DE1244476B

DE1244476B - Exhaust silencer

Info

Publication number: DE1244476B
Application number: DES71968A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Yian-Nian Chen
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1960-12-23
Filing date: 1961-01-05
Publication date: 1967-07-13

Description

Auspuffschalldämpfer Die Erfindung betrifft einen Auspuffschalldämpfer, insbesondere für Diesellokomotiven, mit mindestens zwei hintereinandergeschalteten Dämpfungskammern, die über ein mit mindestens einer Krümmung versehenes Rohrstück miteinander in Verbindung stehen, welches mit mindestens einer Resonanzkammer über mehrere mit Rohrstutzen versehene, in Strömungsrichtung hintereinanderliegende Öffnungen akustisch gekoppelt ist.Exhaust silencer The invention relates to an exhaust silencer, especially for diesel locomotives, with at least two one behind the other Damping chambers, which are provided with a pipe section provided with at least one bend are in communication with each other, which with at least one resonance chamber via several openings provided with pipe stubs, one behind the other in the direction of flow is acoustically coupled.

Die Auspuffgeräusche von Dieselmotoren, besonders bei Lokomotiven, erfordern sehr häufig Schalldämpfer mit großen Abmessungen, da der Frequenzbereich des Lärms in Abhängigkeit von der Zylinder-und der Drehzahl des Motors sein Maximum bei sehr tiefen Frequenzen (zwischen 20 und 50 Hz) hat. Dabei erstreckt sich der Lärmpegel mit erheblicher Intensität zu hohen Frequenzen hin über mehrere Oktaven.The exhaust noise of diesel engines, especially locomotives, very often require silencers with large dimensions, because of the frequency range the noise as a function of the cylinder and the speed of the engine its maximum at very low frequencies (between 20 and 50 Hz). The Noise level with considerable intensity at high frequencies over several octaves.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die als »Schalldurchgang« bekannten Erscheinungen bei Schalldämpfern der angegebenen Art zu unterdrücken. Diese Erscheinungen sind auch unter dem Namen »Pseudoschall« bekannt. Sie treten in Resonanzschalldämpfern auf, die zur Schalldämpfung in in einer Rohrleitung strömenden Gasen Verwendung finden und über mindestens zwei, hintereinanderliegende Öffnungen mit der Rohrleitung gekoppelt sind. Der Pseudoschall entsteht durch von den öffnungen in der Rohrleitung auftretende periodische Störungen in der Gasströmung, die durch die in den Öffnungen schwingenden Gasmassen hervorgerufen werden. Für die Entstehung des Pseudoschalls ist notwendig, daß die Störungen periodisch in der Gasströmung erzeugt werden, da nur periodische Störungen eine Frequenz besitzen, die im wesentlichen durch den Quotienten aus der Strömungsgeschwindigkeit des Gases und dem Abstand zweier, hintereinanderliegender Öffnungen bestimmt ist.The invention is based on the object that as "sound passage" to suppress known phenomena in silencers of the specified type. These phenomena are also known under the name "pseudosound". they kick in resonance mufflers, which are used for sound absorption in a pipeline Gases are used and have at least two openings one behind the other are coupled to the pipeline. The pseudo sound is created by the openings Periodic disturbances in the gas flow occurring in the pipeline caused by the gas masses oscillating in the openings are caused. For the creation of the pseudo-sound is necessary that the disturbances periodically in the gas flow are generated, since only periodic disturbances have a frequency that is essentially by the quotient of the flow velocity of the gas and the distance two consecutive openings is determined.

Für das Auftreten des als Lärmbelästigung empfundenen Pseudoschalls außerhalb der Rohrleitung ist weiterhin notwendig, daß die periodischen Störungen von ihrem Entstehungsort innerhalb der Resonanzkammer in einer glatten Strömung möglichst ungehindert an das Ende der Rohrleitung gelangen.For the occurrence of pseudo-noise perceived as noise nuisance outside the pipeline is still necessary that the periodic disturbances from their place of origin within the resonance chamber in a smooth flow Reach the end of the pipeline as unhindered as possible.

