DE102017117607A1

DE102017117607A1 - Automobile mufflers

Info

Publication number: DE102017117607A1
Application number: DE102017117607.1A
Authority: DE
Inventors: Catalin Faina
Original assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-07

Abstract

Ein Kraftfahrzeugschalldämpfer (10) weist einen Schalldämpferkörper (12) und mindestens ein Rohr (14, 16) auf, das zumindest teilweise im Schalldämpferkörper (12) angeordnet ist, wobei das Rohr (14, 16) einen Endabschnitt (18) hat, und wobei der Endabschnitt (18) in Seitenansicht eine Wellengeometrie (20) entlang des Umfangs des Endabschnitts (18) umfasst, und wobei der Endabschnitt (18) in Axialrichtung gesehen mehrere Einbuchtungen (52) aufweist, die gegenüber der Mantelfläche des Rohrs (14, 16, 22) im Bereich vor dem Endabschnitt (18) nach innen ragen.An automotive muffler (10) comprises a muffler body (12) and at least one tube (14, 16) at least partially disposed in the muffler body (12), the tube (14, 16) having an end portion (18), and wherein the end section (18) has a shaft geometry (20) in a side view along the circumference of the end section (18), and wherein the end section (18) has a plurality of indentations (52) seen in the axial direction, which are opposite the lateral surface of the tube (14, 16, 22) in the region in front of the end portion (18) protrude inwards.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugschalldämpfer.The present invention relates to a motor vehicle silencer.

Schalldämpfer für Kraftfahrzeuge, die ausgebildet sind, um Abgasgeräusche in einer Abgasführung zu dämpfen, sind bekannt. Die Abgasführung leitet das von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs erzeugte Abgas durch die Abgasführung ans Heck des Fahrzeugs, wo das Abgas über ein Endrohr ausgestoßen wird. Dabei durchströmt das Abgas in der Regel mindestens einen Schalldämpfer. Beispielsweise werden Abgasgeräusche durch Interferenz von Schallwellen, Verminderung von Druckschwankungen, Absorption von Geräuschen und Reduzierung der Abgastemperatur gedämpft, während das Abgas längs eines vorgegebenen Abgaswegs durch ein Schalldämpfergehäuse strömt.Mufflers for motor vehicles, which are designed to attenuate exhaust noise in an exhaust system are known. The exhaust system directs the exhaust gas generated by an internal combustion engine of the motor vehicle through the exhaust duct to the rear of the vehicle, where the exhaust gas is discharged via a tailpipe. The exhaust gas usually flows through at least one silencer. For example, exhaust noise is attenuated by interference of sound waves, reduction of pressure fluctuations, absorption of noise and reduction of the exhaust gas temperature, while the exhaust gas flows along a predetermined exhaust path through a muffler housing.

Eine Ursache für Geräusche im Abgasweg ist die Entstehung von Druckdifferenzen und Wirbelströmungen. Solche Druckdifferenzen oder Wirbelströme können in der Umgebung von Einlass- oder Auslassrohren entstehen, da eine Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der Rohre meistens deutlich höher ist als außerhalb der Rohre. Insbesondere kann eine sogenannte Scherschicht entstehen, entlang der es zu Strömungsgeräuschen kommt. Je höher die Geschwindigkeits- oder Temperaturdifferenz entlang der Scherschicht ist, umso lauter sind die Strömungsgeräusche.One cause of noise in the exhaust path is the formation of pressure differences and eddy currents. Such pressure differences or eddy currents can occur in the vicinity of inlet or outlet pipes, since a flow rate inside the pipes is usually much higher than outside the pipes. In particular, a so-called shear layer can occur along which flow noise occurs. The higher the velocity or temperature difference along the shear layer, the louder are the flow noises.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahrzeugschalldämpfer bereitzustellen, der ausgebildet ist, um besonders effektiv Strömungsgeräusche in einer Abgasführung zu dämpfen.It is therefore an object of the present invention to provide a motor vehicle silencer, which is designed to particularly effectively damp flow noise in an exhaust system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kraftfahrzeugschalldämpfer, aufweisend einen Schalldämpferkörper und mindestens ein Rohr, das zumindest teilweise im Schalldämpferkörper angeordnet ist, wobei das Rohr einen axialen Endabschnitt aufweist, und wobei der Endabschnitt in Seitenansicht eine Wellengeometrie entlang des Umfangs des Endabschnitts umfasst. Der Endabschnitt weist in Axialrichtung gesehen mehrere Einbuchtungen auf, die gegenüber der Mantelfläche des Rohrs im Bereich vor dem Endabschnitt nach innen ragen.This object is achieved by a motor vehicle silencer, comprising a muffler body and at least one tube which is at least partially disposed in the muffler body, wherein the tube has an axial end portion, and wherein the end portion in side view comprises a shaft geometry along the circumference of the end portion. The end portion has seen in the axial direction a plurality of indentations which protrude in relation to the lateral surface of the tube in the region in front of the end portion inwardly.

Der Bereich der Rohres vor dem Endabschnitt ist vorzugsweise kreiszylindrisch.The region of the tube in front of the end section is preferably circular-cylindrical.

Durch die Einbuchtungen wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Abgases stellenweise erhöht, gleichzeitig kann das Abgas aufgrund der Wellengeometrie in einem Tal zwischen zwei Wellenbergen seitlich aus dem Rohr strömen. Dadurch entsteht eine Verwirbelung des Abgases, durch die eine störende Scherschicht zerstreut wird.Due to the indentations, a flow velocity of the exhaust gas is increased in places, while the exhaust gas can flow laterally out of the tube due to the wave geometry in a valley between two wave crests. This creates a turbulence of the exhaust gas, through which a disturbing shear layer is scattered.

