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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgassystem-Struktur für ein Fahrzeug (zum Beispiel Kraftfahrzeug, zum Beispiel PKW), und betrifft insbesondere eine Abgassystem-Struktur für einen Zylinder-Deaktivierung(CDA= „cylinder deactivation“)- Verbrennungsmotor, bei welcher ein Haupt-Schalldämpfer unterteilt ist in vier Räume mittels dreier Wände, wobei eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung, welche einen zweiten Raum und einen dritten Raum verbinden, ein erstes Ventil, welches mit einem Kanal der ersten Verbindungsleitung gekuppelt ist, und ein zweites Ventil, welches mit einem Kanal der zweiten Verbindungsleitung gekuppelt ist, bereitgestellt sind, wodurch Lärm in dem Abgassystem mit maximaler Effizienz gemäß Eigenschaften / Charakteristiken eines Verbrennungsmotors reduziert werden kann.
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Beschreibung verwandter Technik
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Seit kurzem, im Hinblick auf wachsende Bedenken bezüglich der Umwelt, rücken wesentliche Themen in den Fokus, wie zum Beispiel ein Umweltproblem mit exzessiven Emissionen von Abgas eines Fahrzeugs und die Bevorzugung von Verbrauchern von einem Fahrzeug mit hoher Effizienz aufgrund eines Anstiegs der Kosten von Rohöl.
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Daher werden verschiedene Technologien entwickelt, um die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs zu verbessern und die Leistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen.
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Zum Beispiel wurden entwickelt und verwendet ein VIS (VIS = „variable induction system“= variables Ansaugsystem), welches eine Länge oder einer Querschnittsfläche von einem Ansaugkrümmer ändert gemäß einem Luftansaugwiderstand, welcher variiert wird in Abhängigkeit von einem Drehbereich eines Verbrennungsmotors, eine WT (VVT = „variable valve timing“ = variable Ventilzeitsteuerung), welche einen Öffnungszeitpunkt und einen Öffnungsgrad von einem Ventil einstellt in Abhängigkeit von einem Drehbereich eines Verbrennungsmotors, ein VVL (VVL = „variable valve lift“ = variable Ventilhubsteuerung), welche eine Hubhöhe von einem Ventil einstellt, und eine CDA (CDA = „cylinder deactivation“ = Zylinderdeaktivierung), welche manche Zylinder in einem Verbrennungsmotor auf einen Nicht-Betriebszustand oder einen vollständigen Betriebszustand schaltet gemäß einem Fahrzustand, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
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Unter den zuvor genannten Technologien bezeichnet der CDA-Verbrennungsmotor einen Verbrennungsmotor, welcher manche der Zylinder deaktiviert, wenn das Fahrzeug gebremst wird oder wenn das Fahrzeug bei einer konstanten Geschwindigkeit und/oder Drehzahl fährt, und eine Kraftstoffzufuhr und ein Betrieb der Einlass/Abgas-Ventile werden für den deaktivierten Zylinder gestoppt.
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Da eine maximale Leistung des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges nur dann benötigt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder eine Steigung hinauffährt, kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden, indem in dem Zylinder Kraftstoff nicht selektiv entzündet wird, in einem Fall, in welchem das Fahrzeug betrieben werden kann durch die Verwendung von lediglich einer teilweisen Leistung/Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors.
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Zum Beispiel in dem Fall des Fahrzeugs, in welchem ein Vierzylinderverbrennungsmotor montiert ist, da es keinen Grund gibt, alle Zylinder zu betreiben, um Leistung zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in einem Fahrzustand gebremst wird oder wenn das Fahrzeug in einem niedrigen Leerlaufzustand oder einem Niedriglastzustand ist, werden zwei Zylinder deaktiviert, und Leistung wird lediglich durch die verbleibenden zwei Zylinder erzeugt.
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Der CDA-Verbrennungsmotor hat Vorteile dahingehend, dass der Kraftstoffverbrauch niedrig und die Kraftstoffeffizienz hoch ist, verglichen mit einem typischen Verbrennungsmotor, aber der CDA-Verbrennungsmotor hat Probleme dahingehend, dass die Hauptkomponente des Verbrennungsmotorlärms sich ändert und Niedrigfrequenzlärm erhöht ist, da Kraftstoff in manchen der Zylinder nicht entzündet wird.