Aus strömungstechnischen Gründen baut man Rohrleitungen für strömende Gase, z. B. Abgasleitungsanlagen von Brennkraftmaschinen, so, daß der Strömungsverlauf der Abgase möglichst störungsfrei ist, damit die Druckverluste in der Leitung und damit die Leitungsverluste des Motors gering gehalten werden. Das bedeutet aber, daß der Pseudoschall sich in diesen Leitungen ungehindert fortpflanzen kann. Dies ist besonders auch bei einem bekannten Schalldämpfer der Fall, bei dem der Pseudoschall, der in der letzten Resonanzkammer und in den unmittelbar stromaufwärts liegenden beiden Kammern entsteht, ungehindert weitergleitet und damit als Lärm unwirksam wird. Die in einer noch weiter stromaufwärts befindlichen Kammer liegende Krümmung der Rohrleitung behindert die Entstehung und Weiterleitung des Pseudoschalls nicht mehr, da die durch diese Krümmung in dem Gasstrom verursachten, durch Wirbelungen und Turbulenzen hervorgerufenen Störungen des glatten Strömungsverlaufs beim Eintritt der Gasströmung in die genannten Kammern längst abgeklungen sind.For fluidic reasons, pipelines are built for flowing Gases, e.g. B. exhaust pipe systems of internal combustion engines, so that the flow path the exhaust gas is as free of interference as possible, so that the pressure losses in the line and so that the line losses of the motor are kept low. But that means that the pseudo-sound can propagate unhindered in these lines. this is especially the case with a known silencer, in which the pseudo sound, that in the last resonance chamber and in those immediately upstream arises in both chambers, slides on unhindered and is therefore ineffective as noise will. The curvature in a chamber further upstream the pipeline does not hinder the generation and transmission of the pseudo sound more because that caused by this curvature in the gas flow, by eddies and turbulence-induced disturbances of the smooth flow course on entry the gas flow in the chambers mentioned have long since subsided.

Weiterhin ist ein Resonator bekannt, der selbst in einer Krümmung der Abgasleitung angeordnet ist. Durch die Anordnung mehrerer hintereinanderliegender Öffnungen in dieser Resonanzkammer kann der mit der vorliegenden Erfindung in seiner Wirkung neutralisierte Pseudoschall bei dem bekannten Schalldämpfer ebenfalls erzeugt werden. Er tritt dann am Ende der Rohrleitung als Lärm in Erscheinung. Seine Entstehung und Weiterleitung wird bei diesem Schalldämpfer nur sehr wenig behindert.Furthermore, a resonator is known, which is itself in a curvature the exhaust pipe is arranged. By arranging several one behind the other Openings in this resonance chamber can with the present invention in his Effect neutralized pseudo sound is also generated in the known silencer will. It then appears as noise at the end of the pipeline. Its creation and transmission is very little hindered with this muffler.

Fließt ein Gasstrom aus einem geraden Rohrstück in einer Krümmung ein, so entsteht bekanntlich nach dem für die Potentialströmung gültigen Gesetz vor dem Krümmer der Außenseite und nach dem Krümmer an der Innenseite der Begrenzungswand eine Verzögerung der auf äußeren bzw. der auf inneren Bahnen fließenden Gaspartikel. Diese Verzögerungen führen zum Abreißen des Stroms von der Wand und damit zu Turbulenzen und Wirbeln, während die inneren bzw. äußeren Strombahnen einen glatten, durch die relative Beschleunigung noch verbesserten Strömungsverlauf beibehalten. Die Zone, in der im Strömungsquerschnitt gesehen, Verwirbelungen auftreten, ist von der Schärfe der Umlenkung des Gasstroms abhängig. Sie ist bei einer allmählichen Umlenkung sehr klein und wird erst größer, wenn die Umlenkung scharf ist.A gas stream flows out of a straight piece of pipe in a bend a, as is well known, arises according to the law valid for the potential flow before the bend on the outside and after the bend on the inside of the boundary wall one Delay of the flow on the outer or on the inner pathways Gas particles. These delays lead to the disconnection of the current from the wall and thus to turbulence and eddies, while the inner and outer flow paths one Maintain a smooth flow course, which is still improved by the relative acceleration. The zone in which, seen in the flow cross-section, turbulence occurs is depends on the sharpness of the deflection of the gas flow. It is a gradual one Deflection very small and only becomes larger when the deflection is sharp.

