DE1019511B

DE1019511B - Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Traktoren

Info

Publication number: DE1019511B
Application number: DEST7673A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Spiegel
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1953-01-27
Filing date: 1954-01-22
Publication date: 1957-11-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen, insbesondere Traktoren, der aus einem in unmittelbarer Zylindernähe angeordneten rohrförmigen Expansionsgehäuse, das durch mit Durchbrüchen versehene Querwände in Kammern unterteilt ist, in welche die Auspuffrohre der einzelnen Zylinder wenigstens näherungsweise tangential münden, sowie einem im Expansionsgehäuse dichtend gelagerten, mit Mantelöffnungen versehenen Auslaßrohr besteht. .

Der erfindungsgemäße Schalldämpfer zeichnet sich dadurch aus, daß die Auspuffrohre aller Zylinder in je eine besondere Kammer münden und der Gesamtquerschnitt der Mantelöffnungen des Auslaß rohres in jeder Kammer geringer ist als der Gesamtquerschnitt der Durchbrüche jeder Querwand.

Ein bekannter Schalldämpfer weist ein rohrförmiges Expansionsgehäuse mit durchbrochenen Querwänden auf, in denen ein mit Mantelöffnungen versehenes zentrales Auslaß rohr dichtend gelagert ist. Die Auspuffgase treten dabei durch ein gemeinsames Auspuffrohr tangential in das Expansionsgehäuse ein.

Bei einem bekannten Schalldämpfer für Flugmotoren ist das rohrförmige Expansionsgehäuse mittels durchlochter Wände in mehrere Kammern unterteilt, in welche jeweils das Auspuffrohr eines Zylinders mündet; ferner ist ein mit Mantelöffnungen versehenes, in den Querwänden gelagertes, zentrales Auslaßrohr vorhanden. Die einzelnen Auspuffrohre münden jedoch nicht tangential, sondern radial; ferner ist das Austrittsrohr vorn offen, so daß der Fahrwind zwecks Kühlung der Auspuffgase eintreten kann. Über den Gesamtquerschnitt der Mantelöffnungen im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt der Durchbrüche der Querwände ist nichts ausgesagt.

Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Traktoren, ist es üblich, die Abgase der Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine in einem Auspuffrohr bzw. Auspuffkrümmer zu vereinigen und zu einem an geeigneter Stelle angebrachten, als Schalldämpfer wirkenden Auspufftopf zu leiten, von wo sie entspannt über ein Auslaßendrohr ins Freie gelangen. Diese Ausbildung erfordert wegen des vorgeordneten Sammlers einen erhöhten technischen Aufwand, vergrößerten Platzbedarf und ergibt bezüglich des Auspufftopfes häufig Einbauschwierigkeiten, wobei keine Freizügigkeit hinsichtlich der Abfuhr der Abgase in verschiedener Richtung besteht.

Durch den erfindungsgemäßen Schalldämpfer wird der bauliche Vorteil des bei Flugzeugen bekannten Auspufftopfes für Landfahrzeuge ausgenutzt und in günstige Verbindung mit den Merkmalen des weiterhin beschriebenen bekannten Schalldämpfers gebracht. Die von den einzelnen Arbeitszylindern kommenden Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen

von Kraftfahrzeugen, insbesondere

Traktoren

Anmelder:

Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft,
Steyr (Österreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Lehmann, Patentanwalt,
München 23, Ohmstr. 16

