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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nr. 10-2009-0118713 , welche am 02. Dezember 2009 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen variablen Schalldämpfer (insbesondere Auspufftopf), und insbesondere einen variablen Schalldämpfer, welcher ein Ventil aufweist, welches im Stande ist, eine Durchflussmenge von Abgas in zwei Stufen zu steuern.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Bei Benzinmotoren, welche auf Fahrzeuge angewandt werden, wird bei einem normalen Drehzahlbereich, zum Beispiel bei einem Bereich von 750 U/min bis 2500–3000 U/min, üblicherweise Stille bzw. Geräuschsarmut verlangt, und bei einem hohen Drehzahlbereich, zum Beispiel bei mehr als 3000 U/min, wird eine hohe Ausgangsleistung anstelle der Geräuschsarmut verlangt.
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Das Motorgeräusch wird durch Abgasgeräusche von dem Motor erzeugt. Um das Geräusch zu reduzieren und eine hohe Ausgangsleistung zu erzeugen, wurden verschiedene Schalldämpfer offenbart.
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Um die Anforderung zu erfüllen wurde ein herkömmlicher Schalldämpfer vorgeschlagen, aufweisend ein variables Ventil, welches in einem Schalldämpfer montiert ist und Abgasdruck reduziert.
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Der Schalldämpfer ist derart montiert, dass ein variables Ventil, welches an einem Abgasauslass eines verbundenen oder kommunizierenden Rohrs in dem Schalldämpfer angeordnet ist, durch ein elastisches Element abgestützt ist.
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Bei einer normalen Motordrehzahl ist das variable Ventil wegen des niedrigen Abgasdrucks dabei in einem geschlossenen Zustand, aufgrund der elastischen Kraft des elastischen Elements, welche auf das variable Ventil in Richtung zu einem verbundenen Rohr ausgeübt wird und welche größer ist als der Abgasdruck, und Abgas, welches aus dem Schalldämpfer nach außen ausströmt, strömt durch einen Abschnitt mit Abgaswiderstand, und hierdurch wird das Abgasgeräusch bzw. der Abgaslärm reduziert.
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Wenn der Motor in einem hohen Drehzahlbereich 3000 U/min erreicht, steigt der Abgasdruck an, und der Abgasdruck ist höher als die Abstützkraft des elastischen Elements, und hierdurch wird das variable Ventil geöffnet.
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Jedoch hat die herkömmliche Art zum Öffnen oder Schließen eines variablen Ventils gemäß lediglich dem Abgasdruck eine Einschränkung dahingehend, dass das Strömungsgeräusch bei einer hohen Drehzahl ansteigt, Drehmoment bei einer niedrigen Drehzahl reduziert ist, Abgasdruck bei einer hohen Drehzahl reduziert ist, usw.
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Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen variablen Schalldämpfer bereitzustellen, welcher Vorteile einer genauen Steuerung einer Durchflussmenge von Abgas in zwei Stufen aufweist, um Abgasgeräusche zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der variable Schalldämpfer oder Auspufftopf aufweisen: ein Gehäuse, eine Mehrzahl von Kammern, welche von Trennwänden oder Raumteilern in dem Gehäuse geformt sind, ein Einlassrohr, welches mit zumindest einer Kammer verbunden ist, zum Einströmen von Abgas in das Gehäuse, ein Auslassrohr, welches mit zumindest einer Kammer verbunden ist, zum Ausströmen/Ausgeben des Abgases, welches in das Gehäuse eingeströmt ist, an die Außenseite, ein Innenrohr zum direkten Verbinden zwischen zumindest zwei Kammern in dem Gehäuse, so dass das Abgas des Einlassrohrs durch das Innenrohr mit dem Auslassrohr in Verbindung steht, und ein variables Ventil, welches stromabwärts des Innenrohrs angeordnet ist und dessen Öffnungsbetrag oder Öffnungsgrad gemäß dem Druck des Abgases, welches durch das Innenrohr strömt, kontinuierlich verstellt/eingestellt wird.
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Das variable Ventil kann aufweisen: einen Ventilkörper oder ein Ventilgehäuse, welcher/welches verbunden ist mit dem Innenrohr, und eine Mehrzahl von Ventilen oder Ventilabschnitten, welche gelenkig (insbesondere schwenkbar) und elastisch sequentiell miteinander verbunden sind, wobei ein erstes Ventil der Ventile gelenkig (insbesondere schwenkbar) und elastisch mit dem Ventilkörper verbunden ist.