Aus dem vorstehenden folgt daher, daß die Wirbelablösung bei den bekannten Schalldämpfern im Bereich, in dem sie Einfluß auf den Pseudoschall hat, sehr gering ist, da die dort gezeigten Rohrleitungen nach dem Ort der Entstehung des Pseudoschalls gar nicht oder nur sehr allmählich in eine andere Strömungsrichtung übergehen. Diese Anordnungen sind daher zwar strömungstechnisch günstiger als die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung, ihre Wirksamkeit zur Unterdrückung von Lärm, der durch den Pseudoschall hervorgerufen wird, ist jedoch gering.From the above it follows that the vortex shedding in the known Silencers in the area in which it has an influence on the pseudo sound, very little is because the pipelines shown there according to the location of the origin of the pseudo sound not at all or only very gradually change into another direction of flow. These Arrangements are therefore more favorable in terms of flow than the arrangement according to of the present invention, their effectiveness in suppressing noise caused by the pseudo sound is caused, however, is small.

Die geschilderte Aufgabe wird daher erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohrstück außer in an sich bekannter Weise vor auch nach den akustischen Koppelstellen der letzten Resonanzkammer, je eine Krümmung von mehr als 70° aufweist, wobei die durch je zwei Abschnitte des Rohrstückes bestimmten Krümmungsebenen einen Winkel von etwa 90° miteinander bilden.The described object is therefore achieved according to the invention by that the pipe section except in a known manner before and after the acoustic Coupling points of the last resonance chamber, each with a curvature of more than 70 °, whereby the planes of curvature determined by two sections of the pipe section each have one Form an angle of about 90 ° with each other.

Es soll nun versucht werden, die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung anschaulich zu erläutern. Diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß die von den jeweiligen Rohrschenkeln einer Krümrnung gebildeten Ebenen mindestens annähernd einen Winkel von 90° miteinander bilden. Die Unterdrückung des Pseudoschalls wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Entstehung und Weiterleitung der periodischen Störungen im Gasstrom durch gewollte Wirbelungen des glatten Strömungsverlaufes möglichst behindert und unterdrückt werden. Die Wirbelungen des glatten Strömungsverlaufes werden dabei durch Strömungsverzögerungen hervorgerufen, die an den Krümmungen von mindestens 70° entstehen. Verlaufen nun zwei durch ein gerades Rohrstück miteinander verbundene Krümmungen in einer Ebene, so bleiben das Wirbelgebiet aus dem ersten Krümmer und dasjenige aus dem zweiten Krümmer ebenfalls in einer Ebene, so daß in den übrigen Bereichen des Querschnittes der glatte Strömungsbereich weitgehend erhalten bleibt.An attempt will now be made to determine the effect of the arrangement according to the invention to explain clearly. This effect is achieved by the fact that the respective Pipe legs of a curvature formed planes at least approximately an angle of 90 ° with each other. The suppression of the pseudo sound is according to the invention achieved in that the emergence and transmission of periodic disturbances in the gas flow by intentional eddies of the smooth flow path as possible be hindered and oppressed. The eddies of the smooth flow course are caused by flow delays caused by the curvatures of at least 70 °. Now run two together through a straight piece of pipe connected curvatures in one plane, the vortex area from the first remains Elbow and the one from the second elbow also in one plane, so that in the other areas of the cross-section of the smooth flow area largely preserved remain.

