DE10322168A1

DE10322168A1 - Lufteinlassvorrichtung

Info

Publication number: DE10322168A1
Application number: DE10322168A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kino; Takahiro Komori; Yutaka Ogasawara; Tomoyuki Sawatari
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2023-05-17
Also published as: US7174872B2; US7107959B2; US20050173186A1; DE10322168B4; US20040065288A1

Abstract

Eine Lufteinlassvorrichtung (1) weist eine Lufteinlassöffnung (30) auf, die sich nach außen öffnet, und einen Lufteinlassweg, der die Lufteinlassöffnung (30) mit einer Brennkammer eines Motors verbindet. Um zu verhindern, dass ein Geräusch aus der Lufteinlassöffnung (30) gelangt, ist im Hinblick auf Wände, die den Lufteinlassweg abteilen, eine Öffnung (80) an einem Teil der Wände entsprechend einem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle in der Gesamtlänge des Einlasswegs, oder an einem Teil, an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist, vorgesehen. Die Öffnung (80) ist mit einem durchlässigen Element (8) verschlossen, und eine Geräuschisolationswand (81) ist außerhalb des durchlässigen Elements (8) angeordnet, um die Emission von Übertragungsgeräuschen zu vermeiden, das durch das durchlässige Element (8) gelangt. Alternativ kann ein Vibrationssteuerungselement zum Unterdrücken der Flächenvibration des durchlässigen Elements (8) und zum Verringern von Strahlungsgeräuschen von dem durchlässigen Element (8) anstatt der Geräuschisolationswand (81) vorgesehen werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lufteinlassvorrichtung zum Zuführen von Luft zu einem Motor und insbesondere auf eine Lufteinlassvorrichtung, die es ermöglicht, Luftansauggeräusche zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen Luftreiniger, um eingesaugte Luft, die zu einem Motor geführt werden soll, zu filtern.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Eine schematische Ansicht der Lufteinlassvorrichtung ist in Fig. 19 gezeigt. Wie es dort zu erkennen ist, umfasst die Lufteinlassvorrichtung 100 eine Lufteinlassleitung 101, einen Resonator 110, einen Luftreiniger 103, einen Luftreinigerschlauch 104, einen Drosselkörper 105 und einen Einlassverteiler 106. Bei der Lufteinlassvorrichtung 100 tritt ein Problem im Hinblick auf Geräusche auf (untenstehend als "Luftansauggeräusch" bezeichnet), die aus einer Lufteinlassöffnung 102 der Einlassleitung 101 gelangen.

Fig. 20 zeigt Frequenzverteilungen von Ansauggeräuschen, ohne dass ein Resonator 110 und ein Drosselteil 111 angebracht sind. Es ist zu erkennen, dass das Ansauggeräusch mehrere Resonanzspitzen aufweist. Von diesen mehreren Resonanzspitzen wird beispielsweise eine Resonanzspitze A um 160 Hz durch eine Primärresonanzmode der Einlassleitung 101 hervorgerufen. Eine Spitze B um 320 Hz wird durch eine Sekundärresonanzmode der Einlassleitung 101 hervorgerufen. Eine Spitze C um 260 Hz wird durch die Primärresonanzmode des Luftreinigerschlauchs 104 hervorgerufen. Die Resonanzspitzen über 150 Hz werden jeweils durch Elemente hervorgerufen, die die Einlassvorrichtung 100 bilden. Wenn die Längen der Strecken der jeweiligen Elemente verändert werden, können die Resonanzspitzen vergleichsweise einfach entsprechend justiert werden. Daher kann ein Resonator 110 mit geringer Kapazität zum Absenken der Resonanzspitzen, die im mittleren und hohen Frequenzbereich vorhanden sind, eingesetzt werden.

Eine weitere Geräuschreduktion über den gesamten Frequenzbereich der Geräusche wurde jedoch verlangt, um die Annehmlichkeiten im Inneren des Fahrzeugs zu verbessern.

Eine Resonanzspitze D, die als so genanntes starkes Niederfrequenzgeräusch bezeichnet wird, wird ferner nicht durch die einzelnen Elemente hervorgerufen, die die Einlassvorrichtung 100 bilden. Die Resonanzspitze D wird in der Gesamtstrecke des Einlasswegs 107 von der Einlassöffnung 102 bis zum Einlassverteiler 106 hervorgerufen. Die Einlassvorrichtung 100 weist einen Leitungsweg mit einem einseitig geschlossenen Ende auf, wobei die Einlassöffnung 102 ein offenes Ende ist, während ein Einlassventil (nicht gezeigt), das den Einlassverteiler 106 teilt, und eine Verbrennungskammer 109 bzw. eine obere Fläche eines Kolbens ein geschlossenes Ende sind. Somit wird die Resonanzspitze D im Niederfrequenzbereich in der Gesamtlänge des Einlasswegs 107 hervorgerufen. Wenn die Frequenz der Resonanzspitze D mit einer Luftpulsation zusammenfällt, die von der Seite des Motors übertragen wird, wird das Luftansauggeräusch, das von der Einlassöffnung 102 abgestrahlt wird, groß. Es ist daher schwierig, die Resonanzspitze D zu verringern, d. h., das starke Niederfrequenzgeräusch zu vermeiden.

Um das starke Niederfrequenzgeräusch zu vermeiden, sind die Einlassleitung 101 oder der Luftreiniger 103 der Einlassvorrichtung 100 mit einem Resonator 110 mit verhältnismäßig großer Kapazität (etwa 2 × 10^-3 bis 10^-2 m³) versehen.

Es tritt oftmals der Fall auf, dass ein mit einer Drossel versehenes Teil 111 zusammen mit dem Resonator 110 mit großer Kapazität in der Nähe der Einlassöffnung 102 der Einlassleitung 101 angeordnet ist, um die akustische Masse zu erhöhen und das Luftansauggeräusch zu verringern.

Wie es oben beschrieben wurde, weist der Resonator 110 zum Steuern des starken Niederfrequenzgeräuschs jedoch eine verhältnismäßig große Kapazität auf, und die Einlassvorrichtung 100 wird entsprechend insgesamt groß, so dass Räume zum Montieren anderer Einrichtungen als der Einlassvorrichtung 100 klein werden.

Wenn die Fläche des Einlasswegs durch das Drosselteil 111 eingeschnürt wird, nimmt eine zur Verbrennungskammer 109 zuzuführende Luftströmungsrate ab. Insbesondere wenn sich der Motor mit hoher Geschwindigkeit dreht, wird die gewünschte Luftströmungsrate nicht erreicht und die Motorleistung fällt ab.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Lufteinlassvorrichtung vorzusehen, die klein gestaltet werden kann, die gewünschte Motorleistung sicherstellt und das Geräusch vermeidet.

Um die untenstehenden Probleme zu lösen, umfasst die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 oder 2. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.

Kurz gesagt, ist die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung mit einer Öffnung an dem Teil der Wände versehen, die dem Schwingungsbauch (Antinode) der Resonanzmode entsprechen, oder an dem Teil, an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist, und diese Öffnung ist mit dem durchlässigen Element geschlossen. Siehe japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2002-21660 und "Development of low noise intake system with unreflective duct (Part2)", veröffentlicht am 24. Mai 2000 bezüglich der Antinode der Resonanzmode und des Geräuschdruckniveaus in der Lufteinlassvorrichtung.

Durch das Anbringen des durchlässigen Elements wird der Innendruck des Einlasswegs nach außen vom Inneren der Einlassvorrichtung über das durchlässige Element entlastet, so dass dabei verhindert wird, dass eine stehende Welle auftritt. Das durchlässige Element weist eine Vielzahl von feinen Poren auf, und die Energie der Geräuschwelle, die in die feinen Poren eindringt, wird in Wärmeenergie aufgrund der viskosen Reibung zwischen der Luft und einer Wand der feinen Poren konvertiert, so dass es möglich ist, effektiv Geräusche zu verringern (untenstehend als "Luftübertragungsgeräusch" bezeichnet), die aus dem Einlassweg zur Außenseite des durchlässigen Elements durch den Luftübertragungsverlust gelangen. Durch diese Maßnahmen kann durch die Einlassvorrichtung der Erfindung das von der Einlassöffnung stammende Geräusch verhindert werden.

