DE10254631B4 - Silencer for an exhaust system of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Schalldämpfer (100; 200) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Helmholtzresonator, welcher ein Helmholtzvolumen (10) und ein Helmholtzrohr (12) aufweist, wobei der Helmholtzresonator (10, 12) mit einem Abgasrohr (16) der Abgasanlage verbunden ist und wobei das Helmholtzrohr (12) an einem stromaufseitigen Eingang (14) des Helmholtzresonators (10, 12) aus dem Helmholtzvolumen (10) herausragt und das Abgasrohr (16) derart umgreift, dass zwischen dem Helmholtzrohr (12) und dem Abgasrohr (16) ein Ringspalt (18) ausgebildet ist, welcher mit dem Helmholtzvolumen (10) und dem Abgasrohr (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (16) derart angerordnet ist, dass es dem Schalldämpfer (100; 200) Abgas der Brennkraftmaschine zuführt.A muffler (100, 200) for an exhaust system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, having a Helmholtz resonator, which has a Helmholtz volume (10) and a Helmholtz tube (12), wherein the Helmholtz resonator (10, 12) with an exhaust pipe (16) of the exhaust system and wherein the Helmholtz tube (12) at an upstream input (14) of the Helmholtz resonator (10, 12) protrudes from the Helmholtz volume (10) and the exhaust pipe (16) engages around such that between the Helmholtz tube (12) and the exhaust pipe ( 16) an annular gap (18) is formed, which is connected to the Helmholtz volume (10) and the exhaust pipe (16), characterized in that the exhaust pipe (16) is arranged such that it the exhaust muffler (100; Internal combustion engine feeds.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Helmholtzresonator, welcher ein Helmholtzvolumen und ein Helmholtzrohr aufweist, wobei der Helmholtzresonator mit einem Abgasrohr der Abgasanlage verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a silencer for an exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, having a Helmholtz resonator, which has a Helmholtz volume and a Helmholtz tube, wherein the Helmholtz resonator is connected to an exhaust pipe of the exhaust system, according to the preamble of claim 1.
Zum Reduzieren von Geräuschentwicklungen aufgrund des pulsierenden Abgasstromes in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine ist es aus der
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der obengenannten Art bezüglich seines Bauraumbedarfs zu verbessern und gleichzeitig seine Dämpfungseigenschaften zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schalldämpfer der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention has for its object to improve a silencer of the above type with respect to its space requirements and at the same time to improve its damping properties. This object is achieved by a muffler o. G. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Helmholtzrohr an einem stromaufseitigen Eingang des Helmholtzresonators aus dem Helmholtzvolumen herausragt und das Abgasrohr derart umgreift, dass zwischen dem Helmholtzrohr und dem Abgasrohr ein Ringspalt ausgebildet ist, welcher mit dem Helmholtzvolumen und dem Abgasrohr verbunden ist. Dabei ist das Abgasrohr derart angeordnet, dass es dem Schalldämpfer Abgas der Brennkraftmaschine zuführt.For this purpose, it is provided according to the invention that the Helmholtz tube protrudes from the Helmholtz volume at an upstream entrance of the Helmholtz resonator and surrounds the exhaust pipe such that an annular gap is formed between the Helmholtz tube and the exhaust pipe, which is connected to the Helmholtz volume and the exhaust pipe. In this case, the exhaust pipe is arranged such that it supplies exhaust gas of the internal combustion engine to the muffler.
Dies hat den Vorteil, dass eine bessere und platzsparende Anbindung des Helmholtzresonators realisierbar ist, so dass dieser ggf. auch in einen Vorschalldämpfer integriert werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird ein Schalldämpfervolumen durch die Integration des Resonanzrohres nicht wesentlich verringert.This has the advantage that a better and space-saving connection of the Helmholtz resonator can be realized, so that this can possibly also be integrated into a pre-silencer. The inventive arrangement, a muffler volume is not significantly reduced by the integration of the resonance tube.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Abgasrohr vollständig durch das Helmholtzvolumen, ist stromab aus diesem heraus geführt und mit einem nachfolgenden Teil der Abgasanlage verbunden, beispielsweise mit einem weiterführenden Abgasrohr oder einem weiteren Schalldämpfer, insbesondere einem Absorptions- oder Reflexionsschalldämpfer.In a preferred embodiment, the exhaust pipe extends completely through the Helmholtz volume, is guided downstream from this and connected to a subsequent part of the exhaust system, for example with a further exhaust pipe or another muffler, in particular an absorption or reflection muffler.
Zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen dem Helmholtzvolumen und dem Abgasrohr aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung ist am stromabseitigen Austritt des Abgasrohres aus dem Helmholtzvolumen eine Verbindung zwischen dem Abgasrohr und einer Wandung des Helmholtzvolumens als Schiebesitz ausgebildet.To compensate for relative movements between the Helmholtz volume and the exhaust pipe due to differential thermal expansion, a connection between the exhaust pipe and a wall of the Helmholtz volume is designed as a sliding seat at the downstream outlet of the exhaust pipe from the Helmholtz volume.
Zum Ausgleich von Relativbewegungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung ist das Helmholtzrohr mit dem Abgasrohr und/oder einer Wandung des Helmholtzvolumens über eine bzgl. des Abgasrohres axial bewegliche Befestigung, insbesondere einen Schiebesitz, verbunden.To compensate for relative movements due to differential thermal expansion, the Helmholtz tube is connected to the exhaust pipe and / or a wall of the Helmholtz volume via a respect to the exhaust pipe axially movable attachment, in particular a sliding seat.
Zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Abgasrohr und dem Helmholtzvolumen ist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform an einem dem Abgasrohr zugewandten, stromaufseitigen Ende des Ringspaltes in diesem ein gelochtes Ringelement angeordnet und das Abgasrohr stromauf des Ringelementes unterbrochen.In order to establish a connection between the exhaust pipe and the Helmholtz volume, a perforated ring element is arranged in a first preferred embodiment at an upstream end of the annular gap facing the exhaust pipe and the exhaust pipe is interrupted upstream of the ring element.
Zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen dem Helmholtzrohr und dem Abgasrohr aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung ist das innerhalb des Helmholtzrohres angeordnete Abgasrohr über das Ringelement mit dem Helmholtzrohr verbunden, wobei diese Verbindung als Schiebesitz ausgebildet ist.To compensate for relative movements between the Helmholtz tube and the exhaust pipe due to differential thermal expansion disposed within the Helmholtz tube exhaust pipe is connected via the ring member with the Helmholtz tube, said compound is designed as a sliding seat.
Zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Abgasrohr und dem Helmholtzvolumen ist in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform das Helmholtzrohr an einem stromaufseitigen Ende dichtend mit dem Abgasrohr verbunden und weist das Abgasrohr wenigstens eine Öffnung auf, welche das Abgasrohr an einem stromaufseitigen Ende des Ringspaltes mit diesem verbindet. Diese wenigstens eine Öffnung umfaßt beispielsweise mehrere Öffnungen in Form wenigstens eines Perforationsringes auf einer Wandung des Abgasrohres.In order to establish a connection between the exhaust pipe and the Helmholtz volume, in a second preferred embodiment, the Helmholtz tube is sealingly connected to the exhaust pipe at an upstream end and the exhaust pipe has at least one opening which forms the Exhaust pipe at an upstream end of the annular gap connects to this. This at least one opening comprises, for example, a plurality of openings in the form of at least one perforation ring on a wall of the exhaust pipe.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen inFurther features, advantages and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, and from the following description of the invention with reference to the accompanying drawings. These show in
Die in
Durch das Abgasrohr
Der innerhalb des Helmholtzrohres
Durch die Anordnung eines teils des Helmholtzrohres
Eine Resonanzfrequenz f0 des Schalldämpfers
Aus
Das Perforationsfeld
Die Resonanzfrequenz fn dieser zweiten Ausführungsform ergibt sich aus folgender Formel, wobei n = Anzahl der Öffnungen im Perforationsfeld, S = Fläche einer Öffnung im Perforationsfeld, c = Schallgeschwindigkeit, V = Helmholtzresonatorvolumen, lh = Resonanzrohrlänge bis zum Perforationsring n und Δl = Resonanzhalslängenkorrektur. Die die Resonanzfrequenz beeinflussende Fläche S einer Öffnung im Perforationsfeld
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