ES2242137T3 - Traductor acustico para un automovil. - Google Patents
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Abstract
Transductor acústico junto o en un vehículo, con un cuerpo de transmisión hueco (25), que está conectado para comunicación en su entrada (26) para el desacoplamiento del sonido del aire con una fuente acústica (1) del vehículo y en cuya salida (24) se puede difundir sonido del aire modulado dentro de al menos uno o hacia al menos un espacio de destino (21, 23), caracterizado porque el cuerpo de transmisión (25) está conectado con su entrada (26) para comunicación con un conducto (8; 14), que está conectado, por su parte, para comunicación con una instalación de escape de gases (5) de un motor de combustión interna (1) del vehículo y que es un componente de una instalación (7; 13), que sirve para la introducción de gas en la instalación de gases de escape (5) y/o para la extracción de gas desde la instalación de gases de escape (5).
Description
Traductor acústico para un automóvil.
La presente invención se refiere a un transductor
acústico para un automóvil con las características del preámbulo de
la reivindicación 1.
Un transductor acústico de este tipo se conoce,
por ejemplo, a partir del documento DE 100 15 697 C1 y posee un
cuerpo de transmisión hueco, que está conectado con su entrada para
el desacoplamiento de sonido del aire para comunicación en una
instalación de escape de gases de un motor de combustión interna del
vehículo. La instalación de escape de gases sirve, por lo tanto,
como fuente acústica, en la que se puede desacoplar el sonido del
aire generado por el motor de combustión interna. El cuerpo de
transmisión presenta en su salida una cámara, que está cerrada con
una membrana. A través del sonido del aire desacoplado se puede
excitar la membrana a oscilaciones, de manera que la membrana
difunde sonido del aire modulado en la salida del cuerpo de
transmisión en un compartimiento del motor.
Con la ayuda del transductor acústico se puede
desacoplar, por lo tanto, sonido acústico, que es generado por el
motor de combustión interna y que es introducido en la instalación
de escape de gases, y se puede modular de una manera adecuada. En la
instalación de escape de gases están contenidos regularmente
componentes, que influyen en el sonido del aire que procede desde el
motor de combustión interna. Por ejemplo, un catalizador actúa como
amortiguador, mientras que, por ejemplo, una turbina de un turbo
sobrealimentador de gases de escape modifica, especialmente
"desintegra" el sonido del aire del motor de combustión
interna, así como lo superpone con sonido del aire, que es generado
por el turbo sobrealimentados de gases de escape. Por lo tanto,
existe el interés de desacoplar el sonido del aire, generado por el
motor de combustión interna, lo más cerca posible del motor de
combustión interna. Puesto que la instalación de gases de escape en
virtud de la circulación de gases de escape calientes está expuesta
a altas temperaturas, el cuerpo de transmisión del transductor
acústico solamente se puede conectar en las zonas calientes de la
instalación de escape de gases cuando está configurado de una manera
adecuada resistente a las temperaturas, con lo que el transductor
acústico es relativamente caro. Por lo tanto, de una manera
conveniente, el cuerpo de transmisión está fabricado de metal.
La presente invención se ocupa del problema de
indicar para un transductor acústico del tipo mencionado al
principio una forma de realización mejorada, especialmente que se
puede fabricar a bajo precio.
Este problema se soluciona según la invención por
medio del objeto de la reivindicación independiente. Las formas de
realización ventajosas son objeto de las reivindicaciones
dependientes.
La invención se basa en la idea general de no
conectar el cuerpo de transmisión directamente sino indirectamente
en la instalación de escape de gases, en el que el cuerpo de
transmisión se conecta para comunicación con una línea que, por su
parte, está conectada para comunicación con la instalación de escape
de gases y que está presente ya de todos modos en el motor de
combustión interna. Esta línea forma en este caso un componente de
una instalación que está presente ya en el vehículo de una manera
independiente del transductor acústico y que sirve para la
extracción de gas desde la instalación de gases de escape. Puesto
que el cuerpo de transmisión no está conectado, por lo tanto,
directamente en la instalación de gases de escape, está expuesto a
temperaturas más reducidas, de manera que en principio es posible
fabricar el cuerpo de transmisión de un material menos resistente al
calor y, por lo tanto, más económico.
