DE10353450A1 - Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors - Google Patents

Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors Download PDF

Info

Publication number
DE10353450A1
DE10353450A1 DE2003153450 DE10353450A DE10353450A1 DE 10353450 A1 DE10353450 A1 DE 10353450A1 DE 2003153450 DE2003153450 DE 2003153450 DE 10353450 A DE10353450 A DE 10353450A DE 10353450 A1 DE10353450 A1 DE 10353450A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
generating element
sound generating
gas channel
sound
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2003153450
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Genender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Motorentechnik GmbH and Co KG filed Critical FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Priority to DE2003153450 priority Critical patent/DE10353450A1/de
Publication of DE10353450A1 publication Critical patent/DE10353450A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10013Means upstream of the air filter; Connection to the ambient air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/165Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts for adjusting flow area
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/18Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts having rotary movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10255Arrangements of valves; Multi-way valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104Intake manifolds
    • F02M35/112Intake manifolds for engines with cylinders all in one line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205Flow throttling or guiding
    • F02M35/1222Flow throttling or guiding by using adjustable or movable elements, e.g. valves, membranes, bellows, expanding or shrinking elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1294Amplifying, modulating, tuning or transmitting sound, e.g. directing sound to the passenger cabin; Sound modulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors (1) mit einer Luftzufuhreinrichtung (2) für Verbrennungsluft, der einlaßseitig ein Luftfilter (6) vorgeschaltet ist, der mit wenigstens einem einlaßseitigen Gaskanal (7) versehen ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung (7.2) aufweist, und mit einer Abgasauslaßeinrichtung (3), der auslaßseitig wenigstens ein Gaskanal (11) nachgeschaltet ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung (11.2) aufweist, wobei im einlaßseitigen Gaskanal (7) und/oder im auslaßseitigen Gaskanal (11) ein Schallerzeugungselement (8) angeordnet ist, das mit einem steuerbaren Antrieb (9) verbunden ist.

Description

  • Für den Kauf eines Personenkraftwagens sind nicht nur die technischen Daten wie Leistung, Straßenlage, Bequemlichkeit des Fahrgastraumes, Fassungsvermögen des Kofferraums oder dergl. sowie das Design der Karosserie ausschlaggebend. Vielfach spielt auch der akustische Eindruck des Motorgeräusches, d. h. die Klangcharakteristik bzw. der "Sound" eine Rolle bei der Kaufentscheidung.
  • Die wahrnehmbare Klangcharakteristik eines konventionellen 4-Zylinder-4-Taktmotors ist mit dem "vollen Klang" beispielsweise eines 6-Zylinder-Motors bzw. 8-Zylinder-V-Motors nicht zu vergleichen. Ferner ist bei aufgeladenen Motoren mit Turbolader das im Bereich des Lufteinlasses und im Bereich des Abgasauslasses von außen wahrnehmbare Motorgeräusch durch den Lader und den Luftfilter einerseits und die Abgasturbine und die Schalldämpfer andererseits abgeschirmt, so daß von außen im wesentlichen die Geräusche des Turboladers selbst wahrnehmbar sind, während die gewohnte Klangcharakteristik eines Saug-Motors selbst bei leistungsstarken Motoren von außen nur ungenügend wahrnehmbar ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotoren eine Einrichtung zu schaffen, durch die eine markantere Klangcharakteristik bewirkt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors mit einer. Luftzufuhreinrichtung für Verbrennungsluft, der einlaßseitig ein Luftfilter vorgeschal tet ist, der mit wenigstens einem einlaßseitigen Gaskanal versehen ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung aufweist, und mit einer Abgasaulaßeinrichtung, der auslaßseitig ein Gaskanal nachgeschaltet ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung aufweist, wobei im einlaßseitigen Gaskanal und/oder im auslaßseitigen Gaskanal ein Schallerzeugungselement angeordnet ist, das mit einem steuerbaren Antrieb verbunden ist. Mit Hilfe einer derartigen Einrichtung ist es möglich, durch die Schallerzeugung praktisch unabhängig von der dem Motor eigenen Klangcharakteristik eine durch das Schallerzeugungselement gestaltete, besondere Klangcharakteristik zu erzeugen, die über die zur Umgebung offene Öffnung des einlaßseitigen Gaskanals und/oder auslaßseitigen Gaskanals nach außen abgegeben wird. Auf diese Weise kann für ein Kraftfahrzeug mit einem Mehrzylinder-4-Taktmotor über eine entsprechende Gestaltung des Schallerzeugungselementes eine "gestaltete" Schallabgabe für das Ansauggeräusch und/oder für das Auspuffgeräusch erzeugt werden. Dies erfordert keinerlei konstruktive Änderungen am Motor selbst sondern es sind lediglich Änderungen am einlaßseitigen und/oder auslaßseitigen Gaskanal notwendig. Dies bietet auch die Möglichkeit einer Nachrüstung.
