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Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schalldämpferanlage für Brennkraftmaschinen mit einem aus einem längsgeschlitzten,
kegelstumpfförmigen Hohlkörper bestehenden Einsatz, der am breiteren Ende mit gleichem
Durchmesser an ein Rohr der Anlage koaxial angeschlossen und am anderen Ende abgeschlossen
ist. Es ist bereits eine Auspuffanlage dieser Art bekannt, bei der der Einsatz das
Ende des von der Brennkraftmaschine zum Auspufftopf führenden Verbindungsrohres
bildet, mehrere Längsschlitze aufweist und den Zweck hat, die Abgase in der ersten
Kammer des Auspufftopfes möglichst gleichmäßig zu verteilen. Da aber die Länge des
bekannten Einsatzes verhältnismäßig gering ist und den Anschlußdurchmesser nur um
weniges übersteigt, verbleibt am abgeschlossenen Ende des Einsatzes eine verhältnismäßig
große ebene Fläche, welche die Schallreflexionen im Verbindungsrohr in nachteiliger
Weise begünstigt.
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Ferner ist es bekannt, das Auspuffrohr an seinem Ende kegelförmig
zu verjüngen und mit einer Vielzahl von durch radiale Rippen führenden Längsschlitzen
zu versehen, durch die ein Teil der Abgase ins Freie strömt, wogegen der Abgasrest
am verjüngten Rohrende axial austritt. Auch hier muß die im Verhältnis zum Rohrdurchmesser
große stirnseitige Austrittsöffnung zu Schallreflexionen führen, die durch den sehr
kleinen Kegelwinkel nicht nennenswert zu beeinflussen sind. Die unmittelbar ins
Freie führenden Längsschlitze ergeben eine starke Schallabstrahlung und verursachen
infolge ihrerAusbildung als schmale Kanäle erhebliche Strömungsverluste. Dieser
bekannte Schalldämpfer ist auch nicht für Brennkraftmaschinen im allgemeinen, sondern
insbesondere für Flugmotoren bestimmt und hat hier vor allem die Aufgabe eines Flammenvernichters
zu erfüllen.
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Weiter ist es nicht mehr neu, im Auspufftopf an das zwischen Motor
und Topf angeordnete Verbindungsrohr einen hohlkegeligen, mehrfach durchbrochenen
Einsatz anzubauen, der die Aufgabe hat, die Abgase in verschiedene Kammern zu verteilen.
Eine geräuschdämpfende Wirkung wird durch diesen Einsatz aber kaum erzielt, weil
der Basisdurchmesser des Einsatzes meist wesentlich größer als der Durchmesser des
Verbindungsrohres bemessen ist, so daß die Schallreflexionen wie bei einem ins Freie
mündenden Rohr in voller Höhe erhalten bleiben.
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Schließlich sind Reflexions-Schalldämpfer bekanntgeworden, die aus
mehreren hintereinandergeschalteten Helmholtzschen Resonatoren bestehen und ein
akustisches Tiefpaßfilter mit einer bestimmten Grenzfrequenz darstellen. Als Nachteil
solcher Anlagen erweist sich das Durchschlagen von Resonanzschwingungen durch das
Filter, die in der verhältnismäßig langen Rohrleitung zwischen Brennkraftmaschine
und Filter oder in der an das Filter anschließenden und ins Freie führenden Leitung
entstehen.
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Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel und die Schaffung
einer Schalldämpferanlage der eingangs beschriebenen Art, bei der mit einfachen
Mitteln ein verbesserter Dämpfungseffekt ohne Leistungsverlust erzielbar ist.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Einsatzlänge
das Vier- bis Sechsfache des Anschlußdurchmessers beträgt, daß nur ein über die
ganze Einsatzlänge reichender Schlitz mit einem der Rohrlichtweite entsprechenden
Durchtrittsquerschnitt vorgesehen ist und daß der Einsatz einen Kleinstdurchmesser
von ein- bis zweifacher Schlitzbreite aufweist. Die Wirkung des erfindungsgemäß
bemessenen bzw. ausgebildeten Einsatzes beruht darauf, daß die von der Schallquelle
(Brennkraftmaschine) kommende Druckwelle keine Möglichkeit findet, ihre Energie
an einer bestimmten Stelle abzustrahlen und als negative Druckwelle von dieser Stelle
aus wieder zurückzulaufen oder auch von einer festen Wand reflektiert zu werden.
