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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Schalldämpfer.
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Als ein Abgassystem für Automobile ist ein System bekannt, das einen Nebenschalldämpfer zwischen einem Katalysator umfasst, der einem Abgasströmungsdurchgang vorgelagert ist, und einen Hauptschalldämpfer, der dem Abgasströmungsdurchgang nachgelagert ist.
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Ein offenbarter Schalldämpfer als der Nebenschalldämpfer ist ein Resonanz-Schalldämpfer, der eine Doppelrohrstruktur aufweist, die ein Innenrohr und ein Außenrohr umfasst (siehe
WO 2017/126508 A1 ). Dieser Resonanz-Schalldämpfer ist so konzipiert, dass das Innenrohr eine Öffnung hat, die einen Zugang von einem Abgasdurchgang des Innenrohrs zu einem Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr bereitstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Der Schalldämpfer in der genannten Publikation kann ein Geräusch in nur einer Frequenz dämpfen; und daher muss der Schalldämpfer für jede einzelne Frequenz getrennt konzipiert werden. Dementsprechend werden zwei oder mehr Schalldämpfer benötigt, um Geräusche in zwei oder mehr Frequenzen zu dämpfen.
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Vorzugsweise ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, einen Schalldämpfer mit einer Doppelrohrstruktur bereitzustellen, der Geräusche in zwei oder mehr Frequenzen dämpfen kann.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Schalldämpfer, der ein Innenrohr umfasst, das eine zylindrische Form aufweist, und ein Außenrohr, das eine zylindrische Form aufweist. Das Innenrohr befindet sich in einer Innenseite des Außenrohrs. Das Innenrohr und das Außenrohr bilden zusammen ein Doppelrohr. Das Doppelrohr umfasst ein erstes Doppelrohrende und ein zweites Doppelrohrende. Das Doppelrohr ist ausgestaltet, einen ersten Abgasdurchgang zu bilden. Der erste Abgasdurchgang koppelt einen ersten Strömungsdurchgang über das Innenrohr an einen zweiten Strömungsdurchgang, sodass eines, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom vorgelagert an den ersten Abgasdurchgang gekoppelt ist und das andere, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom nachgelagert an den zweiten Abgasdurchgang gekoppelt ist. Ein Zwischenraum ist zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehen. Eine Öffnung, die das Innenrohr mit dem Außenrohr verbindet, ist an dem zweiten Doppelrohrende vorgesehen. Der Zwischenraum kommuniziert über die Öffnung mit dem ersten Abgasdurchgang.
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Das Innenrohr umfasst eine äußere Umfangsoberfläche. Die äußere Umfangsoberfläche umfasst am zweiten Doppelrohrende eine erste äußere Oberfläche und eine zweite äußere Oberfläche. Die zweite äußere Oberfläche bildet die Öffnung und befindet sich näher an der Mittelachse des Innenrohrs als die erste äußere Oberfläche. Ein Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ist aufgrund eines Kontakts zwischen der ersten äußeren Oberfläche des Innenrohrs und einer inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs geschlossen, oder mit einem Einschluss, der zwischen die erste äußere Oberfläche des Innenrohrs und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs gesetzt ist. Ein erster Teil des Zwischenraums ist zwischen der ersten äußeren Oberfläche des Innenrohrs und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs gebildet. Die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs umfasst mindestens eine Kommunikationsbohrung, die das Innenrohr mit dem Zwischenraum kommunizieren lässt.
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Diese Ausgestaltung sieht einen Seitenzweig-Schalldämpfer vor, bei dem der Zwischenraum durch die Öffnung und die Kommunikationsbohrung mit dem ersten Abgasdurchgang kommuniziert, und daher wird durch den Seitenzweig ein Dämpfen von Geräuschen in zwei oder mehr Frequenzen ermöglicht.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Innenrohr einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser umfassen und einen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als ein Außendurchmesser des Abschnitts mit dem ersten Durchmesser. Eine Resonanzkammer, die dem ersten Teil des Zwischenraums entspricht, kann zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts mit dem zweiten Durchmesser und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs gebildet sein. Der Abschnitt mit dem ersten Durchmesser kann die erste äußere Oberfläche und die zweite äußere Oberfläche umfassen. Ein Resonanzrohr, das einem zweiten Teil des Zwischenraums entspricht, kann zwischen der zweiten äußeren Oberfläche und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs gebildet sein. Die Öffnung befindet sich in einem Ende des Resonanzrohrs. Das Resonanzrohr und die Resonanzkammer können als ein Helmholtz-Resonator fungieren, da das Resonanzrohr über die Öffnung mit dem ersten Abgasdurchgang kommuniziert und da die Resonanzkammer über das Resonanzrohr mit dem ersten Abgasdurchgang kommuniziert. Der Schalldämpfer kann als ein Seitenzweig-Schalldämpfer fungieren, da der erste Abgasdurchgang über die mindestens eine Kommunikationsbohrung mit dem Zwischenraum kommuniziert. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass Dämpfen durch Helmholtz-Resonanz und Dämpfen durch den Seitenzweig kompatibel zueinander sind.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Außendurchmesser des Außenrohrs in einem Bereich, der den Zwischenraum bildet, gleich oder kleiner als ein Außendurchmesser des Außenrohrs am zweiten Doppelrohrende sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein Verringern des Außendurchmessers des Schalldämpfers, um Platz für die Installation zu sparen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, in einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz in einem zweiten Abgasdurchgang auftritt, wobei der zweite Abgasdurchgang mit Abgasdurchgangs-Bauteilen gebildet ist, die den Schalldämpfer umfassen, kann die Öffnung an einer Position angebracht sein, die einer Position eines Schwingungsbauchs stehender Wellen im zweiten Abgasdurchgang entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zuverlässigere Dämpfwirkung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Innenrohr mit dem Außenrohr verbunden sein, wenn die erste äußere Oberfläche die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs berührt. In dieser Ausgestaltung kann der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr einfacher und zuverlässiger gebildet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr mit einem Einschluss geschlossen werden, der zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs in der Nähe des ersten Doppelrohrendes gesetzt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein axiales Gleiten des Außenrohrs in Bezug auf das Innenrohr, wenn sich die thermische Ausdehnung zwischen dem Innenrohr, durch das das Abgas strömt, und dem Außenrohr, das als Reaktion auf die Verwendung des Schalldämpfers außerhalb des Innenrohrs angeordnet ist, unterscheidet (mit anderen Worten, wenn das Abgas durch den Schalldämpfer strömt). Entsprechend kann die Spannungskonzentration an verbundenen Bereichen des Innenrohrs und des Außenrohrs verringert werden, was dazu führen kann, dass weniger Risse auftreten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Einschluss aus Drahtgeflecht bestehen. Diese Ausgestaltung ermöglicht beim Bilden des Zwischenraums zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein einfacheres und zuverlässigeres Gleiten des Außenrohrs in Bezug auf das Innenrohr.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Innenrohr in der Nähe des ersten Doppelrohrendes mit dem Außenrohr verbunden sein, wenn die erste äußere Oberfläche die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs berührt. In dieser Ausgestaltung kann der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr einfacher und zuverlässiger gebildet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, in einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz in dem zweiten Abgasdurchgang auftritt, wobei der zweite Abgasdurchgang mit den Abgasdurchgangs-Bauteilen gebildet ist, die den Schalldämpfer umfassen, kann die mindestens eine Kommunikationsbohrung an einer Position angebracht sein, die einer Position eines Schwingungsbauchs stehender Wellen im zweiten Abgasdurchgang entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zuverlässigere Dämpfwirkung.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Schalldämpfer, der ein Innenrohr umfasst, das eine zylindrische Form aufweist, und ein Außenrohr, das eine zylindrische Form aufweist. Das Innenrohr befindet sich in einer Innenseite des Außenrohrs. Das Innenrohr und das Außenrohr bilden zusammen ein Doppelrohr. Das Doppelrohr umfasst ein erstes Doppelrohrende und ein zweites Doppelrohrende. Das Doppelrohr ist ausgestaltet, einen ersten Abgasdurchgang zu bilden, der einen ersten Strömungsdurchgang über das Innenrohr an einen zweiten Strömungsdurchgang koppelt, sodass eines, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom vorgelagert an den ersten Strömungsdurchgang gekoppelt ist und das andere, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom nachgelagert an den zweiten Strömungsdurchgang gekoppelt ist. Ein Zwischenraum ist zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehen. Ein Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ist aufgrund eines Kontakts zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Innenrohrs und einer inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs am zweiten Doppelrohrende geschlossen, oder mit einem Einschluss, der zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs gesetzt ist. Die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs umfasst mindestens eine Kommunikationsbohrung, die das Innenrohr mit dem Zwischenraum kommunizieren lässt.
