BR102013004598A2

BR102013004598A2 - Conjunto de limpador de ar

Info

Publication number: BR102013004598A2
Application number: BRBR102013004598-5A
Authority: BR
Inventors: Harold V Rodabaugh
Original assignee: Gm Global Tech Operations Inc
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2015-06-16
Also published as: US20130291500A1

Abstract

Conjunto de limpador de ar. Um conjunto de limpador de ar inclui uma cobertura de limpador de ar e um ressonador; a cobertura de limpador de ar inclui uma saída de ar que tem uma porção de recepção configurada para receber um ressonador, e o ressonador pode ser disposto dentro da porção de recepção da saída de ar e pode incluir uma pluralidade de defletores concêntricos que definem um trajeto de fluxo interno, e um revestimento interno disposto circunferencialmente em torno do trajeto de fluxo interno e em contato com a pluralidade de defletores concêntricos, em que o revestimento interno define pelo menos uma abertura; revestimento interno, a pluralidade de defletores concêntricos, e a superfície interna da porção de recepção podem cooperar para definir pelo menos um volume traseiro, e pelo menos um volume traseiro está em comunicação fluida com o trajeto de fluxo interno através da pelo menos uma abertura.

Description

“CONJUNTO DE LIMPADOR DE AR” CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere geralmente a conjuntos de limpador de ar de veículo.

ANTECEDENTES

Sistemas de indução por ar forçado permitem que os motores de veículo aumentem sua eficiência volumétrica e saída de potência por meio da compressão de uma maior massa de ar e combustível para dentro de um cilindro de combustão antes da ignição. Tais sistemas incluem um compressor posicionado entre um conjunto de limpador e um tubo coletor de admissão do motor. Devido à dinâmica do compressor e das válvulas de admissão de motor, sistemas de admissão de ar forçado tendem a emitir um som de alta frequência que pode se deslocar em uma direção a montante a partir do compressor (isto é, através do conjunto de limpador de ar e admissão), e pode ser percebido pelos ocupantes do veículo e/ou pelas pessoas presentes. Em algumas circunstâncias, este som de alta frequência pode ser indesejável. SUMÁRIO

Um conjunto de limpador de ar inclui um uma cobertura de limpador de ar e um ressonador. A cobertura de limpador de ar inclui uma saída de ar que tem uma porção de recepção configurada para receber um ressonador. O ressonador pode ser disposto dentro da porção de recepção da saída de ar, e pode incluir uma pluralidade de defletores concêntricos que definem um trajeto de fluxo interno, e um revestimento interno disposto circunferencialmente em tomo do trajeto de fluxo interno e em contato com a pluralidade de defletores concêntricos. O revestimento interno pode definir pelo menos uma abertura. O revestimento interno, a pluralidade de defletores concêntricos, e a superfície interna da porção de recepção podem cooperar para definir pelo menos um volume traseiro. O pelo menos um volume traseiro pode estar em comunicação fluida com o trajeto de fluxo interno através da pelo menos uma abertura. Em uma configuração, a saída de ar pode ser integralmente formada com a cobertura de limpador de ar através de moldagem por injeção. O pelo menos um volume traseiro e a pelo menos uma abertura cooperam para atenuar energia sonora transmitida através do trajeto de fluxo interno. Em uma configuração, as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 20 kHz. Em outra configuração, as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 4 kHz. O conjunto de limpador de ar pode incluir ainda um duto que tem uma porção de acoplamento ampliada configurada para se estender circunferencialmente ao redor, e se acoplar com, a saída de ar. O duto pode incluir ainda uma segunda extremidade que é oposta à porção de acoplamento ampliada, e que é configurado para se acoplar com um compressor. Como tal, o duto pode acoplar fluidamente o trajeto de fluxo interno com o compressor.

