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Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2013-122376 , eingereicht am 15. Oktober 2013, deren gesamter Inhalt hierin für alle Zwecke durch diese Bezugnahme aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur eines Abgassystems für ein Fahrzeug, und betrifft insbesondere eine Struktur eines Abgassystems für einen Zylinderabschaltung(ZAS)-Verbrennungsmotor (z.B. einen Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung), in welcher ein Hauptschalldämpfer mittels dreier Trennwände in vier Räume unterteilt ist, und eine Verbindungsleitung, welche einen zweiten Raum und einen dritten Raum verbindet, ein erstes Ventil, welches mit einem Durchlass der Verbindungsleitung verbunden ist, und ein zweites Ventil, welches mit derjenigen Trennwand, die zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum angeordnet ist, verbunden ist, bereitgestellt sind, wodurch sie Geräusch in dem Abgassystem mit maximaler Effizienz gemäß den Eigenschaften eines Verbrennungsmotors verringert.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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In letzter Zeit rücken im Hinblick auf zunehmende Umweltsorgen Probleme, wie z. B. ein Umweltproblem aufgrund übermäßigen Ausstoßes von Abgasen eines Fahrzeugs, und Kunden, die ein hocheffizientes Fahrzeug aufgrund einer Zunahme des Ölpreises vorziehen, in den Mittelpunkt.
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Daher werden zahlreiche Technologien entwickelt, um die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs zu verbessern und die Ausgabe eines Verbrennungsmotors zu erhöhen.
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Zum Beispiel wurden ein variables Einlasssystem (VIS), welches eine Länge oder eine Querschnittsfläche eines Einlasskrümmers gemäß dem Luftwiderstand, der in Abhängigkeit von einem Drehbereich eines Verbrennungsmotors variiert wird, ändert, ein variables Ventiltiming (VVT), welches ein Öffnungstiming und einen Öffnungsgrad eines Ventils in Abhängigkeit von einem Drehbereich eines Verbrennungsmotors einstellt, ein variabler Ventilhub (VVL), welcher eine Hubhöhe eines Ventils einstellt, sowie eine Zylinderabschaltung (ZAS), welche manche Zylinder in einem Verbrennungsmotor gemäß einem Fahrzustand in einen nicht-betriebenen Zustand bzw. einen Voll-Betriebszustand schaltet, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, entwickelt und benutzt.
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Von den oben genannten Technologien betrifft der Zylinderabschaltung (ZAS)-Verbrennungsmotor einen Verbrennungsmotor, der beim Bremsen des Fahrzeugs oder wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, manche/einige der Zylinder deaktiviert, und die Kraftstoffzufuhr und der Betrieb der Einlassventile/Auslassventile werden bei dem bzw. für den deaktivierten Zylinder gestoppt.
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Da die maximale Ausgabe des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs nur benötigt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder eine Steigung hinausfährt, kann der Kraftstoffverbrauch verringert werden mittels des selektiven Nicht-Zündens von Kraftstoff in dem Zylinder, in dem Fall, dass ein Fahrzeug auch nur durch Nutzen eines Teils der (z.B. maximalen) Ausgabe des Verbrennungsmotors betrieben werden kann.
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Zum Beispiel werden in dem Fall eines Fahrzeugs, in dem ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor montiert ist, zwei Zylinder deaktiviert, und die Leistung wird nur mittels der verbleibenden zwei Zylinder erzeugt, da es keinen Grund gibt, alle Zylinder zu betreiben, um Leistung zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in einem Fahrzustand bremst, wenn das Fahrzeug in einem niedrigen Leerlaufzustand ist oder einem Zustand geringer Last ist.
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Der ZAS-Verbrennungsmotor hat die Vorteile, dass der Kraftstoffverbrauch niedrig ist und dass die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einem typischen Verbrennungsmotor hoch ist, aber er hat Probleme, da, weil der Kraftstoff in manchen der Zylinder nicht gezündet wird, die Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorgeräuschs geändert werden und niederfrequentes Geräusch erhöht wird.
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Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist in einer Struktur eines Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor der bezogenen Technik, wie es in der 1 gezeigt ist, ein zusätzlicher Schalldämpfer 2 in einer Auslassleitung/Abgasleitung 4 montiert, welche einen Nebenschalldämpfer/Hilfsschalldämpfer 1 und einen Hauptschalldämpfer 3 verbindet, sodass die gesamte Auslassleitung 4 in mehrere Segmente unterteilt ist, wodurch Geräusch verringert wird.
