DE102011108871A1

DE102011108871A1 - Resonator

Info

Publication number: DE102011108871A1
Application number: DE102011108871A
Authority: DE
Inventors: Ho Jun HWANG
Original assignee: LS Mtron Ltd
Current assignee: LS Mtron Ltd
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-07-19
Also published as: US8348012B2; US20120181107A1; CN102588166A; KR101211301B1; KR20120082149A; CN102588166B

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Resonator und insbesondere auf einen Resonator, der am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeugs installiert und mit einem Helmholtz-Resonator und einem Resonator des Hohlkehlen-Typs kombiniert ist, um sowohl hochfrequentes Geräusch als auch niederfrequentes Geräusch zu dämpfen. Der Resonator, das am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeug installiert ist, um ein Ansauggeräusch zu dämpfen, enthält: wenigstens einen Helmholtz-Resonator mit einem Hohlraum in einem Lufteinleitungsweg, der sich in einen Luftkanal erstreckt, so dass der Hohlraum in einer radialen Richtung des Luftkanals ausgebildet ist; und wenigstens einen Resonator des Hohlkehlen-Typs, der am Ausgang des Helmholtz-Resonators vorgesehen ist und in der radialen Richtung des Luftkanals nach außen vorsteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Resonator und insbesondere auf einen Resonator, der am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeugs installiert und mit einem Helmholtz-Resonator und einem Resonator des Hohlkehlen-Typs kombiniert ist, um sowohl niederfrequente als auch hochfrequente Geräusche zu dämpfen.
Ein Ansaugsystem eines Fahrzeugs für die Verbrennung eines Kraftstoffs leitet in einen Motor Luft ein, die sich anschließend durch einen Schnorchel, einen ersten Resonator, einen Luftfilter, einen Turbolader, einen zweiten Resonator, einen Ladeluftkühler, einen Luftkanal und einen Motorkrümmer bewegt.
Während Luft angesaugt wird, werden ein Pulsationsgeräusch, das ein Geräusch von Fluid ist, das durch Öffnen oder Schließen eines Ansaug- oder Ausstoßventils bewirkt wird, und ein Luftströmungsgeräusch, das ein Geräusch von Turbulenzen ist, das durch den Wirbel oder die Kollision bewirkt wird, wenn sich ein schneller Abgasstrom durch einen Schalldämpfer bewegt, erzeugt.
Das Geräusch ist Schall mit einer hörbaren Frequenz (16 Hz bis 20 kHz), der von Personen sinnlich unerwünscht ist, darunter Schallwellen, die durch die Vibration der Luft erzeugt werden. Die Schallwelle wird durch eine sehr kleine Verlagerung von Luftpartikeln erzeugt, die wie ein Pendel an der gleichen Stelle wiederholt vibrieren.
Um ein angenehmes Gefühl für einen Fahrer und ein sicheres Fahren zu gewährleisten, ist das Reduzieren des Geräusches notwendig. Der erste Resonator und der zweite Resonator werden zum Reduzieren des Geräusches verwendet.
Ein Helmholtz-Resonator wird weit verbreitet verwendet, um Schall zu reduzieren. Der Helmholtz-Resonator enthält einen Hals und eine Resonanzkammer mit einer vorgegebenen Kapazität. Der Helmholtz-Resonator ist an einem bestimmten Luftkanal angebracht, um Schall mit einer speziellen inhärenten Frequenz zu vermindern.
Als Techniken, die den Helmholtz-Resonator verwenden, offenbaren die koreanische Patentveröffentlichung Nr. 1999-0049960 einen Helmholtz-Resonator mit veränderlichem Volumen und die koreanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-0047083 einen Reihen-Helmholtz-Resonator. Diese Techniken weisen jedoch dahingehend eine Einschränkung auf, dass lediglich ein Geräusch mit einem begrenzten Frequenzband gedämpft werden kann.
Des Weiteren offenbart die koreanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 1998-033640 , dass ein Überlagerungsschalldämpfer zum Dämpfen eines hochfrequenten Geräusches am Eingang eines Resonators zum Dampfen eines niederfrequenten Geräusches vorgesehen ist, um sowohl die niederfrequenten als auch die hochfrequenten Geräusche zu dampfen.
Dieser Aufbau ist jedoch geeignet für den ersten Resonator, der am Ausgang eines Schnorchels installiert ist, und der Überlagerungsschalldämpfer hat einen Überlagerungsbereich von 3 kHz und darunter. Außerdem ist das Überlagerungsprinzip ein Halb- oder Viertel-Wellenlängen-Luftkanal-Prinzip (Längenänderungsprinzip). Dabei kann der Überlagerungsschalldämpfer nicht in geeigneter Weise verwendet werden, wenn sich die Frequenz des Geräuschbereichs weiter ändert, und deswegen ist dieser Aufbau für den zweiten Resonator, in den Luft durch den Turbolader schnell eingeleitet wird, nicht geeignet. Des Weiteren weist der innere Aufbau des Überlagerungsschalldämpfers eine Gitterplatte und eine Kammer auf, wodurch sein Volumen groß wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Resonator zu schaffen, der die oben erwähnten Nachteile nicht besitzt und so beschaffen ist, dass er am Ausgang eines Turboladers installiert werden kann, um Geräusche sowohl im niederfrequenten als auch im hochfrequenten Band zu dampfen.
In einem Aspekt wird ein Resonator geschaffen, der am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeugs installiert wird, um ein Ansauggeräusch zu dämpfen, und umfasst: wenigstens einen Helmholtz-Resonator mit einem Hohlraum in einem Lufteinleitungsweg, der sich in einen Luftkanal erstreckt, so dass der Hohlraum in einer radialen Richtung des Luftkanals ausgebildet ist; und wenigstens einen Resonator des Hohlkehlen-Typs, der am Ausgang des Helmholtz-Resonators vorgesehen ist und in der radialen Richtung des Luftkanals nach außen vorsteht.
Der Helmholtz-Resonator kann einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt basierend auf dem Hohlraum aufweisen, und die Länge des vorderen Abschnitts kann kleiner sein als die Länge des hinteren Abschnitts.
Der Resonator des Hohlkehlen-Typs kann einen ersten Resonator des Hohlkehlen-Typs und einen zweiten Resonator des Hohlkehlen-Typs enthalten, die längs des Lufteinleitungswegs nacheinander ausgebildet sind, wobei die Breite des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs kleiner sein kann als die des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs und die Höhe des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs größer sein kann als die des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Resonator nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine Schnittansicht, die einen Resonator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die offenbart ist, schematisch zeigt; und
2 eine grafische Darstellung, die die Durchgangsdämpfung eines Geräusches gemäß einem Frequenzband durch Anwenden des Resonators der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
