JP3645864B2 - 自動車両における騒音構成のための装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車両における騒音構成のための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
音響技術の進歩のおかげで、最近の設計の自動車両、特に洗練されたスポーツカークラスの自動車両は、自動車両の乗客空間における高い騒音快適性によって区別される。高い騒音快適性はこの場合には、低い音圧レベルと大幅に抑制された騒がしい騒音を特徴とする。これはまた法定の規制に関して自動車両の外部騒音にも適用され、この規制にしたがって、例えばドイツ連邦共和国では、74dB(A)最高音圧レベルが規定されている。
【0003】
上述の自動車両を使用する、あるいは購入することを決定する際に感情的要素が増えつつあり、特に特定タイプの自動車両を標的とする自動車両の室内および外部騒音の構成が重要になりつつある。
【0004】
高級スポーツカークラスの自動車両は室内で音圧レベルが低いので、自動車両の室内で優勢なエンジン騒音のみによって自動車両の中に配置された内燃機関の瞬間的負荷状態を検知することは、運転者にとって比較的困難なことが多い。しかしながらこのことは、正確にはスポーツカーの分野において、確かにそのような自動車両を使用または購買する際に運転者の主観的な印象が関与する自動車両があるため、しばしば望ましい。
【0005】
それでもなお、エンジンの騒音によって走行中にエンジンの負荷状態を運転者が検知できるようにするために、遮音システムに関する処置がとられ、これは外部騒音レベルの増加を意味することがある。これはしばしば結果的に隣接周辺または環境に対してかなりの公害となる。さらにまた、法制上の規定があるために、外部騒音レベルを非常に限定された範囲にのみ増加することもできる。
【0006】
上述の問題点はすでに認識されており、DE19704376A1から、自動車両の内燃機関用エアフィルタ配置のフィルタハウジングを、管路を通じて音響的に自動車両の乗客空間に接続することが知られている。
【0007】
DE4233252C1は、吸気または排気系統の主管路が1つの管路を通じて乗客空間に接続されている、自動車両を開示している。ダイアフラム(diaphragm)が乗客空間へ入る管路の流出領域に配置されており、加速ペダルに依存して調節可能であるスロットルバルブがダイアフラムと主管路との間に配置されている。
【0008】
DE4435296A1は、DE4233252C1から知られた配置が改善されるべきである内燃機関を有する自動車両を開示している。この目的のために、少なくとも1つの音響共鳴器を備えた管路が、パイプピースとは向きが反対の側でダイアフラムに隣接している。
【0009】
しかしながら、特に過給内燃機関に関しては、すなわち過給機または圧縮機付きの内燃機関では、吸気管路からダイアフラムへ通じる管路では、ダイアフラムが非常に高い静的事前負荷にさらされるほど高い圧力が優勢になるという問題があり、この非常に高い静的事前負荷は、ダイアフラムが過度の曲げを受けるので音波伝達用のダイアフラムの働きを阻害するのみならず、運転中におけるダイアフラムの破損を除外できないほどダイアフラムに対して負荷を招くこともある。周知の従来技術のさらなる欠点は、例えば室内に伝達される音響パターンを僅かしか左右できないことである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、いかなる困難性もなく過給内燃機関にも適している自動車両における騒音構成のための装置を提供することである。しかしながら、このような装置は、非過給内燃機関にも適するべきであり、さらに内燃機関から発散して適切に伝達すべき音響パターンをできるだけ広い範囲で簡単に左右することを可能にする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明によれば請求項1の特徴部分に記載の特徴によって達成される。
即ち本発明は、少なくとも2つの区間に区分されている少なくとも1つの中空体を有し、1つの空間は自動車両に配置されたガス搬送部分に連結されており、もう1つの空間は自動車両の室内および/またはエンジン空間に、および/または自動車両を取り巻く空間に音響的に結合されている、自動車両における騒音構成のための装置であって、中空体が本質的に音響的に不活動の壁によって2つの空間に区分されていること、および両空間の中に延びる振動部材が中空体の中に配置されていることを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、中空体は、本質的に音響的に不活動の壁によって2つの区間に区分されている。したがってガス搬送部分に連結された空間から、室内に音響的に結合された空間、および/またはエンジン空間、および/または自動車両を取り巻く空間に本質的に音波を伝達しないこの壁によって、中空体は2つの空間に互いに分離され、これらの空間は、過給内燃機関の場合でも困難なく圧力負荷にさらすことができる。ここでは過給内燃機関の場合でも、中空体をスロットルバルブの上流に直接連結することが可能で、この結果、中空体がエアフィルタに連結されると流れ騒音と低い音圧レベルによって好ましくないことが多い音響特性を回避することができる。