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 27. Januar 1953

Dipl.-Ing. Erwin Spiegel, Steyr (Österreich),
ist als Erfinder genannt worden

Abgase werden, da sie zum Teil unmittelbar, zum Teil durch die Durchbrüche der Querwände über die jeweils benachbarten Kammern in das Auslaßrohr abströmen, in Teilströme aufgespalten, die verschieden lange Wege zurücklegen müssen, wodurch sich eine Phasenverschiebung der Schallwellen ergibt, die eine teilweise Löschung der Schallwellen bewirkt. Da der Gesamtquerschnitt der Durchbrüche -zur jeweils benachbarten Kammer größer als der Gesamtquerschnitt der Mantelöfrnungen des Auslaß rohres innerhalb der Kammer bemessen ist, wird verhindert, daß der Großteil der Auspuffgase unmittelbar abströmt, so daß die erwünschte Phasenverschiebung durch verschieden lange Wege auf jeden Fall eintritt. Außerdem bleibt dadurch der Strömungswiderstand von jeder Kammer nach außen annähernd gleich. Eine weitere Dämpfungswirkung wird durch Reflexdon erzielt, da die Schallwellen an den Wänden der Kammern wiederholt zurückgeworfen werden und einen Teil ihrer Energie verlieren; dies wird ebenfalls dadurch begünstigt, daß die Mantelöffnungen des Auslaß rohres verhältnismäßig klein sind und die für die Reflexion zur Verfügung stehende Gesamtinnenfläche der Kammern daher groß ist.

Erfindungsgemäß sind Nebenkammern ohne Anschluß eines Zylinderauspuffrohres angeordnet. Diese Nebenkammern geben eine zusätzliche günstige Schalldämpf wirkung, da durch sie ein größerer

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Schalldämpferraum erreicht wird und sie die gleiche Wirkung wie eine Hauptkammer haben, die neben einer gerade mit Abgasen beaufschlagten Kammer liegt. Eine besonders zweckentsprechende und vorteilhafte Konstruktion wird dadurch erreicht, daß eine gegen die übrigen Kammern abgeschlossene Abströmkammer vorgesehen ist, in die das Auslaßrohr mündet, wobei das Auslaßendrohr wahlweise entweder quer zur Achse des Auslaßrohres an der Abströmkammer oder

Fig. 6 einen Schalldämpfer mit am Ende des einteiligen Auslaßrohres angeordneter Abströmkammer für einen Zweizylindermotor, jeweils im schematisehen Längsschnitt.

Der Schalldämpfer besteht aus einem Expansionsgehäuse 1, das in unmittelbarer Zylindernähe angeordnet und in das ein Auslaß rohr 2, 2 α zentral eingesetzt ist. Das Auslaß rohr 2, 2 α ist mit Mantelöffnungen 3,3 a versehen. Das Expansionsgehäuse 1 ist durch

in Richtung des Auslaßrohres an einer der beiden io Querwände 4 in Kammern 5,6 unterteilt, wobei die

Stirnwände des Expansionsgehäuses anflanschbar ist und die jeweils übrigen Austrittsöffnungen mit Blindflanschen od. dgl. verschließbar sind. Dabei kann die Abströmkammer an einem Ende des Auslaßrohres

einzelnen Kammern durch Durchbrüche 7,7 a in den Querwänden 4 untereinander verbunden sind. Die von den Arbeitszylindern über die Auspuffrohre 8 kommenden Abgase treten in je eine Kammer 5 tangen-

zwischen diesem und der zugehörigen Stirnwand des 15 tial ein, expandieren dort und strömen zum Teil un-Expansionsgehäuses angeordnet sein, oder das Aus- mittelbar durch die Mantelöffnungen 3, 3 a in das Auspuff rohr besteht aus zwei-Teilen, deren innere Enden laß rohr 2, 2 α, zum anderen Teil durch die Durchin die zwischen ihnen angeordnete Abströmkammer brüche 7, 7a in die jeweils benachbarten Kammern 5, 6 münden. Demnach kann die Abfuhr der Abgase so- und von dort erst in das Auslaßrohr. Die Durchwohl quer zum Auslaßrohr nach oben und unten als 20 brüche 7 haben Kreisringform, können aber auch, wie auch in Richtung des Auslaßrohres nach beiden Seiten in Fig. 5 angedeutet und mit 7a bezeichnet, beliebige erfolgen, ohne daß man den erfindungsgemäßen andere Form haben. Die Mantelöffnungen im AusSchalldämpfer verändern muß, was für den Einbau laßrohr 2, 2 a können sowohl als radiale Bohrungen 3 bei Kraftfahrzeugen und auch bei ortsfesten Kraft- als auch als im Preßverfahren herstellbare tangentiale anlagen technische und betriebliche Vorteile ergibt. 25 Öffnungen 3 α (Fig. 3) ausgebildet sein.
Bei seitlicher Abfuhr der Abgase ist wohl eine günsti- Das Auslaßrohr besteht gemäß Fig. 1, 2 und 4,5

