DE102006000008A1

DE102006000008A1 - Luftsaugvorrichtung

Info

Publication number: DE102006000008A1
Application number: DE102006000008A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kariya Hayashi; Toshiaki Kariya Nakayama; Masakazu Iwata Ozawa; Hideaki Nishio Itakura; Naoya Nishio Kato; Takanobu Nishio Kawano
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US7441527B2; US20060159563A1; JP2006194165A

Abstract

Eine Luftsaugvorrichtung (10) hat ein Luftsaugsystem (20) mit zumindest einem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22), einer Kompressionspumpe (11, 70, 90), die die Luft synchron mit einem Betrieb einer Kraftmaschine kombiniert, einer Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40, 50, 70, 80, 100) und einer Schwingungsplatte (13), die durch die Luft in Schwingungen versetzt wird, die durch die Kompressionspumpe (11, 70, 90) komprimiert wird und die in einem Verbindungskanal (14) angeordnet ist, der eine Auslassseite der Kompressionspumpe (11, 70, 90) mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22) verbindet. Die Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40, 50, 60, 80, 100) steuert die Phase und die Amplitude einer Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe (11, 70, 90) ausgelassen wird, um Kompressionsluft mit einer Druckänderung bereitzustellen, die eine entgegengesetzte Phase zu einer Druckänderung der Saugluft aufweist, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftsaugvorrichtung für eine Kraftmaschine (zum Beispiel eine Brennkraftmaschine), bei der die Geräusche reduziert werden, die durch das Ansaugen von Luft in die Kraftmaschine verursacht werden, und bei der ein Luftsaugwirkungsgrad der Kraftmaschine verbessert ist.

Im Allgemeinen ist eine Geräuschreduktionsvorrichtung für eine Kraftmaschine vorgesehen, um ein Interferenzgeräusch zu erzeugen, dass eine entgegengesetzte Phase zu dem Geräusch hat, das in einem Luftsaugsystem der Kraftmaschine verursacht wird, um so das Luftsauggeräusch der Kraftmaschine zu reduzieren. In diesem Fall ist es erforderlich, das Interferenzgeräusch synchron mit der Drehung der Kraftmaschine zu erzeugen, so dass eine beträchtliche elektrische Leistung und ein entsprechendes Steuergerät notwendig sind.

Unter Bezugnahme auf JP-2004-245090A wurde eine Luftsauggeräuschreduktionsvorrichtung vorgeschlagen, die ein Luftschwingungserregungsgerät aufweist, um die Luft in Schwingungen zu versetzen, und zwar als Reaktion auf den Betrieb der Kraftmaschine.

In diesem Fall wird Luft mit einem sich ändernden Druck für das Luftschwingungserregungsgerät zugeführt, um die Luft in einem Saugkanal in Schwingungen zu versetzen, um das Luftsauggeräusch der Kraftmaschine zu reduzieren. Jedoch wird der Luftdruck durch ein Schaltventil geschaltet, und es ist schwierig, eine Amplitude des Luftdruckes genau zu steuern, der für das Luftschwingungserregungsgerät vorgesehen ist, und zwar entsprechend dem Geräusch, das in dem Luftsaugsystem verursacht wird. Da das Schaltventil aus dem durch den eine Steuervorrichtung gesteuert wird, ist es schwierig, den sich ändernden Druck der Luft synchron mit der Drehung der Kraftmaschine bereit zu stellen.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftsaugvorrichtung vorzusehen, bei der Schwingungen mit einer entgegengesetzten Phase zu der Phase einer Druckänderung einer Saugluft in einem Luftsaugsystem einer Kraftmaschine erzeugt werden, um die Geräusche der Kraftmaschine zu reduzieren und um deren Abgabe zu erhöhen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Luftsaugvorrichtung vorgesehen, mit einem Luftsaugsystem, das einen Luftsaugkanal einer Brennkraftmaschine definiert, zumindest einem kapazitätsvergrößerndem Abschnitt, der an der Mitte des Luftsaugkanales positioniert ist und eine vergrößerte Kapazität aufweist, zumindest einer Kompressionspumpe, die die Luft synchron mit dem Betrieb der Kraftmaschine komprimiert, einer Kompressionsluftsteuereinheit und einer Schwingungsplatte, die durch die Luft in Schwingungen versetzt wird, die durch die Kompressionspumpe komprimiert wird, und die in einem Verbindungskanal angeordnet ist, der eine Auslassseite der Kompressionspumpe mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt verbindet. Die Kompressionsluftsteuereinheit steuert zumindest eine Phase oder eine Amplitude einer Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe ausgelassen wird, um die Kompressionsluft mit einer Druckänderung zu versehen, die eine Phase entgegen der Phase einer Druckänderung der Saugluft hat, die in die Kraftmaschine gesaugt wird.

In diesem Fall wird die Schwingungsplatte durch die Luft in Schwingungen versetzt, die durch die Kompressionspumpe komprimiert wird. Der Druck der Kompressionsluft ist so erhöht, dass die Schwingungsplatte mit großen Schwingungen entsprechend großen Geräuschen in dem Luftsaugsystem versehen werden kann. Die Kompressionsluftsteuereinheit sorgt für die Druckänderung mit der entgegengesetzten Phase zu der Druckänderung der Saugluft in die Kraftmaschine, und zwar für die Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe ausgelassen wird. Daher kann die Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe ausgelassen wird, in einfacher Weise als Reaktion auf die Druckänderung der Saugluft in dem Luftsaugkanal gesteuert werden.

Da die aus der Kompressionspumpe ausgelassene Luft die Schwingungsplatte in den Schwingungen versetzt, die in dem Verbindungskanal angeordnet ist, der mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt des Luftsaugkanals in Verbindung ist, werden die Schwingungen der Schwingungsplatte in den kapazitätsvergrößernden Abschnitt übertragen, in dem die Geräusche reflektiert werden, die durch die Luftansaugung in die Kraftmaschine verursacht werden. Somit können die Geräusche in dem Luftsaugkanal in wirksamer Weise reduziert werden.

Außerdem wird die Saugluft in dem Luftsaugkanal in die Kraftmaschine auf Grund der Schwingungen der Schwingungsplatte gedrängt. Somit wird der Druck der Saugluft in dem Luftsaugkanal erhöht, so dass der Kapazitätswirkungsgrad der in die Kraftmaschine eingesaugten Luft erhöht wird.