【0013】
本発明による壁を、発生する音響負荷に容易に対処できるほど堅固になるように設計することもできる。壁の適切な選択はそれぞれの適用例によって異なる。
【0014】
本発明によって両空間の中に延びている振動部材が、音波をガス搬送空間に連結された空間から室内に音響的に結合された空間の中に伝達するために設けられている。こうして、内燃機関の領域で発生する騒音は室内、および/またはエンジン空間、および/または自動車両を取り巻く空間に伝達されるので、運転者は、内燃機関の騒音の負荷に依存する印象を音響的に検知することができる。
【0015】
本発明により音波の伝達が2つの空間の分離部から離れることによって、振動部材を設計するための複数の可能性が得られ、したがって、本発明による装置は最も多様な内燃機関、最も多様な自動車両、および最も多様な適用分野に使用することができるという利点を必然的に伴う。中空体から出たものを室内、エンジン空間、またはさもなければ外部に導くことができるのは有利である。
【0016】
外部音響レベルを増加して結果的に排気系統をできるだけ遮音可能にすることは必要なく、こうして環境および自動車近接周辺を騒音から著しく解放することに通じることは有利である。室内騒音の設定は外部騒音から分離される。
【0017】
さらにまた、風の騒音や自動車のローリング騒音などの妨害外部騒音は、運転者には通常不愉快と感じられるが、これまでは運転者の音響方向定位のためには必要であり、今では、本発明による装置の助けによって内燃機関の負荷状態に関する情報が騒音をできるだけ快適に感じるように運転者によって吸収できるようになって以来、室内からできるだけ遠ざけることができるので、妨害騒音から自動車の室内を遮断することが可能である。
【0018】
本発明の有利な展開では、振動部材は2つの空間をそれぞれ部分空間に区分することができ、少なくともガス搬送部分に連結された空間の部分空間は、圧力補償を可能にするために互いに連結されている。
【0019】
こうして振動部材が2つの空間を確実にさらに再区分すると、これは内燃機関から発散する音波のさらにすぐれた伝達またはより高い増幅を可能にするので、本発明による装置の効果が増加する。この点から、必要な圧力補償が少なくともガス搬送部分に連結された空間の部分空間の連結によって得られる。
【0020】
さらに別の実施形態では、この連結は例えば孔または導管によって形成することができる。
【0021】
本発明のさらに別の有利な実施形態において、自動車両の室内および/またはエンジン空間に、および/または自動車両を取り巻く空間に通じる管路の中にさらにもう1つの中空体が配置されて、この場合、中空体の入口に吸収材料が配置されている場合には、中空体および吸収材料の相応な設計によって、伝達される音響の高周波成分の低減と同時に高周波部分の強化が可能である。この実施形態は、振動部材のみがダイアフラムとして設計され、音響的に不活動の壁が予め備えられていない場合にも、適用することができよう。
【0022】
本発明のさらなる有利な改善と展開は、残りの従属請求項、および添付の図面によって原則を説明した例示的な実施形態から得ることができる。
即ち、振動部材が中空体に連結された弾性ダイアフラムとダイアフラムに取り付けられた少なくとも1つのプレートを有すること、振動部材がプレートとして設計されていること、振動部材が回転中心の周りに回転可能に取り付けられていること、回転中心が本質的に音響的に不活動の壁上に位置すること、振動部材が、少なくとも1つの連結部材を介して互いに連結された2つのプレートを有し、プレートはそれぞれ各空間に配置されていること、2つのプレートが異なる断面を有すること、連結部材がプレートを互いに連結する少なくとも1つのロッドとして設計されていること、ロッドが1つの空間からもう1つの空間へ入る領域において密封装置を備えていること、密封装置がロッドを受け入れる孔の中に配置された可とう性ダイアフラムとして設計され、ダイアフラムはロッドに連結され、孔の直径はプレートの直径よりもはるかに小さいこと、連結部材が磁気カップリングを有すること、プレートがサンドウィッチ形の構造で設計され、被覆を備えていること、ガス搬送部分が内燃機関の吸気管であること、ガス搬送部分が排気系統であること、中空体の少なくとも2つの空間の1つが管路部を通じて自動車両のガス搬送部分および/または自動車両を取り巻く空間に連結され、少なくとも1つの他の空間が少なくとも1つの通路を介して、自動車両の室内および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間に音響的に結合されていること、ダイアフラムが気密および液漏れのない材料からなること、複数の振動部材が中空体の内部にあること、部分空間が孔を通じて周辺