DE1049637B - Schalldämpfer für pulsierende Strömungen - Google Patents
Schalldämpfer für pulsierende StrömungenInfo
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Description
DEUTSCHES
£3 J,
Gegenstand der Erfindung ist ein Schalldämpfer
für pulsierende Strömungen. Hierbei sollen die Dämpfungskammern durch mehrere Gaskanäle verbunden
sein, die eine unterschiedliche Länge und gegebenenfalls verschiedene Querschnitte aufweisen.
Schalldämpfer in dieser Bauart sind an sich bekannt. Erreicht wird damit, daß die Übertragungskanäle
verschiedene akustische Leitwerte haben, d. h. daß die Schallenergieübertragting des einen Rohres
stärker als die des anderen ist. Derjenige Schallenergieanteil, der am stärksten in einer solchen Einzelleitung
übertragen wird, ist daher maßgebend für die Sohallübertragung in die folgende Kammer, d. h.
dieses Teilge'räusdh tritt im stärksten Maße hervor · :
und überdeckt zum Nadhteil der Dämpfung die weniger stark übertragenen Energieanteile der anderen
Leitungen.
Derartige Schalldämpfer weisen jedoch Nachteile auf, weil wegen der Endlichkeit der Glieder immer
zusätzliche Resonanzen und damit Lautstäfkeüber- ao
höhungen und Leistungseinbrüche entstehen. Sind aus baulichen Gründen noch darüber (hinaus die Grenzfrequenzen
und Wellenwiderstände der einzelnen Glieder stark verschieden, so treten Entkopplungen
auf, die wiederum Resonanzen erzeugen. z§
Erfindungsgemäß werden diese genannten Nachteile dadurch beseitigt, daß der akustische Reibungswiderstand
dieser Gaskanäle zwischen dem doppelten und zwölffadhen Wert des Wellenwiderstandes liegt,
wobei die Gäskanäle unrund, insbesondere rechteckig ausgebildet sein sollen. Die Summe aller akustischen
Reibungswiderstände im Dämpfer beträgt dabei i?ßi,<; 120 000 · ρ. Bei einer anderen Ausführungsform
dieser Bauart soll der akustische Reibungswiderstand größer als der akustische .Massenwiderstand sein; er
soll insbesondere den zwei- bis zwölffachen Wert des letzteren erreichen.
Der Quotient vom akustischen Reibungswiderstand zum äkustisehen Federungswiderstand soll größer als
»1« sein. ' · ■
■ In an sich bekannter Weise soll die Länge der
Kanäle (bzw. Stromfäden) linear oder logarithmisch gestaffelt, sein und sollen, ihre Ein- und/oder Austrittsmündungen·
in verschiedenen Ebenen liegen. Die mittlere Dufchflußgeschwindigkeiit in den Kanälen
soll größer als 25 m/sec sein.
Die Abstimmung mehrerer Resonatoren untereinander kann in am sich bekannter Weise gesetzmäßig
verlaufen, und zwar soll insbesondere das Folgende erreicht werden:
Sie sollen untereinander bis auf 20% gleiche Grenzfrequenzen
oder untereinander bis auf 20% gleichen Wellenwiderstand oder untereinander alle die vorgenannten
Merkmale aufweisen; sie sollen mit nach Schalldämpfer
für pulsierende Strömungen
für pulsierende Strömungen
Anmelder:
Fa. J. Eberspächer,
Eßlingen/Neckar, Eberspächerstr. 24
Eßlingen/Neckar, Eberspächerstr. 24
Dr.-Ing. Herbert Martin, Eßlingen/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
geometrisch zu- oder abnehmender Reihe in bezug auf die Grenzfrequenz und/oder auf den Wellenwiderstand
ausgerichtet sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und Beschreibung. Die Zeichnung
zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes, wobei die beiden
letzten Kammern durch Kanäle verbunden sind,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig.l,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer einer anderen Ausführungsart, wobei ein Trennblech
zwischen zwei Mehrfachwänden statt Kanälen angeordnet
ist,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie C-D und
Fig. 5 und 6 Schalldruckdiagramme zum Erfindungsgegenstand.
Es sind bereits Schalldämpfer bekanntgeworden, die allein mit Interferenz den Schall zu dämpfen versuchten.
Solche Dämpfer weisen lediglich parallel unterteile Kanalverzweigungen auf, wobei die Kanäle
— linear gestaffelt — verschieden lang sind. Derartige Dämpfer beeinflussen die Leistung erheblich,
weil sie nicht in Kombination mit Expansionskammern geschaltet sind; ihre Dämpfung in in bezug auf
den Interferenzeffekt ale völlig ungenügend zu betrachten. ' ■...'■■ .