Ferner wird durch die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung jeder Resonator mit großer Kapazität unnötig, oder es wird möglich, die Kapazität des Resonators zu verringern. Entsprechend kann die gesamte Einlassvorrichtung verkleinert werden. Durch das Anbringen des Resonators können Geräusche, die Frequenzen um das zu kontrollierende Geräusch aufweisen, durch Antiresonanz wiederum erhöht werden. Somit ist es nötig, die Kapazität des Resonators einzustellen. Andererseits gibt es keine Möglichkeit, eine Antiresonanz hervorzurufen, da die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung das Geräusch durch das durchlässige Element unterdrückt. Entsprechend ist es durch die Einlassvorrichtung der Erfindung unnötig, eine Einstellung zum Unterdrücken von Antiresonanz vorzunehmen.

Gemäß der Einlassvorrichtung der Erfindung wäre es möglich, das Geräusch selbst in dem Fall zu verringern, in dem das Drosselteil in der Einlassleitung nicht ausgebildet ist. Entsprechend fällt die Luftströmungsrate zur Verbrennungskammer nicht ab, und die gewünschte Motorleistung kann problemlos sichergestellt werden.

Die Einlassvorrichtung der Erfindung ist mit einer Geräuschisolierwand außerhalb des durchlässigen Elements versehen, um die Emission des Luftübertragungsgeräuschs, das durch das durchlässige Element gelangt, zu vermeiden. Zum Verringern des Ansauggeräuschs wird das Luftübertragungsgeräusch groß gewählt, wobei jedoch nicht nur das Luftansauggeräusch, sondern auch das Luftübertragungsgeräusch Lärm hervorruft.

Dazu weist die Einlassvorrichtung der Erfindung die Geräuschisolierwand außerhalb des durchlässigen Elements auf, um das Übertragungsgeräusch abzublocken, das durch das durchlässige Element gelangt ist, und zu verhindern, dass es weiter nach außen gelangt. Entsprechend kann durch die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung nicht nur das Ansauggeräusch, sondern auch das Übertragungsgeräusch kontrolliert werden. Zusätzlich ist es möglich, die Verringerung der Durchlässigkeit aufgrund des Haftens von Feuchtigkeit, Fremdkörpern oder ähnlichem an dem durchlässigen Element gemäß der Einlassvorrichtung der Erfindung zu verhindern. Dementsprechend kann die Geräuschverringerungswirkung über lange Zeit aufrechterhalten werden.

Ferner kann durch die Einlassvorrichtung der Erfindung ein sogenanntes starkes Niederfrequenzgeräusch, das nicht durch die jeweiligen Elemente hervorgerufen wird, die die Einlassvorrichtung bilden, problemlos vermieden werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist, kurz zusammengefasst, die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung das durchlässige Element und das Vibrationssteuerelement auf. Wie es oben erwähnt wurde, wird das Übertragungsgeräusch groß gewählt, um das Luftansauggeräusch abzusenken. Wenn jedoch die Fläche vergrößert wird, an der das durchlässige Element angebracht wird, erzeugt das durchlässige Element selbst möglicherweise Flächenvibration, und durch diese Flächenvibration kann ein neues Geräusch hervorgerufen werden, wobei die Geräuschisolationswand selbst Geräuschquelle ist.

Dazu weist die Lufteinlassvorrichtung der Erfindung das Vibrationssteuerelement auf, um die Flächenvibration des durchlässigen Elements zu vermeiden. Durch diese Struktur ist es weniger wahrscheinlich, dass das durchlässige Element eine Flächenvibration ausführt, selbst wenn die Fläche vergrößert wird, an der das durchlässige Element angebracht wird. Daher können neue Geräusche, die durch das durchlässige Element selbst hervorgerufen werden, vermieden werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Resonanzfrequenz des Geräuschs im allgemeinen 200 Hz oder geringer. Das Geräusch, das eine Resonanzspitze in diesem Frequenzbereich aufweist, ist besonders störend. Durch die vorliegende Struktur kann dieses störende Geräusch konzentrisch unterdrückt werden.

Es muss nur festgelegt werden, dass die Öffnung in dem Luftreiniger vorgesehen ist, wenn in dem Luftreiniger der Teil der Wände vorgesehen ist, der dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle in der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder der Teil, der einem hohen Geräuschdruckniveau im Einlassweg entspricht.

Kurz gesagt, bringt die vorliegende Struktur das durchlässige Element und die Geräuschisolationswand im Luftreiniger an. Der Wandteil des Luftreinigers weist viele Ebenen mit Flächenstruktur im Vergleich zu Wandteilen von anderen Elementen auf, die die Einlassvorrichtung bilden. Dementsprechend kann durch diese Struktur die Öffnung verhältnismäßig problemlos vorgesehen werden und das durchlässige Element einfach und kostengünstig angebracht werden.

Da das durchlässige Element verstopft wird, wenn Wasser oder Staub in den Luftreiniger von der Seite der Einlassleitung eindringen, so dass es schwierig ist, den Luftansaugpulsationsdruck von der Innenseite zur Außenseite zu entlasten, wodurch die gewünschte Verringerungswirkung des Luftansauggeräuschs nicht erzielt werden kann, ist wünschenswerterweise eine Öffnung an einem anderen Wandteil als an der Bodenwand des Luftreinigers vorgesehen, um das durchlässige Element dort anzuordnen.

Wenn der Teil der Wände, der dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle in der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder der Teil an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist, in einer sauberen Seite des Luftreinigersvorhanden ist, ist es ausreichend, dass die Öffnung in der sauberen Seite des Luftreinigers vorgesehen wird.

Der Luftreiniger wird durch einen Luftfilter in eine stromaufwärtige Seite, die mit der Einlassöffnung in Verbindung steht, d. h., eine schmutzige Seite, und in eine stromabwärtige Seite, die mit der Verbrennungskammer in Verbindung steht, d. h., die saubere Seite, getrennt. Die angesaugte Luft wird gefiltert, indem sie durch den Luftfilter gelangt. Bei dieser Struktur können das durchlässige Element und die Geräuschisolationswand an der sauberen Seite angebracht sein.

Wenn in einer schmutzigen Seite des Luftreinigers der Teil der Wände, der dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle in der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder der Teil, in dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist, vorhanden ist, muss nur die Öffnung auf der schmutzigen Seite des Luftreinigers vorgesehen werden.

Wenn in dem Luftreinigerschlauch der Teil der Wände, der dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder der Teil, an dem das Geräuschdrucksniveau im Einlassweg hoch ist, vorhanden ist, muss nur vorgesehen werden, dass die Öffnung zumindest im Luftreinigerschlauch vorgesehen ist. Die Struktur bringt das durchlässige Element und die Isolationswand im Luftreinigerschlauch an. Der Luftreinigerschlauch ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftreinigers vorgesehen.

Wenn in einer Einlassleitung der Teil der Wände, der dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder der Teil, an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist, vorhanden ist, muss nur bestimmt werden, dass die Öffnung in dem Teil der Einlassleitung vorgesehen ist.

Das durchlässige Element weist vorzugsweise eine wasserabstoßende Eigenschaft auf. Durch diese Struktur kann die Feuchtigkeitsmenge verringert werden, die in das Innere des Einlasswegs durch das durchlässige Element gelangt.

Vorzugsweise ist es ausreichend, dass die Geräuschisolationswand so strukturiert ist, dass sie ein Vibrationssteuerungselement aufweist, damit die Geräuschisolationswand keine Flächenvibration des durchlässigen Elements aufgrund der Übertragung von Geräuschen vom durchlässigen Element hervorruft. Wenn das Luftübertragungsgeräusch die Geräuschisolationswand erreicht, erzeugt die Geräuschisolationswand selbst möglicherweise eine Flächenvibration durch das Luftübertragungsgeräusch, und durch diese Flächenvibration kann ein neues Geräusch erzeugt werden, bei dem die Geräuschquelle die Isolationswand selbst ist.

Dazu weist die Geräuschisolationswand dieser Struktur ein Vibrationssteuerelement für die Geräuschisolationswand auf. Durch diese Struktur macht die Geräuschisolationswand weniger Flächenvibration und die Geräuschisolationswand selbst kann kaum Geräusche erzeugen.

Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung ein Luftreiniger vorgesehen, der es ermöglicht, nicht nur Luftansauggeräusche sondern auch Luftübertragungsgeräusche zu vermeiden und die Anzahl der Teile zu verringern.

Um die oben erwähnten Probleme zu beheben, umfasst ein Luftreiniger der Erfindung ein Gehäuse, ein Element, das das Gehäuse in eine schmutzige Seite und in eine saubere Seite trennt, und ein durchlässiges Element, das einen Teilraum in dem Gehäuse abtrennt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Geräuschisolationswandteil als ein Körper innerhalb des Gehäuses geformt ist, wobei das Geräuschisolationswandteil mit Verbindungslöchern versehen ist, um den Teilraum mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung zu bringen.

