Hintergrund
der Erfindungbackground
the invention
Brennkraftmaschinen
verwenden traditionell eine Drosselklappe, um die Luftzufuhr in
den Brennraum eines Zylinders zu regulieren. Verbesserungen der
elektronischen Motorsteuerung ermöglichen es den Einlass- und
Auslassventilen des Zylinders, den Luftstrom zu steuern, wodurch
die Notwendigkeit für eine
herkömmliche
Drosselklappe entfiel. Derartige Motoren werden gewöhnlich als "Motoren mit elektronischer
Ventilsteuerung" und/oder
als "drosselklappenfrei" bezeichnet. Drosselklappenfreie
Motoren können
im Vergleich zu Motoren mit herkömmlichen Drosselklappen
Leistung, Benzinersparnis, transientes Verhalten, Verbrennungsstabilität und Emissionswerte
verbessern.Internal combustion engines
traditionally use a throttle to control the airflow in
to regulate the combustion chamber of a cylinder. Improvements of
electronic engine control allow the intake and
Outlet valves of the cylinder to control the air flow, thereby
the need for one
conventional
Throttle valve accounted for. Such engines are commonly referred to as "motors with electronic
Valve control "and / or
referred to as "throttle flap free". throttle free
Engines can
compared to engines with conventional throttle valves
Performance, gasoline economy, transient behavior, combustion stability and emissions
improve.
Jedoch
haben die hier benannten Erfinder einen potentiellen Nachteil der
drosselklappenfreien Motore erkannt. Im Einzelnen kann ohne Drosselklappe
das Ansauggeräusch
signifikant stärker
ausfallen. Dies gilt besonders für
niedrige Motordrehzahlen, bei denen Motoren mit herkömmlicher
Drosselklappe mit weitgehend geschlossener Klappe laufen, die das
Ansauggeräusch
reflektiert. Drosselklappenfreie Motore haben einen weitgehend unbehinderten Luftkanal
zum Brennraum, was das Ansauggeräusch signifikant
erhöhen
kann. Überdies
kann die Betätigung
der elektronischen Ventile selbst das Ansauggeräusch verstärken und somit die Ansaggeräuschproblematik
verschlimmern.however
the inventors named here have a potential disadvantage of
Throttle-valve-free motors detected. In detail, without throttle
the intake noise
significantly stronger
fail. This is especially true for
low engine speeds, where engines with conventional
Throttle valve with largely closed flap running, the
intake noise
reflected. Throttle-free motors have a largely unobstructed air duct
to the combustion chamber, what the intake noise significantly
increase
can. moreover
can the operation
The electronic valves themselves amplify the intake noise and thus the Ansauschäuschproblematik
worsen.
Zusammenfassung
der ErfindungSummary
the invention
Es
werden ein System und ein Verfahren zur Steuerung von Ansauggeräuschen an
die Hand gegeben. In einigen Ausführungen umfasst das Verfahren
eine Geräuschunterdrückungseinheit
mit einem ersten Venturirohr, das für Luftzufuhr zu einem Brennraum
ausgelegt ist, und mit einem zweiten für Luftzufuhr zu dem Brennraum
ausgelegten Venturirohr. Die Geräuschunterdrückungseinheit
umfasst ferner ein Ventil-Subsystem, das dazu ausgelegt ist, die
Luftströmung
gezielt durch wenigstens eines der ersten und zweiten Venturirohre
zu begrenzen. Auf diese Weise kann die Luftströmung so gesteuert werden, dass
der Luftbedarf eines Motors befriedigt und gleichzeitig das Ansauggeräusch begrenzt
werden kann. Bei Betrieb mit niedrigem Luftbedarf (wie bei niedrigen
Motordrehzahlen oder niedrigem Motordrehmoment) können ein
oder mehrere Venturirohre zumindest teilweise abgesperrt werden,
wodurch das Ansauggeräusch
unterdrückt
wird, das sonst durch die Venturirohre nach außen dringen könnte.It
discloses a system and method for controlling intake noise
shaken hands. In some embodiments, the process includes
a noise suppression unit
with a first venturi that allows for air supply to a combustion chamber
is designed, and with a second for air supply to the combustion chamber
designed Venturi tube. The noise suppression unit
further comprises a valve subsystem adapted to
airflow
targeted by at least one of the first and second venturi tubes
to limit. In this way, the air flow can be controlled so that
the air requirement of an engine satisfied while limiting the intake noise
can be. When operating with low air demand (as with low air
Engine speeds or low engine torque) can
or more Venturi tubes are at least partially closed off,
whereby the intake noise
repressed
which otherwise could penetrate through the Venturi tubes to the outside.
In
manchen Ausführungen
kann eine Geräuschunterdrückungseinheit
ein relativ großes
Venturirohr sowie ein relativ kleines Venturirohr umfassen. Bei
Betrieb mit hohem Luftbedarf des Motors können beide Venturirohre dem
Motor Luft zuführen. Bei
Betrieb mit niedrigem Luftbedarf kann das große Venturirohr geschlossen
werden, wodurch das Ansauggeräusch
unterdrückt
wird, das sonst durch die Venturirohre nach außen dringen könnte.In
some versions
can be a noise cancellation unit
a relatively large one
Venturi tube and a relatively small venturi include. at
Operation with high air demand of the engine, both Venturi tubes the
Supply the engine with air. at
Operation with low air demand, the large venturi can be closed
which causes the intake noise
repressed
which otherwise could penetrate through the Venturi tubes to the outside.
Kurzbeschreibung
der ZeichnungenSummary
the drawings
1 ist
eine eher schematische Darstellung eines Teils einer Brennkraftmaschine
mit einer Geräuschunterdrückungseinheit. 1 is a rather schematic representation of a part of an internal combustion engine with a noise suppression unit.
2 ist
eine detailliertere Ansicht einer beispielhaften Geräuschunterdrückungseinheit
mit einer Doppel-Venturirohr-Auslegung. 2 FIG. 12 is a more detailed view of an exemplary noise suppression unit having a dual venturi design. FIG.
3 ist
eine detailliertere Ansicht eines beispielhaften Venturirohrs. 3 is a more detailed view of an exemplary Venturi tube.
4–6 sind
Querschnittansichten des Venturirohrs von 3. 4 - 6 are cross-sectional views of the Venturi tube of 3 ,
7 zeigt
eine beispielhafte Geräuschunterdrückungseinheit
bei Betrieb mit einem niedrigen Luftbedarf des Motors. 7 shows an exemplary noise suppression unit when operating with a low air requirement of the engine.
8 zeigt
die Geräuschunterdrückungseinheit
von 7 bei Betrieb mit einem hohen Luftbedarf des Motors. 8th shows the noise suppression unit of 7 when operating with a high air requirement of the engine.
9–11 zeigen
experimentelle Testergebnisse des Vergleichs von Luftströmung und
Ansaugkrümmer-Unterdruck. 9 - 11 show experimental test results of the comparison of air flow and intake manifold vacuum.
12–14 zeigen
experimentelle Testergebnisse des Vergleichs von Luftströmung und
Gesamtschalldruckpegel. 12 - 14 show experimental test results of the comparison of air flow and total sound pressure level.
15 ist
ein Fließschema,
das ein Verfahren zur Steuerung von Motorengeräusch zeigt. 15 FIG. 11 is a flowchart showing a method of controlling engine noise. FIG.
