DE102004007109A1 - Sound damper for air flow channel for IC engines for motor vehicles has apertures with length and width within set ratio dependent upon specific frequency range of emissions - Google Patents

Sound damper for air flow channel for IC engines for motor vehicles has apertures with length and width within set ratio dependent upon specific frequency range of emissions Download PDF

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Abstract

The sound-containing channel of the sound damper has slot-shaped apertures (12) with length and width within a set size range. A ratio between length and width is chosen dependent upon a specific frequency range of the sound emission to be dampened. The apertures have guide edges (14) at the rear ends, as seen in direction of flow, which project inward and into the flow channel. The channel is the intake channel (10) of an IC engine, and the apertures are located in or after the elbow section. A closeable flap (15) is placed over the apertures, and the flap also has apertures (19) for fluid discharge and to influence the sound.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen Luftströmungskanal gemäß dem europäischen Patent ..............(Europäische Patentanmeldung NR: EP 03 104 654.3 )The invention relates to a silencer for an air flow channel according to the European patent .............. (European patent application NR: EP 03 104 654.3 )

Es ist bereits aus der FR 2 814 778 A1 bekannt, dass im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ein solcher Schalldämpfer zur Dämpfung der Schallemission eingefügt ist. Die akustischen Eigenschaften dieses Ansaugtraktes können hier mit Öffnungen, die bereichsweise in das Ansaugrohr des Ansaugtraktes eingebracht sind, positiv verändert werden.It is already out of the FR 2 814 778 A1 It is known that in the intake tract of an internal combustion engine in a motor vehicle such a silencer is inserted for damping the sound emission. The acoustic properties of this intake tract can be positively changed here with openings that are partially introduced into the intake manifold of the intake.

Aus diesem Stand der Technik ist es darüber hinaus bekannt, dass es für die im Betrieb eines Verbrennungsmotors besonders störenden Schallemissionen Größenbereiche hinsichtlich der Länge und Breite dieser Öffnungen gibt, die hier mit Erfolg anwendbar sind.Out It is also known from this prior art that it is for the In the operation of an internal combustion engine particularly disturbing sound emissions size ranges in terms of length and width of these openings which are applicable here with success.

Aus der EP 1 1170 499 A1 ist darüber hinaus ebenfalls ein Schalldämpfer zur Dämpfung einer solchen Schallemission beschrieben, bei dem eine Reihe von Vorschlägen hinsichtlich der grundsätzlichen geometrischen Gestaltung und Lage dieser Öffnungen gemacht werden.From the EP 1 1170 499 A1 Furthermore, a muffler for damping such a sound emission is also described, in which a number of proposals are made in terms of the basic geometric design and position of these openings.

Weiterhin sind im Stand der Technik Mittel bekannt mit denen sich Wasser aus der Ansaugluft entfernen lässt um Schäden vom Motor abzuwenden. Beispielsweise werden hier so genannte Wasserfallen oder Zyklone zur Zentrifugalabscheidung von Flüssigkeiten aus Gasströmen verwandt. Nachteilig ist hierbei jedoch der erhöhte Aufwand mit den daraus resultierenden höheren Kosten und der hohe Platzbedarf solcher Lösungen.Farther In the prior art, agents are known which make up water the intake air can be removed for damage avert from the engine. For example, here are so-called water traps or cyclones used for the centrifugal separation of liquids from gas streams. The disadvantage here, however, the increased effort with the resulting resulting higher Cost and the high space requirements of such solutions.

