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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Auspufftopf für einen
Motor, und insbesondere einen Auspufftopf, in dem ein Steuerventil
zum Steuern der Strömung
von Abgasen in einem Topfhauptkörper oder
an einem Abgasausgaberohr vorgesehen ist.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Ein
in der JP-A-8200039 offenbarter Auspufftopf ist als der oben beschriebene
Auspufftopf bekannt.
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Obwohl
das Steuerventil des vorgenannten herkömmlichen Auspufftopfs den Vorteil
hat, dass der Strömungswiderstand
der Abgase durch Verändern der Öffnungsfläche eines
Ventilkörpers
in Antwort auf eine Druckänderung
der Abgase relativ frei eingestellt werden kann, hat das Steuerventil
ein Problem darin, dass das Gewicht, die Größe und die Herstellungskosten
davon aufgrund der Tatsache zunehmend groß sind, dass das Steuerventil
eine Anzahl von Komponenten enthält,
wie etwa ein Ventilgehäuse,
eine Drehwelle, einen Ventilkörper,
eine Dreh-Vorspannfeder, eine Axial-Vorspannfeder, ein Gehäuseelement
zur Bildung einer Federkammer und einen Deckel.
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Die
JP-A-57076220 zeigt einen Auspufftopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Dort erstreckt sich die Feder zwischen jeweiligen axialen Endflächen erster
und zweiter Rohrkörper,
zur Innenseite der Rohrkörper
frei liegend.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Situationen gemacht,
und eine Aufgabe davon ist es, ein Steuerventil für einen
Auspufftopf bereitzustellen, das so wenig Komponenten wie möglich hat,
um das Gewicht, die Größe und die
Herstellungskosten davon zu reduzieren.
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Im
Hinblick darauf, die obige und andere Aufgaben zu lösen, wird
gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Auspufftopf angegeben, umfassend: einen
Topfhauptkörper;
ein Abgaseinführrohr
zum Einführen
von Abgasen in den Topfhauptkörper;
ein Abgasausgaberohr zum Ausgeben der Abgase im Topfhauptkörper zur
Außenseite;
und ein Steuerventil, das in dem Topfhauptkörper oder an dem Abgasausgaberohr
vorgesehen ist, um die Strömung
der Abgase zu steuern. Das Steuerventil ist gebildet durch einen
ersten Rohrkörper,
der an seiner einen Seite eine Abgaseinlassöffnung aufweist, wodurch die
Abgase in einer axialen Richtung von der einen Seite zu einer zweiten
entgegengesetzten Seite des ersten Rohrkörpers fließen; einen zweiten Rohrkörper, der
an dem ersten Rohrkörper
in der axialen Richtung beweglich angebracht oder in diesen eingesetzt
ist und der eine Druckaufnahmeoberfläche zur Aufnahme des Drucks
der Abgase, die von der Abgaseinlassöffnung dort hinein fließen, aufweist,
wobei die Druckaufnahmeoberfläche
benachbart dem zweiten Ende des ersten Rohrkörpers angeordnet ist; und eine
Feder, die in einem Ringspalt angeordnet ist, der zwischen den zwei
Rohrkörpern
an einem Abschnitt ausgebildet ist, wo der erste Rohrkörper an
dem zweiten Rohrkörper
angebracht oder in diesen eingesetzt ist, um den zweiten Rohrkörper zu
dem einen Ende des ersten Rohrkörpers
hin axial vorzuspannen. Wenn der zweite Rohrkörper den Druck der so dort
hinein fließenden
Abgase an der Druckaufnahmeoberfläche aufnimmt und sich dann
entgegen der Vorspannkraft der Feder zum zweiten Ende hin bewegt,
fließen
die Abgase innerhalb des ersten Rohrkörpers aus Verbindungslöchern, die
in einer Außenumfangsoberfläche des
zweiten Rohrkörpers ausgebildet
sind, zur Außenseite
des zweiten Rohrkörpers
hinaus.
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Da
gemäß der obigen
Konstruktion das Steuerventil durch nur drei Elemente aufgebaut
werden kann – wie
etwa den ersten Rohrkörper,
den zweiten Rohrkörper
und die Feder – können die
Größe, das Gewicht
und die Herstellungskosten des Steuerventils reduziert werden. Weil
darüber
hinaus die ersten und zweiten Rohrkörper koaxial ineinander angeordnet
sind, kann die axiale Abmessung des Steuerventils reduziert werden,
um den zu dessen Installation erforderlichen Platz einzusparen und
zu reduzieren.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Auspufftopf gemäß dem ersten
Aspekt vorgeschlagen, worin der erste Rohrkörper aus einem Verbindungsrohr
zum Herstellen Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Schalldämpfkammern,
die durch Aufteilen des Innenraums des Topfhauptkörpers gebildet
sind, oder dem Abgasausgaberohr aufgebaut ist.
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Da
gemäß der obigen
Konstruktion das Verbindungsrohr zum Herstellen einer Verbindung
zwischen der Mehrzahl von Schalldämpfkammern oder dem Abgasausgaberohr
als der erste Rohrkörper verwendet
wird, kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden, um hierdurch
die Größe, das
Gewicht und die Herstellungskosten des Steuerventils weiter zu reduzieren.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Auspufftopf gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt vorgeschlagen, worin die Feder aus einer Druckschraubenfeder
aufgebaut ist, deren Außendurchmesser
in Bezug auf eine axiale Richtung davon veränderbar ist, wodurch die Feder
mit zumindest einem der ersten und zweiten Rohrkörper an einer der äußeren und
inneren Umfangsflächen
davon in Kontakt bringbar ist.
