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Für die Anmeldung
wird die Priorität
der am 24. Juli 2006 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0069021 beansprucht,
deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein variables Ansaugsystem eines Fahrzeuges,
und insbesondere ein variables Ansaugsystem, das derart gestaltet
ist, dass Geräusche
und Vibrationen eines Motors durch Platzieren einer Vakuumkammer
innerhalb eines Ansaugkrümmers
reduziert werden.
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Für verschiedene
Fahrzeugmotoren wurde eine Forschung und Entwicklung für ein variables
Ansaugsystem betrieben, welches die Länge des Ansaugkanals eines
Ansaugkrümmers
in Abhängigkeit vom
Fahrzustand einstellen kann.
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Es
ist bekannt, dass ein variables Ansaugsystem dazu dient, die Länge des
Ansaugkanals eines Ansaugkrümmers
einzustellen. Das variable Ansaugsystem weist eine Drosselklappe,
einen Druckausgleichbehälter,
der mit der Drosselklappe verbunden ist, einen Ansaugkrümmer mit
einer Mehrzahl von Ansaugkanälen,
auf welche die Luft aus dem Druckausgleichbehälter verteilt wird, eine Öffnungs/Schließeinrichtung
zum Einstellen der Länge des
Ansaugkanals, eine Betätigungseinrichtung,
welche die Öffnungs/Schließeinrichtung
betätigt,
und eine Vakuumkammer zum Antreiben der Betätigungseinrichtung auf.
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Vakuumkammern
wurden als eine unabhängige
Motorkomponente entwickelt. In diesem Falle ist der Vorteil der
Vakuumkammer, dass sie ohne eine Form- und Größenbeschränkung gestaltet werden kann,
um ein ausreichendes Volumen zu haben. Ferner kann die Montageposition
der Vakuumkammer frei gewählt
werden.
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Die
Montageposition der Vakuumkammer wird durch die Gestaltung des Motors
und des Fahrzeuges bestimmt. Die Vakuumkammer muss eine ausreichende
Größe haben,
und das Verbindungsrohr, das die Vakuumkammer verbindet, muss einfach
gestaltet sein.
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Inzwischen
wurde an der Gestaltung von leichtgewichtigen Motoren unter Verwendung
von neuen Werkstoffen geforscht und entwickelt.
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Insbesondere
wurden Bemühungen
in der Herstellung des variablen Ansaugsystems unter Verwendung
von Kunststoff unternommen, um das Gewicht des Motors zu reduzieren.
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Jedoch
benötigt
die separate Vakuumkammer viele Komponenten, wie einen Montagehalter, ein
Halterkupplungsteil, eine Betätigungseinrichtung und
einen Vakuumschlauch, der die Betätigungseinrichtung mit der
Vakuumkammer verbindet. Daher sind die Nachteile, dass die Herstellungskosten
und der von der Vakuumkammer eingenommene Raum erhöht werden.
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Ebenso
wurde durch einen Versuch festgestellt, dass die Geräusche ansteigen,
wenn das variable Ansaugsystem aus Kunststoff geformt ist.
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Insbesondere
werden die Geräusche
primär durch
den Anstieg eines Durchflussverhältnisses
erzeugt, wenn Luft durch die Drosselklappe hindurchtritt, und sekundär dann erzeugt,
wenn die Luft durch die Ansaugkanäle des Ansaugkrümmers hindurchtritt.
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Ebenso
werden Motorgeräusche
durch die Drehung einer Kurbelwelle in dem Motor erzeugt.
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Mit
der Erfindung wird ein variables Ansaugsystem geschaffen, das eine
reduzierte Anzahl von Komponenten hat, eine einfache Struktur besitzt,
die einen geringen Raum einnimmt, ein minimiertes Gewicht und reduzierte
Geräusche
hat, und eine Vakuumkammer mit einem relativ großen Volumen aufweist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung weist ein variables Ansaugsystem einen Ansaugkrümmer mit
einer Mehrzahl von Ansaugkanälen,
eine Öffnungs/Schließeinrichtung
zum Einstellen einer Länge
des Ansaugkanals des Ansaugkrümmers,
eine Betätigungseinrichtung
zum Betätigen
der Öffnungs/Schließeinrichtung,
und eine Vakuumeinrichtung auf, die eine Vakuumkammer zum Antreiben
der Betätigungseinrichtung
bildet, wobei die Vakuumeinrichtung an der Innenseite des Ansaugkrümmers platziert
ist, um ein Motorgeräusch
zu reduzieren.
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Die
Vakuumeinrichtung kann einen oberen Körper und einen unteren Körper aufweisen,
welche die Vakuumkammer definieren.
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Der
obere und der untere Körper
können durch
Vibrationsschweißen
miteinander gekuppelt sein.