Kurz gesagt, schützt der Luftreiniger der Erfindung das durchlässige Element innerhalb des Gehäuses und vereint die Geräuschisolationswand mit der Gehäusewand. Der Teilraum ist mit dem durchlässigen Element abgeteilt und innerhalb des Gehäuses abgetrennt. D. h., im Gehäuse sind eine Außenseite und eine Innenseite des Teilraums durch das durchlässige Element eingeteilt. Das Geräuschisolationswandteil ist außerhalb des Teilraums angebracht und weist Verbindungslöcher auf, durch die der Teilraum mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht.

Ein Geräuschdruck läuft entlang eines Wegs von außerhalb des Teilraums zum durchlässigen Element zum Inneren des Teilraums zum Geräuschisolationswandteil (Verbindungslöcher) zur Außenseite des Gehäuses und gelangt aus dem Inneren zur Außenseite des Gehäuses. Während des Hervortretens trifft ein Hauptteil des Geräuschdrucks, den das durchlässige Element übertragen hat, gegen andere Teile als die Verbindungslöcher des Geräuschisolationswandteils, nämlich das Wandteil. Durch diese Kollision wird das Luftübertragungsgeräusch nicht direkt zur Außenseite des Gehäuses weitergegeben, sondern es wird die akustische Masse durch die Verbindungslöcher erhöht, so dass das Luftübertragungsgeräusch verringert werden kann.

Gemäß dem Luftreiniger der Erfindung kann nicht nur das Luftansauggeräusch, sondern auch das Luftübertragungsgeräusch verringert werden. Entsprechend wird in einem Fall, in dem eine Geräuschisolationseigenschaft in einem Teil, in dem der Luftreiniger eingebaut wird, gering ist (z. B. dem Motorraum), die Verringerung besonders wirkungsvoll, wenn der Luftreiniger der Erfindung eingebaut wird. Ein Grund dafür liegt darin, dass der Luftreiniger der Erfindung an sich eine hohe Geräuschisolationseigenschaft aufweist und nicht von der Geräuschisolationseigenschaft des Teils, an dem der Luftreiniger installiert wird, abhängt.

Gemäß dem Luftreiniger der Erfindung ist das Geräuschisolationswandteil als ein Körper mit dem Gehäuse geformt. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem das Geräuschisolationswandteil unabhängig von dem Gehäuse geformt wird, können die Einzelteile verringert werden, Produktionskosten entsprechend eingespart werden und die Befestigung des Luftreinigers vereinfacht werden.

Wünschenswerterweise ist das Geräuschisolationswandteil an der schmutzigen Seite des Gehäuses angeordnet. Wenn das Geräuschisolationswandteil an der schmutzigen Seite angeordnet wird, wird der Staub durch das Element gefiltert, selbst wenn Staub in das Gehäuse des Luftreinigers durch das Geräuschisolationswandteil und das durchlässige Element eindringt. Daher kann einfach vermieden werden, dass Staub von der sauberen Seite des Gehäuses in eine stromabwärtige Seite eindringt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt:
Fig. 2 eine Einzelteilansicht des Luftreinigers zeigt, der in die Lufteinlassvorrichtung basierend auf der ersten Ausführungsform dieser eingebaut ist;
Fig. 3 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 eine teilweise demontierte Ansicht des Luftreinigers zeigt, der in die Lufteinlassvorrichtung basierend auf der zweiten Ausführungsform eingebaut ist;
Fig. 5 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftübertragungsgeräusche der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 eine teilweise demontierte Ansicht des Luftreinigers zeigt, der in die Lufteinlassvorrichtung basierend auf der dritten Ausführungsform eingebaut ist;
Fig. 8 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 9 demontierte Ansichten der Lufteinlassleitung und des Luftreinigers zeigt, die in Lufteinlassvorrichtung basierend auf der vierten Ausführungsform eingebaut sind;
Fig. 10 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche der Lufteinlassvorrichtung basierend auf der vierten Ausführungsform zeigt;
Fig. 11A eine Querschnittsansicht des Luftreinigers darstellt, der in die Lufteinlassvorrichtung basierend auf der fünften Ausführungsform eingebaut ist, und Fig. 11B eine perspektivische Teilansicht des Luftreinigers, basierend auf der fünften Ausführungsform zeigt;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht des Luftreinigers zeigt, der in die Lufteinlassvorrichtung basierend auf der sechsten Ausführungsform eingebaut ist;
Fig. 13 eine schematische Ansicht des Lufteinlasssystems zeigt, das in den Luftreiniger der siebten Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist;
Fig. 14 eine demontierte Ansicht des Luftreinigers der siebten Ausführungsform zeigt;
Fig. 15 Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche in dem Lufteinlasssystem zeigt, das mit dem Luftreiniger der siebten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 16 Frequenzverteilungen von Luftübertragungsgeräuschen in dem Lufteinlasssystem zeigt, das mit dem Luftreiniger der siebten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 17 eine demontierte Ansicht des Luftreinigers der achten Ausführungsform ist;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht des Luftreinigers der neunten Ausführungsform zeigt;
Fig. 19 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Lufteinlassvorrichtung zeigt;
Fig. 20 ein Diagramm zeigt, das die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche der herkömmlichen Lufteinlassvorrichtung zeigt; und
Fig. 21 eine vergrößerte Ansicht des Luftreinigerschlauchs zeigt, wobei das durchlässige Element am Schlauch angebracht ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der Lufteinlassvorrichtung gemäß der Erfindung werden genauer erklärt.

