DE1476625A1 - Auspuffgeraeuschdaempfer,insbesondere fuer Viertakt-Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Auspuff-gerduschdämpfer, insbesondere für Viertakt- Verbrennungsmotoren, mit mehreren hintereinanderliegenden Kammern und mindestens zwei die Kammern verbindenden und mit Öffnungen versehenen Abgasrohren: Es sind bereits verschiedene Ausführungen von Auspuffgeräuschdämpfern dieser Art bekannt geworden, u, a, daß der Gesamtquerschnitt der Öffnung des Einlaufrohres in den nacheinanderfolgenden Kammern sich abwechselnd vergrößert und verkleinert und daß beim Auslaufrohr die jeweils umgekehrte Reihenfolge besteht und daß bei weiteren die Kammern verbindenden Zweigrohren die Öffnungen im Bereich der Kammerngleichbleibende Gesamtquerschnitte aufweisen, Die im Dämpfer befindlichen Enden des Ein-und Auslaufrohres sowie der Zweigrohre sind geschlossen, so daß die Abgase nur durch die am Rohrumfang befindlichen Öffnungen ein- oder ausströmen können, Diese Ausführung hat den Nachteil, daß durch den angestrebten breiten Dämpfungsbereich ein höherer Abgasgegendruck eintritt und 'zur Vermeidung desselben das Dämpfungsvolttmen beträchtlich vergrößert werden muß, Die Folge davon ist, ein Mehraufwand an Material und Fertigungezeit und ein erhöhtes Gewicht des Auspuffgeräuschdämpfers. Außerdem wird die Größe des Dämpfers meistens durch die räumlichen Verhältnisse am Fahrzeug beeinflußt, so daß es oftmals nicht möglich ist, das erforderliche Volumen zu erreichen, Es muß daher zu Fasten der Leistung und der Dämpfung eine Kompromißlösung getroffen werden; Des weiteren ist ein Auspuffgeräuschdämpfer bekannt, der aus zwei Kammern besteht, die ein Id(ngenverhältnis von L,1 s L2- 1983't aufweisen, Das $inlaufrohr durchdringt die vordere Kam±eie UM ist in diesem Bereich mit Öffnungen und einer Einschnürtüzg ver- sehen und mündet in die hintere Kammer eine Das Auslaufrohr ist an die hintere Kammer angeschlossen, Dieser Auspuffgeräusohdämpfer hat den Nachteil, daß eine wirksame Dämpfung über den gesamten Frequensbereioh nicht eintritt, sondern sich nur auf einen Teil desselben beschränkte Die Erfindung bezweck, die vorliegenden Unvollkommenheiten zu beseitigen, indem durch eine spezielle Kombination an sich be-

  kannter akustischer Filter bei kleinem Dämpfungsvolumen und

  geringem Abgasgegendruck eine optimale Dämpfung erreicht wird

  insbesondere solcher Geräusche, deren Geräuschpegel von Kom-

  ponenten im Bereich der Auspuffgrundfrequenz bestimmt werden,

  Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die

  hintereinanderliegenden Kammern unterschiedliche Volumen auf-

  weisen, die zueinander in einem Verhältnis von

  V k1 : V k2 : vk3 1*8 : 1 : 1a6 und

  Y k3 : Y k4 : Vg5 148 : 1 : 106

  Hierin bedeuten:

  V k1 Volumen der Kammer am Abgaseintritt,

  die Numerierumg des Indexes erfolgt vom Abgaseintritt

  in Richtung Abgasaustritt.

  Das Ein- und Auslaufrohr durchdringen die Kammern und sind der-

  art gegeneinander versetzt angeordnet und finit Öffnungen ver-

  sehen, daß der Auspuffgeräuschdämpfer außer einen Reihenfilter

  mindestens ja ein Abzweigfilter und einen Helmholtz-Resonator

  aufweist.

  Die Gesamtfläche der Öffnungen eines Abzweigfilters bzwo der

  Öffnungen am Ein- oder Auslaufrohr aller Reihenfilter ist

  nicht größer als der zugehörige Rohrquerschnitt zu bemessen,

  vorzugsweise halb so@groß. Vorteilhaft ist es: die am Umfang

  dieser Rohre angeordneten Öffnungen mit gleichem Durchtritts-

  querschnitt auszuführen,

  Des Weiteren ist es zweckmäßig, daß die Quersehnittsfläche des

  Resonatorbodens, in den das Ein- oder Auslaufrohr mündet,.

