DE3431078A1

DE3431078A1 - Einrichtung zur daempfung des einlassgeraeuschs von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3431078A1
Application number: DE19843431078
Authority: DE
Inventors: Takeshi Machida Abe; Hiroshi Inagi Akama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1985-03-14
Also published as: GB2146070A; FR2551501A1; GB8421610D0; JPS6050265A

Description

TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER. ^- \ ^ ;" " ; · _:" _Kissan Motor CO.- G055-84

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Einlaßsysteme für Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren und insbesondere auf eine Einrichtung zur Dämpfung des Motoreinlaß- oder Ansauggeräuschs.

Das im Einlaßsystem eines Verbrennungsmotors auftretende Ansaugoder Einlaßgeräusch wird überwiegend durch Druckstöße (Pulsiergeräusch) und Luftturbulenzen (Strömungsgeräusch) verursacht. Einen ganz ähnlichen Charakter hat auch das Auslaß- oder Auspuff geräusch. Die Einlaß- und die Auslaßgeräusche bilden einen großen Anteil am Gesamtgeräusch eines Motors.

Bereits seit langer Zeit wird ein im Einlaßsystem von Kraftfahrzeugmotoren vorhandener Luftfilter zur Einlaßgeräuschdämpfung benutzt. In der Fig. 1 der anliegenden Zeichnung ist ein Beispie eines mit einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor 12 verbundenen herkömmlichen Einlaßsystems dargestellt. Der in dem System enthaltene Luftfilter 14 ist durch ein Ansaugrohr 16 mit einem Ansaugkrümmer 10 verbunden und wird von durch einen Kaltluftkanal 18 angesaugter Frischluft aus der Atmosphäre durchströmt. Der Luftfilter 14 hat ein bestimmtes Volumen, damit er zusätzlich zu der Filterwirkung noch eine das Einlaß- oder Ansauggeräusch dämpfende bzw.. senkende Wirkung hat.

Mittels einer Querschnittsverkleinerung des Einlaßendes des Kaltluftkanals 18- kann bei einem derartigen Einlaßsystem das Luft-Strömungsgeräusch am Kaltluftkanaleingang verringert und so zusammen mit dem Schalldämpfereffekt des Luftfilters 14 zwar eine recht wirkungsvolle Dämpfung bzw. Reduzierung des Motor-Einlaßgeräuschpegels erreicht werden, die andererseits aber mit einem erhöhten Ansaugluftwiderstand, schlechteren Lufteinlaßbedingungen und entsprechend reduzierter Motorleistung erkauft werden muß.

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Deshalb war es bei dem Stand der Technik bisher üblich, zugunsten besserer Lufteinlaßbedingungen lieber einen Kaltluftkanal 18 mit relativ weitem Querschnitt zu verwenden und sich bei der Einlaßgeräuschdämpfung allein auf die geräuschsenkende Wirkung des Luftfilters zu verlassen. Eine befriedigende Einlaßgeräuschdämpfung kann damit nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Weg zur wirksamen Einlaßgeräuschverminderung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren ohne Verschlechterung der Lufteinlaßbedingungen aufzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt in dem Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, mindestens einen Teilabschnitt des Luftkanals, durch den der Motor Luft ansaugt, als aus einem porösen Material bestehendes Schallabsorptionsrohr auszubilden.

Ein derartiges poröses Schallabsorptionsrohr ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ein wirksames Mittel zur Dämpfung von Motoransauggeräuschen ohne wesentliche Beeinträchtigung der Lufteinlaßbedingungen im Einlaßsystem des Motors.