gere schalldämpfende Wirkung als bei zentraler Ab- aus zwei Teilen 2, 2 a, deren innere Enden in eine führung zu erwarten, sie ist aber mit einem etwas gegen die übrigen Kammern 5., 6 abgeschlossene Abgrößeren Auspuffwiderstand verbunden. Die am Ende Strömkammer 9 münden. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist des einteiligen Auslaßrohres angeordnete Abström- 30 das Auslaßendrohr 10 quer zur Achse des Auslaßrohkammer gibt den Vorteil, daß, falls die Umlenkung res 2, 2 a nach unten an der Abströmkammer 9 angeflanscht, und die beiden äußeren Enden des Auslaßrohres 2,2 a sind durch Blindflansche 11 verschlossen. Das Auslaßendrohr 10 kann aber auch an der Ab-35 Strömkammer 9 oben (Fig. 4) oder an einem der beiden äußeren Enden des Auslaßrohres 2, 2 a (Fig. 5)

angeflanscht sein, wobei in letzterem Falle die Austrittsöffnung der Abströmkammer 9 durch einen Blindflansch 12 abgeschlossen ist.

Gemäß Fig. 6 ist die Abströmkammer 9 an einem Ende des in diesem Falle einteiligen Auslaßrohres 2 angeordnet, wobei das Auslaßendrohr 10 an sie angeschlossen und gleich nach oben geführt ist, so daß sich ein Krümmer erübrigt. Die Abströmkammer 9

der seitlich abgeführten Abgase nach oben oder unten erwünscht ist, das Auslaß rohr keinen Krümmer erhalten muß, da es gleich oben oder unten an diese Abströmkammer angeschlossen werden kann.

Die beiden Teile des Auslaßrohres sind zweckmäßigerweise mit ihren äußeren Enden im Expansionsgehäuse festgehalten, mit ihren inneren Enden in
einer Bohrung der Abströmkammer gleitbar gelagert
und aus dem Expansionsgehäuse axial ausziehbar. 40
Dadurch ist völlige Nachgiebigkeit bei Wärmedehnungen erreicht, und die beiden Teile des Auslaßrohres
können nach dem Herausziehen leicht von ölkoksansätzen usw. gereinigt "werden. Falls erforderlich, ist
es auch möglich, die Zylinderauspuffrohre begrenzt 45 besitzt bei allen Ausbildungen innerhalb des Expannachgiebig auszuführen. sionsgehäuses 1 einen größeren Querschnitt als das

Schließlich besitzt das Expansionsgehäuse in an zentrale Auslaßrohr2,2a, während der freie Austrittssich bekannter Weise ovalen Querschnitt, was eine querschnitt der Abströmkammer kleiner oder gleich geringere Einbaubreite neben der Brennkraftmaschine dem Querschnitt des Auslaßrohres ist. Um Wärmeergibt und dadurch, z. B. bei einem landwirtschaft- 50 dehnungen auszugleichen, ist das äußere Ende des liehen Traktor, bessere Sicht auf die Vorderräder und Auslaßrohres 2 bzw. der beiden Auslaßrohrteile 2,2 a die Anbaugeräte ermöglicht. Zur Vermeidung der im Expansionsgehäuse 1 festgehalten, das innere Ende Funkenbildung können am Schalldämpfer Vorzugs- jedoch in einer Bohrung der Abströmkammer 9 gleitweise in Längsrichtung verlaufende Kühlrippen ange- bar gelagert. Nach Abnahme der Blindflansche 11 ordnet sein. Das Expansionsgehäuse kann in Guß- 55 können die beiden Rohrteile 2, 2 α bzw. das einteilige eisen oder Stahlblech oder auch in Leichtmetall aus- Rohr 2 axial herausgezogen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein von einer Gehäusestirnwand zur anderen durchlaufendes Auslaßrohr ohne Abströmkammer vorzusehen, wobei die Abfuhr der 60 Abgase aber nur beiderseitig in Richtung des Auslaßrohres erfolgen kann.