Dementsprechend können Schwingungen mit der entgegengesetzten Phase entsprechend der Druckänderung der Saugluft in das Luftsaugsystem genau erzeugt werden. Somit können Geräusche in dem Luftsaugsystem reduziert werden, und Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der vorliegenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe der Luftsaugvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3A zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Öffnungselementes der Kompressionspumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 3B zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Öffnungselementes der Kompressionspumpe, und 3C zeigt eine schematische Ansicht eines dritten Öffnungselementes der Kompressionspumpe;
4 zeigt eine grafische Darstellung von Luftsauggeräuschen der Luftsaugvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und von einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel;
5 zeigt eine grafische Darstellung eines Kapazitätswirkungsgrades der Luftsaugvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel;
6 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressionspumpe einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt eine schematische Ansicht einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt eine schematische Ansicht einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt eine schematische Ansicht einer Luftsaugvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Eine Luftsaugvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Die Luftsaugvorrichtung 10 ist an einer Luftsaugseite einer Kraftmaschine wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet.
Unter Bezugnahme auf die 1 hat die Luftsaugvorrichtung 10 ein Luftsaugsystem 20, eine Kompressionspumpe 11, eine Kompressionsluftsteuereinheit 30, ein Verbindungsrohr 12 und eine Schwingungsplatte 13. Das Luftsaugsystem 20 hat einen ersten Saugrohrabschnitt 21, eine Luftreinigungsvorrichtung 22, einen zweiten Saugrohrabschnitt 23, einen Zwischenbehälter 24, mehrere Einlasskrümmer 25 und ein Drosselventil 26. Der erste Saugrohrabschnitt 21, die Luftreinigungsvorrichtung 22, der zweite Saugrohrabschnitt 23, der Zwischenbehälter 24 und die Einlasskrümmer 25 bilden einen Luftsaugkanal 27, in dem angesaugte Luft strömt.
Zwei Enden des ersten Saugrohrabschnittes 21 sind mit einem Öffnungsendabschnitt (nicht gezeigt) beziehungsweise der Luftreinigungsvorrichtung 22 verbunden. Luft (Saugluft), die durch den Öffnungsendabschnitt angesaugt wird, strömt in die Luftreinigungsvorrichtung 22 durch den ersten Saugrohrabschnitt 21.
Die Luftreinigungsvorrichtung 22 hat einen Gehäuseabschnitt 221 und ein Element 222, das in dem Gehäuseabschnitt 221 unter gebracht ist, um Fremdstoffe in der Saugluft zu beseitigen. Der Gehäuseabschnitt 221 ist mit dem ersten Saugrohrabschnitt 21 und dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 verbunden. In diesem Fall sind zwei Enden des zweiten Saugrohrabschnittes 23 mit der Luftreinigungsvorrichtung 22 beziehungsweise in dem Zwischenbehälter 24 verbunden. Saugluft, die die Luftreinigungsvorrichtung 22 passiert hat, strömt in den Zwischenbehälter 24 durch den zweiten Saugrohrabschnitt 23.
Der Zwischenbehälter 24 ist mit dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 und den Einlasskrümmern 25 verbunden. Zwei Enden des Einlasskrümmers 25 sind mit dem Zwischenbehälter beziehungsweise einem Zylinder der Kraftmaschine verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Zylinder (zum Beispiel insgesamt vier) der Kraftmaschine jeweils mit den Enden der Einlasskrümmer 25 (zum Beispiel insgesamt vier) verbunden.
Die Saugluft, die durch den zweiten Saugrohrabschnitt 23 zugeführt wird, strömt in den Zwischenbehälter 24 und in die Einlasskrümmer 25, und sie wird in die Zylinder der Kraftmaschine durch die Einlasskrümmer 25 gesaugt.
Das Drosselventil 26 ist in dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 angeordnet, um den Saugluftkanal 27 wahlweise zu öffnen/zu schließen, der durch den zweiten Saugrohrabschnitt 23 ausgebildet ist, um so die Durchsatzrate der Saugluft zu steuern, die in die Kraftmaschine gesaugt wird.
Ein Leerlaufumgehungskanal 28 und ein ISC-Kanal 29 sind von dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 vergabelt (verzweigt). Der Leerlaufumgehungskanal 28 zweigt von dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 an der entgegengesetzten Seite (stromaufwertige Seite) von dem Drosselventil 26 zu der Kraftmaschine ab, und er ist mit dem Zwischenbehälter 24 verbunden. Der Leerlaufumgehungskanal 28 ist so angeordnet, dass Luft mit einer vorbestimmten Durchsatzrate zur Seite der Kraftmaschine strömt, wenn das Drosselventil 26 vollständig geschlossen ist.
In ähnlicher Weise zweigt der ISC-Kanal 29 von dem zweiten Saugrohrabschnitt 23 an der entgegengesetzten Seite (stromaufwertige Seite) von dem Drosselventil 26 zu der Kraftmaschine ab, und er ist mit dem Zwischenbehälter 24 verbunden. Ein ISC-Ventil 291 ist an dem ISC-Kanal 29 angeordnet, um die Durchsatzrate der Saugluft einzustellen, die durch den ISC-Kanal 29 hindurch strömt, wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Somit kann Luft mit einer geeigneten Menge entsprechend dem Zustand der Kraftmaschine zur Kraftmaschine zugeführt werden, auch wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Daher wird der Leerlauf der Kraftmaschine stabil.
Die Kompressionspumpe 11 komprimiert die Luft, die darin angesammelt wurde, und sie lässt die Luft in einen Verbindungskanal 14 aus, der durch das Verbindungsrohr 12 definiert ist. Die Kompressionsluftsteuereinheit 30 steuert den Druck und die Durchsatzrate der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe 11 zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen wird. Zwei Enden des Verbindungsrohres 12 sind mit der Auslassseite der Kompressionspumpe 11 beziehungsweise mit dem Zwischenbehälter 24 verbunden.
Die Schwingungsplatte 13 ist an dem Verbindungskanal 14 angeordnet, der durch das Verbindungsrohr 12 definiert ist. Die Schwingungsplatte 13 kann durch die strömende Luft in Schwingungen versetzt werden. Die Kompressionsluft, die auf der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, versetzt nämlich die Schwingungsplatte 13 in Schwingungen. Die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 werden zu der Saugluft übertragen, die durch den Zwischenbehälter 24 strömt (der ein Teil des Luftsaugkanals 27 ist).
Unter Bezugnahme auf die 2 wird die Kompressionspumpe 11 durch eine angetriebene Welle 15 angetrieben, die mit einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Kraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden ist. Somit kann die Kompressionspumpe 11 synchron zu der Drehung der Kraftmaschine angetrieben werden. Alternativ kann die Kompressionspumpe 11 auch so aufgebaut sein, dass sie durch die Kurbelwelle oder die Nockenwelle der Kraftmaschine direkt antrieben wird.