Auf diese Weise wird eine Vermischung von Abgasströmen mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten sowie unterschiedlichen Temperaturen erreicht. Insbesondere werden die Entstehung einer Scherschicht sowie die Entstehung von Wirbeln vermieden, und die Abgasströmung verläuft insgesamt gleichmäßiger. Dadurch werden vor allem Frequenzen im Bereich unterhalb von 3000 Hz gedämpft.In this way, a mixing of exhaust gas streams with different flow velocities and different temperatures is achieved. In particular, the formation of a shear layer and the formation of vortices are avoided, and the exhaust gas flow is more uniform overall. As a result, especially frequencies in the range below 3000 Hz are attenuated.

Die Einbuchtungen erstrecken sich vorzugsweise in Längsrichtung von einer Spitze einer Welle bis zum Übergang des Endabschnitts zum vorhergehenden Bereich des Rohres.The indentations preferably extend in the longitudinal direction from a tip of a shaft to the transition of the end portion to the preceding region of the tube.

Die Wellengeometrie ist beispielsweise sinusförmig oder gezackt. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Strömungsverlauf erzielt werden.The wave geometry is, for example, sinusoidal or serrated. As a result, a particularly advantageous flow profile can be achieved.

Vorzugsweise weist die Wellengeometrie mindestens fünf Wellen und/oder Zacken auf, besonders bevorzugt sieben Wellen und/oder ZackenPreferably, the wave geometry has at least five waves and / or waves, particularly preferably seven waves and / or waves

Gemäß einer Ausführungsform kann der Endabschnitt trichterförmig ausgebildet sein, genauer gesagt bildet die Umhüllende des Endabschnitts einen Trichter. Beispielsweise weitet sich der Endabschnitt unter einem Winkel von 5° bis 10° auf.According to one embodiment, the end portion may be funnel-shaped, more specifically, the envelope of the end portion forms a funnel. For example, the end portion widens at an angle of 5 ° to 10 °.

Aufgrund der Trichterform erstrecken sich die Wellen in axialer und in radialer Richtung, bezogen auf eine Längsachse des Rohrs.Due to the funnel shape, the shafts extend in the axial and in the radial direction, with respect to a longitudinal axis of the tube.

Beispielsweise werden durch die trichterförmige Aufweitung des Rohrs im Endabschnitt Gegenwirbel erzeugt, die störende Wirbel aufheben können, indem sie in eine entgegengesetzte Richtung rotieren und so störende Wirbel entlang der Scherschicht ausgleichen. Durch die Aufweitung wird insbesondere der Druck im Endabschnitt reduziert.For example, the funnel-shaped widening of the tube in the end section generates counter-vortices that can cancel disturbing vortices by rotating in an opposite direction and thus compensate for disturbing vortices along the shear layer. Due to the expansion, in particular the pressure in the end section is reduced.

Das Rohr weist vorzugsweise außerhalb des Endabschnitts einen konstanten, insbesondere kreiszylindrischen, Querschnitt auf.The tube preferably has a constant, in particular circular-cylindrical, cross section outside the end section.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wellengeometrie Wellen mit in Seitenansicht unterschiedlicher Höhe auf. Dadurch wird die Austrittsposition des durch das Rohr strömenden Abgasstroms entlang einer Längsrichtung des Rohres beeinflusst.According to one embodiment, the wave geometry has waves with different height in side view. Thereby, the exit position of the exhaust gas flow flowing through the pipe is influenced along a longitudinal direction of the pipe.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Endbschnitt mehrere Ausbuchtungen auf, die radial nach außen gerichtet sind. Insbesondere können die einzelnen Wellen der Wellengeometrie je eine nach radial außen gerichtete Ausbuchtung haben. Die Ausbuchtung kann eine Strömungsrichtung des Abgasstroms an der Stelle, an der die Ausbuchtung angeordnet ist, beeinflussen und so die Durchmischung des Abgases fördern.According to a further embodiment, the end section has a plurality of bulges, which are directed radially outward. In particular, the individual waves of the wave geometry can each have a radially outwardly directed bulge. The bulge can be a flow direction the exhaust stream at the point at which the bulge is arranged, influence and thus promote the mixing of the exhaust gas.

Durch die in Seitenansicht vorhandene Wellengeometrie ergeben sich axial längere und kürzere Abschnitte des Umfangs. Die radialen Ausbuchtungen bilden insbesondere die axial kürzeren und die radialen Einbuchtungen die axial längeren Abschnitte.Due to the existing shaft geometry in side view resulting in axially longer and shorter portions of the circumference. The radial bulges form in particular the axially shorter and the radial indentations the axially longer sections.

Dabei können sich die Ausbuchtungen in Längsrichtung vom Tal zwischen zwei Wellen bis zum Ende des Endabschnitts erstrecken. Folglich ergibt sich vorzugsweise auch in Axialansicht für den Umfang des Endabschnitts eine Wellenform. Dabei erstrecken sich die Ausbuchtungen in der Axialansicht über den Umfang des Rohrs hinaus.The bulges may extend in the longitudinal direction from the valley between two waves to the end of the end portion. Consequently, preferably in axial view for the circumference of the end portion, a waveform. The bulges in the axial view extend beyond the circumference of the tube.

Das mindestens eine Rohr kann ein Einlassrohr, ein Verbindungsrohr oder ein Auslassrohr sein. Der Kraftfahrzeugschalldämpfer kann auch mehrere Rohre aufweisen, die ganz oder teilweise im Schalldämpferkörper angeordnet sind und die jeweils einen Endabschnitt mit einer Wellengeometrie in Seitenansicht und gegebenenfalls auch in Axialansicht entlang des Umfangs des Endabschnitts haben. Der Endabschnitt ist dabei am Auslassende eines Rohrs angeordnet.The at least one tube may be an inlet tube, a connecting tube or an outlet tube. The motor vehicle silencer may also have a plurality of tubes, which are arranged wholly or partially in the muffler body and each having an end portion with a shaft geometry in side view and optionally also in axial view along the circumference of the end portion. The end portion is arranged at the outlet end of a pipe.