に連結されていること、空間に位置する振動部材の小部分が空間の小部分より大きいこと、空間に位置する振動部材の小部分が空間の小部分より大きいこと、振動部材の運動を制限するために少なくとも1つのストップが中空体の内部に配置されていること、もう1つの中空体が、中空体と室内および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間との間に配置されていること、少なくとも1つの通路がそれぞれ、2つの部分空間から室内および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間に通じていること、少なくとも1つの閉止装置が中空体の下流に配置されていること、少なくとも1つの閉止装置が中空体の上流に配置されていること、少なくとも1つの閉止装置が電気式、液圧式、または空気式に作動可能であること、などである。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、全体は図示されていない自動車両における騒音構成のための装置1を線図で示す図である。装置1はこの場合には、自動車両の室内2および/または図示されていないエンジン空間、および自動車両の周辺の両方における騒音、すなわち自動車両の内部騒音および/または外部騒音を左右することができる。
【0024】
吸気管3に流入する空気は、噴射装置4によって周知の方法で燃料と混合される。同時に噴射装置4は同様な方法でそれぞれ吸気導管5の中に置かれており、吸気導管5は、空気の流れる方向(矢印を参照)に見て吸気管3の下流に配置され、この例では、吸気管3の統合された部分として考えられる。吸気導管5は共に、自動車両の中に配置された内燃機関7の個々の気筒6において終端する吸気マニホルド5aを形成し、これらの気筒に混合気を供給する。もちろん内燃機関7を、直接噴射内燃機関7として設計することもできる。
【0025】
混合気の燃焼の結果として発生する排気ガスは、排気系統8および出口オリフィス9を通じて排出される。排気系統8は、それ自体周知の方法で排気マニホルド8aによって内燃機関7に連結されている。
【0026】
ホース管路として設計されることが好ましい管路部10は、吸気マニホルド5aの上流において吸気管3から分岐している。管路部10は、本発明の例示的な実施形態においては少なくとも近似的に円筒形状を有する大容積の中空体12の空間11に出る。事実上、中空体12の形状はその機能において非常に小さな部分を演じるにすぎないので、他のどのような容積形状も中空体12のために可能であることはもちろんである。
【0027】
さらにまた、上に説明した装置1のあらゆる実施形態について、複数の中空体12を並列および直列の両方で他の中空体と組み合わせることも可能である。
【0028】
図3による第1の例示的な実施形態から判断できるように、音響的に不活動の壁13と振動部材(振動素子)14は中空体12の内部に位置する。この実施形態では堅固に設計された壁13は、中空体12をすでに述べた入口側の空間11と、さらに別の出口側の空間15とに区分する。したがって吸気管3で発生した音波を本質的に壁13から空間15に伝達することができない。「本質的に」という表現は、これに関しては、壁13を通る音波の伝達を、装置1の本質を構成する振動部材14を通る下記の音波伝達と比較すれば、無視できることを意味する。
【0029】
振動部材14は、両空間11、15の中に延び、したがって空間11の中に存在するかまたは空間11の中に移る音波を、空間15の中へおよびこの空間から室内2へ、または空間15から出ており管路10のようにホース管路として設計されることが好ましい通路16が通じている他のいずれかの空間へ伝達する働きをする。言い換えれば、振動部材14は、空間11、15を音響的に他の空間と連結する。好ましい実施形態では、振動部材14は、中空体12に連結された薄い弾性ダイアフラム17と、弾性ダイアフラムに取り付けられて、例えばサンドウィッチ形状の構造で被覆を施されたプレート18とを有する。サンドウィッチ形状の構造の代わりに、他のどのような軽量構造形態もプレート18のために可能である。重要なことは、プレート18の低質量と同時に高い剛性を有することである。
【0030】
振動部材14は、この場合には、振動部材14と壁13との交差点によって形成された回転中心19の周りに回転可能に取り付けられている。したがって、回転中心19の周りに部材14が振動する結果、管路部分10に存在する音響は通路16に伝達される。ダイアフラム17はこれらの音波を一方ではその弾性によって増幅し、他方では、ダイアフラム17の存在によって空間11におけるより高い圧力が形成可能であり、この圧力が振動部材14のより大きな曲げを引き起こすことによって増幅する。プレート18はできる限り堅固に作られているので、音波によってその回転中心19の周りに回転するのみで、プレート18の可能な限り低い特性的振動が発生する。同時にプレート18は、その加速のために大きな力を全く必要としないように、できるだけ軽いものでなければならない。さらに、特性モードを特に振動中に、例えばプレート18のより軟らかいまたはより硬い設計によって利用できるように、プレート18を設計することが可能である。