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Um das oben genannte Problem zu lösen, in einer Struktur eines Abgassystems für einen CDA-Motor in der verwandten Technik, wie in 1 gezeigt, ist ein zusätzlicher Schalldämpfer 2 an einer Abgasleitung 4 montiert, welche einen Neben-Schalldämpfer 1 mit einem Haupt-Schaldämpfer 3 verbindet, sodass die gesamte Abgasleitung 4 unterteilt ist in mehrere Segmente, wodurch Lärm reduziert wird.
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Das heißt, in dem CDA-Modus, in dem nur zwei Zylinder des Vierzylinderverbrennungsmotors betrieben werden, wird zusätzlich eine Halbe-Ordnung-Niedrigfrequenzlärm-Komponente (eine Lärmkomponente, welche C1, C3 und ähnlichen unter Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorlärms entspricht) erzeugt, welche in einem allg./üblichen Modus kaum erzeugt wird, und wird kombiniert mit einem Niedrigfrequenzresonanzmodus in der existierenden Abgasleitung, und als ein Ergebnis davon gibt es ein Problem, dass Lärmeigenschaften des Fahrzeuges verschlechtert sind.
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Daher, wie in 2 illustriert, ist der zusätzliche Schalldämpfer 2 an Peaks bzw. Höhepunkten von einem zweiten Resonanzmodus des Abgassystems und einem vierten Resonanzmodus des Abgassystems montiert, um einen Resonanzmodus des Abgassystems zu reduzieren.
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Jedoch, in dem Fall der Struktur des Abgassystems für einen CDA-Motor in der verwandten Technik, in dem ein separater, zusätzlicher Schalldämpfer montiert ist, gibt es immer noch Probleme dahingehend, dass der Raum für andere Komponenten (ein Kraftstofftank, eine Hinterradaufhängung, ein Innenraum und ähnliches) reduziert werden muss, um den zusätzlichen Schalldämpfer zwischen dem Neben-Schalldämpfer und dem Haupt-Schalldämpfer zu montieren, und ein Gewicht des Fahrzeuges wird aufgrund des zusätzlichen Schalldämpfers übermäßig erhöht.
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Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Abgassystem-Struktur für einen oder von einem CDA-Verbrennungsmotor bereitzustellen, bei welcher ein Haupt-Schalldämpfer unterteilt ist in vier Räume, wobei Verbindungsleitungen und Ventile, welche jeweilige Räume verbinden, vorgesehen sind, wodurch ein Problem mit Resonanz in einer Abgasleitung aufgrund einer Anwendung eines CDA-Modus ohne das Montieren eines separaten, zusätzlichen Schalldämpfers gelöst wird.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen/Aspekten der vorliegenden Erfindung kann eine Abgassystem-Struktur für einen Zylinder-Deaktivierung(CDA)-Verbrennungsmotor, aufweisend eine erste Abgasleitung (z.B. Rohrleitung), welche verbunden ist mit einem Neben-Schalldämpfer, der mit einer Abgasleitung eines Fahrzeuges (z.B. Kfz, z.B. Pkw) verbunden ist, und durch welche Abgas strömt, einen Haupt-Schalldämpfer, welcher verbunden ist mit der ersten Abgasleitung und Lärm reduziert, der durch das Abgas erzeugt wird, sowie eine zweite Abgasleitung (z.B. Rohrleitung), welche verbunden ist mit dem Haupt-Schalldämpfer und durch welche das Abgas strömt, welches durch den Haupt-Schalldämpfer hindurch tritt, aufweisen: drei Wände (z.B. Bleche, z.B. Trennbleche und/oder Trennwände), welche in dem Haupt-Schalldämpfer in einer lateralen Richtung gekuppelt (z.B. angeordnet und/oder befestigt) sind und einen Innenraum des Haupt-Schalldämpfers unterteilen in einen ersten Raum, einen zweiten Raum, einen dritten Raum und einen vierten Raum; eine erste Verbindungsleitung (z.B. Rohrleitung), welche außerhalb des Haupt-Schalldämpfers angeordnet ist, wobei die erste Verbindungsleitung den zweiten Raum und den dritten Raum des Haupt-Schalldämpfers miteinander verbindet und einen Kanal aufweist, in welchem das Abgas strömt; eine zweite Verbindungsleitung (z.B. Rohrleitung), welche außerhalb des Haupt-Schalldämpfers angeordnet ist, wobei die zweite Verbindungsleitung den zweiten Raum und den dritten Raum des Haupt-Schalldämpfers miteinander verbindet und einen Kanal aufweist, in welchem das Abgas strömt, und kürzer geformt ist als die erste Verbindungsleitung; ein erstes Ventil, welches mit dem Kanal der ersten Verbindungsleitung gekuppelt ist und den Kanal der ersten Verbindungsleitung öffnet und schließt; und ein zweites Ventil, welches mit dem Kanal der zweiten Verbindungsleitung gekuppelt ist und den Kanal der zweiten Verbindungsleitung öffnet und schließt; wobei eine der drei Wände, die zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum gekuppelt ist, und eine andere der drei Wände, welche zwischen dem dritten Raum und dem vierten Raum gekuppelt ist, jeweils eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Löchern haben, durch welche das Abgas hindurch strömen kann.