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In dieser Ausgestaltung ist ein Seitenzweig-Schalldämpfer mit dem Zwischenraum gebildet, der mit dem Innenrohr durch die Kommunikationsbohrung kommuniziert. Diese Ausgestaltung ermöglicht daher Dämpfen von Geräuschen in zwei oder mehr Frequenzen durch den Seitenzweig.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Innenrohr am zweiten Doppelrohrende mit dem Außenrohr verbunden sein, wenn die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs berührt. In dieser Ausgestaltung kann der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr einfacher und zuverlässiger gebildet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr mit einem Einschluss geschlossen werden, der zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs in der Nähe des ersten Doppelrohrendes gesetzt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein axiales Gleiten des Außenrohrs in Bezug auf das Innenrohr, wenn sich die thermische Ausdehnung zwischen dem Innenrohr, durch das das Abgas strömt, und dem Außenrohr, das außerhalb des Innenrohrs angeordnet ist, unterscheidet. Entsprechend kann die Spannungskonzentration an verbundenen Bereichen des Innenrohrs und des Außenrohrs verringert werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Innenrohr in der Nähe des ersten Doppelrohrendes mit dem Außenrohr verbunden sein, wenn die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs berührt. In dieser Ausgestaltung kann der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr einfacher und zuverlässiger gebildet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, in einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz in dem zweiten Abgasdurchgang auftritt, wobei der zweite Abgasdurchgang mit Abgasdurchgangs-Bauteilen gebildet ist, die den Schalldämpfer umfassen, kann die mindestens eine Kommunikationsbohrung an einer Position angebracht sein, die einer Position eines Schwingungsbauchs stehender Wellen im zweiten Abgasdurchgang entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zuverlässigere Dämpfwirkung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Querschnittsfläche des Zwischenraums gleich oder kleiner als eine Querschnittsfläche eines Hohlteils des Innenrohrs sein. In dieser Ausgestaltung kann ein Außendurchmesser des Schalldämpfers verringert sein, um Platz für die Installation zu sparen. Zusätzlich kann der Schalldämpfer flexibler angebracht werden, da der Schalldämpfer gebogen werden kann.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht, die ein Abgassystem einer Ausführungsform zeigt;
- 2A eine schematische Seitenansicht, die den Schalldämpfer aus 1 von einem zweiten Doppelrohrende des Schalldämpfers aus gesehen zeigt;
- 2B ein schematisches Querschnittsdiagramm des Schalldämpfers aus 1 entlang einer Linie IIB-IIB aus 2A;
- 3A, 3B, 3C schematische Diagramme, die Formen einer Kommunikationsbohrung beschreiben;
- 4A ein schematisches Querschnittsdiagramm entlang einer Linie IVA-IVA von 2B;
- 4B ein schematisches Querschnittsdiagramm entlang einer Linie IVB-IVB von 2B;
- 4C ein schematisches Querschnittsdiagramm entlang einer Linie IVC-IVC von 2B;
- 5A, 5B schematische Diagramme, die Zusammenhänge zwischen Verbindungslöchern und stehenden Wellen beschreiben;
- 6 ein schematisches Querschnittsdiagramm entsprechend 2B, das einen Schalldämpfer in einer Ausführungsform zeigt, die sich unterscheidet von der Ausführungsform in 2A;
- 7A, 7B, 7C schematische Querschnittsdiagramme entsprechend 4A, die einen Fixierabschnitt in einer Ausführungsform zeigen, die sich unterscheidet von der Ausführungsform in 2A;
- 8A ein Schaubild, das in einem Vergleichsbeispiel 1 einen Zusammenhang zwischen einer Frequenz und einem gedämpften Geräusch zeigt;
- 8B ein Schaubild, das in einem Beispiel 1 einen Zusammenhang zwischen einer Frequenz und einem gedämpften Geräusch zeigt; sowie
- 8C ein Schaubild, das in einem Beispiel 2 einen Zusammenhang zwischen einer Frequenz und einem gedämpften Geräusch zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Erste Ausführungsform]
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[Ausgestaltung]
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Wie in 1 gezeigt, bildet ein Abgassystem 1 einen Abgasdurchgang für ein Abgas aus einem Verbrennungsmotor. Das Abgassystem 1 umfasst einen katalytischen Konverter 2, einen Schalldämpfer 3 als einen Nebenschalldämpfer und einen Hauptschalldämpfer 4.
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Das Abgassystem 1 kann in jedem beliebigen Verbrennungsmotor ohne eine besondere Einschränkung verwendet werden, umfassend jenen, die für Transporteinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Automobile, Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und Baumaschinen, und jenen, die für Antriebsteile oder Generatoren in Kraftwerken bzw. -anlagen verwendet werden.
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Der katalytische Konverter 2 bildet Umweltschadstoffe im Abgas um oder sammelt sie. Der katalytische Konverter 2 umfasst einen Katalysator. Der Hauptschalldämpfer 4 dämpft überdies Auspuffgeräusche von dem Abgas, das den Schalldämpfer 3 durchläuft.
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Der katalytische Konverter 2 ist über ein erstes Rohr 5A an den Schalldämpfer 3 gekoppelt. Der Schalldämpfer 3 ist über ein zweites Rohr 5B an den Hauptschalldämpfer 4 gekoppelt. Nachdem das Abgas den Hauptschalldämpfer 4 durchläuft, wird das Abgas von einem dritten Rohr 5C abgelassen.
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<Schalldämpfer>
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Wie in 2A und 2B gezeigt, umfasst der Schalldämpfer 3 ein Innenrohr 7, das eine zylindrische Form aufweist, ein Außenrohr 8, das eine zylindrische Form aufweist, und einen Einschluss 9. Der Schalldämpfer 3 hat eine Doppelrohrstruktur. Der Schalldämpfer 3 gestaltet den ersten Abgasdurchgang 12 aus.
