DE1576753A1

DE1576753A1 - Abgas- und Schalldaempferanlage

Info

Publication number: DE1576753A1
Application number: DE19671576753
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boysen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-11
Filing date: 1967-10-11
Publication date: 1970-03-19

Description

"Abgas- und Schalldämpferanlage" Bei Brennkraftmaschinen mit- plötzlicher Entspannung der Abgase ergeben sich infolge der entstehenden, durch die Auspuffleitungen vorwärtsschreitenden steilen Druckfronten besondere Schwierigkeiten hinsichtlich der Schalldämpfung. Dies gilt insbesondere für Kreiskolbenmotoren(etwa der Wankel-NSU-BauarOmit zwei oder mehr Scheiben, bei denen die Auslaßquerschnitte in der Regel besonders schnell geöffnet werden. plan hat daher dieser Erscheinung dadurch zu begegnen versucht, daß man, wie dieses auch sonst bei Brennkraftmaschinen bekannt ist, einen Vorschalldämpfer, einen Hauptschalldämpfer und wahlweise einen Nachschalldämpfer anordnete. Es ist ferner an sich bekannt, bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen die Zylinder gruppenweise je an eine besondere Auslaßleitung anzuschließen und diese Auslaßleitungen in einem Schalldämpfer zusammenzuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß alle diese Maßnahmen bei Zwei-oder Mehrscheiben-Kreiskolbenmotoren zu keinem befriedigenden Ergebnis führen. Insbesondere wird die Leistung durch Einbrüche in bestimmten frequenzabhängigen Bereichen der angestrebten Charakteristik beeinflußt.
Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, diese nachteiligen Erscheinungen zu beheben. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß bei gesondert -on der -Maschine abführenden Abgasleitungen sich die Abgasleitungssysteme wirkungsmäßig getrennt oder im wesentlichen getrennt mindestens über die beiden genannten hintereinandergeschalteten Schalldämpfer (Vorschalldämpfer und Hauptschalldämpfer) erstrecken und daß diese Schalldämpfer sowie wahlweise auch der gegebenenfalls vorgesehene Nachschalldämpfer je eine Baueinheit bilden.
Durch eine solche Trennung der beiden Systeme läßt sich die unerwünschte Beeinflussung der Leistungscharakteristik vermeiden. Gleichzeitig kann jedoch der in einem Kraftfahrzeug für die Unterbringung der Schalldämpferanlage zur Verfügung stehende beschränkte Raum durch die Anordnung baulich gemeinsamer Aggregate mindestens zweier Schalldämpferpaare besonders vorteilhaft ausgenutzt werden, so daß sich die gesamte Anlage baulich nicht oder nur verhältnismäßig geringfügig gegenüber einer solchen mit nur einem Leitungssystem vergrößert. Diese Vorteile lassen sich noch dadurch wirkungsvoller gestalten, daß die nebeneinanderliegenden Kammern beider Systeme in gewisser gasaustauschender Verbindung stehen, so daß ein und dieselbe Kammer ihre schalldämpfende Wirkung wechselweise für das eine oder andere System ausübt, ohne jedoch die Unabhängigkeit der Systeme -mindestens bis hinter einen Hauptschalldämpfer - praktisch zu beeinflussen. Auch kann eine solche Querverbindung dazu dienen, den Körperschall vor allem bei hohen Drehzahlen und Frequenzen zu verringern.
Eine besonders vorteilhafte Bauweise eines zusammengebauten Aggregates, z. B. der Vorschalldämpfer zweier Abgasleitungssysteme, besteht darin, daß das Gehäuse einer solchen Schalldämpfereinheit aus zwei einander entsprechenden, vorzugsweise austauschbar gleichen, zwei nebeneinander angeordnete Kammern bildenden Doppel-Halbschalen besteht. Zur Herstellung einer Querverbindung können die die Kammern des Schalldämpfers bildenden Halbschalen in ihrer Trennebene je mit einer Einprägung quer zur Schalldämpferachse versehen sein, derart:, daß im zusammengebauten Zustande der Halbschalen die Einprägungen einen Verbindungskanal bilden, der die nebeneinanderliegenden Kammern der einen Doppelschalldämpfer bildenden Baueinheiten beider Systeme miteinander verbindet.
Vorzugsweise weist der in Abgasstromrichtung zweite Schalldämpfer ,. insbesondere ein Hauptschalldämpfer,. mindestens je eine für jedes Abgasleitungssystem gesonderte Eintrittskammer, die vorzugsweise mit je einem anschließenden Rohr einen Iielm.holtz-Resonator bildet, auf. Der Begriff "Hauptschalldämpfer" soll hierbei allgemein einen dem Vorschalldämpfer nachfolgenden Schalldämpfer bezeichnen, der zwar in der Regel die Hauptdämpfung des Abgasschalles übernimmt, jedoch eine baulich oder wirkungsmäßig gleich große oder gegebenenfalls auch größere Ausführung des Vorschalldämpfers nicht ausschließt.
Die beiden Leitungssysteme können hinter dem Hauptschalldämpfer, gegebenenfalls in einem besonderen Nachschalldämpfer oder auch erst hinter diesem zusammengeführt werden. Eine gemeinsame Absorptionskammer kann vor der Zusammenführung bzw. vor der getrennten Abführung der Leitungssysteme ins Freie vorgesehen sein. Auch kann der. Nachschalldämpfer mit dem Hauptschalldämpfer bzw. der Hauptschalldämpfereinheit baulich verbunden oder mit ihm zu einem Bauaggregat vereinigt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung -von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung mit Vorscha3ldämpfer, Hauptschalldämpfer und Nachschalldämpfer, teilweise im Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Hauptschalldämpfers und Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Hauptschalldämpfers.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind mit 10 und 11 von einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Zweischeiben-

