Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine
Bekannte Sekundärluftfördereinrichtungen weisen einen Sekundärluftlader mit einem Verdichter und einer Turbine auf, die beide über Zuleitungen an die Reinluftseite eines Ansaugtraktes der Brennkraftmaschine angeschlossen sind, um so die von einem Luftfilter gereinigte Ansaugluft dann als sogenannte Sekundärluft in einen Abgasbereich der Brennkraftmaschine abzugeben. Die Bereitstellung derartiger Zuleitungen ist jedoch aufwendig und beschränkt die Auswahl des Einbauortes für den Sekundärluftlader erheblich. DOLLAR A Es wird eine Sekundärluftfördereinrichtung vorgeschlagen, die einen Sekundärluftlader (14) mit einem Verdichter (15) und mit einer Turbine (16) aufweist, wobei die Turbine (16) über den in einem Ansaugtrakt (5) der Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck angetrieben ist und ihrerseits den Verdichter (15) antreibt, der Sekundärluft in einen Abgasbereich (12) der Brennkraftmaschine fördert, wobei über einen gemeinsamen Luftfilter (45) die von dem Verdichter (15) und von der Turbine (16) benötigte Luft zugeführt ist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Sekundärluftfördereinrichtung ist für Brennkraftmaschinen vorgesehen, denen dem Abgasbereich Sekundärluft, insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine, zugeführt wird.
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschinenach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.
Stand der Technik
[0002] Es ist bereits eine Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt(DE 199 37 781 A1), bei der sowohl ein Verdichter als auch eine Turbine über separate Leitungen22, 33 an einen Ansaugtrakt 11 stromab eines Luftfilters 12 für die Brennkraftmaschine angeschlossensind. Der Entnahmepunkt der Reinluft für den Verdichter und für die Turbine befindet sich nachbzw. stromab des Luftfilters für den Ansaugtrakt. Durch die Leitungen 22, 33 ergibt sich fürden üblicherweise als eine Baueinheit aus Verdichter und Turbine aufgebauten Sekundärluftlader nureine geringe Variabilität des Einbauortes, da abhängig von den Raumverhältnissen der Brennkraftmaschinesich ggf. sehr lange Zuleitungen ergeben können. Derartig lange Zuleitungen bergen jedoch dieGefahr in sich, dass durch Leckagen ungereinigte Luft in den Sekundärluftlader gelangen kann.Darüber hinaus ist das Vorsehen langer Zuleitungen aufwendig und kostenträchtig.
Aufgabenstellung
[0003] Die erfindungsgemäße Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit denkennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 2 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein kompaktesBauteil geschaffen wird, das aufgrund des Entfalls von Zuleitungen zum Ansaugtrakt vielfältigeEinbauorte ermöglicht bzw. eine hohe Variabilität des Einbauortes aufweist. Darüber hinaus ergibtsich durch den Entfall der Leitungen zum Ansaugtrakt eine erhöhte Sicherheit gegenüber der Ansaugungvon ungefilteter Luft.
[0004] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungenund Verbesserungen der im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 2 angegebenen Sekundärluftfördereinrichtungmöglich.
[0005] Durch die Ausführung eines gemeinsamen, einschiebbaren Luftfilterelements ergibt sich eineeinfache Montage des Sekundärluftladers. Ferner kann durch die Anordnung der Lager für die Welledes Sekundärluftladers eine Versperrung der Welle zuverlässig ausgeschlossen werden.