  • Bei einem 4-Zylinder-4-Taktmotor ist es damit möglich, eine Klangcharakteristik zu erzeugen, wie sie sonst beispielsweise nur mit einem 6- oder 8-Zylinder-Motor möglich wäre. Bei einem Motor mit Turboaufladung kann die Dämpfung eines an sich durchaus markanten Ansauggeräusches und/oder Auspuffgeräusches des Motors durch den Lader im Lufteinlaßbereich und durch die Abgasturbine im Auspuffbereich dadurch beseitigt werden, daß im einlaßseitigen Gaskanal und/oder im gasauslaßseitigen Gaskanal über das Schallerzeugungselement eine gewohnte, markante Klangcharakteristik erzeugt wird.
  • Zweckmäßig ist es, wenn das Schallerzeugungselement in Abhängigkeit von der Drehzahl der Motorkurbelwelle angetrieben wird. Hierdurch ist es möglich, die gewohnte drehzahlabhängige Änderung der Klangcharakteristik über das Schallerzeugungselement ebenfalls zu erzeugen.
  • Während es grundsätzlich möglich ist, entweder im einlaßseitigen Gaskanal oder im auslaßseitigen Gaskanal ein derartiges Schallerzeugungselement vorzusehen, je nach der Gewichtung, die man der Klangcharakteristik des Motors im Fahrzeug geben will, ist es in weiterer Ausgestaltung zweckmäßig, wenn bei der Anordnung jeweils eines Schallerzeugungselements im einlaßseitigen Gaskanal und im auslaßseitigen Gaskanal die beiden Schallerzeugungselemente synchron anzutreiben. Hierbei ist es dann möglich, das für den einlaßseitigen Gaskanal vorgesehene Schallerzeugungselement so zu gestalten, daß ein "typisches" Ansauggeräusch erzeugt wird und das im gasauslaßseitigen Gaskanal angeordnete Schallerzeugungselement so zu gestalten, daß ebenfalls ein "typisches" Auspuffgeräusch erzeugt wird. Der hier verwendete Begriff "synchron" umfaßt zum einen einen Antrieb der beiden Schallerzeugungselement mit jeweils gleicher Drehzahl entsprechend der Vorgabe durch die Drehzahl der Kurbelwelle. Da im Hinblick auf die jeweilige Zylinderzahl über die Schallerzeugungselemente eine periodisch wiederkehrende Form der Schallerzeugung verwirklicht wird, kann die Anordnung hierbei auch so getroffen werden, daß hinsichtlich der jeweiligen Schallerzeugperiode die gaseinlaßseitig erzeugte Schallerzeugungsperiode gegenüber der gasauslaßseitig erzeugten Schallerzeugungsperiode phasenversetzt erzeugt wird.