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<Innenrohr>
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Das Innenrohr 7 ist ausgestaltet, das Abgas zu tragen. Genauer gesagt wird das Abgas, nachdem es den katalytischen Konverter 2 durchläuft, durch eines, ein erstes Innenrohrende 71 oder ein zweites Innenrohrende 72, in das Innenrohr 7 eingeführt und durch das andere, das erste Innenrohrende 71 oder das zweite Innenrohrende 72, abgelassen.
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Das Innenrohr 7 umfasst Kommunikationsbohrungen 73A, 73B (die erste Kommunikationsbohrung 73A, die zweite Kommunikationsbohrung 73B). Jede der Kommunikationsbohrungen 73A, 73B lässt die Innenseite des Innenrohrs 7 mit einem Zwischenraum 10 kommunizieren. Der Zwischenraum 10 befindet sich zwischen dem Außenrohr 8 und dem Innenrohr 7; eine detaillierte Erläuterung folgt später. Die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B befinden sich voneinander entfernt entlang der Achse des Innenrohrs 7 (mit anderen Worten, in den Längsrichtungen). Die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B befinden sich zwischen einem ersten Außenrohrende 81 und einem zweiten Außenrohrende 82 des Außenrohrs 8 entlang der Achse des Innenrohrs 7.
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Die Form der Kommunikationsbohrungen 73A, 73B muss kein exakter Kreis sein, solange die Form eine ausreichende Fläche für einen Seitenzweig-Schalldämpfer vorsieht. Die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B können auch andere Formen aufweisen, beispielsweise eine Ellipse (siehe 3A), ein Vieleck, ein Vieleck mit abgerundeten Ecken (siehe 3B) und einen Stern. Jede der Kommunikationsbohrungen 73A, 73B kann auch in kleine Bohrungen aufgeteilt werden (mit anderen Worten, eine Baugruppe von kleinen Bohrungen, siehe 3C).
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Ein zweiter Abgasdurchgang ist der gesamte Abgasdurchgang, der in dem Gesamtabgassystem 1 angeordnet ist, das in 1 gezeigt wird. Der zweite Abgasdurchgang umfasst daher Abgasdurchgangs-Bauteile, die den Schalldämpfer 3 umfassen. In einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz im zweiten Abgasdurchgang auftritt, ist jede Kommunikationsbohrung 73A, 73B an Positionen angeordnet, die den Positionen eines Schwingungsbauchs stehender Wellen im zweiten Abgasdurchgang entspricht.
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Ein Innendurchmesser R2 des zweiten Innenrohrendes 72 ist größer als ein Innendurchmesser R1 des ersten Innenrohrendes 71. Das zweite Innenrohrende 72 umfasst einen Fixierabschnitt 72A, der an einer inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 fixiert ist. Wie in 4A gezeigt, umfasst der Fixierabschnitt 72A zwei Vertiefungen 72B, 72C, die nach innen ausgesparte Teile an der Wand des Innenrohrs 7 sind. Der Fixierabschnitt 72A ist eines der zwei Verbindungsstücke, die das Innenrohr 7 an die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 koppeln.
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Die zwei Vertiefungen 72B, 72C sind ausgestaltet, um jeweils Öffnungen 11A, 11B zu bilden, die das Innenrohr 7 mit dem Zwischenraum 10 am zweiten Innenrohrende 72 kommunizieren lassen. Der verbleibende Abschnitt des Fixierabschnitts 72A, der nicht die Vertiefungen 72B, 72C darstellt (nicht vertiefter Abschnitt), schließt einen Raum zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 entlang der Achse des Innenrohrs 7. Mit anderen Worten, in einer Umfangsansicht ist ein Teil des Fixierabschnitts 72A von der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 getrennt.
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Die zwei Vertiefungen 72B, 72C sind so angeordnet, dass sie einander über der Achse des Innenrohrs 7 gegenüberliegen. Vorzugsweise ist ein Radius von Krümmung R3 jeder Vertiefung 72B, 72C im Wesentlichen gleich dem maximalen Durchmesser R4 des Fixierabschnitts 72A (welcher der Durchmesser des nicht vertieften Abschnitts ist). So kann die Umfangslänge des Innenrohrs 7 und somit die Dicke des Innenrohrs 7 vor und nach dem Bilden der Vertiefungen 72B, 72C unverändert bleiben.
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Das Innenrohr 7 umfasst entsprechend einen ersten Teilabschnitt, umfassend eine erste äußere Oberfläche (mit anderen Worten, nicht vertiefter Abschnitt), und einen zweiten Teilabschnitt, umfassend eine zweite äußere Oberfläche (mit anderen Worten, Vertiefungen 72B, 72C). Die zweite äußere Oberfläche ist ausgestaltet, die Öffnungen 11A, 11B zu bilden, und befindet sich näher an der Mittelachse des Innenrohrs 7 als die erste äußere Oberfläche.