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Da
gemäß der obigen
Konstruktion die Feder durch die Druckschraubenfeder gebildet ist,
deren Außendurchmesser
in Bezug auf ihre axiale Richtung veränderbar ist, wodurch die Feder
mit zumindest einem der ersten und zweiten Rohrkörper am Außen- oder Innenumfangsabschnitt
davon in Kontakt bringbar ist, kann aufgrund einer an dem Kontaktabschnitt wirkenden
Reibkraft das Resonanzphänomen
der Feder verhindert werden.
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Zusätzlich wird
gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung ein Auspufftopf gemäß einem der ersten bis dritten
Aspekte der Erfindung vorgeschlagen, worin dann, wenn der Betrag
der Axialbewegung des zweiten Rohrkörpers zu der zweiten Seite
hin zunimmt, die Öffnungsflächen der
Verbindungslöcher zunehmen.
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Weil
gemäß der obigen
Konstruktion die Strömungsrate
der durch das Steuerventil hindurchtretenden Abgase allmählich oder
stufenweise zunimmt, wenn die Motorlast zunimmt, kann das Sollverhältnis zwischen
dem Abgasgeräuschdämpfeffekt und
dem Motorleistungsreduktionsunterdrückungseffekt von einem Niedermotorlastzustand,
in dem der Verbesserung des Abgasgeräuschdämpfeffekts Priorität gegeben
wird, zu einem Hoch-Motor-Lastzustand,
in dem der Verbesserung in dem Motorleistungsreduktionsunterdrückungseffekt
Priorität
gegeben wird, allmählich
oder stufenweise gesteuert werden. Daher kann das Verhältnis zwischen den
zwei Effekten gemäß den Erwartungen
des Fahrers in Antwort auf eine Änderung
der Motorlast automatisch verändert
werden, wodurch es möglich
gemacht wird, die Leistungsfähigkeit
des Auspufftopfs zu verbessern.
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Merke
dass: erste, zweite und dritte Schalldämpfkammern 29 bis 31 in
den Ausführungen
entsprechen den Schalldämpfkammern
der Erfindung; ein zweites Verbindungsrohr 35 und ein Nebenabgasausgaberohr 45 in
den Ausführungen
entsprechen dem ersten Rohrkörper
der Erfindung; ein Ventilkörper 37 in
den Ausführungen
entsprechen dem zweiten Rohrkörper
der Erfindung; und eine Schraubenfeder 39 in den Ausführungen
entspricht der Feder der Erfindung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schaubild, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kraftfahrzeug
durch Auspufftopf an einem Kraftfahrzeug montiert ist;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie II-II von 1;
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3 ist
eine partiell vergrößerte Ansicht
eines in 2 gezeigten Abschnitts, der
mit der Bezugszahl III bezeichnet ist;
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 3;
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5A bis 5C sind
Schaubilder, die einen Montageprozess eines Steuerventils zeigen;
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6 ist
eine Längsschnittansicht
eines Steuerventils gemäß einer
zweiten Ausführung
der Erfindung;
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7 ist
ein Diagramm, das die Charakteristik des Steuerventils der zweiten
Ausführung
zeigt;
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8 ist
eine Längsschnittansicht
eines Steuerventils gemäß einer
dritten Ausführung
der Erfindung;
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9 ist
ein Diagramm, das die Charakteristik des Steuerventils der dritten
Ausführung
zeigt;
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10 ist
eine Längsschnittansicht
eines Steuerventils gemäß einer
vierten Ausführung
der Erfindung;
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11 ist
ein Diagramm, das die Charakteristik des Steuerventils der vierten
Ausführung
zeigt;
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12 ist
eine Längsschnittansicht
eines Steuerventils gemäß einer
fünften
Ausführung
der Erfindung;
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13 ist
eine Längsschnittansicht
eines Steuerventils gemäß einer
sechsten Ausführung
der Erfindung;
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14A und 14B sind
Schaubilder, die einen Montageprozess des Steuerventils gemäß der sechsten
Ausführung
zeigen; und
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15 ist
eine Längsschnittansicht
entsprechend 2 eines Auspufftopfs gemäß einer
siebten Ausführung
der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
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Nachfolgend
wird die Art zur Ausführung
der Erfindung anhand von Ausführungen
der Erfindung beschrieben, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
sind.
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1 bis 5C zeigen
eine erste Ausführung
der Erfindung. Wie in 1 gezeigt, ist ein Auspufftopf
M der ersten Ausführung über ein
Paar von elastischen Elementen 13, 13 in einer
Aufhängung von
einer Unterseite eines hinteren Querelements 12 eines hinteren
Hilfsrahmens 11, der an einem hinteren Teil einer Karosserie
eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, aufgehängt. Ein vorderes Auspuffrohr 14, das
sich von dem Auspufftopf M zur Vorderseite erstreckt, ist über eine
Abgasreinigungsvorrichtung (nicht gezeigt) mit einem Motor verbunden,
wohingegen ein hinteres Auspuffrohr 15, das sich von dem Auspufftopf
nach hinten erstreckt, mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Merke,
dass dieses Auspuffsystem in einer Aufhängung von der Unterseite der Fahrzeugkarosserie über eine
Mehrzahl anderer elastischer Elemente (nicht gezeigt), zusätzlich zu dem
Paar elastischer Elemente 13, 13, die den Auspufftopf
M in der Aufhängung
tragen, aufgehängt
ist.
