DE60008774T2

DE60008774T2 - Keilabschnitt-mehrkammer-resonatoranordnung

Info

Publication number: DE60008774T2
Application number: DE60008774T
Authority: DE
Inventors: F. Stephen BLOOMER
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: EP1220984B1; EP1220984A1; US6347609B1; DE60008774D1; WO2001027461A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftresonatorbaugruppe zur Verwendung bei der Dämpfung des Geräusches in der Nähe eines Fahrzeugmotors, wobei die Luft durch eine Vielzahl von sich erweiternden und verengenden Kammern strömt.
Fahrzeugmotoren sind Gegenstand recht erheblicher technischer Anstrengungen. Ein wichtiges Ziel der Bemühungen ist es, das mit einem Motor verbundene Geräusch zu dämpfen. Ein Motor weist normalerweise ein Luftzuführungssystem auf, welches eine Luftquelle mit dem Motor verbindet. Dieses Luftzuführungssystem ist auch eine Geräuschquelle, da das Geräusch dazu neigt, sich vom Motor aus zurück entgegen der Strömungsrichtung zur Luftquelle hin fortzupflanzen. Folglich sind die Lufteinlasssysteme für Motoren normalerweise mit einer Resonatorbaugruppe ausgestattet. Der Zweck der in den Ausführungen nach dem bisherigen Stand der Technik verwendeten Resonatorbaugruppen ist es, das Motorgeräusch so stark wie möglich zu dämpfen.
Auch wenn bekannte Luftresonatorsysteme das Motorgeräusch etwas gedämpft haben, wäre es dennoch wünschenswert, das Motorgeräusch noch weiter zu dämpfen. Bekannte Resonatorsysteme enthalten normalerweise eine einzige Kammer, welche mit der Luftzufuhr kommuniziert, um eine Kammer zum Ableiten (Dämpfen) des Motorgeräusches zu Verfügung zu stellen.
In US 1.611.475 wird ein Schalldämpfer offenbart, der eine Anzahl von Kammern aufweist, die jeweils einen Querschnitt haben, der sich entlang des Durchflussweges ändert.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein System, bei dem der Luftstrom und folglich das Motorgeräusch der Wirkung einer Reihe von sich erweiternden und verengenden Kammern ausgesetzt sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der offenbarten Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Resonanzkammer zwischen einer Luftquelle und einem Fahrzeugmotor angeordnet. Die Luft strömt durch die Resonanzkammer zum Motor, und das Geräusch vom Motor breitet sich durch die Kammer zurück in Richtung der Luftquelle aus. Die Resonanzkammer wird vorzugsweise von einer Vielzahl von Kammern gebildet, die ein sich änderndes Volumen aufweisen. Das Motorgeräusch breitet sich vorzugsweise in eine Kammer mit relativ großem Volumen aus, welches sich zu einem kleineren Volumen verengt. Das Geräusch pflanzt sich danach durch einen ersten Kammerkanal der ersten Kammer und anschließend in ein anderes vergrößertes Volumen hinein fort, welches sich erneut verringert. Die Luft strömt dagegen mit einer kleineren Fläche in die Kammern ein und bewegt sich zu einem größeren Volumen hin, bevor sie durch die Kanäle strömt. Bekanntlich strömt die Luft in einer Richtung, die zu der des Geräuschs entgegengesetzt ist. Das Geräusch wird durch die sich erweiternden Kammern, auf die es der Reihe nach trifft, wiederholt gedämpft.
Bei einer offenbarten Ausführungsform ist der Resonator relativ flach und wird von einer Vielzahl von keilförmigen Kammern gebildet. Die Luft bewegt sich durch eine Vielzahl von keilförmigen Kammern mit sich erweiterndem Volumen hindurch zu einem Ende des Resonators und anschließend zurück in einer entgegengesetzten Richtung durch eine zweite Vielzahl von sich erweiternden keilförmigen Kammern hindurch. Das Fahrzeuggeräusch breitet sich in entgegengesetzter Richtung aus.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist eine Vielzahl von schüsselförmigen Kammern jeweils hintereinander in der Mitte eines äußeren Resonanzgehäuses angeordnet, mit einer erweiterten Kammer, welche die schüsselförmigen Kammern umgibt. Die Luft, welche zum Motor strömt, bewegt sich durch die in einer Reihe miteinander verbundenen schüsselförmigen Kammern hindurch in die umgebende Kammer und anschließend zurück zum Motor. Das Geräusch vom Motor pflanzt sich in einer entgegengesetzten Richtung fort, so dass es sich zunächst durch die erweiterte umgebende Kammer hindurch zurück in die schüsselförmigen zentralen Kammern ausbreitet. Auf diese Weise wird das Geräusch auf vorteilhafte Weise durch die Kammern mit vergrößerten und sich verkleinernden Abmessungen, auf die es nacheinander trifft, gedämpft.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Lufteinlasssystem für einen Motor bereitgestellt, welches umfasst: einen Fahrzeugmotor, der einen Lufteinlasskanal, der mit einer Luftquelle kommuniziert, aufweist, und einen Luftresonator, der zwischen dem besagten Motor und der besagten Luftquelle angebracht ist, wobei der besagte Luftresonator eine Vielzahl von Kammern aufweist, auf welche die Luft, die von der besagten Quelle zu dem besagten Motor strömt, nacheinander trifft, wobei die besagten Kammern ein Volumen aufweisen, welches sich entlang eines Durchflussweges ändert, und welches mit einer Verengung endet, die in die nächste angrenzende Kammer führt.