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Das Innenrohr 7 umfasst einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser, umfassend des ersten Teilabschnitts und des zweiten Teilabschnitts (mit anderen Worten, das zweite Innenrohrende 72), und einen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Abschnitts mit dem ersten Durchmesser (mit anderen Worten, Abschnitte, die nicht das zweite Innenrohrende 72 sind).
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<Außenrohr>
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Wie in 4B gezeigt, ist das Außenrohr 8 angebracht, um eine äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 zu umgeben (umfassend die erste und die zweite äußeren Oberfläche). Mit anderen Worten, das Innenrohr 7 ist innerhalb des Außenrohrs 8 angebracht. Das Außenrohr 8 bildet mit dem Innenrohr 7 ein Doppelrohr.
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Ein Innendurchmesser des Außenrohrs 8 ist größer als ein Außendurchmesser des Innenrohrs 7. Ein Außendurchmesser des Außenrohrs 8 in einem Bereich, der den Zwischenraum 10 bildet (der Bereich zwischen dem ersten Außenrohrende 81 und dem zweiten Außenrohrende 82, ohne das zweite Außenrohrende 82), ist gleich oder kleiner als ein Außendurchmesser des zweiten Außenrohrendes 82. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Durchmesser des Außenrohrs 8 in Längsrichtung einheitlich.
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Das Doppelrohr umfasst ein erstes Doppelrohrende und ein zweites Doppelrohrende. Das Doppelrohr ist ausgestaltet, den ersten Abgasdurchgang 12 so zu bilden, dass eines, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom vorgelagert an einen ersten Strömungsdurchgang gekoppelt ist (wobei es sich um das erste Rohr 5A handelt), und das andere, das erste Doppelrohrende oder das zweite Doppelrohrende, dem Auslassstrom nachgelagert an einen zweiten Strömungsdurchgang gekoppelt ist (wobei es sich um das zweite Rohr 5B handelt). Der erste Abgasdurchgang 12 koppelt den ersten Strömungsdurchgang über das Innenrohr 7 an den zweiten Strömungsdurchgang.
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Das Außenrohr 8 umfasst ein erstes Außenrohrende 81 und ein zweites Außenrohrende 82, die beide an die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 gekoppelt sind. Ein Durchmesser des ersten Außenrohrendes 81 und ein Durchmesser des zweiten Außenrohrendes 82 sind einander gleich. Das zweite Außenrohrende 82 bildet ein Ende des Schalldämpfers 3.
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Der Zwischenraum 10 befindet sich zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 und kommuniziert über die Öffnungen 11A, 11B am zweiten Außenrohrende 82 mit dem ersten Abgasdurchgang 12. Die Öffnungen 11A, 11B sind auch angebracht, um das Innenrohr 7 am zweiten Außenrohrende 82 mit dem Außenrohr 8 kommunizieren zu lassen.
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Der Einschluss 9, der später erklärt wird, befindet sich in einer Innenseite des ersten Außenrohrendes 81. Mit anderen Worten, der Einschluss 9 ist zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 gesetzt und schließt einen Raum zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 in der Nähe des ersten Außenrohrendes 81.
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Das zweite Außenrohrende 82 ist an dem nicht vertieften Abschnitt durch Schweißen direkt an die äußere Umfangsoberfläche des Fixierabschnitts 72A des Innenrohrs 7 fixiert. Das zweite Außenrohrende 82 erstreckt sich axial weiter nach außen als das zweite Innenrohrende 72.
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Genauer gesagt ist das Innenrohr 7 im ersten Teilabschnitt des Innenrohrs 7 mit dem Außenrohr 8 verbunden, wenn die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 an der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 anliegt; der Raum zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 ist daher geschlossen. Zusätzlich ist im zweiten Teilabschnitt des Innenrohrs 7 ein erster Teil des Zwischenraums 10 zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 gebildet.
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Eine Resonanzkammer 10A, die dem ersten Teil des Zwischenraums 10 entspricht, ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts mit einem zweiten Durchmesser des Innenrohrs 7 (dies ist der Abschnitt, der nicht das zweite Innenrohrende 72 ist) und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 gebildet. Zwei Resonanzrohre 10B, die zweiten Teilen des Zwischenraums 10 entsprechen, sind zwischen der zweiten äußeren Oberfläche des Innenrohrs 7 (mit anderen Worten, Vertiefungen 72B, 72C) und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 gebildet.
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Die Öffnungen 11A, 11B befinden sich einzeln in einem Ende der zwei Resonanzrohre 10B. Die zwei Resonanzrohre 10B kommunizieren über die entsprechenden Öffnungen 11A, 11B mit dem ersten Abgasdurchgang 12. Die Resonanzkammer 10A kommuniziert über die zwei Resonanzrohre 10B mit dem ersten Abgasdurchgang 12. Entsprechend fungieren die Resonanzrohre 10B und die Resonanzkammer 10A zusammen als ein Helmholtz-Resonator.
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Der Schalldämpfer 3 ist überdies ausgestaltet, als der Seitenzweig-Schalldämpfer zu fungieren, da die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B den ersten Abgasdurchgang 12 mit dem Zwischenraum 10 kommunizieren lassen.
