DE102004040583B4

DE102004040583B4 - Silencer in particular for the exhaust system of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102004040583B4
Application number: DE200410040583
Authority: DE
Inventors: Martin Unbehaun
Original assignee: Faurecia Abgastechnik GmbH
Current assignee: Faurecia Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2024-08-22
Also published as: DE102004040583A1

Abstract

Schalldämpfer für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (1) und einem dieses durchsetzenden, von einer Wand (2) umgrenzten Abgaskanal (3), wobei in der Wand (2) wenigstens eine den Abgaskanal (3) mit einem innerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Raum verbindende, von einem Schließelement steuerbare Öffnung (13) vorhanden ist, welches derart gestaltet ist, dass es bei Temperaturänderung eine durch Wärmedehnung bedingte Relativbewegung zur Wand (2) ausführt und dabei die Öffnung (13) schließt oder zumindest teilweise freigibt, wobei die steuerbare Öffnung (13) im kalten Zustand des Schalldämpfers geschlossen ist, wobei im Abgaskanal (3) eine Querschnittsverengung (12) und im Gehäuse (1) der Raum einen die Querschnittsverengung (12) umgehenden Umgehungskanal (11, 11a) bildet, der – in Strömungsrichtung (9) gesehen – nach der Querschnittsverengung (12) mit der zumindest einen steuerbaren Öffnung (13) in den Abgaskanal (3) mündet und der andererseits- in Strömungsrichtung (9) gesehen – vor der Querschnittsverengung (12) in den Abgaskanal mündet.Silencer for the exhaust system of a Motor vehicle, with a housing (1) and a passing through this, by a wall (2) delimited exhaust duct (3), wherein in the wall (2) at least one of the exhaust passage (3) one inside the case (1) arranged space connecting, controllable by a closing element opening (13) is present, which is designed such that it changes temperature one by thermal expansion conditional relative movement to the wall (2) executes while the opening (13) includes or at least partially releases, the controllable opening (13) in the cold state of the muffler is closed, wherein in the exhaust passage (3) has a cross-sectional constriction (12) and in the housing (1) the space has a bypass passage bypassing the cross-sectional constriction (12) (11, 11a) which forms - in flow direction (9) seen - after the cross-sectional constriction (12) with the at least one controllable opening (13) in the exhaust duct (3) opens and the other - in the flow direction (9) seen before the cross-sectional constriction (12) opens into the exhaust passage.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesondere einen solchen für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs. Ein solcher Schalldämpfer weist ganz allgemein ein Gehäuse auf, das von einem von einer Wand umgrenzten Abgaskanal durchsetzt ist. Innerhalb des Gehäuses sind meist schalldämpfende Materialien wie Glaswolle etc. vorhanden. Bei Schalldämpfern, die bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, tritt oft das Problem auf, dass sie im kalten Zustand ein anderes Dämpfungsverhalten zeigen wie im erwärmten Zustand, d.h. wenn sie von heißen Medien, etwa von Abgas durchströmt werden.The Invention relates to a silencer, especially one for the exhaust system of a motor vehicle. Such a silencer has in general, a housing on, which penetrated by an enclosed by a wall exhaust duct is. Inside the case are mostly sound-absorbing Materials such as glass wool etc. available. For silencers, which are operated at different temperatures, often occurs the problem is that they have a different damping behavior when cold show as in the heated State, i. if they're hot Media, for example, flows through exhaust gas become.

Viele Pkw mit Ottomotoren neigen zum sogenannten „Kaltstartschmettern". Dabei tritt während der Kaltstartphase bei stoßweisem Gasgeben oder beim Anfahren ein helles metallisches, zum Teil nagelndes Schmettergeräusch auf. Dieses Geräusch verschwindet zwar wieder nach 1 bis 5 Minuten, wenn die Abgasanlage und damit die Abgase in den Rohren Betriebstemperatur erreicht haben. Es ist aber dennoch unerwünscht, da beispielsweise ein Benutzer die Ursache für dieses Geräusch in einem Motordefekt sehen könnte. Zur Abhilfe können entsprechend stark dämpfende Schalldämpfer eingesetzt werden, die bereits in der Kaltstartphase für eine Reduzierung der Schalldruckamplituden sorgen. Derartige Schalldämpfer weisen aber ein relativ großes Bauvolumen auf. Abgesehen davon, dass dies erhöhte Herstellungskosten nach sich zieht, ist für solch große Schalldämpfer meist kein Platz vorhanden, insbesondere wenn sie in Motorennähe positioniert werden sollen.Lots Passenger cars with gasoline engines are prone to so-called "cold start smashes", which occurs during the cold start phase at intermittent Giving or when starting a bright metallic, partially nailing butterfly sound on. This noise disappears again after 1 to 5 minutes when the exhaust system and so that the exhaust gases in the pipes have reached operating temperature. It is still undesirable for example, because a user is the cause of this noise in could see a motor defect. to Remedy can correspondingly strongly attenuating silencer be used already in the cold start phase for a reduction the sound pressure amplitudes provide. Such mufflers have but a relatively large one Construction volume. Apart from that this is after increased manufacturing costs is pulling, is for such a big one silencer usually no space available, especially if they are positioned near the engine should.