Die Kompressionspumpe 11 komprimiert die Luft, die darin aus einen Sauganschluss 16 angesaugt wurde, und dann lässt sie diese aus einem Auslassabschnitt 17 aus. Die Kompressionsluftsteuereinheit 30 ist an den Saugabschnitt 16 angeordnet. Die Kompressionsluftsteuereinheit 30 ändert die Durchsatzrate und die Saugzeit der Luft, die in die Kompressionspumpe 11 gesaugt wird, um die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird.
Die Kompressionsluftsteuereinheit 30 hat ein erstes Öffnungselement 31, ein zweites Öffnungselement 32, ein drittes Öffnungselement 33, einen Aktuator 34 und einen Aktuator 35. Das erste Öffnungselement 31, das an dem Saugabschnitt 16 der Kompressionspumpe 11 angeordnet ist, wird durch einen Antriebswelle 36 angetrieben (gedreht), die mit einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Kraftmaschine verbunden ist, und zwar ähnlich wie die Kompressionspumpe 11. Somit kann das erste Öffnungselement 31 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine angetrieben werden. Alternativ kann das erste Öffnungselement 31 auch so aufgebaut sein, dass es durch die Kurbelwelle oder die Nockenwelle der Kraftmaschine direkt angetrieben wird. Das erste Öffnungselement 31 ist mit einem Öffnungsabschnitt 311 versehen, wie dies in der 3A gezeigt ist.
Der zweite Öffnungsabschnitt 32 ist an der entgegengesetzten Seite des ersten Öffnungselementes 31 hinsichtlich der Kompressionspumpe 11 angeordnet. Das dritte Öffnungselement 33 ist an der entgegengesetzten Seite des zweiten Öffnungselementes 32 hinsichtlich der Kompressionspumpe 11 und des ersten Öffnungselementes 31 angeordnet. An der Seite des Saugabschnittes 16 der Kompressionspumpe 11 sind nämlich das erste Öffnungselement 31, das zweite Öffnungselement 32 und das dritte Öffnungselement 33 nacheinander von der angrenzenden Seite der Kompressionspumpe 11 angeordnet.
Wie dies in der 3B gezeigt ist, sind mehrere schlitzförmige Öffnungsabschnitte 321 an dem zweiten Öffnungselement 32 ausgebildet. In ähnlicher Weise ist das dritte Öffnungselement 33 mit mehreren schlitzförmigen Öffnungsabschnitten 331 gemäß der 3C versehen. Das zweite Öffnungselement 32 und das dritte Öffnungselement 33 werden durch den Aktuator 34 beziehungsweise den Aktuator 35 angetrieben. Somit kann der relative Drehwinkel zwischen dem zweiten Öffnungselement 32 und dem dritten Öffnungselement 33 geändert werden, so dass der Überlappungsbereich zwischen dem Öffnungsabschnitt 321 und dem Öffnungsabschnitt 331 variabel ist.
Daher kann die Durchsatzrate der Luft geändert werden, die durch den Öffnungsabschnitt 321 und den Öffnungsabschnitt 331 hindurch strömt. Die Durchsatzrate der Luft kann gesteuert werden, die in den Saugabschnitt 16 der Kompressionspumpe 11 gesaugt wird.
Das erste Öffnungselement 31, das an der Seite der Kompressionspumpe 11 des zweiten Öffnungselementes 32 angeordnet ist, wird durch die Antriebswelle 36 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine gedreht. Als Reaktion auf die Drehung des ersten Öffnungselementes 31 kann die Saugluft zu dem Saugabschnitt 16 der Kompressionspumpe 11 strömen, wenn der Öffnungsabschnitt 311 des ersten Öffnungselementes 31, die Öffnungsabschnitte 321 des zweiten Öffnungselementes 32 und die Öffnungsabschnitte 331 des dritten Öffnungselementes 33 miteinander übereinstimmen. Dementsprechend steuert (bestimmt) das erste Öffnungselement 31 die Saugzeit der Luft, die in die Kompressionspumpe 11 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine gesaugt wird.
Das erste Öffnungselement 31 steuert diese Druckzeit der Luft, die in die Kompressionspumpe 11 hinein gesaugt wird, um die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft (die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird) synchron mit der Drehung der Kraftmaschine zu steuern. Außerdem werden das zweite Öffnungselement 32 und das dritte Öffnungselement 33 gedreht, um die Durchsatzrate der Luft einzustellen, die in die Kompressionspumpe 11 hinein gesaugt wird, so dass die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert wird, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird.
Die Kompressionsluft aus der Kompressionspumpe 11 wird zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen, und sie versetzt die Schwingungsplatte 13 in Schwingungen, die an dem Verbindungskanal 14 positioniert ist. Die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 werden zu der Saugluft in dem Zwischenbehälter 24 (der ein Teil des Saugluftkanales 27 ist) übertragen.
Wenn die Kraftmaschine in Betrieb ist, dann wird die Saugluft in dem Luftsaugkanal 27 eine Druckänderung aufweisen, so dass Saugluftgeräusche verursacht werden. Die Druckänderung der Saugluft, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird, wird von der Kraftmaschine durch das Innere des Luftsaugkanales 27 zu dem Öffnungsendabschnitt übertragen. In diesem Fall wird die Druckänderung der Saugluft, die von der Seite der Kraftmaschine übertragen wird, zu der Seite der Kraftmaschine bei dem Zwischenbehälter 24 reflektiert, der ein kapazitätsvergrößernder Abschnitt des Saugkanales 27 ist. Daher werden die Geräusche, die durch die Druckänderung der Saugluft verursacht werden, an dem Zwischenbehälter 24 und dessen Nähe verstärkt.
Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Kompressionspumpe 11 und das erste Öffnungselement 31 mit der Drehung der Kraftmaschine synchronisiert werden, wird die Schwingungsplatte 13 durch die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassenen Kompressionsluft so erregt, dass sie Schwingungen mit einer entgegengesetzten Phase zu der Druckänderung der Saugluft aufweist.
Die Schwingungen mit der entgegengesetzten Phase zu der Druckänderung der Saugluft an dem Zwischenbehälter 24 werden auf die Saugluft aufgebracht, so dass den Geräuschen an dem Luftsaugkanal 27 entgegengewirkt wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können die Saugluftgeräusche der Kraftmaschine im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine gemäß der 4 reduziert werden.
