却待供应给内燃机的燃烧空气16的空气冷却式增压空气冷却器14，该增压空气冷却器具有用于冷却空气22的空气入口侧18和相反的空气出口侧20并且根据图3沿空气流动方向24可被冷却空气22穿流。
空气过滤装置12包括具有空气入口28和空气出口30的过滤器壳体26、容纳在过滤器壳体26中并将过滤器壳体26内部划分为原始空气区段34和净化空气区段36的滤芯32以及用于向原始空气区段34中供应空气的旁通管路38。
在当前实施例中过滤器壳体26构造成两件式的并且包括壳状壳体底部25和壳体盖27，在壳体底部25中构造有空气入口28并且在壳体盖27中构造有空气出口30。
旁通管路38根据图1从在过滤器壳体26中、具体而言在壳体底部25中的连接开口40延伸到机动车的冷却器。
该冷却器在所示实施例中是机动车的增压空气冷却器14，在这种情况下其被热的燃烧空气16特别快速穿流，该燃烧空气必须被用作冷却空气22的环境空气冷却。因此，在机动车启动之后不久在增压空气冷却器14的空气出口侧20上就已经存在被加热的冷却空气22。但原则上也可设想冷却器是发动机冷却器或空调冷凝器。
为了吸收在增压空气冷却器14中被加热的冷却空气22，旁通管路38的配置给增压空气冷却器14的端部42邻接于增压空气冷却器14的空气出口侧。而旁通管路38的配置给过滤器壳体26的相反的端部44则通过过滤器壳体26的连接开口40与原始空气区段34连接，以便向该原始空气区段供应来自增压空气冷却器14的空气出口侧20的被加热的冷却空气22。
如图4所示，过滤器壳体26的壳体底部25在连接开口40和滤芯32之间具有壳体通道46，以便将被加热的冷却空气22从旁通管路38穿过原始空气区段34引导直至滤芯32。
图5示出滤芯32的俯视图并且以虚线突出显示旁通区段48，该旁通区段直接邻接于过滤器壳体26的壳体通道46。所述旁通区段48(仅)配置给旁通管路38并且因此主要被“预留”用于来自旁通管路38的、无雪的热的冷却空气22。为了避免在原始空气区段34中与可能夹带雪或冰颗粒的吸入空气混合，壳体通道46的通道壁50可直接贴靠在滤芯32上，以便将旁通区段48与滤芯32的其余部分隔开。以这种方式通过旁通管路38、壳体通道46和旁通区段48至少确保为内燃机紧急供应冷却空气22，在此该冷却空气22用作吸入空气或者说燃烧空气16。
参照图1清楚的是，增压空气冷却器14具有燃烧空气入口52，其通过被冷却空气绕流的冷却肋片54与燃烧空气出口56流体连通，旁通管路38的配置给增压空气冷却器14的端部42与燃烧空气出口56相比更靠近燃烧空气入口52处设置。具体而言，旁通管路38的配置给增压空气冷却器14的端部42甚至直接设置在增压空气冷却器14空气出口侧20的与燃烧空气入口52相邻的边缘上(参见图2)。
沿空气流动方向24穿流增压空气冷却器14的冷却空气22可在燃烧空气入口52附近最多地吸收来自流入的热的燃烧空气16的热能并且由此可能夹带的雪或冰颗粒熔化。因此通过设置在燃烧空气入口52附近的旁通管路38确保经由旁通管路38流入过滤器壳体26的吸入空气基本上没有雪和冰。
如图1至3所示，邻接于增压空气冷却器14的空气出口侧20地设有风机58，该风机沿空气流动方向24加载冷却空气22并且具有风机叶轮60和风机框架62。旁通管路38的配置给增压空气冷却器14的端部42固定在风机框架62上并且通过风机框架62中的开口64与增压空气冷却器14的空气出口侧20流体连通。
根据图3，风机框架62具有活门66，其能够释放或截断风机框架62中的开口64。根据图3优选活门66被弹簧加载到其截断位置中并且从空气过滤装置12原始空气区段34中的可预定负压起朝向其释放位置方向移动。由此以简单的方式确保在空气供应组件10的无雪和无冰的正常运行中通过活门66截断经由旁通管路38吸入被加热的冷却空气22。对于内燃机的空气供应通过空气过滤装置12的空气入口28实现，在此通过该空气入口28从所设置的冷却器上游吸入尽可能冷的环境空气，以实现特别高的发动机功率。只有当空气过滤装置12的原始空气区段34中的负压低于预定值时，才认为雪或冰进入或冻结滤芯32并且通过活门66释放旁通管路38，从而确保对内燃机的可靠供气。
