AT227029B - Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen

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AT227029B
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Authority
AT
Austria
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insert
internal combustion
pipe
silencer
muffler
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Application number
AT58462A
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English (en)
Inventor
Manfred Dipl Ing Dr Hoschtalek
Original Assignee
Steyr Daimler Puch Ag
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Description


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  Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen 
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen mit einem aus einem längsgeschlitzten,   kegelstumpfförmigen   Hohlkörper bestehenden Einsatz, der am breiteren Ende mit gleichem Durchmesser an ein Rohr der Anlage koaxial angeschlossen und am andern Ende abgeschlos- sen ist. Es ist bereits eine Auspuffanlage dieser Art bekannt, bei der der Einsatz das Ende des von der
Brennkraftmaschine zum Auspufftopf führenden Verbindungsrohres bildet, mehrere Längsschlitze aufweist und den Zweck hat, die Abgase in der ersten Kammer des Auspufftopfes möglichst gleichmässig zu vertei- len.

   Da aber die Länge des bekannten Einsatzes verhältnismässig gering ist und den   Anschlussdurchmesser   nur um weniges übersteigt, verbleibt am abgeschlossenen Ende des Einsatzes eine verhältnismässig grosse ebene Fläche, welche die Schallreflexionen im Verbindungsrohr in nachteiliger Weise begünstigt. 



   Ferner ist es bekannt, das Auspuffrohr an seinem Ende kegelförmig zu verjüngen und mit einer Viel- zahl von durch radiale Rippen führenden Längsschlitzen zu versehen, durch die ein Teil der Abgase ins Freie strömt, wogegen der Abgasrest am verjüngten Rohrende axial austritt. Auch hier muss die im Ver-   h ltnis   zum Rohrdurchmesser grosse stirnseitige Austrittsöffnung zu Schallreflexionen führen, die durch den sehr kleinen Kegelwinkel nicht nennenswert zu beeinflussen sind. Die unmittelbar ins Freie führenden Längsschlitze ergeben eine starke Schallabstrahlung und verursachen infolge ihrer Ausbildung als schmale Kanäle erhebliche Strömungsverluste.

   Dieser bekannte Schalldämpfer ist auch nicht für   Brennkraftmaschi-   nen im allgemeinen, sondern insbesondere für Flugmotoren bestimmt und hat hier vor allem die Aufgabe eines Flammenvernichters zu erfüllen. 



   Weiters ist es nicht mehr neu, im Auspufftopf an das zwischen Motor und Topf angeordnete Verbindungsrohr einen hohlkegeligen, mehrfach durchbrochenen Einsatz anzubauen, der die Aufgabe hat, die Abgase in verschiedene Kammern zu verteilen. Eine geräuschdämpfende Wirkung wird durch diesen Einsatz aber kaum erzielt, weil der Basisdurchmesser des Einsatzes meist wesentlich grösser als der Durchmesser des Verbindungsrohres bemessen ist, so dass die Schallreflexionen wie bei einem ins Freie mündenden Rohr in voller Höhe erhalten bleiben. 



   Schliesslich sind Reflexions-Schalldämpfer bekanntgeworden, die aus mehreren hintereinander geschalteten   Helmholtz'schen   Resonatoren bestehen und ein akustisches Tiefpassfilter mit einer bestimmten Grenzfrequenz darstellen. Als Nachteil solcher Anlagen erweist sich das Durchschlagen von Resonanzschwingungen durch das Filter, die in der verhältnismässig langen Rohrleitung zwischen Drennkraftmaschine und Filter oder in der an das Filter anschliessenden und ins Freie führenden Leitung entstehen. 



   Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel und die Schaffung einer   Schallämpferanlage   der eingangs beschriebenen Art, bei der mit einfachen Mitteln ein verbesserter Dämpfungseffekt ohne Leistungsverlust erzielbar ist. 



   Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Einsatzlänge das Vier- bis Sechsfache des Anschlussdurchmessers beträgt, nur ein über die ganze Einsatzlänge reichender Schlitz mit einem der Rohrlichtweite entsprechenden   Durchtrittsquersulinitt vorgesehen   ist und der Einsatz einen   Kleinstdurzhmesser   von ein-bis zweifacher Schlitzbreite aufweist. Die Wirkung des erfindungsgemäss bemessenen bzw. ausgebildeten Einsatzes beruht darauf, dass die von der Schallquelle (Brennkraftmaschine) kommende Druckwelle keine Möglichkeit findet, ihre Energie an einer bestimmten Stelle abzustrahlen und als negative Druckwelle von dieser Stelle aus   wieder zur1 ! ckzulaufen   oder auch von einer festen Wand reflektiert zu werden.