Durch die vorliegende Erfindung wird außerdem ein Luftresonatorsystem zur Anbringung zwischen einer Luftquelle und einem Fahrzeugmotor bereitgestellt, wobei das besagte Luftresonatorsystem eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Kammern beinhaltet, mit einem Volumen der besagten Kammern, das sich in einer Strömungsrichtung der besagten Luft von einem relativ kleinen Volumen zu einem größeren Volumen hin ändert, und wobei sich die besagte Kammer dann über eine Verengung fortsetzt, bevor sie in eine nächste Kammer übergeht.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen, die im Folgenden kurz beschrieben werden, am besten verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine schematische Ansicht eines in einem Fahrzeug eingebauten Resonators.
1B ist eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform.
1C ist eine Ansicht entlang Linie C in 1B.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform.
3 ist ein Schnitt durch die zweite Ausführungsform von 2.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1A zeigt ein Motorsystem 120, das eine Luftquelle 122 enthält, die mit einem Einlass 2 an einem Luftresonator 126 kommuniziert. Ein Auslass 1 kommuniziert mit dem Motor 124.
Wie aus den 1B und 1C zu erkennen ist, ist der Resonator 126 bei dieser Ausführungsform relativ flach. Ein Einlasskanal 13 kommuniziert mit einer Luftquelle 122, und ein Auslasskanal 12 kommuniziert mit dem Motor 124. Von dem Einlasskanal 13 strömt Luft durch einen ersten zentralen Durchlass 15 hindurch zu einem ersten Kanal 14. Von dem ersten Kanal 14 kann die Luft in eine keilförmige Kammer 3 und anschließend durch einen weiteren Kanal 4 strömen. Eine Wand 140 definiert ein Ende der Kammer 3, zusammen mit einer anderen Wand 141. Aus der Kammer 3 strömt die Luft durch das Rohr 4 hindurch zu einer weiteren keilförmigen Kammer 5. Die keilförmige Kammer 5 ist durch Wände 142 und 143 definiert. Die Luft aus der Kammer 5 strömt anschließend in den Kanal 6, durch ein um 180° gebogenes Durchgangsrohr 7 hindurch und zurück zum Kanal 8. Aus dem Kanal 8 kann die Luft in eine Kammer 9 einströmen, welche zwischen den Wänden 143 und 140 definiert ist. Die Luft strömt anschließend durch einen weiteren Kanal 10 hindurch und in eine letzte Kammer 11 hinein. Die Kammer 11 ist durch die Wände 141 und 144 definiert. Aus der Kammer 11 strömt die Luft in das Rohr 12 und zurück zum Auslassanschluss 1.
Wie aus 1B ersichtlich ist, trifft die Luft nacheinander auf Kammern mit einem kleinen Volumen, welche sich zu einem großen Volumen erweitern, und strömt anschließend durch einen verengten Kanal hindurch. Bekanntlich pflanzt sich das Geräusch vom Motor aus in einer entgegengesetzten Richtung durch das Lufteinlasssystem fort. Folglich erreicht das Geräusch der Reihe nach die Kammern 11, 9, 5 und 3. Jede der Kammern weist ihr größtes Volumen an der Stelle auf, an der das Geräusch die Kammer erreicht, und das Volumen der Kammer nimmt dann zu ihrem Anschlusskanal hin ab. Folglich erreicht das Geräusch eine Kammer und neigt dazu, gedämpft zu werden, bevor es sich in die nächste Kammer ausbreitet. Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Geräusch das Ende des Resonators 126 erreicht, ist das Geräusch im Vergleich zu dem, welches vom Motor her in den Resonator gelangt, drastisch gedämpft. Auf diese Weise leiten die in Reihe miteinander verbundenen keilförmigen Kammern einen recht erheblichen Teil des Fahrzeuggeräusches ab.