od. dgl.

Kreiskolbenmotor, und zwar von je einer Kreiskolbenscheibe/ge-

trennt abgeführte Abgasleitungen bezeichnet, die zunächst zu einer Vorschalldämpfereinheit 12 und hiernach über weitere Abgasleitungen 13 und 14 zu einem z. B. quer im Fahrzeug angeordneten Haupt-Schalldämpfer 15 führen, aus dem die Abgase mittels gebogener Rohre 16 und 17 einem Nachschalldämpfer 18 zu- und durch diesen hindurch sowie mittels der Endrohre 19 und 20 ins Freie abgeleitet werden. Der Vorschalldämpfer 12 besteht, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, im wesentlichen aus zwei Doppelschalen 21 und 22, die je die Halbschalenpaare 21a, 21b bzw. 22a, 22b und gemeinsam den Außenmantel des Vorschalldämpfers (Vorschalldämpfereinheit) 12 bilden.
Jede der durch die beiden Doppelhalbschalen umschlossenen Kammern 23 und 24 wird von den durchlochten Rohren 25 und 26 der Abgas-

je

leitungen durchsetzt, wobei/eine gelochte Querwand 27 vorgesehen

sein kann, die eine mit Steinwolle od. dgl. gefüllte Absorptionskammer 28 von der Kammer 23 bzw. 24 abtrennt. Beide Doppelschalen 21 und 22 sind durch Außenflansche 29 und 30 sowie durch Mittelflansche 31 gasdicht verbunden. Die Mittelflansche 31 weisen jedoch in ihrem mittleren Teil Ausbuchtungen 32 auf; die gemeinsam eine Querverbindung 33 zwischen den beiden Kammern 23 und 24 herstellen.
Der Hauptschalldämpfer 15 ist durch eine Querwand 34 in zwei Kammern 35 und 36 unterteilt, in die die Abgasrohre 13 und 14 mit gebogenen und z. B. nach Art von Traufen, gelochten Blenden od. dgl. ausgebildeten Endabschnitten 13a, 14a einmünden und die mit Absorptionsmänteln 37, 38 und schalldämmenden Abschlußwänden 39 versehen sind. Sie bilden mit den nachfolgenden Rohrleitungen 16, 17 IIelmholtzsche Resonatoren. Der Außenmantel 40 des Schalldämpfers kann mit einer schallisolierenden Schicht 40a, z. B. aus Asbest, versehen sein.
Der Nachschalldämpfer 18 ist einerseits durch die Rohre 16,17 und andererseits durch eine Verbindungslasche 41 mit dem Iiauptschalldämpfer, diesem parallel benachbart, verbunden, so daß beide Schalldämpfer als Einheit oder auch einzeln montierbar sind. Die Abgasleitungen sind mittels durchlochter Rohre 42,43 durch den Schalldämpfer hindurchgeführt, der eine beiden Leitungssystemen gemeinsame, z. B. mit Steinwolle od. dgl. Schallschluckstoff gefüllte Absorptionskammer 44 bildet. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Hauptschalldämpfers 115 dargestellt. Derselbe ist z. B. wieder quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges im Heck desselben untergebracht, weist ein z. B; aus zwei End-