Da außerdem die Schwingungen auf die Saugluft aufgebracht werden, die durch den Zwischenbehälter 24 hindurch strömt, um der Druckänderung der Saugkraft entgegen zu wirken, wird die Saugluft mit einem stabilen Druck in die Kraftmaschine hinein gesaugt. Daher wird der Saugdruck der Luft vergrößert, die in die Kraftmaschine gesaugt wird, wodurch der Kapazitätswirkungsgrad (Luft-Saugwirkungsgrad) der Saugluft verbessert wird, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird, und zwar unter Bezugnahme auf die 5. dementsprechend ist die Abgabe der Kraftmaschine im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich erhöht.
Wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, wird die Schwingungsplatte 13 durch die Kompressionsluft in Schwingungen versetzt, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird. Somit wird der Druckänderung der Saugluft, die durch den Luftsaugkanal 27 hindurch strömt, durch die Schwingungen mit der entgegengesetzten Phase im Wesentlichen entgegengewirkt, die durch die Schwingungsplatte 13 verursacht werden.
Die Kompressionsluftsteuereinheit 30 steuert die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, synchron mit der Drehung aus der Kraftmaschine. Daher können die Phase und die Amplitude der Druckänderung, die durch die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 verursacht werden, als Reaktion auf die Drehung der Kraftmaschine genau gesteuert werden. Somit können die Geräusche der Saugluft an dem Luftsaugkanal 27 reduziert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Druckänderung der Saugluft durch die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 entgegengewirkt, so dass der Druck der Saugluft verstärkt wird, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird. Somit kann der Kapazitätswirkungsgrad der Kraftmaschine erhöht werden. Daher kann die Abgabe der Kraftmaschine verbessert werden.
Außerdem kann der Wert der Schwingungen, die auf die Saugluft aufgebracht werden, als Reaktion auf den Betrieb der Kraftmaschine gesteuert werden, indem die Schwingungsamplitude der Schwingungsplatte 13 gesteuert wird. Somit können der Lärm von der Kraftmaschine und die Abgabe von der Kraftmaschine als Reaktion auf deren Betrieb gesteuert werden. Wenn zum Beispiel die Kraftmaschine beschleunigt wird, dann kann der Lärm von der Kraftmaschine zusammen mit der Erhöhung ihrer Abgabe erhöht werden. Somit kann das Beschleunigungsgefühl verbessert werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Kompressionspumpe 11 zum Erzeugen von Kompressionsluft verwendet, die die Druckänderung mit einer großen Amplitude aufweist. Somit wird die Schwingungsamplitude der Schwingungsplatte 13 groß, die durch die Kompressionsluft erregt wird. Daher können die Schwingungen (der Schwingungsplatte 13) mit der großen Amplitude und der entgegengesetzten Phase auch dann erregt werden, wenn die Saugluftgeräusche an dem Luftsaugkanal 27 groß sind, so dass die Saugluftgeräusche reduziert werden können.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 mit der Drehung der Kraftmaschine synchronisiert. Daher können die Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine reduziert werden. Außerdem kann die Abgabe der Kraftmaschine verbessert werden.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 6 beschriebne. In diesem Fall ist eine Kompressionssteuereinheit 40 an der Seite des Auslassabschnittes 17 der Kompressionspumpe 11 angeordnet. Ein Teil der Kompressionsluft wird aus der Kompressionspumpe 11 zur Atmosphäre durch die Kompressionsluftsteuereinheit 40 ausgestoßen. Somit werden die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert, die aus der Kompressionspumpe 11 zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Kompressionsluftsteuereinheit 40 mit dem selben Aufbau der Kompressionsluftsteuereinheit 30 des ersten Ausführungsbeispieles versehen, während sie an einer anderen Position verglichen mit der Kompressionsluftsteuereinheit 30 angeordnet ist.
Die Kompressionspumpe 11 wird durch die Antriebswelle 15 angetrieben, die synchron mit der Kraftmaschine (nicht gezeigt) gedreht wird. Die Kompressionspumpe 11 komprimiert die Luft, die durch den Saugabschnitt 16 dort hinein gesaugt wurde, und sie lässt die Kompressionsluft in den Verbindungskanal 18 durch den Auslassabschnitt 17 aus.
Die Kompressionsluftsteuereinheit 40 hat ein erstes Öffnungselement 41, ein zweites Öffnungselement 42, ein drittes Öffnungselement 43, Aktuatoren 44 und 45. Das erste Öffnungselement 41, das eine Seite des Auslassabschnittes 17 der Kompressionspumpe 11 angeordnet ist, wird durch die Antriebswelle 46 angetrieben (gedreht), die synchron mit der Kraftmaschine gedreht wird.
Das zweite Öffnungselement 42 und das dritte Öffnungselement 43 sind an der entgegengesetzten Seite des ersten Öffnungselementes 41 hinsichtlich der Kompressionspumpe 11 angeordnet, und sie sind mit schlitzförmigen Öffnungsabschnitten 421 beziehungsweise 431 versehen, die jeweils die selben Formen wie die schlitzförmigen Öffnungsabschnitte 321 und 331 aufweisen, die in den 3B und 3C gezeigt sind.
Das zweite Öffnungselement 42 und das dritte Öffnungselement 43 werden durch den Aktuator 44 beziehungsweise durch den Aktuator 45 angetrieben (gedreht). Die Durchsatzrate der Luft, die durch den Auslassabschnitt 17 der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, kann dadurch gesteuert werden, dass der relative Drehwinkel zwischen dem zweiten Öffnungselement 42 und dem dritten Öffnungselement 43 geändert wird.
Das erste Öffnungselement 41 wird synchron mit der Kraftmaschine gedreht. Als Reaktion auf die Drehung des ersten Öffnungsabschnittes 41 wird ein Teil der Kompressionsluft zur Atmosphäre von der Seite des Auslassabschnittes 17 der Kompressionspumpe 11 ausgestoßen, wenn der Öffnungsabschnitt 411 des ersten Öffnungselementes 41, die Öffnungsabschnitte 421 des zweiten Öffnungselementes 42 und die Öffnungsabschnitte 431 des dritten Öffnungselementes 43 miteinander übereinstimmen. Das erste Öffnungselement 41 steuert (bestimmt) die Ausstoßzeit der Luft, die aus der Kompressionspumpe 11 zur Atmosphäre synchron mit der Drehung der Kraftmaschine ausgestoßen wird.
In diesem Fall steuert das erste Öffnungselement 41 die Ausstoßzeit (zur Atmosphäre) eines Teiles der Kompressionsluft aus der Kompressionspumpe 11, um die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die zu dem Verbindungskanal 14 aus der Kompressionspumpe 11 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine ausgelassen wird.