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Wie
in 2 gezeigt, enthält der Auspufftopf M einen
Topfhauptkörper 26,
der aus einem Mantel 21 und einem Paar von Endplatten 24, 25 aufgebaut ist.
Der Mantel 21 hat einen angenähert ovalen Querschnitt. Das
Paar von Endplatten 24, 25 ist an dem Mantel 21 an
Quetschabschnitten 22, 23 befestigt, um die Öffnungen
an linken und rechten Enden des Mantels 21 zu verschließen. Der
Innenraum des Topfhauptkörpers 26 ist
in eine erste Schalldämpfkammer 29,
eine zweite Schalldämpfkammer 30 und eine
dritte Schalldämpfkammer 31 mit
einer ersten Prallplatte 27 und einer zweiten Prallplatte 28 unterteilt.
Die ersten und zweiten Prallplatten 27 und 28 sind
befestigt, indem diese auf eine Innenoberfläche des Mantels 21 an
Flanschen 27a, 28a davon eingepresst sind, die
durch Umbiegen von Außenumfangsabschnitten
der Prallplatten 27 und 28 gebildet sind.
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Ein
stromabwärtiger
Endabschnitt des vorderen Auspuffrohrs 40, der in dem Innenraum
des Topfhauptkörpers 26 eingeführt ist,
stellt ein Abgaseinführrohr 32 dar,
das durch die zweite Prallplatte 28 und die erste Prallplatte 27 hindurch
geht, um sich in die erste Schalldämpfkammer 29 zu öffnen. Eine Anzahl
von Löchern 32a...
sind aus einem Abschnitt des Abgaseinführrohrs 32 ausgestanzt,
welcher Abschnitt zu der zweiten Schalldämpfkammer 30 weist, zur
Verbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Abgaseinführrohrs 32.
Ein stromaufwärtiger
Endabschnitt des hinteren Abgasrohrs 15, der in den Innenraum
des Topfhauptkörpers 26 eingesetzt
ist, stellt ein Abgasausgaberohr 33 dar, das durch die
erste Prallplatte 27 und die zweite Prallplatte 28 hindurch
geht, um sich in die dritte Dämpfkammer 31 zu öffnen. Ein
erstes Verbindungsrohr 34, das durch die zweite Prallplatte 28 hindurch
geht, hat Enden, die zu der zweiten Schalldämpfkammer 30 und der
dritten Schalldämpfkammer 31 offen
sind. Ein zweites Verbindungsrohr 35, das durch die erste Prallplatte 27 und
die zweite Prallplatte 28 hindurch geht, hat Enden, die
zur ersten Schalldämpfkammer 39 und
dritten Schalldämpfkammer 31 offen
sind. Dann ist ein Steuerventil 36 der vorliegenden Ausführung an
einem Endabschnitt des zweiten Verbindungsrohrs 35 vorgesehen,
wobei sich dieser Endabschnitt zu der dritten Schalldämpfkammer 31 öffnet.
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Demzufolge
fließt
ein Teil der Abgase, die von dem vorderen Auspuffrohr 14 in
das Abgaseinführrohr 32 im
Inneren des Hauptkörpers 26 eingeleitet
wurde, durch die ausgestanzten Löcher 32a...,
die in dem Abgaseinführrohr 32 ausgebildet
sind, in die zweite Schalldämpfkammer 30 hinein,
und fließt dann über das
erste Verbindungsrohr 34 in die dritte Schalldämpfkammer 31 hinein,
wohingegen der restliche Anteil der Abgase, der an dem vorderen
Abgasrohr 14 in das Abgaseinführrohr 32 eingeleitet
wird, über
das zweite Verbindungsrohr 35 und das Steuerventil 36 von
der ersten Schalldämpfkammer 29 zu der
dritten Schalldämpfkammer 31 fließt. Dann
strömen
die Abgase in der dritten Schalldämpfkammer 31 durch
das Abgasausgaberohr 33 zur Abgabe zum hinteren Auspuffrohr 15,
das sich zur Außenseite
des Topfhauptkörpers 26 erstreckt.
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Als
nächstes
wird die Konstruktion des Steuerventils 36 in Bezug auf
die 3 und 4 beschrieben.
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Das
Steuerventil 36 enthält
den Endabschnitt des zweiten Verbindungsrohrs 35, der in den
Innenraum der dritten Schalldämpferkammer 31 vorsteht,
und einen Ventilkörper 36,
der auf dem Außenumfang
des Endabschnitts des zweiten Verbindungsrohrs 35 axial
beweglich sitzt. Das zweite Verbindungsrohr 35 stellt den
ersten Rohrkörper
der Erfindung dar, und der Ventilkörper 37 stellt den
zweiten Rohrkörper
der Erfindung dar. Das zweite Verbindungsrohr 35 hat an
seinem Endabschnitt, der zu der ersten Schalldämpfkammer 29 weist,
eine Abgaseinlassöffnung,
und hat an seinem anderen Endabschnitt, der zu der dritten Schalldämpfkammer 31 weist,
einen Flansch 35b, der nach außen gebogen ist. Der Ventilkörper 37 enthält einen
zylindrischen Abschnitt 37a, der den Außenumfang des anderen Endabschnitts
des zweiten Verbindungsrohrs 35 abdeckt. Der Ventilkörper enthält auch
eine Bodenwand 37c, die eine Druckaufnahmeoberfläche 37b aufweist,
die das offene Ende des zweiten Verbindungsrohrs 37 verschließt. Der
zylindrische Abschnitt 37a hat eine Mehrzahl von (in dieser
Ausführung 8)
Verbindungslöchern 38...,
die mit gleichmäßigen Intervallen über den Umfang
verteilt sind, zur Verbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum
des zylindrischen Abschnitts 37a. Ein Spalt zwischen der Außenumfangsoberfläche des
Flanschs 35b und einer Innenumfangsoberfläche des
zylindrischen Abschnitts 37a ist so klein wie möglich eingestellt,
so dass keine Leckage von Abgasen von dort möglich ist.