Ausführungsbeispiel
Zeichnung
[0006] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und inder nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
[0007] Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Funktionsdarstellung einer Sekundärluftfördereinrichtunggemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
[0008] Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Funktionsdarstellung der Sekundärluftfördereinrichtung gemäßeinem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
[0009] Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Sekundärluftladers mit integriertem Steuerventil,
[0010] Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des Sekundärluftladers ohne integriertem Steuerventil,
[0011] Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Sekundärluftladers gemäß Fig. 4,
[0012] Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Luftfilterelements für den Sekundärluftlader,
[0013] Fig. 7 eine Explosionsdarstellung eines Verdichterrades des Sekundärluftladers,
[0014] Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Verdichterrades gemäß Fig. 7,
[0015] Fig. 9 eine teilweise Schnittdarstellung des Verdichterrades gemäß Fig. 8,
[0016] Fig. 10 eine Explosionsdarstellung von Verdichterrädern nach einem dritten erfindungsgemäßenAusführungsbeispiel,
[0017] Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der Verdichterräder gemäß Fig. 10,
[0018] Fig. 12 ein Seitenelement des Sekundärluftladers nach einem vierten erfindungsgemäßenAusführungsbeispiel,
[0019] Fig. 13 eine perspektivische Draufsicht auf das Seitenelement nach Fig. 12 mit verbautemLuftfilterelement,
[0020] Fig. 14 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Turbinenrades nach einer weiterenAusführungsvariante,
[0021] Fig. 15 eine perspektivische Zusammenbau-darstellung des Turbinenrades nach Fig. 14,
[0022] Fig. 16 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Turbinenrades nach einer weiterenAusführungsvariante.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0023] Die Fig. 1 zeigt eine schematisch vereinfachte Funktionsdarstellung einer erfindungsgemäßenSekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine 10. Der Brennkraftmaschine 10 wirdüber einen Luftfilter 4 Luft zugeführt, welche weiter in einen Ansaugtrakt 5 gelangt, der einAnsaugrohr 6 und eine Drosselklappe 7 umfasst. Die vom Luftfilter her strömende Luft gelangt,gesteuert von der Drosselklappe 7, zu nicht näher dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine10. Die von der Brennkraftmaschine 10 abgegebenen Abgase gelangen in bekannter Weise in einenAbgasbereich 12, bestehend aus Auspuffkrümmer und Abgasanlage. Die Sekundärluftfördereinrichtung weisteinen in Fig. 1 strichpunktiert abgegrenzten Sekundärluftlader 14 auf, welcher einen Verdichter15 und eine Turbine 16 aufweist. Der Verdichter 15 fördert Luft über eine Sekundärluftleitung18 in den Abgasbereich 12 der Brennkraftmaschine 10. In der Sekundärluftleitung 18, die beispielsweisestromab des Abgaskrümmers in den Abgasbereich 12 einmündet, ist stromab des Verdichters 15 z.B. ein erstes Steuerventil 19 und weiter stromab z. B. ein Rückschlagventil 20 vorgesehen.
[0024] Der Verdichter 15 ist über eine Welle 21 mit der Turbine 16 verbunden und wird von derTurbine 16 angetrieben. Diese nutzt dabei den durch die Drosselklappe 7 bewirkten Druckunterschied imAnsaugtrakt 5 zur Umgebung, indem sie Ansaugluft durch eine Zuleitung 24, z. B. stromab derDrosselklappe 7, entnimmt. Die Zuleitung 24 führt zur Turbine 16. Zur Steuerung der von derTurbine 16 abgegebenen Leistung, die sich aus dem Massenstrom in der Zuleitung 24 bzw. dem herrschendenUnterdruck im Ansaugrohr 6 ergibt, ist in der Zuleitung 24 ein zweites Steuerventil 25 vorgesehen. BeideSteuerventile 19, 25 sind über entsprechende Aktuatoren 27, 28 betätigbar. Erfindungsgemäß istnun vorgesehen, zur Bereitstellung von Reinluft für den Verdichter 15 und für die Turbine 16,wie die Fig. 1 zeigt, jeweils ein separates Luftfilterelement 30 für die Turbine 16 bzw. 31für den Verdichter 15 vorzusehen. Beide Luftfilterelemente 30, 31 sind somit zusätzlich zu demLuftfilter 4 vorgesehen, was ermöglicht, auf entsprechende Zuleitungen zu dem Luftfilter 4 bzw.dem Ansaugrohr 6 verzichten zu können. Die vom Verdichter 15 angesaugte Luft strömt, wie diePfeile 40 zeigen, über das Luftfilterelement 31 und einem Leitungsabschnitt 33 zu dem Verdichter15, wo die Luft in die Sekundärluftleitung 18 entsprechend verdichtet bzw. gepumpt wird. DieMenge der Sekundärluft wird vom zweiten Steuerventil 25 gesteuert, wobei das vorgesehene Rückschlagventil20 eine Rückströmung aus dem Abgasbereich 12 der Brennkraftmaschine 10 verhindert.