【0031】
振動部材14は、2つの空間11、15をこの場合には部分空間11a、11b、15aと15bにそれぞれ区分する。部分空間11aと11bとの間の圧力差を補償するために、これらは互いに連結され、この場合にはこれは導管20によって行なわれ、導管20は中空体12の外側に取り付けられ、部分空間11a、11bを互いに連結し、そして例えばホースによって構成されてもよい。部分空間15aと15bはまた、これらを互いに連結する連結する導管21によっても連結され、圧力の補償は、部分空間15a、15bにおける極めて小さな圧力差を考慮して、空間11におけるよりも重要ではない。正確にするためには、空間11において、比較的高い静圧が図1によれば吸気管3に配置された圧縮機22のために優勢であるという問題がある。圧縮機22の代わりにブロワを設けることもできる。部分空間11a、11bの連結部がなければ、この圧力はもちろん部分空間11aに置いてのみ優勢であり、これは振動部材14上における、特に振動部材14のダイアフラム17上における高い負荷となる。さらに孔を通じて部分空間15aを周囲に連結することもできる。
【0032】
導管20、21の代わりに、図示されていないが孔を圧力補償のためにプレート18および/またはダイアフラム17に設けることもできる。孔のサイズはもちろん動的負荷の下でプレート18の曲げを左右することになる。さらにまた導管20、21を、これらが特定の静的圧力差の場合にのみ開き、さもなければ閉じるように、設計することもでき、この開閉は例えば導管20、21の内部におけるボールまたは類似の閉止部材によって実施することができ、これはバルブとして、また相応に設計される場合には低域フィルタとして作用する。
【0033】
ダイアフラム17とプレート18との組合せとしての実施形態に対する代替案として、振動部材14をプレート18によってのみ形成することもでき、次いでプレート18は同様に回転中心19に回転可能に取り付けることができる。それから中空体12またはその壁の内側は、部分空間11a、11bの連結および適切であれば部分空間15a、15bの連結も、振動部材14が特定の回転角度を超過する場合には起るように、設計することができる。このような実施形態を図4に線図で図示するが、参照記号18’は曲った状態におけるプレートを示しており、この場合、部分空間11a、11bは互いに連結されている。
【0034】
振動部材14の過度の曲りを防ぐために、この場合には中空体12の内側に取り付けられて、例えば孔あきプレートとして設計されるストップ23が設けられる。さらにまた空間15の内部に、室内2、または通路16が通じる先の他の空間において発生する音波の通過を、したがって騒音の通過を変える部材(素子)24が配置される。
【0035】
さらにまた、図1と図2によれば、吸収材料25が管路部10にコンパクトな形で配置されている。例えばグラスウールなどの吸収材料25の設計と材料は、特に装置1の伝達特性を決定する。さらに、管路部10に似た方法で、吸収材料26が管路部16にコンパクトな形で配置されている。吸収材料25、26はまた、図示されていない方法で、堅固な格子構造と格子構造を囲む透気性材料とを有する。さらにまた吸収材料25、26を、細い繊維材料から焼結によって製造することができる。適切である場合には、吸収材料25、26を省くこともできる。
【0036】
こうして構成部分10、11、14、15、16、17、18、25、および26は、定義された伝達挙動を有する振動器チェーンを構成する。この伝達挙動の変化は、個別部材の伝達挙動の変化、例えば吸収材料25、26の減衰挙動の変化、管路部分10、16の長さまたは断面積の変化、管路部分10、16におけるスロットルまたは本体の配置、中空体12の形状または容積の変化によって、特に振動部材14の機械的性質の変化、例えばその剛性、減衰または質量、特にダイアフラム17とプレート18とを有する振動部材14の実施形態におけるその両方の変化によって、そしてプレート18のみが備えられているときに引き起こされる。
【0037】
もちろんこれらすべての可能性を、どのような望みの方法によっても組み合わせることができ、これらを、例えばダイアフラム17の電気的に調整された硬直化、吸収材料25、26の圧縮などによって左右できるようにすることは可能である。切替え可能な吸引管に似た方法で、追加の容積を連結することもできる。さらなる可能性は、中空体12の中に変位可能ピストンを配置し、こうして例えばエンジン回転数の関数として中空体の容積を変えることであると言える。そういうわけで、これを運転者が走行中にも行うことができる。
【0038】
変化、例えば発生する音響信号における増幅または周波数変化を達成するために、複数のダイアフラム14を空間15の内部に設けることもできる。この種の変化はまた、空間11に位置する振動部材14の小部分が空間15に位置する小部分より大きくなるように振動部材14が設計された場合に、またはこの代替案として、空間15に位置する振動部材14の小部分が空間11における小部分より大きい場合に発生する。
