KR20000016206A - Airflow device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 작동용으로 소정 양의 공기를 필요로 하는 내부 연소 엔진과 같은 유니트용 기류 장치 (air through-flow device) 에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 통과하는 공기에 대한 통과 궤적을 변화시키기 위한 세팅 장치가 유동 경로 영역에 제공된 기류 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 흡기 경로 영역에서 흡입된 공기용 통과 경로를 변화시키기 위한 수단이 제공된 내부 연소 엔진용 흡입 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air through-flow device for a unit, such as an internal combustion engine, which requires a certain amount of air for operation. In particular, the invention relates to an airflow device provided with a setting device in the flow path region for changing the trajectory of passage for air passing therethrough. Moreover, the present invention relates to an intake apparatus for an internal combustion engine provided with means for changing the passage path for the air sucked in the intake path region.
예를 들어, 공지된 자동차용 내부 연소 엔진에서 최적의 작동 성능을 확보하기 위해서 흡입 시스템에 다양한 흡기 길이가 제공됨으로써 엔진 구동시 상이한 요구에 부응하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 노이즈의 억제도 중요한 역할을 한다.For example, in order to ensure optimum operating performance in known automotive internal combustion engines, it is desirable to provide different intake lengths in the intake system to meet different needs when driving the engine. Here, suppression of noise also plays an important role.
예를 들어, 내부 연소 엔진용 흡입 장치는 DE-OS 40 41 786호에 소개되어 있으며, 여기서 제어가능한 밸브는 유동 상태로 흡입되는 공기가 통과하는 흡기 개구를 변화시키도록 제공된다. 이 밸브는 두 개의 흡입부 사이에 위치되어 있는 횡단 덕트에 위치되며, 제어 전자장비의 제어 명령에 의해 개방 및 폐쇄된다. 제어 명령은 내부 연소 엔진의 속도 및 온도 센서에 의해 결정되는 외부 공기의 온도에 따라 좌우된다.For example, an intake device for an internal combustion engine is introduced in DE-OS 40 41 786, where a controllable valve is provided to change the intake opening through which the air sucked in the flow state passes. The valve is located in a transverse duct located between two intakes and is opened and closed by a control command from the control electronics. The control commands depend on the speed of the internal combustion engine and the temperature of the outside air as determined by the temperature sensor.
엔진의 공칭 용량의 훨씬 아래에 있는 작동 범위에 대한 내부 연소 엔진의 에너지 변환의 효율성을 개선함으로써 연료 소모와 관련된 거리를 줄이기 위해서, 내부 연소 엔진상의 실린더의 선택적인 폐쇄가 빈번하게 실행된다. 통상의 조절판 조절 (throttle valve) 과 더불어 엔진 토르크 (torque) 를 제어할 목적으로, 작용하는 실린더의 수를 줄이는 것도 가능하다. 토르크에 기여하지 않는 실린더는 기계 장치 역할을 실행하지만, 연료 공급은 이우어지지 않는다. 이와 같이, 실린더를 폐쇄하는 경우에 흡입되는 공기의 맥동은 역시 변화한다.Selective closure of cylinders on internal combustion engines is frequently performed to reduce the distance associated with fuel consumption by improving the efficiency of energy conversion of the internal combustion engine over the operating range far below the nominal capacity of the engine. In addition to the usual throttle valve, it is also possible to reduce the number of cylinders acting for the purpose of controlling engine torque. Cylinders that do not contribute to torque act as a mechanism, but fuel supply is not achieved. As such, the pulsation of the air sucked in closing the cylinder also changes.
이러한 실린더 폐쇄의 전형적인 용도는 6기통으로부터 3기통 작동 모드로 6기통 내부 연소 엔진을 변환시키는 것이다. 개별적으로 고려할 때, 흡입 장치의 이러한 각각의 실린더로부터 나오는 흡입 펄스가 변화되지 않고 남아있더라도, 6기통의 주기적인 상호 작용은 3기통의 맥동과는 상이한 맥동 경향을 나타낸다. 특히, 굵고 낮은 허밍 소리는 침입적이므로, 이러한 저주파수 성분은 복합적 배플 소음기 (baffle silencer) (즉, 헬름홀쯔 공명기 (Helmholtz resonator)) 에 의해서만 감소될 수 있다.A typical use of such a cylinder closure is to convert a six cylinder internal combustion engine from six cylinders to three cylinder operating mode. Considered separately, even though the suction pulses from each of these cylinders of the suction device remain unchanged, the six-cylinder periodic interaction exhibits a different pulsation tendency than the three-cylinder pulsations. In particular, since the coarse low humming sound is invasive, this low frequency component can only be reduced by a complex baffle silencer (ie, a Helmholtz resonator).
하지만, 많은 다른 적용예에서, 흡입 장치의 공명 성능도 역시 중요한 역할을 하며, 또한 가용 공간도 빈번하게 임계값을 구성한다.However, in many other applications, the resonance performance of the inhalation device also plays an important role, and the available space also frequently constitutes a threshold.