Eine weitere Möglichkeit, das Kaltstartschmettern zu verhindern, besteht darin, durch Einbau beispielsweise von Engstellen im Abgaskanal einen Gegendruck zu erzeugen und dadurch den statischen Abgasdruck zu erhöhen. Nachteil dabei ist aber, dass ein höherer Abgasgegendruck das Drehmoment des Motors und dementsprechend dessen Leistung verringert sowie im Gegenzug den Verbrauch erhöht. Schließlich ist auch denkbar, die Abstrahlung von störenden Schallwellen durch Sekundärmaßnahmen, beispielsweise durch Anschweißen von Zwischenböden oder durch die Verwendung von Gehäusen mit verstärkten Wänden unter Inkaufnahme erhöhter Kosten und erhöhtem Gewicht zu verringern. Aus JP 55-012240 A ist ein Schalldämpfer bekannt, der durch eine Trennwand in zwei Abteilungen unterteilt ist. In die in Strömungsrichtung gesehen erste Abteilung ragt ein mit Wandöffnungen versehenes Abgasrohr hinein, das von einem ebenfalls Öffnungen aufweisenden Außenrohr koaxial und axial verschiebbar umfasst ist. Je nach Temperatur des Schalldämpfers erfolgt eine Relativbewegung der genannten Rohre zueinander mit der Folge, dass mehr oder weniger der Wandöffnungen in Überdeckung mit Öffnungen des Außenrohrs in Überdeckung stehen.Another way to prevent the cold start smashing, is to create by installing, for example, bottlenecks in the exhaust duct back pressure and thereby increase the static exhaust gas pressure. Disadvantage is that a higher exhaust back pressure reduces the torque of the engine and accordingly its performance and in turn increases consumption. Finally, it is also conceivable to reduce the radiation of interfering sound waves by secondary measures, for example by welding on intermediate floors or by the use of housings with reinforced walls, at the expense of increased costs and increased weight. Out JP 55-012240 A is known a silencer, which is divided by a partition wall into two compartments. In the direction seen in the flow direction of the first department projects with a wall openings exhaust pipe protrudes, which is coaxially and axially displaceably encompassed by a likewise having openings outer tube. Depending on the temperature of the muffler relative movement of said tubes to each other with the result that more or less of the wall openings are in register with openings of the outer tube in coverage.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalldämpfer insbesondere für die Abgasanlage von Kraftfahrzeugen vorzuschlagen, bei dem im Kalt- und Warmzustand unterschiedliche Gehäusevolumina aktiviert werden können um dadurch Einfluss auf den vom Schalldämpfer abgestrahlten Sound und allgemein auf dessen Dämpfungseigenschaft Einfluss nehmen zu können und insbesondere das erwähnte Kaltstartschmettern zu vermeiden.task The invention is a muffler in particular for the exhaust system proposed by motor vehicles, in the cold and hot state different housing volumes can be activated to thereby influence the sound emitted by the muffler and generally on its damping property To be able to influence and especially the one mentioned To avoid cold start spiking.

Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 bei einem ein Gehäuse und einem dieses durchsetzenden, von einer Wand umgrenzten Abgaskanal aufweisenden Schalldämpfer wie folgt gelöst: In der Wand des Abgasrohrs ist wenigstens eine den Abgaskanal mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Raum verbindende, von einem Schließelement steuerbare Öffnung vorhanden, welches Schließelement derart gestaltet ist, dass es bei Temperaturänderung eine durch Wärmedehnung bedingte Relativbewegung zur Wand ausführt und dabei die Öffnung (13) schließt oder zumindest teilweise freigibt, wobei die steuerbare Öffnung im kalten Zustand des Schalldämpfers geschlossen ist.This object is achieved according to claim 1 in a housing and a passing through this, bounded by a wall exhaust duct having silencer as follows: In the wall of the exhaust pipe is at least one the exhaust duct with a space disposed within the housing connecting, controllable by a closing element opening present, which closing element is designed such that it performs a thermal expansion caused by relative movement to the wall with temperature change and thereby the opening ( 13 ) closes or at least partially releases, wherein the controllable opening is closed in the cold state of the muffler.