[0025] Die Turbine 16 ermöglicht, insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine 10, dieEinleitung zusätzlicher Luft auf die Abgasseite, wodurch eine Aufoxidation der Kohlenwasserstoffe undKohlenmonoxide erfolgt, die zu einer Verbesserung der Abgaswerte der Brennkraftmaschine 10 führt.
[0026] Wie die Pfeile 41 zeigen, strömt bei geöffnetem zweiten Steuerventil 25 die von der Brennkraftmaschineangesaugte Luft aus der Umgebung über das Luftfilterelement 33 in einen Leitungsabschnitt 34ein und dann weiter zu der Turbine 16 und von dieser über die Zuleitung 24 in das Ansaugrohr6. Je nach Stellung des zweiten Steuerventils 25 wird mehr oder weniger von der Brennkraftmaschine10 angesaugte Luft über die Turbine 16 her angesaugt, so dass sich eine entsprechende Leistungsabgabeder Turbine 16 an den Verdichter 15 ergibt. Über das zweite Steuerventil 25 kann eine Steuerungder über die Turbine 16 einströmenden Luft und damit ihrer Leistungsabgabe an den Verdichter15 erfolgen. Wie die Fig. 1 zeigt, ist gemäß erstem Ausführungsbeispiel vorgesehen, sowohl demVerdichter 15 ein Luftfilterelement 31 als auch der Turbine 16 ein Luftfilterelement 30 zuzuordnen. Diejeweils separat zugeordneten Luftfilterelemente 30 bzw. 31 ermöglichen den vollständigen Verzichtauf entsprechende Zuleitungen auf die Reinluftseite stromab des Luftfilters 4. Dies ermöglichtneben der kompakten Ausführung des Sekundärluftladers 14 eine hohe Variabilität, so dass eran unterschiedlichen Stellen der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen werden kann.
[0027] Die Fig. 2 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem alle gleichenoder gleichwirkenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. In Abwandlungzum ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist anstelle der beiden getrennten Luftfilterelemente30, 31 ein gemeinsames Luftfilterelement 45 vorgesehen, welches sowohl dem Verdichter 15 alsauch der Turbine 16 zugeordnet ist. Das Vorsehen eines gemeinsamen Luftfilterelements 45 fürden Verdichter 15 und die Turbine 16 bietet weitere Vorteile hinsichtlich der Ausgestaltung desSekundärluftladers 14 in Bezug auf seine Bauform und der Anzahl seiner Bauteile. Die vom Sekundärluftlader14 benötigte Luft strömt, wie die Pfeile 44 zeigen, über das gemeinsame Luftfilterelement 45ein und teilt sich in einen Teilstrom zum Verdichter 15 und in einen Teilstrom zur Turbine 16hin auf. Das gemeinsame Luftfilterelement 45 kann eine an den Verdichter 15 oder die Turbine16 angepasste, unterschiedliche Perforation bzw. Dichteverteilung seines Filterbereichs aufweisen,da sich die in den Verdichter 15 bzw. Turbine 16 eintretenden Luftmassenströme unterscheiden können, umso eine optimale Anpassung bzw. Filterwirkung mit möglichst geringem Druckverlust erzielen zu können.Möglich ist auch, eine Trennwand im Inneren des gemeinsamen Luftfilterelements 45 vorzusehen, sodass zwei getrennte Bereiche vorliegen, die unterschiedlich gestaltete Filterbereiche aufweisen.
