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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 19. Mai 2014 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0059679 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme für alle Zwecke hierin einbezogen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein variables Ansaugsystem und insbesondere ein variables Ansaugsystem (bzw. ein Variabler-Einlass-System) mit einem variablen Ventil, dessen Öffnungsgrad abhängig von einer Veränderung einer Ansaugluftmenge eines Fahrzeugverbrennungsmotors (z. B. eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors) variiert wird.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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In einem variablen Ansaugsystem eines Fahrzeugverbrennungsmotors wird im Allgemeinen Luft, welche durch einen Luftkanal hindurch eingesaugt wird, durch einen Filter, welcher in einem Luftfilter angeordnet ist, gefiltert und ist eine Mehrzahl an Luftkanälen bereitgestellt, um eine nicht ausreichende Menge an Ansaugluft zu kompensieren, wenn der Verbrennungsmotor in einem Bereich hoher Drehzahl und hoher Last betrieben wird.
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Luft wird durch ein Ansaugsystem hindurch in den Verbrennungsmotor eingesaugt, und ein Verbrennungsmotorgeräusch/Verbrennungsmotorlärm wird hin zu einem Lufteinlass des Luftkanals durch das Ansaugsystem hindurch ausgelassen/ausgegeben.
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Das Ansaugsystem ist deshalb im Allgemeinen ausgestaltet, um einen Strömungswiderstand der Luft, welche in den Verbrennungsmotor hinein strömt, zu minimieren, um eine Verbrennungsmotorausgangsleistung zu verbessern, und ein Ausmaß des Verbrennungsmotorgeräuschs/Verbrennungsmotorlärms, welches/welcher hin zu dem Einlass des Luftkanals übertragen wird, zu minimieren.
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Ein Geräusch/Lärm innerhalb des Fahrzeugs resultiert aus zahlreichen Geräuschen, wie zum Beispiel einem Straßengeräusch (z. B. durch das Rollen der Räder auf der Straße), einem von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Geräusch, einem Windgeräusch und einer Vibration in einer Fahrzeugkörperstruktur, und das zuvor genannte Geräusch verändert sich proportional zu einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei jedoch ein Abstrahlgeräusch eines Verbrennungsmotorlärms nicht notwendigerweise proportional zu der Verbrennungsmotordrehzahl ist.
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Deshalb ist ein Ausmaß, mit welchem das Abstrahlgeräusch des Verbrennungsmotorlärms das Geräusch innerhalb des Fahrzeugs beeinflusst, relativ groß bei einer niedrigen Verbrennungsmotordrehzahl.
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In dem variablen Ansaugsystem in der bezogenen Technik sind deshalb zwei oder mehr Luftkanäle bereitgestellt, um das Abstrahlgeräusch bei einer niedrigen Drehzahl zu verringern und einen Strömungswiderstand der Ansaugluft bei einer hohen Drehzahl zu verringern, und wird ein Verfahren des Montierens von Ventilen in einigen Luftkanälen, des selektiven Schließens der Ventile bei einer niedrigen Drehzahl und des selektiven Öffnens der Ventile bei einer hohen Drehzahl verwendet.
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Das variable Ansaugsystem in der bezogenen Technik weist eine Ventileinrichtung zum selektiven Öffnen und Schließen von einigen von der Mehrzahl an Luftkanälen und einen Aktuator auf, welcher eine Antriebsleistung/Triebkraft an die Ventileinrichtung bereitstellt, und es gibt einen Aktuator vom Semiaktiv-Typ und einen Aktuator vom Aktiv-Typ.
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Als ein Beispiel des Aktuators vom Semiaktiv-Typ können ein Aktuator vom Vakuumtyp, welcher ein (Elektro-)Magnetventil verwendet, und ein Aktuator vom Spontanes-Öffnen-und-Schließen-Typ, welcher einen Magneten (z. B. einen Dauermagneten) verwendet, dienen, und der Aktuator vom Aktiv-Typ verwendet z. B. einen Gleichstrommotor.
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In der bezogenen Technik gibt es Probleme dahingehend, dass es ein Raumproblem gibt, da die Mehrzahl an Luftkanälen verwendet werden, und dass Kosten und ein Gewicht aufgrund der Mehrzahl an Luftkanälen und des teuren Aktuators vergrößert werden.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein variables Ansaugsystem (bzw. ein Variabler-Einlass-System) zu schaffen, welches effektiv mit einer Veränderung der Verbrennungsmotordrehzahl zurechtkommt durch Steuern eines Strömungswiderstands einer Ansaugluft und des Abstrahlgeräuschs eines Verbrennungsmotorlärms unter Verwendung eines einzigen Luftkanals, in welchem kein Aktuator angebracht ist.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein variables Ansaugsystem bereit, welches einen Luftkanal (bzw. Luftschacht), welcher Ansaugluft in einen Verbrennungsmotor hinein leitet, und ein variables Ventil aufweist, welches einen variablen Öffnungsgrad hat, um eine Menge der Ansaugluft bzw. eine Ansaugluftmenge einzustellen bzw. anzupassen, wobei der Luftkanal einen ersten Einlass und einen zweiten Einlass aufweist, welche zu einer Außenseite hin offen sind, wobei der Luftkanal einen erste Strömungspfad/Strömungsweg, welcher ein mit dem ersten Einlass verbundenes Ende aufweist, und einen zweiten Strömungspfad/Strömungsweg aufweist, welcher ein mit dem zweiten Einlass verbundenes Ende aufweist, wobei der zweite Strömungspfad einen Teil des ersten Strömungspfads mitverwendet (z. B. sich der zweite Strömungspfad einen Teil des ersten Strömungspfads mit diesem teilt), wobei ein anderes Ende des ersten Strömungspfads und ein anderes Ende des zweiten Strömungspfads sich einen gleichen (bzw. gemeinsamen) Auslass teilen, und wobei eine Länge des zweiten Strömungspfads länger ist als eine Länge des ersten Strömungspfads.
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In diesem Fall kann ein Querschnitt des ersten Strömungspfads größer sein als ein Querschnitt eines nicht mit dem ersten Strömungspfad geteilten Abschnitts des zweiten Strömungspfads.
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Außerdem kann ein Öffnungsgrad des variablen Ventils verändert werden mittels einer Veränderung eines Drucks in dem Luftkanal gemäß einer Veränderung einer Menge der Ansaugluft.
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Das variable Ventil kann an dem einen Ende des ersten Strömungspfads angebracht sein, um einen nicht mit dem zweiten Strömungspfad geteilten Teil des ersten Strömungspfads zu öffnen oder zu verschließen.