Beispielsweise ist das Rohr ein Einlassrohr, das vom Motor kommend in den Kraftfahrzeugschalldämpfer mündet, wobei das Einlassrohr an einem im Schalldämpferkörper angeordneten Ende einen Endabschnitt mit einer Wellengeometrie aufweist.For example, the pipe is an inlet pipe, which empties from the engine into the motor vehicle silencer, wherein the inlet pipe has an end portion with a shaft geometry at an end arranged in the muffler body.

Zusätzlich kann der Kraftfahrzeugschalldämpfer ein Verbindungsrohr haben, das verschiedene Kammern des Schalldämpfers miteinander verbindet. Das Verbindungsrohr kann einen Endabschnitt mit einer Wellengeometrie aufweisen.In addition, the vehicle silencer may have a connection pipe connecting different chambers of the silencer with each other. The connecting tube may have an end portion with a wave geometry.

Zusätzlich kann der Kraftfahrzeugschalldämpfer ein Auslassrohr besitzen. Das Auslassrohr kann zumindest teilweise im Schalldämpferkörper angeordnet sein und an der Auslassöffnung einen Endabschnitt mit einer Wellengeometrie haben.In addition, the vehicle silencer may have an outlet pipe. The outlet tube may be at least partially disposed in the muffler body and at the outlet opening have an end portion with a shaft geometry.

Die genannten Ausführungsformen haben den Vorteil, dass eine zuverlässige Geräuschminderung beziehungsweise Geräuschvermeidung stattfinden kann.The embodiments mentioned have the advantage that reliable noise reduction or noise prevention can take place.

Gemäß einer Ausführungsform ist in dem mindestens einen Rohr des Kraftfahrzeugschalldämpfers ein Katalysator angeordnet. Insbesondere ist der Katalysator zumindest in einem Abschnitt des Rohrs positioniert, wobei der Katalysator den Durchmesser des Rohrs vollständig ausfüllt. Durch den Katalysator kann eine turbulente Strömung ausgerichtet werden, sodass eine laminare Strömung entsteht. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die Schalldämpfung aus. Insbesondere werden durch den Katalysator dröhnende Geräusche unterdrückt.According to one embodiment, a catalyst is arranged in the at least one tube of the motor vehicle silencer. In particular, the catalyst is positioned at least in a portion of the tube, wherein the catalyst completely fills the diameter of the tube. Through the catalyst, a turbulent flow can be aligned so that a laminar flow is created. This in turn has a positive effect on the sound attenuation. In particular, noises are suppressed by the catalyst.

Das mindestens eine Rohr kann eine Vielzahl von Perforationen aufweisen, wobei vorzugsweise konzentrisch zu dem perforierten Rohr ein weiteres Rohr angeordnet ist. Beim Durchströmen des Rohrs wird ein Teil der Schallenergie des Abgases durch einen Interferenzeffekt ausgelöscht.The at least one tube may have a plurality of perforations, wherein a further tube is preferably arranged concentrically to the perforated tube. When flowing through the pipe, a part of the sound energy of the exhaust gas is extinguished by an interference effect.

Das mindestens eine Rohr kann aus einem Metall bestehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Rohr aus einem Metallschaum oder weist einen Metallschaum auf. Aufgrund der Porosität des Metallschaums können Geräusche in dem Rohr gedämpft werden.The at least one tube may be made of a metal. According to a further embodiment, the tube consists of a metal foam or has a metal foam. Due to the porosity of the metal foam, noise in the pipe can be damped.

Um die Schalldämpfung zusätzlich zu verbessern, kann in dem Schalldämpferkörper ein Füllstoff aus einem Fasermaterial, beispielsweise Glaswolle, angeordnet sein. Dadurch werden vor allem Schallwellen höherer Frequenzen absorbiert.In order to additionally improve the sound attenuation, a filler of a fiber material, for example glass wool, may be arranged in the muffler body. As a result, especially sound waves of higher frequencies are absorbed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das mindestens eine Rohr ein Auslassrohr oder ein Verbindungsrohr sein, wobei ein Einlassabschnitt des Rohrs trompetenförmig und/oder gebogen ist. Damit soll erreicht werden, dass das Abgas möglichst direkt in das Auslassrohr oder das Verbindungsrohr strömen kann und möglichst wenig umgelenkt wird, da durch eine Umlenkung immer Turbulenzen entstehen, die wiederum Geräusche verursachen. Beispielsweise kann der Einlassabschnitt des Rohrs derart trompetenförmig ausgebildet sein, dass Abgas nach einer ersten Umlenkung direkt in das Auslassrohr strömt, ohne ein weiteres Mal umgelenkt zu werden. Dieser Vorteil kann ebenfalls erreicht werden, indem der Einlassabschnitt des Rohrs derart gebogen ist, insbesondere zu einer Wand des Schalldämpferkörpers hin gebogen ist, dass das Abgas nach einer ersten Umlenkung in das Rohr strömen kann. Dabei sollte der Einlassabschnitt des Rohrs von einer dem Einlassabschnitt axial gegenüberliegenden Wand ausreichend beabstandet sein, um den Strömungsverlauf nicht zu stören.According to a further embodiment, the at least one tube may be an outlet tube or a connecting tube, wherein an inlet portion of the tube is trumpet-shaped and / or bent. This is intended to ensure that the exhaust gas can flow as directly as possible into the outlet pipe or the connecting pipe and is deflected as little as possible, since turbulence always results due to deflection, which in turn causes noise. For example, the inlet portion of the tube may be formed in a trumpet shape such that, after a first deflection, exhaust gas flows directly into the outlet tube without being deflected once more. This advantage can also be achieved by bending the inlet section of the pipe in such a way, in particular bent toward a wall of the muffler body, that the exhaust gas can flow into the pipe after a first deflection. In this case, the inlet section of the tube should be sufficiently spaced from a wall axially opposite the inlet section so as not to disturb the flow path.