Eine zweite Ausführungsform 130 ist in 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kommuniziert ein Kanal 18 mit einem Motor, und ein Kanal 34 kommuniziert mit einer Luftquelle. Die Luft der Luftquelle am Kanal 34 strömt durch eine erste schüsselförmige Kammer 33, die ein Volumen aufweist, welches sich von dem in Strömungsrichtung gesehen vorn zu dem in Strömungsrichtung gesehen hinten befindlichen Ende hin vergrößert. Eine Wand 150 definiert ein Ende der schüsselförmigen Kammer 33, und ein Kanal 32 wird in der Wand 150 aufgenommen. Eine Dichtung 35 umgibt den Kanal 34, um die schüsselförmige Kammer 33 innerhalb einer umgebenden Gehäuse- oder Kammerwand 19 abzudichten. Die Luft, die in den Kanal 32 einströmt, strömt anschließend in eine zweite schüsselförmige Kammer 31. Erneut nimmt eine Endwand 50 den nächsten in Reihe angeordneten, von seiner schüsselförmigen Kammer 29 kommenden Kanal 30 auf. Die schüsselförmige Kammer 29 ist mittels einer Vielzahl von Verstrebungen 23 im äußeren Gehäuse 19 befestigt. Die Kammern 31 und 33 können mittels ähnlicher Verstrebungen befestigt sein. Aus der schüsselförmigen Kammer 29 strömt die Luft durch einen Kanal 28 zu einem Auslass 27. Vom Auslass 27 strömt die Luft in einen Endraum 25, der durch eine Endwand 37 definiert ist. Eine Kontaktfläche 36 zwischen der Endwand 37 und dem Gehäuse 19 definiert einen abgedichteten Raum. Aus dem Raum 25 strömt die Luft durch einen Verengung hindurch, die neben den Verstrebungen 23 definiert ist, in eine Kammer 22. Die Luft trifft anschließend auf eine weitere Verengung 21, bevor sie in eine Kammer 20 einströmt. Aus der Kammer 20 strömt die Luft durch eine weitere Verengung 19 hindurch in eine letzte Kammer 16, bevor sie den Kanal 18 erreicht, der mit dem Motor kommuniziert.
Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform strömt die Luft durch eine Reihe von Kammern, welche am Anfang ein relativ kleines Volumen haben und welche sich aufweiten. Wie aufgrund bekannter Tatsachen aus diesem technischen Gebiet und der Beschreibung der ersten Ausführungsform klar ist, pflanzt sich das Geräusch vom Motor aus in der entgegengesetzten Richtung fort und trifft somit auf Kammern, die am Anfang ein größeres Volumen haben, welches sich verringert. Folglich breitet sich das Geräusch vom Motor, wie aus 3 ersichtlich ist, in die Kammer 16 und durch die Verengung 19 aus, bevor es die erweiterte Kammer 20 erreicht. Von der Kammer 20 aus pflanzt sich das Geräusch durch einen Kanal 21 in die Kammer 22 fort. Von der Kammer 22 aus pflanzt sich das Geräusch durch eine neben den Verstrebungen 23 definierte Verengung in die Kammer 25 fort. Von der Kammer 25 aus muss sich das Geräusch durch den Kanal 27 in die Kammer 29, durch die Verengung 30 in die Kammer 31 und durch die Verengung 32 in die Kammer 33 fortpflanzen, bevor es sich durch den Auslass 34 ausbreitet.
Auch in diesem Falle dämpfen die sich erweiternden und in Reihe miteinander verbundenen Kammern das Motorgeräusch in erheblichem Umfang. Das Motorgeräusch, welches die Luftquelle erreicht, dürfte im Vergleich zu den Ausführungen nach dem bisherigen Stand der Technik erheblich verringert sein.
Für einen Fachmann ist klar, dass innerhalb des Rahmens dieser Erfindung viele Änderungen möglich sind. Um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen, sollten daher die nachfolgenden Ansprüche studiert werden.

Claims

Lufteinlasssystem für einen Motor, welches umfasst: einen Fahrzeugmotor (124), der einen Lufteinlasskanal (13), der mit einer Luftquelle (122) kommuniziert, aufweist; und einen Luftresonator (126), der zwischen dem besagten Motor und der besagten Luftquelle angebracht ist, wobei der besagte Luftresonator eine Vielzahl von Kammern (3, 5, 9, 11, 20, 22, 29, 31, 33) aufweist, auf welche die Luft, die von der besagten Quelle zu dem besagten Motor strömt, nacheinander trifft, wobei die besagten Kammern ein Volumen aufweisen, welches sich entlang eines Durchflussweges ändert, und welches mit einer Verengung (4, 6, 8, 10, 19, 21, 23, 28, 30, 32) endet, die in die nächste angrenzende Kammer führt, dadurch gekennzeichnet, dass: die besagte Luft in eine erste Richtung strömt und anschließend zurückgeleitet wird (7, 25) in eine zweite Richtung, die im Allgemeinen zu der besagten ersten Richtung entgegengesetzt ist, und in den besagten Motor.
