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Diese Erfindung bezieht sich auf die Verringerung des Motorgeräuschs und insbesondere auf einen Schalldämpfer für einen Luftkompressor eines Motoraufladers.
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Im Fall eines Turboladermotors ist es gut bekannt, dass während Übergangsmanövern durch die Kompressordynamik aeroakustische Breitbandgeräusche erzeugt werden können. Die Schalldruckwellen können sich stromaufwärts des Kompressors gegen die Strömung von Luft ausbreiten und über die verschiedenen Komponenten, die eine Niederdruckluftzufuhr für den Turbolader bilden, ausgestrahlt werden.
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Wenn der durch den Turbolader erzeugte Druck einen vorbestimmten Wert bei Verlangsamungsmanövern überschreitet, ist es außerdem üblich, dass sich ein Kompressorumleitventil öffnet. Das Öffnen dieses Ventils kann Breitbandschalldruckwellen in einer Rückströmungsrichtung und ein hörbares "Zisch"-Geräusch, das über die verschiedenen Komponenten ausgestrahlt wird, die die Niederdruckluftzufuhr für den Turbolader bilden, erzeugen.
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Aus dem
US-Patent 6 752 240 ist es beispielsweise bekannt, eine reaktive Geräuschverringerungsvorrichtung zu schaffen, die mit einem Einlass eines Luftkompressors eines Laders für einen Motor verbunden ist. Eine solche Vorrichtung hat die Nachteile, dass sie aufgrund des Bedarfs, eine Anzahl von verschiedenen Kammern vorzusehen, wenn verschiedene Frequenzen gedämpft werden sollen, eine relativ große Größe aufweist. Dies liegt daran, dass eine spezifische Kammerabmessung erforderlich ist, um spezifische Frequenzbereiche zu verringern. Eine solche Anordnung ist hinsichtlich des Betriebs sehr unflexibel und muss so entworfen werden, dass sie in eine spezifische Laderinstallation passt. Das heißt, wenn derselbe Lader an einem anderen Motor verwendet wird, der eine andere Lufteinlasssystemkonstruktion benötigt, kann diese Art von Geräuschverringerungsvorrichtung keine angemessene Geräuschdämpfung aufgrund der anderen Frequenzbereiche, die erzeugt werden können, schaffen.
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Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Dämpfer für einen Motorauflader zu schaffen, der die Probleme, die mit dem vorstehend angeführten Stand der Technik verbunden sind, beseitigt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Schalldämpfer für einen Motorauflader geschaffen, der einen Dämpferkörper, der eine Luftzufuhrleitung definiert, durch die Niederdruckluft bei der Verwendung zu einem Luftkompressor des Aufladers strömt, und eine Dämpferkammer, die sich um die Luftzufuhrleitung erstreckt und die ein Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial enthält und mit der Luftzufuhrleitung über eine Anzahl von Übertragungskanälen wirksam verbunden ist, umfasst, wobei der Schalldämpfer nahe einem Einlasskanal des Luftkompressors angeordnet ist.
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Ein Ende des Körpers ist zur Verbindung mit einem Einlasskanal des Luftkompressors ausgelegt.
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Der Körper kann für eine direkte Verbindung mit dem Einlasskanal des Luftkompressors ausgelegt sein oder kann für eine indirekte Verbindung ausgelegt sein, indem er über eine kurze Abstandhalterkomponente wie z. B. ein Rohr verbunden ist.
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Die Dämpferkammer kann sich um nur einen Abschnitt des Dämpferkörpers erstrecken. Der Abschnitt kann ein oberer Abschnitt sein.
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Jeder der Übertragungskanäle kann durch eine längliche Öffnung ausgebildet sein, die auf den allgemeinen Strömungspfad von Luft durch die Luftzufuhrleitung ausgerichtet ist.
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Das Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial kann entweder eine Fasermatte, Schaum oder eine Kombination von Schaum und einer Fasermatte sein.
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Die Dämpferkammer kann mindestens zwei Schalldruckwellen-Absorptionsmaterialien mit verschiedenen Frequenzabsorptionseigenschaften aufnehmen.
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Die Dämpferkammer kann aus einem separaten Dämpfergehäuse gebildet sein, das in eine Öffnung im Dämpferkörper passt.