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In einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz im zweiten Abgasdurchgang auftritt, der mit Abgasdurchgangs-Bauteilen gebildet ist, die den Schalldämpfer 3 umfassen, ist jede der Öffnungen 11A, 11B an einer Position angeordnet, die einer Position eines Schwingungsbauchs stehender Wellen im zweiten Abgasdurchgang entspricht.
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<Einschluss>
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Der Einschluss 9 ist ein Puffer, der zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 am ersten Innenrohrende 71 und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 am ersten Außenrohrende 81 gesetzt ist. Der Einschluss 9 ist ein anderes der zwei Verbindungsstücke, die das Innenrohr 7 an die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 koppeln.
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Wie in 4C gezeigt, befindet sich der Einschluss 9 vollständig entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 in einer Umfangsansicht. Mit anderen Worten, der Einschluss 9 befindet sich entlang der Achse des Innenrohrs 7, um den Raum zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 zu schließen.
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Der Einschluss 9 kann eine Öffnung entlang des Umfangs umfassen, solange der Zwischenraum 10 seine Funktion als Seitenzweig nicht verliert (später erklärt). Eine charakteristische Resonanzfrequenz kann durch Ändern der Größe dieser Öffnung angepasst werden.
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Der Einschluss 9 kann jeder beliebige Einschluss sein, solange der Zwischenraum 10 als ein Seitenzweig gebildet werden kann und solange der Einschluss mindestens in Bezug auf das Innenrohr 7 oder das Außenrohr 8 gleiten kann. Vorzugsweise ist der Einschluss 9 luftdurchlässig, beispielsweise aus Metall-Drahtgeflecht.
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<Zwischenraum>
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Der Zwischenraum 10 ist ein halbhermetischer Raum, der durch die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7, die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8, den Fixierabschnitt 72A und den Einschluss 9 bestimmt ist.
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Der Zwischenraum 10 kommuniziert mit dem Inneren des Innenrohrs 7 über die erste Kommunikationsbohrung 73A und die zweite Kommunikationsbohrung 73B und die beiden Vertiefungen 72B, 72C. Der Zwischenraum 10 verringert ein Geräusch in einer bestimmten Frequenz. Die charakteristische Frequenz des Zwischenraums 10 kann durch Ändern der Positionen der ersten Kommunikationsbohrung 73A und der zweiten Kommunikationsbohrung 73B angepasst werden.
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<Zusammenhang zwischen Innenrohr, Außenrohr und Zwischenraum>
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Wie in 4B gezeigt, ist eine Querschnittsfläche S2 des Zwischenraums 10 gleich oder kleiner als eine Querschnittsfläche S1 eines Hohlteils des Innenrohrs 7.
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Das Innenrohr 7 kann eine geringere Intensität als das Außenrohr 8 aufweisen. Entsprechend kann eine durchschnittliche Dicke des Innenrohrs 7 (mit anderen Worten, eine durchschnittliche Dicke einer Platte, die das Innenrohr 7 bildet) vorzugsweise gleich oder kleiner als eine durchschnittliche Dicke des Außenrohrs 8 sein (mit anderen Worten, eine durchschnittliche Dicke eines Plattenelements, das das Außenrohr 8 bildet). Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das Innenrohr 7 und das Außenrohr 8 koaxial zueinander angeordnet. Dennoch müssen das Innenrohr 7 und das Außenrohr 8 nicht koaxial zueinander sein.
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Ein Abstand zwischen einem Ende des Zwischenraums 10 entlang der Achse des Innenrohrs 7 und der Kommunikationsbohrung, die diesem Ende am nächsten ist, unterscheidet sich von einem Abstand zwischen den Kommunikationsbohrungen. Mit anderen Worten, ein Abstand zwischen dem ersten Innenrohrende 71 und der ersten Kommunikationsbohrung 73A, ein Abstand zwischen der ersten Kommunikationsbohrung 73A und der zweiten Kommunikationsbohrung 73B und ein Abstand zwischen der zweiten Kommunikationsbohrung 73B und dem zweiten Innenrohrende 72 unterscheiden sich alle voneinander. Die Umfangsposition von jeder der Kommunikationsbohrungen 73A, 73B am Innenrohr 7 ist nicht besonders eingeschränkt.
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[Wirkung]
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Die folgenden Wirkungen können gemäß der oben präzise erläuterten Ausführungsform erhalten werden.
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(1a) Aufgrund des Seitenzweig-Schalldämpfers, der von dem Zwischenraum 10 gebildet ist, der mit dem ersten Abgasdurchgang 12 kommuniziert, ist Dämpfen in zwei oder mehr Frequenzen möglich.
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(1b) Da sich die Öffnungen 11A, 11B, die mit dem Zwischenraum 10 kommunizieren, im zweiten Innenrohrende 72 des Innenrohrs 7 befinden, sind Dämpfen durch Helmholtz-Resonanz und Dämpfen durch den Seitenzweig kompatibel zueinander.