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Das heißt, in dem ZAS-Modus, in dem nur zwei Zylinder des Vierzylinder-Verbrennungsmotors betrieben werden, wird zusätzlich eine Niedrige-Frequenz-Geräuschkomponente mit halber Ordnung erzeugt (eine Geräuschkomponente, die zu C1, C3 und ähnlichen der Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorgeräuschs entspricht), die in einem allgemeinen bzw. normalen Modus kaum erzeugt wird, und wird mit einer Niedrige-Frequenz-Resonanz-Mode in der bestehenden Auslassleitung kombiniert, weshalb es das Problem gibt, dass die Geräuscheigenschaften des Fahrzeugs verschlechtert sind.
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Daher ist der Nebenschalldämpfer 2, wie es in der 2 gezeigt ist, an Spitzenpunkten (Peaks) bzw. Spitze-Punkten einer zweiten Resonanzmode des Abgassystems und einer vierten Resonanzmode des Abgassystems montiert, um eine Resonanzmode des Abgassystems zu verringern.
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Jedoch gibt es in dem Fall der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der bezogenen Technik, in dem ein separater zusätzlicher Schalldämpfer montiert ist, immer noch Probleme, da die verfügbaren Räume für andere Komponenten (ein Kraftstofftank, eine hintere Dämpfung, ein Innenraum usw.) verringert werden müssen, um den zusätzlichen Schalldämpfer zwischen dem Nebenschalldämpfer und dem Hauptschalldämpfer zu montieren, und da ein Gewicht des Fahrzeugs übermäßig zunimmt wegen dem zusätzlichen Schalldämpfer.
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Die Informationen, die in diesem Abschnitt Hintergrund der Erfindung offenbart sind, dienen nur zur Verbesserung des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen dem Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, bilden.
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Beschreibung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, eine Struktur eines Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor bereitzustellen, in welcher ein Hauptschalldämpfer in vier Räume unterteilt ist, und Verbindungsleitungen und Ventile bereitgestellt sind, welche die jeweiligen Räume verbinden, um dadurch ein Problem mit Resonanz in einer Abgasleitung wegen der Anwendung eines ZAS-Modus zu lösen, ohne einen separaten, zusätzlichen Schalldämpfer zu montieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine Struktur eines Abgassystems für einen ZAS(Zylinderabschaltung)-Verbrennungsmotor (z.B. eines Fahrzeugs, z.B. eines Kraftfahrzeugs, z.B. eines PKWs) aufweisen eine erste Abgasleitung (z.B. Abgasrohr), die mit einem Nebenschalldämpfer bzw. Hilfsschalldämpfer, welcher mit einer Auslassleitung (z.B. einer Auslassleitung/Auslassrohr eines Auslasskrümmers eines Verbrennungsmotors) eines Fahrzeugs verbunden sein kann, verbunden sein kann, und durch die Abgas passiert, einen Hauptschalldämpfer, der mit der ersten Abgasleitung verbunden sein kann und der Geräusch, das von dem Abgas erzeugt wird, verringert, und eine zweite Abgasleitung (z.B. Abgasrohr), welche mit dem Hauptschalldämpfer verbunden sein kann und durch welche das Abgas, das durch den Hauptschalldämpfer passiert, passiert, und kann aufweisen eine erste, eine zweite und eine dritte Trennwand (z.B. Leitwand, z.B. Trennblech, z.B. Blech, z.B. Leitblech), die mit dem Hauptschalldämpfer in einer Querrichtung bzw. an den Querseiten (z.B. bezogen auf eine Längsrichtung des Schalldämpfers) davon gekuppelt sein können und die einen Innenraum des Hauptschalldämpfers in einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Raum (z.B. Kammer) unterteilen können, eine Verbindungsleitung (z.B. Verbindungsrohr), die außerhalb des Hauptschalldämpfers angeordnet sein kann und die den zweiten Raum und den dritten Raum des Hauptschalldämpfers verbinden kann und die einen Durchlass (z.B. Passage) haben kann, in welchem das Abgas strömt, ein erstes Ventil, das mit dem Durchlass der Verbindungsleitung verbunden sein kann, um den Durchlass der Verbindungsleitung zu öffnen und zu schließen, und ein zweites Ventil, das öffenbar und schließbar mit der zweiten Trennwand verbunden sein kann, welche zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum angeordnet sein kann (z.B. kann das zweite Ventil einen Durchlass zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum öffnen oder schließen), wobei die erste Trennwand, welche zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum angeordnet sein kann, und die dritte Trennwand, welche zwischen dem dritten Raum und dem vierten Raum verbunden sein kann, (z.B. jeweils) eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Löchern aufweisen können, so dass das Abgas durch diese strömt.