  • Um eine ausreichende Intensität der Schallabstrahlung nach außen zu erreichen, ist das Schallerzeugungselement zweckmäßig in der Nähe der zur Umgebung offenen Öffnung des Gaskanals angeordnet.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Schallerzeugungselement so ausgebildet ist, daß der freie Strömungsquerschnitt des Gaskanals periodisch wechselnd verändert wird. Hierdurch wird eine Schallerzeugung im Sinne eines reinen "Tones", d. h. eines sinusförmig schwingenden Schalls vermieden. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Periode der Veränderungen sich maximal über eine durch die Drehung der Kurbelwelle für den 4-Taktmotor vorgegebene Periode von 720°KW erstreckt.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schallerzeugungselement rotierend ausgebildet ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Schallerzeugungselement so ausgelegt ist, daß der freie Strömungsquerschnitt des Gaskanals maximal um 50g vermindert wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß trotz der sich periodisch ändernden Querschnittsverengung des Gaskanals auf der Einlaßseite immer die für den Motorbetrieb notwendige Frischluftmenge zur Verfügung steht und auf der Auslaßseite kein schädlicher Gasrückstau erzeugt wird.
  • In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumindest auf der Gaseinlaßseite zwei parallele Gaskanäle vorgesehen sind, wobei der eine Gaskanal mit einem Schallerzeugungselement versehen ist und der andere Gaskanal eine steuerbare Drossel aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, daß einerseits die Schallerzeugung optimiert werden kann und andererseits für alle Betriebspunkte eine ausreichende Luftmenge zur Verfügung gestellt werden kann. Bei Teillastbetrieb oder geringer Drehzahl wird der freie Strömungsquerschnitt des zweiten Gaskanals durch die Drossel vermindert, so daß ein wesentlicher Teil der benötigten Verbrennungsluft durch den ersten, mit dem Schallerzeugungselement versehenen Gaska nal strömt. Mit zunehmender Last oder Drehzahl wird dann die Drossel im zweiten Gaskanal geöffnet, um so die notwendige Frischluftmenge zuführen zu können. Die Bemessung des freien Strömungsquerschnitts des ersten Gaskanals mit Schallerzeugungselement und des zweiten Gaskanals mit Drossel muß hierbei so ausgewogen werden, daß in allen Betriebspunkten durch den Gaskanal mit Schallerzeugungselement so viel Luft strömt, daß eine Schallerzeugung mit einer der jeweiligen drehzahlentsprechenden Intensität stattfindet. Das gleiche gilt auch für die auslaßseitige Anordnung eines Schallerzeugungselementes, um einen nachteiligen Rückstau im Abgastrakt zu vermeiden.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schallerzeugungselement einen Rotorkörper ausweist, dessen Drehachse quer zur Strömungsrichtung der Gase (Luft und/oder Abgas) im Gaskanal ausgerichtet ist und der mit radialen Vorsprüngen versehen ist, die sich quer zur Strömungsrichtung erstrecken. Durch einen derartigen im freien Strömungsquerschnitt des Gaskanals rotierenden Körper lassen sich entsprechend der Zahl der Vorsprünge, ihrer Gestaltung und entsprechend der von der Kurbelwellendrehzahl abhängigen Drehzahl des Rotorkörpers im einlaßseitigen Gaskanal und/oder im auslaßseitigen Gaskanal entsprechende Druckschwingungen aufbauen, die durch die zur Umgebung hin offene Öffnung nach außen als Schall abgestrahlt werden.