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Die Struktur kann ferner aufweisen eine Verbindungeinheit, welche das erste Ventil und das zweite Ventil miteinander verbindet, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil z.B. derart mit der Verbindungseinheit gekuppelt sind, dass sie eine Phasendifferenz von 90° haben, wobei das zweite Ventil geschlossen ist, wenn das erste Ventil geöffnet ist, und wobei das zweite Ventil geöffnet ist, wenn das erste Ventil geschlossen ist.
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Die drei Wände können aufweisen: eine erste Wand, welche zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum angeordnet ist; eine zweite Wand, welche zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum angeordnet ist; und eine dritte Wand, welche zwischen dem dritten Raum und dem vierten Raum angeordnet ist, wobei ein Ende der ersten Verbindungsleitung sich von dem zweiten Raum zu dem ersten Raum durch die erste Wand hindurch erstreckt und gebogen ist und vorsteht zu der Außenseite des Haupt-Schalldämpfers, und wobei ein anderes Ende der ersten Verbindungsleitung sich von dem dritten Raum zu dem vierten Raum durch die dritte Wand hindurch erstreckt und gebogen ist und vorsteht zu der Außenseite des Haupt-Schalldämpfers.
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Die erste Abgasleitung kann sich in den ersten Raum hinein erstrecken, indem sie der Reihe nach durch die dritte Wand, die zweite Wand und die erste Wand hindurchtritt.
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Ein Ende von der zweiten Abgasleitung kann sich in den vierten Raum hinein erstrecken, indem es der Reihe nach durch die erste Wand, die zweite Wand und die dritte Wand hindurch tritt.
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Eine Mehrzahl von Löchern kann (z.B. jeweils) an/in der ersten Wand und der dritten Wand geformt sein.
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Das erste Ventil kann ein aktives Ventil sein, das mittels eines Motors (z.B. Elektromotor) betrieben wird.
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Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem allgemeinen Modus ist, das zweite Ventil geöffnet und das erste Ventil geschlossen ist, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer nur durch die zweite Verbindungsleitung hindurchströmt. Zum Beispiel kann die Struktur eine Steuereinheit aufweisen, die entsprechend eingerichtet ist.
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Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem CDA-Modus ist, das erste Ventil geöffnet und das zweite Ventil geschlossen ist, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer nur durch die erste Verbindungsleitung hindurchströmt. Zum Beispiel kann die Struktur eine Steuereinheit aufweisen, die entsprechend eingerichtet ist.
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Die vorliegende Erfindung mit der zuvor genannten Konfiguration hat die drei Wände, welche in dem Haupt-Schalldämpfer in einer lateralen Richtung gekuppelt sind, die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung, welche den zweiten Raum und den dritten Raum mit einander verbinden, das erste Ventil, welches mit dem Kanal der ersten Verbindungsleitung gekuppelt ist, und das zweite Ventil, welches mit dem Kanal der zweiten Verbindungsleitung gekuppelt ist, wodurch ein Problem mit Resonanz in einer Abgasleitung aufgrund einer Anwendung eines CDA-Modus gelöst wird, während eine Struktur des existierenden Abgassystems aufrecht erhalten bleibt.
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Das heißt, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges in dem CDA-Modus ist, ist das erste Ventil geöffnet und das zweite Ventil geschlossen, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer lediglich durch die erste Verbindungsleitung strömt, und als ein Resultat sind die Positionen des ersten Schalldämpfers und die Positionen des zweiten Schalldämpfers weit weg von einander, wodurch eine Länge des gesamten Abgassystems erhöht wird und der Effekt erzielt wird, der erreicht wird, wenn ein anderer Schalldämpfer zusätzlich vorgesehen wird.