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Das zweite Ventil kann optional z.B. ein ringförmiges Gehäuse aufweisen, welches mit der zweiten Trennwand gekuppelt sein kann, die zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum des Hauptschalldämpfers angeordnet sein kann, und welches einen Öffnungsabschnitt darin (d.h. z.B. im Gehäuse) aufweisen kann, eine Ventilabdeckung, die mit einem Scharnier, das mit einer Seite des Gehäuses gekuppelt ist, drehbar verbunden sein kann, und eine komprimierbare Feder bzw. Kompressionsfeder (z.B. ein Federelement), die zwischen dem Gehäuse und der Ventilabdeckung angeordnet sein kann und es der Ventilabdeckung ermöglicht, nur (z.B. ausschließlich dann) geöffnet zu werden, wenn ein Druck des Abgases eine vorbestimmte Höhe oder mehr hat, wobei ein aktives Ventil, das mittels eines Motors (z. B. Elektromotors, z.B. Aktuator) betrieben werden kann, als das erste Ventil verwendet werden kann.
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Wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem allgemeinen Modus ist, kann das zweite Ventil geöffnet sein bzw. werden und das erste Ventil kann geschlossen sein bzw. werden, so dass das Abgas in dem Hauptschalldämpfer nur durch das zweite Ventil strömt.
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Wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem ZAS-Modus ist bzw. sein kann, kann das erste Ventil geöffnet sein bzw. werden und kann das zweite Ventil geschlossen sein bzw. werden, sodass das Abgas in dem Hauptschalldämpfer nur durch die Verbindungsleitung strömt.
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Ein Ende (z. B. Längsende) der ersten Abgasleitung kann in dem ersten Raum montiert sein mittels des (sequentiellen) Nacheinander-Passierens durch den vierten, den dritten und den zweiten Raum.
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Ein Ende (z. B. Längsende) der zweiten Abgasleitung kann in dem vierten Raum montiert sein mittels des (sequentiellen) Nacheinander-Passierens durch den ersten, den zweiten und den zweiten (z.B. dritten) Raum.
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Die vorliegende Erfindung, die den oben beschriebenen Aufbau hat, weist auf die drei Trennwände, die in einer Querrichtung bzw. an einer/ihrer Querseite in dem Hauptschalldämpfer gekuppelt sind, die Verbindungsleitung, die den zweiten Raum und den dritten Raum verbindet, das erste Ventil, das mit dem Durchlass der Verbindungsleitung gekuppelt ist, und das zweite Ventil, das mit derjenigen Trennwand, die zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum angeordnet ist, verbunden ist, wodurch sie ein Problem mit Resonanz in einer Abgasleitung wegen der Verwendung eines ZAS-Modus löst, während sie eine Struktur des existierenden Abgassystems beibehält.
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Das bedeutet, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem ZAS-Modus ist, ist das erste Ventil geöffnet und ist das zweite Ventil geschlossen, so dass das Abgas in dem Hauptschalldämpfer nur durch die Verbindungsleitung strömt, und als Ergebnis davon sind die Positionen von dem ersten Schalldämpfer und dem zweiten Schalldämpfer weit voneinander entfernt, wodurch eine Länge des Gesamt-Abgassystems erhöht ist und der Effekt erhalten wird, wie wenn ein weiterer Schalldämpfer zusätzlich hinzugefügt ist.
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Wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem allgemeinen Modus ist, ist das zweite Ventil geöffnet und ist das erste Ventil geschlossen, so dass das Abgas in dem Hauptschalldämpfer nur durch das zweite Ventil strömt, wodurch der gesamte Gegendruck (z.B. Strömungswiderstand) verringert ist durch das Verkürzen eines Strömungspfades des Abgases.