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Das Dämpfergehäuse kann eine erste und eine zweite Stirnwand, eine erste und eine zweite Seitenwand und einen Boden, in dem eine Anzahl von Öffnungen, die die Übertragungskanäle definieren, ausgebildet sind, und eine Abdeckung, die am Dämpfer befestigt werden kann, um einen Deckel für das Dämpfergehäuse zu bilden, umfassen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Niederdruckluft-Zufuhrsystem für einen Motor mit einem Auflader geschaffen, wobei das System einen Niederdrucklufteinlass, durch den Atmosphärenluft in das System eingesaugt wird, einen Luftfilter zum Filtern der über den Niederdrucklufteinlass eingesaugten Luft und eine Niederdruckluftleitung, der den Luftfilter mit einem Einlassende eines Schalldämpfers verbindet, der gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung konstruiert ist, umfasst, wobei der Schalldämpfer nahe einem Einlasskanal eines Luftkompressors des Aufladers angeordnet ist.
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Der Schalldämpfer weist ein Auslassende auf, das zur Verbindung mit einem Einlasskanal eines Luftkompressors des Aufladers ausgelegt ist.
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Der Körper kann für eine direkte Verbindung mit dem Einlasskanal des Luftkompressors ausgelegt sein oder kann für eine indirekte Verbindung ausgelegt sein, indem er über eine kurze Abstandhalterkomponente wie z. B. ein Rohr verbunden ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Auflader, der mit dem Motor verbunden ist, um eine aufgeladene Luftzufuhr zum Motor zuzuführen, und einem Niederdruckluft-Zufuhrsystem, das gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung konstruiert ist und mit dem Auflader verbunden ist, um eine Zufuhr von Niederdruckluft zum Luftkompressor des Aufladers zu liefern, geschaffen.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Niederdruckluft-Zufuhrsystem mit einem Schalldämpfer gemäß einem Aspekt der Erfindung ist;
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2 eine bildhafte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Schalldämpfers gemäß einem Aspekt der Erfindung ist, die den Schalldämpfer in einem vollständig zusammengefügten Zustand zeigt;
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3 eine bildhafte Darstellung ähnlich zu der in 2 gezeigten, aber aus einem umgekehrten Winkel ist;
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4 eine Ansicht ähnlich zu der in 2 gezeigten, jedoch mit einer entfernten Abdeckung ist, um ein Dämpfergehäuse in einer Position innerhalb eines Körpers des Schalldämpfers vor dem Füllen einer Dämpferkammer, die durch das Dämpfergehäuse definiert ist, mit einem Vibrationsabsorptionsmaterial zu zeigen;
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5 eine bildhafte Ansicht des in 4 gezeigten Dämpfergehäuses ist, wobei das Dämpferkörpermaterial entfernt ist, um das Detail des Dämpfergehäuses zu zeigen;
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6 eine Ansicht ähnlich zu der in 3 gezeigten ist, jedoch mit einer entfernten Abdeckung, um ein Dämpfergehäuse in einer Position innerhalb eines Körpers des Schalldämpfers vor dem Füllen einer Dämpferkammer, die durch das Dämpfergehäuse definiert ist, mit einem Vibrationsabsorptionsmaterial zu zeigen;
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7 eine bildhafte Ansicht des Dämpfergehäuses ist, das in 6 gezeigt, wobei das Dämpferkörpermaterial entfernt ist, um das Detail des Dämpfergehäuses zu zeigen;
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8 eine Draufsicht des Dämpferkörpers vor dem Einsetzen des Dämpfergehäuses in den Dämpferkörper ist;
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9 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform eines Schalldämpfers ist, der an einem Einlasskanal eines Turboladers befestigt ist; und
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10 ein Querschnitt auf der Linie X-X in 9 ist.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Motor 4 und einem Auflader in Form eines Turboladers 10, um eine Zufuhr von aufgeladener Luft zum Motor 4 zu liefern, gezeigt.
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Der Turbolader 10 umfasst einen Luftkompressor 11, in dem ein Luftkompressorrotor (nicht dargestellt) drehbar angebracht ist, und eine Turbine 12, in der ein Abgasrotor (nicht dargestellt) drehbar angebracht ist. Abgase strömen vom Motor 4 über eine Auslassleitung 13 zur Turbine 12, wo sie die Drehung des Turbinenrotors bewirken, bevor sie über ein Auslasssystem 14 an die Atmosphäre austreten, das eine oder mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen (nicht dargestellt) umfassen kann.