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Wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem allgemeinen Modus ist, ist das zweite Ventil offen und das erste Ventil geschlossen, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer lediglich durch die zweite Verbindungsleitung strömt, wodurch ein Gesamtgegendruck reduziert wird, indem ein Strömungspfad des Abgassystems verkürzt wird.
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Die Struktur weist ferner auf eine Verbindungseinheit, welche das erste Ventil und das zweite Ventil miteinander verbindet, wobei das zweite Ventil geschlossen ist, wenn das erste Ventil geöffnet ist, und wobei das zweite Ventil geöffnet ist, wenn das erste Ventil geschlossen ist, sodass selbst wenn nur ein Ventil betätigt/betrieben wird, das andere Ventil ebenfalls (passiv) betrieben werden kann.
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Durch aktives Verwenden einer Struktur des existierenden Abgassystems ist es möglich, eine Reduktion des Raumes für die anderen Komponenten (ein Kraftstofftank, eine Hinterradaufhängung, ein Innenraum u.Ä.) sowie einen Anstieg des Gewichtes des Fahrzeuges zu minimieren, was verursacht wird durch die Montage eines zusätzlichen Schalldämpfers.
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Es ist zu verstehen, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Motorfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließen soll, wie zum Beispiel PKW, einschließlich SUV, Busse, Trucks/LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und ähnliche, und zudem mit einschließen soll Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere alternativer-Kraftstoff-Fahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, welche von anderen Quellen als von Erdöl abgeleitet sind). Hierbei ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen hat, zum Beispiel sowohl Benzin-betriebene und elektrisch-betriebene Fahrzeuge.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, und der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, welche eine Struktur illustriert, bei welcher ein zusätzlicher Schalldämpfer in einer Abgassystem-Struktur für einen CDA-Motor in der verwandten Technik montiert ist.
- 2 ist eine beispielgebende Ansicht, welche Resonanzmodi des Abgassystems und Positionen des Schalldämpfers in der Struktur des Abgassystems für einen CDA-Motor in der verwandten Technik schematisch illustriert.
- 3 ist eine Draufsicht, welche ein Erscheinungsbild einer beispielgebenden Struktur eines Abgassystems für einen CDA-(Verbrennungs-)Motor gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht von einem Bereich A aus 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Perspektivansicht, welche ein aktives Ventil illustriert, welches als ein erstes Ventil in der beispielgebenden Struktur des Abgassystems für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- 6 ist eine beispielgebende Ansicht, welche einen Fall illustriert, in dem ein Motor eines Fahrzeuges in einem allgemeinen Modus ist, in der beispielgebenden Struktur des Abgassystems für das Abgassystem für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 7A und 7B sind beispielgebende Ansichten, welche Resonanzmodi des Abgassystems und Positionen eines Schalldämpfers in dem Fall schematisch illustrieren, in welchem der Motor des Fahrzeuges in einem allgemeinen Modus ist, in der beispielgebenden Struktur des Abgassystems für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine beispielgebende Ansicht, welche einen Fall illustriert, in welchem der Motor des Fahrzeuges in einem CDA-Modus ist, in der beispielgebenden Struktur des Abgassystems für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Die 9A und 9B sind beispielgebende Ansichten, welche Resonanzmodi des Abgassystems und Positionen des Schalldämpfers in dem Fall schematisch illustrieren, in welchem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem CDA-Modus ist, in der beispielgebenden Struktur des Abgassystems für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung.
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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 Grundprinzipien der Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin 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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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung illustriert und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielgebenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielgebenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, enthalten sein können.
