DE10215741A1 - Nebenschlussdurchlass zur Geräuschdämpfung eines Leerlaufumgehungsventils - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Dämpfen von Geräusch, das durch ein Motorleerlaufluftumgehungsventil erzeugt wird. Für diesen Zweck wird ein akustischer Nebenschlussdurchlass am Ende des Luftumgehungsdurchlasses angeordnet, um das Geräusch weg von den Außenseiten einer stromabwärtig liegenden Kammer zwangsweise und in Richtung auf innere Hohlräume des Motors, wie etwa einen Zylinderkopf, zu leiten. Der Nebenschlussdurchlass gemäß der Erfindung verringert Geräusch, ohne den Luftstrom durch den Luftumgehungsdurchlass zu beeinträchtigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leerlaufumgehungsan­ ordnung und insbesondere eine Anordnung zum Verringern bzw. Dämpfen von Geräusch, das von Luft herrührt, die durch den Leerlaufumgehungsdurchlass von beispielsweise einem Ventil oder einem anderen Durchlass strömt, der verwendet wird, um Luft unter Leerlaufbedingungen bereitzustellen.

Es ist bekannt, eine Leerlaufumgehungsanordnung für Verbren­ nungsmotoren einzusetzen, die ein Lufteinlasssystem nutzen, das einen Lufteinlasskanal aufweist, der dazu dient, Außenluft zu einem Drosselventilaufbau zur Zuführung in einem Einlass­ verteiler zu leiten.

Da das Drosselventil geschlossen wird, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet, dienen diese Leerlaufumgehungsanordnungen dazu, selektiv Luft in den Motor zuzuführen, wenn das Drossel­ ventil geschlossen ist, bzw. wird. Typischerweise ist das Leerlaufumgehungsventil in dem Einleitsystem angeordnet, um Luft um die Drosselplatte herum zu leiten, so dass die Luft durch einen schmalen Kanal zu dem Ansaugkrümmer bei niedrigen Motordrehzahlen hindurchtreten kann. Die resultierende Luft­ strömung hoher Geschwindigkeit durch den schmalen Kanal er­ zeugt ein Hochgeschwindigkeitsluftgeräusch, das über einen stromabwärtigen Körper, einen Hohlraum bzw. eine Kammer, wie etwa einen Ansaugkrümmer oder den Drosselkörperabstandhalter emittiert wird. Das Hochgeschwindigkeitsgeräusch seinerseits erregt die Flächen bzw. Wände der Kammer, woraus wiederum eine Geräuschabstrahlung von den Außenseiten der Kammer auftritt.

Bei einem Versuch, dieses Geräusch zu verringern, offenbart das auf Choi lautende US-Patent Nr. 5947082 die Positionierung einer getrennten Schalldämpfervorrichtung zwischen einem Aus­ lass des Leerlaufluftumgehungsventils und dem Ansaugkrümmer. Die Geräuschdämpfervorrichtung dient dazu, die Geschwindigkeit der Luft zu verringern, die von dem Umgehungsventil in den An­ saugkrümmer strömt, wodurch darin erzeugtes Geräusch verrin­ gert wird.

Während diese Anordnungen dazu dienen, die Geräuschpegel zu verringern, erfordern diese Anordnungen entweder eine Neuges­ taltung des gesamten effektiven Querschnitts des Leerlaufumge­ hungsdurchlasses oder die Verwendung eines größeren Leerlauf­ luftumgehungsventils um äquivalente Durchsätze durch den Durchlass aufrecht zu erhalten, um die damit verbundene Mini­ mierung von Geräuschpegeln zu erzielen.