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Ein
vorbestimmter Spalt ist zwischen der Außenumfangsoberfläche
des zweiten Verbindungsrohrs 35 und einer Innenumfangsoberfläche des
Ventilkörpers 37 gebildet.
Enden einer Schraubenfeder 39, die innerhalb dieses Spalts
im komprimierten Zustand untergebracht sind, sind durch den Flansch 35b und
eine Mehrzahl von (in dieser Ausführung vier) Flanschen 37d...
abgestützt,
die innen an einem offenen Ende des Ventilkörpers 37 ausgebildet
sind. Daher wird der aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 37,
der Ventilkörper 37 bei
Betrachtung in 3 in Richtung nach rechts vorgespannt (Ventilschließrichtung).
Ein ringförmiges
Stoßdämpfelement 40 (z.
B. Stahlwolle) ist zwischen dem Flansch 35b und der Druckaufnahmeoberfläche 37b der
Bodenwand 37c des Ventilkörpers 37 angeordnet.
Das Stoßfdämpfelement 40 verhindert,
dass aufgrund des Kontakts zwischen dem Flansch 35b und dem
Ventilkörper 37 ein
Aufschlaggeräusch
erzeugt wird, wenn das Steuerventil 36 im geschlossenen
Zustand ist.
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Das
Steuerventil 36 mit der vorgenannten Konstruktion kann
einer in den 5A bis 5C dargestellten
Prozedur folgend aufgebaut werden. Der Flansch 35b wird
nämlich
an dem Endabschnitt des zweiten Verbindungsrohrs 35 vorab
ausgebildet (siehe 5A). Mit dem vorab an der Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 befestigten
Stoßdämpfelement 40 wird
dann, bevor die vier Flansche 37d... umgebogen worden sind,
das zweite Verbindungsrohr 35 mit der darauf angebrachten Schraubenfeder 39 in
den Ventilkörper 37 von
dessen Öffnung
her eingesetzt (siehe 5B). Nachfolgend wird, mit dem
gegen das Stoßdämpfelement 40 gepressten
Flansch 35b des zweiten Verbindungsrohrs 35, die
Schraubenfeder 39 mit vier stangenartigen Spannern 41...,
die von Lücken
zwischen den vier Flanschen 37d... des Ventilkörpers 37 her
eingesetzt sind, zusammengedrückt,
und in diesem Zustand werden die vier Flansche 37d... des
Ventilkörpers 37 nach
innen umgebogen. Danach werden die Spanner 41... aus den
Lücken
zwischen den Flanschen 37d... herausgezogen, um den Zusammenbau des
Ventilkörpers 36 abzuschließen. Der
eingesetzte Zustand der Spanner 41... ist auch in 4 mit durchgehender
Linie gezeigt.
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Daher
wird in 2 im niederen Motorlastzustand,
in dem der Druck der Abgase niedrig ist, der Ventilkörper aufgrund
der Vorspannkraft der Schraubenfeder 39 in einer Ventilschließstellung
gehalten, die in 3 mit durchgehender Linie gezeigt
ist, da der Druck der Abgase, der auf die Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 des
Steuerventils 36 von der ersten Schalldämpfkammer 29 über die zweite
Schalldämpfkammer 35 wirkt,
gering ist. Wenn sich der Ventilkörper 37 in der Ventilschließstellung
befindet, ist die Verbindung zwischen der ersten Schalldämpfkammer 29 und
der dritten Schalldämpfkammer 39 durch
das zweite Verbindungsrohr 35 unterbrochen. Im Ergebnis
werden die Abgase von dem vorderen Abgasrohr 14 zu dem
hinteren Abgasrohr 15 über
die ausgestanzten Löcher 32a...
in dem Abgaseinführrohr 32,
die zweite Schalldämpfkammer 30,
das erste Verbindungsrohr 34, die dritte Schalldämpfkammer 31 und
das Abgasausgaberohr 33 ausgegeben. Da somit der Ventilkörper 37 in
der Ventilschließstellung
gehalten wird, wenn der Motor mit geringer Last läuft, nimmt
der Strömungswiderstand
der Abgase innerhalb des Auspufftopfs M zu, wodurch der Abgasschalldämpfeffekt
verbessert wird, wodurch es möglich
gemacht wird, das Abgasgeräusch
von dem Motor zu reduzieren.
