本发明涉及一种方法和一种装置，利用它们可以分析用于内燃机排气设备的排气门的声学特性。在车辆排气设备中安装排气门，以便可以针对性地影响排气设备的声学特性。为此，这样的排气门具有通常管状的排气门体部，所述排气门体部集成到排气设备中。在排气门体部中，排气门隔板可在封闭装置和释放位置之间偏转地支承。通过排气门隔板的偏转可以影响排气门的声透射性。
背景技术：
在绕流排气门隔板(尤其是在所述排气门隔板关闭的状态中)时，可能会由于与结构相关地存在的泄漏而出现流动噪声，所述流动噪声通常作为干扰噪声被察觉。这样的流动噪声可能一方面原则上与结构相关地产生，但另一方面也可能由在制造排气门时出现的制造公差或/和装配误差造成。
为了能够评价排气门的声学质量，例如可以这样进行，即，将装备有排气门的车辆或连接到内燃机上的排气设备在试验台中做声学测试。为了可以在此分析不同的排气门，对于每个要测试的排气门而言都需要拆卸并且再次装配排气设备，这一方面费时，另一方面带来在装配时出现并且因此影响干扰噪声产生的误差风险。
技术实现要素：
本发明的任务是，提供用于分析用于尤其是车辆的内燃机的排气设备的排气门的声学特性的方法和装置，利用所述方法和装置能够以简单并且可靠的方式提供关于排气门声学质量的信息。
按照本发明的第一方面，该任务通过用于分析用于内燃机排气设备的排气门的声学特性的方法解决，其中，排气门具有在排气门体部中可调节的排气门隔板，其中，所述方法包括如下措施：
a)以测量噪声对排气门加载，
b)检测在排气门上产生的干扰噪声，并且产生干扰噪声时间变化曲线，
c)以干扰噪声时间变化曲线为依据，产生干扰噪声频率变化曲线，
d)将干扰噪声频率变化曲线与参考-干扰噪声频率变化曲线比较，
e)以在措施d)中实施的比较为依据，评估排气门的声学质量。
在按照本发明的构造中，以限定地预定的测量噪声加载要分析的排气门。这表示，排气门原则上不必集成到连接到内燃机的排气设备中而是与其分离，并且能够只以测量噪声加载地分析。这提供清楚的并且可复制的并且因此也彼此可比较的评估结果。因为此外与限定地预定的参考-干扰噪声频率变化曲线比较，所以也清楚地预定参考情况，从而进一步改善报告结果的说服力。在按照本发明的操作方式中，取消连接到内燃机上的或集成到车辆中的排气设备的重复装配和拆卸。排气设备因此可以直接跟随制造过程或集成到开发过程中地装入。然而原则上，按照本发明的操作方式也可以结合完全构造的并且按照本发明的原理分析的排气设备来实施。
对于一种快速可实施的并且导致彼此可比较的测量结果的设计方案提出，措施a)包括将排气门集成到分析装置中，其中，分析装置包括声音导入通道区域和声音导出通道区域以及测量噪声源，所述声音导入通道区域应定位成沿声流方向在排气门体部上游邻接到所述排气门体部上，所述声音导出通道区域应定位成沿声流方向在排气门体部下游邻接到所述排气门体部上，所述测量噪声源用于产生应通过声音导入通道区域引导至排气门的测量噪声。
对要分析的排气门加载的测量噪声优选是单音，其频率例如小于等于40hz、优选在20hz至40hz的范围中。
可以在措施c)中通过傅立叶分析、优选快速傅立叶变换产生干扰噪声频率变化曲线。
因为不仅干扰噪声频率变化曲线而且参考-干扰噪声频率变化曲线至少在确定的频率范围内可以作为大致通过曲线给出的或至少包络的变化曲线来考虑，所以当干扰噪声频率变化曲线在至少一个预先确定的频率范围中处于参考-干扰噪声频率变化曲线之下时，可以在措施e)中将排气门的质量相应地评估作为额定质量。这表示，在考虑的频率范围中，对于所有在那里代表的频率分量，在干扰噪声频率变化曲线中，幅值小于参考-干扰噪声频率变化曲线。
为了能够提供用于比较干扰噪声频率变化曲线与参考-干扰噪声频率变化曲线的可靠基础，提出，基于与多个排气门相配设地产生的干扰噪声频率变化曲线来确定参考-干扰噪声频率变化曲线，或/和在措施d)中，与在措施a)中产生的测量噪声相配设地选择与干扰噪声频率变化曲线比较的参考-干扰噪声频率变化曲线。
按照另一方面，开头给出的任务通过一种用于分析用于内燃机排气设备的排气门的声学特性的装置解决，尤其是利用按照本发明的方法进行所述分析，其中，排气门具有在排气门体部中可调节的排气门隔板，所述装置具有：
声音导入通道区域，所述声音导入通道区域应定位成沿声流方向在排气门体部上游邻接到所述排气门体部上；