Außerdem zeichnet sich das erfindungsgemäße Einlaßsystem durch Einfachheit, relativ leichte Herstellbarkeit und gute Eignung für den praktischen Einsatz aus. Es ist auch leicht möglich, gängige Kraftfahrzeugmotoren auf das erfindungsgemäße Einlaßsystem umzurüsten.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise schematische Darstellung eines mit einem herkömmlichen Einlaßsystem verbundenen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors,

Fig. 2 eine abgebrochene Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Einlaßsystems für einen Verbrennungsmotor, 3 und 4 vergleichende grafische Darstellungen des Schalldruckpegelverlaufs (Fig. 3) und der Geräuschspektren (Fig. 4) von mit einem herkömmlichen bzw. einem erfindungsgemäßen Einlaßsystem ausgerüsteten Fahrzeugmotoren,

5 und 6 Schnitt- und Perspektivdarstellungen wesentlicher Einzelheiten eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, und ,

im Längsschnitt dargestellte wesentliche Einzelheiten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Einlaßsystems.

Fig.

Fig. 7

In Fig. 2 sind von dem nachstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlaßsystems für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor nur die wesentlichen Einzelheiten dargestellt; der sich in Strömungsrichtung hinter dem Luftfilter 14 an das Ansaugrohr 16 anschließende Bereich stimmt weitgehend mit dem eingangs in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Stand der Technik überein. Bei dem erfindungsgemäßen Einlaßsystem ist mit einem Eingangsendstück 18a des in den Luftfilter 14 mündenden Kaltluftkanals 18 ein Schallabsorptionsrohr 20 verbunden, welches eine vorbestimmte Länge von z.B. 200 mm hat, aus einem porösen und luftdurchlässigen Material

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hergestellt ist und bestimmte Eigenschaften wie Beständigkeit gegenüber Wasser, Korrosion, Abnutzung u.dgl., Nicht-Entflammbarkeit usw. besitzt.

Zur Erfüllung dieser Eigenschaften kann erfindungsgemäß bei diesem Ausführungsbeispiel als poröses Material des Schallabsorptionsrohrs 20 entweder ein aus Aluminiumpulver hergestelltes Sintermetall mit einer Porosität von 30% bis 60%, ein Keramik-Sintermaterial oder — unter bestimmten Umständen — ein ein- oder mehrlagiges Stahlmaschenmaterial verwendet werden.

Bei einem so ausgebildeten erfindungsgemäßen Einlaßsystem werden das auf das öffnen und Schließen der Einlaßventile zurückzuführende Pulsiergeräusch durch den Luftfilter 14 und das am Eingangsendstück 18a des Kaltluftkanals 18 entstehende Strömungsgeräusch durch das Schallabsorptionsrohr 20 gedämpft bzw.

15 unterdrückt.

Die Strömungsgeräusch-Dämpfungswirkung des Schallabsorptionsrohrs 20 basiert zum Teil auf den normalen akustischen Dämpfungseigenschaften des zur Herstellung des Rohrs 20 verwendeten po-' rösen Materials und außerdem auf der zumindest annähernd vollkommenen Unterdrückung der Ausbildung jener Grenzschicht, die sich sonst zwischen der Innenwand eines undurchlässigen Rohrs und dem hindurchströmenden Medium Luft bilden würde, auf Grund der Durchlässigkeit des Schallabsorptionsrohrs 20 für den Luftstrom und in Verbindung mit einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger. Verkleinerung (also Verbesserung) des Geschwindigkeitsgradienten.

Das Schallabsorptionsrohr 20 verleiht dem Lufteinlaßbereich des erfindungsgemäßen Einlaßsystems durch die Grenzschichtunterdrückung den Effekt eines vergrößernden Strömungsquerschnitts,

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so daß unter Erhaltung gewünschter unbehinderter Luftansaugverhältnisse nicht nur eine bessere Einlaßgeräuschunterdrückung erzielbar ist sondern zusätzlich noch eine Verringerung des Nenn-Durchlaßquerschnitts des Schallabsorptionsrohrs 20 möglich wird.