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Das variable Ventil kann aufweisen: den Ventilkörper, welcher mit dem Innenrohr verbunden ist, einen ersten Gelenkabschnitt, insbesondere Drehgelenkabschnitt, welcher an dem Ventilkörper angeordnet ist, wobei das erste Ventil an dem ersten Gelenkabschnitt angelenkt ist, einen zweiten Gelenkabschnitt, insbesondere Drehgelenkabschnitt, welcher an dem ersten Ventil angeordnet ist und ein zweites Ventil, welches an dem zweiten Gelenkabschnitt angelenkt ist.
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Das variable Ventil kann ferner aufweisen: ein erstes elastisches Element, welches an dem ersten Gelenkabschnitt angeordnet ist und das erste Ventil in eine Richtung elastisch vorspannt, sowie ein zweites elastisches Element, welches an dem zweiten Gelenkabschnitt angeordnet ist und das zweite Ventil in der Richtung (d. h., in derselben Richtung) elastisch vorspannt, wobei der Elastizitätskoeffizient des ersten elastischen Elements geringer ist als der Elastizitätskoeffizient des zweiten elastischen Elements.
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Die Trennwand kann eine erste Trennwand und eine zweite Trennwand aufweisen, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei die erste Trennwand und die zweite Trennwand mit dem Gehäuse eine erste Kammer, eine zweite Kammer und eine dritte Kammer formen, wobei das Einlassrohr durch die erste Kammer, die erste Trennwand und die zweite Trennwand hindurch mit der dritten Kammer in Verbindung steht.
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Ein erstes Trennwand-Durchgangsloch kann in der ersten Trennwand geformt sein zum Verbinden der ersten Kammer mit der zweiten Kammer, welche von der ersten Trennwand und der zweiten Trennwand geformt ist, wobei ein Durchgangsloch in dem Auslassrohr geformt ist zum Kommunizieren mit der zweiten Kammer, wobei die zweite Kammer darin ein Geräuschabsorbens aufweist, und wobei das Geräuschabsorbens aus einem Glaswollenmaterial hergestellt ist.
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Das Auslassrohr kann mit einer U-Form geformt sein (insbesondere mit einer Doppel-U-Form), wobei das Auslassrohr die erste Kammer, die zweite Kammer und die dritte Kammer zumindest einmal durchdringt, und wobei das Auslassrohr der Reihe nach die erste Kammer, die zweite Kammer, die dritte Kammer, die zweite Kammer, die erste Kammer, die zweite Kammer und die dritte Kammer durchdringt.
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Das Innenrohr kann zwischen der ersten Kammer und der dritten Kammer angeordnet sein, um dazwischen bzw. mit diesen zu kommunizieren.
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Der variable Schalldämpfer der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Durchflussmenge von Abgas in mehreren Stufen gemäß einem Motorbetriebszustand steuern, so dass der Abgaslärm bzw. das Abgasgeräusch reduziert werden kann.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargelegt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine Draufsicht auf einen variablen Schalldämpfer gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 und 3 sind perspektivische Ansichten des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Draufsicht auf den variablen Schalldämpfer gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem niedrigen Drehzahlbereich.
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6 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem mittleren Drehzahlbereich.
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7 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem hohen Drehzahlbereich.
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Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellt, welche illustrativ sind für die allgemeinen Prinzipien der Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierein offenbart ist, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung betreffen gleiche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung veranschaulicht und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben ist, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die als Beispiel dienenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche von dem Geist und Umfang der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, umfasst sein können.
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1 ist eine Draufsicht auf einen variablen Schalldämpfer gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 und 3 sind perspektivische Ansichten des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Draufsicht auf den variablen Schalldämpfer gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 5 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem niedrigen Drehzahlbereich.
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6 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem mittleren Drehzahlbereich, und 7 zeigt einen Betriebszustand des variablen Schalldämpfers gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem hohen Drehzahlbereich.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 3 weist der variable Schalldämpfer gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 100, ein Einlassrohr 110, ein Auslassrohr 120 und ein Innenrohr 130 auf, welches innerhalb des Gehäuses 100 angeordnet ist.
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Das Innere des Gehäuses 100 ist unterteilt in eine Mehrzahl von Kammern 101, 102 und 103, und zwar mittels Trennwänden oder Raumteilern 140, welche eine Mehrzahl von Löchern darin aufweisen.
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Ein Ende des Einlassrohrs 110 springt/ragt von dem Gehäuse 100 nach außen vor bzw. steht mit der Außenseite in Verbindung, und das andere Ende davon ist derart geformt, dass Abgas in das Gehäuse 100 einströmen kann.