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Eine Abgassystem-Struktur für einen Zylinder-Deaktivierung(CDA)-Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine erste Abgasleitung 12, welche verbunden ist mit einem Neben-Schalldämpfer 10, der mit einer Abgasleitung von einem Fahrzeug verbunden ist, und durch welche Abgas hindurch tritt, einen Haupt-Schalldämpfer 20, welcher mit der ersten Abgasleitung 12 verbunden ist und Lärm reduziert wird, welcher von dem Abgas erzeugt wird, sowie einen zweite Abgasleitung 14, welche mit dem Haupt-Schalldämpfer 20 verbunden ist und durch welche das durch den Haupt-Schalldämpfer 20 hindurchtretende Abgas strömt, und kann aufweisen eine Wandstruktur 30, welche drei Wände 32, 34 und 36 aufweist, welche in dem Haupt-Schalldämpfer 20 in einer lateralen Richtung gekuppelt sind und den Innenraum des Haupt-Schalldämpfers 20 in einen ersten Raum 22, einen zweiten Raum 24, einen dritten Raum 26 und einen vierten Raum 28 unterteilen, eine erste Verbindungsleitung 40, welche außerhalb des Haupt-Schalldämpfers 20 angeordnet ist, den ersten Raum 22 und den vierten Raum 28 des Haupt-Schalldämpfers 20 miteinander verbindet und einen Kanal hat, in welchem das Abgas strömt, eine zweite Verbindungsleitung 50, welche außerhalb des Haupt-Schalldämpfers 20 angeordnet ist, den zweiten Raum 24 und den dritten Raum 26 des Haupt-Schalldämpfers 20 verbindet, einen Kanal hat, in welchem das Abgas strömt und relativ kürzer geformt ist als die erste Verbindungsleitung 40, ein erstes Ventil 42, welches mit dem Kanal der ersten Verbindungsleitung 40 gekuppelt ist, um den Kanal der ersten Verbindungsleitung 40 zu öffnen und zu schließen, sowie ein zweites Ventil 52, welches mit dem Kanal der zweiten Verbindungsleitung 50 gekuppelt ist, um den Kanal der zweiten Verbindungsleitung 50 zu öffnen und zu schließen, wobei die Wand 32, welche zwischen dem ersten Raum 22 und dem zweiten Raum 24 gekuppelt ist, sowie die Wand 36, welche zwischen dem dritten Raum 26 und dem vierten Raum 28 gekuppelt ist, eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Löchern aufweist, sodass das Abgas dort hindurch strömen kann.
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Wie in 3 illustriert, ist der Neben-Schalldämpfer 10 mit einer Abgasleitung (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verbunden und dient dazu, Lärm, welcher erzeugt wird von dem Abgas, welches von der Abgasleitung ausgegeben wird, primär bzw. ein erstes mal zu reduzieren.
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Die erste Abgasleitung 12 ist verbunden mit einer hinteren Seite des Neben-Schalldämpfers 10, um das Abgas dem Haupt-Schalldämpfer 20 zuzuführen, und Lärm, welcher von dem Abgas erzeugt wird, wird durch den Haupt-Schalldämpfer 20, welcher mit der ersten Abgasleitung 12 verbunden ist, sekundär bzw. ein zweites Mal reduziert.
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Die zweite Abgasleitung 14 ist verbunden mit einer hinteren Seite des Haupt-Schalldämpfers 20, und die zweite Abgasleitung 14 dient dazu, das Abgas an die Außenseite des Fahrzeuges abzugeben, welches von dem Haupt-Schalldämpfer 20 ausgegeben wird.
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Wie in 6 illustriert, erstreckt sich die erste Abgasleitung 12 von dem Neben-Schalldämpfer 10 zu dem ersten Raum 22 des Haupt-Schalldämpfers 20, welcher unten beschrieben wird, und ermöglicht, dass das Abgas, welches durch den Neben-Schalldämpfer 10 hindurchtritt, dem ersten Raum 22 des Haupt-Schalldämpfers 20 zugeführt wird.
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Darüber hinaus erstreckt sich die zweite Abgasleitung 14 von dem vierten Raum 28 des Haupt-Schalldämpfers 20, welcher unten beschrieben wird, zu der Außenseite des Fahrzeugs, und ermöglicht, dass das Abgas, welches durch den Innenraum des Haupt-Schalldämpfers 20 hindurchtritt, an die Außenseite des Fahrzeuges abgegeben wird.
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Wie in 3 illustriert, sind die drei Wände 32, 34 und 36 in dem Haupt-Schalldämpfer 20 in der lateralen Richtung gekuppelt, um den Innenraum des Haupt-Schalldämpfers 20 in den ersten Raum 22, den zweiten Raum 24, den dritten Raum 26 und den vierten Raum 28 zu unterteilen, und in der gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist der Raum, welcher am obersten Ende positioniert ist, der erste Raum 22, der Raum, welcher unmittelbar unter dem ersten Raum 22 positioniert ist, ist der zweite Raum 24, der Raum, welcher unmittelbar unter dem zweiten Raum 24 positioniert ist, ist der dritte Raum 26, und der Raum, welcher an einem untersten Ende positioniert ist, ist der vierte Raum 28.