Trotz dieser für sich gesehen bekannten Ansätze zur Reduzierung der Schallemissionen ist es für einzelne Anwendungen jedoch oft wichtig ein ganz spezifisches Frequenzspektrum in einem gewünschten Ausmaß so zu dämpfen, dass bei den Gegebenheiten des Verbrennungsmotors und des Fahrzeuges die Wirksamkeit des Schalldämpfers optimiert ist. Eine hier spezifisch notwendige Bemessung der Geometrie und der Lage der Öffnungen lässt sich oft nur mit großem Aufwand ermitteln und führt oft zu unvorhergesehenen Ergebnissen.In spite of this one for seen known approaches however, it is for individual applications to reduce the noise emissions Often important a very specific frequency spectrum in a desired Extent so to dampen, that in the circumstances of the internal combustion engine and the vehicle the effectiveness of the muffler is optimized. A specifically required dimensioning of the geometry and the location of the openings can be often only with big Determine effort and leads often to unforeseen results.

Ebenso ist es wichtig zusätzlich zu den Ansätzen zur Schallreduktion, wie im Hauptpatent beschrieben, die oben beschriebene Wasserentfernung zu realisieren.As well it is important in addition to the approaches for noise reduction, as described in the main patent, the above-described To realize water removal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Dämpfungsverhalten des Schalldämpfers in Abhängigkeit von der Schallfrequenz optimal beeinflussbar ist und zusätzlich ohne größeren zusätzlichen Platzbedarf und Aufwand eine Wasserabscheidung mittels des Schalldämpfers zu realisieren. Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Hauptanspruches durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.Of the Invention is the object of a muffler of initially mentioned type in such a way that the damping behavior of the muffler dependent on is optimally influenced by the sound frequency and in addition without major additional Space requirement and effort to realize a water separation by means of the silencer. This object is based on the preamble of the main claim solved by its distinctive features.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Erfindung geht aus von einem Schalldämpfer für einen Luftströmungskanal, bei dem der schallführende Kanal bereichsweise mit Öffnungen versehen ist, deren Länge in Strömungsrichtung und deren Breite sich innerhalb eines vorgegeben Größenbereichs befinden. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Erfindung eine Verbesserung spezifischer Dämpfungscharakteristiken, dadurch dass ausgehend von einer vorgegebenen Öffnungsfläche der schlitzartigen Öffnungen ein in Abhängigkeit von einem spezifischen zu dämpfenden Frequenzbereich der Schallemission gewähltes Verhältnis der Länge der Öffnungen zu deren Breite gewählt wird. Weiterhin sind am in Strömungsrichtung hinteren Ende nach Innen in den Strömungskanal gerichtete Leitkanten angeordnet, welche bevorzugt quer zur Strömungsrichtung und in Richtung des Strömungsursprungs geneigt sind. Dadurch lässt sich eventuell vorhandene Feuchtigkeit aus dem schallführenden Kanal aus tragen und so eine Benetzung oder Durchnässung von in Strömungsrichtung hinter dem Schalldämpfer angeordneten Filterelementen mit Feuchtigkeit verhindern.The Invention is based on a silencer for an air flow channel, where the sound-conducting Portionally provided with openings in areas is whose length in the flow direction and whose width is within a predetermined size range are located. Advantageously, the invention enables an improvement specific damping characteristics, in that, starting from a predetermined opening area of the slot-like openings one in