Stehen jedoch die Krümmungsebenen nahezu senkrecht aufeinander, so sind die Turbulenzbereiche des ersten Krümmers gegenüber denjenigen der zweiten Krümmung um etwa 90° versetzt. Dadurch wird das Wirbelgebiet aus dem ersten Krümmer dasjenige des zweiten Krümmers kreuzen, was zu einer sehr starken Ablösung führt. Der glatte Strömungsverlauf wird dadurch mit starken Turbulenzen behaftet. Die periodischen Störungen der Strömung an den Öffnungen der Rohrleitung in dem Resonator verlieren als Folge davon weitgehend ihre Periodizität und treten am Ende der Rohrleitung nicht mehr als Lärm in Erscheinung.However, if the planes of curvature are almost perpendicular to one another, then are the areas of turbulence of the first manifold compared to those of the second Curvature offset by about 90 °. This creates the vortex area from the first bend cross that of the second bend, resulting in a very strong detachment. The smooth course of the flow is thus afflicted with strong turbulence. The periodic Disturbances of the flow at the openings of the pipeline in the resonator lose as a result, largely their periodicity and occur at the end of the pipeline no longer manifested as noise.

Zusätzlich überlagern sich der Strömung an jeder Krümmung sekundär noch-im wesentlichen in Querschnittsebenen verlaufend - Zirkularströmungen, die durch die verschieden großen Zentrifugalbeschleunigungen der Teilchen in den Krümmungen entstehen und bei der zweiten Krümmung einen Teil der in den periodischen Störungen enthaltenen Energie vernichten.In addition, the flow is superimposed secondarily at every bend still running essentially in cross-sectional planes - circular flows that due to the different centrifugal accelerations of the particles in the curvatures arise and at the second curvature a part of the periodic disturbances destroy contained energy.

Als ein Maß für die sich bildende Turbulenz kann im allgemeinen der durch Krümmungen entstehende Druckverlust in der Rohrleitung angesehen werden. Es ist bekannt, daß der Druckverlust in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Krümmungen etwa drei bis viermal größer ist als bei zwei in einer Ebene liegenden Krümmungen. Dementsprechend sind auch die Turbulenz und damit die Wirkung von zwei senkrecht aufeinanderstehenden Krümmungen bei der Unterdrückung des Pseudoschalls erheblich größer.As a measure of the turbulence that is formed, the pressure loss in the pipeline caused by bends. It it is known that the pressure loss occurs in two perpendicular curvatures is about three to four times larger than with two curvatures lying in one plane. Correspondingly, the turbulence and thus the effect of two are also perpendicular superposed curvatures in the suppression of the pseudo sound greater.

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Anordnung der Krümmungen in dem Rohrstück, das unter Umständen bis zu 6 m lang sein kann, sehr vorteilhaft für die Abmessungen des Schalldämpfers, weil die Schalldämpfergröße, besonders bei Lokomotiven, einen erheblichen Einfluß auf die Gestaltung der Maschine haben kann.Furthermore, the inventive arrangement of the curvatures in the Pipe section, which can be up to 6 m long under certain circumstances, very advantageous for the Dimensions of the muffler, because the muffler size, especially in locomotives, can have a significant impact on the design of the machine.