Es besteht deshalb ein Bedarf an einer Anordnung zum Verrin­ gern von Geräusch, das durch Luft erzeugt wird, die durch ei­ nen Leerlaufluftumgehungsdurchlass strömt, ohne anderweitig den Strom der Luft durch den Durchlass zu beeinträchtigen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine Anordnung zum Verringern von Ansaugluftgeräusch zu schaf­ fen, die den Luftdurchsatz durch den Leerlaufumgehungsdurch­ lass nicht beeinträchtigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich einer Geräuschdämpfungsanordnung und durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich eines Verfahrens zum Verringern von Geräusch. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach schafft die Vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Geräuschdämpfungsanordnung für einen Leerlaufluft­ umgehungsdurchlass, der zum Zuführen von Luft zu einem Motor verwendet wird, wobei der Leerlaufluftumgehungsdurchlass einen Lufteinlass zum Empfänger eines Luftstroms aus einem Luftan­ saugkanal und einen Luftauslass aufweist, der mit einem Ver­ teiler bzw. Ansaugkrümmer am Motor verbunden ist, um selektiv einen Luftstrom zu veranlassen, den Drosselventilaufbau zu um­ gehen, der mit dem Motor verbunden ist, wobei die Geräusch­ dämpfungsanordnung einen akustischen Nebenschlussdurchlass aufweist, der an dem Leerlaufluftumgehungsdurchlassauslass an­ geordnet ist und dazu dient, durch die durch den Umgehungs­ durchlass strömende Luft erzeugte Schallwellen daran zu hin­ dern, direkt in Richtung auf Außenwände benachbart zu dem Luftdurchlass sich auszubreiten.

Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, den akustischen Ne­ benschlussdurchlass relativ zur Luftströmung zu konturieren, die den Umgehungsdurchlassluftauslass verlässt, um die Schall­ wellen so neu auszurichten, dass sie in Richtung auf den inne­ ren Abschnitt des Motors sich ausbreiten, wie etwa auf den Zy­ linderkopf des Motors. Ferner ist vorteilhafterweise vorgese­ hen, den akustischen Nebenschlussdurchlass an dem Umgehungs­ luftdurchlassauslass zu befestigen oder integral als Teil von diesem zu bilden.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt schafft die Vor­ richtung vorliegend ein Verfahren zum Dämpfen von Geräusch, das durch Luft erzeugt wird, die durch einen Leerlaufluftumge­ hungsdurchlass strömt, der verwendet wird, um einem Motor Luft zuzuführen, wobei der Leerlaufluftumgehungsdurchlass einen Lufteinlass zum Aufnehmen eines Luftstroms aus einem Luftan­ saugkanal und einen Luftauslass aufweist, der mit einem Ver­ teiler bzw. Ansaugkrümmer auf dem Motor verbunden ist, um Luft selektiv einen Drosselventilaufbau umgehen zu lassen, der mit dem Motor verbunden ist, wobei das Verfahren die Schritte auf­ weist, Schallwellen, die durch Luft erzeugt werden, die aus dem Leerlaufluftauslass austritt, umzuleiten und die Schall­ wellen daran zu hindern, direkt auf Außenwände benachbart zum Luftauslass sich auszubreiten.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen akustischen Nebenschlussdurch­ lasses kann Geräusch verringert bzw. gedämpft werden, ohne die Luftströmung durch den Leerlaufluftumgehungsdurchlass zu bein­ trächtigen. Tatsächlich ist es mit Hilfe der Erfindung mög­ lich, die Luftströmungsbegrenzung zu verringern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motors in Block­ form, der einen erfindungsgemäßen Leerlaufluftumgehungs­ ventilschalldämpfer enthält, und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Leerlaufluftumgehungsventil-Schalldämpfer- Nebenschlussdurchlasses.

In Fig. 1 ist ein Motor 10, wie etwa ein Verbrennungsmotor ge­ zeigt, der einen Motorblock 12 und einen daran angebrachten Ansaugkrümmer 14 aufweist. Der Ansaugkrümmer ist typischerwei­ se an einem (nicht gezeigten) Zylinderkopf angebracht. Ein Lufteinlasskanal 16 führt dem Drosselventilaufbau 18 Luft zu, der mit dem Ansaugkrümmer 14 verbunden ist. Wie dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik bekannt, wird Luft durch den Drosselventilaufbau zugemessen, um die Betriebsdrehzahl des Motors zu steuern.

Während des Motorleerlaufs ist es üblich, dass der Drosselven­ tilaufbau in eine geschlossene Position betätigt wird. Dabei ist ein Leerlaufluftumgehungsdurchlass 18 vorgesehen, um Luft dem Ansaugkrümmer zuzuführen, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet. Mehr im Einzelnen ist ein Umgehungswinkelaufbau 20 mit dem Umgehungsluftdurchlass verbunden und wird bei Motor­ leerlauf geöffnet, damit Luft aus dem Einlasskanal 16 durch das Solenoidventil direkt in den Krümmer 14 strömen kann, wo­ durch der geschlossene Drosselventilaufbau 18 umgangen wird. Die Luftmenge, die durch den Leerlaufluftumgehungsdurchlass strömen gelassen wird, erlaubt ein genaues Zumessen von Luft bei geringen Motordrehzahlen, um eine gewünschte Motordrehzahl im Motorleerlauf bereitzustellen.