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Wenn
sich dann der Motorbetriebszustand von dem Niedermotorlastzustand
zu einem höheren Motorlastzustand
verändert,
bewegt sich der Ventilkörper 37 gegen
die Rückfederkraft
der Schraubenfeder 39 bei Betrachtung in 3 in
Richtung nach links, da der Druck der Abgase, die auf die Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 des
Steuerventils 36 wirkt, zunimmt. Wenn sich die Verbindungslöcher 38...,
die in dem zylindrischen Abschnitt 37a gebildet sind, über die
Position des Flanschs 35b des zweiten Verbindungsrohrs 35 hinaus
bewegen, öffnen
sich diese Verbindungslöcher 38...
zu der dritten Schalldämpfkammer 31,
wodurch die erste Schalldämpfkammer 29 und
die dritte Schalldämpfkammer 31 über das
zweite Verbindungsrohr 35 miteinander in Verbindung gebracht
werden. Weil darüber
hinaus der Bewegungsbetrag des Ventilkörpers 37 oder die Öffnungsfläche des
Steuerventils 36 zunimmt, wenn der Druck der Abgase zunimmt,
wird der Stömungswiderstand
der Abgase in dem Auspufftopf M reduziert, wenn der Motor mit höherer Last läuft, wodurch
es möglich
gemacht wird, die Abnahme der Motorleistung zu minimieren.
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Darüber hinaus
wird durch das Vorsehen des Stoßdämpferelements 40 auf
der Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 selbst
dann, wenn der Ventilkörper 37 des
Steuerventils 36 geöffnet
und/oder geschlossen wird, die direkte Kollision des Flanschs 35b des
zweiten Verbindungsrohrs 35 mit der Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 verhindert,
wodurch die Entstehung von Geräusch
verhindert wird. Dieses Stoßdämpferelement 40 ist
nicht immer erforderlich, und daher kann das Element 40 weggelassen
werden.
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Da,
wie zuvor beschrieben wurde, das Steuerventil 36 durch
nur vier Komponenten aufgebaut werden kann – wie etwa das zweite Verbindungsrohr 35,
den Ventilkörper 37,
die Schraubenfeder 39 und das Stoßdämpferelement 40 – und weil
darüber
hinaus das zweite Verbindungsrohr 35, das ursprünglich zur
Verbindung zwischen der ersten Schalldämpfkammer 29 und der
dritten Schalldämpfkammer 31 dient,
als Teil des Steuerventils 36 verwendet wird, können die
Größe, das
Gewicht und die Herstellungskosten des Steuerventils 36 reduziert
werden. Da insbesondere der Ventilkörper 37 koaxial auf
den Außenumfang
des zweiten Verbindungsrohrs 37 aufsetzbar ist, kann die
axiale Länge
des Steuerventils 36 reduziert werden, um hierdurch den
für dessen
Installation erforderlichen Platz einzusparen und zu reduzieren.
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Weil
darüber
hinaus die Strömungsrate
der durch das Steuerventil 36 hindurchtretenden Abgase zunimmt,
wenn die Motorlast zunimmt, kann das Sollverhältnis zwischen dem Abgasräuschdämpfeffekt und
dem Motorleistungsreduktionsunterdrückungseffekt in Antwort auf
eine Laständerung
des Motors automatisch verändert
werden, wodurch es dem Auspufftopf M erlaubt wird, in Antwort auf
eine Laständerung
des Motors eine optimale Leistung aufzuzeigen.
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Nun
wird unten in Bezug auf die 6 und 7 eine
zweite Ausführung
der Erfindung beschrieben.
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Die
zweite Ausführung
ist durch Öffnungen 38...
gekennzeichnet, die in dem Ventilkörper 37 des Steuerventils 36 ausgebildet
sind, worin die Öffnungen 38...
kreisförmige
Löcher
sind, die in dem zylindrischen Abschnitt 37a des Ventilkörpers 37 derart
angeordnet sind, dass sie einem Spiralweg folgen.
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Gemäß dieser
zweiten Ausführung
ist die Öffnungsfläche des
Steuerventils 36 so ausgelegt, dass sie zunimmt, wenn der
Hub des Ventilkörpers 37 zunimmt.
Darüber
hinaus wird eine linear proportionale Beziehung kontinuierlich beibehalten,
während
sich der Ventilkörper 37 entlang
zu einem Hub bewegt (siehe 7).
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Nun
wird unten in Bezug auf die 8 und 9 eine
dritte Ausführung
der Erfindung beschrieben.
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Die
dritte Ausführung
ist gekennzeichnet durch Öffnungen 38...,
die in dem Ventilkörper 37 des Steuerventils 36 ausgebildet
sind, worin die Öffnungen 38...
den in der ersten Ausführung
(siehe 3) verwendeten ähnlich sind, aber sie nun in
zwei Reihen ausgebildet sind.
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Gemäß dieser
dritten Ausführung
ist die Öffnungsfläche des
Steuerventils 36 so ausgelegt, dass sie in zwei Stufen
zunimmt, wenn sich der Ventilkörper 37 entlang
seinem Hub zur vollständig
offenen Stellung des Ventils hin bewegt (siehe 9).
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Nun
wird unten in Bezug auf die 10 und 11 eine
vierte Ausführung
der Erfindung beschrieben.