In der Zeichnung sind zum Vergleich in Fig. 3 Schalldruckpegel-Meßwerte und in Fig. 4 Meßwerte der Geräuschspektren von mit einem erfindungsgemäßen Einlaßsystem (unterbrochen gezeichnete Kurven) und mit einem vergleichbaren herkömmlichen Einlaßsystem (durchgehend gezeichnete Kurven) ausgerüsteten Kraftfahrzeugmotoren grafisch dargestellt. Daraus kann entnommen werden, wie geeignet die Erfindung zur Dämpfung des Motor-Einlaßgeräusches ist.

Bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das poröse Schallabsorptionsrohr 20 ·. zwecks Erzielung einer höheren Festigkeit, Dauerhaftigkeit, eines besseren Aussehens u.dgl. in ein gelochtes oder perforiertes Stahlrohr 22 eingepaßt bzw. eingesetzt, welches aus gewichtigen Gründen und zur Erzielung eines guten Durchlaßgrades möglichst viele Löcher aufweist und mit seinem in Strömungsrichtung hinteren Ende auf das Eingangsendstück 18a des Kaltluftkanals 18 aufgepaßt und daran befestigt ist.

Bei einem in Fig.. 7 dargestellten anderen abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Ansaugrohr 16 in zwei Hälften unterteilt, zwischen denen das mit einem perforierten Stahlrohr 26 umgebene poröse Schallabsorptionsrohr 20 fest eingefügt ist. Durch eine Aufweitung des Mittelstücks des perforierten Stahlrohrs 26 ist das Schallabsorptionsrohr 20 mit einem ringförmigen Luftzwischenraum 28 umgeben. Die beiden

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Enden des perforierten Stahlrohrs 26 sind an den gegenüberliegenden Endabschnitten der aufgetrennten Hälften des Ansaugrohrs 16 befestigt.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung hat im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie die anderen Beispiele und den zusätzlichen Vorteil, daß durch entsprechendes Dimensionieren des Luftzwischenraums 28 eine Beeinflussung des Geräuschspektrums des Motors möglich ist.

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Claims

TER MEER-MULLER-STEiNMElSTER

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

?ffiSee 4^E· ^MÜIleP Artur-LadebecK-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

23, big,

Case: G055-84
St/Gt/sc

Nissan Motor Co., Ltd. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Einrichtung zur Dämpfung des Einlaßgeräuschs von Verbrennungsitotoren Priorität:, 31. August 1983, Japan, Ser. No. 58-159585/1983 (P)

PATENTAN S PRÜCHE

Einrichtung zur Dämpfung des Einlaßgeräuschs eines Verbrennungsmotors , der Luft durch einen Luftkanal ansaugt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Luftkanals durch ein aus porösem Material hergestelltes Schallabsorptionsrohr (20) gebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Schallabsorptionsrohr (20) durch ein perforiertes Metallrohr (22; 26) überdeckt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Schallabsorptionsrohr (20) in das perforierte Metallrohr (22) eingepaßt ist.

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4. Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Schallabsorptionsrohr (20) so in dem perforierten Metallrohr (26) aufgenommen ist, daß zwischen den beiden rohrförmigen Elementen ein ringartiger Luftzwischenraum (28) gebildet wird.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner einen Luftfilter und einen damit verbundenen Kaltluftkanal umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallabsorptionsrohr (20) an dem in Strömungsrichtung vorn befindlichen Ende (18a) des Kaltluftkanals (18) angebracht ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallabsorptionsrohr (20) und das perforierte Metallrohr (22) an dem in Strömungsrichtung vorderen Ende des Kaltluftkanals (18) angebracht sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, welches ferner einen Luftfilter, ein den Luftfilter mit einem Ansaugkrümmer verbindendes Ansaugrohr und einen mit dem Luftfilter verbundenen Kaltluftkanal umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (16) in zwei Hälften unterteilt, das Schallabsorptionsrohr (20) zwischen den beiden Hälften eingefügt und die beiden entgegengesetzten Enden des perforierten Metallrohrs (26) mit den Hälften des unterteilten Ansaugrohrs verbunden sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material gesintertes Aluminium ist und eine in dem Bereich zwischen etwa 30% bis 60% liegende Porosität hat.

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