Im Folgenden werden beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind, genauer beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als eingeschränkt auf die hier dargestellten beispielhaften Ausführungsformen betrachtet werden. Diese beispielhaften Ausführungsformen werden dagegen geschaffen, so dass die Erfindung gründlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung einem Fachmann vollständig vermittelt. In der Zeichnung können Einzelheiten von bekannten Merkmalen und Techniken weggelassen sein, um eine unnötige Verschleierung der Ausführungsformen zu vermeiden.
Die hier verwendete Terminologie dient für den Zweck, bestimmte Ausführungsformen lediglich zu beschreiben und ist nicht als Beschränkung der Erfindung vorgesehen. Es ist vorgesehen, dass die hier verwendeten Singularformen ”ein” und ”der, die bzw. das” ebenso die Pluralformen beinhalten, falls im Kontext nicht deutlich anderes angegeben. Des Weiteren stellt die Verwendung der Ausdrücke ein usw. keine Quantitätsbegrenzung dar, sondern gibt stattdessen das Vorhandensein von wenigstens einem der bezeichneten Gegenstände an. Die Verwendung der Ausdrücke ”erste”, ”zweite” und dergleichen impliziert keine bestimmte Reihenfolge, sondern sie sind enthalten, um einzelne Elemente zu kennzeichnen. Darüber hinaus bezeichnet die Verwendung der Ausdrücke erste, zweite usw. keine Reihenfolge oder Wichtigkeit, die Ausdrücke erste, zweite usw. werden stattdessen verwendet, um die Elemente voneinander zu unterscheiden. Es ist des Weiteren klar, dass die Ausdrücke ”umfassen” und/oder ”umfasst” oder ”enthalten” und/oder ”enthält”, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Regionen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, Regionen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen hiervon ausschließen.
Falls nicht in anderer Weise definiert haben alle hier verwendeten Ausdrücke (einschließlich technische und wissenschaftliche Ausdrücke) die gleiche Bedeutung, die von einem Fachmann verstanden wird. Es ist des Weiteren klar, dass Ausdrücke wie jene, die in gewöhnlich verwendeten Wörterbüchern verwendet werden, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik und der Erfindung konsistent ist, und dass sie nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, falls hier nicht ausdrücklich definiert.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente. Die Form, Größe und Bereiche und dergleichen der Zeichnung können zur Klarheit vergrößert sein.
1 ist eine Schnittansicht, die einen Resonator gemäß einer hier offenbarten beispielhaften Ausführungsform schematisch zeigt.
In 1 ist der Resonator 100 dieser Ausführungsform am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeugs installiert, um ein Ansauggeräusch zu dämpfen, und enthält wenigstens einen Helmholtz-Resonator 120 und 130 und wenigstens einen Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und 150. In 1 sind zwei Helmholtz-Resonatoren 120 und 130 und zwei Resonatoren des Hohlkehlen-Typs 140 und 150 parallel vorgesehen, es können jedoch mehrere Helmholtz-Resonatoren und mehrere Resonatoren des Hohlkehlen-Typs in Übereinstimmung mit einem zu dämpfenden Frequenzband hinzugefügt werden.
Der Helmholtz-Resonator 120 und 130 weist einen Hohlraum 120a und 130a in einem Lufteinleitungsweg auf, der sich in einen Luftkanal 110 erstreckt, so dass der Hohlraum 120a und 130a in einer radialen Richtung des Luftkanals 110 ausgebildet ist. Die in den Luftkanal strömende Luft wird durch den Hohlraum 120a und 130a teilweise in den Helmholtz-Resonator 120 und 130 eingeleitet, um Resonanz zu bewirken. Der Helmholtz-Resonator 120 und 130 dieser Ausführungsform dämpft im Allgemeinen ein Geräusch im niederfrequenten Band 2 kHz bis 5 kHz.
Der Helmholtz-Resonator 120 und 130 kann außerdem einen Eingangsabschnitt und einen Ausgangsabschnitt basierend auf dem Hohlraum 120a und 130a in der Weise aufweisen, dass die Länge L1 und L3 des Eingangsabschnitts kleiner ist als die Länge L2 und L4 des Ausgangsabschnitts.
Der Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und 150 ist am Ausgang des Helmholtz-Resonators 120 und 130 vorgesehen und steht in der radialen Richtung des Luftkanals 110 nach außen vor. Der Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und 150 enthält einen ersten Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und einen zweiten Resonator des Hohlkehlen-Typs 150, die im Wesentlichen längs des Lufteinleitungswegs ausgebildet sind. Die Breite W1 des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs 140 kann kleiner sein als die Breite W2 des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs 150 und die Höhe H1 des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs 140 kann größer sein als die Höhe H2 des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs 150. Mit anderen Worten der Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und 150 bewirkt Resonanz durch Vergrößern und Verkleinern eines Luftkanals, bei dem sich ein Querschnittsbereich ändert, wodurch im Allgemeinen ein Geräusch in einem hochfrequenten Band von 7 kHz bis 11 kHz gedämpft wird.
2 ist eine grafische Darstellung, die eine Durchgangsdämpfung eines Geräusches gemäß einem Frequenzband durch Anwenden des Resonators gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Unter Bezugnahme auf 2 konnte ermittelt werden, dass das Geräusch in einem niederfrequenten Band von 2 kHz bis 5 kHz und das Geräusch in einem hochfrequenten Band von 7 kHz bis 11 kHz große Durchgangsdämpfungen aufweisen. Mit anderen Worten, der hier offenbarte Resonator 100 kann sowohl das niederfrequente Geräusch als auch das hochfrequente Geräusch dampfen, indem der Helmholtz-Resonator 120 und 130 und der Resonator des Hohlkehlen-Typs 140 und 150 parallel verwendet werden.
Der Resonator gemäß dieser Erfindung kann Geräusch in beiden niederfrequenten und hochfrequenten Bändern durch Kombinieren eines Helmholtz-Resonators und eines Resonator des Hohlkehlen-Typs dampfen.
Während die beispielhaften Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, ist einem Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen an Form und Einzelheiten ausgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung, die durch die angefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
Außerdem können viele Modifikationen ausgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder Material an die Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichen Umfang abzuweichen. Es ist deswegen beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll, die als die bester Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, sondern dass die vorliegende Erfindung alle Ausführungsformen enthalten soll, die in den Umfang der angefügten Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1999-0049960 [0007]
KR 2009-0047083 [0007]
KR 1998-033640 [0008]

