DE112015006153T5

DE112015006153T5 - Auto-Ladeluftschlauch mit geringen Vibrationseigenschaften

Info

Publication number: DE112015006153T5
Application number: DE112015006153.3T
Authority: DE
Inventors: Gi-Hwan Kim; Chi-Hoon Choi
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-10-19
Also published as: JP2018506680A; WO2016129743A1; US20180023456A1; KR20160100418A; KR102215758B1; US10385762B2; JP6534744B2

Abstract

Ein Auto-Ladeluftschlauch umfasst einen Einlass des Ladeluftschlauchs, der an einer oberen Seite des Auto-Ladeluftschlauchs positioniert ist, einen oberen welligen Abschnitt mit oberen welligen Körpern, die in einer Rippenform von einer Oberfläche eines Schlauchkörpers abstehen, der sich in eine Richtung hin zu dem Einlass erstreckt, einen Auslass des Ladeluftschlauchs, der an einer unteren Seite des Auto-Ladeluftschlauchs positioniert ist, einen unteren welligen Abschnitt und einen Mittelabschnitt, der von dem oberen welligen Abschnitt nach unten gebogen ist, und wobei der Schlauchkörper mit dem unteren welligen Abschnitt verbunden ist, wobei eine Dicke des Schlauchkörpers des Mittelabschnitts größer ist als eine Dicke des oberen welligen Körpers des oberen welligen Abschnitts, und größer ist als eine Dicke des unteren welligen Körpers des unteren welligen Abschnitts, und wobei Trennabschnitte mit Welligkeiten mit unterschiedlichen Höhen in dem oberen welligen Körper und in dem unteren welligen Körper ausgebildet sind.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung ist die nationale Phase in den USA gemäß 35 U.S.C. § 371 der am 31. März 2015 angemeldeten internationalen Anmeldung Nr. PCT/KR2015/003184 , welche die Priorität der am 13. Februar 2015 angemeldeten koreanischen Anmeldung 10-2015-0021943 beansprucht. Die gesamten Inhalte dieser Anmeldungen sind hiermit durch Bezugnahme mit umfasst.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Auto-Ladeluftschlauch, und insbesondere einen Auto-Ladeluftschlauch, welcher hinsichtlich der Dicke variiert, um unterschiedliche Massen aufzuweisen, und welcher hinsichtlich des Materials variiert, um unterschiedliche Steifigkeiten aufzuweisen, um auf effektive Art und Weise Vibrationen bzw. Schwingungen eines Drosselklappenkörpers im Hinblick auf eine Übertragung an einen Ladeluftkühler und an eine Seitenkomponente einer Fahrzeugkarosserie durch den Ladeluftschlauch zu verhindern, so dass das Ausmaß an Änderung im Schwingungswellenwiderstand des Ladeluftschlauchs erhöht ist, so dass eine fortschreitende Schwingungswelle reflektiert wird, und im Ergebnis das Ausmaß an Vibrationen bzw. Schwingungen, die über den Ladeluftschlauch übertragen werden, reduziert wird.
Hintergrund
Im Allgemeinen wird Luft, die von außerhalb eines Fahrzeuges eingeführt wird, durch eine Turboladereinrichtung komprimiert, mit Hilfe eines Ladeluftkühlers gekühlt und dann in einen Verbrennungsmotor eingeführt.
Ein Auto-Ladeluftschlauch ist zwischen dem Ladeluftkühler und einem Drosselklappenkörper des Verbrennungsmotors verbunden, und dient als ein Strömungspfad, durch welchen die mit dem Ladeluftkühler gekühlte Luft zum Drosselklappenkörper des Verbrennungsmotors strömt.
1 zeigt eine Struktur eines Auto-Ladeluftschlauchs aus dem Stand der Technik.
Das Auto-Ladeluftschlauch nach dem Stand der Technik weist eine Struktur auf, bei der ein einlassseitiger Kunststoffschlauch (bzw. -rohr) 2 an einem Einlass eines aus Aluminium hergestellten Schlauchkörpers 1 installiert ist, ein auslassseitiger Kunststoffschlauch 3 an einem Auslass des Schlauchkörpers 1 installiert ist, und die Kunststoffschläuche 2 und 3 durch Klammern 4 befestigt sind.
Dabei weist der Auto-Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik einen Nachteil dahingehend auf, dass Herstellungskosten und Gewicht erhöht sind, da der verwendete Schlauchkörper aus Aluminium und die verwendeten Schläuche aus Kunststoff bzw. Gummi hergestellt sind.
Daher wurde im Stand der Technik ein Ladeluftschlauch vorgeschlagen, welcher vollständig aus einem Plastikmaterial unter Verwendung eines thermoplastischen Ether-Ester-Elastomer (TEEE) hergestellt ist, um Herstellungskoten und Gewicht zu reduzieren.
Jedoch verschlechtert sich eine Schwingungs- und Geräusch-Eigenschaft des Plastik-Ladeluftschlauchs im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Stand der Technik-Ladeluftschlauch, wobei im Ergebnis ein Problem dahingehend besteht, dass es schwierig ist, den Ladeluftschlauch bei einem Fahrzeug einzusetzen.