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Ein
oberer Abschnitt der Vakuumeinrichtung kann mit einer gekrümmten Fläche versehen
sein, die in Richtung zu einem Einlass des Ansaugkrümmers geneigt
ist.
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Die Öffnungs/Schließeinrichtung
kann an einem oberen Abschnitt des Ansaugkanals vorgesehen sein.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines variablen Ansaugsystems eines Fahrzeuges
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
teilweise perspektivische Ansicht eines unteren Körpers eines
variablen Ansaugsystems gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung;
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3 eine
Ansicht zur Erläuterung
eines Beispiels, bei dem ein unterer Körper einer Vakuumkammer mit
dem unteren Körper
des variablen Ansaugsystems aus 2 gekuppelt
ist;
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4 eine
Ansicht zur Erläuterung
eines Beispiels, bei dem ein oberer Körper einer Vakuumkammer mit
dem unteren Körper
der Vakuumkammer aus 3 gekuppelt ist;
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5 einen
Schnitt entlang der Linie A-A aus 1;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie B-B aus 4;
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7 eine
schematische Schnittansicht entsprechend 5 eines
herkömmlichen
variablen Ansaugsystems eines Fahrzeuges; und
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8 eine
schematische Schnittansicht entsprechend 6 eines
herkömmlichen
variablen Ansaugsystems eines Fahrzeuges.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Mit
Bezug auf 1 sind eine Drosselklappe 110,
durch welche hindurch Außenluft
eingeführt wird,
und eine Betätigungseinrichtung 120 zum
Betätigen
einer Öffnungs/Schließeinrichtung 530 unter Verwendung
eines Unterdrucks aus der Vakuumkammer 550 mit einem variablen
Ansaugsystem 100 eines Fahrzeuges verbunden.
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Wie
in 1 gezeigt, ist ein unterer Körper 200 in einem
unteren Abschnitt des variablen Ansaugsystems 100 platziert.
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Wie
in 2 gezeigt, ist ein Ansaugkanal 210 eines
Ansaugkrümmers
in dem variablen Ansaugsystem 100 ausgebildet.
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Wie
in 3 gezeigt, ist ein unterer Körper 300 der Vakuumkammer
mit dem unteren Körper 200 des
variablen Ansaugsystems aus 2 gekuppelt.
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Wie
in 4 gezeigt, ist ein oberer Körper 400 der Vakuumkammer
mit dem unteren Körper 300 der
Vakuumkammer aus 3 gekuppelt.
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Wie
ebenfalls in 4 gezeigt, ist der obere Abschnitt
der Vakuumkammer 550 in Richtung zu einem Ansaugkanaleinlass 410 geneigt
und mit einer Krümmungsfläche mit
einem vorbestimmten Radius R versehen. Daher wird, wenn die Luft
in Richtung zu dem Ansaugkanaleinlass 410 ausgerichtet
ist, der Luftstromwiderstand minimiert.
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Zur
Vereinfachung wird nur ein einziger Ansaugkanal unter den Ansaugkanälen des
Ansaugkrümmers
mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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Mit
Bezug auf 5 ist der obere Körper 400 der
Vakuumkammer mit einer gekrümmten
Fläche versehen,
die in Richtung zu dem Ansaugkanaleinlass 410 geneigt ist.
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Wie
in 5 gezeigt, ist die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 zur
Steuerung des Luftstromwiderstands an einem oberen Abschnitt des Ansaugkanals 210 vorgesehen.
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In 5 ist
die Drosselklappe 110 mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
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Die
Luft, die durch die Drosselklappe 110 hindurch in den Druckausgleichbehälter 510 hinein gelenkt
wird, wird weiter in den Ansaugkanal 210 hinein gelenkt.
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Die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 öffnet und
schließt
entsprechend dem Betrieb des Motors. Wenn die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geschlossen
ist, hat der Ansaugkanal 210, durch welchen die Luft hindurchtritt,
eine größere Länge. Wenn
die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geöffnet ist,
hat der Ansaugkanal 210, durch welchen die Luft hindurchtritt,
eine reduzierte Länge.
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Wenn
das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, ist die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geöffnet. Wenn
das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt, ist die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geschlossen.
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5 zeigt
einen Zustand, in dem die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geöffnet ist.
Die Strichpunktlinie zeigt den Zustand, in dem die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geschlossen
ist.
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Wenn
die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 geöffnet ist,
strömt
Luft von dem Druckausgleichbehälter 510 in
den Ansaugkanal 210 hinein, wie durch den gestrichelten
Pfeil gezeigt ist.
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Die Öffnungs/Schließeinrichtung 530 wird von
der Betätigungseinrichtung 120 gesteuert.