Besteht der Schalldämpfer aus einer Expansions-und einer darauf folgenden Resonanzkammer, so kann unter Umständen in dem Rohrstück eine Eigenresonanz auftreten, die ebenfalls eine über den allgemeinen Lärmpegel hinausragende Geräuschspitze bei höheren Frequenzen hervorruft. Um ihre Wirkung herabzumindern, ist es zweckmäßig, daß das Rohrstück in der Expansionskammer mindestens eine schräg zur Strömungsrichtung der Gase in dem Rohrstück verlaufende, in Form eines Trompetentrichters ausgebildete Einströmöffnung besitzt. Zusätzlich wirken dabei sowohl die in dem Rohrstück vorhandene Krümmung als auch die trompetentrichterartige Öffnung im Bereich höherer Frequenzen als reflektierende Wände, wobei ein erheblicher Anteil der in diesem Frequenzbereich vorhandenen Schallenergie in das Leitungssystem zurückgeworfen wird und nach außen nicht als Lärm in Erscheinung treten kann.If the muffler consists of an expansion and a subsequent one Resonance chamber, a natural resonance may occur in the pipe section, which also contributes to a noise peak that protrudes above the general noise level causes higher frequencies. In order to reduce their effect, it is advisable to that the pipe section in the expansion chamber is at least one inclined to the direction of flow of the gases running in the pipe section, designed in the form of a trumpet funnel Has inflow opening. In addition, both those present in the pipe section have an effect Curvature as well as the trumpet funnel-like opening in the area of higher frequencies as reflective walls, with a significant proportion being in this frequency range existing sound energy is thrown back into the pipe system and to the outside cannot appear as noise.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung. In rein schematischer Darstellung zeigen F i g. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei F i g.1 zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Resonanzkammern darstellt, in denen das Rohrstück teilweise mit schallabsorbierendem Material umkleidet ist, während F i g. 2 die Erfindung an einem aus einer Expansions- und einer darauffolgenden Resonanzkammer bestehendem Schalldämpfer veranschaulicht F i g. 3 gibt in rein schematischer Darstellung als Diagramm die Wirkung von einer der beiden Resonanzkammern eines Schalldämpfers nach F i g. 1 wieder; F i g. 4 zeigt das gleiche Diagramm für einen Schalldämpfer gemäß F i g. 2.Further features of the invention will become apparent from the following Embodiments in connection with the drawing. In a purely schematic representation show F i g. 1 and 2 each an embodiment of the invention, where F i g.1 two represents resonance chambers tuned to different frequencies in which the Pipe section is partially covered with sound-absorbing material, while F i G. 2 the invention in one of an expansion chamber and a subsequent resonance chamber Existing silencer is illustrated by FIG. 3 gives a purely schematic representation as a diagram the effect of one of the two resonance chambers of a silencer according to FIG. 1 again; F i g. 4 shows the same diagram for a silencer according to FIG. 2.

Die Auspuffgase treten in Pfeilrichtung (F i g.1) in das Rohrstück 1 ein, welches den Strömungsweg der Gase in den Resonanzkammern 2 und 3 bildet. Die beiden Resonanzkammern 2 und 3 sind in ihren Abmessungen so ausgebildet, daß eine der beiden Kammern in der Hauptsache das Lärmmaximum während des Leerlaufs des Motors dämpft, indem ihre Resonanz gerade auf die Frequenzen des Lärmmaximums in diesem Betriebszustand abgestimmt ist; in ähnlicher Weise ist die zweite Kammer so ausgebildet, daß sie mit den Frequenzen größter Lärmintensität bei vollbelastetem Motor in Resonanz steht.The exhaust gases enter the pipe section 1 in the direction of the arrow (FIG. 1), which forms the flow path of the gases in the resonance chambers 2 and 3. The dimensions of the two resonance chambers 2 and 3 are such that one of the two chambers mainly dampens the maximum noise when the engine is idling, by virtue of its resonance being matched to the frequencies of the maximum noise in this operating state; Similarly, the second chamber is designed so that it resonates with the frequencies of greatest noise intensity when the engine is fully loaded.

In bekannter Weise ist jede Resonanzkammer 2,3 über mit Stutzen 4 versehene Öffnungen 5 akustisch mit der Rohrleitung 1 verbunden.In known manner, each resonance chamber is connected 2,3 acoustically provided with stub 4 openings 5 with the pipeline. 1