Außerdem sind, im Fall von Passagierfahrzeugen, Strukturen und Anordnungen von Kraftübertragungssystemen (Antriebsstrang) in Abhängigkeit von der Art des Fahrzeuges voneinander verschieden, wobei ein Verfahren zur Lagerung bzw. Aufhängung eines Getriebes und des Verbrennungsmotors, von den Kraftübertragungssystemen, an einer Fahrzeugkarosserie im wesentlichen und grob in ein Vier-Punkt-Befestigungsverfahren (welches vier Hauptverbindungspunkte zwischen dem Antriebsstrang und der Fahrzeugkarosserie bereitstellt), und in ein Drei-Punkt-Befestigungsverfahren (welches drei Hauptverbindungspunkte zwischen dem Antriebsstrang und der Fahrzeugkarosserie bereitstellt) unterteilt wird.
Das Drei-Punkt-Befestigungsverfahren wird weitläufig für Fahrzeuge mittlerer oder kleiner Größe verwendet, wobei ein Anwendungsbereich des Drei-Punkt-Befestigungsverfahrens stetig erweitert wird, und wobei das Drei-Punkt-Befestigungsverfahren im Vergleich zu dem Vier-Punkt-Befestigungsverfahren relativ gesehen eine größere Schwingungsbewegung des Motors zulässt. Deshalb besteht ein Problem dahingehend, dass ein großer Anteil von Geräuschen und Vibrationen über den Ladeluftschlauch des Fahrzeuges übertragen wird, bei welchem das Drei-Punkt-Befestigungsverfahren eingesetzt wird, weshalb im Ergebnis eine Lösung für das Problem gefunden werden muss.
Zusammenfassung
Die vorliegende Offenbarung wurde in dem Bestreben gemacht, um die oben genannten Probleme im Stand der Technik zu lösen, wobei ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung darin besteht, einen Auto-Ladeluftschlauch mit geringen Vibrationseigenschaften bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Vibrations- und Geräusch-Leistung zu erzielen, welche mindestens der eines Ladeluftschlauches aus dem Stand der Technik entspricht, selbst wenn der Auto-Ladeluftschlauch vollständig aus einem Plastikmaterial hergestellt ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Struktur zum Befestigen eines Ladeluftschlauches bereitzustellen, welche zulässt, dass sich ein Verbindungsabschnitt entsprechend einem Verhalten des Verbrennungsmotors mitbewegt, und eine Flexibilität in bestimmten Richtungen (Richtungen, in denen ein Drosselplattenkörper hauptsächlich vibriert) gewährleistet, um die Übertragung von Vibrationen zu verhindern und das Auftreten von Geräuschen zu reduzieren.
Zur Erzielung der obigen Gegenstände variiert ein Auto-Ladeluftschlauch mit geringen Vibrationseigenschaften gemäß der vorliegenden Offenbarung hinsichtlich seiner Dicke, um unterschiedliche Massen aufzuweisen, und variiert hinsichtlich des Materials, um unterschiedliche Festigkeiten bzw. Steifigkeiten aufzuweisen, um auf wirksame Art und Weise zu verhindern, dass Vibrationen eines Drosselklappenkörpers an einen Ladeluftkühler und an eine Seitenkomponente einer Fahrzeugkarosserie über den Ladeluftschlauch übertragen werden, so dass das Ausmaß an Änderung hinsichtlich des Schallwellenwiderstands des Ladeluftschlauches erhöht ist, so dass eine sich fortpflanzende Schallwelle reflektiert wird, wobei im Ergebnis das Ausmaß an über den Ladeluftschlauch übertragener Vibrationen reduziert wird.
Gemäß dem Auto-Ladeluftschlauch mit geringen Vibrationseigenschaften in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung, welcher die oben genannte Konfiguration aufweist, weisen ein oberer welliger Abschnitt, ein unterer welliger Abschnitt und ein Mittelabschnitt unterschiedliche Dicken und unterschiedliche Materialien auf, wobei eine von dem Drosselklappenkörper übertragene Vibration aufgrund eines Massen-Schallwellenwiderstand-Effekts und aufgrund eines Steifigkeit-Schallwellenwiderstand-Effekts abgeschwächt wird, wodurch eine Geräusch- und Vibrations-Reduktion des Fahrzeuges erzielt wird.
Zusätzlich ist es möglich, da sich der Ladeluftschlauch in Abhängigkeit vom Verhalten des Verbrennungsmotors dreht (d. h. „rutscht”), eine Übertragung von Vibrationen, die durch den Verbrennungsmotor erzeugt werden, zu verhindern, und Geräusche zu verhindern, welche auftreten, wenn der Ladeluftschlauch mit der Struktur aus dem Stand der Technik verdreht wird.
Außerdem sind Trennabschnitte ausgebildet, um zusätzlich eine Flexibilität in einer bestimmten Richtung anzupassen und einen Kontakt zwischen dem Ladeluftschlauch und einer peripheren Komponente zu verhindern, wobei die Trennabschnitte entlang erster und zweiter Reihen angeordnet sind, die voneinander beabstandet sind, wodurch die Drehung des Ladeluftschlauchs zugelassen wird, um auf wirksamere Weise Vibrationen abzuschwächen, welche in einer Richtung nach oder rechts oder in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung als auch in einer Vorwärts- und Rückwärts-Richtung erzeugt werden.
Da die unterschiedlichen Masse- und Steifigkeits-Strukturen bei dem Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden, variieren zusätzlich das Material und/oder die Länge des Mittelabschnitts, um Eigenschaften der reflektierten Welle mit Bezug auf die fortschreitende Welle anzupassen, wobei es folglich möglich ist, die Reduktion von Vibrationen und Geräuschen in einem bestimmten Frequenzbereich in Abhängigkeit von der Art des Fahrzeuges abzustimmen, bei welchem der Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Ladeluftschlauchs gemäß dem Stand der Technik.