Die trompetenförmige Gestalt des Einlassabschnitts bewirkt außerdem, dass das Abgas leichter in das Rohr einströmen kann. Je größer der Massenstrom ist, desto größer sollte die Aufweitung des trompetenförmigen Einlassabschnitts sein.The trumpet shape of the inlet portion also causes the exhaust gas to flow more easily into the pipe. The larger the mass flow, the larger should be the expansion of the trumpet-shaped inlet section.

Besonders bevorzugt weist der Einlassabschnitt randseitig einen Kragen auf, der radial nach außen gebogen ist. Der Kragen ist im Übergang zum Einlassabschnitt abgerundet. Wenn Abgas in das Rohr einströmt, wird der Kragen vom Abgas umströmt. So wird eine homogene Einströmung begünstigt und Turbulenzen werden vermieden. Vor allem wird eine Strömungsablösung am Rohreintritt vermieden, die ein störendes Pfeifen verursachen kann.Particularly preferably, the inlet section has a collar on the edge, which is bent radially outward. The collar is rounded in the transition to the inlet section. When exhaust gas flows into the pipe, the collar is flowed around by the exhaust gas. This becomes a homogeneous inflow favors and turbulence is avoided. Above all, a flow separation at the tube inlet is avoided, which can cause a disturbing whistling.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Einlassabschnitt des Verbindungsrohrs und/oder des Auslassrohrs ebenfalls eine Wellengeometrie in Seitenansicht und gegebenenfalls auch in Axialansicht aufweisen, wie zuvor erläutert.According to one embodiment, the inlet portion of the connecting tube and / or the outlet tube may also have a shaft geometry in side view and optionally also in axial view, as explained above.

Die vorgehend beschriebenen Ausführungsformen sind keinesfalls isoliert zu betrachten und können im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombiniert werden.The embodiments described above are by no means to be considered in isolation and can be combined with one another in the context of the invention as desired.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschalldämpfer in einer Schnittdarstellung,
- 2 schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer mit einem zusätzlichen Verbindungsrohr in einer Schnittdarstellung,
- 3 schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer mit einem gebogenen Rohrabschnitt in einer Schnittdarstellung,
- 4 schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer mit einem perforierten Abschnitt und Glaswolle in einer Schnittdarstellung,
- 5 schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer mit einem Katalysator in einer Schnittdarstellung,
- 6 ein Rohr für einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschalldämpfer,
- 7 einen Einlassabschnitt eines weiteren Rohrs für einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschalldämpfer,
- 8 einen Endabschnitt eines Rohrs für einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschalldämpfer und
- 9 den Endabschnitt eines Rohrs in einer axialen Draufsicht.

Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:

- 1 schematically a motor vehicle silencer according to the invention in a sectional view,
- 2 schematically another motor vehicle silencer with an additional connecting pipe in a sectional view,
- 3 1 is a schematic view of another motor vehicle silencer with a bent pipe section in a sectional view;
- 4 1 is a schematic sectional view of a further motor vehicle silencer with a perforated section and glass wool in a sectional representation,
- 5 1 schematically shows a further motor vehicle silencer with a catalytic converter in a sectional view,
- 6 a tube for a motor vehicle silencer according to the invention,
- 7 an inlet section of a further tube for a motor vehicle silencer according to the invention,
- 8th an end portion of a pipe for a motor vehicle silencer according to the invention and
- 9 the end portion of a pipe in an axial plan view.

1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschalldämpfers 10. Der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 weist einen Schalldämpferkörper 12 (hier Gehäuse) sowie ein vom Motor kommendes Einlassrohr 14 und ein Auslassrohr 16 auf. Beispielsweise kann der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 ein Vor-, Mittel- oder Nachschalldämpfer sein. 1 schematically shows a first embodiment of a motor vehicle silencer according to the invention 10 , The motor vehicle silencer 10 has a muffler body 12 (here housing) as well as an intake pipe coming from the engine 14 and an outlet pipe 16 on. For example, the motor vehicle silencer 10 be a pre, middle or rear muffler.

Über das Einlassrohr 14 wird von einem Motor erzeugtes Abgas in den Schalldämpferkörper 12 geleitet und anschließend durch das Auslassrohr 16 an die Umgebung abgegeben. Der Strömungsverlauf des Abgasstroms durch den Schalldämpferkörper 12 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Dabei treten in den Rohren 14, 16 in Abhängigkeit von den Durchmessern der Rohre und der herrschenden Temperatur Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 150 m/s auf. Üblicherweise kommt es im Schalldämpferkörper 12 zu Temperaturen von bis zu 500°C.About the inlet pipe 14 is exhaust gas generated by an engine in the muffler body 12 passed and then through the outlet pipe 16 delivered to the environment. The flow path of the exhaust gas flow through the muffler body 12 is in 1 represented by a dashed line. This occurs in the pipes 14 . 16 depending on the diameters of the tubes and the prevailing temperature flow rates of up to 150 m / s. Usually it comes in the muffler body 12 to temperatures of up to 500 ° C.

Der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 ist beispielsweise ein Reflexionsschalldämpfer. Bei einem derartigen Schalldämpfer dämpfen Reflexionen an den Wänden die Schallwellen.The motor vehicle silencer 10 is for example a reflection silencer. With such a silencer, reflections on the walls dampen the sound waves.

Allerdings kann es im Schalldämpfer aufgrund von Strömungswirbeln und Druckdifferenzen zu Strömungsgeräuschen kommen. Solche Strömungswirbel entstehen meistens an den Rohrenden. Insbesondere kann aufgrund unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases im Rohr 14, 16 und außerhalb des Rohres 14, 16 im Schalldämpferkörper 12 eine sogenannte Scherschicht entstehen, die ebenfalls Strömungsgeräusche verursacht. Je größer die Geschwindigkeits- und Temperaturdifferenz innerhalb dieser Schicht ist, umso lauter sind die Strömungsgeräusche.However, flow noise can occur in the muffler due to flow vortices and pressure differences. Such flow vortices usually arise at the pipe ends. In particular, due to different flow rates of the exhaust gas in the pipe 14 . 16 and outside the tube 14 . 16 in the muffler body 12 a so-called shear layer arise, which also causes flow noise. The greater the speed and temperature difference within this layer, the louder are the flow noises.