  • Während es grundsätzlich möglich ist, den Rotorkörper mit nur einem Vorsprung vorzusehen, der jedoch eine in etwa sinusförmige Schallabstrahlung erzeugen würde, sind in Ausgestaltung der Erfindung wenigstens zwei Vorsprünge vorgesehen. Diese können in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend unterschiedliche radiale Längen aufweisen oder aber in einer weiteren Ausgestaltung in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend zueinander in unterschied lichen Winkellagen ausgerichtet sein. Hierbei ist es auch möglich, den Rotorkörper mit Vorsprüngen zu versehen, die sowohl aufeinanderfolgend unterschiedliche radiale Längen aufweisen als auch in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend in unterschiedlichen Winkellagen zueinander ausgerichtet sind. Zweckmäßigerweise sind die Vorsprünge in ihrer axialen Erstreckung und/oder in ihrer größten radialen Erstreckung so bemessen, daß ein freier Strömungsquerschnitt von wenigstens 50% bei der maximal möglichen Querschnittsverminderung verbleibt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schallerzeugungselement durch eine quer zur Strömungsrichtung über einen Antrieb rotierbare Blendenscheibe gebildet wird, die mit in Drehrichtung aufeinanderfolgenden unterschiedlich großen Blendenöffnungen versehen ist. Anstelle von Blendenöffnungen kann die Blendenscheibe eine Umfangskontur aufweisen, die den freien Strömungsquerschnitt des Gaskanals mehr oder weniger und/oder länger oder kürzer überdeckt. Auch hierdurch läßt sich die gewünschte Pulsation der Gasströmung im Gaskanal erzeugen. Der notwendige freie Mindestströmungsquerschnitt kann dadurch erreicht werden, daß beim Durchgang der aufeinanderfolgenden Blendenöffnungen durch den vorgegebenen Gesamtströmungsquerschnitt entsprechende Öffnungsüberschneidungen vorhanden sind.
  • Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Schaltschema für einen 4-Zylinder-4-Taktmotor,
  • 2 einen Längsschnitt durch einen Gaskanal mit einer ersten Ausführungsform für ein Schallerzeugungselement,
  • 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A auf die Anordnung gem. 2,
  • 4 einen Längsschnitt durch einen Gaseinlaßkanal mit einer zweiten Ausführungsform für ein Schallerzeugungselement,
  • 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in 4,
  • 6 in einem Längsschnitt durch einen Gaseinlaßkanal einer walzenförmigen Ausführungsform für ein Schallerzeugungselement,
  • 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in 6,
  • 8 in einem Längsschnitt durch einen Gaskanal ein Schallerzeugungselement in Form einer Blendenscheibe,
  • 9 einen Schnitt gem. der Linie IX-IX in 8.
  • 10 im Schnitt entsprechend der Linie IX-IX in 8 eine Abwandlung der Blendenscheibe.
  • 1 zeigt in Form eines Schaltschemas einen 4-Zylinder-4-Taktmotor 1, dessen Zylinder I, II, III und IV mit einer Luftzufuhreinrichtung 2 und einer Abgasauslaßeinrichtung 3 verbunden sind. Die Abgasauslaßeinrichtung 3 weist eine Abgasturbine 4 auf, über die ein Verdichter 5 der Luftzufuhreinrichtung 2 für die Verbrennungsluft antreibbar ist. Die Abgasturbine 4 ist üblicherweise so ausgestaltet, daß der das Turbinenrad beaufschlagende Abgasstrom regelbar ist, sei es durch eine in der Turbine vorgesehene Leitanordnung, sei es über ein vorgeschaltetes steuerbares Abblaseventil oder andere Regelungseinrichtungen bekannter Bauart.
  • Dem Verdichter 5 der Luftzufuhreinrichtung 2 ist ein Luftfilter 6 vorgeschaltet, der einlaßseitig mit wenigstens einem Gaskanal 7 versehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erster Gaskanal 7 und ein zweiter Gaskanal 7.1 vorgesehen. Im ersten Gaskanal 7 ist ein Schallerzeugungselement 8 angeordnet, das über einen Antriebsmotor 9 in nachstehend noch näher beschriebener Weise antreibbar ist.
  • Im zweiten Gaskanal 7.1 ist eine steuerbare Drosselklappe 10 vorgesehen, die über einen Stellantrieb 10.1 einstellbar ist und durch die der freie Strömungsquerschnitt im Gaskanal 7.1 entsprechend den Vorgaben der Ansteuerung für das Schallerzeugungselement 8 veränderbar ist.
  • Hinter der Abgasturbine 4 der Abgasauslaßeinrichtung 3 ist hinter einem Schalldämpfer SD ein auslaßseitiger Gaskanal 11 vorgesehen, in dem ebenfalls ein Schallerzeugungselement 8 angeordnet ist, das über einen Motor 9 antreibbar ist.