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Mittels des aktiven Nutzens einer Struktur des bestehenden Abgassystems ist es möglich, eine Abnahme des Raums für die anderen Komponenten (einen Kraftstofftank, eine hintere Dämpfung, einen Innenraum und Ähnliches) zu minimieren und eine Zunahme des Gewichts des Fahrzeugs zu minimieren, welche mittels des Montierens eines zusätzlichen Schalldämpfers verursacht werden/würden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, die aus den begleitenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder in diesen detailliert ausgeführt sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt eine Ansicht von oben, die eine Gestaltung der bezogenen Technik, in welcher ein zusätzlicher Schalldämpfer in einer Struktur eines Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor montiert ist, zeigt.
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Die 2 zeigt eine schematische Ansicht, die Resonanzmoden des Abgassystems und Positionen der Schalldämpfer in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor der bezogenen Technik schematisch zeigt.
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Die 3 zeigt eine Ansicht von oben, die eine Gestaltung einer Struktur eines Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein aktives Ventil, das als ein erstes Ventil in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt.
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Die 5 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein halbaktives Ventil, das als ein zweites Ventil in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt.
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Die 6 zeigt eine exemplarische Ansicht, die einen Fall zeigt, in welchem ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem allgemeinen Modus ist.
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Die 7a und 7b zeigen exemplarische Ansichten, die schematisch die Resonanzmoden des Abgassystems und die Positionen von Schalldämpfern zeigen, in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem allgemeinen Modus ist.
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Die 8 zeigt eine exemplarische Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ZAS-Modus ist.
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Die 9a und 9b zeigen exemplarische Ansichten, die die Resonanzmoden des Abgassystems und die Positionen der Schalldämpfer schematisch zeigen, in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem ZAS-Modus ist.
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Die angehängten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und zeigen eine etwas vereinfachte Darstellung von zahlreichen Merkmalen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Aufbaumerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, inklusive zum Beispiel spezifische Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden im Teil bestimmt durch die im besonderen angedachte Anwendung und Nutzungsumgebung. In den Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, wird deutlich werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil, die Erfindung ist dazu gedacht, nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen abzudecken, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sind.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine Struktur eines Abgassystems für einen Zylinderabschaltung(ZAS)-Verbrennungsmotor (z.B. ein Verbrennungsmotor, der dazu eingerichtet ist, selektiv einen oder mehrere Zylinder davon zu deaktivieren) weist gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: eine erste Abgasleitung 12, die mit einem Nebenschalldämpfer bzw. Hilfsschalldämpfer 10 verbunden ist, welcher mit einer Auslassleitung eines Fahrzeugs (z.B. einer Auslassleitung eines Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors) verbunden ist, und durch die Abgas passiert, einen Hauptschalldämpfer 20, welcher mit der ersten Abgasleitung 12 verbunden ist und Geräusch, das durch das Abgas erzeugt wird, reduziert bzw. dämpft, und eine zweite Abgasleitung 14, die mit dem Hauptschalldämpfer verbunden ist und durch die das Abgas, welches durch den Hauptschalldämpfer 20 passiert ist, passiert, und die Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor weist auf drei Trennwände (z.B. Leitwände, z.B. Trennbleche) 30, die in dem Hauptschalldämpfer 20 in einer Querrichtung davon bzw. an einer Querseite davon gekuppelt sind (die z.B. so gekuppelt sind, dass sie Quer zu einer Längsachse des Hauptschalldämpfers 20 angeordnet sind) und die den Innenraum des Hauptschalldämpfers 20 in einen ersten Raum 22 bis zu einen vierten Raum 28 unterteilen (d.h. z.B. in einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Raum (z.B. Kammer)) unterteilen), eine Verbindungsleitung 40, die außerhalb des Hauptschalldämpfers 20 angeordnet ist, die den zweiten Raum 24 und den dritten Raum 26 des Hauptschalldämpfers 20 (miteinander) (fluid)verbindet und die einen Durchlass aufweist, in welchem das Abgas strömt, ein erstes Ventil 42, das mit dem Durchlass der Verbindungsleitung 40 gekuppelt ist, um den Durchlass der Verbindungsleitung 40 zu öffnen und zu schließen, und ein zweites Ventil 50, das mit derjenigen Trennwand 30, die zwischen dem zweiten Raum 24 und dem dritten Raum 26 angeordnet ist, so gekuppelt ist, dass es geöffnet und geschlossen werden kann (z.B. einen Durchlass vom zweiten zum dritten Raum öffnen bzw. schließen kann), wobei diejenige Trennwand 30, die zwischen dem ersten Raum 22 und dem zweiten Raum 24 gekuppelt/angeordnet ist, und diejenige Trennwand 30, die zwischen dem dritten Raum 26 und dem vierten Raum 28 gekuppelt ist, (z.B. eine davon oder beide jeweils) eine (Durchgangs-)Öffnung oder eine Mehrzahl von Löchern aufweisen, so dass das Abgas durch diese hindurchströmen kann.