Wie vorstehend angeführt, führt die Geschwindigkeit der Luft, die den Leerlaufluftumgehungsdurchlass durchsetzt, zu Hochge­ schwindigkeitsluftgeräusch, das daraufhin in umgebende Gerät­ schaften eingetragen wird, wie etwa in den stromabgebenden Körper/den Hohlraum/die Kammer, wie etwa einen Ansaugkrümmer oder einen Drossel(platten)körperabstandhalter. Dies wiederum führt dazu, dass Geräusch von der Gehäuseaußenseite der Kammer abgestrahlt wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der Ge­ räuschpegel verringert durch Begrenzung der Art und Weise, in welcher der Schall/die Luft den Umgehungsdurchlass relativ zum Rest der stromabwärtigen Kammer verlässt. Wie nachfolgend er­ läutert, wird der den Leerlaufluftumgehungsdurchlass erregende Schall in Richtung auf den inneren Teil des Motorblocks/Zylin­ derkopfs umgeleitet und weg von einer direkten Kollision mit den Wänden des Hohlraums/der Kammer. Infolge hiervon wird auf die Wände des Kammerkörpers weniger Energie übertragen, wo­ durch der Schallpegel verringert wird, der von den Außenwänden abgestrahlt wird.

In Fig. 2 ist ein akustischer Luftnebenschlussdurchlass 22 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Mehr im Einzelnen ist der akustische Nebenschlussdurchlass angrenzend an den Auslass des Leerlaufluftumgehungsströmungsdurchlasses 20 innerhalb der um­ gebenden Kammer angeordnet. Der Nebenschlussdurchlass kann in­ tegral am Ende des Luftumgehungsdurchlasses 20 gebildet sein, oder er kann als getrenntes Element gebildet und in geeigneter Weise am Ende des Durchlasses 20 unter den Wänden der Kammer angebracht sein, die das Ende des Durchlasses 20 umgibt bzw. umgeben. Die Kontur bzw. die Form des Nebenschlussdurchlasses ist ein Funktion der Richtung der Luft, die den Umgehungs­ durchlass verlässt und zwar relativ zu den umgebenden Kammer­ wänden. Wie gezeigt, kann es sich bei dem Nebenschlussdurch­ lass um ein gekrümmtes Element handeln, das die Schallwellen im wesentlichen rechtwinklig bei Verlassen des Umgehungsdurch­ lasses umleitet bzw. neu ausrichtet.

Der akustische Nebenschlussdurchlass dient dazu, das resultie­ rende Geräusch zu begrenzen bzw. zu dämpfen, das durch strö­ mende Luft erzeugt wird, indem diese ausbreitungsmäßig umge­ lenkt wird, um die Wände des umgebenden Körpers nicht direkt zu treffen. Demnach werden mit der Luftübertragung der Schall­ wellen von der Außenwand bzw. den Außenwänden 24 des Hauptkör­ pers des Ansaugkrümmers weggeleitet, wodurch wiederum die Vib­ ration dieser Wände durch das Geräusch verringert wird. Durch erneutes Ausrichten bzw. Umleiten dieses Geräusches wird die Amplitude des auf die Wände 24 einfallenden Geräusches signi­ fikant verringert bzw. gedämpft.

Eine signifikante Verringerung kann bezüglich Schallpegeln er­ zielt werden, die in einer konstanten Position über dem Haupt­ körper des Ansaugkrümmers liegen. Außerdem wird die Verringe­ rung bzw. Dämpfung von Schallpegeln vorteilhafterweise er­ zielt, ohne den Luftstrom durch den Leerlaufluftumgehungs­ durchlass zu behindern. Infolge hiervon sind keine Maßnahmen erforderlich um den anderweitig auftretenden Verlust des Luft­ stroms auszugleichen, wie etwa bei bekannten Anordnungen zum Verringern bzw. Dämpfen von Geräuschpegeln. Da der Neben­ schlussdurchlass verhindert, dass Luft aus dem Leerlaufluftum­ gehungsdurchlass strömende Luft direkt auf die Luft trifft, die durch den Hauptkörper des Ansaugkrümmers strömt, kann sich die durch den Nebenschlussdurchlass hindurch tretende Luft mit der Luft in dem Hauptkörper ohne Energieverlust mischen.