Erste Ausführungsform

Zunächst wird auf die Struktur der Lufteinlassvorrichtung gemäß Ausführungsform eingegangen. Eine schematische Ansicht der Lufteinlassvorrichtung der Ausführungsform ist in Fig. 1 gezeigt. Wie es dort zu erkennen ist, umfasst die Lufteinlassvorrichtung 1 eine Lufteinlassleitung 3, den Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen, den Luftreiniger 5, den Luftreinigerschlauch 6, den Drosselkörper 7, den Einlassverteiler 2 und das durchlässige Element 8. Durch das Innere dieser Elemente ist der Lufteinlassweg 10 von der Lufteinlassöffnung 30 zum Einlassverteiler 2 abgeteilt.
Die Einlassleitung 3 ist aus einem Kunststoff (Harz) gefertigt und nimmt eine zylindrische Gestalt ein und steht mit der Außenseite eines Fahrzeugs über die Einlassöffnung 30, die an einem stromaufwärtigen Ende vorgesehen ist, in Verbindung. Der Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen ist im allgemeinen aus dem Kunststoff gefertigt und nimmt eine kastenförmige Gestalt ein. Der Resonator 4 ist verzweigt und mit der Einlassleitung 3 an seinem mittleren Teil an dieser Ausführungsform verbunden, kann jedoch auf andere Weise innerhalb der Lufteinlassvorrichtung positioniert sein. Die Kapazität, die Gestalt oder ein zur Einlassleitung 3 verbindendes Teil des Resonators 4 werden durch Einstellung beeinflusst, um die Resonanzspitze in den mittleren und hohen Frequenzen des Luftansauggeräuschs zu verringern.
Der Luftreiniger 5 weist ein Gehäuse 50 auf der schmutzigen Seite, ein Gehäuse 51 auf der sauberen Seite und ein Element 52 auf. Fig. 2 zeigt eine demontierte Ansicht des Luftreinigers. Wie es dort gezeigt ist, ist das Gehäuse 50 der schmutzigen Seite aus dem Kunststoff gefertigt, wobei es eine Kistengestalt einnimmt, die sich nach oben öffnet, und weist einen vorspringenden Zylinder 500 für den Anschluss einer Leitung von einer Seitenwand davon auf, wobei der Zylinder 500 für den Anschluss der Leitung mit dem stromabwärtigen Ende der Einlassleitung 3 verbunden ist, die in Fig. 1 gezeigt ist.
Das Gehäuse 51 der sauberen Seite ist aus dem Harz gefertigt, wobei es eine Kistengestalt einnimmt, die sich nach unten öffnet, und ist auf dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite in einem Zustand montiert, dass es über die Öffnung gelegt wird, und weist einen von einer seiner Seitenwände 51 vorspringenden Anschlusszylinder 510 für einen Schlauch auf. Auf einer Innenseite der Seitenwand des Gehäuses der sauberen Seite 51 und einer inneren Seite einer oberen Bodenwand stehen mehrere U-förmige Verstärkungsrippen 53 der Form der Innenseiten folgend. In der oberen Bodenwand des Gehäuses 51 der sauberen Seite ist eine längliche Öffnung 80 geformt. Der Grund, warum die Öffnung 80 in der oberen Bodenwand des Gehäuses 51 der sauberen Seite geformt ist, liegt darin, dass es sich durch eine Vorabsimulationsanalyse herausgestellt hat, dass ein Antinodengebiet der Resonanzsekundärmode der stehenden Welle an dem einseitigen Öffnungsende positioniert ist. Die obere Bodenwand des Gehäuses 51 der sauberen Seite ist in den Wandteil der Erfindung eingeschlossen. Von der Öffnung 80 aus sind die Verstärkungsrippen streifenartig zu erkennen.
Das Element 52 ist ein rechteckiger im Faltverfahren (Pleatverfahren) gefertigter textiler PET non-woven Flächenverbund, der zwischen Öffnungsränder des Gehäuses der schmutzigen Seite 50 und des Gehäuses der sauberen Seite 51 befestigt ist und einen geschlossenen Raum, der zwischen dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite und dem Gehäuse 51 der sauberen Seite definiert wird, in eine obere und untere Kammer teilt.
Das durchlässige Element 8 ist ein textiler PET non-woven Flächenverbund, der eine rechteckige Gestalt einnimmt. Das durchlässige Element 8 kann ein Woven- Flächenverbund, ein PP non-woven Flächenverbund oder ähnliches sein, solange es durchlässig ist. Das durchlässige Element 8 schließt die Öffnung 80 in einem Zustand, in dem es vom unteren Teil durch die Verstärkungsrippen gestützt wird. Die Verstärkungsrippen 53 sind in dem Vibrationssteuerungselement der Erfindung umfasst. Das durchlässige Element 8 ist an einem Rand der Öffnung 80 und den Verstärkungsrippen 53 durch bekannte Mittel, wie Einsetzen oder Schmelzen, befestigt.
Wendet man sich Fig. 1 zu, dann ist der Luftreinigerschlauch 6 aus Gummi oder Kunststoff gefertigt, wobei ein Balgzylinder verwendet wird, und ist an seinem stromaufwärtigen Ende mit dem Kunststoffschlauch-Anschlusszylinder 510 verbunden, der in Fig. 2 gezeigt ist. Der Luftreinigerschlauch 6 ist an seinem stromabwärtigen Ende mit dem stromaufwärtigen Ende des Drosselkörpers 7 verbunden, der an seinem stromabwärtigen Ende mit dem Einlassverteiler 2 verbunden ist, der sich zur Verbrennungskammer verzweigt. Die von der Umgebung angesaugte Luft gelangt in der Reihenfolge zum Einlassverteiler 3 → dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite → dem Element 52 → dem Gehäuse 51 der sauberen Seite → dem Luftreinigerschlauch 6 → dem Drosselkörper 7 → dem Einlassverteiler 2 und gelangt in die Verbrennungskammer 20.
Als nächstes wird auf Wirkungen Bezug genommen, die die Lufteinlassvorrichtung 1 der Ausführungsform bietet.
Fig. 3 zeigt die Frequenzverteilungen, ohne dass der Resonator 4 für die mittleren und hohen Frequenzen und die Verstärkungsrippen 53 angebracht sind. Dabei wurden die Frequenzverteilungen gemessen, indem weißes Rauschen durch einen Lautsprecher erzeugt wurde, der am stromabwärtigen Ende des Einlassverteilers 2 platziert wurde, und die Luftansauggeräusche empfangen wurden. In der Figur ist die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne das durchlässige Element, die in Fig. 20 gezeigt ist. Gleichzeitig ist eine gestrichelte Linie eine Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element, das t = 1 mm dick ist. Eine Strich-Punkt-Linie ist eine Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm. Im Hinblick auf das durchlässige Element werden ein textiler PET non-woven Flächenverbund mit einem Gelegerohgewicht von 840/m² und ein textiler PET non-woven Flächenverbund mit einer Rohgelegedicke (vor dem Heißpressen) von 5 mm der Heißpresse unterworfen, so dass die Dicke verändert wird, um die Luftströmungsmenge zu verändern.
Wenn das durchlässige Element angebracht wird, fällt, wie es gezeigt ist, die Resonanzspitze E starken des Niederfrequenzgeräuschs ab. In der Praxis fällt im Fall von t = 1 mm die Resonanzspitze E um etwa 3 dB ab, während sie im Fall von t = 2 mm um etwa 10 dB abfällt. Im Hinblick darauf, dass die Absenkungswirkung der Resonanzspitze durch den Resonator etwa 5 dB bis 10 dB ist, ist deutlich, dass das durchlässige Element eine im Wesentlichen äquivalente Resonanzspitzenabsenkungswirkung wie diejenige des Resonators aufweist. Aus der Tatsache, dass die Absenkungsrate der Resonanzspitze E bei t = 2 mm größer als bei t = 1 mm ist, ist deutlich, dass die Absenkungswirkung der Resonanzspitze im Ansauggeräusch umso größer ist, je größer die Dicke des durchlässigen Elements und je geringer die Dichte ist. Dabei kann durch das Begrenzen der Kompressionsmenge des Rohlings für das durchlässige Element während des Herstellungsvorgangs für das durchlässige Element die Dichte des durchlässigen Elements verringert werden und seine Durchlässigkeit wird erhöht. Ferner ist zu erkennen, dass die Resonanzspitzenabsenkungswirkung im Niederfrequenzbereich von insbesondere mehr als 30 Hz bis zu weniger als 150 Hz groß ist.
Gemäß der Einlassvorrichtung 1 der Ausführungsform wird kein Resonator mit großer Kapazität benötigt, oder es wird möglich, die Kapazität des Resonators zu verringern. Die gesamte Einlassvorrichtung 1 kann daher verkleinert werden. Ferner besteht wegen des durchlässigen Elements 8 in der Einlassvorrichtung 1 der Ausführungsform keine Möglichkeit, dass Antiresonanz hervorgerufen wird. Das Geräusch kann daher einfacher vermieden werden. Auf Grund der Einlassvorrichtung 1 der Ausführungsform kann das Geräusch effektiv kontrolliert werden, ohne dass die Drossel in die Lufteinlassleitung 3 platziert wird. Die gewünschte Motorausgabe kann somit einfach sichergestellt werden.
Die Einlassvorrichtung 1 der Ausführungsform ist mit den Verstärkungsrippen 53 als Vibrationssteuerungselement versehen. Selbst wenn die Fläche der durchgelangenden Luft im durchlässigen Element 8 groß ist, ist es unwahrscheinlich, dass das durchlässige Element 8 eine Flächenvibration erzeugt. Die Verstärkungsrippen 53 können aus dem gleichen Material wie demjenigen des Gehäuses 51 der sauberen Seite, d. h. dem Luftreinigergehäuse, gefertigt sein, können gleichzeitig mit dem Luftreinigergehäuse gefertigt werden und können durch Einsetzen des durchlässigen Elements 8 geformt werden, wenn das Luftreinigergehäuse gebildet wird, so dass das Luftreinigergehäuse und das durchlässige Element 8 gleichzeitig das durchlässige Element 8 und die Verstärkungsrippen 53 zusammensetzen. Zusätzlich kann das durchlässige Element 8 der dargestellten Lufteinlassvorrichtung 1 auf die saubere Seite des Luftreinigergehäuses platziert werden.