Damit ist allgemein die Möglichkeit geschaffen, innerhalb des Schalldämpfers das von Abgas durchströmte Volumen temperaturabhängig zu vergrößern oder zu verkleinern. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Abgaskanal gegenüber einem in Strömungsrichtung vor dem Gehäuse angeordneten Abgasrohr eine Querschnittsverengung aufweist. Dadurch wird der oben erwähnte Gegendruck erzeugt. Um jedoch diesen Gegendruck bei erhöhten Temperaturen des Abgases bzw. des Schalldämpfers wieder zu verringern oder ganz abzubauen, ist erfindungsgemäß ein an der Querschnittsverengung vorbeiführender, mit zumindest einer steuerbaren Öffnung in den Abgaskanal mündender Umgehungskanal vorgesehen. Im kalten Zustand ist die steuerbare Öffnung durch das Schließelement geschlossen. Während der Kaltstartphase wird somit ein das Kaltstartschmettern verhindernder Gegendruck aufrecht erhalten. Mit zunehmender Erwärmung des Abgases und damit zunehmender Erwärmung des Schalldämpfers findet eine durch Wärmedehnung bedingte Relativbewegung zwischen Schließelement und Kanalwand statt, die eine zumindest teilweise Freigabe der steuerbaren Öffnung bewirkt. Der Umgehungskanal kann nun so bemessen sein, dass der dem Abgas zur Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt mindestens so groß ist, wie der Strömungsquerschnitt eines in Strömungsrichtung vor dem Schalldämpfer angeordneten Abgasrohres. Die Relativbewegung zwischen einem Schließelement und der Kanalwand wird z.B. dadurch bewerkstelligt, dass für die genannten Bauteile Materialien mit unterschiedlichem Dehnungsverhalten bei Erwärmung gewählt werden. So ist als Schließelement etwa eine nach Art eines Bimetalls ausgebildete Klappe denkbar. Denkbar ist auch, dass mehrere, über den Umfang des Abgaskanals verteilte Öffnungen von einer im kalten Zustand eng an der Umfangsfläche des Abgaskanal anliegenden Hülse gebildet ist, deren Material einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material der Kanalwand. Bei Erwärmung dehnt sich eine solche Hülse radial aus, wodurch sich ein Umfangsspalt zwischen Hülse und Umfangsfläche des Abgaskanals bildet, und die Öffnungen freigegeben werden.This generally creates the possibility of increasing or decreasing the volume flowed through by exhaust gas within the muffler in a temperature-dependent manner. Furthermore, it is provided that the exhaust gas duct has a cross-sectional constriction with respect to a downstream of the housing arranged in the flow direction of the exhaust pipe. As a result, the above-mentioned back pressure is generated. However, in order to reduce this back pressure at elevated temperatures of the exhaust gas or the muffler again or completely reduce, according to the invention a bypassing the cross-sectional constriction, provided with at least one controllable opening in the exhaust duct bypass channel. In the cold state, the controllable opening is closed by the closing element. During the cold start phase, a backpressure preventing cold start-up is thus maintained. With increasing heating of the exhaust gas and thus increasing heating of the muffler caused by thermal expansion relative movement between the closing element and the channel wall takes place, which causes at least partial release of the controllable opening. The bypass channel can now be dimensioned such that the flow cross section made available to the exhaust gas is at least as great as the flow cross section of a flow cross section tion in front of the muffler arranged exhaust pipe. The relative movement between a closing element and the channel wall is accomplished, for example, by selecting materials with different expansion behavior when heated for the components mentioned. Thus, as a closing element designed about a bimetal flap conceivable. It is also conceivable that a plurality of distributed over the circumference of the exhaust passage openings is formed by a close in the cold state close to the peripheral surface of the exhaust passage sleeve whose material has a lower coefficient of thermal expansion than the material of the channel wall. Upon heating, such a sleeve expands radially, forming a circumferential gap between the sleeve and peripheral surface of the exhaust passage, and the openings are released.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist jedoch vorgesehen, dass der Abgaskanal von einem ersten und einem zweiten Rohrabschnitt gebildet ist, deren voneinander wegweisenden Enden an gegenüberliegenden Stirnseiten des Schalldämpfer-Gehäuses fixiert sind und deren aufeinander zuweisenden Enden koaxial ineinander gesteckt sind und sich überlappen, wobei im Überlappungsbereich in einem Rohrabschnitt wenigstens eine steuerbare Öffnung vorhanden ist, welche durch einen Wandabschnitt des jeweils anderen Rohrabschnitts – je nach herrschender Temperatur – verdeckt oder freigegeben wird. Die beiden koaxial ineinander gesteckten Rohrenden wirken dabei im Sinne eines Schiebesitzes zusammen. Die beiden Rohrabschnitte sind vorzugsweise aus dem gleichen Material gefertigt. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Erwärmung oder Abkühlung sich der im Überlappungsbereich zwischen ihnen vorhandene Spalt nicht verändert. Eine Relativbewegung zwischen den beiden Rohrabschnitten kommt dadurch zu Stande, dass diese auf Grund des direkten Kontakts mit heißem Abgas wesentlich stärker erwärmt werden, als die von Fahrtluft gekühlte Gehäusewand. Diese dehnt sich somit weniger stark aus als die stärker erwärmten Rohrabschnitte. Diese schieben sich im Überlappungsbereich bei Erwärmung koaxial ineinander, wobei die Dehnung des Gehäuses und damit ein sich vergrößernder Abstand zwischen dessen Stirnseiten durch die stärkere Wärmedehnung der Rohrabschnitte überkompensiert wird. Es resultiert also eine Relativbewegung zwischen den beiden Rohrabschnitten. Prinzipiell wäre es nun denkbar, dass an einer Längsposition eines Rohrabschnittes in Umfangsrichtung mehrere steuerbare Öffnungen vorhanden sind, die vom Ende des jeweils anderen Rohrabschnittes bei Erwärmung bzw. Abkühlung freigegeben bzw. überdeckt werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch vorgesehen, dass einer steuerbaren Öffnung in einem Rohrabschnitt jeweils eine zweite steuerbare Öffnung im jeweils anderen Rohrabschnitt zugeordnet ist, wobei sich die Öffnungen im kalten Zustand nicht überdecken und im warmen Zustand zumindest teilweise überlappen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass eine Vielzahl von Öffnungen über einen Längsbereich der beiden Rohrabschnitte verteilt und dadurch ein der Strömungsquerschnitt für den Abgaskanal verlassendes oder in diesen aus dem Umgehungskanal eintretendes Abgas vergrößert werden kann. Vorzugsweise ist eine steuerbare Öffnung als ein sich in Umfangsrichtung eines Rohrabschnittes erstreckender Schlitz ausgebildet. Dabei kann die in Längsrichtung bzw. in Strömungsrichtung des Abgaskanals gemessene Breite eines Schlitzes in Anpassung an die geringe Relativbewegung der beiden Rohrabschnitte gering gehalten und bei entsprechender Ausdehnung in Umfangsrichtung dennoch eine Öffnung mit großer Fläche bereit gestellt werden. Um den relativen Schiebeweg zwischen zwei Rohrabschnitten zu vergrößern, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass zumindest ein Rohrabschnitt aus einem Material besteht, das einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material des Gehäuses bzw. der Gehäuse wand. Zusätzlich zu der im inneren des Schalldämpfers herrschenden höheren Temperatur wird der Verschiebeweg noch durch die größere Wärmedehnung eines Rohrabschnittes beeinflusst.at a preferred embodiment However, it is provided that the exhaust passage of a first and a second pipe section is formed, pointing away from each other Ends on opposite Fixed end faces of the silencer housing are and their facing ends coaxial with each other are stuck and overlap, where in the overlap area at least one controllable opening is present in a pipe section is, which by a wall portion of the other pipe section - depending on prevailing temperature - covered or released. The two coaxially nested Pipe ends act together in the sense of a sliding seat. The Both pipe sections are preferably made of the same material manufactured. This ensures that that when heated or cooling off in the overlap area gap between them not changed. A relative movement between the two pipe sections is due to the fact that these are heated much more strongly due to the direct contact with hot exhaust gas, as the one cooled by air Housing wall. These thus expands less strong than the more heated pipe sections. These push in the overlap area when heated coaxial with each other, wherein the elongation of the housing and thus a magnifying Distance between the end faces overcompensated by the greater thermal expansion of the pipe sections becomes. This results in a relative movement between the two Pipe sections. In principle would be It is now conceivable that at a longitudinal position a pipe section in the circumferential direction a plurality of controllable openings are present, from the end of the other pipe section when heated or Cooling released or covered become. In a preferred embodiment is also provided that a controllable opening in a pipe section in each case a second controllable opening in each other pipe section is assigned, with the openings do not cover when cold and at least partially overlap when warm. This embodiment allows it that has a lot of openings over one longitudinal section the two pipe sections distributed and thereby one of the flow cross-section for the Exhaust gas leaving or entering this from the bypass channel Exhaust gas to be increased can. Preferably, a controllable opening is one in the circumferential direction formed a pipe section extending slot. It can in the longitudinal direction or in the flow direction the exhaust duct measured width of a slot in adaptation to the small relative movement of the two pipe sections kept low and with appropriate expansion in the circumferential direction still with an opening greater area to be provided. To the relative sliding distance between two To increase pipe sections is provided in a preferred embodiment that at least one Pipe section is made of a material that has a larger coefficient of thermal expansion has as the material of the housing or the housing wall. additionally to the inside of the muffler ruling higher Temperature is the displacement even by the greater thermal expansion influenced by a pipe section.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, das ein Endbereich eines Rohrabschnittes von einer Gehäusekammer umfasst ist, deren Innenraum den Umgehungskanal bildet. Dadurch kann der verbleibende Innenraum des Gehäuses mit schalldämpfenden Materialien ausgefüllt werden ohne dass dadurch die Umgehung einer Querschnittsverengung im Abgasrohr beeinträchtigt ist.at a further preferred embodiment is provided, which is an end portion of a pipe section of a housing chamber is included, whose interior forms the bypass channel. This can the remaining interior of the housing with sound-absorbing Materials filled out without thereby bypassing a cross-sectional constriction impaired in the exhaust pipe is.