Außerdem bestimmen das zweite Öffnungselement 42 und das dritte Öffnungselement 43 die Ausstoßströmungsmenge (zur Atmosphäre) eines Teiles der Kompressionsluft aus der Kompressionspumpe 11, um die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die zu dem Verbindungskanal 14 aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird.
Die Kompressionsluft wird zu dem Verbindungskanal 14 aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen und setzt die Schwingungsplatte 13 in Schwingungen, die an dem Verbindungskanal 14 angeordnet ist. Die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 werden zu der Saugluft in dem Zwischenbehälter 24 übertragen (der ein Teil des Luftsaugkanals 27 ist).
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Teil der Kompressionsluft, der in der Kompressionspumpe 11 komprimiert wird, so ausgestoßen, dass die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert werden, die zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen wird. Daher ändern sich die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine. Dementsprechend können die Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. In diesem Fall ist eine Kompressionsluftsteuereinheit 50 an der Seite des Auslassabschnittes 17 der Kompressionspumpe 11 angeordnet. Die Kompressionsluftsteuereinheit 50 hat einen Kanalsteuerabschnitt 51 und einen Öffnungsflächensteuerabschnitt 52. Der Kanalsteuerabschnitt 51 ist zum Einstellen der Gesamtlänge des Verbindungskanals 14 vorgesehen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsrohr 12 aus einem bewegbaren Rohr 121, einen ersten festen Rohr 122 und einem zweiten festen Rohr 123 aufgebaut. Zwei Enden des ersten festen Rohres 122 sind mit der Seite des Auslassabschnittes 17 der Kompressionspumpe 11 beziehungsweise mit einem Ende des bewegbaren Rohres 121 verbunden. Zwei Enden des zweiten festen Rohres 123 sind mit dem anderen Ende des bewegbaren Rohres 121 beziehungsweise mit der Seite des Zwischenbehälters 24 verbunden.
In diesem Fall sind die beiden Enden des bewegbaren Rohres 121 jeweils verschiebbar mit dem ersten festen Rohr 122 und dem zweiten festen Rohr 123 verbunden. Das bewegbare Rohr 121 kann durch einen Aktuator 53 axial angetrieben werden (wie dies durch einen Pfeil in der 7 angegeben ist), damit es sich bezüglich der festen Rohre 122 und 123 bewegt, so dass die Gesamtlänge des Verbindungskanals 14 geändert wird.
Wenn die Gesamtlänge des Verbindungskanals 14 geändert wird, dann wird die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft geändert, die aus der Kompressionspumpe 11 zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen wird. Wenn das bewegbare Rohr 121 durch den Aktuator 53 angetrieben wird, damit es sich als Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl (U/min) bewegt, dann wird somit die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft an dem Verbindungskanal 14 geändert. Daher wird die Schwingungsphase der Schwingungsplatte 13 geändert, die durch die Kompressionsluft erregt wird.
Die Öffnungsflächensteuereinheit 52, die für das feste Rohr 123 vorgesehen ist, hat ein Öffnungs/Schließelement 54 und einen Aktuator 55. Das Öffnungs/Schließelement 54 kann durch den Aktuator 55 angetrieben werden, um den Öffnungsgrad des Kanales des festen Rohres 123 einzustellen (der ein Teil des Verbindungskanals 18 ist). Der Querschnittsflächeninhalt (Öffnungsfläche) des Verbindungskanals 14 kann nämlich durch das Öffnungs/Schließelement 54 so eingestellt werden, dass er ein vorbestimmter Wert wird. Somit wird die Durchsatzrate der Kompressionsluft gesteuert, die durch den Verbindungskanal 14 hindurch strömt. Daher kann die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, durch die Öffnungsflächensteuereinheit 52 gesteuert werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Kanalsteuereinheit 51 zum Einstellen der Gesamtlänge des Verbindungsrohres 12 vorgesehen, in dem die Kompressionsluft strömt, die in der Kompressionspumpe 11 komprimiert wurde. Somit kann die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert werden, die durch den Verbindungskanal 14 hindurch strömt. Außerdem ist die Öffnungsflächensteuereinheit 52 zum Ändern der Öffnungsfläche (Querschnittsflächeninhalt) des Verbindungskanals 14 vorgesehen. Somit kann die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert werden, die durch den Verbindungskanal 14 hindurch strömt.
In diesem Fall werden die Gesamtlänge des Verbindungsrohres 12 und die Öffnungsfläche des Verbindungskanals 14 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine geändert. Daher ändern sich die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine. Dementsprechend können die Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. In diesem Fall ist die Kompressionspumpe 11 eine Kolbenkompressionspumpe, die mit einem Zylinder 112, der mit dem Verbindungskanal 14 in Verbindung ist, und einem Kolben 111 versehen ist, der sich in dem Zylinder 112 hin und her bewegt.
Der Kolben 111 der Kompressionspumpe 11 wird durch eine Antriebswelle 18 angetrieben, die mit der Kraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden ist, damit er sich in dem Zylinder 112 hin und her bewegt. Somit wird die Kompressionsluft aus der Kompressionspumpe 11 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine ausgelassen.
Eine Kompressionsluftsteuereinheit 60, die für den Verbindungskanal 14 vorgesehen ist, hat einen Kolben 61 und einen Aktuator 62. Der Kolben 61 wird durch den Aktuator 62 angetrieben, so dass er sich in dem Verbindungskanal 14 axial bewegt, um die Kapazität (das Volumen) des Verbindungskanals 14 zu ändern.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Kapazität des Verbindungskanals 14 auf Grund der Bewegung des Kolbens 61 in dem Verbindungskanal 14 geändert werden. Da sich der Kolben 61 in dem Verbindungskanal 14 als Reaktion auf die Drehung der Kraftmaschine bewegt, wird der Anfangsdruck der Kompressionsluft geändert, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird. Die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft kann nämlich geändert werden.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Kolben 111 der Kompressionspumpe 11 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine angetrieben, um die Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, als Reaktion auf die Drehung der Kraftmaschine zu bewirken. Somit kann die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert werden.
Außerdem kann die Kapazität (das Volumen) des Verbindungskanals 14 durch den Kolben 61 der Kompressionsluftsteuereinheit 60 so geändert werden, dass die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft gesteuert wird. Daher ändern sich die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine. Dementsprechend können die Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. In diesem Fall ist eine Kompressionspumpeneinheit 70 mit zwei Kolben 71, 72 und zwei Zylindern 73, 74 versehen. Die Kolben 71 und 72 werden jeweils durch Antriebswellen 75 angetrieben, die mit der Kraftmaschine verbunden sind, so dass sie sich in den entsprechenden Zylindern 73 und 74 axial hin und her bewegen.