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In dem variablen Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wenn das variable Ventil geöffnet ist, sämtliche Luft, welche durch sowohl den ersten Einlass als auch den zweiten Einlass hindurch einströmt, dem Verbrennungsmotor zugeführt werden, und kann, wenn das variable Ventil geschlossen ist, nur die Luft, welche durch den zweiten Einlass hindurch einströmt, dem Verbrennungsmotor zugeführt werden.
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Das variable Ventil kann eine Ventilklappe aufweisen, welche sich an (z. B. auf) einer Achse (z. B. um diese herum) dreht, welche senkrecht zu einer Längenrichtung des ersten Strömungspfads ist, und welche eine Form hat, welche (z. B. selektiv) annähernd identisch ist mit einem Querschnitt des ersten Strömungspfads.
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Das variable Ventil kann ferner aufweisen: ein Ventilgelenk, welches eine Achse ist, an (z. B. auf) welcher sich die Ventilklappe (z. B. um das Gelenk herum) dreht, und eine Ventilfeder, welche mit einem Ende durch die Ventilklappe abgestützt ist und mit einem anderen Ende durch den Luftkanal abgestützt ist und welche eine Rückstellkraft an die Ventilklappe bereitstellt, welche sich an (z. B. auf) dem Ventilgelenk als eine Drehachse dreht.
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Das variable Ventil kann ferner einen Ventilanschlag (bzw. einen Ventilstopper) aufweisen, welcher in einem Querschnitt des variablen Ventils in/entlang einer Längenrichtung des ersten Strömungspfads (z. B. betrachtet) von dem Ventilgelenk aus an einem linken Endabschnitt oder einem rechten Endabschnitt (z. B. der Ventilklappe) ausgebildet ist oder angebracht ist.
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Das Ventilgelenk kann in einem Schnitt in der Längenrichtung des ersten Strömungspfads (z. B. betrachtet) an einem oberen Abschnitt angeordnet sein, und der Ventilanschlag kann ein elastisches Element sein, welches an einem Endabschnitt der Ventilklappe angebracht ist, welcher näher (z. B. benachbart bzw. angrenzend) zu dem Ventilgelenk ist.
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Die Ventilklappe kann eine Form, bei welcher ein unterer Abschnitt der Ventilklappe abgebogen (z. B. abgewinkelt) ist, so dass er in einem Querschnitt der Ventilklappe in/entlang der Längenrichtung des ersten Strömungspfads (z. B. betrachtet) einen vorbestimmten Winkel mit einem oberen Abschnitt der Ventilklappe bildet, oder eine Form haben, bei welcher sich die Ventilklappe in einem Querschnitt der Ventilklappe in/entlang der Längenrichtung des ersten Strömungspfads (z. B. betrachtet) allmählich hin zu dem unteren Abschnitt davon (bzw. der Ventilklappe) krümmt, so dass ein unteres Ende der Ventilklappe von einer verlängerten Linie, welche einen Mittelpunkt des Ventilgelenks und den oberen Abschnitt der Ventilklappe verbindet, aus in einer Richtung, in welche die Ventilklappe geöffnet wird, im Abstand angeordnet ist.
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Ein Anschlagvorsprung oder eine Anschlagnut (z. B. eine Anschlageinbuchtung) kann an einer oberen Seite oder an einer unteren Seite eines Schnitts des Luftkanals in der Längenrichtung davon ausgebildet sein oder angebracht sein, so dass ein oberes Ende oder ein unteres Ende der Ventilklappe durch den Anschlagvorsprung oder die Anschlagnut abgefangen wird, so dass die Ventilklappe gestoppt wird.
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In dem variablen Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wenn das variable Ventil geschlossen ist oder wenn das variable Ventil geöffnet ist, eine Luftsäulenresonanzfrequenz (bzw. eine Resonanzfrequenz der Luftsäule in dem variablen Ansaugsystem) eingestellt/angepasst werden, so dass sie erhöht oder verringert wird gemäß
wobei eine Länge des ersten Strömungspfads L1 ist, eine Länge eines nicht mit dem ersten Strömungspfad geteilten Abschnitts des zweiten Strömungspfads L2 ist, eine Länge des zweiten Strömungspfads L1 + L2 ist, ein Durchmesser eines Querschnitts des ersten Strömungspfads D1 ist, ein Durchmesser eines Querschnitts eines nicht mit dem ersten Strömungspfad geteilten Teils des zweiten Strömungspfads D2 ist, sowie, wenn das variable Ventil geschlossen ist, eine Länge der Luftsäule L1 + L2 ist und ein Durchmesser der Luftsäule ein beliebiger Wert, welcher im Zusammenhang mit D1 und D2 steht, ist und, wenn das variable Ventil geöffnet ist, die Länge der Luftsäule L1 ist und der Durchmesser der Luftsäule D1 ist.
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Eine Mehrzahl an ersten Einlässen kann ausgebildet sein, eine Mehrzahl an ersten Strömungspfaden kann entsprechend ausgebildet sein, und das wenigstens eine variable Ventil kann selektiv an wenigstens einem Ende der Mehrzahl an ersten Strömungspfaden angebracht sein.
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Eine Mehrzahl an Luftkanälen gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann bereitgestellt sein.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, welche einen Luftstrom von einem Einlass eines variablen Ansaugsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus zu einem Verbrennungsmotor hin darstellt.
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2 ist eine Ansicht, welche eine Geräuschübertragung/Geräuschausbreitung von dem Verbrennungsmotor aus zu dem Einlass des variablen Ansaugsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hin darstellt.
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3 ist eine schematische Ansicht von Bestandteilen des variablen Ansaugsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Ansicht, welche Bestandteile eines variablen Ventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5 ist eine Ansicht, welche ein Funktionsprinzip des variablen Ventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist ein Graph, welcher Pulsationen von Luftströmen in einem Einlass eines Luftkanals gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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7 ist eine Schnittansicht in einer Längenrichtung des Luftkanals, in welchem das variable Ventil gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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8 ist eine perspektivische Ansicht des variablen Ventils, bei welchem ein Ventilanschlag gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
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9 ist eine perspektivische Ansicht des variablen Ventils, bei welchem ein Ventilanschlag gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
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10 ist eine Schnittansicht in der Längenrichtung des Luftkanals, welche darstellt, wie eine Querschnittsfläche eines Strömungspfads verändert wird entsprechend einer Form einer Ventilklappe gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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11 ist eine Seitenansicht, welche eine Ventilklappe, welche eine gekrümmte Form hat, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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12 ist ein Graph zum Vergleichen eines Luftströmungswiderstands gemäß den Formen der Ventilklappe.