Die Erfindung wird nun anhand von den in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to the attached drawings embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers in schematisierter Darstellung, 1 a first embodiment of a silencer in a schematic representation,

2 das Detail II aus 1, 2 the detail II off 1 .

3 zwei koaxial ineinander gesteckte Rohrabschnitte, die Bestandteile eines Schalldämpfers sind, 3 two coaxially nested pipe sections, which are components of a silencer,

4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers in einer 1 entsprechenden Darstellung, 4 a second embodiment of a muffler in one 1 appropriate representation,

5 eine schematisierte Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Schalldämpfers, 5 a schematic representation of a third embodiment of a muffler,

6 ein viertes Ausführungsbeispiel in einer 5 entsprechenden Darstellung. 6 a fourth embodiment in a 5 corresponding representation.

In 1 und 4 sind Schalldämpfer in einfachster Ausgestaltung gezeigt. Sie setzten sich im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 und einem dieses durchsetzenden, von einer Wand 2 umgrenzten Abgaskanal 3 zusammen. Der Abgaskanal 3 ist von zwei Rohrabschnitten 4, 5 gebildet, welche die Stirnseiten 6, 7 des Gehäuses, das prinzipiell beliebige Querschnittsformen aufweisen kann, durchsetzen. Die Rohrabschnitte 4, 5 sind an den Stirnseiten 6, 7 fixiert, beispielsweise an den Stellen 8 angeschweißt. Die aufeinander zugewandten Endbereiche der Rohrabschnitte 4, 5 sind koaxial ineinander gesteckt und bilden einen Schiebesitz. Ein solcher wird beispielsweise wie in EP 0 695 901 B1 beschreiben hergestellt. Der an der in Strömungsrichtung 9 gesehen vorderen Stirnseite 6 fixierte Rohrabschnitt 4 weist einen größeren Durchmesser auf als der an der hinteren Stirnseite 7 fixierte Rohrabschnitt 5 und umfasst diesen koaxial in einem Überlappungsbereich 10. Im Abgaskanal 3 ist eine Querschnittsverengung 12 beispielsweise in Form einer Blende angeordnet. Das Gehäuse 1 und die Rohrabschnitte 4, 5 können aus dem gleichen Material bestehen. Vorzugsweise sind jedoch die Rohrabschnitte 4, 5 aus austenitischem Stahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 19·10^-6/K und das Gehäuse aus ferritischem Stahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 11·10^-6/K gefertigt. Im Überlappungsbereich 10 sind in der Wand 2 der Rohrabschnitte 4, 5 eine Vielzahl von steuerbaren Öffnungen 13, 13a vorhanden. Die Öffnungen sind schlitzförmig und erstrecken sich in Umfangsrichtung der Rohrabschnitte 4, 5. Jeder Öffnung 13 des Rohrabschnittes 4 ist eine Öffnung 13a des Rohrabschnittes 5 zugeordnet. Die Öffnungen 13, 13a sind im jeweiligen Rohrabschnitt 4, 5 so angeordnet, dass im kalten Zustand des Schalldämpfers, also während einer Kaltstartphase eines Kraftfahrzeuges eine Öffnung 13, 13a eines Rohrabschnittes 4, 5 von einem Wandabschnitt 14, 14a des jeweiligen anderen Rohrabschnittes 4, 5 überdeckt ist (siehe 2). Ein den Schalldämpfer in Strömungsrichtung 9 passierender Abgasstrom wird somit durch die Engstelle 12 gezwungen und dadurch ein Gegendruck aufgebaut, der den statischen Druck des Abgasstro mes vor der Engstelle 12 erhöht. Diese Druckerhöhung verhindert den Eingangs erwähnten Effekt des „Kaltstartschmetterns". Nach der Engstelle 12 tritt ein derartiger Effekt wegen der geringeren Schalldruckamplituden nach dem Schalldämpfer nicht mehr auf. Ausgehend von der in 2 gezeigten Situation dehnen sich bei Erwärmung das Gehäuse 1 die Rohrabschnitte 4, 5 aus. Schon allein auf Grund der Tatsache, dass im Inneren des Schalldämpfers eine größere Temperatur herrscht als an der fahrtluftgekühlten Gehäusewand, dehnen sich die Rohrabschnitte 4, 5 stärker aus als das Gehäuse 1. Dieser Unterschied in der Ausdehnung ist noch dadurch ausgeprägter, dass der Wärmesausdehnungskoeffizient des ferritischen Gehäuses geringer ist als jener der austenitischen Innenrohre 4, 5. Die Dehnungsverhältnisse während einer Kaltstartphase, bei Teillast und bei Volllast bei einem 600 mm langen Gehäuse 1 gehen aus der folgenden Tabelle hervor: Betriebs-Zustand Bauteil T Dehnung Relativschiebeweg Öffnungen 13, 13a Kaltstartphase alle Bauteile 0°C 0 mm zu Teillast warm: Rohrabschnitte 4,5 400°C 600 mm × 400K × 19E-06/K = 4,6 mm 3,0 mm teilweise geöffnet Gehäuse 250°C 600 mm × 250K × 11E-06/K = 1,6 mm Volllast heiß: Rohrabschnitte 4,5 700°C 600 mm × 700K × 19E-06/K = 8,0 mm 5,4 mm voll geöffnet Gehäuse 450°C 600 mm × 400K × 11E-06/K = 2,6 mm In 1 and 4 silencers are shown in the simplest embodiment. They consisted essentially of a housing 1 and one that enforces this, from a wall 2 bounded exhaust duct 3 together. The exhaust duct 3 is from two pipe sections 4 . 5 formed, which the front sides 6 . 7 of the housing, which may have any cross-sectional shapes in principle, enforce. The pipe sections 4 . 5 are on the front ends 6 . 7 fixed, for example, in the places 8th welded. The mutually facing end portions of the pipe sections 4 . 5 are coaxially inserted into each other and form a sliding seat. For example, such as in EP 0 695 901 B1 describe produced. The at the in the flow direction 9 seen front end face 6 fixed pipe section 4 has a larger diameter than the one at the rear end 7 fixed pipe section 5 and includes it coaxially in an overlap area 10 , In the exhaust duct 3 is a cross-sectional constriction 12 arranged for example in the form of a diaphragm. The housing 1 and the pipe sections 4 . 5 can be made of the same material. Preferably, however, the pipe sections 4 . 5 austenitic steel with a thermal expansion coefficient of 19 · 10 ^-6 / K and the housing made of ferritic steel with a thermal expansion coefficient of 11 · 10 ^-6 / K. In the overlap area 10 are in the wall 2 the pipe sections 4 . 5 a variety of controllable openings 13 . 13a available. The openings are slot-shaped and extend in the circumferential direction of the pipe sections 4 . 5 , Every opening 13 of the pipe section 4 is an opening 13a of the pipe section 5 assigned. The openings 13 . 13a are in the respective pipe section 4 . 5 arranged so that in the cold state of the muffler, ie during a cold start phase of a motor vehicle, an opening 13 . 13a a pipe section 4 . 5 from a wall section 14 . 14a the respective other pipe section 4 . 5 is covered (see 2 ). A silencer in the flow direction 9 passing exhaust gas flow is thus through the bottleneck 12 forced and thereby built up a back pressure, the static pressure of Abgasasstro mes before the bottleneck 12 elevated. This increase in pressure prevents the aforementioned effect of "cold start smearing." After the bottleneck 12 occurs such an effect because of the lower sound pressure amplitudes after the muffler no longer on. Starting from the in 2 shown situation when heated expand the housing 1 the pipe sections 4 . 5 out. Just because of the fact that inside the muffler, a greater temperature prevails than on the air-cooled housing wall, expand the pipe sections 4 . 5 stronger than the case 1 , This difference in expansion is even more pronounced in that the thermal expansion coefficient of the ferritic housing is lower than that of the austenitic inner tubes 4 . 5 , The expansion conditions during a cold start phase, at partial load and at full load with a 600 mm long housing 1 are shown in the following table: Operation Condition component T strain Relativschiebeweg openings 13 . 13a Cold start phase all components 0 ° C 0 mm to Part load warm: Pipe sections 4,5 400 ° C 600 mm × 400K × 19E-06 / K = 4.6 mm 3.0 mm partially open casing 250 ° C 600 mm × 250K × 11E-06 / K = 1.6 mm Full load hot: Pipe sections 4,5 700 ° C 600 mm × 700K × 19E-06 / K = 8.0 mm 5.4 mm fully open casing 450 ° C 600 mm × 400K × 11E-06 / K = 2.6 mm