16 ist
eine detaillierte Ansicht eines beispielhaften Venturirohrs. 16 is a detailed view of an exemplary Venturi tube.
Detaillierte Beschreibung
einer bzw. mehrerer Ausführungsbeispiele
der ErfindungDetailed description
one or more embodiments
the invention
1 zeigt
eine beispielhafte Brennkraftmaschine 10, welche für den Antrieb
eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Autos oder Lastkraftwagens, verwendet
werden kann. Die Brennkraftmaschine 10 kann eine Vielzahl
von Zylindern enthalten, wobei ein beispielhafter Zylinder an Position 12 von 1 dargestellt
ist. Der Zylinder 12 weist einen Brennraum 14,
der teilweise von Zylinderwänden 16 und
einem Hubkolben 18 gebildet wird auf. Der Zylinder 12 weist ferner
ein Einlassventil 20, ein Auslassventil 22, eine Einspritzdüse 24 und
eine Zündkerze 26 auf.
Die Einspritzdüse 24 kann
so ausgelegt werden, dass sie den Kraftstoff direkt in den Brennraum 14 einspritzt, oder
sie kann in einen Zuluftstutzen zielen. In einigen Ausführungen
kann ein Zylinder zwei oder mehrere Einspritzdüsen aufweisen, die dazu ausgelegt
werden können,
Kraftstoff in verschiedene Bereiche einzuspritzen, und/oder zwei
oder mehrere Zündkerzen aufweisen,
die dazu verwendet werden können,
die vollständige
Verbrennung durch Auslösung
von zwei Flammenfronten zu erleichtern. Ferner liegt es im Schutzumfang dieser
Offenbarung, zwei oder mehr Einlassventile und/oder Auslassventile
zu verwenden. 1 shows an exemplary internal combustion engine 10 which can be used for driving a vehicle, such as a car or truck. The internal combustion engine 10 may include a plurality of cylinders, with an exemplary cylinder in position 12 from 1 is shown. The cylinder 12 has a combustion chamber 14 partially of cylinder walls 16 and a reciprocating piston 18 is formed on. The cylinder 12 also has an inlet valve 20 , an outlet valve 22 , an injector 24 and a spark plug 26 on. The injector 24 It can be designed to deliver the fuel directly into the combustion chamber 14 injects or she can aim in a Zuluftstutzen. In some embodiments, a cylinder may include two or more injectors that may be configured to inject fuel into different areas and / or have two or more spark plugs that may be used to facilitate complete combustion by firing two flame fronts. Further, it is within the scope of this disclosure to use two or more intake valves and / or exhaust valves.
Der
Brennraum 14 ist ein Bereich, in dem im Kraftstoff gespeicherte
chemische Energie in mechanische Energie umgewandelt werden kann.
Zum Beispiel kann ein Motorsteuergerät 30 dazu ausgelegt werden,
die Funktion des Einlassventils 20, des Auslaßventils 22,
der Einspritzdüse 24 und/oder
der Zündkerze 26 zu
steuern, um die Verbrennung in dem Brennraum 14 zu fördern. Anders
ausgedrückt, können das
Einlassventil 20 und das Auslassventil 22 mit
der Einspritzdüse 24 so
zusammenwirken, dass ein gewünschtes
Kraftstoff-/Luft-Verhältnis
im Brennraum erzeugt wird. Das Steuergerät erhält von Sensoren verschiedene
Eingangssignale, wie eine Messung des Kraftstoff-/Luft-Verhältnisses
im Abgas durch Sensor 110 (der z.B. ein UEGO-Sensor oder ein
HEGO-Sensor sein kann), eine Messung der Motordrehzahl von Drehzahlsensor 112,
eine Messung der Luftmenge vom Luftmengenmesser 114, eine Messung
des Krümmerdrucks
von Drucksensor 116, und verschiedene weitere, die hier
nicht gezeigt werden, wie eine Messung der Pedalposition von einem Fußpedalpositionssensor,
eine Messung der Motortemperatur von einem Kühlmitteltemperatursensor, eine
Messung der Luftstromtemperatur von einem Lufttemperaturmesser und
eine Messung der Abgastemperatur von einem Abgastemperatursensor.
Außerdem
lassen sich diese Parameter im Steuergerät 30 schätzen, und
zwar mit Schätzmodellen
und/oder sonstigen Verfahren.The combustion chamber 14 is an area where chemical energy stored in fuel can be converted into mechanical energy. For example, an engine control unit 30 be designed to the function of the inlet valve 20 , the exhaust valve 22 , the injector 24 and / or the spark plug 26 to control the combustion in the combustion chamber 14 to promote. In other words, the inlet valve 20 and the exhaust valve 22 with the injector 24 cooperate so that a desired fuel / air ratio is generated in the combustion chamber. The control unit receives various input signals from sensors, such as a measurement of the fuel / air ratio in the exhaust gas by the sensor 110 (which may be, for example, a UEGO sensor or a HEGO sensor), a measurement of the engine speed of the speed sensor 112 , a measurement of the amount of air from the air flow meter 114 , a measurement of the manifold pressure from the pressure sensor 116 and various others not shown here, such as a pedal position measurement from a foot pedal position sensor, a measurement of engine temperature from a coolant temperature sensor, a measurement of airflow temperature from an air temperature meter, and a measurement of exhaust temperature from an exhaust temperature sensor. In addition, these parameters can be in the control unit 30 Estimates and / or other procedures.
Die
Zündkerze 26 lässt sich
zur Entzündung des
Kraftstoff-Luft-Gemisches verwenden, wobei eine kontrollierte Explosion
gefördert
wird, die im Kraftstoff gespeicherte chemische Energie in mechanische
Energie umwandelt, und zwar in Form des vor der Explosion zurückweichenden
Kolbens 18. Die lineare Energie von Kolben 18 lässt sich
an einer Kurbelwelle 32 in Rotationsenergie umwandeln,
wobei sich eine derartige Rotationsenergie nutzen lässt, ein oder
mehrere Räder
eines Fahrzeuges anzutreiben.The spark plug 26 can be used to ignite the fuel-air mixture, promoting a controlled explosion that converts chemical energy stored in the fuel into mechanical energy, in the form of the receding piston prior to the explosion 18 , The linear energy of pistons 18 settles on a crankshaft 32 convert into rotational energy, wherein such rotational energy can be used to drive one or more wheels of a vehicle.
Wie
in 1 dargestellt, steht der Brennraum 14 über einen
Ansaugkrümmer 42 in
Fluidverbindung mit einer Luftzufuhr 40. Das Einlassventil 20 lässt gemäß vom Motorsteuergerät 30 erhaltenen Befehlen
aus dem Ansaugkrümmer 42 gezielt
Luft in den Brennraum 14 fließen. Der Ansaugkrümmer 42 bildet
einen Schallweg, über
den sich das mit dem Betrieb des Motors 10 verbundene Geräusch ausbreiten
kann. Eine Minderung dieser Art von Geräuschausbreitung ist wünschenswert.As in 1 shown, is the combustion chamber 14 via an intake manifold 42 in fluid communication with an air supply 40 , The inlet valve 20 leaves according to the engine control unit 30 received commands from the intake manifold 42 targeted air into the combustion chamber 14 flow. The intake manifold 42 forms a sound path, over which this with the operation of the engine 10 connected noise can spread. A reduction of this type of noise propagation is desirable.