  • Um einen möglichen Abgasrückstau durch die Anordnung des Schallerzeugungselementes 8 zu vermeiden, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch dem auslaßseitigen Gaskanal 11 ein zweiter auslaßseitiger Gaskanal 11.1 zugeordnet, der mit einer Drosselklappe 12 versehen ist, die über einen entsprechenden Stellantrieb 12.1 so betätigt werden kann, daß ein freier Mindestströmungsquerschnitt auf der Auslaßseite entsprechend dem aufgrund des jeweiligen Lastpunktes anfallenden Gasvolumenstrom gewährleistet ist.
  • Die Antriebe 9 der Schallerzeugungselemente 8 und 11 stehen mit einer die Funktion des Motors 1 steuernden Motorsteuereinrichtung 13 in Verbindung, über die in Abhängigkeit der Motordrehzahl und/oder der Lastvorgabe, beispielsweise durch ein Gaspedal 14, die Antriebe 9 entsprechend steuerbar antreibbar sind und die Stellantriebe 10.1 und 12.1 der Drosselklappen 10 und 12 entsprechend verstellbar sind.
  • Da die zu erzeugende Klangcharakteristik drehzahlabhängig sein soll, wird über einen entsprechenden Drehzahlgeber 15, beispielsweise von der Kurbelwelle des Motors 1 die jeweilige Drehzahl abgenommen und in der Steuereinrichtung 13 verarbeitet, so daß je nach Gestaltung das Schallerzeugungselement auch mit geringerer, gleicher oder auch höherer Drehzahl als die Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben werden kann. Auch eine Ansteuerung des Antriebs 9 des Schallerzeugungselementes mit einem sich ändernden Verhältnis der Drehzahl des Schallerzeugungselementes 8 zur Kurbelwelle kann über eine entsprechend ausgebildete Motorsteuerung erfolgen.
  • Je nach der gewünschte Klangcharakteristik kann auch nur gaseinlaßseitig oder gasauslaßseitig eine entsprechende ein oder zwei Gaskanäle aufweisende Anordnung vorgesehen sein.
  • Der einlaßseitige Gaskanal 7 und der auslaßseitige Gaskanal 11 sind jeweils mit einer zur Umgebung hin offenen Öffnung 7.2 bzw. 11.2 versehen, wobei jeweils das Schallerzeugungselement 8 sich in der Nähe dieser Öffnungen befindet. Der Abstand des Schallerzeugungselementes von der Öffnung 7.2 bzw. 11.2 hängt einmal von dem Durchmesser des betreffenden Gaskanals und der Form des Schallerzeugungselementes sowie der zu gestaltenden Klangcharakteristik ab, um so zumindest in bestimmten Drehzahlbereichen auch Resonanzerscheinungen im Gaskanal ausnutzen zu können.
  • In 2 ist ein Teillängsschnitt durch den einlaßseitigen Gaskanal 7.1 dargestellt. In einem entsprechend der Auslegung der Klangcharakteristik vorgegebenen Abstand 1 von der zur Umgebung hin offenen Öffnung 7.2 ist ein Schallerzeugungselement 8 in Form eines Rotorkörpers 16 angeordnet, der bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei flügelartigen Vorsprüngen 17 versehen ist. Bei dieser Ausführungsbeispiel weisen die beiden Vorsprünge 17 die gleiche radiale Erstreckung auf, sind jedoch in Umfangsrichtung zueinander in unterschiedlichen Winkellagen ausgerichtet.
  • 3 zeigt die Ansicht in Richtung des Pfeils A in 2. Hieraus ist in Verbindung mit 2 ersichtlich, daß sowohl die radiale Erstreckung der flügelartigen Vorsprünge 17 als auch ihre Breite so ausgelegt ist, daß ein freier Mindestquerschnitt für die in Richtung des Pfeils 18 strömende Verbrennungsluft vorhanden ist.