Zweite Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur ersten Ausführungsform ist, dass die Geräuschisolationswand außerhalb des durchlässigen Elements angeordnet ist.
Zunächst wird der strukturelle Unterschied der Lufteinlassvorrichtung dieser Ausführungsform erklärt. Fig. 4 zeigt eine teilweise demontierte Ansicht des Luftreinigers, der in der Lufteinlassvorrichtung basierend auf dieser Ausführungsform eingesetzt wird. Die gleichen Referenzziffern werden für Teile vergeben, die denjenigen aus Fig. 2 entsprechen. Dabei ist die Geräuschisolationswand 81 aus dem Kunststoff gefertigt, wobei sie eine rechteckige Plattengestalt mit Stiftlöchern 810 an vier Ecken einnimmt. Andererseits stehen Stifte 82 entsprechend den Stiftlöchern 810 von vier Ecken in einer äußeren Fläche einer oberen Bodenwand des Gehäuses der sauberen Seite 51 vor. Die Stifte 82 werden darauf mit Abstandsstücken 83 aus Kunststoff, die als Zylinder gestaltet sind, montiert, und in die Stiftlöcher 810 über die zylindrischen Abstandshalter 83 eingepasst.
Als nächstes werden die Effekte dieser Ausführungsform der Lufteinlassvorrichtung, die anders als diejenigen der ersten Ausführungsform sind, erklärt. Fig. 5 zeigt die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche, ohne dass der Resonator 4 für die mittleren und hohen Frequenzen angebracht wird. In der Figur ist die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne das durchlässige Element, die in Fig. 20 gezeigt ist. Gleichzeitig ist die gestrichelte Linie die Frequenzverteilung mit lediglich dem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und ohne die Geräuschisolationswand. Eine Ein-Punkt-Strichlinie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einer Geräuschisolationswand, die um einen Abstand L = 1 mm vom durchlässigen Element getrennt angeordnet ist. Eine Strich-Zwei-Punkt-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit t = 2 mm Dicke und einer Geräuschisolationswand, die um eine Breite L = 10 mm vom durchlässigen Element beabstandet angeordnet ist.
Wie es zu erkennen ist, ist im Fall von L = 1 mm im Vergleich zu einem Fall, bei dem lediglich das durchlässige Element vorhanden ist und die Geräuschisolationswand nicht vorgesehen ist, die Resonanzspitze E des Niederfrequenzschwergeräuschs hoch. Im Fall von L = 10 mm ist im Vergleich zu dem Fall, in dem nur das durchlässige Element vorgesehen ist und die Geräuschisolationswand nicht angebracht ist, die Resonanzspitze E des Niederfrequenzschwergeräuschs nahezu auf der gleichen Höhe. Daraus ist zu erkennen, dass die Wirkung der Verringerung des Luftansauggeräuschs umso größer ist, je größer die Abstandsbreite L ist.
Fig. 6 zeigt Frequenzverteilungen der Luftübertragungsgeräusche, ohne dass der Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen angeordnet ist. Das Übertragungsgeräusch wird ermittelt, indem ein Mikrofon außerhalb der Geräuschisolationswand 81 angebracht wird. In der Figur zeigt die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne das durchlässige Element. Gleichzeitig zeigt eine gestrichelte Linie die Frequenzverteilung mit lediglich dem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und ohne Geräuschisolationswand. Eine Strich-Punkt-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einer Geräuschisolationswand, die um eine Breite L = 1 mm vom durchlässigen Element getrennt angeordnet ist. Eine Zwei-Punkt-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einer Geräuschisolationswand, die um eine Breite L = 10 mm vom durchlässigen Element beabstandet angeordnet ist.
Wie es gezeigt ist, ist im Fall von L = 1 mm im Vergleich zu einem Fall, bei dem lediglich das durchlässige Element vorgesehen wird und keine Geräuschisolationswand vorhanden ist, die Resonanzspitze F des Niederfrequenzschwergeräuschs um etwa 5 dB niedriger. Im Fall von L = 10 mm ist im Vergleich zu einem Fall, in dem nur das durchlässige Element vorgesehen wird und keine Geräuschisolationswand angebracht ist, die Resonanzspitze F des Niederfrequenzschwergeräuschs um etwas 5 dB niedriger. Im Hinblick auf die Gesamtheit der Frequenzverteilungen ist jede der Resonanzspitzen niedriger bei L = 1 mm als bei L = 10 mm. Daraus ist zu erkennen, dass die Wirkung des Verringerns des Übertragungsgeräuschs umso größer ist, je kleiner die Abstandsbreite L ist.
Aus Fig. 5 und 6 ist zu erkennen, dass durch das Anbringen der Geräuschisolationswand 81 nahezu äquivalente Wirkungen bezüglich des Verringerns des Übertragungsgeräuschs hervorgerufen werden wie im Vergleich zu einem Fall, in dem die Geräuschisolationswand 81 nicht vorgesehen wird, sondern lediglich das durchlässige Element 8. Ferner ist zu erkennen, dass durch das Anbringen der Geräuschisolationswand 81 große Wirkungen bezüglich des Absenkens des Übertragungsgeräuschs im Vergleich zu einem Fall erzeugt werden, bei dem die Geräuschisolationswand 81 nicht angebracht wird, sondern nur das durchlässige Element 8 vorgesehen wird. Wenn zusätzlich die Trennbreite L verändert wird, ist zu erkennen, dass das Luftansauggeräusch und das Übertragungsgeräusch ausgeglichen werden können.
Entsprechend kann bei der Lufteinlassvorrichtung 1 dieser Ausführungsform nicht nur das Luftansauggeräusch, sondern auch das Übertragungsgeräusch kontrolliert werden. Durch Verändern der Trennbreite L können das Luftansauggeräusch und das Übertragungsgeräusch am besten ausgeglichen werden. Das bedeutet, dass es ausreicht, dass die Trennbreite L auf einen Optimalwert gesetzt wird, wobei beispielsweise Geräuschunterbrechungseigenschaften im Motorraum oder das Verhindern einer Verstopfung des durchlässigen ersten Elements berücksichtigt werden. Die Geräuschisolationswand 81 kann an sich ein durchlässiges Element mit geringerer Durchlässigkeit als derjenigen des durchlässigen Elements, das in dem Luftreinigergehäuse angeordnet ist, sein.

Dritte Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur zweiten Ausführungsform liegt darin, dass das durchlässige Element und die Geräuschisolationswand auf der schmutzigen Seite des Gehäuses angeordnet sind. Daher wird auf diesen Unterschied hier eingegangen.
Zunächst wird der strukturelle Unterschied der Einlassvorrichtung dieser Ausführungsform erklärt. Fig. 7 zeigt eine demontierte Ansicht des Luftreinigers, der bei der Lufteinlassvorrichtung basierend auf dieser Ausführungsform verwendet wird. Gleiche Referenzziffern sind Elementen zugewiesen, die denen aus Fig. 4 entsprechen. Wie zu erkennen ist, ist die rechteckige Öffnung 80 an der Seitenwand des Gehäuses der schmutzigen Seite 50 angeordnet. Das durchlässige Element 8 schließt die Öffnung 80. Die Geräuschisolationswand 81 ist außerhalb des durchlässigen Elements 8 angeordnet.
Als nächstes werden die Wirkungen dieser Ausführungsform der Lufteinlassvorrichtung erklärt. Fig. 8 zeigt die Frequenzverteilungen der Luftansauggeräusche, wenn der Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen nicht vorgesehen ist. In der Figur zeigt die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne das durchlässige Element, die in Fig. 20 gezeigt ist. Gleichzeitig ist die gestrichelte Linie die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element, das t = 1 mm dick ist. Eine Ein-Punkt-Strich-Linie ist die Frequenzverteilung, wenn ein durchlässiges Element mit der Dicke von t = 2 mm vorgesehen ist.
Gemäß der Darstellung gilt, wenn das durchlässige Element angebracht wird, dass die Resonanzspitze E des starken Niederfrequenzgeräuschs abnimmt. In der Praxis geht die Resonanzspitze E um etwa 5 dB im Fall von t = 1 mm zurück, während sie im Fall von t = 2 mm um etwa 10 dB zurückgeht. Daraus ist zu erkennen, dass das durchlässige Element eine nahezu äquivalente Wirkung bezüglich des Verringerns der Resonanzspitze wie der Resonator hat. Im Hinblick darauf, dass die Verringerungsrate der Resonanzspitze E bei t = 2 mm größer als bei t = 1 mm ist, ist zu erkennen, dass die Verringerungswirkung der Resonanzspitze umso größer ist, je größer die Dicke des durchlässigen Elements ist, d. h., je höher die Durchlässigkeit des durchlässigen Elements ist. Ferner ist zu erkennen, dass die Abnahmewirkung der Resonanzspitze im Niederfrequenzbereich von insbesondere mehr als 30 Hz bis weniger als 150 Hz groß ist. Somit kann auch bei der Einlassvorrichtung dieser Ausführungsform das starke Geräusch vermieden werden.