  nicht mehr als das Zehnfache der Querschnittsfläche des dazu

  gehörigen,Rohres beträgt und daß sich die Länge, Höhe und

  Breite der Resonatorkammer in dem Verhältnis 1*7 : 1 bis

  1 : 147 bewegen,

  Es'liegt durchaus im Bereich der Möglichkeit, wie,bereits be-

  kannt weitere Rohre, sogenannte Zwischenrohre zu verwenden, Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und beschrieben.
• In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 -- 3 im Iängsachnitt einige Ausführungsbeispiele des Auspuffgeräuschdämpfers Fig, 4 einen Auspuffgeräuschdämpfer nach Fig, 1 mit einem zusätzlichen Zwischenrohr Fige 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Auspuffgeräuschdämpfers mit einem Zwischenrohr, In der Fig, 1 -4 ist ein Auspuffgeräuschdämpfer gezeigt, des- sen Innenraum durch die Böden 6 in die Kammern 1, 2, 3, 4 unterteilt ist, deren Volumen ein Verhältnis von V k1 : Vk s Vk3 198 : 1 : 106 ' V k3 # V k4 1.8 z 1 aufweist, Gemäß Fig, 1 weist der erfindungsgemäße Auspuffgeräuschdämpfer verschiedene Dämpfungssysteme auf und, zwar ein Abzweigfilter Kammer 1, zwei Reihenfilter = Kammer 2,3 und-einen Helmholtz-" Resonator = Kammer 40 Das Einlaufrohr 7 durchquert die Kammern 1, 2, 3 und mündet in die Kammer 4 eine Das Auslaufrohr 8 durchdringt die Kam- mern 2,3,4 und ist innerhalb der Kammern 2,3 mit Öffnungen 10 versehen, die am Umfang des Auslaufrohres 8 angebraoht sind. Das in der Kammer 2 befindliche 3nde des Auslaufrohres 8 liegt an den die Kammern 1 und 2 trennenden Boden 6 an, Das Einlauf- rohr 7 ist im Bereich der Hammer 1 mit Öffnungen 9 und in den Kammern 2, 3 mit Öffnungen 10 versehen, 11 ist die Öffnung am Ende des Einlaufrohres 6 bezeichnst, das mit der Kammer 4 in Verbindung steht, Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 10 des Auslaufrohres 8 bzwe des $inlaufrohres 7 ist kleiner als der dazugehörige Rohrquerschnitt, vorzugsweise halb so groß ausgebildet, Dasselbe trifft auch für die Öffnungen 9 zu. Die Abgase strömen durch die Öffnungen 10 aus dem Einlaufrohr 7 in die Kammern 2,3 und treten durch die Öffnungen 10 in das Auslaufrohr 8 ein. Des weiteren gelangen Abgase durch die Öffnungen 9 in die Kammer 1 und durch die Öffnung 11 in die Kammer 4.
• Die Länge, Breite und Höhe der Kammer 4 des Helmholtz- Resonators ist in dem Verhältnis 1.7 : 1 bis : 1.7 ausgeführt.
• Der zwischen Kammer 3 und 4 befindliche Boden 6 des Resonators hat eine Querschnittsfläche, die nicht größer ist als das Zehnfache des in dem Boden 6 einmündenden Einlaufrohres 7.
• Die beschriebene Anordnung akustischer Filter und deren genaue Abstimmung auf die Frequenzspektren der "zu dämpfenden Geräusche, ermöglicht außer der Tiefpaßwirkung der bisher bekannten Systeme, eine Hochpal3wirkung# deren Grenzfrequenz oberhalb der Auspuffgrundfrequenz liegt.
• Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Auslaufrohr 8 nur die Kammern 394 durchdringt und mit der Öffnung 12 .in die Kammer 2 einmündet und in der Kammer 3 die Öffnungen 9 aufweist. Desgleichen ist das Einlaufrohr 7 im Bereich der Kammer 1 mit den Öffnungen 9 und innerhalb der Kammer 2 mit den Öffnungen 10 versehen.
• Die Abgase gelangen durch die Öffnungen 9 in die Kammer 1 und durch die Öffnung 10 in die Kammer 4, sowie durch-die Öffnung 10 in die Kammer 2, von wo sie durch die Öffnung 12 in das Auslaufrohr 8 eintreten. Ein Teil der in den Auslaufrohr 8 befindlichen Abgase treten durch die Öffnung 9 in die Kammer 3 ein. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß im Gegensatz zur Fig. 1 die Kammer 3 und das mit Öffnungen 9 versehene Auslaufrohr 8 als Abzweigfilter wirkt,.
• Fig. 3 zeigt im Prinzip einen Auspuffgeräuschdämpfer nach Fig. 2, bei dem das Einlaufrohr 7 im Bereich der Kammer 1 mit Öffnungen 9 und innerhalb der Kammer 3 mit Öffnungen 10 versehen ist, Die Abgase strömen durch die Öffnungen 10 des Einlaufrohres 7 in die Kammer 3 und treten in das Auslaufrohr 8 durch die Öffnungen 10 ein und gelangen zum Teil durch die Öffnung 12 in die Entgegen der Fig, 2 wirkt die Kammer 2 mit der Öffnung 11 des Auslaufrohres 8 als Helmholtz-Resonator.
• Die Fis, 4 zeigt einen Auepuffgeräuschdämpfer nach Fig. 1, jedoch mit einem zusätzlichen Zwischenrohr 13, das die Kammern 2,,3 durchdringt und an die beiderseitig angrenzenden Boden 5 anliegt, Das Zwischenrohr 13 ist innerhalb der Kammern 2,3 mit Öffnungen 14 versehen, Gegenüber der Fig. 1 entfallen am Einlaufrohr 7 innerhalb der Kammer 2 die Öffnungen 10, Das gleiche gilt für die Öffnungen 10 am Auslaufrohr 8 innerhalb der Kammer 3, Die Abgase treten daher in der Kammer 3 vom Einlaufrohr 7 zum Zwischenrohr 13 und in der Kammer 2 vom Zwischenrohr 13 zum Aus. laufrohr 8 über, Mit der Anordnung weiterer Rohre, sogenannte Zwischenrohre 13 im Bereich der Reihenfilter, tritt eine zusätzliche Wirbelung der Abgase ein, wodurch ausgeprägte Resonanzen im oberen Prequenzgebiet durch die Schallbeugung verwischt werden, Gemäß Fig, 5 ist ein Ausführungsbeispiel mit fünf hIntereinanderliegenden Kammern und zusätzlichen Zwischenrohr gezeigt, Das Einlaufrohr 7 durchdringt die Kammern 1,2,3 und mündet in die Kammer 4 und ist innerhalb der Kammer 1, mit Öffnungen 9 und in der Kammer 3 mit Öffnungen 10 versehen, Die Kammern 2! 3v 49 5 werden vom Auslaufrohr 8 durchquert, das 3n der Kammer 2 die Öffnungen 10 aufweist, Das Zwischenrohr 13 durchdringt die Kammern 2,3,4 und mündet in die Kammer 5, Im Bereich der-Kammern 2,3 ist das Zwischenrohr 13 mit Öffnungen 15 versehen und die Öffnung 15 steht mit der Kammer 5 in Verbindung, Aus dem Einlaufrohr 7 treten die Abgase teilweise durch die Öffnungen 10 in die Kammer 3 ein und durchströmen nach Eintritt in die Öffnungen 15 das Zwischenrohr 13 und gen in die Kammer 2, von wo die Abgase durch die Öffnungen 10 ins Auslauf-rohr 8 eintreten. Bin weiterer Teil der Abgase strömt durch die Öffnungen 9 in die Kammer 1, durch die Öffnung 1'i in die Kammer 4 und durch die Öffnung 15 in die Kammer 5, Hierbei wirkt die Kam-mer 1 als Abzweigfilter, die Kammern 2!3 als Reihenfilter und die Kammern 4 und 5 als lielmhbltz-Reaonator. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, den Mantel 16 des Auspuffgeräuschdämpfers sowie das aus Ein-und Auslaufrohr 7g8 und Zwischenrohr 13 bestehende Rohrsystem aus gepreßten Schalenhälften zu fertigene