Motore
mit herkömmlicher
Drosselklappe regulieren über
die Klappe den Luftstrom durch den Ansaugkrümmer in den Brennraum. Bei
solchen Motoren reflektiert eine teilweise geschlossene Drosselklappe
den Großteil
der Schallenergie zurück
zum Motor, während
sie einen adäquaten
Luftstrom zu den Zylindern gestattet. Ohne die Drosselklappe gibt es
so gut wie keinen Widerstand gegenüber einer Ausbreitung der Schallenergie.
Daher können
Motore ohne Drosselklappen wesentlich höhere Ansauggeräuschwerte
aufweisen als Motore mit herkömmlicher
Drosselklappe, besonders bei Betrieb mit niedrigen Drehzahlen.motors
with conventional
Regulate throttle
the flap directs the flow of air through the intake manifold into the combustion chamber. at
such engines reflects a partially closed throttle
the majority
the sound energy back
to the engine while
they are adequate
Air flow to the cylinders allowed. Without the throttle there is
virtually no resistance to propagation of sound energy.
Therefore, you can
Motors without throttle valves significantly higher intake noise levels
have as engines with conventional
Throttle, especially when operating at low speeds.
Die
hier genannten Erfinder haben ein System zur Reduzierung des Ansauggeräusches entwickelt,
das sich, zum Beispiel, in Motoren ohne Drosselklappe einsetzen
lässt.
Wie in 1 schematisch dargestellt, lässt sich eine Geräuschunterdrückungseinheit 50 in
Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 42 bringen,
so dass die durch den Ansaugkrümmer
strömende
Luft auch durch die Geräuschunterdrückungseinheit
strömt.
Eine Geräuschunterdrückungseinheit
lässt sie
wie in 1 dargestellt am vorderen Ende des Ansaugkrümmers anordnen.
In anderen Ausführungen
kann die Geräuschunterdrückungseinheit
für eine
Anordnung in einer Linie in einem Zwischenabschnitt des Ansaugkrümmers ausgelegt
werden; oder die Geräuschunterdrückungseinheit
kann für
eine Anordnung am hinteren Ende des Ansaugkrümmers, nahe des Brennraums,
ausgelegt werden.The present inventors have developed a system for reducing intake noise that can be used, for example, in engines without throttle. As in 1 schematically illustrated, can be a noise suppression unit 50 in fluid communication with the intake manifold 42 so that the air flowing through the intake manifold also flows through the noise suppression unit. A noise suppression unit lets them as in 1 shown arranged at the front end of the intake manifold. In other embodiments, the noise suppression unit may be configured for placement in a line in an intermediate section of the intake manifold; or the noise suppression unit may be designed for location at the rear end of the intake manifold, near the combustion chamber.
2 ist
die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Geräuschunterdrückungseinheit 50 mit
einem ersten Venturirohr 60 und einem zweiten Venturirohr 62,
die parallel an einen Spülkasten 64 angeschlossen
sind. Der Spülkasten 64 ist
an den Ansaugkrümmer 42 angeschlossen, welcher
einen Luftschlauch oder ähnlichen
Luftkanal aufweisen kann, der an einen oder mehrere Zylinder, wie
Zylinder 12, angeschlossen werden kann. In einigen Ausführungen
kann der Spülkasten 64 einen Luftfilter
enthalten und in anderen Ausführungen kann
der Spülkasten weggelassen
werden. Die Luft kann durch das Venturirohr 60 und/oder
Venturirohr 62 zu den Zylindern fließen, wo sie zur Durchführung der
Verbrennung genutzt werden kann. Wie nachstehend im einzelnen beschrieben,
können
das Venturirohr 60 und das Venturirohr 62 das
Ansauggeräusch wesentlich
reduzieren und gleichzeitig einen adäquaten Luftstrom für den Motorbetrieb über eine
Spanne von Motorbetriebsbedingungen aufrechterhalten. 2 is the schematic representation of an embodiment of a noise suppression unit 50 with a first venturi 60 and a second venturi 62 parallel to a cistern 64 are connected. The cistern 64 is on the intake manifold 42 connected, which may have an air hose or similar air duct, to one or more cylinders, such as cylinders 12 , can be connected. In some versions, the cistern 64 contain an air filter and in other embodiments, the cistern can be omitted. The air can pass through the Venturi tube 60 and / or venturi 62 flow to the cylinders where they can be used to carry out the combustion. As described in detail below, the venturi can 60 and the venturi 62 the intake noise significantly while still maintaining adequate airflow for engine operation over a range of engine operating conditions.
3 zeigt
das erste Venturirohr 60 getrennt von der restlichen Geräuschunterdrückungseinheit. Das
erste Venturirohr 60 ist ein Luftkanal, der aus einem stromaufwärts gelegenen
Teil 70, einem Verengungsteil 72 und einem stromabwärts gelegenen
Teil 74 besteht. Der stromaufwärts gelegene Teil 70 weist eine
Mündung 76 am
vorderen Ende des Venturirohrs auf. Gemäß der Bernouilli-Gleichung
wird beim Strömen
von Fluid (Luft) durch das Venturirohr 60 Energie erhalten.
Im Einzelnen bleibt die Summe der kinetischen Energie, der Druckenergie
und der potentiellen Energie über
das Venturirohr konstant. Wenn die potentielle Energie konstant
bleibt, führt
eine Zunahme der Fluidgeschwindigkeit zu einer Abnahme des Druckes
und umgekehrt. Die verringerte Querschnittfläche des Verengungsteils 72 bewirkt
eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit
der den Verengungsteil passierenden Luft gegenüber der den stromaufwärts gelegenen
Teil oder den stromabwärts gelegenen
Teil passierenden Luft. Daher hat die durch den Verengungsteil 72 strömende Luft
im Vergleich zu der den stromaufwärts gelegenen Teil 70 oder
den stromabwärts
gelegenen Teil 74 passierenden Luft einen geringeren Innendruck.
Indem man den stromaufwärts
gelegenen Teil im wesentlichen genauso groß dimensioniert wie den stromabwärts gelegenen
Teil, kann man jedoch die Fluidströmgeschwindigkeit und den Innendruck
am stromaufwärts gelegenen
Teil 70 denen des stromabwärts gelegenen Teils 74 weitgehend
angleichen. 3 shows the first venturi 60 separated from the rest of the noise suppression unit. The first venturi 60 is an air duct coming from an upstream part 70 , a narrowing part 72 and a downstream part 74 consists. The upstream part 70 has a mouth 76 at the front end of the Venturi tube. According to the Bernouilli equation, when fluid (air) flows through the venturi 60 Get energy. Specifically, the sum of kinetic energy, pressure energy and potential energy across the venturi remains constant. If the potential energy remains constant, increasing the fluid velocity will result in a decrease in pressure and vice versa. The reduced cross-sectional area of the constriction part 72 causes an increase in the flow velocity of the air passing through the constricting part with respect to the air passing through the upstream part or the downstream part. Therefore, the has through the constriction part 72 flowing air compared to the upstream part 70 or the downstream part 74 passing air a lower internal pressure. However, by dimensioning the upstream portion substantially the same size as the downstream portion, one can determine the fluid flow rate and the internal pressure at the upstream portion 70 those of the downstream part 74 largely match.