본 발명의 목적은 통과하는 공기에 대한 통과 궤적을 변화시키기 위해 유동 경로 (flow path) 의 영역에 세팅 장치가 제공된 기류 장치와, 흡입된 공기에 대한 통과 궤적을 변화시키기 위한 수단이 흡기 경로 영역에 제공되어 연결된 유니트의 상이한 작동 상태에 대해 최적의 작동 조건, 특히 최적의 소음 레벨이 제공된 내부 연소 엔진용 흡입 장치를 간단한 방법으로 개량하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an airflow device in which a setting device is provided in the region of the flow path for changing the passage trajectory for passing air, and a means for changing the passage trajectory for the sucked air in the region of the intake path. It is a simple method of retrofitting the intake apparatus for an internal combustion engine that is provided and provided the optimum operating conditions, in particular the optimum noise level, for the different operating states of the connected units.
본 발명에 따른 기류 장치는 상기 유동 경로의 전체 횡단면은 유동 방향에서 각각의 유로로 세분되며, 상기 각각의 유로의 유동 경로는 세팅 장치에 의해 제어가능하며, 그리고 흡기 경로에서 관부에는 두 개 이상의 내부 파이프가 제공되며, 상기 파이프의 직경은 제 1 내부 파이프 및 제 2 내부 파이프가 관부의 다른 하나의 파이프 내에서 하나의 파이프를 미끄러지게 하도록 설계되는 치수이고, 흡기 경로를 변화시키기 위한 수단은 관부에 제공되며, 상기 수단에 의해 공기는 병렬로 된 내부 파이프를 구비한 관부를 통과해서 또는 관부및 내부 파이프의 중간 공간을 통과해서, 그리고 최내각의 제 1 내부 파이프를 통과해서 유동하고, 상기 공간은 서로 어긋난 방향으로 직렬 연결되는 기류 장치의 특징에 의해 이러한 목적을 충족시킨다. 본 발명에 따른 기류 장치는, 예를 들어 내부 연소 엔진의 실린더의 수에 변화가 있을 때 특히 소음 발산의 최적화에 대해서 흡기 경로 및 흡기 궤적을 변화시킴으로써, 다양한 작동 조건을 채택하는 것이 가능하다는 점에서 특히 효과적이다.In the airflow device according to the present invention, the entire cross section of the flow path is subdivided into respective flow paths in the flow direction, the flow path of each flow path is controllable by a setting device, and at least two internal parts in the pipe part in the intake path. A pipe is provided, the diameter of the pipe being dimensioned to allow the first inner pipe and the second inner pipe to slide one pipe in the other pipe of the pipe part, and the means for changing the intake path is provided in the pipe part. Wherein said means flows through a pipe section with parallel inner pipes or through an intermediate space between the pipe section and the inner pipe and through the innermost first inner pipe, the space being This object is fulfilled by the feature of the airflow device connected in series in a mutually displaced direction. The airflow device according to the present invention is capable of adopting various operating conditions, for example, by changing the intake path and the intake trajectory, particularly when the number of cylinders of an internal combustion engine changes, particularly for optimization of noise emission. Particularly effective.
본 발명은 특히, 맥동 유동 상태하에서 다양한 양의 공기를 흡기하기 위한 가요적인 시스템을 기술하고 있다. 청구항 1 항에 따른 두 개의 세팅장치에 의해, 예를 들어 가요적 튜브의 세 개 이상의 유동 덕트를 경유해서 상기 두 개의 세팅 장치 사이에 위치된 소리 전달 경로 또는 유동 경로의 변화를 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 실시예에서, 각각의 경우에 세팅 장치 각각의 하나의 밸브가 두 개의 세팅 위치를 설정하는 것이 가능하며, 이 세팅 위치를 경유해서 유동 기류의 방향을 변화시킴으로써 길고 좁은 또는 짧고 넓은 유동 경로, 또는 소리 전달 경로를 제공하는 것이 가능하다.The present invention describes, in particular, a flexible system for intake of varying amounts of air under pulsating flow conditions. By means of the two setting devices according to claim 1 it is possible to provide a change in the sound transmission path or the flow path located between the two setting devices, for example via three or more flow ducts of the flexible tube. . In an embodiment according to the invention, it is possible in each case one valve of each setting device to set two setting positions, through which the long, narrow or short and wide flows are changed by changing the direction of the flow airflow. It is possible to provide a path, or a sound transmission path.