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13 ist eine schematische Ansicht, welche ein Prinzip der Schallübertragung/Schallausbreitung in dem Ansaugsystem darstellt.
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14 ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand darstellt, in welchem eine Mehrzahl an variablen Ventilen gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, so dass diejenigen Fachmänner auf dem Gebiet der Erfindung, das die vorliegende Erfindung betrifft, die Erfindung einfach ausführen können.
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Die beispielhafte Ausführungsform ist eine beispielhafte Ausführungsform gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und, da die vorliegende Erfindung durch diejenigen Fachmänner auf dem Gebiet der Erfindung, das die vorliegende Erfindung betrifft, auf zahlreiche unterschiedliche Weisen realisiert werden kann, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die beispielhafte Ausführungsform beschränkt, welches nachstehend beschrieben wird.
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Durchgehend durch die Beschreibung und die Ansprüche, falls nicht explizit das Gegenteil beschrieben ist, sind das Wort „aufweisen” und Abwandlungen davon wie „aufweist” oder „aufweisend” so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von angegebenen Elementen, aber nicht die Ausschließung von irgendeinem anderen Element bedeuten.
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Außerdem beschränken die Begriffe der Bestandteile nicht die entsprechenden Funktionen der Bestandteile.
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1 ist eine Ansicht, welche einen Luftstrom von einem Einlass eines variablen Ansaugsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus zu einem Verbrennungsmotor hin darstellt.
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2 ist eine Ansicht, welche eine Geräuschübertragung/Geräuschausbreitung von dem Verbrennungsmotor aus zu dem Einlass des variablen Ansaugsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hin darstellt.
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In 1 wird Luft durch ein Ansaugsystem hindurch in einen Verbrennungsmotor angesaugt, und in 2 wird ein Verbrennungsmotorgeräusch durch ein Ansaugsystem hindurch zu einem Einlass hin ausgelassen.
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Das Ziel des Ansaugsystems ist es, einen Widerstand gegen einen Strom von Luft, welche in den Verbrennungsmotor einströmt, zu verringern, um eine Verbrennungsmotorausgangsleistung zu verbessern, und eine Geräuschübertragung/Geräuschausbreitung von dem Verbrennungsmotor aus zu dem Einlass hin zu minimieren.
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Ein variables Ansaugsystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, welches in 1 und 2 dargestellt ist, weist im Gegensatz zu dem variablen Einlasssystem in der bezogenen Technik einen (z. B. einzigen) Luftkanal (bzw. Luftschacht) 10 auf.
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Der Luftkanal 10 ist eine Einzelkanalstruktur (z. B. eine aus einem einzelnen/einzigen Rohr bestehende Struktur), welche Ansaugluft zu einer Brennkammer des Verbrennungsmotors hin leitet.
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Ein Einlass, welcher zu der Außenseite hin offen ist, ist an einem Ende des Luftkanals 10 ausgebildet, und ein Luftfilter 50 kann mit einem anderen Ende (des Luftkanals 10) verbunden sein.
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Ansaugluft strömt dadurch von dem Einlass des Luftkanals 10 aus entlang eines einzigen Strömungspfads, welcher in dem Luftkanal 10 ausgebildet ist, und strömt in den Verbrennungsmotor hinein, nachdem Unreinheiten/fremde Bestandteile durch den Luftfilter 50 (aus-)gefiltert wurden.
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Eine Mehrzahl von Luftkanälen 10 wurde in der bezogenen Technik verwendet, jedoch ist das variable Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu gedacht, einen Luftströmungswiderstand und eine Verbrennungsmotorgeräuschübertragung/Verbrennungsmotorgeräuschausbreitung unter Verwendung des einzelnen (und z. B. einzigen) Luftkanals 10 zu minimieren.
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Hierzu weist das variable Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Einlässe auf, d. h. einen ersten Einlass 21 und einen zweiten Einlass 22, welche in dem einzelnen Luftkanal 10 ausgebildet sind.
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Der erste Einlass 21 ist ausgebildet, so dass er näher als andere Strömungspfade/Einlässe an dem Luftfilter 50 ist, und der zweite Einlass 22 ist ausgebildet, so dass er von dem Luftfilter 50 aus am weitesten entfernt ist, und kann an einem Ende des Luftkanals 10 ausgebildet sein.
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Der einzige Strömungspfad kann deshalb durch den ersten Einlass 21 und den zweiten Einlass 22 in zwei Strömungspfad unterteilt werden.
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Das bedeutet, dass ein erster Strömungspfad 31, welcher ein mit dem ersten Einlass 21 verbundenes Ende aufweist, und ein zweiter Strömungspfad 32, welcher ein mit dem zweiten Einlass 22 verbundenes Ende aufweist, gemeinsam ausgebildet sein können.
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In diesem Fall kann der zweite Strömungspfad 32 einen Teil des ersten Strömungspfads 31 mitverwenden (z. B. können sich der zweite Strömungspfad 32 und der erste Strömungspfad 31 einen Teil des ersten Strömungspfads 31 teilen).
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Der Grund ist, dass wegen der Struktur, welche den einzigen Luftkanal 10 aufweist, die Einziger-Strömungspfad-Struktur erhalten bleiben muss, wenn der erste Einlass 21 geschlossen ist (z. B. dass auch bei geschlossenem ersten Einlass ein einziger Strömungspfad erhalten bleiben muss).
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Der Grund, warum der zweite Strömungspfad 32 einen Teil des ersten Strömungspfads 31 anstatt der Gesamtheit des ersten Strömungspfads 31 mitverwendet (z. B. der zweite Strömungspfad 32 und der erste Strömungspfad 31 sich einen Teil des ersten Strömungspfads 31 anstatt der Gesamtheit des ersten Strömungspfads 31 teilen), ist der, dass eine Ende des ersten Strömungspfads 31 hin zu dem ersten Einlass 21 gerichtet ist/führt, welcher zu der Außenseite hin offen ist, und dass eine Öffnung des ersten Strömungspfads 31, welche mit dem zweiten Strömungspfad 32 geteilt werden kann, lediglich die Öffnung ist, welche hin zu dem zweiten Einlass 22 gerichtet ist/führt.
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Das bedeutet, dass der zweite Strömungspfad 32 nicht die Öffnung mitverwenden kann (z. B. sich nicht die Öffnung mit dem ersten Strömungspfad 31 teilen kann), welche in dem ersten Strömungspfad 31 zu dem ersten Einlass 21 hin gerichtet ist.