Um diese Strömungsgeräusche zu dämpfen, weist das Einlassrohr 14 an seinem im Schalldämpferkörper 12 angeordneten Ende einen Endabschnitt 18 mit einer in Seitenansicht gesehen Wellengeometrie 20 am Umfangsrand auf. Dieser Abschnitt wird nachfolgend in Zusammenhang mit 8 noch detaillierter beschrieben. Das Auslassrohr 16 weist an seinem Auslassende einen gleichermaßen gestalteten Endabschnitt 18 mit einer Wellengeometrie 20 auf. Im Bereich vor dem Endabschnitt hat das Rohr einen kreiszylindrischen Querschnitt.To dampen this flow noise, points the inlet tube 14 at its in the muffler body 12 arranged end an end portion 18 with a wave geometry seen in side view 20 on the peripheral edge. This section is related below 8th described in more detail. The outlet pipe 16 has at its outlet end an equally shaped end portion 18 with a wave geometry 20 on. In the area in front of the end section, the tube has a circular cylindrical cross section.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 nur an seinem Einlassrohr 14 einen Endabschnitt 18 mit einer Wellengeometrie aufweisen. Grundsätzlich ist der Endabschnitt 18 mit der Wellengeometrie vorzugsweise an einer Auslassseite eines Rohrs angeordnet, da hier die größten Differenzen in der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur auftreten. Es ist jedoch auch möglich, eine entsprechende Geometrie an einer Einlassseite des Auslassrohres 16 anzuordnen. Je mehr Endabschnitte 18 mit einer Wellengeometrie 20 (in Seitenansicht) in einem Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 vorhanden sind, umso besser ist die Durchmischung des Abgases.In an alternative embodiment, the motor vehicle silencer 10 only at its inlet pipe 14 an end section 18 having a wave geometry. Basically, the end section 18 with the wave geometry preferably arranged on an outlet side of a tube, since the largest differences in the flow rate and the temperature occur here. However, it is also possible to have a corresponding geometry on an inlet side of the outlet tube 16 to arrange. The more end sections 18 with a wave geometry 20 (in side view) in a motor vehicle silencer 10 are present, the better is the mixing of the exhaust gas.

Durch einen oder mehrere Endabschnitte 18 mit einer Wellengeometrie 20 innerhalb oder außerhalb des Schalldämpferkörpers 12 findet eine Durchmischung von Abgas mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten und/oder unterschiedlichen Temperaturen statt. Dadurch können Strömungsgeräusche vermindert beziehungsweise vermieden werden. An einem Auslassende des Auslassrohrs 16 wird das Abgas entsprechend mit der Umgebungsluft gemischt.Through one or more end sections 18 with a wave geometry 20 inside or outside the muffler body 12 finds a mixing of exhaust gas with different Flow rates and / or different temperatures instead. As a result, flow noise can be reduced or avoided. At an outlet end of the outlet pipe 16 the exhaust gas is mixed accordingly with the ambient air.

2 zeigt schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 in einer Schnittdarstellung. Der Verlauf des Hauptabgasstroms ist auch hier durch eine gestrichelte Linie dargestellt. 2 schematically shows another motor vehicle silencer 10 in a sectional view. The course of the main exhaust gas flow is also shown here by a dashed line.

Der in 2 dargestellte Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 weist im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Schalldämpfer zusätzlich ein Verbindungsrohr 22 auf.The in 2 illustrated motor vehicle silencer 10 unlike the one in 1 shown silencer additionally a connecting pipe 22 on.

Das Verbindungsrohr 22 weist an seinem Auslassende einen Endabschnitt 18 mit einer Wellengeometrie 20 in Seitenansicht auf. In einer alternativen Ausführungsform kann das Verbindungsrohr 22 ganz ohne einen Endabschnitt mit einer Wellengeometrie ausgebildet sein.The connecting pipe 22 has an end portion at its outlet end 18 with a wave geometry 20 in side view. In an alternative embodiment, the connecting pipe 22 be formed without an end portion with a wave geometry.

Des Weiteren weist der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 zwei Zwischenwände 24 auf, die den Schalldämpferkörper 12 in drei Kammern 26 unterteilen. Innerhalb der Kammern 26 kann sich ein Teil des Schalls durch Reflexion an den Wänden selbst auslöschen. Durch entsprechende Kammervolumen können insbesondere Brummgeräusche gedämpft werden.Furthermore, the motor vehicle silencer 10 two partitions 24 on that the muffler body 12 in three chambers 26 divide. Inside the chambers 26 A part of the sound can be extinguished by reflection on the walls. By appropriate chamber volume in particular hum signals can be attenuated.

Die Zwischenwände 24 können eine Perforierung aufweisen, sodass ein Teil des Abgases durch die Zwischenwände zum Auslassrohr 16 gelangen kann. Durch die Perforation kann eine pulsierende Strömung fein zerteilt und geglättet werden.The partitions 24 may have a perforation, so that a portion of the exhaust gas through the intermediate walls to the outlet pipe 16 can get. Through the perforation, a pulsating flow can be finely divided and smoothed.

3 zeigt schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 in einer Schnittdarstellung. 3 schematically shows another motor vehicle silencer 10 in a sectional view.