声音导出通道区域，所述声音导出通道区域应定位成沿声流方向在排气门体部下游邻接到所述排气门体部上，或/和所述声音导出通道区域通过所述排气门体部提供；
至少一个测量噪声源，所述至少一个测量噪声源用于产生应通过声音导入通道区域引导至排气门的测量噪声；
至少一个噪声传感器，所述至少一个噪声传感器用于检测沿声音导出通道区域引导的干扰噪声；
操控布置组件，所述操控布置组件用于操控所述至少一个测量噪声源，以用于产生测量噪声；
评估布置组件，所述评估布置组件用于接收所述至少一个噪声传感器的代表干扰噪声时间变化曲线的输出信号，其中，评估布置组件构成用于，以干扰噪声时间变化曲线为依据来产生干扰噪声频率变化曲线并且将该干扰噪声频率变化曲线与参考-干扰噪声频率变化曲线比较。
为了能够利用这样的装置预定不同的分析情况，尤其是也能够测试或分析可集成在不同排气设备中的排气设备，进一步提出，操控布置组件构成用于，操控所述至少一个测量噪声源，以用于产生不同的测量噪声。
附图说明
接着参考附图详细说明本发明。其中：
图1示出可嵌入车辆内燃机排气设备中的排气门；
图2示出用于分析排气门声学特性的装置和该装置工作方式的原理图；
图3示出干扰噪声频率变化曲线和配设的参考-干扰噪声频率变化曲线的原理图表。
具体实施方式
在图1中，可嵌入车辆中内燃机排气设备中的排气门一般地以10表示。排气门10具有管状的排气门体部12，包括两个排气门叶片16、18的排气门隔板14围绕偏转轴线a可偏转地支承在所述排气门体部中。与两个排气门叶片16、18相配设地，在排气门体部12上设置固定的止挡部20、22，在图1中示出的关闭位置中，排气门叶片16、18贴靠在所述止挡部上。在围绕偏转轴线a以大致90°偏转时，排气门隔板20处于其打开位置中。
为了使排气门隔板14围绕偏转轴线a偏转，设置一般地以24表示的电动的偏转驱动装置。偏转驱动装置24的传动轴26通过耦合元件28耦联到排气门隔板16的偏转轴30上，所述偏转轴承载所述两个排气门叶片16、18。
接着参考图2和3详细解释：可以怎样关于这样的排气门10的声学特性分析该排气门。对于该声学特性尤其重要的是，即使在排气门隔板14的在图1中示出的关闭位置中，在排气门叶片16、18的外周边和排气门体部12的内周边之间出现不可避免的漏流，尤其是在如下区域中出现，在所述区域中，排气门叶片16、18在其外周边区域中连接到偏转轴30上。这基于内燃机的间歇的排气排放和因此脉动地入射到排气门隔板14上的排气而导致干扰噪声，所述干扰噪声在车辆内部并且尤其是也在车辆外部区域中可以显著察觉。利用接着描述的装置或操作方式，应该能够实现这样的排气门10的声学特性的可重复且可比较的分析。
图2在原理图中示出装置32，利用所述装置可以分析排气门10的声学特性。装置32作为重要的组成部分例如具有构成为扩音器34的测量噪声源36。所述测量噪声源设置在壳体38中，所述壳体朝向例如管状构成的声音导入通道区域40敞开。沿声流方向跟随声音导入区域40之后设有例如同样管状地构成的声音导出通道区域42。在声音导入通道区域40和声音导出通道区域42之间嵌入排气门10。为此，声音导入通道区域40和声音导出通道区域42可以相互具有距离，所述距离等于排气门体部12的长度，从而排气门体部12可以基本上没有间隙地设置在声音导入通道区域40和声音导出通道区域42之间。为了提供尤其是也声学密封的布置组件，可以在排气门体部12到声音导入通道区域40和声音导出通道区域42上的邻接区域中嵌入弹性的密封元件。此外可以设置定位机构，利用所述定位机构，例如通过夹紧元件或类似物将排气门10保持在声音导入通道区域40和声音导出通道区域42之间。
在声音导出通道区域42的与排气门10远离的敞开端部上设置例如以麦克风44形式构成的噪声传感器46。噪声传感器46检测从声音导出通道区域42排出的声音并且产生在图2中借助图表48形象说明的干扰噪声时间变化曲线50。所述干扰噪声时间变化曲线例如可以代表在时间上记录的或出现的声平。在排气门体部12的管状设计中，声音导出通道区域可以备选地通过排气门体部12的沿声流方向处于排气门隔板14下游的部分提供，从而麦克风44例如可以直接连接到排气门体部上地并且因此靠近排气门体部12地定位。亦即在该意义中，排气门体部12以其处于排气门隔板14下游的部分本身形成所述装置32的一部分。