As características e vantagens acima e outras características e vantagens da presente invenção são facilmente aparentes a partir da seguinte descrição detalhada das melhores maneiras para executar a invenção quando tomadas em conexão com os desenhos que anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é um diagrama em seção transversal parcial esquemático de um motor de veículo. A FIG. 2 é uma vista em perspectiva explodida esquemática de um conjunto de limpador de ar com um ressonador integral. A FIG. 3 é uma vista em perspectiva esquemática de um ressonador.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência aos desenhos, nos quais os mesmos números de referência são usados para identificar os mesmos componentes ou componentes idênticos nas várias vistas, a FIG. 1 ilustra esquematicamente um motor de veículo 10 que define parcialmente uma câmera de combustão 12, um orifício de admissão 14, e um orifício de descarga. Como é típico na técnica, ar fresco (e combustível) é fornecido para a câmara de combustão 12 através do orifício de admissão 14 onde ele é inflamado para girar um virabrequim 16. Em seguida à combustão, os gases de descarga quentes são expelidos da câmara de combustão 12 através do orifício de descarga. O motor de veículo 10 pode ser um motor de combustão interna (ICE) que pode operar ou no princípio de ignição por centelha (como co um motor de gasolina típico), ou no princípio de ignição por compressão (como com um motor diesel típico). O motor de veículo 10 pode estar em comunicação com o sistema de admissão de ar 20, que inclui um conjunto de limpador de ar 22, um compressor 24, e um tubo coletor de admissão 26. Ar fresco (geralmente representado pela seta 28) pode ser puxado para dentro através do conjunto de limpador de ar 22, onde detritos em partículas e/ou poeira podem ser removidos. O conjunto de limpador de ar 22 pode incluir um ou mais filtros porosos que podem ser permeáveis a ar, ainda adaptados para restringir a passagem de outros compostos/objetos suspensos.

Em seguida ao conjunto de limpador de ar 22, o ar fresco 28 pode passar através de um duto 30 em rota para um compressor 24. O compressor 24 pode aumentar a pressão do ar fresco pra alimentar mais ar/oxigênio à câmara de combustão 12. Este processo pode, por sua vez, causar um aumento da eficiência volumétrica e saída de potência do motor 10. Como ilustrado esquematicamente, o compressor 24 pode ser um componente de um turbocompressor, que usa o fluxo de descarga 32 para acionar o compressor. Altemativamente, o compressor 24 pode ser acionado pelo virabrequim, tal como em um sobrealimentador. Embora um único conjunto de admissão sobrealimentado seja esquematicamente representado na FIG. 1, o sistema pode ser similarmente configurado para uso com múltiplos turbocompressores/sobrealimentadores em várias configurações, como é conhecido na técnica. Em seguida ao compressor 24, o ar pode passar através do tubo coletor de admissão 26 e então para dentro da câmara de combustão 12 através do orifício de admissão 14.

Durante a operação do motor 12, ruído pode ser gerado pela introdução de ar fresco 28 no sistema de admissão 20 através de um fenômeno acústico conhecido como “pulsação de admissão”. O ruído pode ainda ser amplificado pelo uso do compressor 24 para gerar a correspondente amplificação de pressão. Para agir contra, atenuar, e/ou absorver a energia sonora de pulsação de admissão, um ressonador 40 pode ser integrado no conjunto de limpador de ar 22, como será descrito em maior detalhe abaixo. Como pode ser apreciado, a sintonização por indução do sistema de admissão de ar 20 pode não apenas reduzir ruído indesejado, mas pode também maximizar o fluxo de ar por meio da minimização ou ação contrária dos efeitos das ondas verticais e outros fenômenos acústicos gerados no sistema de admissão de ar 20.

As FIGS. 2-3 ilustram mais claramente uma configuração de um ressonador 40 que pode ser integrado dentro do conjunto de limpador de ar 22. Em uma configuração, o ressonador 40 pode ser um “ressonador de Helmholtz”, que pode utilizar os fenômenos de ressonância de Helmholtz para agir contra ou atenuar indesejado ruído de admissão de ar. Com referência à FIG. 3, o ressonador 40 pode ser disposto em tomo de um eixo 50, e pode incluir uma pluralidade de defletores concêntricos 52. Os defletores 52 podem ser de qualquer formato apropriado, incluindo, por exemplo, e sem limitação, circular, retangular, pentagonal, hexagonal, e/ou octogonal. A pluralidade de defletores concêntricos pode definir um canal de fluxo interno 54, o qual pode ser revestido com um revestimento interno 56. O revestimento interno 56 pode incluir uma pluralidade de aberturas 58 ou perfurações que podem permitir a passagem restrita de ar entre o canal de fluxo interno 54 e um ou mais volumes traseiros 60 que são parcialmente definidos pelos defletores 52 e o revestimento interno 56. Em uma configuração, o canal de fluxo interno 54 pode ter um diâmetro de aproximadamente 55-75 mm.