[0028] Die konstruktive Ausführung des Sekundärluftladers 14 für ein derartiges gemeinsamesLuftfilterelement 45 ist in den weiteren Fig. 3 bis 5 näher dargestellt. So zeigt die Fig. 3eine perspektivische Darstellung eines Sekundärluftladers 14, bei dem zusätzlich das zweiteSteuerventil 25, z. B. in Form eines Drehschieberventils ausgeführt, mit in einem Gehäuse 47des Sekundärluftladers 14 integriert ist. Das Gehäuse 47 des Sekundärluftladers 14 weist eine Rahmenstrukturauf, die sich im Wesentlichen aus zwei Seitenelementen, einem ersten Seitenelement 48 und einemzweiten Seitenelement 49, sowie mehreren axialen Streben 50 zusammensetzt. Beide Seitenelemente48, 49 werden, wie die Fig. 4 näher zeigt, von der Welle 21 des Sekundärluftladers 14 durchdrungen, wobeisich am links dargestellten Seitenelement 48 ein Turbinenrad 52 der Turbine 16 und am rechtenSeitenelement 49 ein Verdichterrad 53 des Verdichters 15 anschließt. Im Zusammenbau gemäß Fig. 5befindet sich das Turbinenrad 52 außerhalb und das Verdichterrad 53 innerhalb eines von beidenSeitenelementen 48, 49 begrenzten Montageraums 60. Über ein trichterförmiges Anschlussstück36 erfolgt der Anschluss an die Zuleitung 24 zum Ansaugtrakt 5. Wie in Fig. 3 dargestellt ist,ist in dem Anschlussstück 36 beispielsweise das zweite Steuerventil 25 untergebracht, wobeider Aktuator 27 außerhalb des Anschlussstückes 36 liegt. Es ist aber auch eine Ausführung desAnschlussstücks 36 ohne integriertes zweites Steuerventil 25 möglich, wie die Fig. 5 zeigt,wobei das zweite Steuerventil 25 dann separat, d. h. außerhalb des Sekundärluftladers 14, vorgesehen ist.Über einen in Fig. 3 dargestellten Anschluss 37 am zweiten Seitenelement 49 erfolgt die Abgabeder vom Verdichterrad 53 verdichteten Luft in die Sekundärluftleitung 18.
[0029] Wie die Fig. 5 näher zeigt, erfolgt eine Lagerung 54 des Turbinenrades 52 im Bereichder links dargestellten Seitenwand 48. Wohingegen eine Lagerung 55 des Verdichterrades 53, z.B. mittels Kugellager, im Wesentlichen außerhalb der rechts dargestellten Seitenwand 49 erfolgt.Damit ergibt sich vorteilhafterweise ein relativ großer Lagerabstand für beide Kugellager 54und 55.
[0030] Das Verdichterrad 53 ist, wie das Turbinenrad 52, auf der Welle 21 über Muttern 56, 57angeschraubt. Möglich ist auch, am Verdichterrad 53 oder am Turbinenrad 52 ein Gewinde vorzusehenbzw. mit zu integrieren, so dass mittels den Rädern 52, 53 ein einfaches Aufschrauben auf dieWelle 21 erfolgen kann. Das Verdichterrad 53 ist gegenüber der an sich üblichen Anordnung, wiesie beispielsweise im Abgasturboladerbereich bekannt ist (z. B. der DE 196 15 237 C2 entnehmbar),um 180° gedreht verbaut, was bedeutet, dass die Beschaufelung des Verdichterrades 53 nach innen, d.h. in den Montageraum 60 zwischen den Seitenelementen 48, 49 zeigt. Die Wendelung des Verdichterrades53 ist entgegengesetzt zur Wendelung des Turbinenrades 52 ausgeführt. Das Verdichterrad 53 istals Radialrad bzw. als Radialverdichter ausgeführt. Möglich ist aber auch, eine Ausführung alsAxialrad bzw. als Axialverdichter. Das Turbinenrad 52 ist als Radialrad bzw. als Radialturbineausgeführt. Möglich ist aber auch, eine Ausführung als Axialrad bzw. als Axialturbine.