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Eine Länge des zweiten Strömungspfads 32 ist baulich länger als eine Länge des ersten Strömungspfads 31, und der zweite Strömungspfad 32 weist einen Teil des ersten Strömungspfads 31 auf, so dass ein anderes Ende des ersten Strömungspfads 31 und ein anderes Ende des zweiten Strömungspfads 32 den gleichen (z. B. den gemeinsamen) Luftauslass gemeinsam benutzen/teilen.
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3 ist eine schematische Ansicht von Bestandteilen des variablen Ansaugsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 3 weist das variable Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den einzelnen (z. B. einzigen) Luftkanal 10, welcher den ersten Einlass 21 und den zweiten Einlass 22 aufweist, und ein variables Ventil 40 auf.
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Ein Öffnungsgrad des variablen Ventils 40 kann verändert werden aufgrund einer Veränderung des Drucks in dem Luftkanal 10 gemäß einer Veränderung der Menge an Ansaugluft.
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Das bedeutet, dass das variable Ventil 40 durch einen Aktuator geöffnet und geschlossen werden kann, jedoch (z. B. zusätzlich oder alternativ) autonom geöffnet und geschlossen werden kann in Abhängigkeit von einer Flussrate der Ansaugluft, welche gemäß einer Verbrennungsmotordrehzahl verändert wird, wenn ein Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird.
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Der Grund ist, dass, wenn sich die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht, eine Kraft eines Ansaugens von Luft (bzw. eine Luftansaugkraft) größer wird und eine Flussrate der Ansaugluft erhöht wird.
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Hierzu kann das variable Ventil 40 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Feder verwenden.
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Das variable Ventil 40 kann an einem Ende des ersten Strömungspfads 31, welches mit dem ersten Einlass 21 verbunden ist, angebracht sein.
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Durch das variable Ventil 40 wird ein nicht mit dem zweiten Strömungspfad 32 geteilter Teil des ersten Strömungspfads 31 geöffnet und geschlossen.
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Wenn das variable Ventil 40 geöffnet ist, steht ein Ende des ersten Strömungspfads 31 mit dem ersten Einlass 21 in Verbindung, so dass Luft angesaugt wird, und, wenn das variable Ventil 40 geschlossen ist, kann ein Einströmen und ein Ausströmen von Luft zwischen dem ersten Strömungspfad 31 und dem ersten Einlass 21 abgesperrt/verhindert werden.
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Der gleiche Vorgang wird sogar in dem Fall durchgeführt, dass das variable Ventil 40 an einem Ende des zweiten Strömungspfads 32, welches mit dem zweiten Einlass 22 verbunden ist, angebracht ist.
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Die Länge des ersten Strömungspfads 31 ist L1, und eine Länge des nicht mit dem ersten Strömungspfad 31 geteilten Abschnitts des zweiten Strömungspfads 32 ist L2.
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Deshalb ist die Länge des zweiten Strömungspfads 32 L1 + L2.
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Die Begrifflichkeit von L1 und von L2 sind hier verschieden von einer Begrifflichkeit eines Abstands, und sogar in einem Fall, dass ein Strömungspfad gekrümmt ist, wird eine Länge des gekrümmten Abschnitts hinzugefügt/addiert.
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Bezugnehmend auf 3 ist ein Querschnitt des ersten Strömungspfads 31 A1 und ist ein Querschnitt des nicht mit dem ersten Strömungspfad 31 geteilten Abschnitts des zweiten Strömungspfads 32 A2.
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Der Strömungspfad kann bzw. die Strömungspfade können ausgebildet sein, so dass eine Fläche von A1 größer ist als eine Fläche von A2.
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Wenn das variable Ventil 40 geöffnet ist, dann wird die Gesamtheit der Luft, welche durch den ersten Einlass 21 und den zweiten Einlass 22 hindurch einströmt, dem Verbrennungsmotor zugeführt, und, wenn das variable Ventil 40 geschlossen ist, dann wird lediglich Luft, welche durch den zweiten Einlass 22 hindurch einströmt, dem Verbrennungsmotor zugeführt.
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Da die Verbrennungsausgangsleistung niedrig ist, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedrig ist, ist ein Einlassströmungswiderstand sogar in dem Fall nicht sehr problematisch, dass der Querschnitt des zweiten Strömungspfads 32 klein ist und die Länge des zweiten Strömungspfads 32 lang ist, und wird das Verbrennungsmotorgeräusch verringert, indem es durch den zweiten Einlass 22, welcher am weitesten von einer Geräuschquelle entfernt angeordnet ist, ausgelassen wird.
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Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl hoch ist, wird die Kraft des Ansaugens der Luft hin zum Verbrennungsmotor größer und wird das variable Ventil 40 langsam geöffnet durch eine Differenz des Drucks zwischen der Vorderseite und der Rückseite des variablen Ventils 40 (z. B. durch eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtsgelegenen Seite und der stromabwärtsgelegenen Seite an der Ventilklappe des variablen Ventils 40), so dass Luft durch sowohl den ersten Strömungspfad 31 als auch den zweiten Strömungspfad 32 hindurch angesaugt wird.
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Ein Ausmaß, mit welchem ein Abstrahlgeräusch des Verbrennungsmotolärms ein Innenraumgeräusch beeinflusst, ist bei einer niedrigen Drehzahl gering, und das Abstrahlgeräusch beeinflusst nicht besonders stark das Innenraumgeräusch, sogar obwohl sowohl der erste Einlass 21 als auch der zweite Einlass 22 geöffnet sind.
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Sogar obwohl der einzige Luftkanal 10 in dem variablen Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist und ein teurer Aktuator nicht verwendet wird, können dadurch die Minimierung des Luftströmungswiderstands und die Minimierung der Verbrennungsmotorgeräuschübertragung/Verbrennungsmotorgeräuschausbreitung erzielt werden.
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4 ist eine Ansicht, welche Bestandteile des variablen Ventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Bezugnehmend auf 4 weist das variable Ventil 40 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ventilklappe 41 auf, welche eine Struktur ist, die ein Ende eines Strömungspfads öffnet oder verschließt.
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In dem Fall, dass die Ventilklappe 41 an einem Ende des ersten Strömungspfads 31 angebracht ist, dreht sich die Ventilklappe 41 an (z. B. auf) einer Achse, welche senkrecht zu einer Längenrichtung des ersten Strömungspfads 31 ist, so dass ein Ende des ersten Strömungspfads 31 geöffnet und geschlossen werden kann.
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Deshalb muss die Ventilklappe 41 eine Form aufweisen, welche in einer Anfangsstellung (bzw. ursprünglichen Stellung) davon den Großteil des Querschnitts des ersten Strömungspfads 31 abdecken/verschließen kann.