Durch diese Erscheinung kommt es bisher nämlich zu Resonanzschwingungen mit großen
Schallamplituden in dem Rohr, an das der Einsatz angeschlossen ist. Die Länge des
Einsatzes in den angegebenen Grenzen ist notwendig, weil einerseits erst bei dem
sich daraus ergebenden geringen Kegelwinkel die geschilderte Schallreflexion sicher
vermieden wird und anderseits größere Längen mit Rücksicht auf die Abmessungen der
ganzen Anlage nicht brauchbar sind. Da der Durchtrittsquerschnitt des Schlitzes
der
Rohrlichtweite entspricht, wird eine Beschleunigung der Abgase,
die erhöhten Abgasgegendruck und einen Leistungsverlust der Brennkraftmaschine zur
Folge hätte, verhindert. Die stirnseitige Abschlußwand weist einen sehr kleinen
Durchmesser auf, so daß eine Reflexionsfläche geringstmögfichen Ausmaßes entsteht.
Die Schallenergie wird entlang des Längsschlitzes abgestrahlt, wobei die Druckimpulse
zur Wand des Auspufftopfes od. dgl. wandern und dort zurückgeworfen werden. Auf
ihrem Rückweg treffen sie auf Schallwellen, die von anderen Schlitzbereichen abgestrahlt
wurden. Infolge der verschiedenen Weglängen tritt nun eine teilweise Löschung durch
Interferenz ein, die wegen der vielen vorhandenen Weglängen ein sehr breites Frequenzband
umfaßt. Es wird also bei geringem Leistungsverlust die Schalldämpfung wesentlich
verbessert.
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Der Einsatz kann in an sich bekannter Weise am Ende des von der Brennkraftmaschine
zum Auspufftopf führenden Verbindungsrohres in der ersten Auspufftopfkammer angeordnet
sein. Es hat sich aber gezeigt, daß auch dann gute Ergebnisse zu erzielen sind,
wenn der Einsatz dem Auslaßrohr einer unmittelbar an die Brennkraftmaschine angebauten
Entspannungskammer vorgeordnet ist. In diesem Fall wird ebenso verhindert, daß die
von der Brennkraftmaschine herkommenden Schallimpulse zu beachtlichen Resonanzschwingungen
im Auslaßrohr führen, wobei sogar ein eigener Auspufftopf eingespart werden kann.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise schematisch
dargestellt. Es zeigen F i g. 1 und 2 einen Einsatz für sich allein im Längs- und
Querschnitt, F i g. 3 eine Schalldämpferanlage mit in der ersten Auspufftopfkammer
angeordnetem Einsatz im Längsschnitt und F i g. 4 und 5 eine andere Ausführung einer
Schalldämpferanlage in Seitenansicht und im Längsschnitt. Der wesentliche Teil der
Schalldämpferanlage wird von einem Einsatz gebildet, der aus einem kegelstumpfförmigen
Hohlkörper 1 besteht und mit seinem breiteren Ende bei gleichem Durchmesser D an
ein Rohr 2 der Auspuffanlage angeschlossen ist. Der Hohlkörper 1 ist mit einem sich
über seine ganze Länge erstreckenden Schlitz 3 versehen, dessen Durchtrittsquerschnitt
der Lichtweite des Rohres 2 entspricht. Der Einsatzkörper 1 weist ferner einen Kleinstdurchmesser
d von ein- bis zweifacher Schlitzbreite B auf und besitzt eine Länge
L, die das Vierbis Sechsfache des Anschlußdurchmessers D beträgt. Am verjüngten
Ende ist der Hohlkörper 1 durch eine Kappe 4 od. dgl. abgeschlossen.
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Gemäß F i g. 3 ist der Einsatz 1 am Ende des von der Brennkraftmaschine
zum Auspufftopf 5 führenden Verbindungsrohres 2 a in der ersten Auspufftopfkammer
6 angeordnet. Bei der Ausführungsvariante nach F i g. 4 und 5 ist unmittelbar an
die Brennkraftmaschine 7 eine Entspannungskammer 8 angebaut, in der der Einsatz
1, dem Auslaßrohr 2 b vorgeordnet, liegt. Das Rohr 26 kann unmittelbar ins Freie
oder auch zu einem nachgeschalteten Auspufftopf führen.