【0039】
図2は、図1に示すセットアップとは異なる装置1を示すもので、管路部10は吸引管3に連結されていないが、この場合には排気系統8に連結されている。その他の点では、図2に示すセットアップは図1のものに正確に対応する。管路部10の各個別の管路またはその他に排気マニホルド8aの特定管路への連結も、もちろん可能である。1つまたは複数の管路部分10は原則として排気系統8から任意の場所において、例えば図示されていない触媒コンバータの上流または下流から出ることができる。さらにまた管路部分10は、排気系統8と吸気管3の両方から中空体12に通ずることもできる。
【0040】
図5は、装置1のさらに別の実施形態を図示する。壁13はここでは、軸方向に中空体12を通って延びる2つのコンサーティナ(concertina)13a、13bによって形成され、この間に、さらにダイアフラム17とプレート18とから構成される振動部材14が取り付けられている。コンサーティナ13a、13bは、放射方向に高い剛性を有するが、振動部材14が放射方向に振動するために軸方向には低い剛性を有する。したがってコンサーティナ13a、13bは同様に放射方向に剛性の壁13を構成する。
【0041】
したがって、ここでは、管路部分10に連結された空間11は通路16に連結された空間15の内部に同心に配置され、または中空体12は放射方向に空間11とそれを取り囲む空間15とに細区分される。
【0042】
この場合には、特に音響伝達のためにコンサーティナ13a、13bを使用し、したがってこれらを設計することも可能である。
【0043】
振動部材14は両空間11、15を通って延び、これらをそれぞれさらに細区分して部分空間11a、11b、および15a、15bにする。こうして、振動部材14の中間領域において生ずる動的音圧振動は、振動部材の外側領域において空間15に、またここから通路16を経て例えば室内2に伝達される。
【0044】
急速な圧力変動の際に振動部材14の回転軸に直角に走行する振動部材14の振動動作を制限するために、ストップ23が同様に空間15の内部に設けられる。もちろんストップを空間11にも設けることができる。図3による例示的実施形態におけるように、部分空間11a、11bを導管20によって互いに連結することができる。これはまた、導管21を通じて互いに連結される部分空間15a、15bにも適用される。
【0045】
壁13がさらに堅固に設計されている、装置1のさらに別に実施形態を図6に示す。しかしながら、中空体12の軸方向に振動動作を起す振動部材14は、2つのプレート18a、18bを有し、これらのプレートは連結部材27を介して連結され、それぞれ中空体12に確保されたダイアフラム17a、17bの上に配置されている。適切であれば、ダイアフラム17a、17bを省くこともでき、したがって振動部材はプレート18a、18bのみによって形成されることになる。連結部材27はロッド27aによって形成され、このロッドはできるだけ軽く同時にできるだけ堅固なものであり、これが壁13を通過する領域では、例えば滑りシールまたはダイアフラムの形を呈する密封装置28を備えている。この場合には互いに前後して位置する空間11、15は、ダイアフラム17a、17bおよびこれらに取り付けられたプレート18a、18bによってさらに区分され、それぞれ部分空間11a、11b、および15a、15bとなり、これらは前述の例示的実施形態におけるように、導管20、21によって互いに連結されているので、静的な力はダイアフラム17a、17bに作用せず、ダイアフラムの動的特性を妨害するいかなる静的変形も受けることはない。
【0046】
音響信号の振動を達成することができるよう、空間11、15の断面を、したがってダイアフラム17a、17bおよび/またはプレート18a、18bの断面を異なるサイズで作ることが可能である。これによって通路16の内部における音圧および音束を設定することができる。
【0047】
図示されていない方法で、密封装置28は可とう性ダイアフラムとして設計され、ロッド27aを受け入れる孔の中に配置され、ロッド27aに連結されることが可能である。もちろんこの場合には、ロッド27aを通すための孔の直径は、プレート18a、18bの直径よりもはるかに小さい。
【0048】
空中の音響振動は、この場合には空間11の中に配置されたプレート18aによって吸収され、ロッド27aを通じて、空間15の中に配置されたプレート18bに伝達される。次に空間15では第2プレート18bの振動が音波として放射され、通路16を通じて区間15を離れることができる。したがってこの結果、さらにまた空間11から空間15への音波の伝達も可能である。
【0049】