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Diese
vierte Ausführung
ist durch die Konstruktion eines Ventilkörpers 37 gekennzeichnet,
worin ein zylindrischer Abschnitt 37a an seinem rechten Ende
einen ringförmigen
Flansch 37d aufweist und soweit offen ist wie sein Durchmesser
an seinem linken Ende. Dann wird ein Flansch 42a mit einer
kreisförmigen
Bodenplatte 42 in die Öffnung
am linken Ende des zylindrischen Abschnitts 37a eingesetzt, wobei
der Flansch 42a aus einem separaten Element gebildet ist,
das einen Teil des Ventilkörpers 37 bildet. Der
so in den zylindrischen Abschnitt 37a eingesetzte Flansch 42a wird
dann daran z. B. durch Punktschweißung befestigt. Eine Druckaufnahmeoberfläche 42b ist
an einer rechten Seite der Bodenplatte 42 zur Aufnahme
des Drucks der Abgase ausgebildet. Eine Schraubenfeder 39 ist
zwischen dem Flansch 35b des zweiten Verbindungsrohrs 35 und
dem Flansch 37d des Ventilkörpers 37 im komprimierten Zustand
angeordnet. Eine Mehrzahl von Verbindungslöchern 38..., die über den
Umfang mit regelmäßigen Intervallen
angeordnet sind, sind in zwei Reihen in dem zylindrischen Abschnitt 37a des
Ventilkörpers 37 ausgebildet.
Merke, dass die Bodenplatte 42 in einem Zustand punktgeschweißt werden kann,
in dem der Flansch 37d des Ventilkörpers 37 nach links
gedrückt
ist, um die Schraubenfeder 39 zusammen zu drücken.
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Da
die Verbindungslöcher 38...
in der ersten Reihe und die Verbindungslöcher 38... in der
zweiten Reihe zickzackartig angeordnet sind, so dass sie in der
axialen Richtung des Steuerventils 36 einander etwas überlappen,
wie in 11 gezeigt, nimmt die Öffnungsfläche des
Steuerventils 36 linear zu, wenn sich der Ventilkörper 37 entlang
seinem Hub zur vollständig
offenen Stellung des Ventils hin bewegt. Der Grund dafür, warum
die Zunahmesteigung der Öffnungsfläche des
Steuerventils steiler ist als die Charakteristik der zweiten Ausführung, wie
in 7 gezeigt, ist, weil die Verbindungslöcher 38...
dieser Ausführung über ein
relativ enges axiales Ausmaß hinweg
ausgebildet sind, wohingegen die Verbindungslöcher 38... der zweiten
Ausführung über ein
relativ weites axiales Ausmaß hinweg
ausgebildet sind (siehe 6).
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Gemäß der vierten
Ausführung
können
die gleiche Funktion und Wirkung wie in der ersten Ausführung erreicht
werden, und weil darüber
hinaus die Bodenplatte 42 durch das Element gebildet ist,
das von dem zylindrischen Abschnitt 37a des Ventilkörpers 37 getrennt
ist, wird Erfordernis, den Ventilkörper 37 tiefzuziehen,
vermieden, was zur Reduktion der Herstellungskosten beiträgt.
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Nun
wird unten in Bezug auf 12 eine fünfte Ausführung beschrieben.
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In
dieser fünften
Ausführung
ist in der Schraubenfeder 39 der ersten Ausführung eine
Verbesserung vorgenommen worden. In anderen Worten, während die
Schraubenfeder 39 der ersten Ausführung so ausgebildet ist, dass
sie über
ihre Längslänge einen
konstanten Durchmesser hat, ist die Schraubenfeder 39 gemäß der fünften Ausführung derart
konfiguriert, dass die Längsenden
der Schraubenfeder 39 einen kleinen Durchmesser haben und auf
der Außenumfangsoberfläche des
zweiten Verbindungsrohrs 35 abgestützt sind, worin hingegen der
Längsmittelabschnitt
der Schraubenfeder 39 einen größeren Durchmesser hat und auf
der Innenumfangsoberfläche
des zylindrischen Abschnitts 37a des Ventilkörpers 38 abgestützt ist.
Daher hat die Schraubenfeder 39 insgesamt eine fassartige
Gestalt.
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Da
gemäß der fünften Ausführung der
Zwischenabschnitte der Schraubenfeder 39 den größeren Durchmesser
hat und mit der Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 37a des
Ventilkörpers 37 in
Kontakt kommt, wird eine Reibkraft erzeugt, wenn sich der Ventilkörper 37 in
Bezug auf das zweite Verbindungsrohr 35 axial hin und her
bewegt. Diese Reibkraft verhindert eine Vibration der Schraubenfeder 39.
Merke, dass dies lediglich beispielhaft ist, während die Schraubenfeder 39 in
dieser Ausführung
so ausgebildet ist, dass sie den kleineren Durchmesser an ihren
Enden aufweist und den größeren Durchmesser
an ihrem Zwischenabschnitt aufweist. Natürlich kann die Schraubenfeder
hingegen auch so ausgebildet sein, dass sie einen größeren Durchmesser
an ihren Enden aufweist und einen kleineren Durchmesser an ihrem
Zwischenabschnitt.
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Nun
wird unten in Bezug auf die 13 bis 14b eine sechste Ausführung der Erfindung beschrieben.