Erfindungsgemäß kann also im vorliegenden Fall die Vielzahl der Schall- bzw. Stromführungen in Form
von Gaskanälen, Spalten, Stromfäden oder ähnlich
ohne gemeinsamen Anfangsabzweigungs- undWiederzusammenmündungspunkt
in beliebigem räumlichem Verlauf, also auch in gestreckter Ausführung angeordnet
werden. Wesentlich ist hierbei, daß die einzelnen Stromführungen möglichst verschiedene Längen
aufweisen, die am vorteilhaftesten : logarithmisch
. 809 747/255
untereinander gestaffelt sind. Dadurch werden einheitlich Längsresonanzen einheitlicher Amplitude sowohl
in den Kanälen wie in den Dämpferkammern vermieden. . . .
Die Reibungsdämpfung ist nun spürbar, wenn die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen
erfindungsgemäß 25 m/sec erreicht oder besser überschreitet
und wenn möglichst zehn Kanäle oder mehr gleichzeitig parallel als eine gemeinsame Druckstufe
durchflossen werden, wobei die Ein- und/oder Austrittskanalstellen in an sich bekannter Weise an verschiedenen
Stellen münden.
Ferner sollen die Kanalwände zwecks Dämpfungserhöhung möglichst -rauh und ihr hydraulischer Durchmesser
_ _ 4F
:·,■■■■■ hydT xj
:·,■■■■■ hydT xj
möglichst klein sein, was durch großen Umfang erreicht wird. Die Wände sind deshalb nicht rund, sondern
erfindungsgemäß flach oder rechteckig.
Weiter ist es von besonderem Vorteil, wenn erfindungsgemäß die Kanäle jeweils im Strömungsaustritt
eine als Kugelsträhler höherer Ordnung wirkende Auslaufbrause besitzen. Wie beispielsweise in Fig. 3
erkennbar, ist am Schalldämpferende das Austrittsrohr vorgesehen, dessen nach innen weisendes Ende
als Auflaufbrause ausgebildet ist, die als Kugelstrahler höherer Ordnung wirksam wird. Sinngemäß
können derartige Brausen an den Kanalenden 4 angeordnet sein.
Schließlich soll erfindungsgemäß eine Reinigungsmöglichkeit der Kanäle vorgesehen werden, dergestalt,
daß die Kanäle aus in ihrer Längsachse herausziehbaren Halbschalen zusammengesetzt sind. Hierbei
sind z. B. je zehn Kanäle vorgesehen; ,sie können z. B.
in ringförmiger Anordnung in einer gegossenen Querwand festgehalten sein, so daß Genauigkeit in der
Herstellung garantiert ist, d. h. Leckstellen (Schallbrücken) vermieden werden.
,.Erfindungsgemäß sail weiter zwecks leichter
Demontierbarkeit und aus akustischen Gründen eine s.chwach konische Aufweitung vorgesehen werden.
Durch diese konische Ouerschnittszur oder -abnähme
wird entweder die Leistung oder die Dämpfung verbessert, weil Diffusoreffekt oder reflexionsfreier Abschluß
erzielt wird.
Der akustische Reibungswiderstand ergibt sich bei Ein- und Zweizylinder-Zweitaktmotoren dabei zu
= 2,25
Wn
hyär
bei Viertakt-Ein- und Zweizylindermotoren ist
= 3
Wn
hydr
bei Viertakt-Vierzylindermotoren ist
Wn
F,
Jiydr
worin W0 die mittlere Geschwindigkeit des heißen
Mediums und Fhy,dr den !hydraulischen Querschnitt
:und ρ die Dichte bedeuten.
; Der akustische Wellenwiderstand errechnet sich daher in bekannter Weise zu
-U — a ■ c
F-V '
: Gemäß Fig. 1 sind die Kammern 2 und 3 eines
.Schalldämpfers durch die parallel geschalteten, bevorzugt
gestreckten Kanäle 4 von flachem, etwa rechteckigem Querschnitt verschiedener Länge verbunden,
deren Ein- und Austrittsöffnungen nacheinander in verschiedenen Ebenen münden. Mit 1 ist eine Vorkammer
bezeichnet. Die Querschnitte der gegebenenfalls mit kontraktionsfreiem Einlauf versehenen
Kanäle sind so bemessen, daß die Abgasgeschwindigkeit 25 m/sec übersteigt. Der Dämpferteil steht dabei
in Verbindung mit einem widerstandskompensierenden Eingangsdiffusor.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Durchbrüchen 5,
bei der zahlreiche Stromfäden verschiedener Länge, beispielsweise nach einer logaritihmischen Spirale
zwischen zwei Meihrfadhwänden 6 angeordnet verlaufen, wobei letztere als innere Dämpferböden ausgebildet
sind. (In Fig. 4 ist ein Trennblech 7 in Ansicht gezeigt, dessen Öffnungen 5 in einer z. B. logarithmischen
Spirale angeordnet sind.) Hierzu kann aus der durch Erregung experimentell festgestellten
Eigenfrequenz fres der Wellenwiderstand §■„ auch
; nach der Foraiel
und der akustische Reibungsswiderstand aus dem für wellenfreies, fließendes, kaltes Medium experimentell
'■■ ermittelten und für heißes Medium umgerechneten
reinen statischen barometrischen Druckverlust leicht ermittelt werden.
