DE1035973B

DE1035973B - Exhaust sound absorption system for multi-cylinder internal combustion engines

Info

Publication number: DE1035973B
Application number: DEM28010A
Authority: DE
Inventors: Josef Heurich
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1955-08-19
Filing date: 1955-08-19
Publication date: 1958-08-07

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasschalldämpfungsanlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit mehreren Abgassammelleitungen,, die über je eine Unterbrechung durch eine quer liegende Kammer miteinander verbunden sind.The invention relates to an exhaust noise suppression system for multi-cylinder internal combustion engines with several exhaust manifolds, each with an interruption through a transverse Chamber are interconnected.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Abgasleitungen der einzelnen Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine in zwei selbständige Sammelleitungen bzw. in zwei Gruppen von Sammelleitungen zusammenzuführen und diese durch eine Querleitung miteinander zu verbinden, durch welche sich die Schalldrücke ausgleichen können. Die Querverbindung· ist dabei vorzugsweise als gemeinsamer Hohlraum ausgebildet, in welchen die Auspuffgase durch in den Sammelleitungen vorgesehene Öffnungen auspuffen. It has already been proposed that the exhaust lines of the individual cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine merge into two independent collecting lines or in two groups of collecting lines and to connect them to each other by a cross line through which the Can compensate for sound pressures. The cross connection is preferably a common cavity formed, in which the exhaust gases exhaust through openings provided in the manifolds.

Es sind auch Schalldämpfer bekannt, die aus mehreren aufeinanderfolgenden, je miteinander durch Rohre in Verbindung stehenden Kammern bestehen, bei denen die Enden der Rohre abgeschrägt sind. Ebenso ist es nicht mehr neu, zur Schalldämpfung in einem Mantelrohr mehrere Querwände mit einem zentrischen Loch in Abstand voneinander anzuordnen oder in den Sammelleitungen Hohlräume vorzusehen. Bekannt sind zur Schalldämpfung auch verstellbare Blenden am Ende von Auspuffleitungen, ebenso wie beispielsweise die Bemessung des Volumens des Vorschalldämpfers in der Größe des Hubvolumens des Motors und die Maßnahme, die Eigenfrequenz einer Resonatorkette kleiner als die Auspuffgrundfrequenz zu wählen.There are also known mufflers, which consist of several successive, each with each other There are tubes communicating chambers, in which the ends of the tubes are beveled. Likewise, it is no longer new to have several transverse walls with one for soundproofing in one jacket pipe to arrange central hole at a distance from each other or to provide cavities in the manifolds. Also known are adjustable diaphragms at the end of exhaust lines for sound absorption, as well as For example, the dimensioning of the volume of the pre-silencer in the size of the stroke volume of the Motor and the measure, the natural frequency of a resonator chain is less than the exhaust fundamental frequency to choose.

Durch die gleichzeitige Anwendung mehrerer bzw. bestimmter dieser Merkmale kann, wie versuchsweise ermittelt wurde, eine wesentliche Schallminderung gegenüber den bekannten Schalldämpfern erzielt werden durch praktisch verlustfreies Abführen der Abgase ins Freie und Verhindern des Auftretens schädlicher Rohrresonanzen, die den dynamischen Widerstand erhöhen würden. Dieser Vorteil wird bei einer Abgasschalldämpfungsanlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit mehreren Abgassammeileitungen, die über je eine Unterbrechung durch eine quer liegende Kammer miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Unterbrechungen der Sammelleitungen schräg und mit gleicher Breite ausgeführt sind und daß die Kammer in an sich bekannter Weise durch in unterschiedlichem Abstand voneinander angeordnete Querwände unterteilt ist, deren Öffnungen in ihrer Größe gestaffelt sind. Durch die unterschiedliche Länge der Rohrleitungen und die Möglichkeit des Pendeins der von den Sammelleitungen abgezweigten Abgasmengen untereinander in den Kammern mit ungleichem Volumen wird ein breiterer Frequenzbereich Abgasschalldämpfungsanlage
für Mehrzylinder-BrennkraftmaschinenThrough the simultaneous application of several or certain of these features, as has been determined on a trial basis, a significant noise reduction compared to the known silencers can be achieved by discharging the exhaust gases into the open with practically no loss and preventing the occurrence of harmful pipe resonances that would increase the dynamic resistance. This advantage is achieved according to the invention in an exhaust sound attenuation system for multi-cylinder internal combustion engines with several exhaust manifold lines, which are each connected to one another via an interruption through a transverse chamber, that the interruptions of the manifolds are designed obliquely and with the same width and that the chamber in is divided in a known manner by transverse walls arranged at different distances from one another, the openings of which are staggered in size. Due to the different lengths of the pipelines and the possibility of the exhaust gas quantities branched off from the collecting lines to one another in the chambers with unequal volume, a broader frequency range is created for the exhaust gas silencing system
for multi-cylinder internal combustion engines