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Obwohl
in den ersten bis fünften
Ausführungen
das Steuerventil 36 dazu ausgelegt ist, auf der Außenumfangsoberfläche des
Endabschnitts des zweiten Verbindungsrohrs 35 zu sitzen,
ist in der sechsten Ausführung
ein Ventilkörper 37 dazu
ausgelegt, in einer Innenumfangsoberfläche des Endabschnitts des zweiten
Verbindungsrohrs 35 zu sitzen. Demzufolge ist der ringförmige Flansch 37b am linken
Ende des zweiten Verbindungsrohrs 35 innerhalb ausgebildet,
wohingegen der ringförmige Flansch 37d am
rechten Ende des Ventilkörpers 37 radial
ausgebildet ist. Die Enden der Schraubenfeder 39 sind zwischen
diesen zwei Flanschen 35b, 37d abgestützt, so
dass die Feder im komprimierten Zustand ist, wodurch der Ventilkörper 37 durch
die Schraubenfeder 39 nach rechts vorgespannt wird (d. h.
in einer Richtung, in der der Ventilkörper 37 in den Innenraum
des zweiten Verbindungsrohrs 35 eintritt). Um somit die
Grenze der Rechtsbewegung des so vorgespannten Ventilkörpers 37 zu
regulieren, ist ein ringförmiger
Quetschabschnitt 35c durch radial einwärtiges Biegen des Außenumfangsabschnitts
des zweiten Verbindungsrohrs 37 ausgebildet. Auch sind eine
Mehrzahl von Verbindungslöchern 38...
in dem zylindrischen Abschnitt 37a des Ventilkörpers 37 derart
ausgebildet, dass sie mit regelmäßigen Intervallen über den
Umfang angeordnet sind.
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Um
den Umbiegeabschnitt 35c an dem Außenumfangsabschnitt des zweiten Verbindungsrohrs 35 auszubilden,
wie in 14a gezeigt, wird der Ventilkörper 37 von
der rechten Seite in das Zweitverbindungsrohr 35 eingesetzt,
in das vorab die Schraubenfeder 39 eingesetzt wurde. Dann
kann, wie in 14b gezeigt, die Außenumfangsoberfläche des zweiten
Verbindungsrohrs 35 mit einer Rolle 34 rollend
umgebogen werden, wobei die Schraubenfeder 39 in den komprimierten
Zustand gebracht ist, in dem der Ventilkörper 37 mit einem
Spanner 43 nach links gedrückt wird.
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Da
gemäß dieser
sechsten Ausführung
in einem Nieder-Motorlastzustand, in dem der Abgasdruck niedrig
ist, der Druck der Abgase, der auf die Druckaufnahmeoberfläche 37b des
Ventilkörpers 37 des
Steuerventils 36 wirkt, gering ist, wird der Ventilkörper 37 durch
die Vorspannkraft der Schraubenfeder in einer Ventilschließstellung
gehalten – in 3 mit
durchgehender Linie gezeigt. Da das Steuerventil 36 geschlossen
ist, nimmt der Strömungswiderstand der
Abgase innerhalb des Auspufftopfs M zu, wodurch der Abgasschalldämpfeffekt
verbessert wird, wodurch es möglich
gemacht wird, das Abgasgeräusch
von dem Motor zu reduzieren. Wenn sich dann der Motorbetriebszustand
zu einem höheren Motorlastzustand ändert, bewegt
sich der Ventilkörper 37 – bei Betrachtung
in 13 – entgegen
der Rückfederkraft
der Schraubenfeder 39 in Richtung nach links, da der Druck
der Abgase, der auf die Druckaufnahmeoberfläche 37b des Ventilkörpers 37 des
Steuerventils 36 wirkt, zunimmt. Wenn sich die Verbindungslöcher 38... über die
Position des Flanschs 35b des zweiten Verbindungsrohrs 35 hinaus
bewegen, öffnet
das Steuerventil 36, wodurch die erste Schalldämpfkammer 29 und
die dritte Schalldämpfkammer 31 über das
zweite Verbindungsrohr 35 miteinander in Verbindung gebracht werden.
Weil darüber
hinaus die Öffnungsfläche des Steuerventils 36 zunimmt,
wenn der Abgasdruck zunimmt, wird der Strömungswiderstand der Abgase
innerhalb des Auspufftopfs M reduziert, wenn der Motor mit höherer Last
läuft,
wodurch es möglich
gemacht wird, die Reduktion der Motorleistung zu minimieren.
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Somit
können
durch diese sechste Ausführung
die gleiche Funktion und Wirkung wie in der ersten Ausführung erreicht
werden.
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Nun
wird unten in Bezug auf 15 eine siebte
Ausführung
der Erfindung beschrieben.
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Obwohl
in den ersten bis sechsten Ausführungen
das Steuerventil 36 an dem stromabwärtigen Ende des in dem Auspufftopf
M vorgesehenen zweiten Verbindungsrohrs 35 vorgesehen war,
ist in dieser siebten Ausführung
das zweite Verbindungsrohr 35 nicht mit dem Steuerventil 36 versehen,
sondern stattdessen sind eine Anzahl von Löchern 35d in einem
Abschnitt des zweiten Verbindungsrohrs 35, der zu der zweiten
Schalldämpfkammer 30 weist,
ausgestanzt. Dann ist ein Steuerventil 36 am stromabwärtigen Ende
eines Nebenabgasausgaberohrs 35 vorgesehen, das durch die
erste Prallplatte 27, die zweite Prallplatte 28 und
die hintere Endplatte 25 hindurch geht, um sie aus dem
Topfhauptkörper 26 nach
außen
zu erstrecken. Die Konstruktion des Steuerventils 36 kann
eine der Konstruktionen sein, die in den ersten bis sechsten Ausführungen
beschrieben sind.
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Auch
in dieser siebten Ausführung
wird das Steuerventil 36 im Niedermotorlastzustand, in
dem der Druck der Abgase niedrig ist, in der Ventilschließstellung
gehalten, wodurch der Abgasschalldämpfeffekt verbessert wird,
um hierdurch das Abgasgeräusch
zu reduzieren. Andererseits nimmt im höheren Motorlastzustand, in
dem der Druck der Abgase hoch ist, die Öffnungsfläche des Steuerventils 36 in Antwort
auf den Abgasdruck der Abgaseinlassöffnung 45a des Nebenabgasausgaberohrs 45 zu,
wodurch der Strömungswiderstand
der Abgase in dem Auspufftopf M reduziert wird, um hierdurch die
Reduktion der Motorausgangsleistung zu minimieren.