2 ist eine perspektivische Teil-Ausschnitt-Darstellung eines Ladeluftschlauchs gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine obere Seitenansicht eines Ladeluftschlauchs gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine perspektivische Teil-Ausschnitt-Darstellung, welche einen vergrößerten Hauptteil des Ladeluftschlauchs der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist eine Kurve, welche Vibrationsübertragungs-Verlust-Beträge eines Ladeluftschlauches gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit verschiedener Frequenzen darstellt.
6 und 7 sind Kurven, welche Geräuschniveaus eines Ladeluftschlauchs gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit verschiedener Umdrehungszahlen eines Verbrennungsmotors darstellen.
8 ist eine Darstellung, welche einen Drosselklappenkörper gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt, und einen Zustand, bei welchem der Drosselklappenkörper über einen Verbinder mit einem Ladeluftschlauch gekoppelt ist.
9 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts, wo der Drosselklappenkörper mit dem in 8 dargestellten Ladeluftschlauch gekoppelt ist.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine Konfiguration eines Auto-Ladeluftschlauches mit geringen Vibrationseigenschaften gemäß der vorliegenden Offenbarung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Dabei sind die offenbarten Zeichnungen als ein Beispiel für den Fachmann bereitgestellt, um die Konzepte der vorliegenden Offenbarung vollständig umzusetzen. Deshalb ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die im Folgenden offenbarten Zeichnungen beschränkt, sondern kann auch auf andere Arten umgesetzt werden.
Zusätzlich weisen die in der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung verwendeten Ausdrücke solche Bedeutungen auf, falls nichts anderes definiert ist, dass ein Fachmann auf diesem technischen Gebiet, an den sich die vorliegende Offenbarung richtet, diese normalerweise versteht, wobei in der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung von öffentlich bekannten Funktionen und Konfigurationen ausgelassen wird, um so eine unnötige Verschleierung des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
Die Ursache, weshalb ein herkömmlicher Ladeluftschlauch aus einem Plastikmaterial anfällig für Vibrationen und Geräusche ist, besteht darin, dass von einem Verbrennungsmotor übertragene Vibrationen über den Ladeluftschlauch an einen Ladeluftkühler übertragen werden, wobei Vibrationen, die an den Ladeluftkühler übertragen werden, eine Seitenkomponente einer Fahrzeugkarosserie in Schwingungen versetzen, was zu Vibrationen und Geräuschen im Fahrzeuginneren führt, wobei dieses Phänomen auftritt, da eine fortschreitende Schwingungswelle, die vom Verbrennungsmotor übertragen wird, durch einen Mittelschlauch hindurchtritt, der aus dem gleichen Material hergestellt ist, und zwar fast ohne Verlust der fortschreitenden Welle, wobei die Vibrationen selten bzw. nur minimal abgeschwächt werden.
Deshalb haben sich die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Struktur eines Ladeluftschlauches ausgedacht, bei dem ein Einlassabschnitt, ein Auslassabschnitt und ein Mittelabschnitt des Ladeluftschlauches aus unterschiedlichen Arten von synthetischen Kunstharzmaterialien hergestellt sind, anstelle einer Herstellung des gesamten Ladeluftschlauches durch Verwenden des gleichen Materials, wobei der Einlassabschnitt, der Auslassabschnitt und der Mittelabschnitt unterschiedliche Dicken aufweisen.
Gemäß dem Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung auf Grundlage des oben genannten Konzepts, wenn die fortschreitende Schwingungswelle von dem Verbrennungsmotor an den Mittelabschnitt vom Einlassabschnitt her übertragen wird, gelangt die fortschreitende Schwingungswelle durch ein Medium des Einlassabschnitts und durch ein Medium des Mittelabschnitts, welche hinsichtlich Material und Dicke voneinander verschieden sind. Aufgrund des Unterschiedes hinsichtlich Material und Dicke der Medien wird mit Bezug auf die fortschreitende Schwingungswelle eine Reflexionswelle gebildet, so dass Komponenten der fortschreitenden Schwingungswelle zertreut werden, wenn sich die fortschreitende Welle und die Reflexionswelle gegenseitig überlagern, weshalb im Ergebnis eine Vibration abgeschwächt wird.
Außerdem haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass, wenn die fortschreitende Schwingungswelle von dem Mittelabschnitt zum Auslassabschnitt hin läuft, die fortschreitende Schwingungswelle durch das Medium des Mittelabschnitts und durch ein Medium des Auslassabschnitts hindurchgeht, welche sich hinsichtlich Material und Dicke voneinander unterscheiden, wobei aufgrund des Unterschieds hinsichtlich Material und Dicke der Medien eine Reflexionswelle mit Bezug auf die fortschreitende Schwingungswelle gebildet wird, so dass Komponenten der fortschreitenden Schwingungswelle zerstreut werden, wenn sich die fortschreitende Welle und die Reflexionswelle gegenseitig überlagern. Im Ergebnis wird eine Schwingung bzw. Vibration erneut abgeschwächt, wobei, wie oben beschrieben worden ist, die Komponenten der fortschreitenden Schwingungswelle wenigstens zwei Mal zerstreut werden und außerdem eine Vibration abgeschwächt wird, so dass eine Wirkung der Vibrationsabschwächung derjenigen aus dem Stand der Technik entspricht bzw. besser als eine solche aus dem Stand der Technik für einen bestimmten Abschnitt ist, wobei gezeigt worden ist, dass der Ladeluftschlauch der vorliegenden Anmeldung durch vollständige Umsetzung der vorliegenden Offenbarung auf effektive Art und Weise bei aktuellen Fahrzeugen einsetzbar ist.