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Wie es in der 3 gezeigt ist, ist der Hilfsschalldämpfer 10 mit einer Auslassleitung des Fahrzeugs verbunden und dient hauptsächlich dazu, Geräusch, das von dem Abgas, welches von der Auslassleitung ausgelassen wird, erzeugt wird, zu verringern.
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Die erste Abgasleitung 12 ist mit einer Rückseite (Z.B. Stromabwärts-Seite) des Hilfsschalldämpfers 10 verbunden, um das Abgas dem Hauptschalldämpfer 20 zuzuführen, und von dem Abgas erzeugtes Geräusch wird mittels des Hauptschalldämpfers 20, der mit der ersten Leitung verbunden ist, sekundär reduziert bzw. nochmals verringert.
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Die zweite Abgasleitung 14 ist mit einer Seite (z.B. Hinterseite/Rückseite) des Hauptschalldämpfers 20 verbunden, und die zweite Abgasleitung 14 dient dazu, das Abgas, welches von dem Hauptschalldämpfer 20 ausgelassen wird, zur Außenseite bzw. Umgebung des Fahrzeugs auszulassen.
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Wie es in der 6 gezeigt ist, erstreckt sich die erste Abgasleitung 12 von dem Hilfsschalldämpfer 10 zu dem ersten Raum 22 des Hauptschalldämpfers 20, welcher im Folgenden beschrieben wird, und ermöglicht es, dass das Abgas, welches durch den Hilfsschalldämpfer 10 passiert, zu dem ersten Raum 22 des Hauptschalldämpfers 20 zugeführt wird.
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Die zweite Abgasleitung 14 erstreckt sich von dem vierten Raum 28 des Hauptschalldämpfers 20, der im Folgenden beschrieben wird, zu der Umgebung des Fahrzeugs, und ermöglicht, dass das Abgas, welches durch das Innere des Hauptschalldämpfers 20 passiert, zu der Umgebung des Fahrzeugs ausgelassen wird.
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Wie es in der 3 gezeigt wird, sind die drei Trennwände 30 in dem Hauptschalldämpfer 20 in der Querrichtung (z.B. quer zu einer Längsachse, z.B. quer zu einer Hauptabgasströmungsrichtung) gekuppelt, um das Innere des Hauptschalldämpfers 20 in den ersten Raum 22 bis den vierten Raum 28 (d.h. z.B. in den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Raum) zu unterteilen, und in der gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist der Raum, der am obersten Ende (z. B. dem Hinterende des Hauptschalldämpfers) positioniert ist, der erste Raum 22, der Raum, der unmittelbar unter dem ersten Raum 22 positioniert ist (z.B. in Strömungsrichtung nach dem ersten Raum) der zweite Raum 24, der Raum, der unmittelbar unterhalb des zweiten Raums 24 positioniert ist (z.B. in Strömungsrichtung nach dem zweiten Raum), der dritte Raum 26 und der Raum, der am unteren bzw. untersten Ende (z.B. in Strömungsrichtung nach dem dritten Raum) positioniert ist, ist der vierte Raum 28.
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In der gezeigten exemplarischen Ausführungsform weist die Trennwand auf eine erste Trennwand 32, die zwischen dem ersten Raum 22 und dem zweiten Raum 24 angeordnet ist, eine zweite Trennwand 34, die zwischen dem zweiten Raum 24 und dem dritten Raum 26 angeordnet ist, und eine dritte Trennwand 36, die zwischen dem dritten Raum 26 und dem vierten Raum 28 angeordnet ist.
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Die erste Trennwand 32 und/oder die dritte Trennwand 36 haben eine Öffnung (z. B. jeweils eine) oder eine Mehrzahl von Löchern, sodass das Abgas frei zwischen ihnen strömen kann, und die zweite Trennwand 34 ist mit einer Form einer blockierten bzw. blockierenden Platte gebildet, die keine Öffnung oder Löcher hat, sodass das Abgas nur durch das zweite Ventil 50, das unten beschrieben wird, strömen kann.