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Das bedeutet, dass die Ventilklappe 41 ausgebildet sein kann, so dass sie eine Form hat, welche annähernd identisch ist zu einer Form des Querschnitts des ersten Strömungspfads 31.
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Außerdem kann das variable Ventil 40 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Ventilgelenk 42, welches als eine Achse dient, an (z. B. auf) welcher sich die Ventilklappe 41 dreht, und Ventilfedern 43 aufweisen, welche eine Rückstellkraft an die (z. B. gegen die) Drehbewegung der Ventilklappe 41 bereitstellen.
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Ein Ende der Ventilfeder 43 ist durch die Ventilklappe 41 abgestützt, und ein anderes Ende der Ventilfeder 43 ist durch den Luftkanal 10 abgestützt, so dass, wenn die Ventilklappe 41 gedreht wird, eine Rückstellkraft in eine Richtung, welche einer Richtung entgegengesetzt ist, in welche die Ventilklappe 41 gedreht wird, entsprechend einer Drehauslenkung erzeugt wird (z. B. steigt die Rückstellkraft mit der Auslenkung an).
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Das bedeutet, dass die Ventilfeder 43 eine Art von Torsionsfeder sein kann.
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Wenn die Menge der Ansaugluft erhöht wird, da die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht wird/sich erhöht, wird das variable Ventil 40 allmählich geöffnet aufgrund einer Differenz des Drucks zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Ventilklappe 41 in der Längenrichtung des ersten Strömungspfads 31 (z. B. durch eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtsgelegenen Seite und der stromabwärtsgelegenen Seite an der Ventilklappe 41 des variablen Ventils 40), wobei (z. B. während) die Federkraft (oder Rückstellkraft) der Ventilfeder 43 überwunden wird.
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In dem Moment, in dem ein Fahrer/eine Fahrerin seinen/ihren Fuß von einem Beschleunigungspedal/Gaspedal nimmt, kann die Ventilklappe 41 durch die Rückstellkraft der Ventilfeder 43 in eine ursprüngliche Stellung zurückkehren.
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Das Ventilgelenk 42 ist in 4 angebracht, so dass es die Ventilfedern 43, welche an dem Luftkanal 10 fest abgestützt sind, und die Ventilklappe 41 durchdringt, und kann die Ventilklappe 41 abstützen, so dass die Ventilklappe 41 drehbar ist.
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5 ist eine Ansicht, welche ein Funktionsprinzip des variablen Ventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Sowohl ein Ventilbetätigungsmechanismus bei einer niedrigen Drehzahl als auch bei einer hohen Drehzahl sind jeweilig dargestellt.
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Wie oben beschrieben, ist bei einer niedrigen Drehzahl eine Federkraft der Ventilfeder(n) 43, welche in der Richtung aufgebracht wird, welche zu der Richtung entgegengesetzt ist, in welche die Ventilklappe 41 gedreht wird, größer als die Kraft in einer Drehrichtung aufgrund der Differenz des Drucks zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Ventilklappe 41 (z. B. übersteigt/überwindet die Federkraft die Kraft in Drehrichtung) und ist (z. B. bleibt) als ein Ergebnis die Ventilklappe 41 geschlossen.
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Bei einer hohen Drehzahl überwindet die Kraft in einer Drehrichtung aufgrund der Differenz des Drucks zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Ventilklappe 41 die Rückstellkraft der Ventilfeder(n) 43, welche in der Richtung aufgebracht wird, welche entgegengesetzt ist zu der Richtung, in welche die Ventilklappe 41 gedreht wird, und wird als ein Ergebnis die Ventilklappe 41 geöffnet.
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Ein Zeitpunkt, zu welchem das variable Ventil 40 geöffnet wird, und ein Öffnungsgrad des variablen Ventils 40 können eingestellt (z. B. angepasst) werden durch Verändern einer Form der Ventilklappe 41, wie zum Beispiel ein Ausmaß/einen Grad, um welches/welchen die Ventilklappe 41 gekrümmt ist, oder ob Vorsprünge vorgesehen sind oder ob nicht, eines Gewichts der Ventilklappe 41 und einer Eigenschaft (z. B. der Federkonstante) der Ventilfeder(n) 43.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hängen der Vorgang des Öffnens und des Schließens des variablen Ventils 40 im Gegensatz zu der bezogenen Technik lediglich von der Federkraft ab, und sind die Kosten und ein Gewicht im Vergleich mit einem Fall, in welchem ein Magnet- oder ein Elektromagnetventil verwendet wird, verringert.
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Jedoch ist folgendes anzumerken:
Und zwar, dass bei einem Zustand niedriger Drehzahl und hoher Last (z. B. wenn ein Gaspedal in einer niedrigen Gangstufe vollständig (durch)gedrückt wird) das variable Ventil 40 aufgrund von Pulsationen der Ansaugluft in dem Verbrennungsmotor vibriert und ein sehr starkes bzw. lautes Aufprallgeräusch erzeugt wird, wenn das variable Ventil 40 in die ursprüngliche Stellung zurückkehrt.
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Dies wird verursacht durch einen Zusammenstoß/-prall zwischen einem unteren Ende der Ventilklappe 41 des variablen Ventils 40 und dem Luftkanal 10, und, obwohl das Geräusch in einem Fall verringert wird, in welchem eine Dicke eines elastischen Elements, welches an einem unteren Endabschnitt der Ventilklappe 41 installiert ist, erhöht wird, verschwindet das Geräusch nicht, da die Aufprallenergie sehr groß ist.
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6 ist ein Graph, welcher Pulsationen des Luftstroms in dem Einlass des Luftkanals gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 6 gezeigt, ist eine Position eines Punkts, an welchem die Flussraten gemessen werden, um Pulsationen der Luft in dem Luftkanal 10 zu erkennen, ein spezifischer Punkt in der Nähe des ersten Einlasses 21.
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Der Graph in 6 stellt Luftströme in den ersten Einlass 21 für einen Zyklus, das heißt für vier Zyklen, da der Verbrennungsmotor vier Zylinder aufweist, zum Zeitpunkt einer Vollbeschleunigung dar. Das negative (–)-Zeichen gibt einen Fluss bzw. Strom (z. B. der Luft) hin zu dem Verbrennungsmotor an, und ein Wert, welcher größer als null ist, gibt einen Fluss bzw. Strom (z. B. der Luft) hin zu dem ersten Einlass 21 von dem Verbrennungsmotor aus an.
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Der Grund, warum eine Graphlänge (z. B. eine zeitliche Länge der Linien des Graphs in 6) bei einer hohen Drehzahl kurz ist, ist der, dass ein Zyklus in einer kürzeren Zeit endet.