作为替代方案，也可在过滤器壳体26的壳体通道46中设置活门68，其可释放或截断壳体通道46中的气流。在图3中所示的在风机框架62上的活门66在此情况下将持续打开或可被省却。
与构造在风机框架62上的活门66相比，构造在过滤器壳体26中的活门68在进气噪声最小化方面尤其是具有声学优点。
另外，可采用现有技术中众所周知的消声措施来减小空气过滤装置12中不希望的进气噪声。空气过滤装置12在此情况下构造为进气***。

Claims (10)

1.用于机动车的空气过滤装置，包括：
-具有空气入口(28)和空气出口(30)的过滤器壳体(26)；
-容纳在过滤器壳体(26)中并且将过滤器壳体(26)的内部划分为原始空气区段(34)和净化空气区段(36)的滤芯(32)；以及
-用于向原始空气区段(34)中供应空气的旁通管路(38)，
所述旁通管路(38)从在过滤器壳体(26)中的连接开口(40)延伸至机动车的冷却器、尤其是增压空气冷却器(14)。
2.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于，所述过滤器壳体(26)在连接开口(40)和滤芯(32)之间具有壳体通道(46)。
3.根据权利要求2所述的空气过滤装置，其特征在于，所述滤芯(32)具有旁通区段(48)，该旁通区段直接邻接于壳体通道(46)。
4.根据权利要求2或3所述的空气过滤装置，其特征在于，所述壳体通道(46)具有活门(68)，该活门能释放或截断壳体通道(46)中的气流。
5.根据前述权利要求中任一项所述的空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤装置(12)构造为进气***。
6.用于机动车内燃机的空气供应组件，包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的空气过滤装置(12)；和
-用于冷却待供应给内燃机(16)的燃烧空气(16)的空气冷却式增压空气冷却器(14)，该增压空气冷却器具有用于冷却空气(22)的空气入口侧(18)和空气出口侧(20)并且能沿空气流动方向(24)被冷却空气(22)穿流，
所述旁通管路(38)的配置给增压空气冷却器(14)的端部(42)邻接于增压空气冷却器(14)的空气出口侧(20)。
7.根据权利要求6所述的空气供应组件，其特征在于，所述增压空气冷却器(14)具有燃烧空气入口(52)，该燃烧空气入口通过被冷却空气绕流的冷却肋片(54)与增压空气冷却器(14)的燃烧空气出口(56)流体连通，旁通管路(38)的配置给增压空气冷却器(14)的端部与燃烧空气出口(56)相比更靠近燃烧空气入口(52)地设置。
8.根据权利要求6或7所述的空气供应组件，其特征在于，所述旁通管路(38)的配置给增压空气冷却器(14)的端部(42)设置在空气出口侧(20)的与燃烧空气入口(52)相邻的边缘上。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的空气供应组件，其特征在于，邻接于增压空气冷却器(14)的空气出口侧(20)地设有风机(58)，该风机沿空气流动方向(24)加载冷却空气(22)并且具有风机叶轮(60)和风机框架(62)，旁通管路(38)的配置给增压空气冷却器(14)的端部(42)固定在风机框架(62)上并且通过在风机框架(62)中的开口(64)与增压空气冷却器(14)的空气出口侧(20)流体连通。
10.根据权利要求9所述的空气供应组件，其特征在于，所述风机框架(62)具有活门(66)，该活门能释放或截断在风机框架(62)中的开口(64)。
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