Wie bereits erwähnt, mündet jede Zylinderauspuffleitung 8 in je eine Kammer 5. In Fig. 4 ist nun ein Schalldämpfer für einen Einzylindermotor dargestellt,

Fig. 2 und im Querschnitt nach der Linie II-II der 65 bei dem neben der Kammer 5 zwei Nebenkammern 6 Fig. 1, ohne Anschluß eines Zylinderauspuffrohres vorgesehen

sind. In diesem Falle ist auch die Abströmkammer 9 in der einen Nebenkammer 6 untergebracht. Bei ungerader Anzahl der Arbeitszylinder (Fig. 5) ist es günstig, die Abströmkammer 9 symmetrisch oder auch

geführt sein. Die Mantelöffnungen des Auslaßrohres werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise als durch Pressen herstellbare tangentiale Öffnungen ausgebildet.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Schalldämpfer für einen Vierzylindermotor im Längsschnitt nach der Linie I-I der

Fig. 3 eine andere mögliche Ausbildung des Auslaßrohres im Querschnitt,

Fig. 4 und 5 einen Schalldämpfer für einen Ein- und Dreizylindermotor und

unsymmetrisch innerhalb der mittleren Kammer anzuordnen, um aus Einbaugründen eine annähernd mittige Lage des Auslaßendrohres 10 zu erzielen (falls dieses an die Abströmkammer angeschlossen wird). Wie Fig. 2 zeigt, hat das Expansionsgehäuse 1 ovalen Querschnitt, der eine geringere Einbaubreite ergibt. Ferner besitzt das Expansionsgehäuse in Längsrichtung verlaufende Kühlrippen 1 a. Selbstverständlich wäre es auch möglich, das Auslaßrohr 2, 2 α exzentrisch im Expansionsgehäuse 1 anzuordnen.

Claims

Patentanspruchπ-1. Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Traktoren, bestehend aus einem in unmittelbarer Zylindernähe angeordneten rohrförmigen. Expansionsgehäuse, das durch mit Durchbrüchen versehene Querwände in Kammern unterteilt ist, in welche die Auspuffrohre der einzelnen Zylinder wenigstens näherungsweise tangential münden, sowie einem im Expansionsgehäuse dichtend gelagerten, mit Mantelöffnungen versehenen Auslaß rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffrohre (8) aller Zylinder in je eine besondere Kammer (5) münden und der Gesamtquerschnitt der Mantelöffnungen (3, 3a) des Auslaßrohres (2, 2a) in jeder Kammer geringer ist als der Gesamtquerschnitt der Durchbrüche (7, 7 a) jeder Querwand (4).
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nebenkammern (6) ohne Anschluß eines Zylinderauspuffrohres angeordnet sind.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegen die übrigen Kammern (5,6) abgeschlossene Abströmkammer (9) vorgesehen ist, in die das Auslaß rohr (2,2 a) mündet, wobei das Auslaß endrohr (10) wahlweise entweder quer zur Achse des Auslaßrohres an der Abströmkammer oder in Richtung des Auslaßrohres an einer der beiden Stirnwände des Expansionsgehäuses (1) anflanschbar ist und die jeweils übrigen Austrittsöffnungen mit Blindflanschen (11,12) od. dgl. abschließbar sind.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßrohr aus zwei Teilen (2,2a) besteht, die von beiden Seiten in die zwischen ihnen angeordnete Abströmkammer (9) münden und, mit ihren äußeren Enden im Expansionsgehäuse (1) festgehalten, mit ihren inneren Enden in einer Bohrung der Abströmkammer (9) gleitbar gelagert und aus dem Expansionsgehäuse axial ausziehbar sind.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Expansionsgehäuse (1) ovalen Querschnitt besitzt.
6. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelöffnungen des Auslaß rohres (2,2 a) als durch Pressen herstellbare tangentiale Öffnungen (3 a) ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 316 463;
französische Patentschriften Nr. 817 517 (2. Zusatz zu Nr. 49 088), 864 872, 976 458;
britische Patentschrift Nr. 521 395.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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