[0031] Der zwischen den Seitenelementen 48, 49 ausgesparte Montageraum 60 dient zur Aufnahmedes Luftfilterelements 45. Wie die Fig. 6 zeigt, hat das Luftfilterelement 45 eine hufeisenförmigeForm bzw. U-Form, die sich aus zwei Seitenteilen 61 und einem bogenförmigen Verbindungsteil62 einstückig zusammensetzt. Zwischen den Seitenteilen 61 ist ein Schlitz 63 ausgespart, deretwa in der Mitte des Luftfilterelements 45 in eine Aussparung 64 übergeht, welche vorzugsweiserund ist und einen größeren Durchmesser als die Welle 21 aufweist. Endabschnitte 65 der Seitenteile61 weisen jeweils eine Nut 66 auf, die an der dem Schlitz 63 zugewandten Seite der Seitenteile61 gegenüberliegend vorgesehen sind und in axialer Richtung der welle 21 verlaufen. Bei derMontage des Luftfilterelements 45 wird dieses in den Montageraum 60 eingebracht und geführt vonden Seitenelementen 48, 49 soweit eingeführt, bis im Rahmenelement oder am Gehäuse 47 korrespondierend zuden Nuten 66 vorgesehene, nicht näher dargestellte Rastnasen in die Nuten 66 verrastend eingreifen.Die Ausführung des Schlitzes 63 sowie der Aussparung 64 ist so gestaltet, dass sich ein ausreichenderAbstand um die drehende Welle 21 herum ergibt, der eine Berührung bzw. Beschädigung der Welleausschließt. Alternativ ist es auch denkbar, das Luftelement 45 über entsprechende Klammernoder Schrauben am Gehäuse 47 bzw. am Rahmen zu sichern. Das Luftfilterelement 45 füllt in fertig montiertemZustand den Montageraum 60 aus.
[0032] Die Fig. 7 bis 9 zeigen den Aufbau des Verdichterrades 53 näher. Die nachfolgend dargestelltenBauweisen können auch auf das Turbinenrad 52 übertragen werden. Bis auf die veränderte Formder Schaufeln stimmt das Turbinenrad 52 mit dem Verdichterrad 53 überein. Die Erfindung istdaher nicht auf das Verdichterrad 53 beschränkt, sondern umfasst in gleicher Weise auch dasTurbinenrad 52. Ein Ausführungsbeispiel des Turbinenrades 52 ist in der Fig. 14, einer Explosionsdarstellungdes Turbinenrades und in der Fig. 15, einer Zusammenbauzeichnung gemäß Fig. 14 sowie in derFig. 16, die ein zweites Ausführungsbeispiel des Turbinenrades 52 zeigt, näher dargestellt.Das Verdichterrad 53 (oder Turbinenrad 52) kann eine metallische Buchse 70 im Achsenbereich aufweisen, welche in einemvorzugsweise aus Kunststoff spritzgegossenen Flügelrad 71 eingebettet ist. Das Flügelrad 71wird von einem Raddeckel 72 bedeckt, welcher vorzugsweise aus einem dünnen Blech besteht oderauch aus Kunststoff gefertigt ist. Der Raddeckel 72 weist einen domförmigen Bereich 73 auf,in welchem die Luft einströmen kann. Der Raddeckel 72 ist gegenüber dem Flügelrad 71 axial verschoben bzw.zurückversetzt, so dass der überstehende Teil 74 des Raddeckels 72 in Kombination mit einer nichtnäher dargestellten, im Gehäuse 47 des Sekundärluftladers 14 vorgesehenen Ringnut eine ersteDichtung 100, z. B. in Form einer Labyrinthdichtung, bildet. Die Dichtung 100 ermöglicht eineAbdichtung des Verdichterrades 53 (oder des Turbinenrades 52) im Gehäuse 