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In der gezeigten exemplarischen Ausführungsform weist die Wandstruktur 30 auf eine erste Wand 32, welche zwischen dem ersten Raum 22 und dem zweiten Raum 24 angeordnet ist, eine zweite Wand 34, welche zwischen dem zweiten Raum 24 und dem dritten Raum 26 angeordnet ist, sowie eine dritte Wand 36, welche zwischen dem dritten Raum 26 und dem vierten Raum 28 angeordnet ist.
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Die erste Wand 32 und die dritte Wand 36 haben eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Löchern, sodass das Abgas frei dort hindurch strömen kann, und die zweite Wand 34 ist in einer blockierten bzw. geschlossenen Plattenform geformt, welche keine Öffnung oder Loch aufweist, sodass das Abgas nur durch die erste Verbindungsleitung 40 oder die zweite Verbindungsleitung 50 strömt, welche unten beschrieben werden.
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In der illustrierten Ausführungsform haben die erste Wand 32 und die dritte Wand 36 die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern, sodass das Abgas dort hindurchströmt. Die erste Wand 32 und die dritte Wand 36 können z.B. Strukturen aufweisen, wie zum Beispiel eine Mehrzahl von kurzen Rohren und/oder eine permeable Membran, welche ermöglicht, dass das Abgas dort hindurch strömt.
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Wie in 3 gezeigt, sind die erste Verbindungleitung 40 und die zweite Verbindungsleitung 50 außerhalb des Haupt-Schalldämpfers 20 gekuppelt bzw. angeordnet, und insbesondere verbinden die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung 50 den zweiten Raum 24 und den dritten Raum 26 des Haupt-Schalldämpfers 20.
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Wie in 6 gezeigt, ist die erste Verbindungsleitung 40 als eine lange Leitung (zum Beispiel Rohrleitung) mit einer C-Gesamtform geformt, welche einen Einlass und einen Auslass hat, welche gebogen/gekrümmt sind in eine Richtung zu dem zweiten Raum 24 bzw. dem dritten Raum 26 hin, und die zweite Verbindungsleitung 50 ist als eine C-förmige Leitung (zum Beispiel Rohrleitung) geformt und eine Länge der zweiten Verbindungsleitung 50 ist (relativ) kürzer als diejenige von der ersten Verbindungsleitung 40.
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Das heißt, ein Ende der ersten Verbindungsleitung 40 erstreckt sich von dem zweiten Raum 24 zu dem ersten Raum 22 durch die erste Wand 32 hindurch, und ist dann gebogen und steht vor zu der Außenseite des Haupt-Schalldämpfers 20, das andere Ende der ersten Verbindungsleitung 40 erstreckt sich von dem dritten Raum 26 zu dem vierten Raum 28 durch die dritte Wand 36 hindurch, und ist gebogen und steht vor zu der Außenseite des Haupt Haupt-Schalldämpfers 20, und die zweite Verbindungsleitung 50 steht unmittelbar von dem zweiten Raum 24 zu der Außenseite des Haupt-Schalldämpfers 20 hin vor und ist mit dem dritten Raum 26 verbunden.
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Das erste Verbindungsrohr 40 und das zweite Verbindungsrohr 50 können in verschiedenen Formen geformt sein, wie zum Beispiel einer „U“-Form, in Abhängigkeit von einer Form des Haupt-Schalldämpfers 20, Verwendung eines Gesamtraumes in dem Abgassystem und der Art des Fahrzeugs.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, sind das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 52 in dem Kanal bzw. in der Passage der ersten Verbindungsleitung 40 bzw. der zweiten Verbindungsleitung 50 installiert, und schalten/sperren ab und lassen zu/geben frei die Strömung des Abgases, welches durch die erste Verbindungsleitung 40 bzw. die zweite Verbindungsleitung 50 strömt.
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Wie in 4 gezeigt, haben das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 52 allgemeine Ventildeckel, welche in einer bzw. als eine kreisförmige Platte geformt sind, und öffnen oder schließen die erste Verbindungsleitung 40 bzw. die zweite Verbindungsleitung 50, indem sie von einer Steuereinheit in Abhängigkeit davon gesteuert werden, ob der CDA-Verbrennungsmotor betrieben wird oder nicht (zum Beispiel ob ein CDA-Modus vorliegt oder nicht).