Anmelder:Applicant:

Mas chinenf abr ik
Augsburg-Nürnberg A. G.,
Augsburg 2, Stadtbachstr. 7Machine factory
Augsburg-Nürnberg AG,
Augsburg 2, Stadtbachstr. 7th

Josef Heurich, Augsburg,
ist als Erfinder genannt wordenJosef Heurich, Augsburg,
has been named as the inventor

für die Schalldämpfung, insbesondere der tiefen und mittleren Schallfrequenzen, erfaßt und damit auch eine bessere Schalldämpfung insgesamt bewirkt. Durch die Anordnung einer an sich bekannten Querschnittserweiterung in jeder Sammelleitung zwischen der Brennkraftmaschine und der quer liegenden Kammer und entsprechende Bemessung derselben sowie durch Anbringung einer weiteren gemeinsamen Resonanzkammer, deren Volumen auf die Auspuffgrundfrequenz bei der Hauptberriebsdrehzahl abgestimmt ist, hinter der quer liegenden Resonanzkammer sowie durch sogenannte Verstellblenden am Austritt ist es möglich, die Wirkung der Schalldämpferanlage noch weiter zu erhöhen.for the sound attenuation, in particular the low and medium sound frequencies, detected and thus also causes better sound absorption overall. By arranging a known per se Cross-sectional expansion in each manifold between the internal combustion engine and the transverse lying chamber and corresponding dimensioning of the same as well as by attaching another common resonance chamber, the volume of which corresponds to the basic exhaust frequency at the main drive speed is tuned, behind the transverse resonance chamber and through so-called adjustable panels At the exit it is possible to increase the effectiveness of the silencer system even further.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand scher matischer Darstellungen näher erläutert, die drei verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes wiedergeben.The invention is explained in more detail below with the aid of schematic diagrams showing three different embodiments of the subject matter of the invention.

In der Fig. 1 ist beispielsweise eine Achtzylinder-V-Maschine gezeichnet, deren gruppenweise zusammengefaßte Sammelleitungen 2 in eine quer liegende Kammer 3 münden. Die Enden 4 der Sammelleitungen 2 sind in an sich bekannter Weise abgeschrägt und die diesen gegenüberliegenden Enden der Austrittsrohre 5 parallel und im Abstand dazuIn Fig. 1, for example, an eight-cylinder V-machine is drawn, the grouped together Manifolds 2 open into a transverse chamber 3. The ends 4 of the collecting lines 2 are in a manner known per se beveled and the opposite ends of the outlet pipes 5 parallel and at a distance therefrom

