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Auspuffschalldämpfer für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
Auspuffschalldärnpfer für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Krafträdern, bestehend
aus einem eintrittsseitigen Mehrkammertiefpaßfilter und einem austrittsseitigen
üblichen Mehrkammerfilter, z. B. Dreikammerfilter, mit etwa zylindrischem Gehäuse
von jeweils gleichem Durchmesser und einem im Durchmesser demgegenüber wesentlich
kleineren Verbindungsrohr.
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Es gibt bereits zahlreiche Bauarten von Auspuffschalldämpfern, bei
denen meist mehrere Filterkammern hintereinander angeordnet sind. Die Anordnung
und die Ausbildung dieser Filterkammern wird gewöhnlich nach den Gesetzen der Akustik
errechnet. Sie sollen das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine möglichst nicht
verschlechtern, sondern eher noch verbessern, indem z. B. die Schwingungen der den
Dämpfer durchsetzenden Abgassäule zur besseren Spülung des Zylinderraums ausgenutzt
werden. Auch wird bei den heutigen Auspuffschalldämpfern angestrebt, den Dämpfer
leicht zerlegen und reinigen zu können.
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Die bekannten Anordnungen erfüllen ihren Zweck mehr oder weniger gut.
Die zunehmende Verkehrsdichte läßt jedoch seit geraumer Zeit eine erhöhte Bekämpfung
des Kraftfahrzeuglärms wünschenswert erscheinen, wobei die Bestrebungen insbeondere
dahin gehen, die Auspuffgeräusche von Krafträdern zu vermindern. Hierbei tritt nun
das Problem auf, mit einem gegebenen Volumen der Filteranordnung eine möglichst
geringe Leistungsdämpfung der Brennkraftmaschine und eine große Dämpfungswirkung
zu erzielen.
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Bei einer bekannten Anordnung umfaßt der Schalldämpfer eine Vorkammer
verhältnismäßig großen Volumens, die über ein Verbindungsrohr mit einem mehrteiligen
Filter von niedriger Grenzfrequenz verbunden ist. Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß ein verhältnismäßig großes Vorkammervolumen für eine genügende Dämpfungswirkung
erforderlich ist und daß die Vorkammer in der Nähe des Auspuffanschlusses der Brennkraftmaschine
an 'geordnet sein muß. Diese Anordnung ist daher insbesondere für .Krafträder nicht
gut geeignet.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung (deutsches Gebrauchsmuster
1726 595) ist statt der Vorkammer ein Mehrkarnmerfilter vorgesehen, das aus
zwei durch ein Verbindungsrohr verbundenen Filterglieder mit insgesamt fünf Filterkammern
gebildet ist Hieran schließt sich dann in üblicherWeise über ein weiteres Verbindungsrohr
noch ein übliches Mehrkammerfilter für tiefe Frequenzen an. Diese Anordnung hat
ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften und ruft eine nur geringe Leistungsabschwächung
der Brennkraftmaschine hervor. Sie ist jedoch für die Verwendung bei Krafträdern
viel zu kompliziert und wegen ihres mehrteiligen Aufbaus gar nicht unterzubringen,
da die einzelnen Kammern des ersten Filteraggregats ein verhältnismäßig großes Volumen
haben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Auspuffschalldämpfer
zu schaffen, der verhältnismäßig klein ist und trotzdem eine gute Dämpfungswirkung
aufweist und eine geringe Leistungsschwächung verursacht, so daß er für Krafträder
geeignet ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Gehäuse beider Filter
durch einen das Verbindungsrohr umgebenden zusätzlichenTeil zu einem einzigen etwa
zylindrischen Gehäuse zusammengefaßt sind und daß der das Verbindungsrohr umgebende
Raum als an das Mehrkammertieffilter zusätzlich angeschlossene, an sich bekannte,
vom Abgasstrom nicht durchflossene Resonatorkammer ausgebildet ist.
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Diese Anordnung hat den zusätzlichen Vorteil, daß der ganze Schalldämpfer
infolge der Zusammenfassung beider Filterabschnitte zu einem einzigen Gehäuse verhältnismäßig
steif wird, so daß keine unliebsamen mechanischen Schwingungen der Dämpferteile
auftreten
können. Außerdem ist der Fahrwiderstand dieser Anordnung verhältnismäßig klein.
Versuche haben schließlich ergeben, daß außer diesen konstruktiven Vorteilen gegenüber
den bekannten Anordnungen bei gleichem Inhalt des ganzen Dämpfungssystems besonders
im unteren Drittel des Betriebsdrehzahlbereichs und bei noch voller Motorbelastung
eine sehr gute Schalldämpfung ohne Leistungsverlust erreicht ist.
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Man kann die erste Kammer des Mehrkammertiefpaßfilters vorzugsweise
über eine Drosselstelle mit einer zugeordneten zweiten Zusatzkammer, die das Auspuffrohr
umgibt, verbinden. Hierdurch wird eine noch bessere Dämpfung der hohen Frequenzen
des Auspuffgeräusches erreicht.