Die Kompressionspumpeneinheit 70 hat nämlich zwei Kompressionspumpen, die durch den Kolben 71 und den Zylinder 73 beziehungsweise durch den Kolben 72 und den Zylinder 74 aufgebaut sind.
Eine Kompressionsluftsteuereinheit 80 hat Auslasskanäle 81, 82, die entsprechend mit den beiden axialen Enden des Zylinders 73 verbunden sind, und sie hat Auslasskanäle 83, 84, die entsprechend mit den beiden axialen Enden des Zylinders 74 verbunden sind. Darüber hinaus ist die Kompressionsluftsteuereinheit 80 mit Öffnungs/Schließelementen 85, 86, 87 und 88 versehen, die entsprechend in den Auslasskanälen 81, 83, 83 beziehungsweise 84 angeordnet sind. Die Öffnungs/Schließelemente 85 bis 88 werden durch Aktuatoren (nicht gezeigt) angetrieben, so dass sie jeweils die Öffnungsflächen (Querschnittsflächeninhalte) der entsprechenden Auslasskanäle 81 bis 84 einstellen.
Da die Kolben 71 und 72 in den Zylindern 73 beziehungsweise 74 axial hin und her bewegt werden, werden die Auslasskanäle 81 bis 84 mit Kompressionsluft versorgt, die jeweils unterschiedliche Druckänderungsphase aufweist. Zum Beispiel können die Druckänderungen der Kompressionsluft, die zu den Auslasskanälen 81 bis 84 ausgelassen wird, um 90° außer Phase sein.
Kompressionsluft mit unterschiedlichen Druckänderungsphasen (die zum Beispiel um 90° voneinander abweichen (aus den Auslasskanälen 81 bis 84) wird an dem Verbindungskanal 14 gemischt. In diesem Fall sind die Öffnungsflächen der Auslasskanäle 81 bis 84 entsprechend durch die Öffnungs/Schließelemente 85 bis 88 einstellbar. Daher kann eine Kompressionsluft mit einer beliebigen Druckänderungsphase und – Amplitude in dem Verbindungskanal 14 erzeugt werden, indem Kompressionsluft kombiniert wird, die durch die Auslasskanäle 81 bis 84 hindurch tritt.
In diesem Fall werden die Kolben 71 und 72 jeweils durch die Antriebswelle 75 angetrieben, die mit der Kraftmaschine verbunden sind, so dass sie in den Zylindern 73 beziehungsweise 74 axial hin und her bewegt werden. Somit können die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft in dem Verbindungskanal 14 als Reaktion auf die Drehung der Kraftmaschine eingestellt werden. Daher ändern sich die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine. Dementsprechend können die Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschine reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.
[Sechstes Ausführungsbeispiel]
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. In diesem Fall ist eine Kompressionspumpe 90 mit einem Zylinder 92 und einem Kolben 91 versehen, der durch eine Antriebswelle 93 angetrieben wird, so dass er sich in dem Zylinder 92 axial hin und her bewegt. Die Antriebswelle 93 ist mit der Kraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden.
Eine Kompressionsluftsteuereinheit 100 ist mit Auslasskanälen 101 und 102 versehen, die mit dem Zylinder 92 verbunden sind. Die Gesamtlängen der Auslasskanäle 101 und 102 unterscheiden sich voneinander. Darüber hinaus ist die Kompressionsluftsteuereinheit 100 mit Öffnungs/Schließelementen 103 und 104 versehen, die in den Auslasskanälen 101 beziehungsweise 102 angeordnet sind. Die Öffnungs/Schließelemente 103 und 104 werden durch Aktuatoren (nicht gezeigt) angetrieben, so dass sie die Öffnungsflächen (Querschnittsflächeninhalte) der Auslasskanäle 101 beziehungsweise 102 ändern.
Der Kolben 91 wird in dem Zylinder 92 hin und her bewegt, so dass die Kompressionsluft zu den Auslasskanälen 101 und 102 ausgelassen wird. Da sich die Gesamtlängen der Auslasskanäle 101 und 102 voneinander unterscheiden, haben die Kompressionslüfte, die in den Verbindungskanal 14 durch den Auslasskanal 101 beziehungsweise durch den Auslasskanal 102 strömen, voneinander unterschiedliche Druckänderungsphasen.
Kompressionsluft, die durch die Auslasskanäle 101 und 102 so ausgelassen wird, dass die unterschiedliche Druckänderungsphasen hat, wird in dem Verbindungskanal 14 gemischt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Öffnungsflächen der Auslasskanäle 101 und 102 durch die Öffnungs/Schließelemente 103 beziehungsweise 104 einstellbar. Somit kann eine Kompressionsluft mit beliebiger Druckänderungsphase und beliebiger Druckänderungsamplitude in dem Verbindungskanal 14 erzeugt werden, indem die Kompressionsluft kombiniert wird, die durch die Auslasskanäle 101 und 102 hindurch strömt.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel strömt die Kompressionsluft durch die Auslasskanäle 101 und 102, die unterschiedliche Gesamtlängen aufweisen, so dass sie mit unterschiedlichen Druckänderungsphasen beaufschlagt wird. Kompressionsluft mit unterschiedlichen Druckänderungsphase wird gemischt, um die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft einzustellen (zu steuern), die zu dem Verbindungskanal 14 ausgelassen wird, und zwar als Reaktion auf die Drehung der Kraftmaschine.
Daher ändern sich die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 synchron mit der Drehung der Kraftmaschine. Dementsprechend können Geräusche im Wesentlichen über den ganzen Drehzahlbereich der Kraftmaschinen reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine kann verbessert werden.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel sind die Gesamtlänge der Auslasskanäle 101 und 102 unterschiedlich voneinander festgelegt, so dass die Druckänderungsphasen der Kompressionslüfte, die durch die Auslasskanäle 101 und 102 hindurch strömen, voneinander unterschiedlich werden. Alternativ können die Durchmesser oder dergleichen der Auslasskanäle 101 und 102 auch unterschiedlich voneinander festgelegt werden, um die Phase oder die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu ändern.