809 580/256809 580/256

angeordnet. In der Kammer 3 sind außerdem Blenden 6 in unterschiedlichem Abstand voneinander angeordnet, deren öffnungen in ihrer Größe gestaffelt sind und durch welche das Kammervolumen unsymmetrisch unterteilt ist. Die Unterteilung kann in beliebiger Weise vorgenommen werden. In den Sammelleitungen 2 zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der Kammer 3 sind ferner Querschnittserweiterungen 7 vorgesehen, deren Volumen ungefähr dem Gesamtvolumen der in diese Leitungen auspuffenden Zylinder entspricht. Es ist ferner vorteilhaft, die zwischen Querschnittserweiterung 7 und Kammer 3 liegenden Rohrstücke 8 in der Länge derart abzustimmen, daß deren Eigenfrequenz kleiner als die oder höchstens gleich der Auspuffgrundfrequenz l>ei der Hauptbetriebsdrehzahl ist. Die aus der Kammer 3 austretenden Rohrleitungen 5 sind am Ende in bekannter Weise mit Blenden 9 versehen und in der Länge derart abgestimmt, daß die Eigenfrequenz gleich der Auspuffgrundfrequenz oder dem doppelten Wert derselben beträgt. Gleichzeitig sind die der Kammer nachgeschalteten Leitungen 5 ungleich lang ausgebildet, und zwar derart, daß die eine Leitung vorzugsweise um die Hälfte langer ist als die andere.arranged. In the chamber 3 diaphragms 6 are also arranged at different distances from one another, whose openings are staggered in size and through which the chamber volume is asymmetrical is divided. The subdivision can be made in any way. In the Collectors 2 between the internal combustion engine 1 and the chamber 3 are also provided with cross-sectional expansions 7, the volume of which is approximately corresponds to the total volume of the cylinders exhausting into these lines. It is also advantageous the pipe sections 8 lying between the cross-sectional enlargement 7 and the chamber 3 in length in such a way agree that their natural frequency is less than or at most equal to the basic exhaust frequency l> ei is the main operating speed. The pipes 5 emerging from the chamber 3 are at the end in in a known manner provided with diaphragms 9 and matched in length such that the natural frequency is equal to or twice the basic exhaust frequency. At the same time they are the Chamber downstream lines 5 of unequal length, in such a way that the one line is preferably half the length of the other.

An Stelle der Querschnittserweiterungen 7 kann hinter der quer liegenden Kammer eine weitere gemeinsame Resonanzkammer 10 vorgesehen sein, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Volumen derselben wird auf die Auspuffgrundfrequenz oder einen ganzzahligen Teilwert derselben abgestimmt. Die der Kammer 3 nachgeschalteten Rohre 11 sind in der Resonanzkammer 10 ebenfalls abgeschrägt und die Enden der Rohre 12 parallel und im Abstand zu den Abschrägungen der Rohre 11 angeordnet. Im übrigen können an den Enden der Rohre 12 ebenfalls Bleuden 9 vorgesehen und die Rohre mit verschiedenen Längen ausgebildet sein. Die Rohre 11 zwischen der quer liegenden Kammer und der nachgeschalteten Resonanzkammer sind zweckmäßigerweise in der Länge derart bemessen, daß ihre Eigenfrequenz den drei- bis vierfachen Wert der Auspuffgrundfrequenz beträgt.Instead of the cross-sectional enlargements 7, another common chamber can be installed behind the transverse chamber Resonance chamber 10 may be provided, as can be seen from FIG. 2. The volume of the same is matched to the basic exhaust frequency or an integer partial value of the same. The the Chamber 3 downstream tubes 11 are also beveled in the resonance chamber 10 and the Ends of the tubes 12 are arranged parallel to and at a distance from the bevels of the tubes 11. Furthermore Bleuden 9 can also be provided at the ends of the tubes 12 and the tubes with different Be formed lengths. The tubes 11 between the transverse chamber and the downstream one Resonance chambers are expediently dimensioned in length such that their natural frequency is the three to four times the value of the basic exhaust frequency.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Schalldämpfungsanlage nach der Erfindung dargestellt, und zwar sind hier die aus der quer liegenden Kammer nachgeschalteten Rohre 13 hosenartig vereinigt, bevor sie in die nachgeschaltete Resonanzkammer 10 geführt werden. Das Ende des eintretenden Rohres ist, wie bereits oben beschrieben, abgeschrägt, ebenso wie das kammerseitige Ende des austretenden Rohres 14. Letzteres ist im Querschnitt entsprechend größer als das Rohr 13 und seine Länge so bemessen, daß die Eigenfrequenz gleich der Auspuffgrundfrequenz oder dem Doppelten derselben ist. Zur Verstärkung der Wirkung können sowohl die Rohrleitungen als auch die Kammern in an sich bekannter Weise mit schallschluckendem Material ausgekleidet oder in schalldämmende Werkstoffe eingebettet sein. Ebenso, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bereits beschrieben, sind selbstverständlich die quer liegenden Kammern nach den Ausführungen der Fig. 2 und 3 ebenfalls mit das Kammervolumen unsymmetrisch unterteilenden Blenden versehen. Die Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt.In Fig. 3, a further embodiment of a soundproofing system according to the invention is shown, namely here the downstream pipes 13 from the transverse chamber are like pants combined before they are fed into the downstream resonance chamber 10. The end of the entering As already described above, the tube is beveled, as is the chamber-side end of the exiting pipe 14. The latter is correspondingly larger in cross section than the pipe 13 and its length dimensioned so that the natural frequency is equal to or twice the basic exhaust frequency. To increase the effect, both the pipelines and the chambers can be known per se Lined with sound-absorbing material or embedded in sound-absorbing materials be. Likewise, as already described in the embodiment of FIG. 1, are of course the transverse chambers according to the embodiments of FIGS. 2 and 3 also with the chamber volume provided asymmetrically dividing panels. The invention is not limited to the aforementioned exemplary embodiments limited.