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Die Drehung des Turbinenrotors bewirkt eine entsprechende Drehung des Luftkompressorrotors, da die zwei durch eine Antriebswelle (nicht dargestellt) antreibbar verbunden sind. Die Drehung des Luftkompressorrotors bewirkt, dass Luft über ein Niederdruckluft-Zufuhrsystem 50 eingesaugt, komprimiert und dann zum Motor über ein Hochdruckluft-Zufuhrsystem oder Zufuhrsystem 60 für aufgeladene Luft zugeführt wird.
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Das Hochdruckluft-Zufuhrsystem 60 umfasst in diesem Fall einen Ladungszwischenkühler 7, um die Luft zu kühlen, und ein Drosselventil 6, um die Strömung von Luft zu steuern, und verschiedene Leitungen, die den Motor 4 mit einem Auslasskanal vom Luftkompressor 11 verbinden.
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Das Niederdruckluft-Zufuhrsystem 50 umfasst einen Niederdrucklufteinlass 9, durch den Atmosphärenluft in das System gesaugt wird, einen Luftfilter 8 zum Filtern der über den Niederdrucklufteinlass 9 eingesaugten Luft und eine Niederdruckluftleitung 15, die den Luftfilter 8 mit einem Einlassende eines Schalldämpfers 20 verbindet.
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Der Schalldämpfer 20 weist einen Dämpferkörper 21, der eine Luftzufuhrleitung oder einen Luftzufuhrdurchgang definiert, durch den Niederdruckluft bei der Verwendung zum Luftkompressor des Turboladers 10 strömt, auf. Eine Dämpferkammer (in 1 nicht gezeigt) ist durch eine Abdeckung 22 abgedeckt, die am Dämpferkörper 21 befestigt ist.
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Die Dämpferkammer kann als Teil des Dämpferkörpers oder als separate Komponente ausgebildet sein, die am Dämpferkörper 21 montiert ist, in beiden Fällen ist die Dämpferkammer wirksam mit dem Luftströmungsdurchgang über eine Anzahl von Länglichen Kanälen (in 1 nicht gezeigt) verbunden und enthält ein Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial in Form einer Fasermatte oder eines Faserpolsters, eines Polsters aus Schaumstoffmaterial oder einer Kombination von Schaumstoff und einer Fasermatte. Die Dichte des Absorptionsmaterials ist so gewählt, dass Schalldruckwellen eines spezifischen Bereichs von Frequenzen entsprechend den erwarteten unerwünschten Frequenzen, die durch den Turbolader 10 während der Verwendung erzeugt werden, wie z. B. "Pieps"- und "Zisch"-Geräusche, gedämpft werden.
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Der Schalldämpferkörper 21 ist an einem Auslassende zur Verbindung mit einem Einlasskanal des Luftkompressors 11 des Turboladers 10 durch die Verwendung eines Flanschs 25 in diesem Fall ausgelegt, der am Kompressorgehäuse 11 mittels einer Anzahl von Gewindebefestigungsvorrichtungen (nicht dargestellt) befestigt ist, aber andere Verbindungsmittel könnten verwendet werden.
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Der Schalldämpferkörper 21 ist an einem Einlassende zur Verbindung mit der Niederdruckluftleitung 15 durch in diesem Fall die Verwendung eines Flanschs 24 ausgelegt, der an einem komplementären Flansch 16, der an einem zusammenwirkenden Ende der Niederdruckluftleitung 15 ausgebildet ist, mittels einer Anzahl von Gewindebefestigungsvorrichtungen (nicht dargestellt) befestigt ist, aber andere Verbindungsmittel könnten verwendet werden.
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Bei der Verwendung strömt Luft in den Niederdrucklufteinlass 9 durch den Luftfilter 8 und die Niederdruckluftleitung 15 zum Schalldämpfer 20 und dann in den Luftkompressor 11, wo sie komprimiert wird und zum Motor 4 über das Hochdruckluft-Zufuhrsystem 60 strömt. Wenn Strömungsstörungen im Luftkompressor 11 aufgrund einer Rückströmung, eines Druckstoßes oder anderer Effekte auftreten, erzeugen diese Schalldruckwellen, die vom Luftkompressor in das Niederdruckluft-Zufuhrsystem 50 zurückgestrahlt werden. Da jedoch der Schalldämpfer 20 direkt mit dem Einlasskanal des Luftkompressors 11 verbunden ist, wird die Amplitude dieser Vibrationen durch ihre Wechselwirkung mit dem Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial, das in der Dämpferkammer aufgenommen ist, bald nachdem sie den Luftkompressor 11 verlassen, signifikant gedämpft. In dieser Weise werden nachteilige Effekte auf die Strömung von Luft zum Luftkompressor des Turboladers 10 verringert und die Ausstrahlung von Geräusch von anderen Komponenten des Niederdruckluft-Zufuhrsystems 50, die stromaufwärts vom Schalldämpfer 20 angeordnet sind, wird minimiert.