[Siebtes Ausführungsbeispiel]
Gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die 11 der Verbindungskanal 14 an einer anderen Position der Luftsaugvorrichtung 10 als bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel ist jeder Einlasskrümmer 25 mit einem Durchmesser vergrößernden Abschnitt 251 (als ein kapazitätsvergrößernder Abschnitt) zwischen dem Zwischenbehälter 24 und der Kraftmaschine versehen. Das Ende (an der entgegengesetzten Seite zu der Kompressionspumpe 11) des Verbindungskanals 14 ist mit dem Durchmesser vergrößernden Abschnitten 251 von allen Einlasskrümmern 25 in Verbindung. Somit werden die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 von den Durchmesser vergrößernden Abschnitten 251 zur Saugluft übertragen, die durch die Einlasskrümmer 25 hindurch strömt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird in dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt des Luftsaugkanals 27 die Druckänderung der Saugluft, die von der Seite der Kraftmaschine übertragen wird, zu der Seite der Kraftmaschine wieder reflektiert. Daher werden die Geräusche auf Grund der Druckänderung der Saugluft verstärkt.
Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 14 mit dem Durchmesser vergrößernden Abschnitt 351 der Einlasskrümmer 25 verbunden, und die Schwingungsplatte 13, die in dem Verbindungskanal 14 angeordnet ist, wird durch die Kompressionsluft erregt, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, so dass sie Schwingungen mit einer entgegengesetzten Phase zu der Druckänderung der Saugluft aufweist. Daher können die Saugluftgeräusche reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine ist verbessert.
[Achtes Ausführungsbeispiel]
Gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungskanal 14 unter Bezugnahme auf die 12 an einer anderen Position der Luftsaugvorrichtung 10 als bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel ist der erste Saugrohrabschnitt 21 mit einem Durchmesser vergrößernden Abschnitt 211 (als ein kapazitätsvergrößernder Abschnitt) zwischen dem Öffnungsendabschnitt und der Luftreinigungsvorrichtung 22 versehen. Das Ende (an der entgegengesetzten Seite zu der Kompressionspumpe 11) des Verbindungskanals 14 ist mit dem Durchmesser vergrößernden Abschnitt 211 verbunden.
Somit werden die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 von dem Durchmesser vergrößernden Abschnitt 211 des ersten Saugrohrabschnittes 21 zu der Saugluft übertragen, die durch den ersten Saugrohrabschnitt 21 hindurch strömt. Die Schwingungsplatte 13, die in dem Verbindungskanal 14 angeordnet ist, wird durch die Kompressionsluft erregt, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, so dass sie Schwingungen mit der entgegengesetzten Phase zu den Druckschwingungen aufweist. Dementsprechend können die Saugluftgeräusche reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschine ist verbessert.
[Neuntes Ausführungsbeispiel]
Gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungskanal 14 unter Bezugnahme auf die 13 an einer anderen Position der Luftsaugvorrichtung 10 als bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Bei dem neunten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 14 mit der Luftreinigungsvorrichtung 22 verbunden (als ein kapazitätsvergrößernder Abschnitt, in dem die Kapazität der Luftsaugkanals 27 vergrößert ist), so dass die Schwingungen der Schwingungsplatte 13 zu der Saugluft übertragen werden, die durch die Luftreinigungsvorrichtung 22 hindurch strömt. Die Schwingungsplatte 13, die in dem Verbindungskanal 14 angeordnet ist, wird durch die Kompressionsluft erregt, die aus der Kompressionspumpe 11 ausgelassen wird, so dass sie Schwingungen mit der entgegengesetzten Phase zu der Druckänderung der Saugluft hat. Dementsprechend können die Saugluftgeräusche reduziert werden, und die Abgabe der Kraftmaschinen ist verbessert.
Das siebte, das achte und das neunte Ausführungsbeispiel sind auf der Grundlage der Kompressionspumpe 11 und der Kompressionsluftsteuereinheit 30 beschrieben, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Jedoch können die Kompressionspumpen und die Kompressionsluftsteuereinheiten, die bei dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch in geeigneter Weise für das siebte, das achte und das neunte Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Wie dies bei dem siebten, dem achten und dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann das Ende (an der entgegengesetzten Seite zu der Kompressionspumpe 11) des Verbindungskanals 14 mit irgendeiner Position des kapazitätsvergrößernden Abschnittes des Saugkanals 27 verbunden werden, so dass die Geräusche der Saugluft reduziert werden, die durch den Luftsaugkanal 27 hindurch strömt, und die Abgabe der Kraftmaschine verbessert wird.
Eine Luftsaugvorrichtung (10) hat ein Luftsaugsystem (20) mit zumindest einem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22), einer Kompressionspumpe (11, 70, 90), die Luft synchron mit einem Betrieb einer Kraftmaschine komprimiert, einer Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40, 50, 60, 80, 100) und einer Schwingungsplatte (13), die durch Luft in Schwingungen versetzt wird, die durch die Kompressionspumpe (11, 40, 90) komprimiert wird, und die in einem Verbindungskanal (14) angeordnet ist, der eine Auslassseite der Kompressionspumpe (11, 70, 90) mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22) verbindet. Die Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40, 50, 60, 80, 100) steuert die Phase und die Amplitude einer Druckänderung der Kompressionsluft, die aus der Kompressionspumpe (11, 70, 90) ausgelassen wird, um die Kompressionsluft mit der Druckänderung zu versehen, die eine entgegengesetzte Phase zu einer Druckänderung der Saugluft aufweist, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird.