흡기 측에서, 전체적으로 기류 장치는 공기 흡기구를 구비한 공기 필터를 포함한다. 이러한 구성요소는 일련의 로크된 헤름홀쯔 공명기를 형성하며, 이 공명기의 공명 주파수는 아래의 수식에 상응한다.On the intake side, the airflow device as a whole includes an air filter having an air intake port. This component forms a series of locked Hermholtz resonators whose resonance frequencies correspond to the formula below.
fres=
fres= 공명 주파수f res = resonance frequency
A = 최종적 유로의 단면A = cross section of the final flow path
l = 최종적 유로의 길이l = length of final flow path
V = 하류 공기 필터의 체적V = volume of downstream air filter
세 개의 유로를 평행하게 개방함과 더불어 단면을 확장함으로써, 공명 주파수는 3배 증가하며, 세 개의 유로의 직렬 연결과 더불어 길이의 확장 시 공명 주파수는 3 분의 1 로 감소된다. 실시예에서, 낮은 값은 25Hz 이며, 높은 값은 75Hz 이다. 감쇠는 35Hz 또는 106Hz 의 주파수 위의 소리에서 시작된다.By opening the three channels in parallel and expanding the cross section, the resonance frequency increases three times, and with the series connection of the three channels, the resonance frequency decreases by one third when the length is extended. In an embodiment, the low value is 25 Hz and the high value is 75 Hz. Attenuation begins with sound above the frequency of 35 Hz or 106 Hz.
하나의 실시예에 따라, 두 개의 세팅 장치의 밸브 스템은 상호 견고하게 결합되는 것이 가능함으로써, 단순한 장치가 제공되어 상술된 조건을 확보한다. 이에 따라, 세팅 장치는 서로 접하여 또는 다른 하나의 상부에 하나가 위치되어 장착될 수 있어, 밸브의 두 개의 스템은 매우 손쉽게 상호 연결될 수 있으며, 작동을 위해서는 오직 하나의 작동기만이 필요하다. 더욱 정밀한 세팅을 위해서, 두 개의 밸브는 치우친 스프링이다.According to one embodiment, the valve stems of the two setting devices can be firmly coupled to each other, whereby a simple device is provided to ensure the above-mentioned conditions. Thus, the setting devices can be mounted in contact with each other or one on top of the other, so that the two stems of the valves can be interconnected very easily and only one actuator is required for operation. For a more precise setting, the two valves are biased springs.
또 다른 실시예에 따라, 밸브에 대해 제 3 세팅 위치를 설정하는 것이 가능함으로써, 오직 하나의 밸브가 이동되어, 밸브는 상이한 세팅 위치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 길고 좁은 유로를 포함한 세팅 위치에서, 오직 하나의 밸브가 이동될 때, 감쇠 유로의 길이는 계수 3 에 의해 감소되며, 횡단면 영역은 동일하게 남아 있다. 따라서, 공명 주파수는 계수 √3 에 의해 증가해서, 전술한 실시예에 따라 값 43.3Hz 를 가정할 수 있으며, 이러한 중간 위치는 내부 연소 엔진의 평균 속도 범위에 대해서 사용될 수 있다.According to another embodiment, it is possible to set a third setting position for the valve so that only one valve is moved so that the valve can set a different setting position. For example, in a setting position including a long narrow passage, when only one valve is moved, the length of the damping passage is reduced by a factor 3 and the cross sectional area remains the same. Thus, the resonance frequency is increased by the coefficient √3, which can assume the value 43.3 Hz according to the embodiment described above, and this intermediate position can be used for the average speed range of the internal combustion engine.
마지막으로 예시된 실시예에서, 기계적 실행은 풀링 캠 또는 밸브 스템에 의해 가능해서, 각각의 다른 밸브는 직접 구동되는 밸브이 특정 회전 각도 범위를 통해 공동으로 구동되지 않는다.In the last illustrated embodiment, mechanical actuation is possible by means of a pulling cam or valve stem, so that each other valve is not driven jointly through a particular rotation angle range in which the valve directly driven.
본 발명의 바람직한 용도에서, 즉 상이한 수의 실린더를 갖는 내부 연소 엔진을 작동시킬 때, 노이즈 발산은 현저히 차이가 있다. 흡기 펄스의 주파수 특성은 실린더 펄스 진동 뿐만 아니라, 조파 (harmonic) 에 의해 결정되며, 6기통 엔진의 주파수 특성은 제 6 조파 및 제 12 조파의 사인곡선 진동 (sinusoidal oscillation) 의 상호 작용에 의해 설명될 수 있으며, 진폭은 실린더 펄스의 진폭보다 뚜렷하게 작다. 반면에, 3기통 엔진의 주기만 제 3 조파의 사인 파로 인해 실질적으로 변동하며, 그렇게 해서, 진폭은 개개의 펄스의 값을 넘는 값까지 증가해서, 발산된 노이즈 레벨에서 13dB의 차이를 나타낸다.In a preferred use of the invention, ie when operating an internal combustion engine having a different number of cylinders, the noise emission is significantly different. The frequency characteristics of the intake pulses are determined not only by the cylinder pulse vibrations, but also by the harmonics, and the frequency characteristics of the six-cylinder engines can be explained by the interaction of sinusoidal oscillations of the sixth and twelfth harmonics. And the amplitude is significantly smaller than the amplitude of the cylinder pulse. On the other hand, only the cycle of the three-cylinder engine substantially fluctuates due to the sine wave of the third harmonic, so that the amplitude increases to a value beyond the value of the individual pulses, representing a 13 dB difference in the emitted noise level.