dependence from a specific one to be damped Frequency range of the sound emission selected ratio of the length of the openings to the width is selected. Furthermore, are in the flow direction rear end directed inward into the flow channel leading edges arranged, which preferably transversely to the flow direction and in the direction of the flow origin are inclined. By doing so leaves Any existing moisture from the sound-conducting channel from wear and so wetting or soaking of in the flow direction behind the muffler prevent arranged filter elements with moisture.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die schlitzartigen Öffnungen in oder nach einem Krümmungsbereich angeordnet sind. Durch die Zentrifugalkraft werden die Wasserteilchen im Krümmungsbereich an den äußeren Krümmungsbereich der Innenwandungen des schallführenden Kanals gedrückt und koalescieren dort zu größeren Tröpfchen. Die so entstandenen Flüssigkeitströpfchen werden dann durch die Leitkanten nach außen geleitet und so aus dem System entfernt.Especially It is advantageous if the slot-like openings in or after a curvature region are arranged. The centrifugal force causes the water particles in the curvature area the outer curvature area the inner walls of the sound-conducting Channel pressed and coalesce there to larger droplets. The resulting liquid droplets become then passed out through the leading edges and out of the system away.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist über die schlitzartigen Öffnungen eine Klappe mit einem gewissen Innenvolumen angeordnet um die Schalldämpfung in Form eines Helmholtzresonators noch zu verstärken. Die Klappe kann dabei aus dem gleichen Material wie der schallführende Kanal ausgeführt sein, möglich ist jedoch auch ein völlig unterschiedliches Material, welches bestimmte Dämpfungseigenschaften aufweist. Weiterhin kann die Klappe lösbar oder unlösbar mit dem schallführenden Kanal verbunden sein. Besonders ist ebenso, dass die Klappe auch im Krümmungsbereich die schlitzartigen Öffnungen abdecken kann.According to a further embodiment of the invention, a flap with a certain internal volume is arranged on the slot-like openings to reinforce the sound attenuation in the form of a Helmholtz resonator yet. The flap can be made of the same material as the sound-conducting channel, but it is also possible a completely different material, which has certain damping properties. Furthermore, the flap can be solved or unsolvable with the sound connected channel. It is also particularly true that the flap can cover the slot-like openings even in the area of curvature.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Klappe ebenfalls über Öffnungen um einerseits als akustische Maßnahme zu dienen und andererseits die aus den schlitzförmigen Öffnungen des schallführenden Kanals austretenden Flüssigkeitströpfchen an die Umgebung abzugeben.at According to a further embodiment of the invention, the flap also has openings on the one hand as an acoustic measure to serve and on the other hand from the slot-shaped openings of the sound-conducting Channel emerging liquid droplets to give the environment.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and further features of preferred embodiments of the invention go out from the claims also apparent from the description and the drawing, wherein the individual Features for each alone or in the form of subcombinations the embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schalldämpfers werden anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:embodiments be the silencer of the invention explained with reference to the figures of the drawing. Show it:

1 einen Schnitt durch einen Ansaugkanal für die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors mit schlitzartigen Öffnungen im Krümmungsbereich mit integrierten Leitkanten und 1 a section through an intake duct for the intake air of an internal combustion engine with slot-like openings in the curved area with integrated leading edges and

2 ein Ausführungsbeispiel mit einem durch eine verschließbare Klappe über den schlitzartigen Öffnungen gebildeten Resonatorraum. 2 an embodiment with a resonator formed by a closable flap over the slot-like openings.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die 1 zeigt ein Ansaugrohr 10, beispielsweise für den Ansaugtrakt für die Zuführung von Ansaugluft eines hier nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors, als Luftströmungskanal. Die Richtung der Luftströmung ist durch Pfeile 11 dargestellt. Das Ansaugrohr dieses Ausführungsbeispieles ist aus Kunststoff, es sind jedoch auch andere Materialien zur Fertigung dieses Ansaugrohres denkbar. Das Ansaugrohr 10 ist mit schlitzartigen Öffnungen 12 versehen, welche einerseits zur Dämpfung von Schallemissionen zugefügt sind, und anderseits die Möglichkeit eines Flüssigkeitsaustrages bieten. Die Pfeile 13 geben den Weg des Flüssigkeitsaustrages, im speziellen des Wasseraustrages, an. Die schlitzartigen Öffnungen 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel quer zur Strömungsrichtung angeordnet. Das Ansaugrohr 10 weist eine Krümmung auf, wobei die schlitzartigen Öffnungen im und hinter dem äußeren Krümmungsradius verlaufen. Die mit Flüssigkeitströpfchen versetzte Luft strömt in Pfeilrichtung 11 in das Ansaugrohr 10 ein, wobei sich die Flüssigkeitströpfchen durch die Zentrifugalkraft an der äußeren Innenwand des Ansaugrohres 10 absetzen und durch die Luftströmung 11 zu den schlitzartigen Öffnungen 12 mitgerissen werden. Im in Strömungsrichtung jeweils hinteren Bereich der schlitzartigen Öffnungen 12 sind nach innen ragende Leitkanten 14 angeordnet, welche in den Strömungskanal hineinragen, und so ein Hindernis für die Flüssigkeitstropfen bilden, welche durch die Leitkanten 14 dann aus dem Ansaugrohr 10 herausbefördert wer den. Auf diese Art und Weise lässt sich vorteilhaft die Funktion einer Akustikdämpfung mit der Funktion des Wasseraustrages in einem Ansaugrohr kombinieren. Notwendig ist dieses, da bei Fahrten im Regen oder bei nasser Straße durch die aufgewirbelte Wassergischt oder die mitgerissenen Regentropfen die Ansaugluft mit Feuchtigkeitstropfen durchsetzt ist und diese Feuchtigkeit möglichst vor dem Luftfilter aus der Luftströmung herausgelöst werden soll. Weiterhin ist es notwendig um den gesetzlichen Bestimmungen Folge zu leisten das Ansauggeräusch in einem bestimmten Frequenzbereich zu dämpfen, welches durch die schlitzartigen Öffnungen möglich ist. Bei der Ausführung des Ansaugrohres 10 aus Kunststoffmaterial ist es einfach möglich die Leitkanten 14 nachträglich durch eine Messerkontur von Außen in das Ansaugrohr 10 einzubringen.The 1 shows an intake pipe 10 , For example, for the intake manifold for the supply of intake air of an internal combustion engine, not shown here, as an air flow passage. The direction of the air flow is indicated by arrows 11 shown. The intake pipe of this embodiment is made of plastic, but there are also other materials for the production of this intake pipe conceivable. The intake pipe 10 is with slit-like openings 12 provided, which are added on the one hand for the attenuation of noise emissions, and on the other hand offer the possibility of liquid discharge. The arrows 13 indicate the way of liquid discharge, in particular of the water discharge. The slit-like openings 12 are arranged transversely to the flow direction in this embodiment. The intake pipe 10 has a curvature, wherein the slot-like openings extend in and behind the outer radius of curvature. The offset with liquid droplets air flows in the direction of arrow 11 in the intake pipe 10 a, wherein the liquid droplets by the centrifugal force on the outer inner wall of the intake pipe 10 settle and through the air flow 11 to the slit-like openings 12 be carried away. In each case in the flow direction rear portion of the slot-like openings 12 are inward leading edges 14 arranged, which protrude into the flow channel, and thus form an obstacle to the liquid droplets, which pass through the leading edges 14 then from the intake pipe 10 brought out the who. In this way, the function of an acoustic damping can advantageously be combined with the function of the water discharge in an intake pipe. This is necessary because when driving in the rain or wet road through the whirled up water spray or the entrained raindrops, the intake air is interspersed with drops of moisture and this moisture should be removed from the air flow as possible before the air filter. Furthermore, it is necessary to comply with the legal requirements to attenuate the intake noise in a certain frequency range, which is possible through the slot-like openings. In the execution of the intake pipe 10 Made of plastic material, it is easily possible the leading edges 14 subsequently by a knife contour from the outside into the intake pipe 10 contribute.

Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem durch eine verschließbare Klappe über die schlitzartigen Öffnungen gebildeten Resonatorraum. Der 1 entsprechenden Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Über den schlitzartigen Öffnungen 12 im Ansaugrohr 10 ist hier eine Abdeckklappe 15 angeordnet. Diese bildet korrespondierend mit dem Ansaugrohr 10 einen Resonatorraum 16 oberhalb der schlitzartigen Öffnungen 12. Die Abdeckklappe 15 wird über eine Klipsverbindung 17 auf der einen und ein Nut-Federsystem 18 auf der anderen Seite mit dem Ansaugrohr 10 lösbar verbunden. Diese Anbindung ist jedoch nur beispielhaft und kann auch durch Schrauben oder eine unlösbare Verbindung, wie zum Beispiel durch schweißen oder kleben, geschehen. Am in Strömungsrichtung hinteren Ende der Abdeckklappe 15 sind Auslassöffnungen 19 angeordnet um das durch die schlitzartigen Öffnungen 12 im Ansaugrohr 10 ausströmende Flüssigkeitsvolumen aus dem Resonatorraum 16 auslassen zu können. Bevorzugt ist die Abdeckklappe 15 aus dem gleichen Material wie das Ansaugrohr 10 gefertigt.The 2 shows an embodiment with a resonator formed by a closable flap over the slot-like openings. Of the 1 corresponding components are provided with the same reference numerals. Over the slot-like openings 12 in the intake pipe 10 here is a cover flap 15 arranged. This forms corresponding to the intake pipe 10 a resonator space 16 above the slit-like openings 12 , The cover flap 15 is via a clip connection 17 on the one hand and a tongue and groove system 18 on the other side with the intake pipe 10 releasably connected. However, this connection is only an example and can also be done by screws or a permanent connection, such as by welding or gluing. At the rear end of the cover flap in the direction of flow 15 are outlet openings 19 arranged around the through the slot-like openings 12 in the intake pipe 10 outflowing fluid volume from the Resonatorraum 16 to be able to leave out. The cover flap is preferred 15 made of the same material as the intake manifold 10 manufactured.

Claims (4)

Schalldämpfer für einen Luftströmungskanal, bei dem der schallführende Kanal bereichsweise mit Öffnungen versehen ist, deren Länge (L) in Strömungsrichtung und deren Breite (W) sich innerhalb eines vorgegebenen Größenbereichs befinden, wobei ausgehend von einer vorgegebenen Öffnungsfläche der schlitzartigen Öffnungen ein in Abhängigkeit von einem spezifischen zu dämpfenden Frequenzbereich der Schallemission gewähltes Verhältnis der Länge (L) der Öffnungen zu deren Breite (W) gewählt wird, nach Patent Nr: ........................(Europäische Patentanmeldung Nr: 03 104 654.3), dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen am, in Strömungsrichtung hinteren, Ende nach Innen gerichtete und in den Strömungskanal hineinragende Leitkanten aufweisen.Silencer for an air flow channel, in which the sound-conducting channel is provided in regions with openings whose length (L) in the flow direction and whose width (W) within a predetermined size range, starting from a predetermined opening area of the slot-like openings a selected depending on a specific frequency range of the acoustic emission to be damped ratio of the length (L) of the openings to the width (W) is selected, according to patent no .: ..................... (European Patent Application No. 03 104 654.3), characterized in that the openings at the, in the flow direction rear end directed inward and in the Flow channel have protruding leading edges. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ansaugkanal eines Verbrennungsmotors als schallführenden Kanal in oder nach einem Krümmungsbereich die schlitzartigen Öffnungen vorhanden sind.silencer according to claim 2, characterized in that in an intake passage an internal combustion engine as a sound-conducting channel in or after a curvature area the slit-like openings available. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ansaugkanal des Verbrennungsmotors als schallführenden Kanal eine verschließbare Klappe vorhanden ist, die über schlitzartige Öffnungen in einem Krümmungsbereich legbar ist.silencer according to one of the preceding claims, characterized that in an intake duct of the internal combustion engine as sound conducting Channel a lockable Flap is present, the over slit-like openings in a curvature area is legible. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschließbare Klappe ebenfalls über Öffnungen zum Flüssigkeitsaustrag und zur Schallbeeinflussung verfügt.silencer according to claim 3, characterized in that the closable flap also over openings for liquid discharge and to influence the sound.
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