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Eine besonders einfache konstruktive Lösung der Anordnung mit einer
zweiten Zusatzkammer besteht darin, diese gegenüber der ersten Kammer des Tiefpaßfilters
durch eine Trennwand mit einem Rohransatz zu trennen, der über dem in den Schalldämpfer
mündenden Ende des Aufpuffrohrs übergreift, so daß zwischen dem Rohransatz und dem
Auspuffrohr ein Ringspalt gebildet ist.
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In Fortbildung dieser Ausführungsart kann man die äußere Wandung der
ersten Kammer des Tiefpaßfilters und der zugeordneten zweiten Zusatzkammer als ein
Teil ausbilden mit in Längsrichtung sich stetig verändernder Querschnittsfläche.
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Der Rauminhalt der ersten Kammer des Tiefpaßfilters kann kleiner als
lilo des Rauminhalts des Auspuffrohrs 1 sein. Durch die Anbringung einer
zweiten Zusatzkammer werden insbesondere die Klingel- und Klopfgeräusche, deren
Spektrum sehr hochfrequenz ist, sicher gedämpft.
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In der schematischen Zeichnung, die einen Auspuffschalldämpfer in
einem Längsschnitt dargestellt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Ein von der (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine eines Kraftrads
ausgehendes Auspuffrohr 1
mündet in das - etwa die äußere Gestalt einer
entsprechend vergrößerten Zigarre aufweisende - Gehäuse 2 eines Auspuffgeräuschdämpfers.
Sein in das Gehäuse2 mündendes Ende befindet sich dabei in der Kammer VI eines eintrittsseitigen
akustischen Mehrkammerfilter, dessen beide Kammern VI, VI, durch eine Trennwand
3 voneinander getrennt sind.
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Die Kammer V, hat einen Rauminhalt, der kleiner als 1/lo des Gesamtinhalts
des Auspuffrohrs 1 ist und seine durch das Gehäuse 2 gebildete Außenwand
verjüngt sich nach dem Ende des Auspuffgeräuschdämpfers hin bis an den äußeren Umfang
des Auspuffrohrs 1. Dabei ist der um den im Gehäuse 2 befindlichen Teil des
Auspuffrohrs 1 herum befindliche Raum gegenüber dem vor dem Ende des Auspuffrohrs
1 befindlichen Raum der Kammer VI durch eine Trennwand 9 mit einem
Rohransatz 15 abgetrennt, der gegenüber dem Auspuffrohr 1 einen
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die Kammer V, mit der hierdurch gebildeten vorgeschalteten Kammer VII, verbindenden
- Ringspalt 9' frei läßt.
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Nach der zweiten, gegenüber der ersten wesentlich größeren Kammer
VI, des eintrittsseitigen akustischen Filters folgt eine zusätzliche Kammer V4,
die das eintrittsseitige Filter mit einem darauffolgenden üblichen akustischen Dreikammerfilter
V, V2, V.3 verbindet. Dabei sind sämtliche KammernV11 V-" V3
und V4
von einem axial zum Gehäuse 2 angeordneten Verbindungsrohr 4 durchsetzt, um welches
herum die einzelnen Kammern voneinander abtrennende Trennwände 5, 6 und
10 angeordnet sind. Dabei weist die Trennwand 10 zwischen den Kammern
VI, und V4 einen gleichen Rohransatz 15 wie die Trennwand 9 auf.
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Innerhalb des nach der Kammer VI, hin offenen Rohrs 4 befindet sich
jeweils im Bereich der Kammer V, und V2 je eine Trennwand 8. Damit
die in das Rohr 4 einströmenden Auspuffgase trotzdem weiter nach dem austrittseitigen
Ende des Gehäuses 2 gelangen können, befinden sich vor jeder Trennwand
8 Öffnungen 11 bzw. 14 in der Rohrwandung, während weitere Öffnungen
11, 12 und 13 hinter den Trennwänden 8 in der Rohrwandung vorgesehen
sind, durch welche die die Trennwand 8 außerhalb des Rohrs 4 umströmenden
Auspuffgase jeweils durch die Kammer Vi sowie V2 und V, wieder in das Rohr 4 hinein
gelangen. Dabei sind die Öffnungen 13
hinter der ersten Trennwand
8 als verhältnismäßig große Langlöcher ausgebildet, auf welche in einem kurzen
Abstand noch Eintrittsbohrungen 12 folgen. Die aus dem Rohr 4 durch die Öffnung
14 in die Kammer V, ausgeströmten Auspuffgase gelangen aus dieser Kammer durch Öffnungen
17 in der Trennwand 6 in die Kammer V., aus der sie schließlich durch
dortige öffnungen 11 wieder in das Rohr 4 hineingelangen, welches mit seinem
austrittsseitigen Ende zugleich den dortigen Abschluß des Auspuffgeräuschdämpfers
bildet. Das Gehäuse 2 verjüngt sich an dieser Stelle bis an den äußeren Umfang des
Rohrs 4 und bildet damit zugleich die äußere Abschlußwand der Kammer V.,.
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Im Bereich der Kammer V, befindet sich im Rohr 4 schließlich noch
ein Rohrstück 7 kleineren Durchmessers, so daß die durch die Öffnungen
11 aus der Kammer V, in das Rohr 4 einströmenden Auspuffgase in diesem Rohr
entlang einem Ringkanal in die freie Atmosphäre ausströmen.