由噪声传感器46输出的信号、亦即干扰噪声时间变化曲线输入操控/评估布置组件52中。操控/评估布置组件52构成用于，从噪声传感器46接收信号并且以接着描述的方式处理所述信号。此外，操控/评估布置组件52构成用于，这样操控噪声源36，使得其输出限定的噪声。为此目的，操控/评估布置组件52可以构成有可编程的微处理器和存储介质，亦即例如可以构成为计算机系统，该计算机系统一方面为操作人员提供输入数据的可能性，并且另一方面可以视觉地显示或以文件格式提供评估结果。
为了实施要测试的排气门10的声学分析，在排气门10定位在声音导入通道区域40和声音导出通道区域42之间之后，噪声源36通过操控/评估布置组件52操控，以用于产生确定的噪声。该噪声例如可以依赖于要分析的排气门10或/和依赖于排气门10的要模拟的运行状态或/和依赖于内燃机排气设备的要模拟的系统进行选择并且例如可以是具有在大约30hz至40hz的范围中的频率的低频单音。为了分析，将排气门10置于限定的运行状态、例如如下运行状态中，在所述运行状态中，排气门隔板14的排气门叶片16、18贴靠在分别配设的止挡部20、22上。通过由噪声源36生成的低频噪声，在排气门10上游、亦即尤其是在声音导入通道区域40中的空气柱被置于振荡中，由此模拟排气门10的在内燃机燃烧运行中产生的脉动加载。基于该激励，空气流过存在于排气门隔板14和排气门体部12之间的间隙并且在此产生流动噪声，所述流动噪声一般可视为干扰噪声。这些流动噪声或干扰噪声通过噪声传感器46、亦即麦克风44接收并且以干扰噪声时间变化曲线50的形式作为检测信号引导至操控/评估布置组件52。
在操控/评估布置组件52中发生干扰噪声时间变化曲线50的评估。为此，首先将干扰噪声时间变化曲线50例如通过快速傅立叶变换变换为在图表54中形象示出的干扰噪声频率变化曲线56。
这样的干扰噪声频率变化曲线56也在图3中示出。该干扰噪声频率变化曲线代表频谱，在所述频谱中，借助其，与每个包含在其中的频率值相配设地，幅值代表在作为干扰噪声出现的白的(亦即在频谱中宽带的)噪声中的频率分量的强度。干扰噪声频率变化曲线56可以作为基本上连续的或类似连续的曲线而描绘，然而也可以由具有分别配设的幅值的多个离散的频率值代表。
配设于干扰噪声频率变化曲线56，在操控/评估布置组件52中存储参考-干扰噪声频率变化曲线58。参考-干扰噪声频率变化曲线例如可以基于平均值，所述平均值由多个其他排气门的干扰噪声频率变化曲线产生，所述其他排气门的干扰噪声原则上已被评估为可接受。因此，用于要测试的频率范围的参考-干扰噪声频率变化曲线限定用于处于该频率范围中频率分量的幅值的上界限，所述要测试的频率范围例如在图3的图表中可以处于频率f1和f2之间并且可以具有例如20hz至20000hz的频谱。给出的频率范围在此尤其是匹配于通过人的听觉可察觉的频率。在通过人的听觉可察觉的范围之外的频率一般不关键。
在图3中可看出，在那里只示例性地示出的干扰噪声频率变化曲线56在整个测试的频率范围f1至f2中处于参考-干扰噪声频率变化曲线58之下。这表示，在每个在测试的频率范围f1至f2中存在的频率中，干扰噪声频率变化曲线56的配设的幅值处于参考-干扰噪声频率变化曲线的对应的幅值之下。配设的排气门10在该情况下被相应地评估作为额定质量。如果干扰噪声频率变化曲线56局部地处于参考-干扰噪声频率变化曲线56之上，则例如可评估为，分析的排气门不相应于预定的质量标准。
在先描述的分析可以对于相应排气门10的不同工作位置进行并且在使用不同的测量噪声的情况下实施。因此可以再调节不同的运行情况，以便分析：在何种运行情况下，测试的排气门10表现为相应于预定要求，或显示不可接受的偏差。
利用在先描述的方式，可以自动化地并且在非常短的时间内分析排气门的声学特性并且因此决定，排气门是否相应于预定的质量要求并且可以使用在进一步的制造过程中。这样的分析例如可以设置在用于排气门的生产线的结束处，然而也可以在排气门集成到相应排气设备中之后进行。所述分析可以在最小的人工支出的情况下实施并且提供如下可能性：基于使用了限定的测量噪声和限定的参考-干扰噪声频率变化曲线而提供了分析结果可重复并且相互良好可比较的可能性。可以以这种方式在每个作业班次中在每排气门少于10秒的测量持续时间中分析数百个排气门。在此容易实现的是，在分析时在不同结构型式的排气门之间变换，因为例如只须为此与分别被分析的排气门相配设地选择另一个测量噪声和另一个参考-干扰噪声频率变化曲线。