Es especialmente ventajosa una forma de
realización, en la que el conducto, a través del cual el cuerpo de
transmisión se comunica con la instalación de escape de gases, es un
conducto de aire secundario de una instalación para el soplado de
aire secundario en la instalación de escape de gases. Una
instalación de alimentación de aire secundario de este tipo se
utiliza habitualmente para introducir, en el caso de un
funcionamiento rico del motor de combustión interna, a través del
aire alimentado un oxidante en la instalación de escape de gases. A
través de la alimentación de aire secundario se puede calentar, en
combinación con un funcionamiento rico, por ejemplo, un catalizador
de una manera especialmente rápida a su temperatura de
funcionamiento óptima. De la misma manera, la alimentación de aire
secundario se puede utilizar para la regeneración de un filtro de
partículas. A través de la combinación de características según la
invención se puede utilizar el conducto de aire secundario
adicionalmente para el desacoplamiento de sonido del aire. En este
caso, es especialmente ventajoso que el conducto de aire secundario
desemboque en la instalación de aire secundario habitualmente
relativamente cerca del motor de combustión interna, en cualquier
caso aguas arriba de un catalizador o de un filtro de partículas.
Puesto que a través del conducto de aire secundario no circula, en
general, ningún gas de escape, predominan en el conducto de aire
secundario, también en la proximidad de la instalación de escape de
gases regularmente temperaturas más bajas que en la instalación de
gases de escape atravesada totalmente por la corriente.
Tiene un interés especial un desarrollo, en el
que el conducto de aire secundario se extiende al menos parcialmente
en un bloque motor del motor de combustión interna, estando
conectado entonces el cuerpo de transmisión con su entrada en este
bloque motor de tal forma que se comunica con el conducto de aire
secundario. Puesto que el bloque motor está refrigerado, en genera,
por un circuito de refrigeración del motor, también el conducto de
aire secundario está refrigerado, al menos en su sección que se
extiende en el bloque motor. Esto significa que también en la zona,
en la que el cuerpo de transmisión está conectado con el bloque
motor o bien con el conducto de aire secundario, predominan
temperaturas relativamente bajas, de manera que el cuerpo de
transmisión se puede fabricar totalmente de plástico.
En otra forma de realización, el conducto a
través el cual el cuerpo de transmisión se comunica con la
instalación de gases de escape, puede ser un conducto de retoro de
gases de escape de una instalación para el retorno de gases de
escape desde la instalación de gases de escape hasta una instalación
de aire de refrigeración del motor de combustión interna. Una
instalación de retorno de gases de escape de este tipo sirve en los
motores de combustión interna modernos para reducir la emisión de
substancias contaminantes y del consumo de combustible del motor de
combustión interna. Puesto que a través del conducto de retorno de
gases de escape se transportan regularmente corrientes de masas
claramente más reducidas que a través de la instalación de gases de
escape, predominan en el conducto de retorno de gases de escape, en
general, temperaturas más bajas que en la instalación de gases de
escape en la proximidad del motor de combustión interna. De una
manera correspondiente, también aquí se puede utilizar para el
cuerpo de transmisión un material menos resistente al calor y, por
lo tanto, más económico.
En un desarrollo preferido, junto o en el
conducto de retorno de gases de escape puede estar dispuesto un
refrigerador de gases de escape, estando conectado entonces el
cuerpo de transmisión con su entrada aguas abajo de este
refrigerador de gases de escape, es decir, en el lado alejado de la
instalación de gases de escape, en el que está conectado el conducto
de retorno de gases de escape. Esto significa que el cuerpo de
transmisión está instalado en la sección refrigera del conducto de
retorno de gases de escape, de manera que es posible especialmente
fabricar el cuerpo de transmisión totalmente de plástico.
Otras características importantes y ventajas de
la invención se deducen a partir de las reivindicaciones
dependientes, a partir del dibujo y a partir de la descripción
correspondiente de las figuras con la ayuda del dibujo.
Se entiende que las características mencionadas
anteriormente y que se explican todavía a continuación no sólo se
pueden aplicar en la combinación indicada en cada caso, sino también
en otras combinaciones y de forma exclusiva, sin abandonar el marco
de la presente invención.
Los ejemplos de realización preferidos de la
invención se representan en el dibujo y se explican en detalle en la
descripción siguiente, en la que los mismos signos de referencia se
refieren a componentes iguales o funcionalmente iguales o
similares.
La figura 1 única muestra una representación de
principio muy simplificada de un vehículo representado sólo
parcialmente, que está equipado con un transductor acústico según la
invención.
De acuerdo con la figura 1, un motor de
combustión interna 1 de un automóvil no representado en detalle,
especialmente de un turismo, presenta bloque motor 2, a cuyos
cilindros 3 se alimenta aire fresco a través de una instalación de
aire fresco 4, mientras que una instalación de gases de escape 5
descarga desde los cilindros los gases de escape generados durante
el funcionamiento del motor de combustión interna 1. La instalación
de gases de escape 5 puede contener un catalizador 6.