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Für den Fachmann auf dem Gebiet ist zu erkennen, dass das ausgestrahlte oder projizierte Geräusch nicht nur auf der Amplitude der Schalldruckwellen, sondern auch auf der Oberfläche, von der diese Vibrationen ausgestrahlt werden, basiert. Durch enge Kopplung des Schalldämpfers 20 mit dem Turbolader 10 wird daher die Oberfläche des Niederdruckluft-Zufuhrsystems 50, die Schalldruckwellen mit hoher Amplitude ausgesetzt ist, signifikant verkleinert, wodurch das hörbare Geräusch verringert wird, das von einer Person in unmittelbarer Nähe des Turboladers 10 gehört werden kann, wie beispielsweise einem Fahrer oder einem Insassen des Kraftfahrzeugs 1.
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Es ist zu erkennen, dass die Frequenzen, die durch das Schallabsorptionsmaterial gedämpft werden können, von vielen Faktoren abhängen, einschließlich der Art des Materials, aus dem das Absorptionsmaterial hergestellt ist, aber im Allgemeinen der internen Struktur, den Oberflächenöffnungen, des Strömungswiderstandes, der Dicke und der Dichte. Die kombinierten Effekte dieser Eigenschaften bestimmen die Schallimpedanz (den Absorptionskoeffizienten) eines gegebenen Materials. Die Kompression des Materials zu einer dichteren Struktur erhöht die Dichte und den Strömungswiderstand, was wiederum die Niederfrequenzabsorption für eine gegebene Dicke verbessert.
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Die verwendete Dichte kann jene des Absorptionsmaterials im freien Zustand sein, das heißt das Volumen der Dämpfungskammer ist dasselbe wie oder größer als das Volumen des Absorptionsmaterials in seinem freien Zustand.
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Alternativ kann die Dichte des Absorptionsmaterials von seiner freien Dichte unter Verwendung einer Dämpferkammer mit einem kleineren Volumen als das freie Volumen des Absorptionsmaterials erhöht werden.
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Es ist auch zu erkennen, dass die Dämpferkammer ein Absorptionsmaterial mit anderen Schalldruckwellen-Absorptionseigenschaften umfassen kann. Das heißt, sie könnte zwei oder mehr verschiedene Materialien oder dasselbe Material, in dem die Dichte des Materials unterschiedlich ist, aufweisen. In dieser Weise kann der Schalldämpfer so angeordnet sein, dass er mehrere unerwünschte Bereiche der Schalldruckwelle dämpft.
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Die Dämpferkammer könnte beispielsweise mit einer Fasermatte mit geringer Dichte gefüllt sein, die mit einer Schicht Schaumstoff mit höherer Dichte bedeckt ist.
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Mit Rückbezug auf 1 umfasst der Motor 4 ein geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit einer Entlüftungsleitung 5 (als gestrichelte Linie in 1 gezeigt), die mit dem Niederdruckluft-Zufuhrsystem 50 in einer Position stromaufwärts von der Dämpferkammer mittels eines Kurbelgehäuseentlüftungs-Verbindungselements 26 verbunden ist. Vom Fachmann auf dem Gebiet ist zu erkennen, dass die Strömung durch ein solches Kurbelgehäuseentlüftungssystem Luft mit mitgeschlepptem Öl umfasst.