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In der gezeigten exemplarischen Ausführungsform haben die erste Trennwand 32 und die dritte Trennwand 36 die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern, so dass das Abgas hindurchströmen kann, aber die erste Trennwand 32 und die dritte Trennwand 36 können andere Strukturen, wie z. B. eine Mehrzahl von kurzen Rohren bzw. Leitungen und/oder eine permeable Membran, aufweisen, welche es dem Abgas ermöglichen können, durch diese hindurchzuströmen.
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Wie es in der 3 gezeigt ist, ist die Verbindungsleitung 40 außerhalb des Hauptschalldämpfers 20 gekuppelt (z.B. angeordnet), und, spezifischer beschrieben, verbindet die Verbindungsleitung 40 den zweiten Raum 24 und den dritten Raum 26 des Hauptschalldämpfers 20.
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Wie es in der
6 gezeigt ist, ist die Verbindungsleitung
40 als eine lange Verbindungsleitung bzw. ein langes Verbindungsrohr gebildet, welches insgesamt eine '
'-Form (z.B. „C“-Form) haben kann, welche einen Einlass und einen Auslass hat, die in Richtungen zu dem zweiten Raum
24 bzw. dem dritten Raum
26 hin gekrümmt (z.B. gebogen) sind.
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Natürlich kann die Verbindungsleitung 40 in verschiedenen Formen, wie z. B. einer U-Form, gebildet sein in Abhängigkeit von einer Form des Hauptschalldämpfers 20, der Nutzung eines Gesamtraums in dem Abgassystem und/oder dem Typ des Fahrzeugs.
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Wie es in der 3 gezeigt ist, ist das erste Ventil 42 in dem Durchlass der Verbindungsleitung 40 installiert, und ist das zweite Ventil 50 in bzw. an der zweiten Trennwand 34 installiert, wodurch sie den Strom des Abgases, das durch die Verbindungsleitung 40 bzw. die zweite Trennwand 34 strömt, erlauben/ermöglichen oder den Strom verhindern/absperren können.
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Das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 50 haben Ventilabdeckungen (z.B. Verschlussteile), die in einer runden Plattenform gebildet sind und die die Verbindungsleitung 40 bzw. die zweite Trennwand 34 öffnen oder schließen, indem sie mittels einer Steuereinrichtung (z. B. Steuereinheit) in Abhängigkeit davon, ob der ZAS-Verbrennungsmotor betrieben wird, gesteuert werden.
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Die gezeigte exemplarische Ausführungsform zeigt einen Fall, in dem der ZAS-Modus nicht betrieben wird bzw. eingeschaltet ist (d. h., der Verbrennungsmotor in einem allgemeinen Modus betrieben wird), und zeigt einen Zustand, in dem das erste Ventil 42 quer angeordnet ist (z.B. in Querrichtung versetzt ist), um die Verbindungsleitung 40 zu schließen, und das zweite Ventil 50 longitudinal angeordnet ist (z.B. in Längsrichtung versetzt ist), um die zweite Trennwand 34 zu öffnen.
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Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, kann das erste Ventil 42 ein aktives Ventil sein, das mittels eines Motors (z. B. Elektromotors) 44 betätigt bzw. betrieben wird, und kann das zweite Ventil 50 ein semiaktives bzw. halbaktives Ventil sein, das mittels des Drucks des Abgases in dem zweiten Raum 24 und dem dritten Raum 26 des Hauptschalldämpfers 20 betätigt bzw. betrieben wird.
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Das heißt, wenn das erste Ventil 42 mittels des Motors 44 betätigt wird und die Verbindungsleitung 40 öffnet, strömt das Abgas durch die Verbindungsleitung 40 und das zweite Ventil 50 wird bzw. ist geschlossen, und wenn das erste Ventil 42 die Verbindungsleitung 40 schließt, wird der Druck des Abgases in dem zweiten Raum 24 größer als der Druck des Abgases in dem dritten Raum 26, so dass das zweite Ventil 50 geöffnet wird.
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Wie es in der 5 gezeigt ist, kann als das zweite Ventil 50 ein semiaktives bzw. halbautomatisches Ventil, welches ein Gehäuse 52, eine Ventilabdeckung (z.B. ein Ventilelement, z.B. ein Verschlussteil) 54 und eine Kompressionsfeder bzw. Kompressionsfederelement 55 aufweist, verwendet werden.