El motor de combustión interna 1 puede estar
equipado con una instalación de alimentación de aire secundario 7,
que presenta un conducto de aire secundario 8. Este conducto de aire
secundario 8 está conectado con la instalación de gases de escape 5,
de manera que con la ayuda de la instalación de alimentación de aire
secundario 7 se puede insuflar aire secundario a través el conducto
de aire secundario 8 en la instalación de gases de escape 5. Con
este fin, la instalación de alimentación de aire secundario 7
presenta una bomba de aire secundario o bien una carcasa de aire
secundario 9, que está conectada con su lado de presión en el
conducto de aire secundario 8.
En la figura 1 se representan dos variantes para
la instalación de alimentación de aire secundario 7, que son
diferenciadas entre sí por medio de las letraza y b. De una manera
correspondiente, en la primera variante (a), el conducto de aire
secundario 8a de la instalación de alimentación de aire secundario
7a está conectado aguas debajo de un colector de gases de escape 10
y aguas arriba del catalizador 6 en la instalación de gases de
escape 5. A diferencia de ello, en la segunda variante (b), el
conducto de aire secundario 8b está tendido con una sección 11 en el
interior del bloque motor 2, es decir que esta sección 11 del
conducto de aire secundario 8b está integrada en el bloque motor 2.
De una manera correspondiente, en la segunda variante (b), el
conducto de aire secundario 8b está conectado aguas arriba del
colector de gases de escape 10, en el interior del bloque motor 2 en
la instalación de gases de escape 5. Las conexiones están
simbolizadas en este caso por medio de círculos de puntos y están
designadas con 12.
Adicional o alternativamente, el motor de
combustión interna 1 puede estar equipado, además, con una
instalación de retorno de gases de escape 13, que presenta un
conducto de retorno de gases de escape 14, un refrigerador de gases
de escape 15 y una válvula de control 16. El conducto de retorno de
gases de escape 14 está conectado con su entrada 17 en la
instalación de escape de gases 5 y con su salida 18 en la
instalación de aire fresco 4. Con la ayuda de la instalación de
retorno de gases de escape 13 se pueden retornar, durante el
funcionamiento del motor de combustión interna 1, los gases de
escape de la combustión desde la instalación de gases de escape 5 a
la instalación de aire fresco 4, para reducir de esta manera la
emisión de substancias contaminantes y el consumo de combustible del
motor de combustión interna 1. Con la ayuda del refrigerador de
gases de escape 15, que está conectado, para la transmisión de
calor, con el conducto de retorno de gases de escape 14, se pueden
refrigerar los gases de escape retornados, para elevar de esta
manera la corriente de masas. La válvula de control 16 es activada
por un control habitual del motor, no mostrado aquí, para poder
ajustar de una manera óptima el caudal de retorno en función del
funcionamiento del motor.
Según la invención, el motor de combustión
interna 1 está equipado, además, con un transductor acústico 19, que
sirve para modular el sonido del aire, que genera el motor de
combustión interna 1 y para difundir el sonido del aire modulado en
un espacio de destino. El transductor acústico 19 presenta un cuerpo
de transmisión hueco 25, en el que puede propagarse el sonido del
aire. La radiación del sonido del aire modulado se representa de
forma simbólica en la figura 1 por medio de líneas de ondas
acústicas 20. El espacio de destino, impulsado con el sonido del
aire modulado, puede ser, por ejemplo, un compartimiento del motor
21 del vehículo, en el que está alojado el motor de combustión
interna 1. Este compartimiento del motor 21 está separado a través
de una pared frontal 22 desde un compartimiento interior del
vehículo 23, que puede ser igualmente un espacio de destino para la
impulsión de sonido. De una manera correspondiente, una salida 24
del cuerpo de transmisión 25, configurada como embudo de radiación
acústica, está dispuesta en la proximidad de la pared frontal 22 y
está alineada sobre el compartimiento interior del vehículo. De la
misma manera es posible colocar la salida 24 directamente junto o en
la pared frontal 2. Por lo demás, el cuerpo de transmisión 25 puede
estar colocado también de tal forma que su salida 24 atraviese la
pared frontal 22, de manera que la salida 24 está dispuesta en el
compartimiento interior del vehículo 23.