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Es ist vorteilhaft, eine Dämpferkammer zu verwenden, die sich um nur einen oberen Abschnitt des Dämpferkörpers erstreckt, da eine Ölverunreinigung des Absorptionsmaterials, das innerhalb der Dämpferkammer enthalten ist, verringert wird. Es ist zu erkennen, dass eine Ölverunreinigung des Absorptionsmaterials dazu führt, dass die Dämpfungseigenschaften des Absorptionsmaterials verändert werden oder in einigen Fällen verloren gehen. Wenn sich die Dämpferkammer um den ganzen Umfang des Dämpferkörpers erstreckt, kann sich Öl in der Dämpferkammer, die sich in der unteren Hälfte des Dämpferkörpers befindet, ansammeln oder vereinigen, wodurch das Absorptionsmaterial verunreinigt wird. Irgendwelches solches angesammeltes Öl kann auch ferner unter bestimmten Bedingungen in den Luftkompressor 11 gesaugt werden, wodurch eine Beschädigung am Rotor des Luftkompressors 11 und unannehmbare Emissionen vom Motor 4 verursacht werden.
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In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann sich die Dämpferkammer um einen anderen Abschnitt des Dämpferkörpers als den oberen Abschnitt erstrecken, wie beispielsweise einen Seitenabschnitt oder einen unteren Abschnitt. Vom Fachmann auf dem Gebiet wird erkannt, dass es vorteilhaft ist, eine Dämpferkammer zu verwenden, die sich um nur einen Abschnitt des Dämpferkörpers ungeachtet seiner Orientierung erstreckt, da irgendein Druckverlust aufgrund der Anwesenheit der Dämpferkammer verringert wird, wenn sich die Dämpferkammer nur teilweise um den Umfang des Dämpferkörpers erstreckt, im Vergleich zu der Situation, in der sich die Dämpferkammer um den ganzen Umfang des Dämpferkörpers erstreckt.
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Mit Bezug auf 2 bis 8 ist eine bevorzugte Ausführungsform des schematisch in 1 gezeigten Schalldämpfers 20 gezeigt.
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Der Schalldämpfer 20 umfasst einen Kunststoffdämpferkörper 21, der einen ellbogenförmigen Luftströmungsdurchgang 29 definiert, durch den Niederdruckluft bei der Verwendung strömt, wie vorstehend beschrieben.
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Eine Kunststoffabdeckung 22 ist in diesem Fall an den Dämpferkörper 21 vibrationsgeschweißt, um einen Deckel für eine Dämpferkammer 28 vorzusehen, die durch die Abdeckung 22 und ein Dämpfergehäuse 30 definiert ist. Es ist zu erkennen, dass andere Mittel zum Befestigen der Kunststoffabdeckung 22 am Dämpferkörper 21 verwendet werden könnten und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von Vibrationsschweißen begrenzt ist.
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Der Dämpferkörper 21 ist an einem Einlassende mittels eines Flanschs 24 zur Verbindung mit einem stromaufseitigen Abschnitt des Luftzufuhrsystems 50 ausgelegt und ist an einem Auslassende mittels einer hohlen Muffenverbindung 25a und eines flexiblen Rohrs 25 zur Verbindung mit einem Einlasskanal des Luftkompressors 11 des Turboladers 10 ausgelegt. Der Luftkompressor 11 weist eine hohle Muffenverbindung ähnlich zur hohlen Muffenverbindung 25a auf, die mit dem flexiblen Rohr 25 in Eingriff steht, um den Dämpferkörper 21 mit dem Einlasskanal des Luftkompressors 11 zu verbinden.
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Der Dämpferkörper 21 weist auch ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem-Rückführungsverbindungselement 26 auf, das als einteiliger Teil davon in Form eines Rohrs 26 ausgebildet ist.
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Der Dämpferkörper 21 definiert einen Hohlraum, in den das Dämpfergehäuse 30 eingefügt und zusammen mit der Kunststoffabdeckung 22 durch Vibrationsschweißen in einem einzelnen Vorgang an der Stelle befestigt wird.
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Eine Anzahl von Tannenbaum-Verbindungselementen 39 erstrecken sich vom Boden 35 des Dämpfergehäuses 30. Die Verbindungselemente 39 werden verwendet, um während der Verwendung das Schallabsorptionsmaterial innerhalb des Gehäuses 30 anzuordnen.
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Das Dämpfergehäuse 30 wird aus einem Kunststoffmaterial durch einen Formprozess ausgebildet und umfasst den Boden 35, eine erste stromaufseitige Stirnwand 33, eine zweite stromabseitige Stirnwand 34, eine erste oder innere Seitenwand 31 und eine zweite oder äußere Seitenwand 32.