  • Wird das Schallerzeugungselement 8 über den Antrieb 9 in Richtung des Pfeils 19 in Drehung versetzt, dann wird über die Pulsation der Luft in Längsrichtung des einlaßseitigen Gaskanals 7 ein entsprechender Schall erzeugt, der aufgrund der unterschiedlichen Winkellage der Flügel 17 zueinander nicht mehr einem sinusförmigen "Ton" entspricht.
  • In 4 ist eine Ausgestaltung der anhand von 2 und 3 nur im Prinzip beschriebenen Anordnung dargestellt. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausgestaltung ist der Rotorkörper 16 mit drei Flügeln 17.1, 17.2 und 17.3 versehen, die unterschiedliche radiale Längen aufweisen. Darüber hinaus sind die drei Flügel 17.1, 17.2 und 17.3 in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend in unterschiedlichen Winkellagen zueinander ausgerichtet, so daß sich über die Vorgabe der unterschiedlichen radialen Längen und der unterschiedlichen Winkellagen zueinander eine bestimmte Klangcharakteristik gestalten läßt.
  • Die Zahl der Flügel 17, ihre Längeunterschiede und die Winkellagen zueinander sind im Hinblick auf die gewünschte Klangcharakteristik vorzugeben, wobei der Durchmesser das Kanals sowie der Abstand des Schallerzeugungselementes 8 zur Öffnung 7.2 einerseits und die Länge des Gaskanal zwischen dem Schallerzeugungselement 8 und dem Luftfilter 6 in bezug auf Resonanzen zu berücksichtigen sind, wenn zumindest innerhalb vorgebbarer Drehzahlbereiche eine bestimmte Klangcharakteristik erzeugt werden soll. Hierbei kann auch die Zylinderzahl des jeweiligen Motors Berücksichtigung finden.
  • In 6 und 7 ist in einem entsprechenden Längsschnitt eine andere Ausgestaltung eines Schallerzeugungselementes 8 dargestellt. Der Rotorkörper 16 ist bei dieser Anordnung als Walzenkörper ausgebildet, der in Umfangsrichtung eine Aufeinanderfolge von Vorsprüngen 20 und Vertiefungen 21 ausweist, die in ihrer radialen Erstreckung unterschiedlich lang sind und in Umfangsrichtung unterschiedliche Winkellagen zueinander aufweisen. Anders als bei der zuvor beschriebenen Vorsprüngen in Form von Flügeln 17 weisen die Vorsprünge 20 bei dieser Ausgestaltung jeweils im Bereich ihrer größten radialen Erstreckung zusätzlich in Umfangsrichtung verlaufende Flächen 23 mit unterschiedlicher Länge auf, so daß bei einer gegebenen Drehzahl die für die Schallerzeugung notwendige Pulsation nicht durch die zeitliche Auseinanderfolge der Vorsprünge allein sondern auch, bedingt durch die unterschiedliche Länge der Flächen 23 in Umfangsrichtung die jeweilige Dauer der Querschnittsverminderung beeinflußt wird. Hierdurch ist ein weiteres Mittel zur Gestaltung der Klangcharakteristik gegeben.
  • In 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform für ein Schallerzeugungselement 8 in einem Längsschnitt durch einen Gaskanal 7 sowie einen Querschnitt gem. der Linie IX-IX in 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist als Schallerzeugungselement eine quer zur Strömungsrichtung (Pfeil 18) ausgerichtete, über einen nicht näher dargestellten steuerbaren Antrieb rotierbare Blendenscheibe 24 vorgesehen, die in Umfangsrichtung mit einer Vielzahl von Blendenöffnungen 25 mit unterschiedlicher Größe versehen ist. Bei einer Rotation der Blendenscheibe 24 wird der durch die von der Luftversorgungseinrichtung 2 über den Filter 6 angesaugte Luftstrom durch die Blendenöffnungen 25 der Blendenscheibe 24 immer wieder unterbrochen und so eine Pulsation erzeugt, die aus der Öffnung 7.2 als Schall austritt und bei entsprechender Auslegung der Durchmesser und der Zahl und Größe der aufeinanderfolgenden Blendenöffnungen 25 als charakteristischer Klang vom menschlichen Ohr erfaßt wird. Die vorstehenden Erläuterungen zur Gestaltung der Klangcharakteristik über die Bemessung der radialen Erstreckung und der Winkellage der Vorsprünge 17 gelten entsprechend für die Durchmesser der Blendenöffnungen 25 sowie deren Abstand zueinander in Umfangsrichtung.