Es
sei darauf hingewiesen, dass das Venturirohr 60 als nicht
einschränkendes
Ausführungsbeispiel
gezeigt wird und andere Venturirohr-Auslegungen in den Schutzumfang
dieser Offenbarung fallen. Zum Beispiel können der stromaufwärts gelegene Teil 70 verkürzt und/oder
der stromabwärts
gelegene Teil 74 verlängert
werden, so dass der stromabwärts gelegene
Teil einen größeren Prozentanteil
des Venturirohrs bildet. Umgekehrt kann der stromabwärts gelegene
Teil 74 verkürzt
und/oder der stromaufwärts gelegene
Teil 70 verlängert
werden, so dass der stromabwärts
gelegene Teil einen größeren Prozentanteil
des Venturirohrs bildet. In einigen Ausführungen kann der stromaufwärts gelegene
Teil 70 effektiv zu einem Rand entlang der Mündung des
Venturirohrs reduziert und der Verengungsteil des Venturirohrs im
wesentlichen an die Venturimündung
verlegt werden.It should be noted that the venturi 60 as a non-limiting embodiment and other venturi designs fall within the scope of this disclosure. For example, the upstream part 70 shortened and / or the downstream part 74 be extended so that the downstream part forms a larger percentage of the Venturi tube. Conversely, the downstream part 74 shortened and / or the upstream part 70 be extended so that the downstream part forms a larger percentage of the Venturi tube. In some embodiments, the upstream part 70 effectively reduced to an edge along the mouth of the venturi, and the throat portion of the venturi is substantially routed to the venturi throat.
4 ist
eine Querschnittansicht des stromaufwärts gelegenen Teils 70, 5 ist
eine Querschnittansicht des Verengungsteils 72 und 6 ist eine
Querschnittansicht des stromabwärts
gelegenen Teils 74. Wie in 4–6 dargestellt,
hat der stromaufwärts
gelegene Teil 70 einen Radius Ru,
der Verengungsteil 72 einen Radius Rt und
der stromabwärts
gelegene Teil 74 einen Radius Rd.
In der dargestellten Ausführung
hat das Venturirohr 60 eine kreisförmige Querschnittsgeometrie;
es liegt jedoch im Schutzumfang dieser Offenbarung, ein Venturirohr mit
einer nichtkreisförmigen
Querschnittsgeometrie auszulegen. Eine Kreisfläche beträgt πr2,
wobei r der Radius des Kreises ist. Daher ist die Querschnittfläche des
Verengungsteils 72 At=πRt 2. In ähnlicher Weise
ist die Querschnittfläche
des stromaufwärts gelegenen
Teils 70 Au=πRu2
und die Querschnittfläche
des stromabwärts
gelegenen Teils 74 Ad=πRd 2. 4 is a cross-sectional view of the upstream part 70 . 5 is a cross-sectional view of the constriction part 72 and 6 is a cross-sectional view of the downstream part 74 , As in 4 - 6 shown, has the upstream part 70 a radius R u , the narrowing part 72 a radius R t and the downstream part 74 a radius R d . In the illustrated embodiment, the venturi has 60 a circular cross-sectional geometry; however, it is within the scope of this disclosure to design a venturi tube having a non-circular cross-sectional geometry. A circular area is πr 2 , where r is the radius of the circle. Therefore, the cross-sectional area of the constriction part 72 A t = πR t 2 . Similarly, the cross-sectional area of the upstream part 70 A u = πR u 2 and the cross-sectional area of the downstream part 74 A d = πR d 2 .
Wie
in 3–6 dargestellt,
ist At kleiner als Ad und
kleiner als Ad. Wenn auch nicht notwendig, ist
in der abgebildeten Ausführung
Au gleich Ad. Die relativ
kleine Querschnittfläche
des Verengungsteils 72 kann zumindest teilweise die Ausbreitung
der Schallenergie durch das Venturirohr reflektieren, absorbieren,
blockieren und/oder anderweitig unterdrücken. Es ist festgestellt worden,
dass die unterdrückte
Schallenergiemenge mit der Größe des Verengungsteils
zusammenhängt,
wobei kleinere Verengungsteile mehr Schallenergie unterdrücken als
größere Verengungsteile.
Kleinere Verengungsteile können
auch zu größeren Krümmerunterdruckwerten beitragen.
Somit kann die Verengungsteilgröße so gewählt werden,
dass eine gewünschte
Ausgewogen zwischen der Schallunterdrückung, die sich als Gesamtschalldruckpegel
(OSPL) messen lässt,
und einem gewünschten
Ansaugkrümmerunterdruck (MAV)
erreicht wird. Anders ausgedrückt:
ein Reduktionsverhältnis
Au/At (und/oder
Ad/At) kann so gewählt werden,
dass eine gewünschte
Reduzierung des Ansauggeräusches
erreicht wird, während
ein ausreichender Luftstrom und/oder Motorwirkungsgrad aufrecht
erhalten bleibt. Es liegt im Schutzumfang dieser Offenbarung, ein
Venturirohr mit nahezu jedem Reduktionsverhältnis (Au/At und/oder Ad/At) zu verwenden, einschließlich, aber
nicht ausschließlich
ein Reduktionsverhältnis
von 2 (50% Verengungsquerschnitt), 4 (25% Verengungsquerschnitt)
6 2/3 (15% Verengungsfläche)
und 10 (10% Verengungsfläche). 3–6 zeigen
ein Venturirohr mit einem Reduktionsverhältnis von 4, das heißt die Querschnittfläche des
Verengungsteils 72 beträgt
25% der Querschnittsfläche
des stromaufwärts
gelegenen Teils 70 (und des stromabwärts gelegenen Teils 74)
und Rt beträgt die Hälfte von Ru (und
Rd).As in 3 - 6 A t is smaller than A d and smaller than A d . Although not necessary, in the illustrated embodiment, A u is equal to A d . The relatively small cross-sectional area of the constriction part 72 may at least partially reflect, absorb, block and / or otherwise suppress the propagation of the sound energy through the venturi tube. It has been found that the suppressed amount of sound energy is related to the size of the constriction part, with smaller constriction parts suppressing more sound energy than larger constriction parts. Smaller constrictions can also contribute to larger manifold vacuum levels. Thus, the throat portion size may be selected to achieve a desired balance between sound suppression, which is measured as the overall sound pressure level (OSPL), and desired intake manifold vacuum (MAV). In other words, a reduction ratio A u / A t (and / or A d / A t ) may be selected to achieve a desired reduction in intake noise while maintaining sufficient airflow and / or engine efficiency. It is within the scope of this disclosure to use a Venturi tube with virtually any reduction ratio (A u / A t and / or A d / A t ) including, but not limited to, a reduction ratio of 2 (50% throat area), 4 (25% Narrowing section) 6 2/3 (15% constriction area) and 10 (10% constriction area). 3 - 6 show a Venturi tube with a reduction ratio of 4, that is, the cross-sectional area of the constriction part 72 is 25% of the cross-sectional area of the upstream part 70 (and the downstream part 74 ) and R t is half of R u (and R d ).