In seinem Verlauf ist das Rohrstück 1 an den Stellen 6 und 7 zur Umlenkung der Gas- und der Schallströmung um 90° gekrümmt, ehe die Gase durch die Öffnung 8 den Schalldämpfer senkrecht nach oben verlassen, wobei die durch je zwei Abschnitte des Rohrstücks gebildeten Krümmungsebenen einen Winkel von etwa 90° miteinander bilden. Wie schon geschildert, gelingt es durch die in der Nähe der öffnungen 5 vorhandenen Krümmungen 6 und 7, die auf nichtlinearen Effekten aus der Überlagerung der Schallfortpflanzung mit der Gasströmung beruhenden sogenannten »Schalldurchgänge« in ihrer Wirkung abzuschwächen.In its course, the pipe section 1 is at points 6 and 7 for deflection the gas and sound flow is bent by 90 ° before the gases pass through the opening 8 leave the muffler vertically upwards, with the two sections of the pipe section formed planes of curvature an angle of about 90 ° with each other form. As already described, it is possible through the openings in the vicinity of the openings 5 existing curvatures 6 and 7, which are due to nonlinear effects from the superposition the so-called "sound passages" based on the sound propagation with the gas flow to weaken in their effect.

In der Nähe der akustischen Koppelstellen ist das Rohrstück 1 zur weiteren Dämpfung der »Schalldurchgänge« mit Mineralwolle 9 als schallabsorbierendem Material umkleidet.In the vicinity of the acoustic coupling points, the pipe section 1 is for further attenuation of the "sound passages" with mineral wool 9 as a sound-absorbing one Material cased.

Die in der Leitung 11 (F i g. 2) strömenden Gase expandieren in der Expansionskammer 12, um dann durch die schräg verlaufende, in Form eines Trompetentrichters ausgebildete Einströmöffnung 13 in das Rohrstück 14 einzuströmen. Für den Bereich mittlerer und höherer Frequenzen werden .die Schallwellen dabei an der Einströmöffnung 13 reflektiert und pflanzen sich deshalb nur zum Teil in das Rohrstück 14 hinein fort. Auf ihrem Weg im Rohr 14 werden die Gase, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, in der Rohrkrümmung 15 einmal aus ihrer Richtung um 90° abgelenkt, wobei wiederum ein Teil der im Bereich höherer Frequenzen mitgeführten Schallenergie nach rückwärts reflektiert wird.The gases flowing in the line 11 (FIG. 2) expand in the expansion chamber 12 in order to then flow into the pipe section 14 through the inclined inflow opening 13 in the form of a trumpet funnel. For the range of medium and higher frequencies, the sound waves are reflected at the inflow opening 13 and therefore only partially propagate into the pipe section 14 . On their way in the pipe 14 , similar to the first exemplary embodiment, the gases are deflected once out of their direction by 90 ° in the pipe bend 15, with part of the sound energy carried along in the range of higher frequencies being reflected backwards.

In der Resonanzkammer 17, die in ihren Abmessungen als Resonanzkörper für das bei tiefen Frequenzen (25 bis 50 Hz) liegende Schallmaximum ausgebildet ist, trägt das Rohrstück 14 in bekannter Weise Öffnungen 18, die mit Rohrstutzen 19 versehen sind und so die akustische Kopplung zwischen dem Rohrstück 14 und der Resonanzkammer 17 herstellen.In the resonance chamber 17, which is designed in its dimensions as a resonance body for the sound maximum at low frequencies (25 to 50 Hz), the pipe section 14 carries in a known manner openings 18 which are provided with pipe sockets 19 and so the acoustic coupling between the Manufacture the pipe section 14 and the resonance chamber 17.

Nach einer erneuten Umlenkung um 90° im Rohrkrümmer 16, dessen durch zwei Abschnitte des Rohrstückes 14 gebildete Krümmungsebene mit der Krümmungsebene des ersten Krümmers 15 wiederum einen Winkel von etwa 90° bildet, verlassen die Gase den Schalldämpfer senkrecht nach oben durch die Ausströmöffnung 20.After another deflection by 90 ° in the pipe bend 16, whose plane of curvature formed by two sections of the pipe section 14 again forms an angle of about 90 ° with the plane of curvature of the first bend 15, the gases leave the silencer vertically upwards through the outflow opening 20.