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Das Gehäuse 52 weist auf einen Öffnungsabschnitt 51, der darin geformt ist, und einen ringförmigen Rand (z.B. Randbereich, z.B. Randeinrichtung, z.B. Umfassung), ist in bzw. an der zweiten Trennwand 34 montiert, und hat Löcher, die an einer Seite davon (z.B. von dem Rand) gebildet sind, und ein Scharnier 53, das eine Zapfen- bzw. Bolzenform hat, ist zwischen den Löchern gekuppelt/angeordnet.
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Die Ventilabdeckung 54, die eine kreisförmige Plattenform hat, ist mit dem Scharnier 53 verbunden, und die Kompressionsfeder 55 ist zwischen der Ventilabdeckung 54 und dem Gehäuse 52 so angeordnet, dass das zweite Ventil 50 mittels der elastischen Kraft der Kompressionsfeder 55 geschlossen werden kann, wie es in der 8 gezeigt ist.
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Ein äußerer Durchmesser bzw. Außendurchmesser der Ventilabdeckung 54 entspricht einem Innendurchmesser des Gehäuses 52 so, dass, wenn das zweite Ventil 50 geschlossen ist, der Strom des Abgases in dem Hauptschalldämpfer 20 (z.B. durch das zweite Ventil 50) vollständig abgeschalten sein kann.
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Die 6 zeigt eine Struktur, in welcher die Ventilabdeckung 54 des zweiten Ventils in eine Richtung zu dem zweiten Raum 24 des Hauptschalldämpfers 20 hin angeordnet ist, aber diese Darstellung dient nur dem Zweck des deutlichen Zeigens der Konfiguration des zweiten Ventils 50, und in der bzw. einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist das zweite Ventil 50 an die zweite Trennwand 34 gekuppelt, während es eine Struktur bildet, in der die Ventilabdeckung 54 in eine Richtung zu dem dritten Raum 26 des Hauptschalldämpfers 20 hin angeordnet ist, d. h., eine Struktur bildet, die erzeugt ist mittels des Vertauschens von „oben“ und „unten“ derjenigen Struktur, die in der 6 dargestellt ist.
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Wie es in der 6 gezeigt ist, wird die Ventilabdeckung 54 des zweiten Ventils 50 geöffnet, während sie die elastische Kraft der Kompressionsfeder 55 überwindet, wenn der Druck des Abgases in dem zweiten Raum 24 des Hauptschalldämpfers 20 größer wird als der Druck des Abgases in dem dritten Raum 26, wenn das erste Ventil 42 geschlossen wird bzw. ist, und wenn das erste Ventil 42 geöffnet wird bzw. ist, wie es in der 8 gezeigt ist, kommt die Ventilabdeckung 54 des zweiten Ventils 50 in einen engen Kontakt mit dem Gehäuse 52 und wird dann mittels der elastischen Kraft der Kompressionsfeder 55 geschlossen.
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Ein Betriebsprozess und der Betriebseffekt der Struktur des Abgassystems für einen ZAS-Verbrennungsmotor gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
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Wie es in der 6 gezeigt ist, wenn der ZAS-Modus nicht durchgeführt wird, d. h., wenn sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem allgemeinen Modus befindet, wird das Abgas durch die erste Abgasleitung 12 zuerst dem ersten Raum 22 in dem Hauptschalldämpfer 20 zugeführt.
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Dann strömt das Abgas, das dem ersten Raum 22 zugeführt wurde, durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern, die in der ersten Trennwand 32 gebildet sind, zu dem zweiten Raum 24, und strömt durch das geöffnete zweite Ventil 50 zu dem dritten Raum 26.
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Das Abgas, das zu dem bzw. in den dritten Raum 26 strömt, strömt durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der dritten Trennwand 36 zu dem vierten Raum 28 und wird durch die zweite Abgasleitung 14, die mit dem vierten Raum 28 verbunden ist, zur Umgebung bzw. Außenseite des Hauptschalldämpfers 20 ausgelassen.
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Ferner, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in einem allgemeinen Modus ist, wird hauptsächlich nur eine Hauptordnung-Komponente des Verbrennungsmotorgeräuschs (eine Geräuschkomponente, die zu C2, C4 und Ähnlichen von den Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorgeräuschs korrespondiert) erzeugt, und als Ergebnis ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Hauptordnung-Komponente mit einer Niedrige-Frequenz-Resonanzmode der Auslassleitung kombiniert wird, relativ gering.