In der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung werden die Strukturen für die Vibrationsabschwächung gemäß der vorliegenden Anmeldung bezeichnet als eine Massen-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungsstruktur mit unterschiedlichen Dicken und als eine Steifigkeits-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungsstruktur mit unterschiedlichen Arten von Materialien, wobei im Folgenden bestimmte beispielhafte Ausführungsformen des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
2 ist eine perspektivische Teil-Ausschnitt-Ansicht eines Ladeluftschlauches gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, 3 ist eine Draufsicht auf den Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung, und 4 ist eine perspektivische Teil-Ausschnitt-Ansicht, welche einen vergrößerten Hauptteil des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Wie oben beschrieben worden ist, ist ein Auto-Ladeluftschlauch 10 der vorliegenden Offenbarung dadurch gekennzeichnet, dass er derart ausgebildet ist, so dass eine Dicke und ein Material des Ladeluftschlauches für jeden Schlauchabschnitt variieren, um zu verhindern, dass Vibrationen eines Drosselklappenkörpers über den Ladeluftschlauch an einen Ladeluftkühler und an eine Seitenkomponente einer Fahrzeugkarosserie übertragen werden.
Wie in der perspektivischen Teil-Ausschnitt-Ansicht in 2 dargestellt ist, umfasst der Ladeluftschlauch 10 der vorliegenden Offenbarung einen Einlass 14 des Ladeluftschlauches, der an einer Oberseite positioniert ist, einen oberen welligen Abschnitt 30, welcher obere wellige Körper 12 aufweist, welche in einer Rippenform von einer Oberfläche eines Schlauchkörpers 11 abstehen, die sich in einer Richtung hin zu dem Einlass 14 erstrecken, einen Auslass 15 des Ladeluftschlauches, der an einer unteren Seite positioniert ist, einen unteren welligen Abschnitt 31 mit unteren welligen Körpern 13, die in einer Rippenform von einer Oberfläche des Schlauchkörpers 11 abstehen, die sich in einer Richtung hin zum Auslass 15 erstrecken, und einen Mittelabschnitt 20, der von dem oberen welligen Abschnitt 30 nach unten gebogen ist, wobei der Schlauchkörper 11 mit dem unteren welligen Abschnitt 31 verbunden ist.
Zusätzlich steht, wie in der Seitenansicht in 3 dargestellt ist, jeweils der obere wellige Körper 12 und der untere wellige Körper 13 in einer Ringform um den Ladeluftschlauch 10 von der Oberfläche des Ladeluftschlauchs 10 ab, und weist einen Trennabschnitt 16 auf, welcher eine unterschiedliche Absteh-Höhe aufweist (das heißt, eine „flachere” Absteh-Höhe, oder nur teilweise abstehend).
Aufgrund der Ausbildung der Trennabschnitte 16 verschlechtert sich die Flexibilität des Ladeluftschlauches 10 relativ (Steifigkeit ist relativ erhöht) in einer Richtung, in der die Trennabschnitte 16 ausgebildet sind, so dass ein Biegen eingeschränkt ist.
Aufgrund der Ausbildung der Trennabschnitte 16 unterscheidet sich eine Kraft, die zum Biegen des Ladeluftschlauches 10 in einer bestimmten Richtung erforderlich ist, von einer Kraft, die zum Biegen des Ladeluftschlauches 10 in einer anderen Richtung erforderlich ist.
Das heißt, bei beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind die Trennabschnitte 16 derart angeordnet, um Reihen in der Form von geraden Linien in einer Längsrichtung des Ladeluftschlauches 10 zu bilden, wobei, wie in 3 dargestellt ist, die Trennabschnitte 16 in der Form von versetzten geraden Linien in einer Mehrzahl von bestimmten Richtungen angeordnet sein können, um so den Ladeluftschlauch 10 dazu zu bringen, zu „rutschen”, oder den oberen welligen Körper 12 und den unteren welligen Körper 13 dazu zu bringen, gebogen zu werden.
Das heißt, die Reihen, welche durch die Trennabschnitte 16 gebildet werden, umfassen eine erste Reihe A und eine zweite Reihe B, welche aneinander angrenzend jeweils in Längsrichtung des oberen welligen Körpers 12 und des unteren welligen Körpers 13 angeordnet sind, wobei die erste Reihe A und die zweite Reihe B an Positionen ausgebildet sind, die voneinander jeweils um den oberen welligen Körper 12 und den unteren welligen Körper 13 herum beabstandet sind.
Mit den an den voneinander beabstandeten Positionen ausgebildeten Trennabschnitten 16 kann eine Flexibilität und Steifigkeit in einer bestimmten Richtung angepasst werden. Deshalb ist, wegen der Ausbildung der Trennabschnitte 16, eine Steifigkeit des Ladeluftschlauches 10 weiter erhöht, wobei eine Flexibilität in einer Richtung erhöht ist, in der eine Vibration hauptsächlich auftritt, wodurch auf effizientere Weise Geräusche und Vibrationen unterdrückt werden.