El cuerpo de transmisión 25 está conectado en su
entrada 26 en un conducto (conducto de aire secundario 8 o conducto
de retorno de gases de escape 14) de una instalación (instalación de
alimentación de aire secundario 7 o instalación de retorno de gases
de escape 13), estando conectado este conducto, por su parte, en la
instalación de gases de escape 5. En la figura 1 se reproducen
diferentes variantes para la conexión indirecta propuesta según la
invención del cuerpo de transmisión 25 en la instalación de gases de
escape 5, que están diferenciadas entre sí por medio de las letras
a, b, c.
En la primera variante (a), el cuerpo de
transmisión 25a está conectado con su entrada 26a en el conducto de
aire secundario 8a, que está conectado aguas abajo del bloque motor
2 en la instalación de gases de escape 5. De esta manera, a través
del conducto de aire secundario 8a llega sonido del aire desde la
instalación de gases de escape 5 hasta el cuerpo de transmisión 25a.
En este caso, hay que indicar que el cuerpo de transmisión 25a está
conectado con su entrada 26a aguas abajo del soplante de aire
secundario 9a, es decir, en su lado de presión, en el conducto de
aire secundario 8a.
Una instalación de alimentación de aire
secundario 7 está configurada habitualmente de tal forma que es
hermética al gas en el estado desactivado, de manera que no circula
gas de escape desde la instalación de gases de escape 5 a través del
conducto de aire secundario 8. De una manera correspondiente, el
cuerpo de transmisión 25a, que está conectado en la primera variante
(a) en el conducto de aire secundario 8a, o está expuesto a ninguna
circulación directa de gases de escape, de manera que la entrada 26a
no aparecen temperaturas especialmente altas. De una manera
correspondiente, es posible fabricar el cuerpo de transmisión 25a de
plástico. En este caso, en determinadas constelaciones puede ser
necesario fabricar una zona de conexión del cuerpo de transmisión
25a, que presenta la entrada 26a, no de plástico, sino, por ejemplo,
de metal.
En la segunda variante (b), el cuerpo de
transmisión 25b está conectado con su entrada 26b para comunicación
con la sección 11, que se extiende en el bloque motor 2, del
conducto de aire secundario 8b. De una manera conveniente, el
cuerpo de transmisión 25b está conectado a tal fin en el bloque
motor 2, conteniendo éste una sección de tubo 27, que conecta el
cuerpo de transmisión 25b para comunicación con la sección 11 del
conducto de aire secundario 8b tendido en el bloque motor 2. Puesto
que una sección de tubo de este tipo 27 está presente de todos
modos, condicionada por la fabricación, en un bloque motor 2 con
conducto de aire secundario 8b integrado, se puede realizar la
segunda variante (b) sin mayor gasto.
También aquí, el sonido del aire generado por el
motor de combustión interna puede llegar desde la instalación de
gases de escape 5 a través del conducto de aire secundario 8b o bien
a través de la sección 11 al cuerpo de transmisión 25b. En este
caso, es especialmente importante que el bloque motor 2 y, por lo
tanto, la sección 11 integrada en él del conducto de aire secundario
8b, sean refrigerados con la ayuda de un circuito de refrigeración
del motor 28. De una manera correspondiente, en la sección 11 del
conducto de aire secundario 8b, que se extiende en el bloque motor
2, predominan temperaturas relativamente bajas, de manera que el
cuerpo de transmisión 25b se puede fabricar de plástico hasta su
entrada 26b.
En la tercera variante (c) mostrada en la figura
1, el cuerpo de transmisión 25c está conectado con su entrada 26c en
el conducto de retorno de gases de escape 14. De esta manera, el
sonido del aire puede llegar desde la instalación de escape de gases
5 a través del conducto de retorno de gases de escape 14 hasta el
cuerpo de transmisión 25c. Puesto que en el conducto de retorno de
los gases de escape 14 no están presentes habitualmente corrientes
volumétricas menores de gases de escape que en la instalación de
gases de escape 5, en el conducto de retorno de gases de escape 14
predominan habitualmente también temperaturas más bajas. Es
especialmente importante la forma de realización mostrada aquí, en
la que el cuerpo de transmisión 25c está conectado aguas abajo del
refrigerador de gases de escape 15; es decir, entre el refrigerador
de gases de escape 15 y la instalación de aire fresco 4 en el
conducto de retorno de gases de escape 14. El refrigerador de gases
de escape 15 está incorporad, por ejemplo, en el circuito de
refrigeración del motor 28 y provoca una refrigeración intensiva de
los gases de escape retornados. De una manera correspondiente, en el
conducto de retorno de gases de escape 14, aguas abajo del
refrigerador de gases de escape 15 predominan temperaturas
relativamente baja. También en la tercera variante (c), el cuerpo de
transmisión 25c, incluida o excluida la zona de conexión, que
presenta la entrada 26c, puede estar fabricado de plástico.