Claims (1)

1. Patentansprüchez 1, Auspuffgeräuschdämpfer, insbesondere für Viertakt- Verbrennungs- motoren mit mehreren hintereinanderliegenden Kammern und min- destens zwei die Kammern verbindenden und mit Öffnungen ver- sehenen Abgasrohren, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung Abgasaustritt die Kamern (1,2,3,4 ...) ein Volumenverhältnis von V k1 ; V k2 z V k3 1,8 : 1 : 1.6 `` Vk3 z V k4 : V k5 1o8 : 1 i 1.6, usw, aufweiseng und daß die Kammern (1,2,3,4 ...) durchdringende Ein- und Auslaufrohr (7,8) derart gegeneinander versetzt ange- ordnet und mit Öffnungen (9, 10, 11, 12) versehen sind, daß außer einem Reihenfilter mindestens je ein Abzweigfilter und ein Helmbolts-Resonator vorhanden ist und daß der Gesamtquer- schnitt der Öffnungen (9) des Abzweigfilters bzw, der Öffnungen (10) am Ein- bzw.-Auslaufrohr (7,8) aller Reihenfilter nicht größer ist als der Querschnitt des dazugehörigen Rohres, vorzugsweise halb so groß und daß der Resonatorboden nicht größer ist als das Zehnfaohe der Querschnittsflä.che des in den Boden(6)o'inmün- denden Bin- und Auslaufrohres (7,8) und daß sich lange, INhe und Breite der Resonatorkammer in dem Verhältnis 1,7 z1 bis 1 : 1.7 bewegt. 2. Auspuffgeräuschdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kammern mit Öffnungen (14,15) versehene Zwischenrohre (13),angeordnet binde 3, Auspuffgeräuschdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Ein- und Auslaufrohr (7,8) und Zwischen- rohr (13) bestehende Rohrsystem aus Schalenhälften besteht.