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Es sollte angemerkt sein, dass eine Geschwindigkeit des Luftstroms sich verändert, d. h. entlang des Ablaufs der Takte des Ansaugens, Verdichten, Verbrennens/Arbeitens und Ausstoßens pulsiert, und dass eine Maximalgröße der Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit (Pulsation) 15 m/s bei 1000 1/min und 8 m/s bei 5500 1/min beträgt und dass als ein Ergebnis die Größe der Pulsation sich eher verringert, so wie sich die Drehzahl erhöht.
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Insbesondere unter Berücksichtigung, dass eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit 15 m/s (bzw. –15 m/s) bei 5500 1/min beträgt, kann gesehen werden, dass die Größe der Pulsation stark den Betrieb/die Betätigung des variablen Ventils 40 beeinflussen kann.
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Die Größe der Pulsation ist ferner bei einer niedrigen Drehzahl hoch, und eine Pulsation wird erzeugt, bei welcher eine Richtung eines Stroms/Flusses in eine „+”-Richtung, d. h. in eine Richtung hin zu dem ersten Einlass 21, umgekehrt ist.
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Es ist deshalb möglich, zu folgern, dass das Problem mit dem Aufprallgeräusch, welches auftritt, wenn die Ventilklappe 41 in die ursprünglichen Stellung zurückkehrt und welches sogar durch Hinzufügen eines elastischen Elements an ein unteres Ende der Ventilklappe 41 nicht behoben wird, verursacht wird durch eine Erhöhung der Größe der Pulsation bei einer niedrigen Drehzahl und die Pulsation, welche hin zu dem ersten Einlass 21 umgekehrt ist bzw. in umgekehrter Richtung hin zu dem ersten Einlass 21 läuft.
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Um mit der zuvor genannten Situation geeignet zurecht zu kommen, kann unter Berücksichtigung, dass eine Drehgeschwindigkeit der Ventilklappe 41 erhöht ist, wenn die Ventilklappe 41 weiter von dem Ventilgelenk 42 entfernt ist, (z. B. eine Drehgeschwindigkeit des unteren Endes der Ventilklappe 41 aufgrund des Abstands vom Ventilgelenk 42 hoch ist) und als ein Ergebnis ein Aufprallbetrag (z. B. eine Aufprallkraft) erhöht ist, das Problem mit dem Aufprallgeräusch behoben werden durch Entfernen eines Anschlags/Stoppers an dem unteren Ende der Ventilklappe 41, welches weit von dem Ventilgelenk 42 entfernt ist, und durch Installieren eines Anschlags/Stoppers, welcher eine ausreichende Größe hat, in der Nähe des Ventilgelenks 42.
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7 ist eine Schnittansicht in einer Längenrichtung des Luftkanals, in welchem das variable Ventil gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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8 ist eine perspektivische Ansicht des variablen Ventils, in welchem ein Ventilanschlag gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
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9 ist eine perspektivische Ansicht des variablen Ventils, in welchem ein Ventilanschlag gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
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Bezugnehmend auf 7 kann das variable Ventil 40 des variablen Ansaugsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner einen Ventilanschlag/Ventilstopper 44 aufweisen.
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In 7 ist der Ventilanschlag 44 in einem Querschnitt des variablen Ventils 40 in einer Längenrichtung des ersten Strömungspfads 31 (z. B. betrachtet) an einem linken Endabschnitt (z. B. der Ventilklappe 41) von dem Ventilgelenk 42 aus ausgebildet oder angebracht.
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Jedoch ist die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und kann der Ventilanschlag 44 außerdem (z. B. alternativ oder zusätzlich) an einem rechten Endabschnitt (z. B. der Ventilklappe 41) ausgebildet oder angebracht sein.
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In dem Fall, dass der Ventilanschlag 44 an dem linken Endabschnitt ausgebildet ist oder angebracht ist, wie oben beschrieben, wird jedoch ein Aufprallbetrag (z. B. eine Aufprallkraft) verringert, wodurch im Vergleich mit einem Fall, bei welchem der Ventilanschlag 44 an dem rechten Endabschnitt ausgebildet ist oder angebracht ist, das Problem mit dem Aufprallgeräusch effektiver behoben werden kann.
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Der Grund, warum in 7 der linke Endabschnitt des variablen Ventils 40 ein Abschnitt in der Nähe des Ventilgelenks 42 ist, ist der, dass das Ventilgelenk 42 an einem oberen Endabschnitt des Querschnitts in der Längenrichtung des ersten Strömungspfads 31 angeordnet ist, um den Strömungspfad einfach/leicht zu öffnen.
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Falls das Ventilgelenk 42 in einer Höhenrichtung des Strömungspfads an einem zwischenliegenden Abschnitt (z. B. einem in Höhenrichtung des Strömungspfads gesehen mittleren Abschnitt) angeordnet ist, kann eine Position oder eine Struktur des Ventilanschlags 44 verändert bzw. anders sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen des Ventilanschlags 44 sind in 8 und 9 dargestellt.
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Im Allgemeinen kann der Ventilanschlag 44 ein elastisches Element sein, welches an einem Endabschnitt der Ventilklappe 41 angebracht sein kann, welcher nahe bzw. näher zu dem Ventilgelenk 42 ist (z. B. als (irgend)ein anderer Endabschnitt der Ventilklappe 41).
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass der Öffnungsgrad der Ventilklappe 41 aufgrund eines Gewichts der Ventilklappe 41 und der Federkraft nicht ausreichend sein kann, wenn eine maximale Menge an Ansaugluft in dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist.
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In diesem Fall kann die Verbrennungsmotorausgangsleistung verringert sein, da der Einlassströmungswiderstand größer wird.
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Obwohl die Federkraft der Ventilfeder 43 um die Hälfte verringert wird/werden kann, wird (dadurch) das Problem nicht behoben, und, wenn die Federkraft übermäßig verringert wird, kann die Ventilklappe 41 nicht zurückkehren bzw. sich nicht zurückstellen.
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10 ist eine Schnittansicht in der Längenrichtung des Luftkanals, welche darstellt, wie eine Querschnittsfläche eines Strömungspfads entsprechend einer Form der Ventilklappe gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verändert wird.