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(1c) Da die Querschnittsfläche des Zwischenraums 10 gleich oder kleiner als die Querschnittsfläche des Hohlteils des Innenrohrs 7 ist und auch da der Außendurchmesser des Außenrohrs 8 in dem Bereich, der den Zwischenraum 10 bildet, gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Außenrohrendes 82 ist, kann der Außendurchmesser des Schalldämpfers 3 verringert werden, um Platz für die Installation zu sparen. Außerdem kann der Schalldämpfer 3 flexibler angebracht werden, da der Schalldämpfer 3 gebogen werden kann.
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(1d) Da die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B sich axial voneinander entfernt entlang des Innenrohrs 7 befinden, können zwei oder mehr Seitenzweige, jeder für eine andere Frequenz konzipiert, auf dem Zwischenraum 10 gebildet werden. Dementsprechend kann die Dämpfungswirkung auf eine erhöhte Anzahl von Frequenzen ausgeübt werden.
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5A zeigt eine Ausgestaltung eines Auspuffrohrs 103, das keine Kommunikationsbohrungen aufweist, die den Kommunikationsbohrungen 73A, 73B entsprechen, und einen Schalldruck P im Auspuffrohr 103. 5B zeigt den Schalldämpfer 3, der die Kommunikationsbohrungen 73A, 73B aufweist, und einen Schalldruck P in dem Schalldämpfer 3.
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In einem Fall, in dem Luftsäulenresonanz im zweiten Abgasdurchgang im Schalldämpfer 3 in 5B auftritt, ist die zweite Kommunikationsbohrung 73B angeordnet, um einem Schwingungsbauch einer stehenden Welle D1 eines ersten Modus zu entsprechen, der im Abgassystem 1 generiert ist, und die erste Kommunikationsbohrung 73A ist angeordnet, um einem Schwingungsbauch einer stehenden Welle D2 eines zweiten Modus zu entsprechen. Die Dämpfungswirkung kann dementsprechend zuverlässiger sein.
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(1e) Aufgrund einer Installation des Einschlusses 9 zwischen dem Außenrohr 8 und dem Innenrohr 7 als Alternative zum Verbinden des Außenrohrs 8 und des Innenrohrs 7, kann das Außenrohr 8 in Bezug auf das Innenrohr 7 axial gleiten, wenn sich die thermische Ausdehnung zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 unterscheidet. Entsprechend kann die Spannungskonzentration an den verbundenen Bereichen des Innenrohrs 7 und des Außenrohrs 8 verringert werden, was dazu führen kann, dass weniger Risse auftreten.
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[Zweite Ausführungsform]
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[Ausgestaltung]
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Wie in 6 gezeigt, wird im Abgassystem 1 ein Schalldämpfer 13 als Alternative für den Schalldämpfer 3 in 1 verwendet. Der Schalldämpfer 13 umfasst das Innenrohr 7, das Außenrohr 8 und den Einschluss 9. Der Schalldämpfer 13 hat die Doppelrohrstruktur.
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Das Innenrohr 7, das Außenrohr 8 und der Einschluss 9 in dem Schalldämpfer 13 sind die gleichen wie das Innenrohr 7, das Außenrohr 8 und der Einschluss 9 in dem Schalldämpfer 3, die in 2A, 2B gezeigt sind, mit Ausnahme des folgenden Punktes. Daher werden detaillierte Erläuterungen der gleichen Bauteile ausgelassen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein voller Umfang des zweiten Außenrohrendes 82 an das Innenrohr 7 geschweißt. Mit anderen Worten, das Innenrohr 7 umfasst nicht die Vertiefungen 72B, 72C in dem zweiten Innenrohrende 72. Die Au-ßenform des zweiten Innenrohrendes 72 ist ein Kreis.
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Der Schalldämpfer 13 umfasst entsprechend, im Gegensatz zu dem Schalldämpfer 3 in 2A, 2B, nicht die Öffnungen 11A, 11 B. Somit gibt es kein Resonanzrohr 10B, das in dem Schalldämpfer 13 gebildet ist. Daher fungiert der Schalldämpfer 13 nur als ein Seitenzweig-Schalldämpfer, jedoch nicht als ein Helmholtz-Resonator.
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[Wirkung]
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Gemäß der genannten Ausführungsform kann die folgende Wirkung erzielt werden.
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(2a) Da der Seitenzweig-Schalldämpfer von dem Zwischenraum 10 gebildet ist, der mit dem ersten Abgasdurchgang 12 kommuniziert, wird Schalldämpfen in zwei oder mehr Frequenzen möglich.