Com referência novamente à FIG. 2, o ressonador 40 pode ser configurado para ser inserido em um conjunto de limpador de ar 22. Como mostrado, o conjunto de limpador de ar 22 pode incluir um corpo 70 e uma cobertura 72 que pode cooperar para definir um volume de limpador. A cobertura 72 pode ser um componente moldado por injeção que pode ser formado de, por exemplo, um material de polipropileno. O conjunto de limpador de ar 22 pode incluir uma entrada de ar (não mostrada) e uma saída de ar 74, que estão, cada uma, em comunicação fluida com o volume de limpador de ar. A entrada de ar pode permitir que ar fresco não filtrado seja recebido pelo conjunto de limpador de ar 22, enquanto a saída de ar 74 pode permitir que o ar filtrado passe para o resto do sistema de admissão 20 e o motor de veículo 10. Um meio de filtro (não mostrado) pode ser disposto dentro do volume de limpador de ar entre a entrada de ar e a saída de ar 74. O meio de filtro pode ser um filtro de ar padrão de veículo, que é configurado para filtrar poeira, detritos, e/ou particulado suspensos a partir do ar fresco. Em uma configuração, como geralmente mostrada na FIG. 2, a saída de ar 74 pode ser inteiramente definida pela cobertura 72.

Como mais detalhadamente ilustrado na FIG. 2, a saída de ar 74 pode incluir uma porção de recepção 76 que é dimensionada para aceitar o ressonador 40 dentro das paredes integralmente moldadas da saída de ar 74. Quando o ressonador 40 é instalado dentro da porção de recepção 76 da saída de ar 74, uma superfície interna 78 da saída 74/cobertura 72 pode cooperar com o revestimento interno 56 e a pluralidade de defletores concêntricos 52 do ressonador 40 para definir o pelo menos um volume traseiro 60. Em uma configuração, o volume traseiro 60 definido pela superfície interna 78, revestimento interno 56, e a pluralidade de defletores 52, pode estar em comunicação fluida com somente o canal de fluxo interno 54 (via a pluralidade de aberturas 58). Adicionalmente, o canal de fluxo interno 54 do ressonador 40 pode ser o único trajeto de fluxo para fora do conjunto de limpador 22.

Em seguida à instalação do ressonador 40 dentro da porção de recepção 76, um duto 30 pode ser acoplado com a saída d ar 74, tal como através do uso de um ou mais clipes 80. Em uma configuração, tal como geralmente ilustrada na FIG. 2, o duto 30 pode ser configurado com uma porção de acoplamento ampliada 82, que pode deslizar sobre a saída de ar 74. Uma vez no local, o duto 30 pode ser preso em lugar no lugar através de uma ou mais nervuras, parafusos, clipes em C, ou outros dispositivos de fixação similares. O duto 30 pode incluir uma série de foles 84, os quais podem permitir ao duto 30 se flexionar, estirar, e/ou comprimir de uma maneira que pode permitir o movimento relativo entre o conjunto de limpador de ar 22 e o compressor 24 (que pode ser acoplado a uma segunda extremidade 86 do duto 30). O ressonador 40 pode ser especificamente sintonizado para ressonar fora de fase com a pulsação de admissão gerada/amplificada pelo compressor 24. Como é conhecido na técnica, a sintonização pode ser efetuada por meio da manipulação das dimensões físicas do um ou mais volumes traseiros 60 juntamente com a manipulação do tamanho da pluralidade de aberturas/furos 58 no revestimento interno 56 que conduzem para os volumes traseiros 60. Em uma configuração, o ressonador 40 pode ser sintonizado para atenuar frequências audíveis entre aproximadamente 1 kHz e aproximadamente 20 kHz. Em outras configurações, o ressonador pode ser sintonizado para atenuar frequências audíveis entre aproximadamente 1,0 kHz e aproximadamente 4,0 kHz.