Bei teilweise oder vollständig freigegebenen Öffnungen 13, 13a strömt ein Teil des Abgases über diese in den den Abgaskanal 3 umfassenden, einen Umgehungskanal 11 bildenden Innenraum 15 des Gehäuses 1 und von diesem nach der Querschnittsverengung 12 wieder zurück in den Abgaskanal 3, wie durch die Pfeile 16 in 1 angedeutet ist. Im Innenraum 15 des Gehäuses 1 können Einrichtungen zur Schalldämpfung vorhanden sein, beispielsweise schalldämmende Materialien, wie z.B. Glaswolle. Bei dem Ausführungsbeispiel von 4 sind die Endbereiche 17 des Gehäuses 1 mit Glaswolle 24 gefüllt. Die die Endbereiche 17 durchsetzenden Bereiche der Rohrabschnitte 4, 5 weisen keine Öffnungen auf. Bei dem Ausführungsbeispiel von 4 ist auch gezeigt, dass die Rohrabschnitte 4, 5 auch außerhalb des Überlappungsbereiches 10 Öffnungen 18 aufweisen können. Diese sind aber nicht steuerbar und verbinden den Umgehungskanal 11 permanent mit dem Abgaskanal 3, so dass der Querschnittsverengung 12 ein permanent geöffneter Bypass parallel geschaltet ist.For partially or fully released openings 13 . 13a Part of the exhaust gas flows through this into the exhaust duct 3 comprehensive, a bypass channel 11 forming interior 15 of the housing 1 and from this to the cross-sectional constriction 12 back to the exhaust duct 3 as by the arrows 16 in 1 is indicated. In the interior 15 of the housing 1 may be provided for sound damping devices, such as sound-insulating materials, such as glass wool. In the embodiment from 4 are the end areas 17 of the housing 1 with glass wool 24 filled. The end areas 17 penetrating areas of the pipe sections 4 . 5 have no openings. In the embodiment of 4 is also shown that the pipe sections 4 . 5 also outside the overlap area 10 openings 18 can have. These are not controllable and connect the bypass channel 11 permanently with the exhaust duct 3 , so that the cross-sectional narrowing 12 a permanently opened bypass is connected in parallel.