Claims

Patent claims:

1. Exhaust silencer system for multi-cylinder internal combustion engines with several exhaust manifolds, each with an interruption through a transverse chamber are interconnected, characterized in that the interruptions in the collecting lines are designed obliquely and with the same width and that the chamber in a known manner by at different distances mutually arranged transverse walls is divided, the openings of which are staggered in size are.

2. Exhaust sound damping system according to claim 1, characterized in that in each Manifold between the internal combustion engine and the transverse chamber a cross-sectional expansion is provided, the volume of which is approximately corresponds to the total displacement of the cylinders exhausting into this line.

3. Exhaust sound damping system according to claim 2, characterized in that the connecting line between the cross-sectional expansion and the transverse chamber is matched in length such that its natural frequency is less than or at most is equal to the basic exhaust frequency.

4. Exhaust silencer system according to claim 1, characterized in that the the transverse chamber downstream manifold parts in a known manner at the end provided with adjustable diaphragms and matched in length so that the natural frequency is equal to or twice the basic exhaust frequency.

5. Exhaust silencer system according to claim 3, characterized in that the the transverse chamber downstream manifold parts are of unequal length, with the one Part is preferably half longer than the other.

6. Exhaust silencer system according to claim 1, characterized in that the the transverse chamber downstream manifolds are passed through a further common resonance chamber, in which they are interruptions have, the volume of this resonance chamber being matched to the basic exhaust frequency or an integer partial value thereof is.

7. Exhaust sound damping system according to claim 6, characterized in that the connecting line between the transverse and the downstream resonance chamber is dimensioned in length such that its natural frequency is three to four times the value of the basic exhaust frequency.

8. Exhaust silencer system according to claim 6, characterized in that the the transverse chamber downstream manifolds before entering the common Resonance chamber are combined.

9. Exhaust sound damping system according to claim 6, characterized in that the interruptions of the manifolds in the second resonance chamber at an angle and with the same width are executed.

10. Exhaust silencer system according to claim 6, characterized in that the second Resonance chamber a single outlet pipe with a larger cross-section than an inlet pipe having, the length of the outlet pipe is dimensioned so that the natural frequency

is equal to or twice the basic exhaust frequency.

11. Exhaust sound damping system according to claim 1, characterized in that pipelines and chambers lined with sound-absorbing material in a manner known per se or are embedded in sound-absorbing materials.

Considered publications: German patents Nos. 548 023, 721 228, 128, 869 443, 884 434, 897 025.

1 sheet of drawings