Der experimentelle Beweis für die Wirkung des Erfindungsgedankens wird wie folgt erbracht:
Aufgenommen sind in Fig. 5 und 6 die Innendruck-Zeitkurven
bei Erregung eines Einzelresonators mit pulsierend fließendem Medium bei den akustischen
Abschluß Verhältnissen Rakf% ~ = 0,1 und
> 2. Danach ist in der Tat aperiodische Dämpfung der Schwingung erreicht. Der äußere Druck im Schallfeld
zeigt übrigens durch die innere aperiodische Dämpfung dabei eine Lautstärkeabsenkung für die vorliegende
Grundfrequenz von etwa 15 db.
Der erfinduingsgemäße Vorschlag eignet sich natürlich
sowohl für die Ansaugseite wie die Auspuffseite von Motoren jeglicher Art.
Claims (11)
1. Schalldämpfer für pulsierende Strömungen mit Dämpfungskammern, die durch mehrere Gaskanäle
verbunden, sind und die eine unterschiedliche Länge und gegebenenfalls verschiedenen
Querschnitt aufweisen, wobei davorliegende Diffu^ soren und/oder Einlaufleitungen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Reibungswiderstand dieser Gaskanäle zwischen dem
doppelten und zwölffachen Wert des Wellenwiderstandes liegt, wobei die Gaskanäle unrund, insbesondere
rechteckig ausgebildet sind.
2. Sdhailldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Summe aller akustischen Reibungswiderstände im Dämpfer Rak <[ 120 000■■ ρ.
3. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Reibungswiderstand
größer als der akustische Massenwiderstand wird, insbesondere den zwei- bis zwölffachen Wert des letzteren erreicht.
4. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, ' dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient von
akustischem Reibungswiderstand zu akustischem Federungswiderstand
> 1 ist.
5. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter
Weise die Längen der Kanäle bzw. Stromfäden
linear oder logarithmisch gestaffelt sind und ihre Ein- und/oder Austrittsmündungen in verschiedenen
Ebenen liegen.
6. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Durchflußgeschwindigkeit
in den Kanälen gleich oder größer als 25 m/sec ist.
7. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter
Weise die Abstimmung mehrerer Resonatoren untereinander gesetzmäßig verläuft, insbesondere
entweder
a) mit untereinander bis auf 20% gleicher Grenzfrequenz oder
b) mit untereinander bis auf 20% gleichem Wellenwiderstand oder
c) mit a) und b) gleichzeitig, oder
d) mit nadh geometrisch zu- oder abnehmbarer Reihe in bezug auf die Grenzfrequenz und/oder
auf den Wellenwiderstand.
8. Schalldämpfer nadh den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskanäle einen
konisch zu- oder abnehmenden Ouerschnittsverlauf aufweisen.
9. Schalldämpfer nadh den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskanäle aus in
ihrer Längsachse herausziehbaren Hälbschalen zusammengesetzt
und in gegossene Querwände eingesetzt sind.
10. Schalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Gaskanäle
zur Hauptachse des Dämpfers ■— zwecks Demontageerleichterung — geneigt ist.
11. Schalldämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß den Kanälen im Bereich des Strömungsaustrittes eine Auslauf brause zugeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 673 447.
Deutsche Patentschrift Nr. 673 447.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
©809747/255 1.59
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1049637B true DE1049637B (de) | 1959-01-29 |
Family
ID=590217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1049637D Pending DE1049637B (de) | Schalldämpfer für pulsierende Strömungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1049637B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1273261B (de) * | 1961-02-07 | 1968-07-18 | Friedrich Boysen | Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen |
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- DE DENDAT1049637D patent/DE1049637B/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1273261B (de) * | 1961-02-07 | 1968-07-18 | Friedrich Boysen | Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen |
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