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Der Boden 35 umfasst in diesem Fall acht beabstandete längliche Öffnungen 36a bis 36h, von denen jede einen Übertragungskanal für die Übertragung von Schalldruckwellen vom Luftströmungsdurchgang 29 während des Betriebs des Turboladers 10 bildet. Das heißt, Schalldruckwellen, die in einer Rückströmungsrichtung vom Einlasskanal des Luftkompressors 11 ausstrahlen, treten in die Dämpferkammer 28 über die Übertragungskanäle ein, die durch die länglichen Öffnungen 36a bis 36h gebildet sind. Die Form und Größe der Öffnungen 36a bis 36h sind optimiert, um die Unterbrechung der Strömung in den Luftkompressor 11 zu verringern, während eine ausreichende Wechselwirkung zwischen dem Luftströmungsdurchgang 29 und dem Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial, das in der Dämpferkammer 28 angeordnet ist, vorgesehen ist, um eine gute Vibrationsdämpfung zu schaffen.
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Es ist zu erkennen, dass die Anzahl von Öffnungen in Abhängigkeit von der Optimierung für verschiedene Attribute in verschiedenen Szenarios ausgewählt ist, z. B. Druckverlust und Strömungseigenschaften, Oberfläche für die Dämpfung und Struktursteifigkeit/Robustheit, und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von acht Öffnungen begrenzt ist.
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Das Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial kann in Form einer Fasermatte, eines Polymerschaumpolsters oder einer Kombination der beiden vorliegen, wie z. B. einer mit Schaum beschichteten Fasermatte. Die Zusammensetzung und Dichte des Absorptionsmaterials werden auf der Basis des zu dämpfenden Frequenzbereichs gewählt. Es ist jedoch zu erkennen, dass ein solches Material ein breites Band oder einen breiten Bereich von Frequenzen dämpfen kann und nicht auf die Dämpfung einer spezifischen Frequenz begrenzt ist. Das exakte ausgewählte Material basiert auf Versuchsarbeit, um den Frequenzbereich festzulegen, der für die spezielle Turbolader- und Niederdruckluft-Zufuhrsystem-Konfiguration gedämpft werden muss.
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Ein Vorteil der Verwendung eines ellbogenförmigen Strömungsdurchgangs 29 besteht darin, dass die Sichtlinienausbreitung, die bei Frequenzen auftreten kann, die ungefähr 7-mal kleiner sind als die Querabmessung des Luftströmungsdurchgangs 29, verringert wird.
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Es ist zu erkennen, dass, obwohl der Hauptmechanismus zum Dämpfen des durch den Luftkompressor erzeugten Geräuschs die Verwendung eines Absorptionsschalldämpfungsmaterials ist, auch eine gewisse reaktive Dämpfung aufgrund der Wechselwirkung der Vibrationen mit der Dämpferkammer 28 stattfindet.
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Es ist auch zu erkennen, dass der Luftkompressor 11 auch ein Luftkompressor eines Laders sein könnte und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem Turbolader begrenzt ist. Der Begriff "Auflader", wie hier gemeint, umfasst daher sowohl einen Turbolader als auch einen Lader.
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Mit Bezug auf 9 und 10 ist eine zweite Ausführungsform eines Schalldämpfers 120 gezeigt, der ein direkter Ersatz für den in 1 gezeigten Schalldämpfer 20 sein soll. In diesem Fall ist der Schalldämpfer 120 als lineare Komponente ausgebildet, wohingegen er in der bevorzugten Ausführungsform aus dem vorstehend angegebenen Grund als ellbogenförmige Komponente gezeigt ist. Es ist jedoch zu erkennen, dass in der Praxis die Form des Schalldämpfers durch einen gewünschten Strömungsweg für das Niederdruckluft-Zufuhrsystem 50 vorgegeben sein kann, um Unterbringungsanforderungen zu erfüllen, und dass andere Formen abgesehen von den gezeigten verwendet werden könnten.
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Der Schalldämpfer 120 umfasst einen Dämpferkörper 121, der eine Dämpferkammer 128 definiert, die in diesem Fall als Teil des Dämpferkörpers 121 ausgebildet ist, und einen Luftströmungsdurchgang 129, durch den Niederdruckluft bei der Verwendung strömt, wie vorstehend beschrieben. Der Dämpferkörper 121 ist als zwei separate Kunststoffkomponenten ausgebildet, die in diesem Fall aneinander vibrationsgeschweißt sind, obwohl andere Mittel zum Befestigen der zwei Teile aneinander verwendet werden könnten. Eine der Kunststoffkomponenten bildet die untere Hälfte des Luftströmungsdurchgangs 129 und die andere bildet die obere Hälfte des Luftströmungsdurchgangs 129 und die Dämpferkammer 128.