Das
Venturirohr 62 kann mit denselben allgemeinen Eigenschaften
wie das Venturirohr 60 ausgelegt werden, nämlich als
ein relativ enger Verengungsteil zwischen den relativ weiteren stromaufwärts und
stromabwärts
gelegenen Teilen. Das Reduktionsverhältnis des Venturirohrs 62 kann
dasselbe sein wie das Reduktionsverhältnis des Venturirohrs 60,
oder das Venturirohr 60 und das Venturirohr 62 können mit
unterschiedlichem Reduktionsverhältnis
ausgelegt werden. Ferner können
Venturirohr 60 und Venturirohr 62 ähnlich dimensioniert
werden, oder Venturirohr 60 und Venturirohr 62 können, wie
in 2 gezeigt, verschieden dimensioniert werden. Mit
verschieden dimensioniert ist gemeint, dass ein Venturirohr im Vergleich
zum anderen Venturirohr ein größeres Volumen,
eine größere Luftdurchsatzkapazität, einen
größeren Verengungsradius
(Rt), eine größere Querschnittfläche an dem
Verengungsteil (At), einen größeren Radius
(Rd) des stromabwärts gelegenen Teils und/oder
eine größere Querschnittfläche im stromabwärts gelegenen
Teil (Ad) hat. In der dargestellten Ausführung ist
das Venturirohr 60 größer als
das Venturirohr 62. Insbesondere hat das Venturirohr 60 einen
größeren Radius
Ru, Rt und Rd. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass
ein Venturirohr mit ähnlichen
Ru- und Rd-Maßen, jedoch
einem kleineren Rt-Maß, verwendet werden könnte. Im
Vergleich zu Venturirohr 62 kann das Venturirohr 60 relativ
mehr Luft in einem vorgegebenen Zeitraum durchlassen. Aufgrund seiner
relativ geringen Größe kann
das Venturirohr 62 jedoch mehr Schallenergie unterdrücken als
das Venturirohr 60.The venturi 62 can with the same general characteristics as the Venturi tube 60 be designed as a relatively narrow constriction part between the relatively further upstream and downstream parts. The reduction ratio of the Venturi tube 62 may be the same as the reduction ratio of the Venturi tube 60 , or the Venturi tube 60 and the venturi 62 can be designed with different reduction ratio. Furthermore Venturi can 60 and venturi 62 be dimensioned similarly, or venturi 60 and venturi 62 can, as in 2 shown, different dimensions. By different dimension, it is meant that one venturi has a larger volume, a larger air flow capacity, a larger throat radius (R t ), a larger cross-sectional area at the throat portion (A t ), a larger radius (R d ) downstream, compared to the other venturi tube located portion and / or a larger cross-sectional area in the downstream part (A d ) has. In the illustrated embodiment, the venturi is 60 bigger than the Venturi tube 62 , In particular, the venturi has 60 a larger radius R u , R t and R d . It should be noted, however, that a Venturi tube with similar R u and R d dimensions but a smaller R t dimension could be used. Compared to Venturi tube 62 can the venturi 60 let through relatively more air in a given period of time. Due to its relatively small size, the venturi can 62 however, suppress more sound energy than the Venturi tube 60 ,
Ein
Motor kann unter einer Vielzahl von Motorbetriebsbedingungen betrieben
werden, die durch Motordrehzahl (U/min), Last, Drehmoment usw. gekennzeichnet
sind. Erhöhte
Leistungsanforderungen an einen Motor gehen generell mit einem erhöhten Luftbedarf
einher. Wie in 2 schematisch dargestellt, kann
die Geräuschunterdrückungseinheit 50 ein
Ventil-Subsystem 80 für
gezieltes Öffnen
und Schließen
von Venturirohr 60 und/oder Venturirohr 62 enthalten,
um jeweils Luft durchströmen
zu lassen und dadurch die Luftanforderungen des Motors zu erfüllen. In
einigen Ausführungen
kann das Ventil-Subsystem
mehrere Ventile enthalten, die individuell dazu ausgelegt sind,
ein einzelnes Venturirohr gezielt zu öffnen und zu schließen, während andere
Ausführungen
ein oder mehrere Ventile haben, die dazu ausgelegt sind, zwei oder
mehr Venturirohre gemeinsam zu steuern. In einigen Ausführungen
kann das Ventil-Subsystem ein oder mehr Ventile enthalten, die dazu
ausgelegt sind, den Luftstrom zu drosseln, ohne das Venturirohr
vollständig
zu schließen.
In einigen weiteren Ausführungen
kann das Ventil-Subsystem
ein einzelnes Ventil enthalten, das dazu ausgelegt ist, den Luftstrom
gezielt nur durch ein einzelnes Venturirohr zu drosseln. Wie in 7 und 8 dargestellt,
kann zum Beispiel das Ventil-Subsystem ein Ventil 82 enthalten,
das dazu ausgelegt ist, gemäß Befehlen
vom Motorsteuergerät 30 den
Luftstrom gezielt über
das Venturirohr 60 zu drosseln. Ein Schließen des
Venturirohrs 60 unterdrückt
die Ausbreitung von Schallenergie über Venturirohr 60.
Ventil 82 kann als Absperrschieber, Plattenschieber, Drosselschieber
oder sonstiges geeignetes Ventil für die gezielte Drosselung des
Luftstroms ausgelegt werden.An engine may be operated under a variety of engine operating conditions characterized by engine speed (rpm), load, torque, and so forth. Increased power requirements for an engine are generally associated with increased air requirements. As in 2 schematically illustrated, the noise suppression unit 50 a valve subsystem 80 for targeted opening and closing of Venturi tube 60 and / or venturi 62 each to allow air to flow through and thereby meet the air requirements of the engine. In some embodiments, the valve subsystem may include a plurality of valves individually configured to selectively open and close a single venturi while other embodiments have one or more valves configured to control two or more venturi tubes together. In some embodiments, the valve subsystem may include one or more valves configured to restrict the flow of air without completely closing the venturi tube. In some other embodiments, the valve subsystem may include a single valve designed to selectively restrict airflow only through a single venturi tube. As in 7 and 8th For example, the valve subsystem may be a valve 82 which is designed according to commands from the engine control unit 30 the air flow targeted over the Venturi tube 60 to throttle. A closing of the Venturi tube 60 Suppresses the propagation of sound energy through Venturi tube 60 , Valve 82 can be designed as a gate valve, gate valve, throttle slide or other suitable valve for the targeted throttling of the air flow.
7 und 8 illustrieren
jeweils den erfindungsgemäßen Betrieb
des Ventilsubsystems 80 bei Motorbetrieb mit niedrigem
Luftbedarf und bei Motorbetrieb mit hohem Luftbedarf. Bei Motorbetrieb
mit niedrigem Luftbedarf kann das Ventilsystem 80 das Venturirohr 60 schließen und
somit den Netto-Luftstrom verringern und die Ansauggeräuschunterdrückung erhöhen. Umgekehrt
kann bei Motorbetrieb mit hohem Luftbedarf das Ventilsubsystem 80 das
Venturirohr 60 öffnen
und somit den Netto-Luftstrom
zum Motor erhöhen.
Das Motorgerät
kann so ausgelegt werden, dass es die Konfiguration des Ventilsubsytems 80 vor,
nach oder zu dem gleichen Zeitpunkt ändert, zu dem der Motor von
niedrigem Luftbedarf zu hohem Luftbedarf übergeht. Es sei darauf hingewiesen,
dass die obige Beschreibung für
eine Geräuschunterdrückungseinheit
mit zwei Betriebsarten gilt, die zwei Luftbedarfs-Betriebszuständen entsprechen.