Außerdem sind die erste Reihe A und die zweite Reihe B, entlang welcher die Trennabschnitte 16 angeordnet sind, voneinander in einer Vorwärts- und Rückwärts-Richtung und in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung (oder in einer Links- und Rechts-Richtung, abhängig von der Fahrzeugkarosserie) beabstandet, wodurch auf wirksamere Art und Weise Vibrationsfrequenzen mit unterschiedlichen Eigenschaften gefiltert werden und der Ladeluftschlauch 10 zum Rutschen gebracht wird.
Im Folgenden wird ein Betrieb des Ladeluftschlauchs der vorliegenden Offenbarung, welcher wie oben beschrieben ausgebildet ist, detailliert mit Bezug auf die vergrößerte perspektivische Teil-Ausschnitt-Ansicht in 4 beschrieben.
Der Grund, weshalb eine Vibration durch den aus einem Plastikmaterial hergestellten Ladeluftschlauch, wie oben beschrieben, verursacht wird, besteht in den Schallwellenwiderstandseigenschaften des Mediums, das die Vibrationen überträgt. Das heißt, falls das Medium zum Übertragen der Vibrationen eine konstante Form aufweist bzw. aus ein und demselben Material besteht, dann ist der Betrag einer Änderung in dem Schallwellenwiderstand gering, so dass Vibrationen leicht übertragen werden.
In diesem Fall hängt der Betrag der Änderung in dem Schallwellenwiderstand des Mediums ab vom Betrag der Änderung hinsichtlich Masse, Steifigkeit und Dämpfung des Mediums.
Das heißt, der Betrag der Änderung hinsichtlich des Schallwellenwiderstands zwischen einem Vibrationsanregungspunkt eines Mediums, auf welches eine Vibration einwirkt, und einem Vibrationsempfangspunkt des Mediums, welches die Vibration aufnimmt, nimmt mit zunehmendem Betrag der Änderung hinsichtlich Masse, Steifigkeit und Dämpfung zwischen dem Vibrationsanregungspunkt und dem Vibrationsempfangspunkt zu, so dass eine Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmung zwischen dem Vibrationsanregungspunkt und dem Vibrationsempfangspunkt auftritt. Mit zunehmender Nicht-Übereinstimmung des Schallwellenwiderstands wird die fortschreitende Schwingungswelle reflektiert, so eine durch das Medium übertragende Vibration vermindert wird.
Um die Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungseigenschaften bei dem Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung anzuwenden, weist der Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung eine Massen-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungsstruktur auf, bei der die Dicke des Schlauchkörpers für jeden Abschnitt variiert.
Das heißt, wie in 4 dargestellt ist, eine Dicke d1 des Schlauchkörpers 11 des Mittelabschnitts 20 ist stärker als eine Dicke d2 des oberen welligen Abschnitts 30 und als eine Dicke d3 des unteren welligen Körpers 13 des unteren welligen Abschnitts 31, so dass die Masse des Mittelabschnitts 20 größer als die Masse des oberen welligen Abschnitts 30 und größer als die Masse des unteren welligen Abschnitts 31 ist.
Daher tritt, da die Masse des oberen welligen Abschnitts 30 und die Masse des unteren welligen Abschnitts 31 variieren, die Massen-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmung zwischen dem oberen welligen Abschnitt 30 und dem Mittelabschnitt 20 und zwischen dem Mittelabschnitt 20 und dem unteren welligen Abschnitt 31 auf, so dass die fortschreitende Welle zwischen dem Vibrationsanregungspunkt und dem Vibrationsempfangspunkt reflektiert wird. Im Ergebnis ist eine durch den Ladeluftschlauch übertragene Vibration vermindert.
In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beträgt jede der Dicken d2 und d3 des oberen welligen Körpers 12 und des unteren welligen Körpers 13 1,3 mm, und die Dicke d1 des Schlauchkörpers 11 des Mittelabschnitts 20 beträgt 5 mm.
Weiterhin wird, um den Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungseffekt weiter zu verbessern, die Steifigkeits-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungsstruktur, welche die Materialien mit unterschiedlicher Steifigkeit für jeden Abschnitt des Ladeluftschlauches verwendet, bei dem Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung angewendet, wobei unterschiedliche Arten von synthetischen Kunstharzmaterialien mit einem großen Unterschied hinsichtlich des Speichermoduls für jeden Abschnitt des Ladeluftschlauchs für den Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden.
Das heißt, der obere wellige Abschnitt 30 und der untere wellige Abschnitt 31 sind aus einem weichen synthetischen Kunstharzmaterial hergestellt, wobei der Mittelabschnitt 20 aus einem harten synthetischen Kunstharzmaterial hergestellt ist, so dass ein Unterschied hinsichtlich des Speichermoduls zwischen dem oberen welligen Abschnitt 30 und dem Mittelabschnitt 20 und zwischen dem Mittelabschnitt 20 und dem unteren welligen Abschnitt 31 besteht, wobei im Ergebnis der Steifigkeits-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmungseffekt auftritt.