Vierte Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur zweiten Ausführungsform liegt darin, dass das durchlässige Element und die Geräuschisolationswand in der Nähe der stromabwärtigen Seite der Einlassleitung angeordnet sind. Daher wird auf diesen Unterschied hier eingegangen.
Zunächst werden die strukturellen Unterschiede der Einlassvorrichtung dieser Ausführungsform erklärt. Fig. 9 zeigt eine demontierte Ansicht der Einlassvorrichtung und des Luftreinigers, die bei der Lufteinlassvorrichtung basierend auf dieser Ausführungsform eingesetzt werden. Die gleichen Referenzziffern sind denjenigen Teilen zugewiesen, die denen aus Fig. 4 entsprechen. Wie zu erkennen ist, ist die rechteckige Öffnung 80 an der Umfangsseitenwand der Einlassleitung 3 angeordnet. Das durchlässige Element 8 schließt die Öffnung 80. Die Geräuschisolationswand 81 ist außerhalb des durchlässigen Elements 8 angebracht.
Als nächstes werden die Wirkungen dieser Ausführungsform der Einlassvorrichtung erklärt. Fig. 10 zeigt die Frequenzverteilungen des Luftansauggeräuschs, wenn der Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen nicht vorgesehen ist. In der Figur ist die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne durchlässiges Element, die in Fig. 20 gezeigt ist. Gleichzeitig ist die gestrichelte Linie die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit der Dicke von t = 1 mm. Eine Ein-Punkt-Strich-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element der Dicke von t = 2 mm.
Wie zu erkennen ist, geht die Resonanzspitze E des starken Niederfrequenzgeräuschs zurück, wenn das durchlässige Element angebracht wird. Ferner ist die Wirkung bezüglich des Zurückgehens der Resonanzspitze umso höher, je größer die Dicke des durchlässigen Elements ist, d. h., je höher die Durchlässigkeit des durchlässigen Elements ist. Ferner ist zu erkennen, dass die Verringerungswirkung bezüglich der Resonanzspitze im Niederfrequenzbereich von insbesondere mehr als 30 Hz bis weniger als 150 Hz groß ist. Auch bei der Lufteinlassvorrichtung dieser Ausführungsform kann das starke Geräusch vermieden werden.

Fünfte Ausführungsform

Die Unterschiede dieser Ausführungsform zur zweiten Ausführungsform liegen darin, dass die Geräuschisolationswand becherartig gestaltet ist, und dass die Geräuschisolationswand mit Steuerungsrippen für die Geräuschisolationswand ausgestattet ist. Daher wird auf diese Unterschiede hier eingegangen.
Fig. 11 A zeigt eine Querschnittsansicht des Luftreinigers, der für die Lufteinlassvorrichtung basierend auf dieser Ausführungsform eingesetzt wird, und Fig. 11B zeigt eine perspektivische Teilansicht des Luftreinigers dieser Ausführungsform. Gleiche Referenzziffern sind Teilen entsprechend denjenigen von Fig. 4 zugewiesen. Wie es dargestellt ist, nimmt die Geräuschisolationswand 81 eine becherartige Gestalt ein, die sich in Richtung auf das Gehäuse der sauberen Seite 51 öffnet. Insbesondere ist die Geräuschisolationswand 81 gerade so angeordnet, dass sie das durchlässige Element 8 umschließt. Die Steuerungsrippen 811 für die Geräuschisolationswand stehen auf der unteren Fläche der oberen Bodenwand der Geräuschisolationswand 81 und sind ein Teil des Vibrationssteuerungselements für die Geräuschisolationswand.
Gemäß der Ausführungsform ist die Geräuschisolationswand 81 als Becher geformt.
Daher werden die Geräuschisolationseigenschaften verstärkt. Ferner ist die Geräuschisolationswand 81 mit Steuerungsrippen 811 für die Geräuschisolationswand versehen. Somit besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass Geräusche durch die Vibration der Geräuschisolationswand 81 an sich erzeugt werden.

Sechste Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur fünften Ausführungsform liegt darin, dass eine textile non-woven Gelegeschicht auf der Innenseite des Bechers der Geräuschisolationswand als Ersatz für die Vibrationsrippen der Geräuschisolationswand angeordnet ist. Daher wird auf diesen Unterschied hier eingegangen.
Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht des Luftreinigers, der für die Lufteinlassvorrichtung basierend auf dieser Ausführungsform eingesetzt wird. Die gleichen Referenzziffern sind Teilen entsprechend denjenigen von Fig. 11 zugewiesen. Wie es gezeigt ist, ist die Geräuschisolationswand 81 auf der Innenseite des Bechers der Geräuschisolationswand auflaminiert, wobei die textile non-woven Flächenverbundschicht 812 aus einem textilen non-woven PET Verbund gefertigt ist.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die textile non-woven Flächenverbundschicht 812 das Übertragungsgeräusch verringern, das aus dem durchlässigen Element 8 austritt. Somit ist die Verringerungswirkung bezüglich des Übertragungsgeräuschs hoch.
Im folgenden werden Ausführungsformen erklärt, die auf den Luftreiniger der Erfindung gerichtet sind.