  • In 10 ist in einer Ansicht entsprechend 9 eine Abwandlung 24.1 einer Blendenscheibe dargestellt, bei der anstelle der Blendenöffnungen 25 die Außenkontur 26 der Blendenscheibe 24.1 so gestaltet ist, daß bei einer Drehung der freie Strömungsquerschnitt des Gaskanals 7 mehr oder weniger und/oder länger oder kürzer überdeckt wird.
  • Die vorbeschriebenen Ausführungsformen des Schallerzeugungselementes sind in gleicher Weise auch im auslaßseitigen Gaskanal 11 anordenbar, wobei unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung lediglich der Strömungspfeil 18 in umgekehrter Richtung gesehen werden muß, da dann die Öffnung 7.2 der Öffnung 11.2 entspricht. Bei der auslaßseitigen Anordnung kann das Schallerzeugungselement je nach Gestaltung, in Strömungsrichtung das Abgases gesehen, hinter einem Schalldämpfer SD oder aber auch vor einem Schalldämpfer SD angeordnet werden, um etwaige Resonanzmöglichkeiten im Schalldämpfer ausnutzen zu können.

Claims (15)

  1. Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors (1) mit einer Luftzufuhreinrichtung (2) für Verbrennungsluft, der einlaßseitig ein Luftfilter (6) vorgeschaltet ist, der mit wenigstens einem einlaßseitigen Gaskanal (7) versehen ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung (7.2) aufweist, und mit einer Abgasauslaßeinrichtung (3), der auslaßseitig wenigstens ein Gaskanal (11) nachgeschaltet ist, der eine zur Umgebung offene Öffnung (11.2) aufweist, wobei im einlaßseitigen Gaskanal (7) und/oder im auslaßseitigen Gaskanal (11) ein Schallerzeugungselement (8) angeordnet ist, das mit einem steuerbaren Antrieb (9) verbunden ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Motorkurbelwelle angetrieben wird.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung jeweils eines Schallerzeugungselementes (8) im einlaßseitigen Gaskanal (7) und im auslaßseitigen Gaskanal (11) die beiden Schallerzeugungselemente (8) synchron angetrieben werden.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) in der Nähe der zur Umgebung offenen Öffnung (7.2, 11.2) des Gaskanals (7, 11) angeordnet ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) so ausgebildet ist, daß der freie Strömungsquerschnitt im Gaskanal (8, 11) bei Betätigung durch den Antrieb (9) periodisch wechselnd verändert wird.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Veränderungen des freien Strömungsquerschnittes sich maximal über eine durch die Drehung der Kurbelwelle für den 4-Taktmotor vorgegebene Periode von 720°KW erstreckt.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement 8 so ausgelegt ist, daß der freie Strömungsquerschnitt maximal um 50% vermindert wird.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) rotierend ausgebildet ist.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) einen Rotorkörper (16) aufweist, dessen Drehachse quer zur Strömungsrichtung des Gases im Gaskanal (7, 11) ausgerichtet ist und der mit radialen Vorsprüngen (17, 20) versehen ist, die sich quer zur Strömungsrichtung erstrecken.
  10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Vorsprünge (17, 20) vorgesehen sind.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsprünge (17, 20) unterschiedliche radiale Längen aufweisen.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsprünge (17, 20) zueinander in unterschiedlichen Winkellagen ausgerichtet sind.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (17, 20) in ihrer axialen Erstreckung und/oder ihrer größten radialen Erstreckung so bemessen sind, daß ein freier Strömungsquerschnitt von wenigstens 50% bei der maximal möglichen Querschnittsverminderung verbleibt.