In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind der obere wellige Abschnitt 30 und der untere wellige Abschnitt 31 aus einem Polyester(PET)-basierten synthetischen Kunstharzmaterial hergestellt, welches ein weiches Material ist, wobei der Mittelabschnitt 20 aus einem Polybutylen-Terephthalat(PBT)-basierten synthetischen Kunstharzmaterial hergestellt ist, welches ein hartes Material ist. Insbesondere wird ein thermoplastisches Polyester-Elastomer(TPC-ET)-Synthetik-Kunstharzmaterial einschließlich einem Dicarboxylat-Diol-Polymer und einem Glykol-Polymer als ein weiches Material verwendet, welches für den oberen welligen Abschnitt 30 und den unteren welligen Abschnitt 31 eingesetzt wird, und ein thermoplastischer Polyester-Synthetikkunstharz, welcher Polybutylen-Terephthalat (PBT) ist, als ein für den Mittelabschnitt 20 eingesetztes hartes Material verwendet.
In diesem Fall weist das Polyester-basierte synthetische Kunstharzmaterial, welches das Material des oberen welligen Abschnitts 30 und des unteren welligen Abschnitts 31 ist, einen Speichermodul auf, der acht Mal größer als der Speichermodul des Polybutylen-Terephthalat(PBT)-basierten synthetischen Kunstharzmaterials ist, welches das Material des Mittelabschnitts 20 ist, so dass die Steifigkeits-Schallwellenwiderstand-Nichtübereinstimmung des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung auf wirksame Art und Weise auftreten kann.
Zusätzlich wird, um zuzulassen, dass der obere wellige Abschnitt 30, der untere wellige Abschnitt 31 und der Mittelabschnitt 20 unterschiedliche Dicken und unterschiedliche Materialien wie oben beschrieben aufweisen, ein Mehrlagen-Koextrusionsverfahren (SeCo) verwendet, um gleichzeitig den weichen Abschnitt des oberen welligen Abschnitts 30, den harten Abschnitt des Mittelabschnitts 20 und den weichen Abschnitt des unteren welligen Abschnitts 31 in der Längsrichtung des Ladeluftschlauches herzustellen, indem unterschiedliche Arten von Materialien durch Anwenden eines 3D-Blasformprozesses verwendet werden.
Dabei können, da die Massen- und Steifigkeits-Nichtübereinstimmungsstrukturen bei dem Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung angewendet werden, das Material und/oder die Länge des Mittelabschnitts 20 variieren, um Eigenschaften der Reflexionswelle mit Bezug auf die fortschreitende Welle anzupassen. Im Ergebnis ist es möglich, eine Reduktion von Vibration und Geräusch in einem bestimmten Frequenzbereich in Abhängigkeit von der Art des Fahrzeuges, bei welchem der Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird, einstellen zu können.
Um die Vibrations-Reduktions-Leistung des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung zu testen, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, wurde ein Test hinsichtlich eines Vibrations-Übertragungsverlust-Ausmaßes durchgeführt, wie in der Auftragung in 5 dargestellt ist, wobei ein Test hinsichtlich eines Geräuschniveaus durchgeführt wurde, wie es anhand der Kurven in 6 und 7 dargestellt ist.
5 ist eine Kurve, welche die Vibrations-Übertragungsverlust-Ausmaße des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit von Frequenzen darstellt, wobei 6 und 7 Kurven sind, welche Geräuschniveaus des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit von Drehzahlen des Verbrennungsmotors darstellen.
Zunächst wurde das Ausmaß des Vibrations-Übertragungsverlustes zwischen dem Drosselklappenkörper, welcher der Vibrationsanregungspunkt des Ladeluftschlauches der vorliegenden Offenbarung ist, und dem Ladeluftkühler getestet, welcher der Vibrationsempfangspunkt des Ladeluftschlauchs ist.
Gemäß dem Testergebnis sind, in einem Fall, wo die Dicke d1 des Mittelabschnitts 20 3 mm beträgt, die Vibrations-Übertragungsverlust-Beträge in einem Bereich von 200–450 Hz weit verteilt, welcher ein Zielfrequenzbereich A ist, im Vergleich mit dem in 1 dargestellten Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik. In einem Fall, wo die Dicke d1 des Mittelabschnitts 20 5 mm beträgt, sind die Vibrations-Übertragungsverlust-Beträge in einem Bereich von 200–450 Hz weit verteilt, welches der Zielfrequenzbereich A ist, im Vergleich zu dem Fall, bei welchem die Dicke d1 des Mittelabschnitts 20 3 mm beträgt, wobei folglich bestätigt wurde, dass der Effekt des Reduzierens von Vibration und Geräusch bei fahrendem Fahrzeug in ausreichendem Maße erzielt wurde. Hierbei bedeutet der große Vibrations-Übertragungsverlust-Betrag, dass eine Vibration weitgehend reduziert worden ist.
Zusätzlich wurde, um eine Geräuschreduzier-Wirkung zu testen, welche durch eine Abnahme in der Vibration verursacht wird, ein Mikrofon an einer Position entsprechend der Position eines Ohrs des Fahrers befestigt, wobei ein Beschleunigungsfahrgeräusch und ein Leerlaufgeräusch bestimmt wurden.
Im Ergebnis weist, wie es in 6 dargestellt ist, gemäß dem Ergebnis des Testens des Beschleunigungsfahrgeräusches, der Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung ein Geräuschniveau auf, das im Wesentlichen einem Geräuschniveau des Ladeluftschlauches aus dem Stand der Technik, wie in 1 dargestellt ist, gleicht, und insbesondere wurde in einem Frequenzbereich von 200 Hz oder mehr eine Geräuschreduktion erzielt, im Vergleich zu dem Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik.