図7による装置1の実施形態は、図6によるものに大体同じであるが、連結部材27がロッド27aおよびこのロッドと協働する磁気カップリング27bによって形成されており、しかしながらロッド27aは空間11の内部でのみ動く、という点が異なっている。空間15の中に配置されたプレート18bは磁気カップリング27bに連結され、さらにまたロッド27aは空間11の中に適応させたプレート18aに取り付けられている。空間11の中でプレート18aによって実行される振動は、ロッド27aと磁気カップリング27bとによって空間15内のプレート18bに伝達され、こうして音波が通路16の中に伝達されるようにする。
【0050】
図6と図7による例示的な実施形態では、さらにまた、振動部材14の振動動作を制限するためにストップ23が設けられ、振動部材14はプレート18a、18bと共に、また適切であればさらにまたダイアフラム17a、17bと共に、部分空間11a、11b、15a、15bを提供する。
【0051】
図5、図6、図7による実施形態のすべてにおいて、ダイアフラム17を適切であれば省くことができ、この代わりに、プレート18は図4に示すように正確なはめ合いが使用されるようにする。
【0052】
図示されていない方法で、互いに独立した2つの管路部分10が吸気管2から空間11へ通じることができ、さまざまな吸気導管5または排気マニホルド8aまたは排気系統8の特定の管路から出ることができる。2つの通路16もまた空間15から室内2へ、または例えば部分空間15a、15bから出る自動車両に連結された他の空間に通じることができる。これによって、最も多様な音響効果を発生させることが可能である。
【0053】
図8によれば、上述の中空体12の下流に位置するさらに別の中空体29が、室内2への通路16に配置されている。これは結果的に、例えば高周波成分がろ過除去されることによって発生する信号の変化またはコンフィギュレートの可能性に加えて、音響信号の追加的増幅となる。さらに別の吸収材料30が中空体29への入口に配置されている。図示されていない方法で、周辺の中に直接放射する振動ダイアフラムも、信号のさらなる増幅または信号の特定の伝播を達成するために、管路16の出口に直接配置することができる。
【0054】
図9による装置1の実施形態では、通路16a、16bがそれぞれ両部分空間15a、15bに取り付けられ、それぞれ、スロットルバルブ31、32として設計された閉止装置が2つの通路16a、16bの出口に位置している。シャッタ、または簡単なフラップなどとして設計することもできる2つのスロットルバルブ31、32によって、発生または伝達される音圧を、例えば高すぎる特定の運転状態において発生する音響レベルの場合に、管路16a、16bの断面積を狭くすることによって減らすことができる。スロットルバルブ31、32を電気式、液圧式、または空気式に作動させることができる。
【0055】
図10は、制御装置33によるスロットルフラップ32の作動を示し、この制御装置の助けによって、スロットルバルブ32は吸気システムにおける静圧によって制御される。
【0056】
図11〜14はそれぞれ装置1を示し、装置1においては、振動部材14はそれぞれ、互いに連結された2つの湾曲プレート18c、18dから成る。この例では、伝達される音波の一種のステップアップを、2つのプレート18c、18dの断面比によって達成することができる。
【0057】
ここで使用されている矢印は、プレート18c、18dが適応されている領域を連結または連続させるためのさまざまな可能性があることを示している。こうして、例えば図11によれば、音響信号にさらに影響することを可能にする2つのさらに曲ったまたは湾曲したプレート18e、18fが、管路16への中空体12の出口に設けられている。
【0058】
この場合には、プレート18c、18d、18e、18fはすべて、音波の良好な応答を保証するために、非常に軽くて極めて剛性の材料から構成されている。すべてのプレート18c、18d、18e、18fは、耐漏えい性と弾力性を保証するダイアフラム34を介して中空体12の壁に連結されている。
【0059】
図13による実施形態では、結合部材35がプレート18c、18dの対とプレート18e、18fの対との間に設けられ、これを液圧式、空気式、電気式、磁気式、または純粋に機械式に設計することができる。
【0060】
図15は、図8に類似の本発明による装置の実施形態を示しており、通路16は空間15から出て室内2に通じている。ここでもさらに別の中空体29はその前に配置された吸収材料30を予め備えている。もちろん、この実施形態では、振動部材14を簡単なダイアフラムとして設計し、音響的に不活動の壁13とプレート18とを備えた上記の構造を省くことも可能である。
吸収材料30の音響入力インピーダンスRは、R=(0.8−1.3)×PO×C/Fpである。ただしPO×Cは空気の波動インピーダンス、Fpは通路16の断面積を表わす。この音響入力インピーダンスRは、室内2への通路16の出口に、通路16における騒音の反射と定常波とを低減する、この場合には図示されていない吸収材料30が配置されている場合に発生する。