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Die gezeigte exemplarische Ausführungsform zeigt einen Fall, in dem der CDA-Modus nicht betrieben wird (das heißt, es liegt ein allgemeiner Modus vor), und zeigt einen Zustand, in welchem das erste Ventil 42 lateral angeordnet ist, um die erste Verbindungsleitung 40 zu schließen, und das zweite Ventil 52 longitudinal angeordnet ist, um die zweite Verbindungsleitung 50 zu öffnen, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer nur durch die zweite Verbindungsleitung strömt.
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Wie in 4 gezeigt, sind das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 52 mittels einer Verbindungseinheit 60 miteinander verbunden.
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In der gezeigten Ausführungsform weist die Verbindungseinheit 60 ein erstes Verbindungsglied 62, dessen eines Ende mit dem ersten Ventil 42 gekuppelt ist und welches bewegt wird in Abhängigkeit von einem Öffnungs-und-Schließ-Betrieb/Betätigung des ersten Ventils 42, einen Verbindungsarm 64, dessen eines Ende schwenkbar gekoppelt ist mit dem anderen Ende des ersten Verbindungsglieds 62, und ein zweites Verbindungsglied 62, dessen eines Ende schwenkbar gekuppelt ist mit dem anderen Ende des Verbindungsarms 64 und dessen anderes Ende mit dem zweiten Ventil 52 gekuppelt ist.
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Wie in 4 illustriert, können das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 52 mit der Verbindungseinheit 60 gekuppelt sein, während sie eine Phasendifferenz von 90° haben, und das erste Verbindungsglied 62 und das zweite Verbindungsglied 66 können parallel zu einander angeordnet sein.
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Wie in 6 illustriert, wenn das erste Ventil 54 lateral angeordnet ist, sind das erste Verbindungsglied 62 und das zweite Verbindungsglied 66 im Allgemeinen nach rechts geneigt, und das zweite Ventil 52 und das erste Ventil 42 sind mit einer Phasendifferenz von 90° longitudinal angeordnet.
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Wie in 8 illustriert, wenn das erste Ventil 42 longitudinal bewegt bzw. ausgerichtet wird, wird das erste Verbindungsglied 62 nach links bewegt, das zweite Verbindungsglied 66, welches mit dem Verbindungsarm 64 verbunden ist, wird ebenfalls nach links bewegt, zusammen mit der Bewegung des ersten Verbindungsglieds 62, und das zweite Ventil 52 wird um 90° bewegt und lateral angeordnet.
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Wie in 5 gezeigt, kann das erste Ventil 42 ein aktives Ventil sein, welches betrieben/betätigt wird mittels eines Motors (zum Beispiel Elektromotor) 44, und das zweite Ventil 52 kann ein manuelles (zum Beispiel passives und/oder indirektbetriebenes) Ventil sein, welches zusammen mit der Bewegung des ersten Ventils 42 betrieben wird.
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Das heißt, wenn das erste Ventil 42 mittels des Motors 44 betätigt wird und die erste Verbindungsleitung 40 öffnet oder schließt, schließt oder öffnet das zweite Ventil 52, welches mit dem ersten Ventil 42 über die Verbindungseinheit 60 verbunden ist, die zweite Verbindungsleitung 50, korrespondierend mit der Bewegung des ersten Ventils 42.
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Nachfolgend werden ein Betrieb und ein Effekt der exemplarischen Struktur des Abgassystems für den CDA-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 6 gezeigt, wenn der CDA-Modus nicht betrieben wird, das heißt, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem allgemeinen Modus ist, wird das Abgas zuerst dem ersten Raum 22 in dem Haupt-Schalldämpfer 20 durch die erste Abgasleitung 12 hindurch zugeführt.
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Als nächstes strömt das Abgas, welches dem ersten Raum 22 zugeführt wurde, zu dem zweiten Raum 24 durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern, welche in der ersten Wand 32 geformt sind, und strömt zu dem dritten Raum 26 durch die geöffnete zweite Verbindungsleitung 50.