Dispondo integralmente o ressonador 40 dentro do conjunto de limpeza de ar 22, ruído gerado através do conjunto de admissão pode ser substancialmente atenuado antes de as ondas sonoras serem capazes de sair livremente do sistema. Além disso, a inclusão do ressonador como um componente do conjunto de limpeza de ar 22 pode ter distintas vantagens sobre um sistema no qual o ressonador é um componente auxiliar e/ou a jusante. Por exemplo, um tal projeto integral pode reduzir o tamanho de acondicionamento do conjunto de admissão, pode reduzir as interconexões de componentes, e pode reduzir o potencial de fugas de ar.

Embora os melhores modos para realizar a invenção tenham sido descritos em detalhe, aqueles habilitados na técnica, a qual a invenção se refere, reconhecerão vários projetos e realizações alternativos para praticar a invenção dentro do escopo das reivindicações em anexo. Pretende-se que toda a matéria contida na descrição acima ou mostrada dos desenhos em anexo deve ser interpretada somente como ilustrativa e não como limitante.

Claims

1. Conjunto de limpador de ar, caracterizado pelo fato de compreender: uma cobertura de limpador de ar que inclui uma saída de ar, a saída de ar incluindo uma porção de recepção configurada para receber um ressonador, a porção de recepção tendo uma superfície interna; um ressonador disposto dentro da porção de recepção da saída de ar, o ressonador incluindo: uma pluralidade de defletores concêntricos que definem um trajeto de fluxo interno; um revestimento interno disposto circunferencialmente em tomo do trajeto de fluxo interno e em contato com a pluralidade de defletores concêntricos, o revestimento interno definindo pelo menos uma abertura; em que o revestimento interno, a pluralidade de defletores concêntricos, e a superfície interna da porção de recepção cooperam para definir pelo menos um volume traseiro; e em que o pelo menos um volume traseiro está em comunicação fluida com o trajeto de fluxo interno através da pelo menos uma abertura.

2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um volume traseiro e a pelo menos uma abertura cooperam para atenuar energia sonora transmitida através do trajeto de fluxo interno.

3. Conjunto de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 20 kHz.

4. Conjunto de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 4 kHz.

5. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um duto que inclui uma porção de acoplamento ampliada configurada para se estender circunferencialmente ao redor, e se acoplar com, a saída de ar.

6. Conjunto de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o duto inclui uma segunda extremidade que é oposta à porção de acoplamento ampliada, a segunda extremidade configurada para se acoplar com um compressor; e em que o duto acopla fluidamente o trajeto de fluxo interno com o compressor.

7. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída de ar é integralmente formada com a cobertura de limpador de ar através de moldagem por injeção.

8. Conjunto de limpador de ar, caracterizado pelo fato de compreender: uma cobertura de limpador de ar que inclui uma saída de ar, a saída de ar incluindo uma porção de recepção configurada para receber um ressonador, a porção de recepção tendo uma superfície interna; um ressonador disposto dentro da porção de recepção da saída de ar, o ressonador incluindo: uma pluralidade de defletores concêntricos que definem um trajeto de fluxo interno; um revestimento interno disposto circunferencialmente em tomo do trajeto de fluxo interno e em contato com a pluralidade de defletores concêntricos, o revestimento interno definindo pelo menos uma abertura; em que o revestimento interno, a pluralidade de defletores concêntricos, e a superfície interna da porção de recepção cooperam para definir pelo menos um volume traseiro; e em que o pelo menos um volume traseiro está em comunicação fluida com o trajeto de fluxo interno através da pelo menos uma abertura; e em que o pelo menos um volume traseiro e a pelo menos uma abertura cooperam para atenuar energia sonora transmitida através do trajeto de fluxo interno.

9. Conjunto de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 20 kHz.

10. Conjunto de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as dimensões do pelo menos um volume traseiro e pelo menos uma abertura são configuradas para atenuar energia sonora que tem uma frequência entre 1 kHz e 4 kHz.