吸収材料30の流れ抵抗ΔP/Qは、ΔP/Q=(0.8−1.3)×PO×C/Fpである。ただしPO×Cは空気の波動インピーダンス、Fpは通路16の断面積,ΔPは圧力損失を表わす。上記の式は、通路16が室内2の向かいに開かれている場合に大抵適用される。
こうして、中空体29とこの前に配置された吸収材料30とを有する上述の実施形態を、さまざまな装置1に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車両における騒音構成のために、自動車両の吸気管に連結された本発明による装置を示す図である。
【図2】自動車両における騒音構成のために、自動車両の排気系統に連結された本発明による装置を示す図である。
【図3】図1および図2に示す本発明による装置の第1実施形態を示す図である。
【図4】図3による実施形態の改変された詳細を示す図である。
【図5】図1および図2に示す本発明による装置の第2実施形態を示す図である。
【図6】図1および図2に示す本発明による装置の第3実施形態を示す図である。
【図7】図1および図2に示す本発明による装置の第4実施形態を示す図である。
【図8】本発明による装置の自動車両の室内への連結部を示す図である。
【図9】図1および図2に示す本発明による装置の第5実施形態を示す図である。
【図10】図1および図2に示す本発明による装置の第6実施形態を示す図である。
【図11】図1および図2に示す本発明による装置の第7実施形態を示す図である。
【図12】図1および図2に示す本発明による装置の第8実施形態を示す図である。
【図13】図1および図2に示す本発明による装置の第9実施形態を示す図である。
【図14】図1および図2に示す本発明による装置の第10実施形態を示す図である。
【図15】図8に類似の本発明による装置の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1 騒音構成のための装置
2 自動車の室内
3 吸気管
4 噴射装置
5 吸気導管
5a 吸気マニホルド
6 気筒
7 内燃機関
8 排気系統
8a 排気マニホルド
9 出口オリフィス
10 管路部
11 空間
12 中空体
13 壁
14 振動部材
15 空間
16 通路
17 弾性ダイアフラム
Claims (30)
- 少なくとも2つの区間に区分されている少なくとも1つの中空体を有し、1つの空間は自動車両に配置されたガス搬送部分に連結されており、もう1つの空間は自動車両の室内および/またはエンジン空間に、および/または自動車両を取り巻く空間に音響的に結合されている、自動車両における騒音構成のための装置であって、中空体(12)が本質的に音響的に不活動の壁(13)によって2つの空間(11、15)に区分されていること、および両空間(11、15)の中に延びる振動部材(14)が中空体(12)の中に配置されていることを特徴とする装置。
- 振動部材(14)が2つの空間(11、15)をそれぞれ部分空間(11a、11b;15a、15b)に区分し、ガス搬送部分(3、8)に連結された空間(11)の少なくとも部分空間(11a、11b)が圧力補償を可能にするために互いに連結されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- ガス搬送部分(3、8)に連結された空間(11)の部分空間(11a、11b)が、振動部材(14)における少なくとも1つの孔によって形成されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- ガス搬送部分(3、8)に連結された空間(11)の部分空間(11a、11b)の連結部が、2つの部分空間(11a、11b)を連結する少なくとも1つの導管(20)によって形成されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 振動部材(14)が、中空体(12)に連結された弾性ダイアフラム(17)とダイアフラム(17)に取り付けられた少なくとも1つのプレート(18)を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 振動部材(14)がプレート(18)として設計されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 振動部材(14)が回転中心(19)の周りに回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
- 回転中心(19)が本質的に音響的に不活動の壁(13)上に位置することを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 振動部材(14)が、少なくとも1つの連結部材(27)を介して互いに連結された2つのプレート(18a、18b)を有し、プレートはそれぞれ各空間(11、15)に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 2つのプレート(18a、18b)が異なる断面を有することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 連結部材(27)が、プレート(18a、18b)を互いに連結する少なくとも1つのロッド(27a)として設計されていることを特徴とする請求項9または10に記載の装置。