wänden 140a und and eiilem Außenm; i .:cl 140 zusammengesetztes

Gehäuse auf, dessen eine hohle Endwand 140b mit Schallschluckstoff gefüllt ist und eine Querwand 134 aufweist, die das Innere des Schalldämpfers in zwei Kammern 135 und 136 unterteilt. In die Kammer 136, die z. B. eine Endkammer bildet, ist die Abgas-Verbindungsleitung 114 mittels eines gebogenen Endes 114a eingeführt. Die Enden der Rohre 114a, 113a können wieder in an sich bekannter Weise als mit Löchern versehene Blenden oder Traufen ausgebildet sein, und die Kammern 135, 136 werden z. B. wieder von Absorptionsmänteln 137, 13'8 umschlossen.
Die Abgase werden aus der Kammer 135 durch ein Rohr 116 und aus der Kammer 136 durch ein Rohr 117, welches die Kammer 135, ohne mit dieser Verbindung zu haben, durchsetzt, abgeleitet. Die beiden Rohre 116 und 117 durchsetzen als gelochte Rohre 116a, 117a eine reit Absorptionsmaterial gefüllte gemeinsame Kammer 144, die durch eine Querwand 145 von de der Kammer 135 getrennt ist. An die Rohre 116a und 117a schließen sich .
die Endleitungen 119 bzw. 120 der beiden Abgasleitungssysteme an, die z. B. selbständig ins Freie führen oder sich vor der Ausmündung ins Freie vereinigen.
Die Kammer 135 bildet zusammen mit dem Rohr 116, die Kammer 136 zusammen mit dem Rohr 117 jeweils einen Helmholtzschen Resonator. Da die Absorptionskammer 144 beiden Leitungssystemen gemeinsam ist, wird zwischen den Rohren 116a und 117a eine Querverbindung über das Absorptionsmaterial hergestellt.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform eines mit einem Nachschalldämpfer kombinierten Iiauptschalldämpfers 1162 schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Während der in Fig. 4 rechte Teil des Schalldämpfers mit den Kammern 135 und 136 . und den Zuleitungen 113a und 114a grundsätzlich dem vorherigen Ausführungsbeispiel entspricht, weist die in Fig. 4 linke Hälfte des Schalldämpfers eine andere Ausführung auf. Die beiden Rohre 216 und 217 münden hierbei in eine Kammer 246 ein, in der sich die beiden Abgasströme miteinander vereinigen. Dieser Kammer 246 ist eine Absorptionskammer 244 nachgeschaltet, welche von dem in diesem Falle gemeinsamen Abgasauslaßrohr 247 durchsetzt wird, das innerhalb der Absorptionskammer als gelochtes Rohr ausgebildet ist, so daß die Abgase durch die Löcher mit der mit dem Absorptionsmaterial gefüllten Kammer in Verbindung stehen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können die einzelnen Schalldämpfereinheiten auch in anderer Weise ausgestaltet sein. So kann beispielsweise der Vorschalldämpfer einen für beide Abgasleitungssysteme gemeinsamen Mantel mit einheitlichem runden oder sonstigen Querschnitt aufweisen und durch eine oder mehrere Querwände derart unterteilt sein, daß z. B. eine vordere Kammer mit dem einen, eine hintere Kammer mit dem anderen Leitungssystem durch Öffnungen verbunden ist. Die Querverbindung zwischen den beiden Systemen im Bereiche des Vorschalldämpfers kann fehlen oder statt im Vorschalldämpfer selbst hinter oder - vorzugsweise- vor demselben angeordnet sein.