In dieser Ausführungsform weist das Auslassrohr 16 auf der Einlassseite einen aufgeweiteten, insbesondere trompetenförmigen beziehungsweise trichterförmigen Abschnitt 28 auf. Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich der aufgeweitete Abschnitt 28 bis zu einer Wand 30 des Schalldämpferkörpers erstreckt. Zu diesem Zweck ist ein Rohrabschnitt 32 auf der Einlassseite des Auslassrohrs 16 zur Wand 30 hingebogen. Zusätzlich hat das Auslassrohr 16 an seinem Ende einen Kragen 29. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Abgas, welches nach Austritt aus dem Verbindungsrohr 22 an den Wänden 34, 30 des Schalldämpferkörpers 12 umgelenkt wird, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, direkt in das Auslassrohr 16 einströmt. Somit wird vermieden, dass der Abgasstrom zunächst an dem Einlass des Auslassrohrs 16 vorbeiströmt und an der Zwischenwand 24 erneut umgelenkt werden muss, bevor das Abgas in das Auslassrohr 16 gelangen kann. Das Verbindungsrohr 22 kann in einer alternativen Ausführungsform an seinem im Strömungsverlauf dem Einlassrohr 14 zugewandten Ende ebenfalls einen gebogenen und/oder trompetenförmig aufgeweiteten Abschnitt aufweisen. Durch den trompetenförmigen, insbesondere trichterförmigen Abschnitt wird das Einströmen von Abgas in das Rohr erleichtert, sodass eine laminare Strömung begünstigt wird und Turbulenzen vermieden werden. Beispiele für einen derartigen Einlassabschnitt werden in den 6 und 7 gezeigt.In this embodiment, the outlet pipe 16 on the inlet side an expanded, in particular trumpet-shaped or funnel-shaped section 28 on. It is particularly advantageous when the flared section 28 up to a wall 30 of the muffler body extends. For this purpose is a pipe section 32 on the inlet side of the outlet pipe 16 to the wall 30 bent towards. In addition, the outlet pipe has 16 a collar at the end 29 , As a result, the advantage is achieved that exhaust gas, which after leaving the connecting pipe 22 on the walls 34 . 30 of the muffler body 12 is deflected, as indicated by the dashed line, directly into the outlet pipe 16 flows. Thus, it is avoided that the exhaust gas stream initially at the inlet of the outlet pipe 16 flowed past and at the intermediate wall 24 must be redirected again before the exhaust gas into the outlet pipe 16 can get. The connecting pipe 22 may in an alternative embodiment at its flow in the inlet pipe 14 facing end also have a curved and / or trumpet-shaped widened portion. The trumpet-shaped, in particular funnel-shaped section facilitates the inflow of exhaust gas into the pipe, so that a laminar flow is promoted and turbulences are avoided. Examples of such an inlet section are shown in FIGS 6 and 7 shown.

4 zeigt schematisch einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 in einer Schnittdarstellung. 4 schematically shows another motor vehicle silencer 10 in a sectional view.

Der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 weist in einem Rohrabschnitt des Einlassrohrs 14 eine Vielzahl von Perforationen 36 auf. In dem perforierten Bereich ist das Einlassrohr 14 außerdem von einem weiteren Rohr 38 umgeben. Dadurch entsteht ein Interferenzeffekt, der einen Teil des Schalls auslöscht. Der perforierte Abschnitt muss nicht zwangsläufig im Einlassrohr 14 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können auch das Verbindungsrohr 22 und/oder das Auslassrohr 16 einen perforierten Abschnitt und ein den perforierten Abschnitt umgebendes Rohr aufweisen.The motor vehicle silencer 10 points in a pipe section of the inlet pipe 14 a variety of perforations 36 on. In the perforated area is the inlet pipe 14 also from another tube 38 surround. This creates an interference effect that extinguishes part of the sound. The perforated section does not necessarily have to be in the inlet tube 14 be arranged. Alternatively or additionally, also the connecting pipe 22 and / or the outlet tube 16 a perforated section and a tube surrounding the perforated section.

Des Weiteren enthält der Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 einen Füllstoff 40 aus einem Fasermaterial, beispielsweise Glaswolle oder einen anderen sogenannten Schluckstoff. Dadurch können vor allem hohe Strömungsgeräusche mit hohen Frequenzen gedämpft werden. Der Füllstoff 40 ist in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft nur in einer Kammer 26 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Kammer 26 mit Füllstoff 40 gefüllt sein. Insbesondere kann der gesamte Schalldämpferkörper 12 außerhalb der Rohre 14, 16, 22 vollständig mit einem Füllstoff 40 angefüllt sein.Furthermore, the motor vehicle silencer contains 10 a filler 40 from a fiber material, for example glass wool or another so-called sweat. As a result, especially high flow noise can be damped at high frequencies. The filler 40 is in the embodiment shown by way of example only in one chamber 26 arranged. Alternatively or additionally, another chamber 26 with filler 40 be filled. In particular, the entire muffler body 12 outside the pipes 14 . 16 . 22 completely with a filler 40 be filled.

5 zeigt einen weiteren Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 in einer Schnittdarstellung. Der Kraftfahrzeugschalldämpfer weist einen Katalysatorblock 42 auf, der im Auslassrohr 16 angeordnet ist. Der Katalysatorblock 42 ist derart ausgebildet, dass er das Auslassrohr 16 in einem Teilabschnitt komplett ausfüllt, sodass im Auslassrohr 16 kein Abgas an dem Katalysatorblock 42 vorbeiströmen kann. Dabei kann der Katalysatorblock 42 in einem Rohrabschnitt innerhalb oder außerhalb des Schalldämpferkörpers 12 angeordnet sein. 5 shows a further motor vehicle silencer 10 in a sectional view. The vehicle silencer has a catalyst block 42 on, in the outlet pipe 16 is arranged. The catalyst block 42 is formed such that it the outlet pipe 16 completely filled in one section, so that in the outlet pipe 16 no exhaust gas on the catalyst block 42 can flow past. In this case, the catalyst block 42 in a pipe section inside or outside the muffler body 12 be arranged.

Durch den Katalysatorblock 42 werden Strömungsturbulenzen verringert. Insbesondere wird die Strömung laminar ausgerichtet. Dadurch werden Strömungsgeräusche reduziert.Through the catalyst block 42 Flow turbulences are reduced. In particular, the flow is aligned laminar. This reduces flow noise.