Zusätzlich wird, wie es in 7 dargestellt ist, gemäß dem Geräusch-Testergebnis bei dem Verbrennungsmotor im Leerlauf, eine Frequenzverlagerung in einem Bereich von 100 Hz gezeigt, im Vergleich mit dem in 1 dargestellten Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik. Dieses Phänomen beschreibt, dass eine Resonanzfrequenz verlagert wird, wenn ein Gewicht reduziert wird, im Vergleich zu dem Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik. Zusätzlich war ein Gesamtniveau des Leerlaufgeräusches gleich dem Niveau des Leerlaufgeräusches im Stand der Technik.
Dabei kann der Ladeluftschlauch der vorliegenden Offenbarung weiterhin einen Verbinder 40 umfassen, welcher ermöglicht, dass sich der Ladeluftschlauch in Abhängigkeit vom Verhalten des Verbrennungsmotors dreht („rutscht”), um die Übertragung von Vibrationen, die durch den Verbrennungsmotor erzeugt werden, zu verhindern, und ein Geräusch zu verhindern, welches auftritt, wenn der Ladeluftschlauch mit der Struktur aus dem Stand der Technik verdreht wird.
8 ist eine Darstellung, welche einen Drosselklappenkörper gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und einen Zustand zeigt, bei welchem der Drosselklappenkörper über einen Verbinder mit dem Ladeluftschlauch gekoppelt ist, wobei 9 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts ist, wo der Drosselklappenkörper, wie in 8 dargestellt, mit dem Ladeluftschlauch gekoppelt ist.
Mit Bezug auf die Zeichnungen weist ein typischer Drosselklappenkörper 50 einen rohrförmigen Verbindungsanschluss 51 auf, der mit dem Ladeluftschlauch 10 verbunden ist, und wie in 8 dargestellt ist, weist der Drosselklappenkörper 50 einen Aufnahmevorsprung 52 auf, der bis zu einer vorgegebenen Höhe von einer Außenumfangsfläche des Verbindungsanschlusses 51 um die Außenumfangsfläche des Verbindungsanschlusses 51 herum absteht. Eine Seite des Aufnahmevorsprungs 52 ist als eine geneigte Oberfläche ausgebildet, wobei die andere Seite des Aufnahmevorsprungs 52 als eine ebene vertikale Oberfläche ausgebildet ist, das heißt, der Aufnahmevorsprung 52 weist einen gezahnten Querschnitt auf.
Der Ladeluftschlauch 10 ist mit dem Verbindungsanschluss 51 in einem Zustand verbunden, wo der Ladeluftschlauch 10 mit dem Verbinder 40 gekoppelt ist. Ein Teil des Verbinders 40 weist ein Stoppelement 41 auf, das von einer Innenumfangsfläche des Verbinders 40 abstehen kann.
Das heißt, wenn der Verbindungsanschluss 51 des Drosselklappenkörpers 50 in den Verbinder 40 eingesetzt wird, der fest mit einem Seitenende des Ladeluftschlauches 10 gekoppelt ist, dann ist das Stoppelement 41 in Eingriff mit und befestigt an dem Aufnahmevorsprung 52, der von der Außenumfangsfläche des Verbindungsanschlusses 51 absteht (wenn das Stoppelement über die geneigte Oberfläche geht und dann die vertikale Oberfläche erreicht), wobei verhindert wird, dass der Drosselklappenkörper 50 zurückgezogen wird.
Weiterhin verhindert das Stoppelement 41 der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Abziehen des Verbinders 40, lässt jedoch ein Rutschen zwischen dem Ladeluftschlauch 10 und dem Drosselklappenkörper 50 zu, da der mit dem Ladeluftschlauch 10 gekoppelte Verbinder 40 nicht in dem Maße befestigt ist, dass eine Drehung des Ladeluftschlauchs 10 in dem Verbindungsanschluss 51 unterbunden wird.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass, obwohl nicht dargestellt, der Ladeluftkühler, welcher ebenfalls einen Verbindungsanschluss mit einem Aufnahmevorsprung ähnlich der Struktur des Drosselklappenkörpers 50 aufweist, mit dem Ladeluftschlauch 10 durch den Verbinder 40 der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist, wobei im Ergebnis ebenfalls ein Rutschen zwischen dem Ladeluftkühler und dem Ladeluftschlauch 10 zugelassen wird.
Weiterhin ist eine Gummidichtung 42, welche einen Abschnitt zwischen dem Verbinder 40 und dem Verbindungsanschluss 51 abdichtet, wenn der Verbinder 40 an dem Verbindungsanschluss 51 befestigt wird, in dem Verbinder 40 angebracht. In der vorliegenden Offenbarung ist die Gummidichtung 42 für eine Positionierung an einer Vorderseite des Aufnahmevorsprungs 52 befestigt (auf der rechten Seite in 9), wobei die Gummidichtung 42 jedoch an anderen Positionen angebracht werden kann (beispielsweise in einer Ausnehmung, in welcher das Stoppelement an einer Rückseite des Aufnahmevorsprungs in 9 eingesetzt ist), wobei wenigstens eine Reibkraft zwischen der Gummidichtung 42 und dem Verbinder 40 oder eine Reibkraft zwischen der Gummidichtung 42 und dem Verbindungsanschluss 51 ausreichend gering eingestellt ist, um die Rotation des Verbinders 40 zuzulassen.
Die Reibkraft kann bei der Herstellung der Gummidichtung 42 „eingestellt” werden, indem ein Material mit einem kleinen Reibkoeffizienten verwendet wird, oder indem ein Spalt (bzw. Übermaß) zwischen der Gummidichtung 42 und dem Verbindungsanschluss 51 eingestellt wird.