Es liegt im Schutzumfang dieser Offenbarung, eine Geräuschunterdrückungseinheit
zu verwenden, die für drei
oder mehrere Luftbedarfs-Betriebszustände ausgelegt
ist. Derartige Geräuschunterdrückungseinheiten
können
drei oder mehr Venturirohre und/oder ein Ventilsubsystem enthalten,
das dazu ausgelegt ist, ein oder mehrere der enthaltenen Venturis
stufenweise zu schließen,
so dass ein Venturirohr einen begrenzten Prozentsatz seines maximalen
Durchsatzes bewältigen
kann. 7 and 8th each illustrate the operation of the valve subsystem according to the invention 80 in low-air engine operation and in high-air engine operation. During engine operation with low air requirement, the valve system 80 the venturi 60 thus reducing net airflow and increasing intake noise rejection. Conversely, in engine operation with high air demand, the valve subsystem 80 the venturi 60 open and thus increase the net air flow to the engine. The power tool can be designed to accommodate the configuration of the valve subsystem 80 changes before, after, or at the same time that the engine transitions from low air demand to high air demand. It should be noted that the above description is for a two-mode noise suppression unit that corresponds to two air-demand operating conditions. It is within the scope of this disclosure to use a noise suppression unit designed for three or more air demand operating conditions. Such noise suppression units may include three or more venturi tubes and / or a valve subsystem configured to gradually close one or more of the contained venturi so that a venturi can handle a limited percentage of its maximum throughput.
Ein
Luftbedarfs-Betriebszustand kann anhand von Drehzahl, Last, Drehmoment,
Sauerstoffkonzentration und/oder sonstigen Parametern bestimmt werden,
die mit der für
die Verbrennung genutzten Luftmenge in Zusammenhang stehen. Zum Beispiel
kann ein Luftbedarfs-Betriebszustand mit der Drehzahl des Motors
korrespondieren und von dem Motorsteuergerät 30 überwacht
werden. Als ein nicht einschränkendes
Ausführungsbeispiel
kann das Motorsteuergerät
so ausgelegt werden, dass es Drehzahlen unter 1500 U/min als einen
Motorbetrieb mit niedrigem Luftbedarf und Drehzahlen gleich oder größer als
1500 U/min als Motorbetrieb mit hohem Luftbedarf behandelt. Alternativ
kann der Luftbedarf durch Messen des Luftstroms durch den Motor
bestimmt werden, wie z.B. durch den Luftmengenmesser 114 und/oder
Ansaugkrümmer-Drucksensor 116.An air demand operating condition may be determined based on speed, load, torque, oxygen concentration, and / or other parameters related to the amount of air used for combustion. For example, an air demand operating condition may correspond to the engine speed and by the engine control unit 30 be monitored. As a non-limiting example, the engine control unit may be designed to handle speeds below 1500 rpm as low air demand engine operation and engine speeds equal to or greater than 1500 rpm as high air demand engine operation. Alternatively, the air demand may be determined by measuring the air flow through the engine, such as the air flow meter 114 and / or intake manifold pressure sensor 116 ,
Wie
in 7 dargestellt, kann bei Betrieb mit niedrigem
Luftbedarf das Ventil 82 das Venturirohr 60 effektiv
schließen
und somit den Luftstrom zum Venturirohr 62 begrenzen. Ein
Schließen
des Venturirohrs 60 kann das Ansauggeräusch vorteilhaft unterdrücken und
gleichzeitig einen ausreichenden Luftstrom durch das Venturirohr 62 aufrechterhalten.
Wie in 8 dargestellt, kann bei Betrieb mit hohem Luftbedarf
das Ventil 82 geöffnet
werden, so dass Luft durch Venturirohr 60 wie auch Venturirohr 62 fließen kann,
wodurch der Netto-Luftstrom erhöht
wird. Auch wenn das Ansauggeräusch
größer ausfallen
kann als bei der mit Bezug auf 7 beschriebenen
Auslegung und den dort beschriebenen Betriebsbedingungen, trägt die Form
des Venturirohrs 60 und des Venturirohrs 62 dazu
bei, das Ansauggeräusch
zu unterdrücken
und gleichzeitig einen ausreichenden Luftzustrom aufrechtzuerhalten.
Insbesondere kann ein Venturirohr mit einem Verengungsradius Rt, einem Radius Ru des
stromaufwärts
gelegenen Teils und einem Radius Rd des
stromabwärts
gelegenen Teils einen größeren Luftstrom
befördern
als ein Luftkanal mit einem konstanten Querschnittsradius gleich
Rt und kann gleichzeitig mehr Ansauggeräusch unterdrücken als
ein Luftkanal mit einem konstanten Querschnittsradius gleich Ru oder Rd.As in 7 shown, when operating with low air demand, the valve 82 the venturi 60 effectively closing and thus the airflow to the Venturi tube 62 limit. A closing of the Venturi tube 60 can advantageously suppress the intake noise and at the same time a sufficient air flow through the Venturi tube 62 maintained. As in 8th shown, when operating with high air demand, the valve 82 be opened, allowing air through Venturi tube 60 as well as venturi 62 flow, increasing net airflow. Even if the intake noise can be greater than that with respect to 7 described interpretation and the operating conditions described there It carries the shape of the Venturi tube 60 and the Venturi tube 62 to suppress the intake noise while maintaining a sufficient flow of air. In particular, a venturi having a throat radius R t , a radius R u of the upstream portion, and a radius R d of the downstream portion may carry a larger airflow than an air passage having a constant cross-sectional radius equal to R t and may concurrently suppress more intake noise than an air passage with a constant cross-sectional radius equal to R u or R d .
Der
Druckabfall im Verengungsteil eines Venturirohrs, wie Venturirohr 60 und/oder
Venturirohr 62, kann als Einleitungspunkt für angesammelte
Verdunstungsemissionen dienen. Ein herkömmlicher Motor ohne Drosselklappe
kann einen mehr oder weniger atmosphärischen Luftdruck im Ansaugkrümmer aufweisen,
was den Luftstrom zwischen einem Filter und dem Krümmer behindert,
weil kein Druckabfall vorhanden ist. Es kann jedoch ein Venturirohr
als Unterdruckquelle verwendet werden, um den Luftstrom vom Filter
zum Ansaugkrümmer
anzutreiben. Außerdem
erhöht
sich, anders als bei herkömmlichen
Motoren, mit zunehmender Motorendrehzahl und Last der Druckabfall
im Venturirohr. Dies ermöglicht
im gesamten Betriebszustandsbereich des Motors einen Spülstrom.
Das Venturirohr kann ferner dazu verwendet werden, eine Unterdrucksquelle
für Bremsverstärkung und/oder
Abgasrückführung zu
liefern.The pressure drop in the constriction part of a Venturi tube, such as Venturi tube 60 and / or venturi 62 , can serve as an entry point for accumulated evaporation emissions. A conventional engine without a throttle may have more or less atmospheric air pressure in the intake manifold, obstructing the flow of air between a filter and the manifold because there is no pressure drop. However, a venturi can be used as the vacuum source to drive the airflow from the filter to the intake manifold. In addition, unlike conventional engines, the pressure drop in the venturi increases with increasing engine speed and load. This allows a purge flow throughout the engine operating range. The venturi may also be used to provide a vacuum source for brake boost and / or exhaust gas recirculation.