Im Zusammenhang mit der Resonanzkammer 17 bewirken die in ihr oder in ihrer Nähe vorhandenen Krümmungen 15 und 16 in gleicher Weise wie im ersten Beispiel eine starke Dämpfung der »Schalldurchgänge«. Wie schon erwähnt, erhält das Rohrstück 14 ferner durch die besondere Ausbildung der Einströmöffnung 13 und durch die Krümmungen 15 und 16 an verschiedenen Stellen seines Umfangs eine verschiedene Länge, so daß die Resonanzschwingung in dem Rohrstück 14 erheblich abgeschwächt wird. Bei den Rohrstücken der bisherigen Bauart durch Resonanzschwingungen im Lärmpegel unter Umständen erzeugte Resonanzspitzen können so vermieden oder wenigstens stark abgeschwächt werden.In connection with the resonance chamber 17, the effect in her or in their vicinity existing curvatures 15 and 16 in the same way as in the first example strong attenuation of the »sound passages«. As already mentioned, the pipe piece is given 14 also by the special design of the inflow opening 13 and by the curvatures 15 and 16 a different length at different points on its circumference, so that the resonance oscillation in the pipe section 14 is considerably weakened. Both Pipe sections of the previous design due to resonance vibrations in the noise level Resonance peaks generated under certain circumstances can thus be avoided or at least greatly weakened will.

Da die Abmessungen des Rohrstücks im wesentlichen durch die Bedingung bestimmt sind, daß seine Länge entweder etwa ein Viertel oder drei Viertel der Wellenlänge des Schalls im Intensitätsmaximum entsprechen soll, ergibt sich zusätzlich zu den akustischen Vorteilen durch die gekrümmte Bauweise nach der Erfindung der beiden Ausführungsformen eine erhebliche Verkleinerung der Abmessungen des Schalldämpfers. Diese Verkleinerung bietet z. B. bei der Konstruktion von Lokomotiven erhebliche Vorteile.Since the dimensions of the pipe section are essentially determined by the condition are determined to be either about a quarter or three quarters of the wavelength of the sound should correspond to the maximum intensity, results in addition to the acoustic advantages due to the curved design according to the invention of the two Embodiments significantly reduce the size of the muffler. This reduction offers z. B. in the construction of locomotives significant Advantages.

F i g. 3 gibt in rein schematischer und skizzenhafter Darstellung qualitativ als Ordinate die Schallenergie in Dezibel (db) in Abhängigkeit von der Frequenz für einen Schalldämpfer nach F i g. 1 wieder. Die als Abszisse aufgetragene Frequenz ist im logarithmischen Maßstab dargestellt. Die Kurve I zeigt die Schallenergie ohne Schalldämpfer, während die Kurve II die Wirkung der Resonanzkammer 2 verdeutlicht.F i g. 3 gives a purely schematic and sketchy representation qualitatively as the ordinate the sound energy in decibels (db) as a function of the Frequency for a silencer according to FIG. 1 again. The one plotted as the abscissa Frequency is shown on a logarithmic scale. Curve I shows the sound energy without a silencer, while curve II illustrates the effect of the resonance chamber 2.

In der Kurve II ist eine der durch die »Schalldurchgänge« hervorgerufenen Geräuschspitzen S eingetragen, wie sie bei der Verwendung von Resonatoren zur Dämpfung des Schalls in strömenden Gasen auftreten. Durch die Anwendung der in der Nähe der Resonatoröffnungen 5 vorhandenen, miteinander einen Winkel von etwa 90° bildenden Krümmungen 6 und 7 im Rohrstück 1 lassen sich die »Schalldurchgänge« wirksam unterdrücken, wie schematisch in Kurve II durch einen Vergleich der Spitze a für einen Resonator ohne Rohrkrümmungen mit der kleineren Erhöhung b für einen Resonator mit Rohrkrümmungen veranschaulicht wird. Die zusätzliche Wirkung des Schall absorbierenden Materials verdeutlicht die nochmalige Dämpfung auf den Kurvenverlauf c innerhalb der »Schalldurchgangs«-Spitzen.Curve II shows one of the noise peaks S caused by the "sound passages", as they occur when using resonators to dampen the sound in flowing gases. By using the curvatures 6 and 7 in the pipe section 1 , which are present in the vicinity of the resonator openings 5 and form an angle of approximately 90 ° with one another, the "sound passages" can be effectively suppressed, as shown schematically in curve II by comparing the tip a for a resonator without pipe bends with the smaller increase b for a resonator with pipe bends. The additional effect of the sound-absorbing material illustrates the repeated damping on the curve shape c within the »sound passage« peaks.