Para influir o bien para modular el sonido del
aire desacoplado, el cuerpo de transmisión 25 contiene una cámara
29, en la que entra el sonido del aire a través de un saldo 30 de la
sección transversal. De una manera conveniente, la cámara 29 está
configurada como resonador, para amortiguar determinadas frecuencias
o bien para reforzar otras frecuencias. El cuerpo de transmisión 25
contiene, además, un cuerpo oscilante 31, que es excitado a través
de la impulsión acústica de acuerdo con una doble flecha 32 para
generar oscilaciones. De esta manera, este cuerpo oscilante 31
difunde el sonido del aire modulado hacia la salida 24 del cuerpo de
transmisión 25, donde sale hacia el espacio de destino
(compartimiento del motor 21 y/o compartimiento interior del
vehículo 23). De una manera conveniente, el cuerpo de transmisión 25
está configurado de forma hermética al gas en la zona del cuerpo
oscilante 31, para evitar una salida de gases de escape o bien una
pérdida de presión a través del cuerpo de transmisión 25. El cuerpo
oscilante 31 puede estar configurado como membrana.
A través de la propuesta según la invención, de
conectar el cuerpo de transmisión 25 no directamente, sino
indirectamente a través del conducto de aire secundario 8 o del
conducto de retorno de gases de escape 14 en la instalación de gases
de escape, el cuerpo de transmisión 25 solamente está expuesto a
temperaturas relativamente bajas, de manera que el transductor
acústico 19 se puede fabricar totalmente de plástico y, por lo
tanto, económico.
Claims (9)
1. Transductor acústico junto o en un vehículo,
con un cuerpo de transmisión hueco (25), que está conectado para
comunicación en su entrada (26) para el desacoplamiento del sonido
del aire con una fuente acústica (1) del vehículo y en cuya salida
(24) se puede difundir sonido del aire modulado dentro de al menos
uno o hacia al menos un espacio de destino (21, 23),
caracterizado porque el cuerpo de transmisión (25) está
conectado con su entrada (26) para comunicación con un conducto (8;
14), que está conectado, por su parte, para comunicación con una
instalación de escape de gases (5) de un motor de combustión interna
(1) del vehículo y que es un componente de una instalación (7; 13),
que sirve para la introducción de gas en la instalación de gases de
escape (5) y/o para la extracción de gas desde la instalación de
gases de escape (5).
2. Transductor acústico según la reivindicación
1, caracterizado porque el conducto es un conducto de aire
secundario (8) de una instalación (7) para el soplado de aire
secundario en la instalación de gases de escape (5).
3. Transductor acústico según la reivindicación
2, caracterizado porque el conducto de aire secundario (8b,
11) está integrado al menos parcialmente en un bloque motor (2) del
motor de combustión interna (1), estando conectado el cuerpo de
transmisión (25b) con su entrada (26b) en el bloque motor (2) y
comunicando con el conducto de aire secundario (8b, 11).
4. Transductor acústico según la reivindicación 2
ó 3, caracterizado porque el conducto de aire secundario (8)
está conectado con un soplante de aire secundario (9), estando
conectado el cuerpo de transmisión (25) en el lado de presión del
soplante de aire secundario (9) en el conducto de aire secundario
(8).
5. Transductor acústico según la reivindicación
1, caracterizado porque el conducto es un conducto de retorno
de gases de escape (14) de una instalación (13) para el retorno de
gases de escape desde la instalación de gases de escape (5) a una
instalación de aire fresco (4) del motor de combustión interna
(1).
6. Transductor acústico según la reivindicación
5, caracterizado porque junto o en el conducto de retorno de
gases de escape (14) está dispuesto un refrigerador de gases de
escape (15) y porque el cuerpo de transmisión (25c) está conectado
con su entrada (26c) aguas abajo del refrigerador de gases de escape
(15) en el conducto de retorno de gases de escape (14).
7. Transductor acústico según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuerpo de
transmisión (25) está fabricado de plástico incluida o excluida una
zona de conexión que presenta la entrada (26).
8. Transductor acústico según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo de
transmisión (25) está configurado hermético al gas.
9. Transductor acústico según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cuerpo de
transmisión (25) presenta una cámara (29), que está configurada como
resonador.
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