Claims

Luftsaugvorrichtung (10) gekennzeichnet durch: ein Luftsaugsystem (20), das einen Luftsaugkanal (27) einer Brennkraftmaschine definiert; zumindest einen kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22), der im Laufe des Luftsaugkanals (27) positioniert ist und eine vergrößerte Kapazität aufweist; zumindest eine Kompressionspumpe (11, 70, 90), die Luft synchron mit einem Betrieb der Kraftmaschine komprimiert; eine Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40, 50, 60, 80, 100), die zumindest eine Phase oder eine Amplitude einer Druckänderung der Kompressionsluft steuert, die aus der Kompressionspumpe (11, 60, 90) ausgelassen wird, um so die Kompressionsluft mit der Druckänderung zu versehen, die die entgegengesetzte Phase zu einer Druckänderung von Saugluft aufweist, die in die Kraftmaschine hinein gesaugt wird; und eine Schwingungsplatte (13), die durch die Kompressionsluft auf der Kompressionspumpe (11, 70, 90) in Schwingungen versetzt wird und in einem Verbindungskanal (14) des Luftsaugkanals (27) angeordnet ist, wobei der Verbindungskanal (14) eine Auslassseite der Kompressionspumpe (11, 70, 90) mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (24, 251, 211, 22) verbindet.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Kompressionsluftsteuereinheit (30) an einer Saugseite der Kompressionspumpe (11) angeordnet ist, um eine Saugmenge und eine Saugzeit der in die Kompressionspumpe (11) hinein gesaugten Luft zu ändern, um so die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die aus der Kompressionspumpe (11) ausgelassen wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Kompressionsluftsteuereinheit (40) an der Auslassseite der Kompressionspumpe (11) angeordnet ist, um eine Ausstoßmenge und eine Ausstoßzeit zu ändern, wenn ein Teil der Luft aus der Kompressionspumpe zur Atmosphäre ausgestoßen wird, um so die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die aus der Kompressionspumpe (11) ausgelassen wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Kompressionsluftsteuereinheit (50) folgendes aufweist: einen Kanalsteuerabschnitt (51), der eine Länge des Verbindungskanals (14) ändert, der an der Auslassseite der Kompressionspumpe (11) angeordnet ist, um die Phase der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die aus der Kompressionspumpe (11) ausgelassen wird; und einen Öffnungsflächensteuerabschnitt (52), der eine Öffnungsfläche des Verbindungskanals (14) ändert, um die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft zu steuern, die aus der Kompressionspumpe (11) ausgelassen wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei: die Kompressionspumpe (11) eine Kolbenkompressionspumpe ist, die in dem Verbindungskanal (14) synchron mit dem Betrieb der Kraftmaschine hin und her bewegt wird, um die Luft in dem Verbindungskanal (14) zu komprimieren; und die Kompressionsluftsteuereinheit (60) eine Kapazität des Verbindungskanals (14) ändert, um die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft in dem Verbindungskanal (14) zu steuern.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei: die beiden Kompressionspumpen (70) zum Auslassen der Kompressionsluft vorgesehen sind, die Druckänderungen mit voneinander unterschiedlichen Phase aufweist; und die Kompressionsluftsteuereinheit (80) die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft in dem Verbindungskanal (14) steuert, indem die Kompressionsluft kombiniert wird, die aus den beiden Kompressionspumpen (70) ausgelassen wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei: die Kompressionsluftsteuereinheit (100) zumindest zwei Auslasskanäle (101, 102) aufweist und die Luft, die in der Kompressionspumpe (90) komprimiert wird, zu den Auslasskanälen (101, 102) verteilt; und die Kompressionsluftsteuereinheit (100) die Phase und die Amplitude der Druckänderung der Kompressionsluft in dem Verbindungskanal (14) steuert, indem sie Kompressionsluft kombiniert, die durch die Auslasskanäle (101, 102) ausgelassen wird, so dass sie die Druckänderungen mit den unterschiedlichen Phasen und den unterschiedlichen Amplituden aufweist.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Luftsaugsystem (20) eine Vielzahl Einlasskrümmer (25), die jeweils mit Zylindern der Kraftmaschine in Verbindung sind, und einen Zwischenbehälter (24) aufweist, der die Saugluft zu den Einlasskrümmern (25) verteilt; und der Verbindungskanal (14) mit dem Zwischenbehälter (24) in Verbindung ist.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Luftsaugsystem (20) eine Vielzahl Einlasskrümmer (25) aufweist, die jeweils mit Zylindern der Kraftmaschine in Verbindung sind, wobei jeder Einlasskrümmer (25) mit einem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (251) im Laufe des Einlasskrümmers (25) versehen ist; und der Verbindungskanal (14) mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (251) des Einlasskrümmers (25) Verbindung ist.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Luftsaugsystem (20) eine Luftreinigungsvorrichtung (22) zum Beseitigen von Fremdstoffen in der Saugluft, die durch den Luftsaugkanal (27) hindurch strömt, und einen kapazitätsvergrößernden Abschnitt (211) aufweist, der an einer entgegengesetzten Seite der Luftreinigungsvorrichtung (22) hinsichtlich der Kraftmaschine angeordnet ist; und der Verbindungskanal (14) mit dem kapazitätsvergrößernden Abschnitt (211) in Verbindung ist.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Luftsaugsystem (20) eine Luftreinigungsvorrichtung (22) zum Beseitigen von Fremdstoffen in der Saugluft aufweist, die durch den Luftsaugkanal (27) hindurch strömt; und der Verbindungskanal (14) mit der Luftreinigungsvorrichtung (22) in Verbindung ist.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Kompressionsluftsteuereinheit (30, 40) ein erstes Öffnungselement (31, 41), ein zweites Öffnungselement (32, 42) und ein drittes Öffnungselement (33, 43) aufweist, die jeweils gedreht werden und zumindest mit einer Öffnung (311, 321, 331) versehen sind, wobei das erste Öffnungselement (31, 41) synchron mit der Drehung der Kraftmaschine gedreht wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, wobei: der Kanalsteuerabschnitt (51) ein bewegbares Rohr (121), ein erstes festes Rohr (122) und ein zweites festes Rohr (123) aufweist; zwei Enden des ersten festen Rohrs (122) mit einem Auslassabschnitt (17) der Kompressionspumpe (11) beziehungsweise mit einem Ende des bewegbaren Rohres (121) verbunden sind; zwei Enden des zweiten festen Rohres (123) mit dem anderen Ende des bewegbaren Rohres (121) beziehungsweise mit einer Seite des Zwischenbehälters (24) verbunden sind; und die beiden Enden des bewegbaren Rohres (121) verschiebbar mit dem ersten festen Rohr (122) und dem zweiten festen Rohr (123) verbunden sind, wobei das bewegbare Rohr (121) hinsichtlich der festen Rohre (122) und (123) axial angetrieben wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei die Kompressionspumpe (11) mit einem Zylinder (112), der mit dem Verbindungskanal (14) in Verbindung ist, und mit einem Kolben (111) versehen ist, der sich in dem Zylinder (112) hin und her bewegt.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 6, wobei: jede der Kompressionspumpen (70) einen Zylinder (73, 74) und einen Kolben (71, 72) aufweist, der sich in dem Zylinder (73, 74) hin und her bewegt; und die Kompressionsluftsteuereinheit (80) vier Auslasskanäle (81, 82, 83, 84) und vier Öffnungs/Schließelemente (85, 86, 87, 88) aufweist, die in den entsprechenden Auslasskanälen (81, 82, 83, 84) angeordnet sind, und Öffnungsflächen der Auslasskanäle (81, 82, 83, 84) einzustellen, wobei die Kompressionsluft aus den Kompressionspumpen (70) zu dem Verbindungskanal (14) durch die Auslasskanäle (81, 82, 83, 84) ausgelassen wird.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, wobei Längen der Auslasskanäle (101, 102) voneinander unterschiedlich sind.
Luftsaugvorrichtung (10) gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 16, wobei Durchmesser der Auslasskanäle (101, 102) voneinander unterschiedlich sind.