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Ferner ist das Einlassrohr 110 in einem solchen Zustand installiert, dass es in das Gehäuse 100 eingesetzt oder eingesteckt ist, so dass Abgas, welches in das Gehäuse 100 einströmt, zu bzw. an der Hinterseite des Gehäuses 100 ausströmt/austritt.
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Die Trennwand 140 weist eine erste Trennwand 141 und eine zweite Trennwand 142 auf, welche in dem Gehäuse 100 angeordnet sind, und die erste Trennwand 141 und die zweite Trennwand 142 bilden zusammen mit dem Gehäuse 100 eine erste Kammer 101, eine zweite Kammer 102 und eine dritte Kammer 103.
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Das Einlassrohr 110 steht in Verbindung mit der dritten Kammer 103, und zwar durch die erste Kammer 101, die erste Trennwand 141 und die zweite Trennwand 142 hindurch.
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Ein Durchgangsloch 123 ist in dem Auslassrohr 120 geformt zum Kommunizieren mit der zweiten Kammer 102.
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Das Durchgangsloch 123 kann eine Mehrzahl von Löchern sein, welche an einem Außenumfang des Auslassrohrs 120 geformt sind, um Lärm zu reduzieren.
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Die zweite Kammer 102 ist mit einem schallschluckenden Material bzw. einem Geräuschabsorptionsmittel 240 gefüllt.
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Das Geräuschabsorptionsmittel 240 kann hergestellt sein aus Glaswolle, um Strömungsgeräusche zu reduzieren, welche erzeugt werden, wenn Abgas durch die zweite Kammer 102 strömt.
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Das Innenrohr 130 ist angeordnet, um die erste Kammer 101 mit der dritten Kammer 103 zu verbinden.
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Ein erstes Trennwand-Durchgangsloch 143 ist in der ersten Trennwand 141 geformt, um die erste Kammer 101 mit der zweiten Kammer 102 zu verbinden.
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Das Auslassrohr 120 ist mit einer „U”-Form geformt.
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Das Auslassrohr 120 kann die erste Kammer 101, die zweite Kammer 102 und die dritte Kammer 103 zumindest einmal durchdringen oder durchlaufen.
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Das Auslassrohr 120 kann der Reihe nach die erste Kammer 101, die zweite Kammer 102, die dritte Kammer 103, die zweite Kammer 102, die erste Kammer 101, die zweite Kammer 102 und die dritte Kammer 103 durchdringen oder durchlaufen.
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Ein variables oder verstellbares Ventil 200 ist an einer stromabwärts gelegenen Seite des Innenrohrs 130 angeordnet, d. h., an dem Auslass/Ausgang 132 des Innenrohrs, zum Steuern des Abgasstroms.
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Wie in den 4 bis 7 gezeigt ist, weist das variable Ventil einen Ventilkörper 201, welcher mit dem Innenrohr-Auslass 132 verbunden ist, einen ersten Gelenkabschnitt 210, welcher an dem Ventilkörper 201 angeordnet ist, ein erstes Ventil 231, welches gelenkig/schwenkbar mit dem ersten Gelenkabschnitt 210 verbunden ist, einen zweiten Gelenkabschnitt 220, welcher an dem ersten Ventil 231 angeordnet ist, und ein zweites Ventil 232 auf, welches gelenkig/schwenkbar mit dem zweiten Gelenkabschnitt 220 verbunden ist.
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Das variable Ventil 200 kann ferner ein erstes elastisches Element 211, welches an dem ersten Gelenkabschnitt 210 angeordnet ist und das erste Ventil 231 elastisch stützt, sowie ein zweites elastisches Element 222 aufweisen, welches an dem zweiten Gelenkabschnitt 220 angeordnet ist und das zweite Ventil 232 elastisch stützt.
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Der Elastizitätskoeffizient des ersten elastischen Elements 211 ist kleiner als der Elastizitätskoeffizient des zweiten elastischen Elements 222.
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D. h., eine Auslenkung oder Verstellung des ersten Ventils 231, welches von dem ersten elastischen Element 211 elastisch gestützt ist, ist größer als diejenige von dem zweiten Ventil 232, das von dem zweiten elastischen Element 222 elastisch abgestützt wird.