6 zeigt ein Rohr, das einen trichterförmigen Abschnitt 54 mit einer Wellengeometrie 20 entlang des Umfangs des trichterförmigen Abschnitts 54 aufweist. Dieser trichterförmige Abschnitt 54 bildet vorzugsweise das Einlassende eines Rohrs. Aufgrund der Trichterform wird, wie bereits erwähnt, das Einströmverhalten des Abgases optimiert. Das Rohr kann beispielsweise ein Verbindungsrohr 22 oder ein Auslassrohr 16 eines Kraftfahrzeugschalldämpfers 10 sein, u. a. wie in den vorherigen Figuren gezeigt. 6 shows a tube that has a funnel-shaped section 54 with a wave geometry 20 along the circumference of the funnel-shaped section 54 having. This funnel-shaped section 54 preferably forms the inlet end of a pipe. Due to the funnel shape, as already mentioned, the inflow behavior of the exhaust gas is optimized. The tube may for example be a connecting tube 22 or an outlet pipe 16 a motor vehicle silencer 10 be, as shown in the previous figures.

Das Rohr 16, 22 weist vor dem Endabschnitt einen Rohrabschnitt 44 mit konstantem Querschnitt auf, der sich bis zum Beginn des trichterförmigen Abschnitts 54 erstreckt, insbesondere direkt in den trichterförmigen Abschnitt 54 übergeht. Der Übergang des Rohrabschnitts 44 zum trichterförmigen Abschnitt 54 ist abgerundet, um die Entstehung einer turbulenten Strömung im Übergangsbereich zu vermeiden.The pipe 16 . 22 has a pipe section in front of the end section 44 with a constant cross-section, extending to the beginning of the funnel-shaped section 54 extends, in particular directly into the funnel-shaped section 54 passes. The transition of the pipe section 44 to the funnel-shaped section 54 is rounded off to avoid the creation of a turbulent flow in the transition area.

Der trichterförmige Abschnitt 54 weitet sich in einem Winkel von beispielsweise zwischen 10° und 60°, insbesondere zwischen 20° und 40° zur Längsachse auf. Dadurch erstrecken sich die einzelnen Wellen 46 bezogen auf eine Längsachse des Rohrs 16, 22 in axiale und radiale Richtung.The funnel-shaped section 54 expands at an angle of for example between 10 ° and 60 °, in particular between 20 ° and 40 ° to the longitudinal axis. As a result, the individual waves extend 46 relative to a longitudinal axis of the tube 16 . 22 in the axial and radial directions.

Die Wellengeometrie 20 am Umfangsrand des Trichters ist in der gezeigten Ausführungsform sinusförmig ausgebildet. Insbesondere weist die Wellengeometrie 20 sieben Wellen 46 auf.The wave geometry 20 at the peripheral edge of the funnel sinusoidal is formed in the illustrated embodiment. In particular, the wave geometry 20 seven waves 46 on.

7 zeigt einen Einlassabschnitt eines Rohrs 16, 22 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei weist die Wellengeometrie 20 je sieben Wellen 46, 48 mit unterschiedlicher Höhe auf. Insbesondere sind dabei Wellen 46, 48 mit zwei unterschiedlichen Höhen alternierend angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Wellen mit zwei unterschiedlichen Höhen beschränkt. 7 shows an inlet section of a pipe 16 . 22 according to a further embodiment. This shows the wave geometry 20 seven waves each 46 . 48 with different height. In particular, there are waves 46 . 48 arranged alternately with two different heights. However, the invention is not limited to shafts having two different heights.

Des Weiteren weist die in 7 gezeigte Ausführungsform im trichterförmigen Abschnitt 54 radiale Ausbuchtungen 50 auf. Insbesondere hat jede zweite Welle 48, und zwar die Wellen 48 mit der im Vergleich zu den umgebenden Wellen geringeren axialen Höhe, eine radial nach außen gerichtete Ausbuchtung 50. Damit bilden die Wellen 46 axial längere Abschnitte als die Wellen 48, die axial kürzere Abschnitte definieren. Die längeren Abschnitte bilden radiale Einbuchtungen im Vergleich zu den radialen Ausbuchtungen 50, welche durch die kürzeren Abschnitte definiert sind.Furthermore, the in 7 embodiment shown in the funnel-shaped section 54 radial bulges 50 on. In particular, every other wave has 48 and the waves 48 with the lower axial height compared to the surrounding waves, a radially outward bulge 50 , This is how the waves form 46 axially longer sections than the waves 48 that define axially shorter sections. The longer sections form radial indentations compared to the radial protrusions 50 which are defined by the shorter sections.

8 zeigt einen Endabschnitt 18 eines Rohrs 14, 16, 22 für einen Kraftfahrzeugschalldämpfer 10 mit einer Wellengeometrie 20. In dieser Ausführungsform weitet sich der Endabschnitt 18 beispielsweise in einem Winkel zwischen 5° und 20°, vorzugsweise 10°, zur Längsachse des Rohrs 14, 16, 22 auf. Dadurch ergibt sich eine Trichterform der Umhüllenden des Endabschnitts 18. Die Wellengeometrie 20 umfasst auch in dieser Ausführungsform insgesamt sieben Wellen 46. Auch in Axialansicht ergibt sich eine Wellenform des Umfangsrandes. 8th shows an end section 18 a pipe 14 . 16 . 22 for a motor vehicle silencer 10 with a wave geometry 20 , In this embodiment, the end portion widens 18 for example, at an angle between 5 ° and 20 °, preferably 10 °, to the longitudinal axis of the tube 14 . 16 . 22 on. This results in a funnel shape of the envelope of the end portion 18 , The wave geometry 20 also includes a total of seven waves in this embodiment 46 , Also in axial view results in a waveform of the peripheral edge.