- ロッド(27a)が、1つの空間(11)からもう1つの空間(15)へ入る領域において密封装置(28)を備えていることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 密封装置(28)がロッド(27a)を受け入れる孔の中に配置された可とう性ダイアフラムとして設計され、ダイアフラムはロッド(27a)に連結され、孔の直径はプレート(18a、18b)の直径よりもはるかに小さいことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 連結部材(27)が磁気カップリング(27b)を有することを特徴とする請求項9から13のいずれか一項に記載の装置。
- プレート(18)がサンドウィッチ形の構造で設計され、被覆を備えていることを特徴とする請求項5から14のいずれか一項に記載の装置。
- ガス搬送部分が内燃機関(7)の吸気管(3)であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。
- ガス搬送部分が排気系統(8)であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。
- 中空体(12)の少なくとも2つの空間(11)の1つが管路部(10)を通じて自動車両のガス搬送部分(3、8)および/または自動車両を取り巻く空間に連結され、少なくとも1つの他の空間(15)が少なくとも1つの通路(16)を介して、自動車両の室内(2)および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間に音響的に結合されていることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の装置。
- ダイアフラム(17)が気密および液漏れのない材料からなることを特徴とする請求項5から18のいずれか一項に記載の装置。
- 複数の振動部材(14)が中空体(12)の内部にあることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載の装置。
- 部分空間(15a)が孔を通じて周辺に連結されていることを特徴とする請求項2から20のいずれか一項に記載の装置。
- 空間(11)に位置する振動部材(14)の小部分が空間(15)の小部分より大きいことを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の装置。
- 空間(15)に位置する振動部材(14)の小部分が空間(11)の小部分より大きいことを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の装置。
- 振動部材(14)の運動を制限するために少なくとも1つのストップ(23)が中空体(12)の内部に配置されていることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の装置。
- もう1つの中空体(29)が、中空体(12)と室内(2)および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間との間に配置されていることを特徴とする請求項1から24のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも1つの通路(16a、16b)がそれぞれ、2つの部分空間(15a、15b)から室内(2)および/またはエンジン空間および/または自動車両を取り巻く空間に通じていることを特徴とする請求項18から25のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも1つの閉止装置(31、32)が中空体(12)の下流に配置されていることを特徴とする請求項1から26のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも1つの閉止装置(31、32)が中空体(12)の上流に配置されていることを特徴とする請求項1から27のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも1つの閉止装置(31、32)が電気式、液圧式、または空気式に作動可能であることを特徴とする請求項27または28に記載の装置。
- 自動車両の室内(2)および/またはエンジン空間に、および/または自動車両を取り巻く空間に通じる通路(16)の中にさらにもう1つの中空体(29)が配置されて、この場合、中空体(29)の入口に吸収材料(30)が配置されていることを特徴とする請求項18から29までのいずれか一項に記載の装置。
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