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Das erste Steuerventil 231 und das zweite Steuerventil 232 des variablen Ventils 200 haben eine Fläche, welche im Stande ist, ein Ende des Innenrohrs 130 zu verschließen oder zu öffnen bzw. frei zu geben, und die Fläche ist mit einer kreisförmigen Plattenform geformt.
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Der Betriebszustand des variablen Ventils 200 wird automatisch gemäß der Motordrehzahl gesteuert, um eine Abgasmenge, welche durch die Kammern 101, 102 und 103 des Gehäuses 100 strömt, zu steuern. Im Folgenden wird der Betriebszustand des variablen Ventils 200 bei einer niedrigen Drehzahl, einer mittleren Drehzahl und einer hohen Drehzahl beschrieben.
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In dem Fall einer niedrigen Drehzahl ist das variable Ventil 200 geringfügig geöffnet, so dass Abgas entweichen/entströmen kann, so dass das Abgas, welches durch das Einlassrohr 110 strömt, über bzw. durch die dritte Kammer 103, einen Innenrohr-Einlass/Eingang 131, das Innenrohr 130 und das variable Ventil 200 in die erste Kammer 101 einströmt und über bzw. durch den Auslassrohr-Eingang 121 ausströmt.
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Zu der gleichen Zeit strömt ein Teil des Abgases durch das Durchgangsloch 123.
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Das Geräuschabsorptionsmittel 240, welches in die zweite Kammer 102 gefüllt ist, kann Strömungsgeräusche reduzieren.
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Der Teil des Abgases strömt durch das erste Trennwand-Durchgangsloch 143 in die erste Kammer 101 und strömt dann durch den Auslassrohr-Eingang 121 und das Auslassrohr 120 aus.
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In diesem Fall ist der Druck des Abgases, welches durch das Einlassrohr 110 strömt, relativ gering, so dass das variable Ventil 200 fast geschlossen ist (leicht bzw. etwas geöffnet), wie dies in 5 gezeigt ist.
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D. h., das variable Ventil 200 ist fast geschlossen, aufgrund der elastischen Kraft des ersten elastischen Elements 211, welches das erste Ventil 231 elastisch stützt.
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Für den Fall einer mittleren Drehzahl wird das erste Ventil 231 durch den Druck geöffnet, welcher entgegen der elastischen Kraft des ersten elastischen Elements 211 auf die Innenseite des Einlassrohrs 110, den Einlassrohr-Ausgang 112, die dritte Kammer 103 und das Innenrohr 130 aufgebracht wird.
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D. h., der Winkel θ1, welcher von dem ersten Ventil 231 definiert wird, bleibt gleich dem Winkel θ2, welcher von dem zweiten Ventil 232 definiert wird.
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Folglich strömt ein Teil des Abgases, welches in die zweite Kammer 102 einströmt, durch das erste Trennwand-Durchgangsloch 143 in die erste Kammer 101, und der verbleibende Teil strömt durch das variable Ventil 200 in die erste Kammer 103.
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Das Abgas wird dann durch bzw. über den Auslassrohr-Eingang 121 aus dem Gehäuse 100 heraus ausgestoßen.
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Für den Fall einer hohen Drehzahl werden das erste Ventil 231 und das zweite Ventil 232 durch den Druck geöffnet, welcher auf die Innenseite des Einlassrohrs 110, den Einlassrohr-Ausgang 112, die dritte Kammer 103 und das Innenrohr 130 aufgebracht wird, und zwar gegen die elastische Kraft des ersten elastischen Elements 211 und des zweiten Ventils 232.
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D. h., der Winkel θ2, welcher von dem zweiten Ventil 232 definiert wird, ist größer als der Winkel θ1, welcher von dem ersten Ventil 231 definiert wird.
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Insbesondere werden in dem Fall der hohen Drehzahl das erste Ventil 231 und das zweite Ventil 232 simultan geöffnet, das Abgas strömt sanfter und gleichmäßiger aus als in dem Fall einer niedrigen oder mittleren Drehzahl, so dass die Motorleistung verbessert werden kann.
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Zudem kann der bei einer hohen Drehzahl erzeugte Widerstand unterdrückt bzw. reduziert werden, so dass Abgasgeräusche reduziert werden können.
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Das Auslassrohr 120 ist relativ lang geformt, so dass ein Niederfrequenzgeräusch effektiv reduziert werden kann.
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Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Ausdrücke „oben”, „unten”, „innen” und „außen” verwendet, um Merkmale der als Beispiel dienenden Ausführungsformen mit Bezug auf deren Position, wie sie in den angehängten Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.
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Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzbereich der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2009-0118713 [0001]