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Eine Kunststoffabdeckung 122 ist in diesem Fall an den Dämpferkörper 121 vibrationsgeschweißt, um einen Deckel für die Dämpferkammer 128 vorzusehen, die durch die Abdeckung 122 und vier Wände 133, 134, 131 und 132 definiert ist, die als einteiliger Teil der oberen Hälfte des Dämpferkörpers 121 ausgebildet sind. Es ist zu erkennen, dass andere Mittel verwendet werden könnten, um die Abdeckung 122 am Körper 121 zu befestigen, und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von Vibrationsschweißen begrenzt ist.
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Der Dämpferkörper 121 ist an einem Einlassende mittels eines Flanschs 124, der an das Ende des Dämpferkörpers 121 vibrationsgeschweißt ist, für die Verbindung mit einem stromaufseitigen Abschnitt des Luftzufuhrsystems ausgelegt, und ist an einem Auslassende mittels eines Flanschs 125, der an das Ende des Dämpferkörpers 121 vibrationsgeschweißt ist, zur Verbindung mit einem Einlasskanal 104 des Turboladers 10 ausgelegt. Drei Schrauben 148, von denen nur zwei sichtbar sind, werden in diesem Fall verwendet, um den Flansch 125 am Turbolader 10 zu befestigen, es ist jedoch zu erkennen, dass andere Mittel verwendet werden könnten, um den Flansch 125 am Turbolader 10 zu befestigen.
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Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem-Rückführungsverbindungselement könnte auch als einteiliger Teil des Dämpferkörpers 121 in einigen Ausführungsformen ausgebildet sein.
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Neun Öffnungen a, b, c, d, e, f, g, h und i sind im Dämpferkörper 121 ausgebildet und definieren Übertragungskanäle, die die Dämpferkammer 128 mit dem Luftströmungsdurchgang 129 verbinden. Wie vorher ermöglichen die durch die Öffnungen a, b, c, d, e, f, g, h und i definierten Übertragungskanäle, dass Schalldruckwellen in die Dämpferkammer 128 eintreten und mit einem Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial 140 zusammenwirken, das in der Dämpferkammer 128 angeordnet ist, wodurch diese Vibrationen durch einen Absorptionsprozess gedämpft werden. Die Amplitude von Vibrationen stromaufwärts von der Dämpferkammer 128 wird dadurch verringert.
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Wie vorstehend beschrieben, kann das Schalldruckwellen-Absorptionsmaterial 140 in Form einer Fasermatte, eines Polymerschaumpolsters (Schaumstoffpolsters) oder einer Kombination der beiden wie z. B. einer mit Schaum beschichteten Fasermatte vorliegen. Die Zusammensetzung und Dichte des Absorptionsmaterials werden wie vorher auf der Basis des zu dämpfenden Frequenzbereichs gewählt.
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Zusammengefasst schafft die Erfindung daher einen Dämpfer für einen Luftkompressor eines Motoraufladers, der eine kompakte Konstruktion aufweist, wirtschaftlich herzustellen ist und leicht an die Verwendung an verschiedenen Motorkonfigurationen durch Ändern der Eigenschaften des Schalldruckwellen-Absorptionsmaterials angepasst werden kann, das in der Dämpferkammer verwendet wird und Luftweggeräusche im Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 12 kHz dämpft, die von Luftansaugsystemkomponenten und vom Luftkompressor-Einlasskanal ausgestrahlt werden und die während Schub- und Betriebs- sowie Verlangsamungsmanövern erzeugt werden, ohne die Kosten und Komplexität von Luftkompressor-Umleitventilen oder mehreren Resonatorkammern.
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Es ist zu erkennen, dass der Begriff "ausgelegt zur Verbindung mit einem Einlasskanal des Luftkompressors" sowohl eine direkte Verbindung des Schalldämpfers als auch eine Verbindung über ein Verbindungselement wie z. B. ein kurzes Stück Rohr oder Schlauch umfasst.
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Für den Fachmann auf dem Gebiet ist zu erkennen, dass, obwohl die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, sie nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist und dass alternative Ausführungsformen konstruiert werden könnten, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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