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Daher, wie es in den 7a und 7b gezeigt ist, ist ein erster Schalldämpfer 21, der den ersten Raum 22 und den zweiten Raum 24 des Hauptschalldämpfers 20 aufweist, benachbart zu bzw. angrenzend an einen zweiten Schalldämpfer 25, der den dritten Raum 26 und den vierten Raum 28 des Hauptschalldämpfers 20 aufweist, angeordnet, und dient dazu, den Gegendruck bzw. Rückstau bzw. Strömungswiderstand durch das gesamte Abgassystem zu verringern.
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Das bedeutet, wenn sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem allgemeinen Modus befindet, ist nur das zweite Ventil 50, welches einen relativ kurzen Strömungspfad hat bzw. bildet, geöffnet, und der erste Schalldämpfer 21 ist benachbart zu dem zweiten Schalldämpfer 25 angeordnet, wodurch ein Effekt der Verringerung des Gegendrucks bzw. Strömungswiderstandes durch das Abgassystem erzeugt wird.
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Wie es in der 8 gezeigt wird, wird ähnlich dazu, auch wenn der ZAS-Modus durchgeführt wird, das Abgas durch die erste Abgasleitung 12 zuerst dem ersten Raum 22 in dem Hauptschalldämpfer 20 zugeführt und strömt durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der ersten Trennwand 32 zu dem bzw. in den zweiten Raum 24.
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Dann strömt das Abgas, das zu dem zweiten Raum 24 strömt, durch die Verbindungsleitung 40 zu dem dritten Raum 26, strömt durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Löchern der dritten Trennwand 36 zu dem vierten Raum 28, und wird durch die zweite Abgasleitung 14, die mit dem vierten Raum 28 verbunden ist, zur Außenseite des Hauptschalldämpfers 20 ausgelassen.
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Wenn sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem ZAS-Modus befindet, wird zusätzlich eine Halbe-Ordnung-Komponente des Verbrennungsmotorgeräuschs (eine Geräuschkomponente, die zu C1, C3 usw. von den Hauptkomponenten des Verbrennungsmotorgeräuschs korrespondiert) erzeugt und mit der Niedrige-Frequenz-Resonanzmode der Auslassleitung kombiniert, was dazu führt, dass sich die Geräuscheigenschaften des Fahrzeugs verschlechtern.
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Daher wird, wie es in den 9a und 9b gezeigt ist, wenn sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem ZAS-Modus befindet, der Hauptschalldämpfer 20 mittels der Verbindungsleitung 40 in den ersten Schalldämpfer 21 und den zweiten Schalldämpfer 25 geteilt bzw. separiert, wobei der erste Schalldämpfer 21 benachbart zu einem Spitzepunkt bzw. Peak-Punkt einer zweiten Resonanzmode des Abgassystems angeordnet ist, wodurch er die Resonanz in der Auslassleitung bzw. Abgasleitung verringert.
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Mit zunehmendem Abstand zwischen dem ersten Schalldämpfer 21 und dem zweiten Schalldämpfer 25 wird eine Länge (z.B. Gesamtlänge) der Struktur des gesamten Abgassystems länger, und der Hilfsschalldämpfer 10 kommt relativ gesehen näher an einen Spitzepunkt bzw. Peak einer ersten Resonanzmode des Abgassystems.
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Das heißt, wenn sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs in dem ZAS-Modus befindet, ist bzw. wird nur die Verbindungsleitung 40, welche einen relativ langen Strömungspfad hat bzw. bildet, geöffnet, und der erste Schalldämpfer 21 und der zweite Schalldämpfer 25 sind voneinander getrennt bzw. separiert, wodurch der Effekt erreicht wird, der erhalten wird, wenn ein weiterer Schalldämpfer zusätzlich hinzugefügt ist bzw. wäre.
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Zur Vereinfachung der Erklärung und zur genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“ und „äußerer“ usw. benutzt, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsform mit Bezug auf die Position dieser Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu erklären.
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Die oben stehende Beschreibung von spezifischen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung gemacht. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf genau die offenbarten Formen einzuschränken, und es sind offensichtlich zahlreiche Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu ermöglichen, zahlreiche exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie zahlreiche Alternativen und Modifikationen davon, herzustellen und zu benutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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