Die Betätigungseinrichtung 120 wird
von dem Unterdruck in der Vakuumkammer 550 angetrieben.
Der Unterdruck in der Vakuumkammer 550 wird durch den Druckausgleichbehälter 510 erzeugt.
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Die
Betätigungseinrichtung 120 wird
von einer elektronischen Steuereinrichtung ECU (nicht gezeigt) gesteuert.
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Mit
Bezug auf 5 bis 8 wird der
Unterschied zum Stand der Technik beschrieben.
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Wie
in 5 gezeigt, wirkt der obere Abschnitt der Vakuumkammer 550 wie
ein Trichter, der den Luftstromwiderstand minimieren kann, wenn
die Luft in den Ansaugkanal 210 hineinströmt.
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Im
Vergleich der 5 mit 7 kann festgestellt
werden, dass der an einem Einlass des Ansaugkanals ausgebildete
Radius eines Trichters gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
in 5 größer als
der eines Trichters nach dem Stand der Technik in 7 ist.
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Die
obere Fläche
der Vakuumkammer 550 bildet den Trichter. Bei dem Trichter
mit einem relativ großen
Radius gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
ist die Möglichkeit
einer Wirbelbildung geringer als bei dem Trichter nach dem Stand
der Technik. Ebenso ist der Luftstromwiderstand nach der beispielhaften
Ausführungsform
geringer als nach dem Stand der Technik.
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In 5 und 7 strömt die Luft
aus dem Druckausgleichbehälter 510 durch
den Ansaugkanaleinlass 410 hindurch in der Richtung des
durchgehenden Pfeils in den Ansaugkanal 210 hinein. Der durchgehende
Pfeil in 5 ist leichter gekrümmt. Das
heißt,
dass die Möglichkeit
des Auftretens des Luftstromwiderstands reduziert ist.
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Im
Vergleich der 6, welche einen Schnitt senkrecht
zu dem in 5 darstellt, mit 8,
welche einen Schnitt senkrecht zu dem in 7 darstellt,
kann festgestellt werden, dass die Möglichkeit der Wirbelbildung
in dem Ansaugkanal 410 der beispielhaften Ausführungsform
geringer als nach dem Stand der Technik ist.
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Wie
in 5 und 7 gezeigt, strömt die Luft
entlang der in 6 und 8 gezeigten
Pfeile. An dieser Stelle stellen die Pfeile in 6 die
beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung dar, wo ein leicht gekrümmter Pfad einen geringen Luftstromwiderstand
ermöglicht.
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Wie
in 8 gezeigt, ist im Falle des Standes der Technik
die Möglichkeit
der Wirbelbildung infolge einer Begrenzungsrippe 810 relativ
hoch.
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Bezüglich der
Strukturfestigkeit ist, da bei dem variablen Ansaugsystem gemäß der Erfindung die
Vakuumkammer 550 an der Innenseite platziert ist, die Vakuumkammer 550 ein
Bestandteil des variablen Ansaugsystems, wodurch die Strukturfestigkeit erhöht wird.
In diesem Falle kann der Ansaugkrümmer oder die Begrenzungsrippe
dünn gestaltet
werden, so dass das Gewicht des gesamten Systems reduziert werden
kann.
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Bezüglich des
Volumens der Vakuumkammer 550 kann dieses ohne Erhöhung des
Gewichts vergrößert werden.
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Bezüglich des
Geräusches
kann dieses durch eine Luftspaltwirkung reduziert werden.
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Das
heißt,
da die Vakuumkammer 550 eine unterschiedliche Luftdichte
innerhalb des variablen Ansaugsystems hat, wird eine Geräuschreduzierung erreicht.
Durch einen Versuch wurde ermittelt, dass die Geräuschreduzierung über den
gesamten Bereich des variablen Ansaugsystems erreicht wird.
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Wie
oben beschrieben, hat das variabel Ansaugsystem gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung die folgenden Wirkungen:
Da die Vakuumkammer
an der Innseite des variablen Ansaugsystems platziert ist, kann
eine Geräuschreduzierungswirkung
erreicht werden.
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Da
die Struktur des variablen Ansaugsystems einfach ist, kann die Anzahl
von Komponenten reduziert werden, so dass die Herstellungskosten
reduziert werden können.
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Ferner
wird der Luftstrom durch den oberen Körper der Vakuumkammer verbessert.
Außerdem kann,
da die Vakuumkammer ein Bestandteil des variablen Ansaugsystems
ist, die Strukturfestigkeit des variablen Ansaugsystems erhöht werden,
und das Gewicht des Erzeugnisses kann reduziert werden.
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Das
Volumen der Vakuumkammer kann ohne Erhöhung des Gewichts des gesamten
Systems erhöht
werden.