47, so dass die gesamteLuft ohne Verluste am Dom 73 in das Innere des Flügelrades 71 strömen kann (im Fall der Turbineerfolgt entsprechend eine Ausströmung aus dem Inneren des Flügelrades 71). In gleicher Weisekann über eine zweite Dichtung 101, z. B. in Verbindung mit einer nicht näher dargestelltenRingnut im Gehäuse 47, eine Abdichtung, z. B. in Form einer Labyrinthdichtung, der aus dem Verdichterrad53 radial ausströmenden Luft an seinem radialen Endbereich 105 erfolgen (im Fall der Turbineentsprechend das radial einströmende Abgas). Die erste Dichtung 100 ist im Dombereich 73 und diezweite Dichtung 101 ist im radialen Endbereich 105 des Raddeckels 72 zum Gehäuse hin vorgesehenund kann aus einer Labyrinthdichtung oder aber auch aus einer Bürstendichtung bestehen. Beieiner Bürstendichtung liegen vorteilhafterweise nur geringe Reibkräfte vor, so dass ein geringes Losbrechmomentbeim Hochlaufen des Rades 53 bzw. 52 gegeben ist. Wie die Fig. 16 näher zeigt, ist es auch möglich, einenaxial überstehenden Rand 106 am Raddeckel 72 vorzusehen, so dass die zweite Dichtung 101, z.B. in Form einer Büstendichtung, anstatt axial, radial außen am Rand 106 angreifen kann.
[0033] Die Bauteile Buchse 73, Flügelrad 71 und Raddeckel 72 werden zu einer Einheit gefügt. GeeigneteFügeverfahren sind z. B. Kleben, Umspritzen oder Ultraschallverschweißen. Das Verdichterrad53 (oder das Turbinenrad 52) besteht zumindest teilweise aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamidund/oder Peek (Polyetheretherketon, eine Weiterentwicklung aus Polyethersulfone) und/oder PFA(Perfluoro Alkoxyalkan). Der Kunststoff des Verdichterrades 53 (oder des Turbinenrades 52) kanndabei mit oder ohne eine Faserverstärkung ausgeführt sein. Aber auch eine Ausführung des Verdichterrades53 (oder des Turbinenrades 52) aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere auf Basis von Aluminiumoder Magnesium, ist möglich.
[0034] Diese Radvariante hat folgende Vorteile, und zwar, dass kritische Toleranzen lediglichim Bereich der Kanten des Raddeckels 72 auftreten können. Des Weiteren erfolgt die Abdichtungzum Gehäuse 47 hin im Wesentlichen im Bereich des Lufteintritts bzw. Luftaustritts. Das Spaltmaßzwischen dem Gehäuse 47 und dem Raddeckel 72 ist unkritisch, da eine Dichtwirkung durch dieals Labyrinthdichtung ausgeführte Ringnut im Bereich des Lufteintritts als auch im Bereich desLuftaustritts realisiert werden kann. Ferner können Auswirkungen typischer Toleranzen, die sichbei aus Kunststoffen hergestellten Rädern zwangsweise ergeben, durch diese Konstruktion geringgehalten werden. Alternativ zu der Ausführung des Verdichterrades 53 gemäß Fig. 7 bis 9 ist es,wie die Fig. 10 und 11 näher zeigen, auch möglich, eine mehrstufige, insbesondere zweistufigeVerdichtung vorzusehen. Hierzu sind gemäß Fig. 10 und 11 exemplarisch zwei seriell verschaltete Verdichterräder80, 81 dargestellt, welche in Form von Radialrädern ausgeführt sind. Beide Radialräder sindauf derselben Welle 21 angeordnet.