Claims

Ansprüche: 1. Abgas- und Schalldämpferanlage, insbesondere für Mehrscheiben-Kreiskolbenmaschinen, mit mindestens zwei hintereinandergeschalteten Schalldämpfern, vorzugsweise einem Vorschalldämpfer und einem Hauptschalldämpfer sowie wahlweise einem Nachschalldämpfer, und gesondert von der Maschine abführenden Abgasleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abgasleitungssysteme wirkungsmäßig getrennt oder im wesentlichen getrennt mindestens über die beiden genannten hintereinandergeschalteten Schalldämpfer (Vorschalldämpfer und Hauptschalldämpfer) erstrecken und daß diese Schalldämpfer sowie wahlweise auch der gegebenenfalls vorgesehene Nachschalldämpfer je eine Baueinheit bilden.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mindestens einer der Schalldämpferbaueinheiten, insbesondere eines Vorschalldämpfers, aus zwei einander entsprechenden, vorzugsweise austauschbar gleichen, zwei nebeneinander angeordnete Kammern bildenden Doppel-Halbschalen besteht.
3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die z. B. durch Doppel-Halbschalen gebildeten nebeneinander angeordneten Kammern der beiden Abgasleitungssysteme in Längsrichtung je von einer Abgasleitung durchsetzt werden, welche -z: B. durch Perforierung - mit dem Kammerinnern verbunden ist und die nebeneinanderliegenden Kammern beider Abgasleitungssysteme in gasaustauschender Verbindung stehen.
4. Anlage nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammern des Schalldämpfers bildenden Halbschalen in ihrer Trennebene je mit einer Einprägung quer zur Schalldärnpferachse versehen sind, derart, daß im zusammengebauten Zustande der Halbschalen die Einprägungen einen Verbindungskanal bilden, der die nebeneinanderliegenden Kammern der einen Doppelschalldämpfer bildenden Baueinheiten beider Systeme miteinander verbindet.
5. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der. in Abgasstromrichtung zweite Schalldämpfer (Hauptschalldämpfer) mindestens je eine für jedes Abgasleitungssystem gesonderte Eintrittskammer, die vorzugsweise mit je einem anschließenden Rohr einen Helmholtz-Resonator bildet, aufweist. 64 Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalldämpfer (Hauptschalldämpfer) eine gemeinsame nachfolgende Absorptionskammer aufweist. 7. Anlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nachschalldämpfer, in den die wirkungsmäßig getrennten Abgasleitungen des vorhergehenden Schalldämpfers (Hauptschalldämpfers) einmünden, mit diesem vorangehenden Schalldämpfer ein baulich gemeinsames Aggregat bildet: B. Anlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachschalldämpfer von den wirkungsmäßig getrennten Abgasleitungen durchsetzt wird und eine oder mehrere mit beiden Leitungen verbundene Absorptionskammern aufweist. 9. Anlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachschalldämpfer eine gemeinsame Abgassammelkammer aufweist, in die die wirkungsmäßig getrennten Abgasleitungen einmünden. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgas-Sammelkammer eine oder mehrere Kammern, insbesondere Absorptionskammern, folgen, die von einer gemeinsamen, die Abgase beider Abgasleitungssysteme aufnehmenden, insbesondere gelochten Rohrleitung durchsetzt sind. 11. Anlage nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vorangehende Schalldämpfer (Hauptschalldämpfer) und der Nach-Schalldämpfer parallel nebeneinander angeordnet sind, wobei z. B. der Nachschalldämpfer mit dem vorangehenden Schalldämpfer an einem Ende mittels einer Lasche, am anderen Ende mittels der gebogenen Rohrleitungen verbunden ist. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskammern des vorangehenden Schalldämpfers (Hauptschalldämpfers) beiderseits der etwa mittig und senkrecht bzw. mit gebogenen Rohrenden in denselben einmündenden gesonderten, insbesondere von Vorschalldämpfern kommenden Abgasleitungen angeordnet sind.