Geräuschunterdrückung ist
unter Verwendung von unterschiedlich dimensionierten Venturirohren
getestet worden. Im Einzelnen wurden drei Venturirohre so ausgelegt,
dass die nutzbare Öffnungsfläche an der
Verengung 50%, 25% bzw. 15% der ursprünglichen Fläche an der Mündung des stromaufwärts gelegenen
Teils des Venturirohrs entsprach. Jeder dieser Fälle stellt eine Ventilschließsituation
dar, die dem Motorbetrieb mit niedrigem Luftbedarf entspricht. Als
Testfälle
wurden Motordrehzahlen von 650, 2.500 und 5.500 U/min verwendet. 9–11 zeigen
die sich für
die unterschiedlichen Motordrehzahl- und Venturigrößen-Kombinationen
ergebenden Werte von Krümmerunterdruck
zu Durchflussmenge. Wie zu erkennen ist, kann der Ansaugkrümmerunterdruck
mit steigender Durchflussmenge zunehmen. Strömungsverluste sind mit dem Ansaugsystem
verbunden, einschließlich
des Verlustes über
die verschiedenen Venturirohre hinweg. Höhere Durchflussmengen führen im
Allgemeinen zu höheren
Strömungsverlusten.
Man beachte die minimale Unterdruckerzeugung (< 1 kPa) im Fall von 650 U/min bei den
niedrigen Lasten, sogar beim kleinsten Venturirohr.Noise suppression has been tested using differently dimensioned venturi tubes. Specifically, three venturi tubes were designed so that the useable orifice area at the throat corresponded to 50%, 25%, and 15% of the original area at the mouth of the upstream venturi, respectively. Each of these cases represents a valve closing situation that corresponds to low-air-demand engine operation. As test cases, engine speeds of 650, 2,500 and 5,500 rpm were used. 9 - 11 show the manifold vacuum to flow rate values for the different engine speed and venturi size combinations. As can be seen, the intake manifold vacuum may increase with increasing flow rate. Flow losses are associated with the intake system, including loss across the various venturi tubes. Higher flow rates generally lead to higher flow losses. Note the minimum negative pressure generation (<1 kPa) in the case of 650 rpm at the low loads, even at the smallest venturi.
12–14 zeigen
experimentell ermittelte Ansauggeräuschwerte (gemessen als Gesamtschalldruckpegel).
Im Fall von 650 U/min ergibt sich eine erhebliche OSPL-Reduzierung (~20
dB) für
ein Venturirohr mit einem Verengungsfläche von 15% der Fläche des
stromaufwärts
gelegenen Teils. Wie bereits erwähnt,
wird dies mit einer minimalen Unterdruckerzeugung (siehe 9)
von weniger als 1 kPa bei nahezu Leerlauflast erreicht. Bei höheren Motordrehzahlen
sind die kleineren Einlassventurirohre, besonders die mit 25% und
15% Querschnittfläche verhältnismäßig effektiv
bei der Reduzierung des Ansauggeräusches. Dies kann jedoch auf
Kosten eines höheren
Kraftstoffverbrauchs gehen, da die resultierenden Ansaugkrümmer-Unterdruckwerte relativ groß sind. 12 - 14 show experimentally determined intake noise values (measured as total sound pressure level). In the case of 650 rpm, there is a significant OSPL reduction (~ 20 dB) for a Venturi tube with a throat area of 15% of the area of the upstream part. As already mentioned, this is done with a minimum negative pressure generation (see 9 ) of less than 1 kPa at almost no load. At higher engine speeds, the smaller inlet venturi tubes, especially those with 25% and 15% cross-sectional area, are relatively effective in reducing intake noise. However, this can be at the expense of higher fuel consumption because the resulting intake manifold vacuum levels are relatively large.
Im
Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung des Geräusches von
Motoren ohne Drosselklappe beschrieben. Bei diesem Verfahren wird
zunächst
ein erstes Venturirohr zwischen einem Brennraum und einer Luftzufuhr
angeschlossen, wobei das erste Venturirohr einen ersten Verengungsteil
mit einer kleineren Querschnittfläche aufweist als benachbarte
stromaufwärts
und stromabwärts
gelegene Teile des ersten Venturirohrs. Wie oben mit Verweis auf 3–6 beschrieben,
kann ein derartiges Venturirohr unterschiedlich dimensioniert sein,
um eine erwünschte
Ausgewogenheit von Geräuschunterdrückung, Luftströmung und
Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erreichen. Bei diesem Verfahren
wird ferner ein zweites Venturirohr zwischen dem Brennraum und der
Luftzufuhr parallel zum ersten Venturirohr angeschlossen, wobei
das zweite Venturirohr einen zweiten Verengungsteil mit einer kleineren
Querschnittfläche
aufweist als die benachbarten stromaufwärts und stromabwärts gelegenen
Teile des zweiten Venturirohrs. Wenn auch nicht notwendig, kann
das zweite Venturirohr kleiner dimensioniert werden als das erste
Venturirohr. Das Verfahren beinhaltet ferner das gezielte Absperren
des Luftstromes in mindestens einem des ersten und zweiten Venturirohrs.
Zum Beispiel kann ein Drosselschieber dazu verwendet werden, den
Luftstrom bei Motorbetrieb mit niedrigem Luftbedarf durch ein relativ
großes
erstes Venturirohr abzusperren.The following describes a method of controlling the noise of engines without throttle. In this method, first, a first venturi is connected between a combustion chamber and an air supply, the first venturi having a first restriction portion with a smaller cross-sectional area than adjacent upstream and downstream portions of the first venturi. As above with reference to 3 - 6 Such venturi may be sized differently to achieve a desired balance of noise suppression, air flow, and fuel economy. In this method, a second venturi is further connected between the combustion chamber and the air supply parallel to the first venturi, the second venturi having a second restriction portion with a smaller cross-sectional area than the adjacent upstream and downstream portions of the second venturi. Although not necessary, the second venturi can be made smaller than the first venturi. The method further includes selectively shutting off the airflow in at least one of the first and second venturi tubes. For example, a throttle valve may be used to shut off the airflow during low-air-demand engine operation through a relatively large first venturi.
Unter
Verweis auf 15 folgt nun die Beschreibung
einer Routine für
die Steuerung des Drosselschiebers im Venturisystem. Zunächst werden
in Schritt 1510 Motorbetriebsbedingungen ermittelt, wie Motordrehzahl,
Last, Luftstrom und/oder Temperatur. Dann wird in Schritt 1512 bestimmt,
ob der Drosselschieber aufgrund der ermittelten Motorbetriebsbedingungen
betätigt
werden sollte (z.B. betätigt
werden sollte, um zu schließen
oder teilweise zu schließen).
Zum Beispiel wird das Ventil in einer Ausführung betätigt, wenn der Motorluftstrom
unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt. In einem anderen
Beispiel wird das Ventil betätigt,
wenn die Motordrehzahl und -last innerhalb einer vorgegebenen Gruppe
von Grenzwerten liegt. In einem noch weiteren Beispiel wird das
Ventil aufgrund der Motortemperatur betätigt oder bei Motorstart-/stopp-Bedingungen.In reference to 15 Now follows the description of a routine for controlling the throttle valve in the Venturi system. First, in step 1510 Engine operating conditions determined, such as engine speed, load, air flow and / or temperature. Then in step 1512 determines whether the throttle damper should be actuated (eg, operated to close or partially close) based on the engine operating conditions determined. For example, in one embodiment, the valve is actuated when the engine airflow is below a predetermined threshold. In another example, the valve is actuated when the engine speed and load are within a predetermined set of limits. In yet another example, the valve is due to the engine temperature actuated or at engine start / stop conditions.