  14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) durch eine quer zur Strömungsrichtung ausgerichtete über einen Antrieb rotierbare Blendenscheibe (24) gebildet wird, die mit in Drehrichtung aufeinanderfolgenden Blendenöffnungen (25) versehen ist, die unterschiedliche freie Querschnitte aufweisen.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallerzeugungselement (8) durch eine quer zur Strömungseinrichtung ausgerichtete, über einen Antrieb rotierbare Blendenscheibe 24.1 gebildet wird, deren Umfangskontur (26) so gestaltet ist, daß bei einer Drehung der Strömungsquerschnitt des Gaskanals (7) mehr oder weniger und/oder länger oder kürzer überdeckt wird.
DE2003153450 2003-11-15 2003-11-15 Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors Withdrawn DE10353450A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003153450 DE10353450A1 (de) 2003-11-15 2003-11-15 Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003153450 DE10353450A1 (de) 2003-11-15 2003-11-15 Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10353450A1 true DE10353450A1 (de) 2005-07-07

Family

ID=34638156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003153450 Withdrawn DE10353450A1 (de) 2003-11-15 2003-11-15 Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10353450A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035297A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
CN102410076A (zh) * 2011-11-25 2012-04-11 上海交通大学 排气管内装有移动部件的涡轮增压系统
FR2992365A1 (fr) * 2012-06-22 2013-12-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'admission d'air pour moteur a combustion

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035297A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102006035297B4 (de) * 2006-07-31 2012-08-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
CN102410076A (zh) * 2011-11-25 2012-04-11 上海交通大学 排气管内装有移动部件的涡轮增压系统
CN102410076B (zh) * 2011-11-25 2013-03-27 上海交通大学 排气管内装有移动部件的涡轮增压系统
FR2992365A1 (fr) * 2012-06-22 2013-12-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'admission d'air pour moteur a combustion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69805569T2 (de) Verfahren zur Reduzierung von Einlassgeräusch einer Brennkraftmaschine und Lufteinlasssytem it einem Luftverteiler
DE69406804T2 (de) Adaptives abgestimmtes saugrohr
DE10212257B4 (de) Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug
DE69702447T2 (de) Abgasvorrichtung für brennkraftmaschinen und fahrzeug mit dieser vorrichtung
DE2247361A1 (de) Schalldaempfer fuer das luftansaugsystem
DE69314177T2 (de) Einlass- oder auspuffleitung für hubkolbenmaschinen
DE10212596B4 (de) Variable Einlassvorrichtung für einen Mehrzylinderverbrennungsmotor
EP2181268A1 (de) Radialverdichter mit einem diffusor für den einsatz bei einem turbolader
EP2531710B1 (de) Brennkraftmaschine mit zylinderabschaltung
DE10229116A1 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betreiben eines solchen
DE10240762A1 (de) Drosselventil
DE10042012A1 (de) Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug
WO1997009527A1 (de) Schalldämpfer
DE112012000534T5 (de) Einlass- und Auslasssystem für einen Mehrzylindermotor
DE3807193A1 (de) Ansaugvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
EP1798390B2 (de) Abgasanlage für Brennkraftmaschinen
DE10243881A1 (de) Schalldämpfer zur Verringerung von Luftgeräuschen und Verfahren zur Herstellung desselben
EP0771392B1 (de) Luftansaugvorrichtung mit variabler saugrohrlänge
DE10353450A1 (de) Einrichtung zur Veränderung der Klangcharakteristik eines Mehrzylinder-4-Takt-Kolbenmotors
EP1321639A2 (de) Schalldämpfungseinrichtung
DE2309571A1 (de) Auspuff-schalldaempfer fuer zweitaktmotore
EP0728918B1 (de) Ansaugvorrichtung für eine Kolbenbrennkraftmaschine
DE10065365B4 (de) Ansaugsystem
DE102006035297B4 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102010008742A1 (de) Gegendruck - Steuereinrichtung für Motorrad - Schalldämpfer

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
8139 Disposal/non-payment of the annual fee