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[Andere Ausführungsformen]
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend erläutert wurden, kann die vorliegende Offenbarung in verschiedenen Abwandlungen erreicht werden, ohne auf die genannten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
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(3a) In den Schalldämpfern 3, 13 in den genannten Ausführungsformen kann das Innenrohr 7 eine einzelne Kommunikationsbohrung umfassen. Zusätzlich kann das Innenrohr 7 drei oder mehr Kommunikationsbohrungen umfassen, die sich getrennt entfernt voneinander entlang der Achse des Innenrohrs 7 befinden.
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(3b) Wie in 7A gezeigt, kann der Fixierabschnitt 72A des Schalldämpfers 3 in der genannten Ausführungsform nur eine einzelne Öffnung 11B umfassen (mit anderen Worten, die Vertiefung 72C). Als Alternativen zu den Vertiefungen kann der Fixierabschnitt 72A Ebenen 72D, 72E umfassen, die wie in 7B gezeigt einen Sehnenabschnitt aufweisen, oder Vorsprünge 72F, 72G, die wie in 7C gezeigt radial nach außen hervorstehen.
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(3c) Die Schalldämpfer 3, 13 in den genannten Ausführungsformen müssen beide nicht den Einschluss 9 umfassen. Mit anderen Worten, die zwei Verbindungsstücke des Innenrohrs 7 können beide Fixierabschnitte sein, die an die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 fixiert sind. Genau gesagt kann das erste Innenrohrende 71 direkt an das erste Außenrohrende 81 fixiert sein, anstatt über den Einschluss 9 an das erste Außenrohrende 81 gekoppelt zu sein. In diesem Fall ist der Zwischenraum 10 durch die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7, die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 und zwei Fixierabschnitte bestimmt.
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(3d) In den Schalldämpfern 3, 13 in den genannten Ausführungsformen kann ein Einschluss zwischen das zweite Innenrohrende 72 und das zweite Außenrohrende 82 gesetzt werden. Mit anderen Worten, der Raum zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 8 kann geschlossen werden, indem der Einschluss zwischen die äußere Umfangsoberfläche des Innenrohrs 7 und die innere Umfangsoberfläche des Außenrohrs 8 gesetzt wird.
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(3e) In den Schalldämpfern 3, 13 in den genannten Ausführungsformen muss der Außendurchmesser des Außenrohrs 8 in dem Bereich, der den Zwischenraum 10 bildet, nicht gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Doppelrohrendes 82 sein. Außerdem muss die Querschnittsfläche des Zwischenraums 10 nicht gleich oder kleiner als die Querschnittsfläche des Hohlteils des Innenrohrs 7 sein.
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(3f) Funktionen eines Elements in den genannten Ausführungsformen können durch zwei oder mehr Elemente erreicht werden. Funktionen von zwei oder mehr Elementen in den genannten Ausführungsformen können durch ein Element erreicht werden. Ein Teil der Ausgestaltung der genannten Ausführungsformen kann weggelassen werden. Mindestens ein Teil der Ausgestaltung der genannten Ausführungsformen kann hinzugefügt oder mit einem anderen Teil der Ausgestaltung der genannten Ausführungsformen ersetzt werden. Es sollte beachtet werden, dass sämtliche Modi, die in den technischen Ideen umfasst sind, die von den Sprachen in den Ansprüchen bestimmt sind, Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
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[Beispiel]
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Im Folgenden wird ein Vergleich zwischen Beispielen 1, 2 und ein Vergleichsbeispiel 1, zum Bestätigen der Wirkungen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt, erläutert.
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Das Vergleichsbeispiel 1 ist der Schalldämpfer 3 in 2B ohne Kommunikationsbohrungen am Innenrohr 7. Das Beispiel 1 ist der Schalldämpfer 3 in 2B mit einer Kommunikationsbohrung am Innenrohr 7. Das Beispiel 2 ist der Schalldämpfer 3 in 2B mit zwei Kommunikationsbohrungen am Innenrohr 7. 8A, 8B, 8C zeigen jeweils einen Zusammenhang zwischen der Frequenz (Horizontalachse) und dem gedämpften Geräusch in Dezibel (Vertikalachse) in dem Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1, 2.
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In dem Vergleichsbeispiel 1 fungiert der Zwischenraum 10 als die Resonanzkammer, die an das Innenrohr 7 gekoppelt ist. Daher gibt es, wie in 8a gezeigt, nur eine Frequenz des gedämpften Geräusches (mit anderen Worten, nur eine Spitze des gedämpften Geräusches).
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Im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel 1 fungiert der Zwischenraum 10 in dem Beispiel 1, wie in 8B gezeigt, als der Seitenzweig. Daher kann die Dämpfungswirkung auf zwei oder mehr Frequenzen ausgeübt werden. In dem niedrigsten Frequenzbereich (am weitesten links in dem Schaubild) in 8B sind die Dämpfwirkungen durch die Helmholtz-Resonanz und den Seitenzweig kombiniert.
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Wie in 8C gezeigt, kann, wenn die Anzahl an Kommunikationsbohrungen am Innenrohr 7 erhöht ist, die Anzahl an Frequenzen, die der Dämpfwirkung unterliegt, ebenfalls erhöht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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