Wenn
die Antwort auf Schritt 1512 Ja lautet, geht die Routine
zu Schritt 1514 weiter, in dem anhand der ermittelten Betriebsbedingungen
eine gewünschte
Drosselschieberstellung ermittelt wird. Zum Bespiel kann das Ventil
einfach in eine vollständig
geschlossene/offene Stellung gebracht werden, oder in einigen Beispielen
auf eine Zwischenstellung bei ausgewählten Bedingungen. In Schritt 1516 adaptiert
die Routine dann das Befehlssignal, das an das Ventil geschickt
wird, um es in die gewünschte Stellung
zu bringen.If the answer to step 1512 Yes, the routine goes to step 1514 continue, in which a desired throttle slide position is determined on the basis of the determined operating conditions. For example, the valve may simply be brought to a fully closed / open position or, in some examples, to an intermediate position under selected conditions. In step 1516 The routine then adapts the command signal that is sent to the valve to bring it to the desired position.
Auf
diese Weise lässt
sich eine verbesserte Geräuschunterdrückung erreichen.
Unter Bezug auf 16 wird nun ein alternatives
Ausführungsbeispiel beschrieben,
in dem das kleinere Venturirohr als Unterdruckquelle und/oder Einleitstelle
für Kraftstoffdämpfe und/oder
Abgasrückführung (AGR)
verwendet wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann jedoch
auch das größere Venturirohr
für solche
Zwecke eingesetzt werden, oder es können beide verwendet werden.
Genauer ausgedrückt
erzeugt das Venturirohr eine örtlich
begrenzte Zone größeren Unterdruckes
verglichen mit dem restlichen Teil des Ansaugsystems. Da sich Unterdruck
vorteilhaft für
den Antrieb von Stellgliedern nutzen lässt (wie unterdruckbetätigte Ventile
und/oder eine mit dem Bremssystem des Fahrzeuges gekoppelte Bremsverstärkung) und
auch als Abzug für
Kraftstoffdämpfe
aus einem Kraftstoffdampf-Rückhaltesystems,
oder als Abzug für Abgas-Rückführungssysteme.
Wie in 16 dargestellt kann eine Leitung 1610 an
oder nahe der Verengung des Venturirohrs hinzugefügt werden,
um den Unterdruck als Quelle anzuzapfen und/oder Kraftstoffdämpfe oder
AGR einzuleiten. In einer noch weiteren Ausführung kann die Leitung an der
Verengung des größeren Venturirohrs
angeschlossen werden oder jedes Venturirohr erhält eine Leitung. In solch einem
Fall kann das eine als Unterdruckquelle und das andere für Kraftstoffdämpfe und/oder
AGR verwendet werden. In einer noch weiteren Ausführung kann
die Leitung etwas vor oder nach der Verengung angeordnet werden,
um das Unterdruckspotential ggf. anzupassen.In this way, an improved noise suppression can be achieved. With reference to 16 An alternative embodiment will now be described in which the smaller venturi tube is used as the vacuum source and / or point of introduction for fuel vapor and / or exhaust gas recirculation (EGR). However, in another embodiment, the larger venturi may be used for such purposes, or both may be used. More specifically, the venturi creates a localized zone of greater negative pressure compared to the remainder of the intake system. Because vacuum can be used to advantage for driving actuators (such as vacuum actuated valves and / or brake boost coupled to the vehicle's braking system) and also as a vent for fuel vapors from a fuel vapor containment system, or as a vent for exhaust gas recirculation systems. As in 16 can represent a line 1610 at or near the throat of the venturi to tap the vacuum as a source and / or to introduce fuel vapor or EGR. In yet another embodiment, the conduit may be connected to the constriction of the larger venturi, or each venturi receives a conduit. In such a case, one may be used as a source of negative pressure and the other for fuel vapors and / or EGR. In yet another embodiment, the conduit may be positioned slightly before or after the restriction to adjust the vacuum potential if necessary.
Da
zudem das Venturirohr Motorschwingungen und -geräusch dämpfen kann, kann es möglicherweise
auch Motorpulsationen reduzieren, die Messungen des Luftmengenmessers
verfälschen können. Daher
kann die Anordnung eines Luftmengenmessers (wie Sensor 114)
nahe der Verengung eines oder beider Venturirohre nützliche
Messungen der Strömung
liefern, welche die Motordruckpulsationen reduzieren soll. Robustheit
und Haltbarkeit des Sensor erfordern jedoch typischennreise saubere Luft,
und daher muss der Luftmengenmesser nach einem Luftfiltermedium
angeordnet werden. Somit könnte
bei Einsatz im Venturirohr eine Luftfiltrierung stromaufwärts vom
Venturirohr hinzugefügt
werden.In addition, because the venturi can dampen engine vibration and noise, it may also reduce engine pulsations that can distort readings from the airflow meter. Therefore, the arrangement of an air flow meter (such as sensor 114 ) provide useful flow measurements near the throat of one or both of the venturi tubes which are intended to reduce engine pressure pulsations. However, the robustness and durability of the sensor typically requires clean air, and therefore, the air flow meter must be placed after an air filter medium. Thus, when used in the venturi, air filtration upstream of the venturi could be added.
Auch
wenn Obiges im Kontext einer Viertakt-Brennkraftmaschine beschrieben
wurde, sei darauf hingewiesen, dass es im Schutzumfang dieser Offenbarung
liegt, ein Mehrfachventurisystem zu verwenden, um die Geräuschwahrnehmung
in nahezu jeder Anwendung zu reduzieren, bei der eine steuerbare
Luftzufuhr gewünscht
wird. Auch wenn die vorliegende Offenbarung mit Verweis auf die
vorstehenden Arbeitsweisen und Ausführungsbeispiele erstellt wurde,
wird für
den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Abänderungen
der Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne von dem in den beigefügten Patentansprüchen festgelegten Erfindungsgedanken
und Umfang abzuweichen. Zum Beispiel können beliebige der obigen Merkmale auch
bei Motoren mit Drosselklappen verwendet werden, die eine elektronisch
gesteuerte oder ggf. auch mechanisch betätigte Drosselklappe haben.
Die vorliegende Offenbarung soll alle derartigen Alternativen, Abwandlungen
und Varianten umfassen. Wo die Offenbarung oder Ansprüche "ein", "ein erstes" oder "ein weiteres" Element oder entsprechendes
erwähnen,
sind diese so auszulegen, dass sie ein oder mehrere derartige Elemente
umfassen, wobei zwei oder mehrere derartiger Elemente weder gefordert noch
ausgeschlossen werden.Also
when described above in the context of a four-stroke internal combustion engine
It should be noted that it is within the scope of this disclosure
is to use a Mehrfachventurisystem to the sound perception
to reduce in almost any application where a controllable
Air supply desired
becomes. Although the present disclosure with reference to the
above procedures and embodiments has been created,
is for
those skilled in the art will appreciate that various modifications
the form and details can be made without departing from the inventive idea defined in the appended claims
and scope to deviate. For example, any of the above features may also be
used in engines with throttle valves that are electronically
have controlled or possibly also mechanically operated throttle.
The present disclosure is intended to cover all such alternatives, modifications
and variants include. Where the disclosure or claims "a," "a first," or "another" element or equivalent
mention,
these are to be interpreted as having one or more such elements
include, wherein two or more such elements neither required nor
be excluded.