본 발명에 따라, 노이즈 발산은 “길고 좁은”유동 경로 설정 위치를 갖는 폐쇄 실린더와 상호 작동할 때 효과적으로 감소될 수 있다.According to the present invention, noise divergence can be effectively reduced when working with a closed cylinder having a “long and narrow” flow routing position.
특히, 전하중 작동 (full-load operation) 하에서 엔진 음향상으로 매우 크며, 현행 자동차 설계에서 공명 증폭되어 승객의 귀에 도달하고 내부에 매우 손쉽게 전달되는 허밍 소리는 성공적으로 억제된다.In particular, the humming sound, which is very loud on engine acoustics under full-load operation, resonantly amplified in current vehicle designs, reaching the passenger's ear and transmitting very easily inside, is successfully suppressed.
전술한 사항에 따라, 흡입 장치의 체적 용량 뿐만 아니라, 소위 흡입 분기관 (induction manifold) 의 음향 목 (acoustic neck) 의 치수도 또한 노이즈 감소를 위한 감쇠 효과에 매우 중요하다. 감쇠는 적당한 저주파수에서 시작하며, 좁으면 좁을수록, 관부는 더욱 길다. 특히, 청구항 제 6 항 내지 제 12 항에 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서 효과적으로 저주파수 성분의 감쇠를 향상시키기 위해서 신장되고 좁아진 흡기 경로를 제공하는 것도 가능하다. 두 개의 내부 파이프 중 하나의 단순한 기계적 변위에 의해 흡입된 공기의 방향을 변화시키는 것도 가능하다.According to the foregoing, not only the volumetric capacity of the suction device, but also the dimensions of the so-called acoustic neck of the induction manifold are also very important for the damping effect for noise reduction. Attenuation begins at a moderate low frequency, the narrower the narrower, the longer the tube. In particular, as described in claims 6 to 12, it is also possible in an embodiment according to the invention to provide an elongated and narrowed intake path in order to effectively improve the attenuation of low frequency components. It is also possible to change the direction of sucked air by a simple mechanical displacement of one of the two inner pipes.
본 발명의 또 다른 효과적 개선점들은 종속 청구항에 기재되어 있다.Further effective improvements of the invention are described in the dependent claims.
본 발명에 따른 기류 장치의 실시예는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.Embodiments of the airflow device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1 은 초기 상태의 두 개의 내부 파이프를 갖는 흡입 장치의 관부를 구비한 제 1 실시예의 단면을 도시하고 있다.1 shows a cross section of a first embodiment with a pipe section of a suction device having two inner pipes in an initial state.
도 2 는 변환된 상태의 두 개의 내부 파이프를 갖는 흡입 장치의 관부의 단면을 도시한다.Figure 2 shows a cross section of the tube part of the suction device with two inner pipes in the converted state.
도 3 및 도 4 는 3기통 엔진 및 6기통 엔진의 진동 성능을 나타낸다.3 and 4 show vibration performance of a three-cylinder engine and a six-cylinder engine.
도 5 는 상이한 수의 실린더로 인한 주파수상의 음향 목의 감쇠 효과의 곡선을 나타낸다.5 shows a curve of the attenuation effect of the acoustic neck on frequency due to different numbers of cylinders.
도 6 은 3 개의 제어가능한 유로를 구비한 기류 장치의 원리를 예시하는 또 다른 바람직한 실시예를 나타낸다.6 shows another preferred embodiment illustrating the principle of an airflow device with three controllable flow paths.
도 7 은 유로상에 가동 밸브를 구비한 도 6 에 따른 세팅 장치를 상세하게 도시한다.7 shows in detail the setting device according to FIG. 6 with a movable valve on the flow path.
도 1 은 여기에 도시되지 않은 내부 연소 엔진용 흡입 장치의 관부 (1) 를 구비한 제 1 실시예를 나타내고 있으며, 이 관부를 통과해서 유동 기류 (air flow stream) 는 화살표 (2) 또는 화살표 (2.0, 2.1, 2.2) 방향으로 지나간다. 제 1 내부 파이프 (3) 는 관부 (1) 에 설치되어 동심형으로 견고하게 이 관부에 연결된다. 축선방향으로 변위가능한 제 2 내부 파이프 (4) 는 상기 제 1 내부 파이프 (3) 와 관부 (1) 의 내벽 사이에 삽입된다. 제 2 내부 파이프 (4) 는 스톱 플레이트 (stop plate, 5) 에 밀봉하여 기댈 때 까지 축선방향으로 변위될 수 있다. 이 경우에, 스톱 플레이트 (5) 는 또한 제 1 내부 파이프 (3) 용 체결 수단으로 작용한다.FIG. 1 shows a first embodiment with a pipe section 1 of an intake apparatus for an internal combustion engine, not shown here, through which the air flow stream is indicated by an arrow 2 or an arrow ( 2.0, 2.1, 2.2). The first inner pipe 3 is installed in the pipe 1 and is firmly connected concentrically to this pipe. An axially displaceable second inner pipe 4 is inserted between the first inner pipe 3 and the inner wall of the pipe section 1. The second inner pipe 4 can be displaced in the axial direction until it is sealed and leaned on the stop plate 5. In this case, the stop plate 5 also acts as a fastening means for the first inner pipe 3.