[0035] Die Fig. 12 zeigt ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Seitenelements49 des Sekundärluftladers 14, bei dem alle gleichen oder gleichwirkenden Bauteile mit denselbenBezugszeichen der vorherigen Ausführungsbeispiele gekennzeichnet worden sind. Das rechte Seitenelement48 weist drei Seitenstreben 50 auf, wobei zwei gegenüberliegende Seitenstreben 50' und 50''zum Einführen des Luftfilterelements 45 dienen. Die zu den beiden anderen Seitenstreben 50',50'' quer verlaufende dritte Seitenstrebe 50''' dient zur rastbaren Befestigung des Luftfilterelements45, die hierzu über zwei Rastnasen 90 verfügt, welche in vorgesehene, in Fig. 6 ebenfalls gezeigteRastnuten 66 einrasten können. Das Verdichterrad 53 ist von einem zylindrischen bzw. rohrförmigenElement 95 umgeben, das einen Einströmkanal für das Verdichterrad 53 bildet. Um eine optimaleWirkung des Verdichters 15 zu erzielen, sollte durch den vorgeschalteten Luftfilter 45 die aufbereiteteLuft möglichst laminar in axialer Richtung in den Verdichter 15 einströmen. Ein Verhältnis derEinströmungskanallänge 1 zum Einströmungskanalquerschnitt q sollte 3 : 1 oder größer, vorzugsweise 5: 1, betragen. Diese Vorgabe ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 nicht erfüllt.Der Einströmungskanal wird dabei aus Teilen der Luftfilterkassette 45 und der Streben 50, diedas Gehäusemittelteil bilden, gebildet. Wenn die Breite des Gehäusemittelteils 50 bzw. die axialeErstreckung des Montageraums 60 und damit die Länge des Einströmkanals vergrößert wird, dannergibt sich ein günstigeres Verhältnis. Jedoch führt dies auch zu einer unerwünschten Vergrößerungder Baulänge des Sekundärluftladers 14.
[0036] Das rohrförmige Element 95 bildet den Einströmkanal für den Verdichter 15 bzw. Verdichterrad53 und ist integraler Bestandteil des rechten Seitenelements 49. Das rohrförmige Element 95umschließt im verbauten Zustand des Seitenelements 49 die Welle 21, vorzugsweise bis nahe an das Turbinenrad52. Damit ist die welle 21 während der Montage des Luftfilterelements 45 vor Beschädigungen geschützt.Endseitig, dem Verdichterrad 53 abgewandten Seite des rohrförmigen Elements 95 ist zumindestein Durchbruch 96 vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Durchbrüche 96 vorgesehen, die sternförmig, radialnach außen an einer Mantelfläche des Elements 95 ausgenommen und zwischen vorgesehenen Radialstreben100 begrenzt sind, so dass axial gesehen, mehrere, durch die Radialstreben 100 voneinander getrennteKreissegmente vorliegen. Die Einzelsegmente bzw. Lamellen oder Rippen führen zu einer Verbesserungdes Verhältnisses von Einströmkanallänge zu Einströmkanalquerschnitt. Die Durchbrüche 96 ermöglichen nebender axialen Einströmung in den Einströmkanal (Pfeile 97) auch eine radiale Einströmung (Pfeile98) in den Einströmkanal. Durch die Durchbrüche 96 ist es möglich, in den Bereich einer laminarenLuftströmung zu gelangen.
[0037] Wie die Fig. 13, eine perspektivische Draufsicht auf das Seitenelement 49 mit verbautemLuftfilterelement 45, näher zeigt, ist es vorteilhaft, das Luftfilterelement 45 so auszuführen,dass durch radialen Abstand von der Mantelfläche des Elements 95 sich quasi eine Vorkammer 99für die Luft zwischen Einströmkanal 95 und Durchbrüchen 96 ergibt.
1. Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Sekundärluftladermit einem Verdichter und mit einer Turbine aufweist, wobei die Turbine über den in einem Ansaugtraktder Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck angetrieben ist und ihrerseits den Verdichterantreibt, der Sekundärluft in einen Abgasbereich der Brennkraftmaschine fördert, dadurch gekennzeichnet, dassüber einen gemeinsamen Luftfilter (45) die von dem Verdichter (15) und von der Turbine (16)benötigte Luft zugeführt ist.
2. Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Sekundärluftladermit einem Verdichter und mit einer Turbine aufweist, wobei die Turbine über den in einem Ansaugtraktder Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck angetrieben ist und ihrerseits den Verdichterantreibt, der Sekundärluft in einen Abgasbereich der Brennkraftmaschine fördert, dadurch gekennzeichnet, dassjeweils über ein dem Verdichter (15) und der Turbine (16) zugeordnetes Luftfilterelement (30;31) die von dem Verdichter (15) und von der Turbine (16) benötigte Luft zugeführt ist.
3. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieWendelung von Verdichterrad (53) des Verdichters (15) und Turbinenrad (52) der Turbine (16)entgegengesetzt ausgeführt ist.
4. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärluftlader (14)über ein Gehäuse (47) mit einer Rahmenstruktur (48, 49, 50) verfügt, derart, dass das gemeinsameLuftfilterelement (45) in einen vom Rahmen ausgesparten Montageraum (60) einführbar ist.
5. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärluftlader (14)über ein Gehäuse mit einer Rahmenstruktur verfügt, derart, dass die separaten Luftfilterelemente(30, 31) in einen vom Rahmen ausgesparten Montageraum einführbar sind.
6. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfilterelement (45)U-förmig ausgebildet ist.
7. Sekundärluftfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Luftfilterelement (45) verrastbar im Gehäuse (47) untergebracht ist.
8. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils angegenüberliegenden Seitenteilen (61) des Luftfilterelements (45) eine Nut (66) vorgesehen ist,in welche eine am Gehäuse (47) korrespondierend vorgesehene Rastnase eingreifen kann.
9. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils angegenüberliegenden Seitenteilen (61) des Luftfilterelements (45) eine Nut (66) vorgesehen ist,in welche eine an einer Seitenstrebe (50''') eines Seitenelements (49) des Gehäuses (47) desSekundärluftladers (14) korrespondierend vorgesehene Rastnase (90) eingreifen kann.
10. Sekundärluftfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass ein Seitenelement (49) des Gehäuses (47) ein rohrförmiges Element (95) aufweist, welcheseinen Einströmkanal für den Verdichter (15) bzw. Verdichterrad (53) bildet.
11. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmigeElement (95) integraler 30 Bestandteil des Seitenelements (49) ist.
12. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass endseitigdes rohrförmigen Elements (95) zumindest ein Durchbruch (96), vorzugsweise mehrere Durchbrüche (96),vorgesehen sind.
13. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass derVerdichter (15) in Form eines Axial- oder Radialverdichters ausgeführt ist.
14. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass derVerdichter (15) ein Verdichterrad (53) aufweist, dessen Flügelrad (71) von einem Raddeckel (72)überdeckt ist.
15. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (53)zumindest teilweise aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid und/oder Peek und/oder PFA, besteht.
16. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffmit oder ohne eine Faserverstärkung ausgeführt ist.
17. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (53)zumindest teilweise aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere auf Basis von Aluminium undMagnesium, besteht.
18. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungim Sekundärluftlader (14) mehrstufig erfolgt.
19. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrereseriell angeordnete Verdichterräder vorgesehen sind.
20. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieTurbine (16) in Form einer Axial- oder Radialturbine ausgeführt ist.
21. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieTurbine (16) ein Turbinenrad (52) aufweist, dessen Flügelrad von einem Raddeckel überdeckt ist.
22. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad(52) zumindest teilweise aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid und/oder Peek und/oder PFA,besteht.
23. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffmit oder ohne eine Faserverstärkung ausgeführt ist.
24. Sekundärluftfördereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad(52) zumindest teilweise aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere auf Basis von Aluminiumund Magnesium, besteht.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen