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11 ist eine Seitenansicht der Ventilklappe, welche eine gekrümmte Form hat, gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Da ein Unterdruck, welcher an einer Rückseite der Ventilklappe 41 in der Längenrichtung des Luftkanals 10 durch eine Kraft des Ansaugens von Luft hin zu dem Verbrennungsmotor gebildet wird, ein wichtiger Faktor hinsichtlich der Drehbewegung der Ventilklappe 41 ist, ist unter Bezugnahme auf 10 in dem variablen Ansaugsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine seitliche Form (z. B. eine im Querschnitt betrachtete Form) der Ventilklappe 41 abgebogen, so dass die Drehbewegung einfacher durchgeführt werden kann und eine Veränderung der Querschnittsfläche des Strömungspfads maximiert sein kann (was z. B. in 10 gezeigt ist).
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10 stellt eine Form dar, bei welcher ein unterer Abschnitt der Ventilklappe 41 abgebogen ist, so dass er in einem Querschnitt der Ventilklappe 41 in der Längenrichtung des Strömungspfads (z. B. betrachtet) einen vorbestimmten Winkel mit einem oberen Abschnitt der Ventilklappe 41 bildet, und 11 stellt eine Form dar, bei welcher sich die Ventilklappe 41 in einem Querschnitt der Ventilklappe 41 in der Längenrichtung des Strömungspfads (z. B. betrachtet) von dem oberen Abschnitt aus hin zu dem unteren Abschnitt allmählich krümmt.
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Wie in 10 und 11 dargestellt, ist bei der Form der Ventilklappe 41 ein unteres Ende der Ventilklappe 41 von einer verlängerten Linie, welche einen Mittelpunkt des Ventilgelenks 42 und den oberen Abschnitt der Ventilklappe 41 verbindet, aus in eine Richtung, in welche die Ventilklappe 41 geöffnet wird, im Abstand angeordnet.
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Durch die zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Form der Ventilklappe 41 vielfältig verändert sein, so dass eine Veränderung der Querschnittsfläche des Strömungspfads eingestellt (z. B. abgestimmt) sein kann hinsichtlich Zielen der Ansaugluft-Strömungsleistung und der Geräuschminderungsleistung/Geräuschdämpfungsleistung.
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10 stellt einen Anschlagvorsprung 60 und eine Anschlagnut 61 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Der Anschlagvorsprung 60 oder die Anschlagnut 61 ist an einer oberen Seite oder einer unteren Seite eines Schnitts des Luftkanals 10 in der Längenrichtung davon (z. B. in einem Schnitt des Luftkanals 10 in der Längenrichtung davon an einer oberen Seite oder einer unteren Seite) ausgebildet oder angebracht, so dass ein oberes Ende oder ein unteres Ende der Ventilklappe 41 durch den Anschlagvorsprung 60 oder die Anschlagnut 61 abgefangen wird, so dass die Ventilklappe 41 gestoppt wird, wenn die Ventilklappe 41 in die ursprüngliche Stellung zurückkehrt.
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Ferner dient der Anschlagvorsprung 60 oder die Anschlagnut 61 auch dazu, eine Anfangsstellung der Ventilklappe 41 festzulegen.
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In 10 sind Erscheinungsformen gezeigt, bei welchen der Anschlagvorsprung 60 und die Anschlagnut 61 jeweilig an dem unteren Abschnitt des Luftkanals 10 ausgebildet sind.
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12 ist ein Graph zum Vergleichen eines Luftströmungswiderstands hinsichtlich der Formen der Ventilklappe.
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Bezugnehmend auf 12 ist ein Einlassströmungswiderstand um 0,5 kPa maximal verringert, wenn die Federkraft um die Hälfte verringert ist, wobei jedoch ein Einlassströmungswiderstand um 1,2 kPa maximal verringert werden kann, wenn die Form der Ventilklappe 41 verändert wird (z. B. wenn die Ventilklappe 41 gebogen ist).
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13 ist eine schematische Ansicht, welche ein Prinzip der Schallübertragung/Schallausbreitung (bzw. Geräuschausbreitung) in dem Ansaugsystem darstellt.
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Bezugnehmend auf 13 verursacht eine Schallwelle, welche von dem Verbrennungsmotor aus übertragen wird, eine Schallreflexion aufgrund eines Unterschieds der Schallkennimpedanz an dem Luftfilter 50, wo der Querschnitt schnell vergrößert wird bzw. sich schnell vergrößert, und die reflektierte Welle kann durch eine Schallinterferenz oder Überlagerung mit einer von dem Verbrennungsmotor aus einkommende Welle abgemildert/gedämpft werden.
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Die verbleibende bzw. resultierende Schallwelle, welche kontinuierlich übertragen wird/sich kontinuierlich ausbreitet, nachdem sie abgemildert/gedämpft wurde, während sie durch den Luftfilter 50 hindurch lief, wird mittels des Luftkanals 10 hin zu dem Einlass ausgelassen, und in diesem Fall regt die verbleibende Schallwelle ein Schallfeld in dem Luftkanal 10 an, so dass eine Luftsäulenresonanz in einem spezifischen Frequenzbereich aufgrund einer geometrischen Form erzeugt werden kann.
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Dies ist eine zusätzliche Geräuschquelle.
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Die Luftsäulenresonanzfrequenz wird durch Formel 1, d. h. eine theoretische Geräuschformel, bestimmt und wird hauptsächlich eher durch die Länge des Strömungspfads des Luftkanals 10 als durch einen Durchmesser des Strömungspfads des Luftkanals 10 festgelegt.
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Formel 1 ist eine Beziehungsformel für einen Fall, in welchem der Querschnitt des Luftkanals
10 kreisförmig ist, wobei jedoch eine Tendenz der Veränderung der Luftsäulenresonanzfrequenz von der Formel 1 sogar für einen Fall, in welchem der Querschnitt nicht kreisförmig ist, abhängig ist (z. B. kann die Formel 1 auch noch näherungsweise für einen Fall verwendet werden, in welchem der Querschnitt nicht kreisförmig ist).
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Gemäß Formel 1 kann gesehen werden, dass, obwohl eine Differenz des maximalen Schalldruckniveaus nicht groß ist, eine Position (z. B. ein Bereich) der Verbrennungsmotordrehzahl, bei welcher ein Geräusch/Lärm erzeugt wird, d. h. die Resonanzfrequenz, verändert werden kann.
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Beispielsweise wird die Luftsäulenresonanzfrequenz kleiner, wenn eine Länge der Luftsäule länger wird, da der Nenner der Formel 1 größer wird.