5 zeigt in schematischer Darstellung einen Schalldämpfer im kalten (untere Hälfte) und in erwärmten Zustand (obere Hälfte). Unterschiedlich zu dem oben beschriebenen Beispielen ist hier, dass ein Endabschnitt des Rohrabschnittes 4 von einer beispielsweise zylindrischen, von einer Wand 19 begrenzten Gehäusekammer 20 umfasst ist, welche einen Umgehungskanal 11a bildet. Die Stirnseiten 22, 23 der Gehäusekammer 20 sind abgeschrägt und bilden mit der Strömungsrichtung 9 einen sich stromaufwärts bzw. stromabwärts öffnenden spitzen Winkel. Außerhalb der Gehäusekammer 20 ist der Innenraum 15 des Gehäuses 1 mit einem schalldämmenden Material, beispielsweise Glaswolle 24, gefüllt. In der Kaltstartphase sind die Öffnungen 13, 13a der Rohrabschnitte 4 bzw. 5 von Wandabschnitten 14, 14a des jeweils anderen Rohrabschnitts 4, 5 (siehe 2) verschlossen. Den Schalldämpfer in Strömungsrichtung 9 passierendes Abgas, welches sich an der Engstelle 12 aufstaut, tritt über vor der Querschnittsverengung 12 im Rohrabschnitt 4 angeordnete, nicht steuerbare Öffnungen 25 in die Gehäusekammer 20 ein. Bis auf die in Strömungsrichtung 9 weisende Stirnseite 23 ist die die Gehäusekammer 20 umgrenzende Wand 19 ebenfalls mit Öffnungen 26 versehen. Durch diese kann über die Öffnungen 25 eindringendes Abgas (siehe Pfeil 27) mit der Glaswolle 24 in Wechselwirkung treten und dadurch Schallenergie vernichtet werden. Dieser Vorgang findet auch im erwärmten Zustand des Schalldämpfers statt. Ein die Querschnittsverengung 12 umgebender Bypass ist jedoch nicht vorhanden. Im erwärmten Zustand befinden sich die Öffnungen 13, 13a in Überdeckung, so dass nun der Umgehungskanal 11a mit seinem sich stromabwärts der Querschnittsverengung 12 befindlichen Bereich mit dem Abgaskanal 3 in fluidischer Verbindung steht. Abgas kann nun die Querschnittsverengungen 12 umströmen, was durch die Pfeile 28 angedeutet ist. Zur Vernichtung von Schallenergie sind auch die sich außerhalb der Gehäusekammer 20 befindlichen Bereiche der Rohrabschnitte 4, 5 mit Öffnungen 29 versehen, durch die pulsierendes Abgas mit der Glaswolle 24 in Wechselwirkung treten kann, was durch die Pfeile 30 angedeutet ist. 5 shows a schematic representation of a silencer in the cold (lower half) and in the heated state (upper half). Different from the examples described above, here is that an end portion of the pipe section 4 from a cylindrical, for example, from a wall 19 limited housing chamber 20 includes, which is a bypass channel 11a forms. The front ends 22 . 23 the housing chamber 20 are bevelled and form with the flow direction 9 an acute angle opening upstream or downstream. Outside the housing chamber 20 is the interior 15 of the housing 1 with a sound absorbing material, such as glass wool 24 , filled. In the cold start phase are the openings 13 . 13a the pipe sections 4 respectively. 5 of wall sections 14 . 14a the other pipe section 4 . 5 (please refer 2 ) locked. The silencer in the flow direction 9 Passing exhaust gas, which is at the bottleneck 12 dammed, occurs before the cross-sectional constriction 12 in the pipe section 4 arranged, non-controllable openings 25 in the housing chamber 20 one. Except for the flow direction 9 pointing forehead 23 is the housing chamber 20 bounding wall 19 also with openings 26 Mistake. Through this can over the openings 25 penetrating exhaust gas (see arrow 27 ) with the glass wool 24 interact and thereby sound energy are destroyed. This process also takes place in the heated state of the muffler. A the cross-sectional constriction 12 surrounding bypass is missing. When heated, the openings are located 13 . 13a in overlap, so now the bypass channel 11a with its downstream of the cross-sectional constriction 12 located area with the exhaust duct 3 is in fluid communication. Exhaust gas can now be the cross-sectional constrictions 12 flow around, something through the arrows 28 is indicated. For the destruction of sound energy are also outside the housing chamber 20 located areas of the pipe sections 4 . 5 with openings 29 provided by the pulsating exhaust gas with the glass wool 24 can interact, which is indicated by the arrows 30 is indicated.