제 1 내부 파이프 (3) 는 스톱 플레이트 (5) 의 하단부에서 다수의 창 (window, 6) 을 구비하며, 만약 도 1 에 따른 제 2 내부 파이프 (4) 가 아래로 밀어지지 않는다면, 이 창을 통해서 흡입된 공기는 제 1 내부 파이프 (3) 의 내부로 유동할 수 있다. 변위가능한 제 2 내부 파이프 (4) 의 상단부에서, 다수의 창 (7) 과 밀봉 디스크 (8) 가 제공되어 있으며, 그 기능은 도 2 를 참조하여 하기에 기술될 것이다. 도 1 에 따라, 흡입된 공기는 중간 공간 (9, 10) 및 내부 파이프 (3) 를 통해 평행하게 (화살표 (2.0, 2.1, 2.2) 방향으로) 유동한다.The first inner pipe 3 has a number of windows 6 at the lower end of the stop plate 5, and if the second inner pipe 4 according to FIG. 1 is not pushed down, this window is opened. The air sucked in can flow into the interior of the first inner pipe 3. At the upper end of the displaceable second inner pipe 4, a number of windows 7 and a sealing disc 8 are provided, the function of which will be described below with reference to FIG. 2. According to FIG. 1, the sucked air flows in parallel (in the direction of the arrows 2.0, 2.1, 2.2) through the intermediate spaces 9, 10 and the inner pipe 3.
본 실시예에서, 6기통 작동 (6-cylinder operation) 으로부터 3기통 작동 (3-cylinder operation) 으로 변환하기 전에, 가동 내부 파이프 (4) 는 도 1 에 도시된 바와 같이 위치해서, 3개의 관부 공간을 통과해서 병렬 유동을 가능하게 한다. 유동 경로는 (L) 이며, 유동 단면은 3*A 값을 갖고, 여기서 A 는 3개의 관부 공간 중의 하나의 단면의 표면적이다.In this embodiment, before converting from six-cylinder operation to three-cylinder operation, the movable inner pipe 4 is positioned as shown in FIG. It passes through to enable parallel flow. The flow path is (L) and the flow cross section has a value of 3 * A, where A is the surface area of the cross section of one of the three pipe spaces.
도 2 에서, 제 2 내부 파이프 (4) 는 아래로 밀어져 스톱 플레이트 (5) 를 향해 바닥에 밀봉하여 기대어 있다. 따라서, 흡입된 공기는 제 1 중간 공간 (9) (화살표 (2.3) 방향으로) 을 통과해서 유동한 후에, 오른쪽 단부에서 밀봉 디스크 (8) 를 통해 창 (7) 으로 안내되며, 제 2 중간 공간 (10) (화살표 (2.4) 방향으로) 에서 흡기 방향에 반대편 방향으로 거꾸로 유동한다. 중간 공간 (10) 의 단부에서, 공기는 창 (6) 을 통과해 내부 파이프내로 유동하며, 화살표 (2.5) 방향으로 유동한다. 따라서, 도 2 에 따라, 유동 경로가 설치되어, 외부로부터 내부로 이 유동 경로는 관부 (1) 의 길이를 세번 측정한다.In FIG. 2, the second inner pipe 4 is pushed down and sealed against the bottom toward the stop plate 5. Therefore, the sucked air flows through the first intermediate space 9 (in the direction of the arrow 2.3), and then is guided through the sealing disk 8 to the window 7 at the right end, and the second intermediate space. (10) flows backward in the direction opposite to the intake direction (in the direction of the arrow (2.4)). At the end of the intermediate space 10, air flows through the window 6 into the inner pipe and in the direction of the arrow 2.5. Thus, according to FIG. 2, a flow path is provided, which flows from the outside to the inside three times the length of the pipe 1.
6기통 작동으로부터 3기통 작동으로 변환한 후에, 본 발명에 따른 가동 제 2 내부 파이프 (4) 는 도 2 에 도시된 바와 같이 왼쪽 스톱 위치에 위치된다. 여기서 유동 경로는 3*L 이며, 유동 단면은 A 이다. 횡단면을 3으로 나누고, 유동 경로를 3으로 곱하는 것은 유동 저항에 대해 중립을 취하는 것으로 간주될 수 있는데, 그 이유는 도 2 에 따른 유동 경로에 대한 변환과 병행해서, 엔진 작동 상태가 동시에 조절될 수 있음으로써, 이에 따라 감소된 출력 요구로 인해 상응하게 낮은 공기 체적 유동을 만들 수 있기 때문이다.After switching from six-cylinder operation to three-cylinder operation, the movable second inner pipe 4 according to the invention is located in the left stop position as shown in FIG. 2. The flow path here is 3 * L and the flow cross section is A. Dividing the cross section by 3 and multiplying the flow path by 3 can be considered to take neutrality for the flow resistance, because in parallel with the conversion to the flow path according to FIG. 2, the engine operating state can be adjusted simultaneously. As such, a correspondingly low air volume flow can be made due to the reduced power demand.