Jede seitlich gesehene Welle 46 weist eine Einbuchtung 52 auf, die radial nach innen zur Längsachse des Rohrs 14, 16, 22 hin gerichtet ist. Dabei erstreckt sich die Einbuchtung 52 jeweils vom Beginn des Endabschnitts 18 bis zur Spitze einer Welle 46 und ragt gegenüber der Mantelfläche des Rohrs 14, 16, 22 vor dem Endabschnitt 18 nach innen. Eine derartige Geometrie hat sich bei Strömungssimulationen als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die axial kürzeren Abschnitte (Wellentäler in Seitenansicht) bilden die radialen Ausbuchtungen 50, wobei die Ausbuchtungen 50 gegenüber einer Mantelfläche 56 des Rohrs 14, 16, 22 nach außen ragen. Gut zu erkennen ist, dass die Einbuchtungen 52 die axial längeren Abschnitte bilden und die Ausbuchtungen 50 die axial kürzeren, über die das Gas früher seitlich ausströmen kann.Every side wave 46 has a recess 52 on, which is radially inward to the longitudinal axis of the tube 14 . 16 . 22 directed. In this case, the indentation extends 52 each from the beginning of the end section 18 to the top of a wave 46 and protrudes with respect to the lateral surface of the tube 14 . 16 . 22 before the end section 18 inside. Such a geometry has proven to be particularly advantageous in flow simulations. The axially shorter sections (wave troughs in side view) form the radial bulges 50 where the bulges 50 opposite a lateral surface 56 of the pipe 14 . 16 . 22 protrude outward. Good to see is that the indentations 52 the axially longer sections form and the bulges 50 the axially shorter, over which the gas can flow out laterally laterally.

Wichtig ist dabei auch, dass die Einbuchtungen 52 axial vor den Ausbuchtungen 50 beginnen, so dass durch die Einbuchtungen 52 das Gas beschleunigt wird und bestrebt ist, das Rohr seitlich durch die entstehenden axialen Schlitze, welche durch die (in Seitenansicht) Wellentäler an den Ausbuchtungen 50 gebildet sind, zu verlassen.It is also important that the indentations 52 axially in front of the bulges 50 start, so that through the indentations 52 the gas is accelerated and endeavors to push the tube laterally through the resulting axial slots, which through the (in side view) troughs at the bulges 50 are formed, leave.

Die Rohrgeometrien nach den 6, 7 und 8 sind beliebig auch bei allen Ausführungsformen einsetzbar, sei es zum Beispiel als Einlass-, Auslass- oder Verbindungsrohr 14, 16 bzw. 22.The tube geometries after the 6 . 7 and 8th are arbitrarily used in all embodiments, be it for example as an inlet, outlet or connecting pipe 14 . 16 respectively. 22 ,

9 zeigt einen Endabschnitt 18 eines Rohrs 14, 16, 22 in einer axialen Draufsicht. Dabei ist zu erkennen, dass die Einbuchtungen 52 gegenüber der Mantelfläche 56 des Rohrs 14, 16, 22 im Bereich vor dem Endabschnitt nach radial innen ragen und die Ausbuchtungen 50 gegenüber der Mantelfläche 56 nach radial außen ragen. D.h. der Endabschnitt ist nicht insgesamt eine Düse, sondern es gibt Abschnitte (Einbuchtungen 52), in denen der Querschnitt gegenüber dem Rohr vor dem Endabschnitt verringert und Abschnitte (Ausbuchtungen 50), in denen der Querschnitt gegenüber dem Rohr vor dem Endabschnitt vergrößert wird. 9 shows an end section 18 a pipe 14 . 16 . 22 in an axial plan view. It can be seen that the indentations 52 opposite the lateral surface 56 of the pipe 14 . 16 . 22 protrude in the area in front of the end portion radially inward and the bulges 50 opposite the lateral surface 56 protrude radially outward. That is, the end portion is not a total of a nozzle, but there are sections (indentations 52 ), in which the cross-section opposite the tube in front of the end section decreases and sections (bulges 50 ), in which the cross section is increased with respect to the tube before the end portion.

Claims

An automotive muffler (10) comprising a muffler body (12) and at least one tube (14, 16, 22) disposed at least partially in the muffler body (12), the tube (14, 16, 22) having an end portion (18) , and wherein the end portion (18) in side view comprises a shaft geometry (20) along the circumference of the end portion (18), and wherein the end portion (18) in the axial direction has a plurality of indentations (52), with respect to the lateral surface of the tube (14, 16 , 22) protrude radially inward in the area in front of the end section (18).

Automotive silencer (10) according to Claim 1 , characterized in that the wave geometry (20) is sinusoidal or serrated.

Motor vehicle silencer (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the end portion (18) has a funnel-shaped envelope.

Motor vehicle silencer (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft geometry (20) has shafts (46, 48) with a different side elevation in side view.

Automotive silencer (10) according to Claim 4 characterized in that the end portion (18) has a plurality of protrusions (50) directed radially outward.

Automotive silencer (10) according to Claim 5 characterized in that the shaft geometry generates axially longer and shorter portions of the circumference and the radial lobes (50) form the axially shorter portions and the radial indentations (52) form the axially longer portions.

Motor vehicle silencer (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one tube is an inlet pipe (14), a connecting pipe (22) or an outlet pipe (16).

Motor vehicle silencer (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the tube (14, 16, 22), a catalyst (42) is arranged.

Motor vehicle silencer (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the tube (14, 16, 22) has a plurality of perforations (36), wherein concentrically to the perforated tube (14, 16, 22) a further tube (38 ) is arranged.

Motor vehicle silencer (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the tube (14, 16, 22) has a metal foam or consists of a metal foam.

Motor vehicle silencer (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the muffler body (12) is arranged a filler (40) made of a fiber material.

Motor vehicle silencer (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube is an outlet pipe (16) or a connecting pipe (22), wherein an inlet portion (28, 32) of the tube (16, 22) is trumpet-shaped and / or bent ,