Lufteinlasssystem nach Anspruch 1, wobei die besagten Kammern sich entlang der Richtung des besagten Luftdurchflussweges von einem relativ kleinen Volumen zu einem größeren Volumen erweitern, bevor sie an die besagten Verengungen stoßen.
Luftresonatorsystem (126, 130) zur Anbringung zwischen einer Luftquelle (122) und einem Fahrzeugmotor (124), wobei das besagte Luftresonatorsystem eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Kammern (3, 5, 9, 11, 20, 22, 29, 31, 33) beinhaltet, mit einem Volumen der besagten Kammern, das sich in einer Strömungsrichtung der besagten Luft von einem relativ kleinen Volumen zu einem größeren Volumen hin ändert, wobei sich die besagte Kammer dann über eine Verengung (4, 6, 8, 10, 19, 21, 23, 28, 30, 32) fortsetzt, bevor sie in eine nächste Kammer übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass: die besagte Luft entlang einer ersten Richtung zu einem Ende des besagten Resonators strömt und anschließend umgelenkt wird (7, 25), so dass sie in eine entgegengesetzte Richtung strömt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die besagte Resonanzkammer relativ dünn ist und die besagten Kammern mit sich erweiterndem Volumen durch eine Vielzahl von keilförmigen Kammern gebildet werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der besagte Luftstrom in die erste Richtung fließt und anschließend durch eine Krümmung von ungefähr 180° hindurch zurück in die zweite Richtung zu dem besagten Motor.
System nach Anspruch 4, wobei die besagten keilförmigen Kammern in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind, so dass die Luft durch eine Kammer strömt, wenn sie sich in der besagten ersten Richtung bewegt, und danach, wenn sie sich in die zweite Richtung bewegt, durch eine andere Kammer strömt, die neben der besagten einen Kammer liegt.
System nach einem der Ansprüche 4-6, wobei die besagten keilförmigen Kammern jeweils durch eine zentrale Wand definiert sind, die sich zwischen zwei Punkten erstreckt, um die besagten zwei keilförmigen Kammern zu definieren.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die besagten Kammern durch eine Vielzahl von schüsselförmigen Kammern definiert sind, welche jeweils ein sich erweiterndes Volumen aufweisen und welche zentral innerhalb einer erweiterten umgebenden Kammer angebracht sind, wobei die Luft durch die besagten zentralen Kammern hindurch zu einem Auslass an einem Ende der besagten zentralen Kammern und anschließend um die besagten zentralen Kammern herum durch die besagte umgebende Kammer strömt.
System nach Anspruch 8, wobei eine Vielzahl von Verstrebungen die besagte zentrale Kammer innerhalb der besagten äußeren Kammer abstützt.
System nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Luft durch die besagten zentralen schüsselförmigen Kammern hindurch zu einer Endkammer und anschließend zurück um die besagten schüsselförmigen Kammern herum strömt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Wände jede Kammer aus einer ersten Gruppe der besagten Kammern, durch welche die Luft in der besagten ersten Richtung strömt, von einer zweiten Gruppe von Kammern trennen, durch welche die Luft strömt, nachdem sie zurück in die besagte zweite Richtung umgelenkt worden ist, und zwar derart, dass im Wesentlichen die gesamte Luft, die durch die besagte erste Gruppe von Kammern strömt, nacheinander durch die Kammern der besagten ersten Gruppe strömt, um dann an einem Ende des besagten Luftresonators zurück in die besagte zweite Richtung umgelenkt zu werden.
System nach Anspruch 6 oder einem von Anspruch 6 abhängigen Anspruch, wobei Wände jede der besagten Kammern von der besagten, neben den besagten Kammern liegenden Kammer trennen, derart, dass im Wesentlichen die gesamte Luft, die durch die einzelnen besagten Kammern strömt, sich in der besagten ersten Richtung bewegt, bis sie umgelenkt wird, und dann zurück in die besagte zweite Richtung umgelenkt wird.
System nach Anspruch 8 oder einem von Anspruch 8 abhängigen Anspruch, wobei die besagte Vielzahl von schüsselförmigen Kammern von den besagten umgebenden Kammern isoliert ist, so dass die Luft, die durch die besagten schüsselförmigen Kammern strömt, zu dem besagten Auslassende strömt, bevor sie in die besagten umgebenden Kammern einströmt.