In 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, dass sich von jenem gemäß 5 nur dadurch unterscheidet, dass die Engstelle 12 von einem Rohr 32 gebildet ist. Dieses erstreckt sich einerseits in den Überlappungsbereich 10 und andererseits in den sich vor der Gehäusekammer 20 befindlichen Bereich des Rohrabschnittes 4 hinein. Das Rohr 32 verstärkt die schalldämpfende Wirkung des Schalldämpfers.In 6 an embodiment is shown that from that according to 5 only differs in that the bottleneck 12 from a pipe 32 is formed. This extends on the one hand in the overlapping area 10 and on the other hand, in front of the housing chamber 20 located area of the pipe section 4 into it. The pipe 32 strengthens the sound-absorbing effect of the silencer.

11: Gehäusecasing
22: Wandwall
33: Abgaskanalexhaust duct
44: Rohrabschnittpipe section
55: Rohrabschnittpipe section
66: Stirnseitefront
77: Stirnseitefront
88th: StelleJob
99: Strömungsrichtungflow direction
1010: Überlappungsbereichoverlap area
1111: Umgehungskanalbypass channel
1212: QuerschnittsverengungCross-sectional narrowing
1313: steuerbare Öffnungcontrollable opening
1414: Wandabschnittwall section
1515: Innenrauminner space
1616: Pfeilarrow
1717: Endbereichend
1818: Öffnungopening
1919: Wandwall
2020: Gehäusekammerhousing chamber
2222: Stirnseitefront
2323: Stirnseitefront
2424: Glaswolleglass wool
2525: Öffnungopening
2626: Öffnungopening
2727: Pfeilarrow
2828: Pfeilarrow
2929: Öffnungopening
3030: Pfeilarrow

Claims

Silencer for the exhaust system of a motor vehicle, with a housing ( 1 ) and an enforcing it, from a wall ( 2 ) bounded exhaust duct ( 3 ), whereas in the wall ( 2 ) at least one of the exhaust duct ( 3 ) with one inside the housing ( 1 ) arranged space, controllable by a closing element opening ( 13 ), which is designed in such a way that, when the temperature changes, a relative movement to the wall caused by thermal expansion ( 2 ) while keeping the opening ( 13 ) closes or at least partially releases, the controllable opening ( 13 ) is closed in the cold state of the muffler, wherein in the exhaust duct ( 3 ) a cross-sectional constriction ( 12 ) and in the housing ( 1 ) the space one the cross-sectional constriction ( 12 ) immediate bypass channel ( 11 . 11a ), which - in the flow direction ( 9 ) - after the cross-sectional constriction ( 12 ) with the at least one controllable opening ( 13 ) in the exhaust duct ( 3 ) and the other - in the flow direction ( 9 ) - before the cross-sectional constriction ( 12 ) opens into the exhaust passage.

Silencer according to claim 1, characterized in that the exhaust duct ( 3 ) of a first and second pipe section ( 4 . 5 ) is formed, whose mutually away facing ends at opposite end faces ( 6 . 7 ) of the housing ( 1 ) are fixed and their mutually facing ends are coaxially inserted into one another and overlap, wherein in the overlapping area ( 10 ) in a pipe section ( 4 . 5 ) at least one controllable opening ( 13 . 13a ) is present, which by a wall section ( 14 . 14a ) of the other pipe section is hidden and or released.

Silencer according to claim 2, characterized in that a controllable opening ( 13 ) a second controllable opening ( 13a ) in the other pipe section ( 4 . 5 ), the controllable openings ( 13 . 13a ) do not cover when cold and at least partially overlap when warm.

Silencer according to 2 or 3, characterized in that a controllable opening ( 13 . 13a ) than in the circumferential direction of a pipe section ( 4 . 5 ) extending slot is formed.

Silencer according to one of claims 2 to 4, characterized in that in a pipe section ( 4 . 5 ) several controllable openings ( 13 . 13a ) available.

Silencer according to one of claims 2 to 5, characterized in that at least one pipe section ( 4 . 5 ) consists of a material that has a greater coefficient of thermal expansion than the material of the housing ( 1 ) having.

Silencer according to one of claims 2 to 6, characterized in that an end portion of a pipe section ( 4 . 5 ) is surrounded by a housing chamber, which the bypass channel ( 11 ).