Claims

Resonator (100), der am Ausgang eines Turboladers eines Fahrzeugs installiert ist, um ein Ansauggeräusch zu dämpfen, wobei der Resonator umfasst: wenigstens einen Helmholtz-Resonator (120, 130), der einen Hohlraum (120a, 130a) in einem Lufteinleitungsweg aufweist, der sich in einen Luftkanal (110) erstreckt, so dass der Hohlraum (120a, 130a) in einer radialen Richtung des Luftkanals (110) ausgebildet ist; und wenigstens einen Resonator des Hohlkehlen-Typs (140, 150), der am Ausgang des Helmholtz-Resonators (120, 130) vorgesehen ist und in der radialen Richtung des Luftkanals (110) nach außen vorsteht.
Resonator (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Helmholtz-Resonator (120, 130) einen Eingangsabschnitt und einen Ausgangsabschnitt basierend auf dem Hohlraum (110) aufweist und die Länge des Eingangsabschnitts kleiner ist als die Länge des Ausgangsabschnitts.
Resonator (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator des Hohlkehlen-Typs (140, 150) einen ersten Resonator des Hohlkehlen-Typs (140) und einen zweiten Resonator des Hohlkehlen-Typs (150), die längs des Lufteinleitungswegs nacheinander ausgebildet sind, aufweist, wobei die Breite des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs (140) kleiner ist als die des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs (150) und die Höhe des ersten Resonators des Hohlkehlen-Typs (140) größer ist als die des zweiten Resonators des Hohlkehlen-Typs (150).