DE1180572B

DE1180572B - Stromdurchflossener Resonator-Schalldaempfer

Info

Publication number: DE1180572B
Application number: DEE15948A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Martin
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1958-05-31
Filing date: 1958-05-31
Publication date: 1964-10-29

Description

Stromdurchflossener Resonator-Schalldämpfer Die Erfindung betrifft einen stromdurchflossenen Resonator-Schalldämpfer für den Abgasstrom von Brennkraftmaschinen, mit einer Resonatorkammer, deren Auslaßhals in einen Diffusor mündet.
Die Dämpfung derartiger Helmholtzscher Resonatoren beruht bekanntlich darauf, daß oberhalb ihrer Eigenfrequenz Schallwellen durch die Massenhemmung des Auslaufrohrstückes reflektiert und von dem Federschluckvermögen des davorliegenden Volumens aufgenommen, d. h. geglättet werden. Je kleiner der Durchmesser des Auslaufrohres oder -was gleichbedeutend ist - je länger dasselbe bemessen ist, je größer ist die Massenhemmung und damit die Wirksamkeit dieses Dämpfungsgebildes. Mit der Verkleinerung des Durchmessers bzw. der Zunahme der Länge des Rohres steigt aber der Strömungswiderstand mit der vierten Potenz der Durchmesserverkleinerung bzw. Längenvergrößerung an, was eine starke Erwärmung des Verbrennungsmotors und unter Umständen auch stärksten Leistungsverlust durch den Rückstau zur Folge hat. Der Verwendung Helmholtzscher Resonatoren sind darum bisher enge Grenzen gesetzt gewesen.
Ausgehend von diesen Mängeln der bekannten strömungsdurchflossenen Resonatoren hat der Erfinder sich die Anordnung eines sonst an sich bekannten, des Strömungswiderstand kompensierenden Diffusors nach dem Auslaßhals unter Vermeidung einer Beeinträchtigung der akustischen Dämpfung als zweckmäßig vorgestellt. Eine Verschlechterung der Dämpfungsleistung wäre bei Verwendung von Diffusoren am Ausgang von Auspuffleitungen in der Regel immer zu befürchten, weil diese wie ein Megaphon am Auslaß ins Freie wirken würden, welches besonders die hohen und lästigen Frequenzen verstärkt.
Bisher hat man zwecks Vermeidung der Megaphonwirkung den Ausgangsdiffusoren wiederum akustische Dämpfungselemente nachgeschaltet, was nicht nur aufwendig ist, sondern auch den Resonatoreffekt schwächt.
Den Zweck der Erfindung erfüllt ein strömungsdurchflossener Resonatordämpfer, der folgende einzeln bekannten Anordnungen in sich vereinigt: a) Die Resonatorkammer ist mit Dämpfungsmitteln ausgekleidet; b) der Auslaßhals der Resonatorkammer weist einen kleineren Durchmesser als das Zulaufrohr auf; c) der Auslaßhals mündet zwecks Widerstandskompensation in einem Diffusor. Durch die erfindungsgemäße Vorschaltung eines Tiefpaßfilters kann nun auch bei direkt ins Freie mündenden Diffusoren der kompensierende Effekt voll wirksam werden.
Besonders vorteilhaft zeigt sich der erfindungsgemäß beabsichtigte Wirkungseffekt bei strömungsdurchflossenen Resonator-Schalldämpfern mit tiefer Abstimmung, die ihrem Wesen nach große widerstandserhöhende Massen aufweisen. Zweckmäßigerweise ist der Resonator mindestens halb so lang wie die Kammer.
Im Bereiche der angegebenen Abmessung ist es möglich, strömungsdurchflossene Resonatoren auszubilden, bei denen die mittlere Durchflußgeschwindigkeit nicht mehr als 10% der Schallgeschwindigkeit des fließenden Mediums ausmacht. Hierbei ist ein Dämpfungsmaximum mit großem Sperrbereich und beliebig tiefer Eigenfrequenz und dementsprechend ein besonders breitbandiger Dämpfungseffekt zu erzielen.
Weitere Einzelheiten gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hervor.
Der Erfindungsgegenstand ist im Schnitt dargestellt. Der zylindrische Körper 1 ist mit Schallschluckstoff 2 ausgekleidet. Im dargestellten Gegenstand ist ein perforiertes Rohr 3 vorgesehen, um den Schallschluckstoff 2 in seiner Lage zu halten. Der zylindrische Raum kann in zwei Kammern 1 a und 1 b unterteilt sein.
Der Querschnitt des Eintrittsrohres 4 ist kleiner als der freie Durchtrittsquerschnitt 5 im zylindrischen Körper 1.
Anschließend ist das zylindrische Rohr 6 erkennbar, dessen Querschnitt wiederum kleiner ist als der des Eintrittsrohres 4. Am Ende des Rohres 6 ist ein erweitertes Rohr 7 erkennbar, dessen Kegelwinkel im Bereich von 12° liegen kann, um auf kürzestem Wege eine Diffusorwirkung zu erreichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Stromdurchflossener Resonator-Schalldämpfer für den Abgasstrom von Brennkraftmaschinen, mit einer Resonatorkammer, deren Auslaßhals in einen Diffusor mündet, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h die Kombination an sich bekannter Anordnungen derart, daß a) die Resonatorkammer (1) mit Dämpfungsmitteln ausgekleidet ist; b) der Auslaßhals (6) der Resonatorkammer (1) einen kleineren Durchmesser als das Zulaufrohr (4) aufweist; c) der Auslaßhals zwecks Widerstandskompensation in einen Diffusor (7) mündet.
2. Stromdurchflossener Resonator-Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßhals (6) der halben Länge der Resonatorkammer (1) entspricht.
3. Stromdurchflossener Resonator-Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Durchflußgeschwindigkeit nicht mehr als 10°/o der Schallgeschwindigkeit des fließenden Mediums ausmacht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 851146, 642 603, 380 467; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1726 595, 1743 061, 1758 429; schweizerische Patentschrift Nr. 285 576; britische Patentschriften Nr. 712134, 457 749; USA.-Patentschrift Nr. 2150 530.