전술한 실시예에 따른 흡입 장치의 감쇠 성능 (attenuation behavior) 은 도 3 내지 도 5 를 참조하여 기술될 것이다.The attenuation behavior of the suction device according to the above embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
도 3 은 3기통 작동에 대한 흡입 펄스의 펄스 열의 주기적 순서를 나타내고 있으며, 도 4 는 6기통 작동에 대한 것이다.FIG. 3 shows the periodic sequence of pulse trains of suction pulses for three cylinder operation, and FIG. 4 for six cylinder operation.
도 4 에 따른 6기통 엔진의 주기는 720°작동 주기의 제 6 내지 제 12 조파의 사인곡선 진동의 결합된 효과를 나타내고 있으며, 합성 진동의 진폭은 개개의 펄스의 진폭보다 현저히 작다는 사실을 알 수 있다. 그와 반대로, 도 3 에 따른 3기통 주기는 사실상 오직 제 3 조파의 사인곡선 진동으로 진동함으로써, 진폭은 개개의 펄스의 값보다 높은 값으로 커진다. 예를 들어, 3000 r/min 의 엔진 속도를 위해서는, 150Hz 의 간섭 주파수가 6기통 작동에서 만들어지는 반면에, 3기통 작동에 있어서의 간섭 주파수는 75Hz 이다.The cycle of the six-cylinder engine according to FIG. 4 shows the combined effect of the sinusoidal vibrations of the sixth to twelfth harmonics of the 720 ° operating cycle, and the amplitude of the synthesized vibration is significantly smaller than the amplitude of the individual pulses. Can be. On the contrary, the three-cylinder period according to FIG. 3 actually oscillates only with the sinusoidal vibration of the third harmonic, so that the amplitude becomes larger than the value of the individual pulses. For example, for an engine speed of 3000 r / min, an interference frequency of 150 Hz is created in six cylinder operation, while an interference frequency in three cylinder operation is 75 Hz.
순수하게 수학적 기초하에서, 6기통 작동으로부터 3기통 작동으로 변환할 때, 1:4.5 의 진폭 비가 만들어져 13dB 의 노이즈 레벨 차이를 나타낸다.On a purely mathematical basis, when converting from six-cylinder operation to three-cylinder operation, an amplitude ratio of 1: 4.5 is created, representing a noise level difference of 13 dB.
도 5 는 두 개의 작동 상태에 대한 주파수에 걸친 감쇠 곡선을 나타낸다. 곡선 (30) 은 6기통 작동에서의 감쇠 순서를 나타내며, 곡선 (31) 은 3기통 작동에서의 감쇠 순서를 나타낸다.5 shows the attenuation curves over frequency for two operating states. Curve 30 represents the decay order in six-cylinder operation, and curve 31 represents the decay order in three-cylinder operation.
감쇠 성능을 최적화할 때, 체적의 크기 뿐만 아니라, 음향 목의 치수도 감쇠 효과에 매우 중요하다는 점에 주목해야 한다. 관부가 좁고 길면 길수록 감쇠가 시작되는 주파수도 더 낮아질 것이다. 음향 노력의 궁극적 목적은, 바람직한 감쇠가 오직 √2 * fres값으로부터 시작되기 때문에 공명 주파수 Fres를 갖는 여기 주파수 (excitation frequency) 보다 아래로 내려가야하는 것이다.When optimizing the damping performance, it should be noted that not only the volume size but also the dimensions of the acoustic neck are very important for the damping effect. The longer and narrower the tube, the lower the frequency at which attenuation will begin. The ultimate goal of the acoustic effort is to go below the excitation frequency with the resonant frequency F res since the desired attenuation starts from the value of √2 * f res only.
이에 따라 6기통 작동으로부터 3기통 작동으로 변환될 때, 만약 노이즈 레벨의 증가가 없다면, 감쇠 관부 (1) 의 공명 주파수는 계수 3.77 에 의해 감소되어야 하는 결과를 갖는다. 이에 따라 14.22의 전체 유효 계수에 의해 감쇠 목의 치수, 즉 길이 및 단면 영역의 변형이 일어난다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 6기통 작동의 이러한 가설계에서, 공명 주파수는 66Hz가 되며, 반면에 감쇠는 150Hz에서 12dB이 될 수 있다 (곡선 30). 3기통 작동으로 변환한 후에, 여기 주파수는 75Hz 가 되며, 감쇠는 13dB의 더 큰 여기로 인해 25dB 에 이른다.Thus, when switching from six-cylinder operation to three-cylinder operation, if there is no increase in the noise level, the resonant frequency of the damping pipe section 1 has the result that the coefficient should be reduced by 3.77. This results in a deformation of the dimensions of the damping neck, i. As shown in FIG. 5, in this temporary design of six-cylinder operation, the resonance frequency is 66 Hz, while the attenuation can be 12 dB at 150 Hz (curve 30). After conversion to three-cylinder operation, the excitation frequency is 75 Hz, and the attenuation reaches 25 dB due to the larger excitation of 13 dB.