Das Ladeluftschlauch 10 der vorliegenden Offenbarung, welcher den Verbinder 40 mit den zuvor genannten technischen Merkmalen verwendet, kann von geringem Gewicht sein, Kosten reduzieren und auf effektivere Art und Weise Geräusche und Vibrationen im Vergleich zu dem Ladeluftschlauch aus dem Stand der Technik reduzieren.
Während die Konfiguration des Auto-Ladeluftschlauchs der vorliegenden Offenbarung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, kann die vorliegende Offenbarung vom Fachmann auf verschiedene Arten und Weisen modifiziert, geändert und ersetzt werden, und zwar in dem Sinne, dass eine Modifikation, Änderung und eine Ersetzung zum Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung gehören.

Claims

Ladeluftschlauch, umfassend: einen Einlass des Ladeluftschlauchs, der an einer oberen Seite des Ladeluftschlauchs positioniert ist; einen oberen welligen Abschnitt mit oberen welligen Körpern, die in einer Rippenform von einer Oberfläche eines Schlauchkörpers abstehen, der sich in einer Richtung hin zum Einlass erstreckt; einen Auslass des Ladeluftschlauchs, der an einer unteren Seite des Ladeluftschlauchs positioniert ist; einen unteren welligen Abschnitt mit unteren welligen Körpern, die in einer Rippenform von einer Oberfläche des Schlauchkörpers abstehen, der sich in einer Richtung hin zum Auslass erstreckt; und einen Mittelabschnitt, der von dem oberen welligen Abschnitt nach unten gebogen ist und den Schlauchkörper aufweist, der mit dem unteren welligen Abschnitt verbunden ist, wobei eine Dicke des Schlauchkörpers des Mittelabschnitts größer als eine Dicke des oberen welligen Körpers des oberen welligen Abschnitts ist, und größer als eine Dicke des unteren welligen Körpers des unteren welligen Abschnitts ist, und wobei Trennabschnitte, welche Welligkeiten mit unterschiedlichen Höhen aufweisen, in dem oberen welligen Körper und in dem unteren welligen Körper ausgebildet sind.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 1, wobei der obere wellige Abschnitt und der untere wellige Abschnitt ein weiches synthetisches Kunstharzmaterial umfassen, und wobei der Mittelabschnitt ein hartes synthetisches Kunstharzmaterial umfasst.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 2, wobei der obere wellige Abschnitt und der untere wellige Abschnitt ein Polyester(PET)-basiertes synthetisches Kunstharzmaterial umfassen, und wobei der Mittelabstand ein Polybutylen-Terephthalat(PBT)-basiertes synthetisches Kunstharzmaterial umfasst.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 3, wobei das weiche synthetische Kunstharzmaterial des oberen welligen Abschnitts und des unteren welligen Abschnitts ein thermoplastisches Polyester-Elastomer(TPC-ET)-Synthetik-Kunstharzmaterial einschließlich Dicarboxylat-Diol-Polymer und Glykol-Polymer ist.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 3, wobei das harte synthetische Kunstharzmaterial, das für den Mittelabschnitt eingesetzt ist, ein thermoplastisches Polyester-Synthetik-Kunstharzmaterial ist, welches Polybutylen-Terephthalat (PBT) ist.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 1, wobei die Trennabschnitte in Reihen in der Form von geraden Linien in einer Längsrichtung des Ladeluftschlauchs angeordnet sind, so dass eine Kraft, die zum Biegen des Ladeluftschlauchs in einer bestimmten Richtung erforderlich ist, und eine Kraft, die zum Biegen des Ladeluftschlauchs in einer anderen Richtung erforderlich ist, voneinander verschieden sind.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 6, wobei die Reihen, welche durch die Trennabschnitte gebildet werden, zwei oder mehrere Reihen umfassen, die derart angeordnet sind, um in der Längsrichtung jeweils auf dem oberen welligen Körper und dem unteren welligen Körper aneinander anzugrenzen, wobei die Reihen an Positionen gebildet sind, die voneinander jeweils um den oberen welligen Körper und den unteren welligen Körper herum beabstandet sind.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 1, umfassend: einen Verbinder mit einem Stoppelement, das von einer Innenumfangsfläche des Verbinders absteht und mit einem Ende des Ladeluftschlauchs gekoppelt ist, um den Ladeluftschlauch mit einem Verbindungsanschluss eines Drosselklappenkörpers zu befestigen, wobei, wenn der Verbindungsanschluss in den Verbinder eingesetzt ist, das Stoppelement in Eingriff ist mit und befestigt ist an einem Aufnahmevorsprung, der von einer Außenumfangsfläche des Verbindungsanschlusses absteht, wobei der Verbinder eine Rotation des Ladeluftschlauchs in dem Verbindungsanschluss zulässt.
Ladeluftschlauch nach Anspruch 8, wobei eine Gummidichtung, welche einen Abschnitt zwischen dem Verbinder und dem Verbindungsanschluss abdichtet, wenn der Verbinder an dem Verbindungsanschluss befestigt ist, in dem Verbinder angebracht ist, und wobei wenigstens eine Reibkraft zwischen der Gummidichtung und dem Verbinder oder eine Reibkraft zwischen der Gummidichtung und dem Verbindungsanschluss ausreichend klein dimensioniert ist, um die Rotation des Verbinders zuzulassen.