   Durch diese Erscheinung kommt es bisher nämlich zu Resonanzschwingungen mit grossen Schall- 

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 amplituden in dem Rohr, an das der Einsatz angeschlossen ist. Die Länge des Einsatzes in den angegebenen Grenzen ist notwendig, weil einerseits erst bei dem sich daraus ergebenden geringen Kegelwinkel die geschilderte Schallreflexion sicher vermieden wird und anderseits grössere Längen mit Rücksicht auf die Abmessungen der ganzen Anlage nicht brauchbar sind. Da der Durchtrittsquerschnitt des Schlitzes der Rohrlichtweite entspricht, wird eine Beschleunigung der Abgase, die erhöhten Abgasgegendruck und einen Leistungsverlust der Brennkraftmaschine zur Folge hätte, verhindert. Die stirnseitige Abschlusswand weist einen sehr kleinen Durchmesser auf, so dass eine Reflexionsfläche geringstmöglichen Ausmasses entsteht. 



  Die Schallenergie wird entlang des Längsschlitzes abgestrahlt, wobei die Druckimpulse zur Wand des Auspufftopfes od. dgl. wandern und dort zurückgeworfen werden. Auf ihrem Rückweg treffen sie auf Schallwellen, die von andern Schlitzbereichen abgestrahlt wurden. Infolge der verschiedenen Weglängen tritt nun eine teilweise Löschung durch Interferenz ein, die wegen der vielen vorhandenen Weglängen ein sehr breites Frequenzband umfasst. Es wird also bei geringem Leistungsverlust die Schalldämpfung wesentlich verbessert. 



   Der Einsatz kann in an sich bekannter Weise am Ende des von der Brennkraftmaschine zum Auspufftopf führenden Verbindungsrohres in der ersten Auspufftopfkammer angeordnet sein. Es hat sich aber gezeigt, dass auch dann gute Ergebnisse zu erzielen sind, wenn der Einsatz dem Auslassrohr einer unmittelbar an die Brennkraftmaschine angebauten Entspannungskammer vorgeordnet ist. In diesem Fall wird ebenso verhindert, dass die von der Brennkraftmaschine herkommenden Schallimpulse zu beachtlichen Resonanzschwingungen im Auslassrohr führen, wobei sogar ein eigener Auspufftopf eingespart werden kann. 



   In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 und 2 einen Einsatz für sich allein im   Längs- und Querschnitt,   Fig. 3 eine Schalldämpferanlage mit in der 
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 einer Schalldämpferanlage in Seitenansicht und im Längsschnitt. 



   Der wesentliche Teil der Schalldämpferanlage wird von einem Einsatz gebildet, der aus einem kegelstumpfförmigen Hohlkörper 1 besteht und mit seinem breiteren Ende bei gleichem Durchmesser D an ein Rohr 2 der Auspaffanlage angeschlossen ist. Der Hohlkörper 1 ist mit einem sich über seine ganze Länge erstreckenden Schlitz 3 versehen, dessen Durchtrittsquerschnitt der Lichtweite des Rohres 2 entspricht. Der Einsatzkörper 1 weist ferner einen Kleinstdurchmesser d von ein-bis zweifacher Schlitzbreite B auf und besitzt eine Länge L, die das Vier- bis Sechsfache des Anschlussdurchmessers D beträgt. Am verjüngten Ende ist der Hohlkörper 1 durch eine Kappe 4 od. dgl. abgeschlossen. 



   Gemäss Fig. 3 ist der Einsatz 1 am Ende des von der Brennkraftmaschine zum Auspufftopf 5   führenden   Verbindungsrohres 2a in der ersten Auspufftopfkammer 6 angeordnet. Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 und 5 ist unmittelbar an die Brennkraftmaschine 7 eine Entspannungskammer 8 angebaut, in der der Einsatz   1,   dem Auslassrohr 2b vorgeordnet, liegt. Das Rohr 2b kann unmittelbar ins Freie oder auch zu einem nachgeschalteten Auspufftopf führen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen mit einem aus einem   längssgeschlitzten, kegel-   stumpfförmigen Hohlkörper bestehenden Einsatz, der am breiteren Ende mit gleichem Durchmesser an ein Rohr der Anlage koaxial angeschlossen und am andern Ende abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzlänge (L) das Vier- bis Sechsfache des Anschlussdurchmessers (D) beträgt, nur ein über die ganze Einsatzlänge reichender Schlitz (3) mit einem der Rohrlichtweite entsprechenden Durchtrittsquerschnitt vorgesehen ist und der Einsatz   (1)   einen Kleinstdurchmesser (d) von ein-bis zweifacher Schlitzbreite (B) aufweist.

Claims (1)

  1. 2. Anlage nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (1) in an sich bekannter Weise am Ende des von der Brennkraftmaschine zum Auspufftopf (5) führenden Verbindungsrohres (2a) in der erersten Auspufftopfkammer (6) angeordnet ist.
    3. Anlage nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (1) dem Auslassrohr (2b) einer mmittelbar an die Brennkraftmaschine (7) angebauten Entspannungskammer (8) vorgeordnet ist.
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