In F i g. 4 zeigt die Kurve I wieder den Lärmpegel des ungedämpften Auspuffs, Kurve II die Wirkung des Resonators 17, Kurve III die Schalldämpfung infolge der Krümmungen 15 und 16 und die Kurve IV schließlich die Gesamtwirkung eines Schalldämpfers nach F i g. 2, wobei die zwischen IH und IV erzielte Lärmmilderung auf der Wirkung der Expansionskammer 12 beruht. Neben zwei relativen Lärmspitzen S der »Schalldurchgänge«, die ebenfalls wieder durch die Krümmungen 15, 16 des Rohrstücks 14 gedämpft werden (Verlauf a für ein ungekrümmtes Rohrstück und Verlauf b für ein erfindungsgemäß doppelt gekrümmtes Rohrstück 14) ist in F i g. 2 noch ein Nebenmaximum R des Schalls eingetragen. Es beruht auf Resonanzschwingungen, die als Eigenschwingungen -des Rohrstücks 14 auftreten können, wenn dieses überall längs seines Umfangs die gleiche Länge hat. Durch die trompetentrichterartige Einströmöffnung 13 und die Krümmungen 15,16 gelingt es, diese Resonanzspitze abzuschwächen.In Fig. 4 shows the curve I again the noise level of the undamped exhaust, curve II the effect of the resonator 17, curve III the sound attenuation due to the curvatures 15 and 16 and curve IV finally the overall effect of a silencer according to FIG. 2, the noise reduction achieved between IH and IV being based on the action of the expansion chamber 12. In addition to two relative noise peaks S of the "sound passages", which are also attenuated again by the curvatures 15, 16 of the pipe section 14 (course a for an uncurved pipe section and course b for a pipe section 14 that is doubly curved according to the invention), FIG. 2 also entered a secondary maximum R of the sound. It is based on resonance vibrations that can occur as natural vibrations of the pipe section 14 if this has the same length everywhere along its circumference. The trumpet funnel-like inflow opening 13 and the curvatures 15, 16 make it possible to weaken this resonance peak.

Claims

Claims: 1. Exhaust silencer, in particular for diesel locomotives, with at least two successively connected damping chambers, which are connected to one another via a pipe section provided with at least one bend, which is acoustically coupled to at least one resonance chamber via several openings provided with pipe sockets, one behind the other in the direction of flow, thereby denotes that the pipe section (1, 14) apart from in a manner known per se before and after the acoustic coupling points (5, 18) of the last resonance chamber (3, 17) each has a curvature (6, 7; 15, 16) of has more than 70 °, the planes of curvature defined by two sections of the pipe section (1,14) forming an angle of approximately 90 ° with one another.

2. Exhaust silencer according to claim 1, wherein the, seen in the direction of flow, first chamber is an expansion chamber, while the subsequent chamber is a resonance chamber, characterized in that the pipe section (14) in the expansion chamber (12) at least one obliquely to the direction of flow Has gases in the pipe section (14) running in the form of a trumpet funnel inlet opening (13) . Documents considered: German Patent Specifications No. 732 345, 969 092; German Auslegeschrift No. 1069 946; U.S. Patent Nos. 2,070,543, 2,277,132, 2516948.