Während vorstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und erläutert wurden, sind diese zahlreichen Ab­ wandlungen und Modifikationen zugänglich, die sämtliche im Um­ fang der anliegenden Ansprüche liegen.

Claims (11)

1. Geräuschdämpfungsanordnung für einen Leerlaufluftumge­ hungsdurchlass, der zum Zuführen von Luft zu einem Motor verwendet wird, wobei der Leerlaufluftumgehungsdurchlass einen Lufteinlass zum Aufnehmen eines Luftstroms aus einem Luftansaugkanal und einen Luftauslass aufweist, der mit einem Verteiler bzw. Ansaugkrümmer am Motor verbunden ist, um selektiv einen Luftstrom zu veranlassen, den Drossel­ ventilaufbau zu umgehen, der mit dem Motor verbunden ist, wobei die Geräuschdämpfungsanordnung aufweist:
einen akustischen Nebenschlussdurchlass, der an dem Leer­ laufluftumgehungsdurchlassauslass angeordnet ist und dazu dient, durch die durch den Umgehungsdurchlass strömende Luft erzeugte Schallwellen daran zu hindern, direkt in Richtung auf Außenwände benachbart zu dem Luftdurchlass sich auszubreiten.

2. Geräuschdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der akustische Nebenschlussdurchlass relativ zu der Strömung von Luft konturiert ist, die den Umgehungsdurchlassluft­ auslass verlässt, um die Schallwellen in Richtung auf ei­ nen inneren Teil des Motors umzuleiten.

3. Geräuschdämpfungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der in­ nere Teil des Motors einen Zylinderkopf umfasst.

4. Geräuschdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der akustische Nebenschlussdurchlass dazu dient, die Schallwel­ len-Ausbreitung in Richtung auf den Zylinderkopf umzulei­ ten.

5. Geräuschdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der akustische Nebenschlussdurchlass am Luftauslass des Umge­ hungsdurchlasses befestigt ist.

6. Geräuschdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der akustische Nebenschlussdurchlass integral als Teil des Luftauslasses des Umgehungsdurchlasses gebildet ist.

7. Verfahren zum Dämpfen von Geräusch, das durch Luft erzeugt wird, die durch einen Leerlaufluftumgehungsdurchlass strömt, der verwendet wird, um einem Motor Luft zuzufüh­ ren, wobei der Leerlaufluftumgehungsdurchlass einen Luft­ einlass zum Aufnehmen eines Luftstroms aus einem Luftan­ saugkanal und einen Luftauslass aufweist, der mit einem Verteiler bzw. Ansaugkrümmer auf den Motor verbunden ist, um Luft selektiv einen Drosselventilaufbau umgehen zu las­ sen, der mit dem Motor verbunden ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Umleiten von Schallwellen, die durch Luft erzeugt werden, die aus dem Leerlaufluftauslassaustritt, und verhindern, dass die Schallwellen direkt auf Außenwände benachbart zum Luftauslass sich auszubreiten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Umleiten des Schalls das Positionieren eines akustischen Nebenschlussdurchlas­ ses an dem Umgehungsluftdurchlassauslass umfasst, wobei der akustische Nebenschlussdurchlass dazu dient, die Aus­ breitung der Schallwellen in Richtung auf den inneren Teil des Motors zu leiten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Leiten der Ausbrei­ tung der Schallwellen in Richtung auf den inneren Teil des Motors das Leiten der Schallwellen in Richtung auf einen Zylinderkopf umfasst, der an dem Motor angebracht ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Positionieren des akustischen Nebenschlussdurchlasses das Befestigen dessel­ ben an dem Luftauslass des Umgehungsdurchlasses umfasst.

11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Positionieren des akustischen Nebenschlussdurchlasses das integrale Bilden des akustischen Nebenschlussdurchlasses als Teil des Luft­ auslasses des Umgehungsdurchlasses umfasst.