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Das Abgas, welches zu dem dritten Raum 26 strömt, strömt durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der dritten Wand 36 zu dem vierten Raum 28 und wird an die Außenseite des Haupt-Schalldämpfers 20 ausgestoßen durch die zweite Abgasleitung 14, welche mit dem vierten Raum 28 verbunden ist.
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Darüber hinaus, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges in dem allgemeinen Modus ist, wird lediglich eine Haupt-Ordnung-Komponente (eine Lärmkomponente, welche korrespondiert mit C2, C4 und ähnlichen, unter den Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorlärms) des Verbrennungsmotorlärms hauptsächlich erzeugt, und als ein Resultat ist die Wahrscheinlichkeit relativ gering, dass die Haupt-Ordnung-Komponente kombiniert wird mit einem Niedrigfrequenzresonanzmodus der Abgasleitung.
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Daher, wie in den 7a und 7 b illustriert, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges in dem allgemeinen Modus ist, ist ein erster Schalldämpfer 21, aufweisend den ersten Raum 22 und den zweiten Raum 24 des Haupt-Schalldämpfers 20, benachbart angeordnet zu einem zweiten Schalldämpfer 25, aufweisend den dritten Raum 26 und den vierten Raum 28 des Haupt-Schalldämpfers 20, und dient dazu, den Gegendruck durch das gesamte Abgassystem zu reduzieren.
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Das heißt, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges in dem allgemeinen Modus ist, ist nur die zweite Verbindungsleitung 50, welche einen relativen kurzen Strömungspfad hat, geöffnet, der erste Schalldämpfer 21 ist benachbart zu dem zweiten Schalldämpfer 25 angeordnet, und als ein Ergebnis wird ein Effekt des Reduzierens des Gegendrucks durch das Abgassystem erzeugt.
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Wie in 8 illustriert, auf ähnliche Weise, selbst wenn der CDA-Modus betrieben wird, wird das Abgas zuerst dem ersten Raum 22 in dem Haupt-Schalldämpfer 20 durch die erste Abgasleitung 12 hindurch zugeführt und strömt zu dem zweiten Raum 24 durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der ersten Wand 32.
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Als nächstes strömt das zu dem zweiten Raum 24 strömende Abgas zu dem dritten Raum 26 durch die erste Verbindungsleitung 40 hindurch, strömt durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der dritten Wand 36 zu dem vierten Raum 28, und wird durch die zweite Abgasleitung 14, welche mit dem vierten Raum 28 in Verbindung steht, zu der Außenseite des Haupt-Schalldämpfers 20 ausgestoßen.
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Darüber hinaus, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem CDA-Modus ist, wird eine Halb-Ordnung-Komponente (eine Lärmkomponente, welche mit C1, C3 und ähnlichen korrespondiert, unter Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorlärms) des Verbrennungsmotorlärms zusätzlich erzeugt, und mit dem Niedrigfrequenzresonanzmodus der Abgasleitung kombiniert, was eine Verschlechterung der Lärmeigenschaften eines Fahrzeuges verursacht.
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Daher, wie in den 9A und 9B illustriert, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem CDA-Modus ist, ist der Haupt-Schalldämpfer 20 unterteilt in den ersten Schalldämpfer 21 und den zweiten Schalldämpfer 25 mittels der ersten Verbindungsleitung 40, und der erste Schalldämpfer 21 ist benachbart zu einem Peak bzw. Höhepunkt eines zweiten Resonanzmodus des Abgassystems angeordnet, wodurch Resonanz in der Abgasleitung reduziert wird.
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Wenn eine Distanz zwischen dem ersten Schalldämpfer 21 und dem zweiten Schalldämpfer 25 länger wird, wird eine Länge der Struktur des gesamten Abgassystems länger, und der Nebenschalldämpfer 10 nähert sich einem Höhepunkt eines ersten Resonanzmodus des Abgassystems (relativ) an.
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Das heißt, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem CDA-Modus ist, ist nur die erste Verbindungsleitung 40, welche einen relativ langen Strömungspfad hat, mittels des ersten Ventils geöffnet, das zweite Ventil ist geschlossen, sodass das Abgas in dem Haupt-Schalldämpfer nur durch die erste Verbindungsleitung strömt, und der erste Schalldämpfer 21 und der zweite Schalldämpfer 25 sind getrennt, wodurch der Effekt erzielt wird, welcher erhalten wird, wenn ein anderer/weiterer Schalldämpfer zusätzlich hinzugefügt wird.