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Wenn die Länge des ersten Strömungspfads 31 L1 ist, die Länge des zweiten Strömungspfads 32 L1 + L2 ist, ein Durchmesser des Querschnitts des ersten Strömungspfads 31 D1 ist und ein Durchmesser eines nicht mit dem ersten Strömungspfad 31 geteilten Teils des zweiten Strömungspfads 32 D2 ist, dann ist unter erneuter Bezugnahme auf 3 das variable Ventil 40, welches an einem Ende des ersten Strömungspfads 31 zu dem ersten Einlass 21 hin angeordnet ist, bei einer niedrigen Drehzahl geschlossen und ist in Formel 1 die Länge der Luftsäule L1 + L2 und ist der Durchmesser der Luftsäule ein beliebiger Wert, welcher mit D1 und D2 im Zusammenhang steht.
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Der Grund ist der, dass D1 größer sein kann als D2. Da der Einfluss durch die Länge der Luftsäule größer ist, ist das Einstellen (z. B. Abstimmen) der Luftsäulenresonanzfrequenz nicht sehr problematisch, sogar obwohl ein Zwischenwert zwischen D1 und D2 für den Durchmesser der Luftsäule in Formel 1 verwendet wird.
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Da die Länge der Luftsäule auf L1 + L2 verlängert ist, wird die erste Luftsäulenresonanzfrequenz relativ sehr klein, und wird als ein Ergebnis die erste Luftsäulenresonanz in einer Situation erzeugt, bei welcher die Verbrennungsmotordrehzahl sehr niedrig ist.
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In diesem Fall kann die Verbrennungsmotordrehzahl in eine Frequenz (Hz) umgewandelt werden, bei welcher der Verbrennungsmotorschall/das Verbrennungsmotorgeräusch ein Schallfeld in dem Luftkanal 10 anregt.
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Da ein Einheitenumrechnungsverfahren offenkundig ist und es außerdem offenkundig ist, dass die Luftsäulenresonanz in einem Fall erzeugt wird, in welchem die umgewandelte Anregungsfrequenz und die erste Luftsäulenresonanzfrequenz übereinstimmen, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
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Im Allgemeinen wird, nachdem das Fahrzeug damit begonnen hat, sich zu bewegen, das Fahrzeug allmählich beschleunigt und ist in diesem Fall eine Größe der akustischen Anregung von dem Verbrennungsmotor aus sehr klein.
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Wenn die erste Luftsäulenresonanzfrequenz durch Einstellen (z. B. Abstimmen) von L1 + L2, D1 und D2 in einen Abschnitt der Verbrennungsmotordrehzahl, bei welcher das Fahrzeug allmählich beschleunigt wird, gelegt ist, kann dadurch das Problem mit dem zusätzlichen Lärm/dem zusätzlichen Geräusch aufgrund der Luftsäulenresonanz bei einer niedrigen Drehzahl effektiv behoben werden.
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Da insbesondere die Größe der akustischen Anregung von dem Verbrennungsmotor aus kleiner wird, wenn die Drehzahl kleiner wird, ist das Verfahren des Minimierens der ersten Luftsäulenresonanzfrequenz das beste Verfahren.
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Da bei einer hohen Drehzahl das variable Ventil 40, welches an einem Ende des ersten Strömungspfads 31 zu dem ersten Einlass 21 hin angeordnet ist, geöffnet ist, wird der Einlassströmungswiderstand gering, wird die Verbrennungsmotorausgangsleistung erhöht und die Länge des Strömungspfads des Luftkanals 10 zu L1.
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Folglich kann in Formel 1 die Länge der Luftsäule substituiert werden mit L1 und der Durchmesser der Luftsäule mit D1.
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Gemäß Formel 1 wird die Luftsäulenresonanz in dem Fall erzeugt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl relativ hoch ist.
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Der Grund ist der, dass die erste Luftsäulenresonanzfrequenz gemäß Formel 1 relativ größer wird. Um die Luftsäulenresonanz zu erzeugen, muss die erste Luftsäulenresonanzfrequenz in einem Drehzahlabschnitt für eine normale/häufige Verwendung, wenn das Fahrzeug fährt, (z. B. in einen Drehzahlabschnitt, welcher normalerweise/häufig verwendet wird, wenn das Fahrzeug fährt) gelegt sein.
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Wenn die erste Luftsäulenresonanzfrequenz durch Einstellen (z. B. Abstimmen) von L1 und D1 erhöht wird, so dass sie von dem Verbrennungsmotordrehzahlabschnitt zur normalen Verwendung, d. h. einem Abschnitt von 2000 bis 5000 1/min, abweicht, können dadurch gleichzeitig nicht nur das Problem mit dem Abstrahlen eines Geräuschs des Verbrennungsmotors sondern auch mit einem zusätzlichen Geräusch aufgrund der Luftsäulenresonanz behoben werden.
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Das Prinzip zum Beheben des Problems mit dem Abstrahlen des Geräuschs des Verbrennungsmotors wurde in der zuvor genannten Beschreibung, welche mit 3 zusammenhängt, beschrieben.
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14 ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand darstellt, bei welchem eine Mehrzahl von variablen Ventilen gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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Gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Abstrahlgeräusch eines Verbrennungsmotors abgeschwächt/gedämpft werden und kann ein sportliches oder dynamisches Geräusch (z. B. ein sportlicher oder dynamischer Klang), welcher Frequenzen einer gewünschten Bandbreite hervorhebt, entwickelt werden durch Verändern einer Position des variablen Ventils 40.
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Das bedeutet, dass, da ein Geräuschton durch Bewegen des ersten Einlasses 21 zu dem zweiten Einlass 22 hin verändert wird, ein gewünschter Geräuschton im Voraus eingestellt werden kann.
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Außerdem kann eine Mehrzahl von variablen Ventilen 40 auf den einzigen Luftkanal 10 gemäß den Positionen zum Einstellen (z. B. Abstimmen) angewendet werden, wie in 14 dargestellt, oder kann eine Mehrzahl an Luftkanälen 10, welche das variable Ventil 40 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen, bereitgestellt sein. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Verbrennungsmotorgeräusch (z. B. den Verbrennungsmotorklang) präziser einzustellen (z. B. abzustimmen).
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Wie oben beschrieben, kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schwierigkeit beim Konfigurieren einer Mehrzahl von Luftkanälen in dem variablen Ansaugsystem gelöst werden, kann eine Verringerung von Kosten und einem Gewicht aufgrund der Nichtverwendung von Aktuatoren erzielt werden, und kann gleichzeitig ein vorheriges Ausgestaltungsziel zum Abmildern eines Abstrahlgeräusch eines Verbrennungsmotors bei einer niedrigen Drehzahl und zum Verringern eines Strömungswiderstands der Ansaugluft bei einer hohen Drehzahl erzielt werden.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „obere(r)”, „untere(r)”, „innere(r)” und „äußere(r)” dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0059679 [0001]