Siebte Ausführungsform

Zunächst wird auf den Luftreiniger und die Struktur des Lufteinlasssystems, das mit dem Luftreiniger eingesetzt wird, eingegangen. Eine schematische Darstellung der Lufteinlassvorrichtung der Ausführungsform ist in Fig. 13 gezeigt. Der Luftreiniger gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auch in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eingesetzt werden. Wie es dort zu erkennen ist, umfasst die Lufteinlassvorrichtung 1 die Lufteinlassleitung 3, den Resonator 4, den Luftreiniger 5, den Luftreinigerschlauch 6, den Drosselkörper 7 und den Einlassverteiler 2, der eine ähnliche Struktur aufweist, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Im Inneren dieser Elemente ist der Lufteinlassweg 10 von der Lufteinlassöffnung 30 zum Einlassverteiler 2 abgetrennt.
Die Einlassleitung 3 weist die gleiche Struktur wie diejenige aus Fig. 1 auf.
Der Luftreiniger 5 weist ein Gehäuse 50 der schmutzigen Seite, ein Gehäuse 51 der sauberen Seite und das Element 52 auf. Fig. 14 zeigt eine demontierte Darstellung des Luftreinigers 5. Wie es dort gezeigt ist, ist das Gehäuse 50 der schmutzigen Seite aus dem Kunstharz gefertigt, wobei die Kistengestalt nach oben gedreht ist, und weist einen von einer Seitenwand 50 vorstehenden Zylinder 500, an den eine Leitung angeschlossen werden kann, auf, wobei der Zylinder 500 für den Leitungsanschluss mit dem stromabwärtigen Ende der Einlassleitung 3 verbunden ist, die in Fig. 13 gezeigt ist. Der Boden des Gehäuses 50 der schmutzigen Seite steht nach unten vor. Eine Gehäusewand, die diesen vorspringenden Teil bildet, ist mit dem Geräuschisolationswandteil (Geräuschisolationswand) 57 versehen, das mit vielen Verbindungslöchern 530 gestaltet ist. Das Geräuschisolationswandteil 57 ist als ein Körper mit dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite durch Spritzguss geformt. Innerhalb des Geräuschisolationswandteils 57 ist der Teilraum 55 angeordnet. An den oberen Bereich des Teilraums 55 ist das rechteckige durchlässige Element 54, das aus einem textilen non-woven PET Flächenverbund gefertigt ist, durch Schmelzen angeschlossen. D. h., der obere Teil des Teilraums 55 wird durch das durchlässige Element 54 geschlossen. Mit anderen Worten wird das Innere des Gehäuses 50 der schmutzigen Seite durch das durchlässige Element 54 in das Innere des Teilraums 55 und das Äußere des Teilraums 55 getrennt.
Das Gehäuse 51 der sauberen Seite ist aus dem Kunstharz gefertigt, wobei die Kastengestalt so angeordnet wird, dass sie sich nach unten öffnet, ist auf dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite in einem Zustand montiert, dass es über der Öffnung liegt, und weist einen Anschlusszylinder 510 für einen Schlauch auf, der von einer Seitenwand 51 davon vorsteht.
Das Element 52 hat die gleiche Struktur wie das aus Fig. 2.
Als nächstes wird auf Wirkungen eingegangen, die durch den Luftreiniger der Ausführungsform bewirkt werden. Fig. 15 zeigt die Frequenzverteilungen, ohne dass ein Resonator 4 angebracht ist. Dabei wurden die Frequenzverteilungen gemessen, indem weißes Rauschen durch einen Lautsprecher erzeugt wurde, der stromabwärts des Einlassverteilers 2 platziert ist, und das Luftansauggeräusch ermittelt wird. In der Figur ist eine durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne das durchlässige Element. Gleichzeitig ist eine gestrichelte Linie die Frequenzverteilung, wenn nur das durchlässige Element mit einer Dicke von t = 2 mm angebracht ist und kein Geräuschisolationswandteil angebracht ist. Eine Ein-Punkt-Strich-Linie ist die Frequenzverteilung, wenn das durchlässige Element mit einer Dicke von t = 2 mm angebracht wird und das Geräuschisolationswandteil im Abstand von einer Breite L = 1 mm von dem durchlässigen Element getrennt angeordnet ist. Dabei wird mit der Trennbreite ein Abstand zwischen der unteren Oberfläche des durchlässigen Elements und der oberen Oberfläche des durchlässigen Elements, das auf der Bodenwand des Gehäuses angebracht, bezeichnet. Ferner ist die Zwei-Punkt-Strich-Linie die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einem Geräuschisolationswandteil, das durch eine Trennbreite L = 10 mm vom durchlässigen Element getrennt angeordnet ist. Im Hinblick auf das durchlässige Element werden ein textiler non-woven PET Flächenverbund mit einem Flächenverbundsrohgewicht von 840/m² und ein textiler PET non-woven Flächenverbund mit einer Rohflächenverbundsdicke (vor dem Heißpressen) von 5 mm einem Heißpressen unterworfen, um die Dicke zu verändern, um die Luftströmungsmenge einzustellen.
Wie es zu erkennen ist, ist im Fall von L = 1 mm im Vergleich zu einem Fall, in dem nur das durchlässige Element angebracht wird und keine Geräuschisolationswand vorgesehen ist, die Resonanzspitze E des starken Niederfrequenzgeräuschs hoch. Im Falle von L = 10 mm ist im Vergleich zu einem Fall, in dem nur das durchlässige Element vorgesehen ist und keine Geräuschisolationswand angebracht ist, die Resonanzspitze E des starken Niederfrequenzgeräuschs nahezu auf der gleichen Höhe. Daraus ist zu erkennen, dass die Wirkung des Verringerns des Luftansauggeräuschs umso größer ist, je größer die Abstandsbreite L ist.
Fig. 16 zeigt die Frequenzverteilungen der Luftübertragungsgeräusche, ohne dass der Resonator 4 für mittlere und hohe Frequenzen angeordnet wird. Das Übertragungsgeräusch wird gesammelt, indem das Mikrofon außerhalb der Geräuschisolationswand 81 angeordnet wird. In der Figur ist die durchgezogene Linie die Frequenzverteilung ohne durchlässiges Element. Gleichzeitig ist eine gestrichelte Linie die Frequenzverteilung, wobei nur das durchlässige Element mit einer Dicke von t = 2 mm vorgesehen ist und keine Geräuschisolationswand angebracht ist. Die Ein-Punkt-Strich-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einer Geräuschisolationswand, die in einem Abstand von L = 1 mm vom durchlässigen Element beabstandet angeordnet ist. Eine Zwei-Punkt-Strich-Linie ist die Frequenzverteilung mit einem durchlässigen Element mit einer Dicke von t = 2 mm und einer Geräuschisolationswand, die in einem Abstand L = 10 mm vom durchlässigen Element getrennt angeordnet ist. Im Hinblick auf das durchlässige Element werden der textile PET non-woven Flächenverbund mit einem Flächenverbundsrohgewicht von 840 m² und der textile PET non-woven Flächenverbund mit einer Rohflächenverbundsdicke (vor dem Heißpressen) von 5 mm in die Heißpresse gebracht, um die Dicke zu verändern, um die Luftströmungsmenge zu verändern.
Gemäß der Darstellung ist im Fall von L = 1 mm im Vergleich zu einem Fall, in dem nur das durchlässige Element vorgesehen wird und das Geräuschisolationswandteil nicht angebracht ist, die Resonanzspitze F des starken Niederfrequenzschwergeräuschs um etwa 5 dB niedriger. Im Fall von L = 10 mm ist im Vergleich zu dem Fall, in dem nur das durchlässige Element angebracht ist und keine Geräuschisolationswand vorgesehen ist, die Resonanzspitze F des starken Niederfrequenzgeräuschs um etwa 5 dB niedriger. Im Hinblick auf die Gesamtheit der Frequenzverteilungen ist jede der Resonanzspitzen niedriger für L = 1 mm als für L = 10 mm. Daraus ist zu erkennen, dass die Wirkung des Verringerns des Übertragungsgeräuschs umso größer ist, je kleiner die Abstandsbreite L ist.
Aus Fig. 15 und 16 ist zu erkennen, dass durch das Anbringen des Geräuschisolationswandteils nahezu äquivalente Wirkungen bezüglich des Verringerns des Übertragungsgeräuschs erzeugt werden wie im Fall, in dem kein Geräuschisolationswandteil angebracht wird, sondern nur das durchlässige Element vorgesehen wird. Ferner ist zu erkennen, dass durch das Anbringen des Geräuschisolationsanteils große Wirkungen bezüglich des Absenkens der Übertragungsgeräuschs im Vergleich zu dem Fall, in dem das Geräuschisolationswandteil nicht vorgesehen wird, sondern nur das durchlässige Element vorgesehen wird, hervorgerufen werden. Wenn die Trennbreite L verändert wird, ist zu erkennen, dass zusätzlich das Luftansauggeräusch und das Übertragungsgeräusch ausgeglichen werden können.
Somit können durch den Luftreiniger 5 dieser Ausführungsform nicht nur das Luftansauggeräusch, sondern auch das Übertragungsgeräusch kontrolliert werden. Durch Verändern der Trennbreite L können das Luftansauggeräusch und das Übertragungsgeräusch am besten ausgeglichen werden. D. h., es ist ausreichend, dass die Trennbreite L auf einen Optimalwert festgelegt wird, wobei beispielsweise eine Geräuschsunterbrechungseigenschaft im Motorraum oder die Wirkung bezüglich des Verhinderns von Verstopfung des durchlässigen Elements berücksichtigt werden.
Gemäß dem Luftreiniger 5 dieser Ausführungsform ist das Geräuschisolationswandteil 57 auf die schmutzige Seite des Gehäuses 50 versetzt. Selbst wenn Staub in die schmutzige Seite des Gehäuses 50 durch das Geräuschisolationswandteil 57 und das durchlässige Element 54 eindringt, kann daher der Staub durch das Element 52 gefiltert werden, so dass der Staub daran gehindert wird, in das Gebiet stromabwärts des Inneren des Gehäuses der sauberen Seite 51 einzudringen.
Durch den Luftreiniger 5 dieser Ausführungsform ist das Geräuschisolationswandteil 57 als ein Körper mit dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite geformt. Im Vergleich zu einem Fall, in dem das Geräuschisolationswandteil 57 unabhängig von dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite oder dem Gehäuse 51 der sauberen Seite geformt ist, können daher die Teilezahl verringert und Produktionskosten eingespart werden. Zusätzlich kann die Struktur des Luftreinigers 5 an sich einfach gestaltet werden.

Achte Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur siebten Ausführungsform liegt darin, dass das Bodenteil des Gehäuses der schmutzigen Seite nicht vorsteht. Daher wird auf diesen Unterschied hier eingegangen.
Fig. 17 zeigt eine demontierte Ansicht des Luftreinigers dieser Ausführungsform. Die gleichen Referenzziffern werden Teilen entsprechend denjenigen aus Fig. 14 zugewiesen. Eine Trennwand 56 steht rechtwinklig von der Bodenwand des Gehäuses 50 der schmutzigen Seite vor. Der Bodenteil der Trennwand 56 ist mit dem Geräuschisolationswandteil (Geräuschisolationswand) 57 versehen, das mit schlitzartigen Verbindungslöchern 530 gebildet ist. Am oberen Ende der Trennwand 56 ist das durchlässige Element 54 über beispielsweise Schmelzen angeschlossen. Der Teilraum 55 wird durch die Trennwand 56 und das durchlässige Element 54 abgetrennt. Bei der Ausführungsform des Luftreinigers 5 steht der Bodenteil des Gehäuses der schmutzigen Seite nicht vor, so dass der Raum zum Installieren des Luftreinigers 5 klein gehalten werden kann.