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Während somit
die Ausführungen
der Erfindung zuvor im Detail beschrieben worden sind, kann die
Konstruktion der Erfindung verschieden modifiziert werden, ohne
vom Geist der Erfindung abzuweichen.
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Während z.
B. in den oben beschriebenen Ausführungen das zweite Verbindungsrohr 35 und das
Nebenabgasausgaberohr 45 als der erste Rohrkörper dargestellt
ist, kann der erste Aspekt der Erfindung das Anbringen des Steuerventils 36 an
Abschnitten der Prallplatte beinhalten, wo kein Verbindungsrohr
vorhanden ist.
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Zusätzlich kann
die Form, Anzahl, Position und dergleichen der Öffnungen oder Verbindungslöcher 38...
in den Ventilkörper 37 nach
Bedarf modifiziert werden. Während
ferner in den oben beschriebenen Ausführungen die Schraubenfeder 39 zum Vorspannen
des Ventilkörpers 37 verwendet
wird, kann stattdessen auch eine Feder mit jeder anderen Form verwendet
werden.
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Obwohl
noch weiter in den Ausführungen das
vorderer Auspuffrohr 14 und das Abgaseinführrohr 32 einstückig ausgebildet
sind, können
sie durch separate Elemente zur Verbindung aufgebaut sein. Ähnlich,
während
in den Ausführungen
das hintere Auspuffrohr 15 und das Abgasausgaberohr 33 einstückig ausgebildet
sind, können
sie auch durch separate Elemente zur Verbindung aufgebaut sein.
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Darüber hinaus
kann die Anzahl der Schalldämpfkammern
und Verbindungsrohre nach Bedarf modifiziert werden.
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Da
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung das Steuerventils durch nur drei Elemente aufgebaut werden
kann – wie
etwa den ersten Rohrkörper,
den zweiten Rohrkörper
und die Feder -, können
die Größe, das
Gewicht und die Herstellungskosten des Steuerventils reduziert werden.
Weil darüber
hinaus die ersten und zweiten Rohrkörper so angeordnet sind, dass
sie radial miteinander überlappen,
kann die axiale Abmessung des Steuerventils reduziert werden, um
hier den zu seiner Installation erforderlichen Platz einzusparen
und zu reduzieren.
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Da
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung das Verbindungsrohr zur Verbindung zwischen der
Mehrzahl von Schalldämpfkammern
oder das Abgasausgaberohr als der erste Rohrkörper verwendet wird, kann die
Anzahl der Komponenten reduziert werden, um hierdurch die Größe, das
Gewicht und die Herstellungskosten des Steuerventils weiter zu reduzieren.
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Da
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung die Feder durch eine Druckschraubenfeder gebildet ist,
deren Außendurchmesser
relativ zu der axialen Richtung variabel ist, wodurch die Feder
dazu ausgelegt ist, an ihren Außen-
oder Innenumfangsabschnitten mit zumindest einem der ersten und
zweiten Rohrkörper
in Kontakt zu kommen, kann aufgrund einer an dem Kontaktabschnitt
wirkenden Reibkraft das Resonanzphänomen der Feder verhindert
werden.
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Da
gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung die Strömungsrate
der durch das Steuerventil hindurch tretenden Abgase allmählich oder
stufenweise zunimmt, wenn die Motorlast zunimmt, kann das Sollverhältnis zwischen
dem Abgasgeräuschdämpfungseffekt
und dem Motorleistungsreduktionsunterdrückungseffekt von einem niederen
Motorlastzustand, in dem der Verbesserung in dem Abgasgeräuschdämpfereffekt
Priorität
gegeben wird, zu einem höheren
Motorlastzustand, in dem der Verbesserung im Motorleistungsreduktionsunterdrückungseffekt
Priorität
gegeben wird, allmählich
oder stufenartig gesteuert werden. Daher kann das Verhältnis zwischen den
zwei Effekten, wie es der Fahrer erwartet, in Antwort auf eine Änderung
der Motorlast automatisch verändert
werden, wodurch es möglich
gemacht wird, die Leistung des Auspufftopfs zu verbessern.
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Ein
kappenartiger Ventilkörper 37 ist
auf einen Außenumfang
eines Endabschnitts eines Verbindungsrohrs 35 aufgesetzt,
das eine Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Schalldämpfkammern
herstellt, die in einem Topfhauptkörper ausgebildet sind. Eine
Druckschraubenfeder 39 ist zwischen einem Flansch 35b des
Verbindungsrohrs 35 und einem Flansch 37d des
Ventilkörpers 37 angebracht.
Verbindungslöcher 38 sind
in einem zylindrischen Abschnitt 37a des Ventilkörpers 37 ausgebildet.
Wenn der Ventilkörper 37 den
Druck der Abgase an einer Druckaufnahmefläche 37b aufnimmt und
sich entgegen der Vorspannkraft der Feder 39 entlang der
axialen Richtung bewegt, fließen
die Abgase innerhalb des Verbindungsrohrs 35 aus den Verbindungslöchern 38 zur
Außenseite
des Ventilkörpers 37 hinaus.