예시된 실시예에 따른 흡입 장치에 의해, 75Hz 의 소리가 150Hz 소리보다 낮은 9.5dB(A) 에서 가중되기 때문에, 음향적으로 가중된 레벨은 고정된다. 이 점에 있어서, 22Hz의 공명 주파수에 대한 변조 (modulation) 는 충분하며, 이는 계수3 에 의해 낮아진 주파수를 구성한다. 현재 발생하는 75Hz 의 소리는 20dB 로 감쇠된다 (곡선 31). 도 1 및 도 2 에 도시된 본 발명에 따른 실시예에 따라, 감쇠 목의 길이의 3배 증가 및 표면 영역 단면의 3분의 1 감소가 가능함으로써 바람직한 결과를 만든다.By the suction device according to the illustrated embodiment, the acoustically weighted level is fixed, since the sound of 75 Hz is weighted at 9.5 dB (A) lower than the 150 Hz sound. In this respect, the modulation for the resonant frequency of 22 Hz is sufficient, which constitutes the frequency lowered by the coefficient 3. The current 75 Hz sound is attenuated by 20 dB (curve 31). According to the embodiment according to the invention shown in FIGS. 1 and 2, a three-fold increase in the length of the attenuating neck and a third reduction in the surface area cross section are possible, producing the desired result.
도 6 은 화살표 (12) 방향으로 공기가 통과하도록 된 본 발명에 따른 기류 장치의 더욱 바람직한 실시예 (11) 를 나타낸다. 유로 (15, 16, 17) 는 두 개의 세팅 장치 (13, 14) 사이에 설치되며, 유로 (15, 16, 17) 에서의 유동 방향은 밸브 (18, 19) 에 의해 가변될 수 있다 (여기에서는 보이지 않음). 유로 (15, 16, 17) 로는 가요성 재료가 바람직하므로, 이러한 기류 장치 (11) 는 가용 공간이 많지 않은 지점 (예를 들어 자동차의 엔진 장착부) 에서 유니트상에 수용될 수 있다.6 shows a further preferred embodiment 11 of the airflow device according to the invention, which allows air to pass in the direction of the arrow 12. The flow paths 15, 16, 17 are installed between the two setting devices 13, 14, and the flow direction in the flow paths 15, 16, 17 can be varied by the valves 18, 19 (here Not visible). Since the flexible material is preferable as the flow paths 15, 16, and 17, such an airflow device 11 can be accommodated on the unit at a point where there is not much space available (for example, an engine mount of an automobile).
도 7 은 상세하게 도시된 세팅 장치 (13, 14) 및 밸브 (18, 19) 를 도시하고 있다. 도 6 에 주로 도시된 바와 같이, 밸브 (18, 19) 는 밸브 스템 (20, 21) 을 중심으로 회전가능하며, 이러한 밸브 스템 (20, 21) 은 상호 기계적으로 연결될 수 있다.7 shows the setting devices 13, 14 and the valves 18, 19 shown in detail. As mainly shown in FIG. 6, the valves 18, 19 are rotatable about the valve stems 20, 21, which valves 20, 21 can be mechanically connected to each other.
밸브 (18) 가 도 6 에 도시된 위치에서 세팅 장치에 설치될 때, 유동 기류는 바닥 개구 (22) 를 통과해서 화살표 (12) 방향으로 (도 6 참조) 유동 관 (15) 내로 안내된 후, 세팅 장치 (13) 의 개구 (23) 로 안내된다. 세팅 장치 (13) 에서 밸브 (19) 의 위치를 결정함으로써, 공기는 계속해서 개구 (24) 를 통해 유로 (16) 내로 안내되어 세팅 장치 (14) 의 개구 (25) 에 도달한다. 밸브 (18) 의 위치로 인해, 공기는 여기서 또한 개구 (26) 를 경유해서 유로 (17) 내로 거꾸로 안내되며, 그리고 개구 (27) 를 경유해서 세팅 장치 (13) 에 도달하고, 이 세팅 장치를 통과해서 공기는 외부를 향해 유동할 수 있다.When the valve 18 is installed in the setting device in the position shown in FIG. 6, the flow airflow is guided through the bottom opening 22 in the direction of the arrow 12 (see FIG. 6) into the flow tube 15. , To the opening 23 of the setting device 13. By determining the position of the valve 19 in the setting device 13, air is subsequently guided through the opening 24 into the flow path 16 to reach the opening 25 of the setting device 14. Due to the position of the valve 18, the air is here also directed backwards into the flow path 17 via the opening 26, and reaches the setting device 13 via the opening 27, and the setting device is removed. Passage allows air to flow outward.