Neunte Ausführungsform

Der Unterschied dieser Ausführungsform zur siebten Ausführungsform liegt darin, dass das Geräuschisolationswandteil auf der sauberen Seite des Gehäuses angebracht ist. Daher wird auf diesen Unterschied hier eingegangen.
Fig. 18 zeigt eine perspektivische Ansicht des Luftreinigers dieser Ausführungsform. Die gleichen Referenzziffern sind den Teilen zugewiesen, die denjenigen aus Fig. 14 entsprechen. Wie zu erkennen ist, steht ein oberer Bereich des Gehäuses 51 der sauberen Seite nach oben vor. Eine Gehäusewand, die den vorspringenden Bereich bildet, ist mit dem Geräuschisolationswandteil (Geräuschisolationswand) 57 versehen, das mit vielen Verbindungslöchern 530 ausgebildet ist, wobei das Teil 57 als ein Körper mit dem Gehäuse 51 der sauberen Seite durch Spritzguss geformt ist. Das Innere des Geräuschisolationswandteils 57 ist der Teilraum 55. Der untere Teil des Teilraums 55 ist mit dem durchlässigen Element 54 durch beispielsweise Schmelzen verbunden. D. h., der obere Bereich des Teilraums 55 ist durch das durchlässige Element 54 geschlossen. Mit anderen Worten wird das Innere des Gehäuses 51 der sauberen Seite durch das durchlässige Element 54 in das Innere des Teilraums 55 und das Äußere des Teilraums 55 geteilt.
Durch die Ausführungsform des Luftreinigers 5 kann durch das Anbringen des Geräuschisolationswandteils 57 verhindert werden, dass Staub von der Außenseite des Gehäuses direkt an dem durchlässigen Element 54 haftet, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass das durchlässige Element durch Staub in der angesaugten Luft verstopft wird.

Diverses

Wie erwähnt, sind die Erläuterungen auf praktische Ausführungsformen der Lufteinlassvorrichtung und des Luftreinigers gemäß der Erfindung gerichtet. Ausführungsformen, die in die Praxis umgesetzt werden können, sind jedoch keinesfalls auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern können durch verschiedene Umformungen oder Verbesserungen und Modifikationen gestaltet werden, die durch die Fachleute erkannt werden.
Beispielsweise ist bei den oben erwähnten Ausführungsformen das durchlässige Element in der Nähe der stromabwärtigen Seite des Luftreinigers oder der Einlassleitung angeordnet. Wenn jedoch andere Elemente dem Antinodengebiet der Resonanzmode der stehenden Welle entsprechen, kann das durchlässige Element beispielsweise an anderen Elementen, wie dem Luftreinigerschlauch, angeordnet werden. Fig. 21 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Luftreinigerschlauchs 6, wobei das durchlässige Element 8 an dem Schlauch 6 angebracht ist. Beispielsweise ist das durchlässige Element 8 integral durch Einsatzgießen mit dem Luftreinigerschlauch 6 geformt. Die Geräuschisolationswand 81 ist an einem auf dem Schlauch 6 gebildeten Stützteil 90 für die Geräuschisolationswand angebracht.
Zusätzlich ist bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein einziges durchlässiges Element in der Nähe der stromabwärtigen Seite des Luftreinigers oder der Einlassleitung angebracht. Es können jedoch mehrere durchlässige Elemente in Kombination angeordnet werden.
Ferner ist bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein durchlässiges Element, das aus einem textilen PET non-woven Flächenverbund gefertigt ist, vorgesehen. Solche durchlässigen Elemente sind jedoch auch als textiler PP non-woven Flächenverbund, Filterpapier oder als Schaumstoffe, wie eine Polyurethan-Schaumsubstanz, Polyethylen-Schaumsubstanz oder Polyvinylchlorid-Schaumsubstanz erhältlich. Bei der dritten Ausführungsform kann die obere Wand des Zylinderkopfs als Geräuschisolationswand verwendet werden, wenn der Luftreiniger auf der oberen Fläche des verwendet werden, wenn der Luftreiniger auf der oberen Fläche des Zylinderkopfs des Motors montiert wird. Dann kann die Teileanzahl verringert werden.
Zusätzlich sind die Position, die Anzahl oder die Gestalt der Verbindungslöcher 530 nicht speziell für das Geräuschisolationswandteil 57 eingeschränkt. Es ist lediglich wünschenswert, dass die Verbindungslöcher 530 am Seitenwandteil des Geräuschisolationswandteils 57 angebracht sind. Die Verbindungslöcher 530 können durch Formgebung gleichzeitig mit dem Geräuschisolationswandteil 53 gefertigt werden oder können durch Bohren in das ausgebildete Geräuschisolationswandteil 57 gefertigt werden.
Es wird bevorzugt, die Gesamtluftströmungsrate, die durch die Verbindungslöcher 530 gelangt, so zu bestimmen, dass sie größer als diejenige ist, die durch das durchlässige Element 54 gelangt. Das Geräuschisolationswandteil 57 kann sowohl an dem Gehäuse 50 der schmutzigen Seite als auch dem Gehäuse 51 der sauberen Seite angebracht werden.
Wenn die vorher beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen auch unabhängig voneinander erklärt worden sind, können zusätzlich die Charakteristika jeder Ausführungsform so frei wie möglich kombiniert werden.
Durch die Erfindung ist es möglich, eine Einlassvorrichtung vorzusehen, die ihre Miniaturisierung ermöglicht, die gewünschte Motorleistung sicherzustellen und das starke Geräusch zu unterdrücken.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen solchen Luftreiniger vorzusehen, der es ermöglicht, dass nicht nur das Luftansauggeräusch sondern auch das Luftübertragungsgeräusch vermieden werden und die Teilezahl verringert wird.

Claims

1. Lufteinlassvorrichtung (1), umfassend:
eine Lufteinlassöffnung (30), die sich nach außen öffnet;
ein Lufteinlassweg, der geeignet ist, die Lufteinlassöffnung mit einer Brennkammer eines Motors zu verbinden;
eine Öffnung (80), um das Geräusch zu vermeiden, das aus der Lufteinlassöffnung emittiert wird, wobei die Öffnung in einer Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert, und an einem Teil der Wand vorgesehen ist, der einer Antinode der Resonanzmode der stehenden Welle in der Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder an einem Teil, an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist;
ein durchlässiges Element (8), das die Öffnung (80) schließt; und
eine Geräuschisolationswand (81), die außerhalb des durchlässigen Elements angebracht ist, um die Emission von Übertragungsgeräusch zu vermeiden, das durch das durchlässige Element gelangt.

2. Lufteinlassvorrichtung (1) umfassend:
eine Lufteinlassöffnung (30), die sich nach außen öffnet;
einen Lufteinlassweg, der geeignet ist, die Lufteinlassöffnung mit einer Brennkammer eines Motors zu verbinden;
eine Öffnung (80), um das Geräusch zu vermeiden, das aus der Lufteinlassöffnung emittiert wird, wobei die Öffnung in einer Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert, und an einem Teil der Wand vorgesehen ist, der einer Antinode der Resonanzmode der stehenden Welle in einer Gesamtlänge des Einlasswegs entspricht, oder an einem Teil vorgesehen ist, an dem das Geräuschdruckniveau im Einlassweg hoch ist;
ein durchlässiges Element (8), das die Öffnung (80) schließt; und
ein Vibrationssteuerungselement, um Flächenvibration des durchlässigen Elements (8) zu unterdrücken und Strahlungsgeräusch vom durchlässige Element zu verringern.

3. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Resonanzfrequenz des Geräuschs 200 Hz oder weniger ist.

4. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung (80) in einem Luftreiniger (5) vorgesehen ist, der durch einen Teil der Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert.

5. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Öffnung (80) auf einer sauberen Seite des Luftreinigers (5) vorgesehen ist.

6. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Öffnung (80) an einer sauberen Seite des Luftreinigers (5) vorgesehen ist.

7. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung (80) an mindestens einem Teil eines Luftreinigerschlauchs (6) vorgesehen ist, der den Luftreiniger (5) mit einem Einlassverteiler verbindet, wobei der Luftreinigerschlauch durch einen Teil der Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert.

8. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung (80) in einem Teil der Lufteinlassleitung (3) vorgesehen ist, die durch einen Teil der Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert.

9. Lufteinlassvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durchlässige Element (8) wasserabstoßend ist.

10. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Geräuschisolationswand (81) ein Vibrationssteuerungselement aufweist, um eine Flächenvibration der Geräuschisolationswand aufgrund des Übertragungsgeräuschs zu vermeiden, das von dem durchlässigen Element (8) emittiert wird.

11. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Geräuschisolationswand (81) integral mit dem Lufteinlassweg gebildet ist.

12. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Öffnung (80) in einem Luftreiniger (5) vorgesehen ist, der durch einen Teil der Wand gebildet wird, die den Lufteinlassweg definiert, und die Geräuschisolationswand (81) integral mit Luftreiniger (5) gebildet ist.

13. Lufteinlassvorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Öffnung auf einer schmutzigen Seite des Luftreinigers (5) vorgesehen ist und die Geräuschisolationswand (81) integral mit der schmutzigen Seite des Luftreinigers geformt ist.