따라서, 전술한 유동 경로는 유로 (15, 16, 17) 의 직렬 연결을 포함함으로써, 결과적으로 길고 좁은 감쇠 유동 경로를 만든다.The flow path described above thus comprises a series connection of flow paths 15, 16, 17, resulting in a long and narrow damping flow path.
밸브 (18, 19) 의 선택적 위치에서, 즉 여기에 파선으로 도시된 각각의 개방 상태에서, 세팅 구성요소 (13, 14) 의 모든 개구가 개방됨으로써 공기는 모든 유로 (15, 16, 17) 를 통해 병렬 유동할 수 있다. 따라서, 이는 유로 (15, 16, 17) 를 통해 짧고 넓은 유동 경로를 만든다.In the optional position of the valves 18, 19, ie in each open state shown here by dashed lines, all the openings of the setting components 13, 14 are opened so that air flows through all the flow paths 15, 16, 17. Can flow in parallel. Thus, this creates a short and wide flow path through the flow paths 15, 16, 17.
예시된 실시예에서, 밸브 (18, 19) 의 스템 (20, 21) 은 상호 기계적으로 연결됨으로써 각각의 세팅 장치 (13 또는 14) 에서의 동일한 위치를 가정한다면 대체로 두 개의 밸브는 병렬로 공동으로 조절되며, 서보모터 (servomotor) 에 의해 구동된다. 여기에 도시되지 않은 풀링 캠 (pulling cam) 에 의해, 밸브 스템 (20 또는 21) 중의 하나 상에서, 즉 각각 직접적으로 작동되거나 또는 간접적으로 유도된 밸브 스템상에서, 각각의 간접적으로 유도된 밸브 (18 또는 19) 는 초기 위치에서 소정 각도 영역내에 남아있는 것이 가능함으로써 또 다른 세팅 위치가 제공된다.In the illustrated embodiment, the stems 20, 21 of the valves 18, 19 are mutually mechanically connected so that generally two valves are jointly in parallel if one assumes the same position in each setting device 13 or 14. It is regulated and driven by a servomotor. Each indirectly induced valve 18 or on one of the valve stems 20 or 21, ie on a valve stem directly actuated or indirectly induced, respectively, by means of a pulling cam not shown here. 19) is possible to remain in the predetermined angular area at the initial position, thereby providing another setting position.
이러한 최종적으로 언급된 세팅 위치에서, 공기는 유로 (15, 16 또는 17) 중의 하나만을 통과함으로써, 최초로 언급된 세팅 위치에 대해서, 계수 3 에 의해 유동 경로의 길이에 있어서 감소가 있지만, 동일한 단면을 유지한다. 각각의 구동된 스템이 더욱 회전될 때, 풀링 캠이 작용함으로써 병렬 유동을 제공하는 세팅 위치에 도달된다.In this finally mentioned setting position, air passes through only one of the flow paths 15, 16 or 17, so that, for the first mentioned setting position, there is a reduction in the length of the flow path by the factor 3, but with the same cross section. Keep it. As each driven stem is further rotated, the pulling cam acts to reach a setting position that provides parallel flow.
도면 부호Reference
1: 관부1: tube
2: 화살표 (유동 기류)2: arrow (flow airflow)
2.0 내지 2.5: 화살표 (유동 기류 성분)2.0 to 2.5: arrow (flow airflow component)
3: 제 1 내부 파이프3: first inner pipe
4: 제 2 내부 파이프4: second inner pipe
5: 스톱 플레이트5: stop plate
6, 7: 창6, 7: windows
8: 밀봉 디스크8: sealing disc
9, 10: 중간 공간9, 10: middle space
11: 가요적인 유로를 구비한 실시예11: Example with a flexible flow path
12: 화살표 (유동 기류)12: arrow (flow airflow)
13, 14: 세팅 장치13, 14: setting device
15, 16, 17: 유로15, 16, 17: Euro
18, 19: 밸브18, 19: valve
20, 21: 밸브 스템20, 21: valve stem
22 내지 27: 세팅 장치의 개구22 to 27: opening of setting device
30, 31: 감쇠 성능 곡선30, 31: attenuation performance curve
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980709775A KR20000016206A (en) | 1996-06-03 | 1997-05-09 | Airflow device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE19631036.9 | 1996-08-01 | ||
KR1019980709775A KR20000016206A (en) | 1996-06-03 | 1997-05-09 | Airflow device |
Publications (1)
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---|---|
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Family
ID=19635841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019980709775A KR20000016206A (en) | 1996-06-03 | 1997-05-09 | Airflow device |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20000016206A (en) |
-
1997
- 1997-05-09 KR KR1019980709775A patent/KR20000016206A/en not_active Application Discontinuation
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