DE1942084A1

DE1942084A1 - Silencer for pulsating flow, especially for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1942084A1
Application number: DE19691942084
Authority: DE
Inventors: Helmut Voelk
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1969-08-19
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1971-02-25

Description

B e s c h r e i b u n g Schalldämpfer für pulsierende Strömung? insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Kraftfahrzeuge. D e c e r i n g e Silencer for pulsating flow? in particular for internal combustion engines The invention relates to a silencer for motor vehicles.

Die Schallwellenenergie einer pulsierenden Strömung läßt sich in bekannter Weise auf die verschiedensten Arten wie Absorption, Reflexion, Spiegelung und Interferenz entziehen. Im Eraftfahrzeugbau.gibt es heute kaum eine Schalldämpfungsanlage, die sich nur eines dieser Systeme bedient. Meist findet man eine Eombination aus Relmholtz-Resonatoren und Absorptionsfiltern, sei es in einem gemeinsamen Dopf oder aber in getrennten Einheiten in Serie geschaltet.The sound wave energy of a pulsating flow can be known in In a variety of ways such as absorption, reflection, reflection and interference revoke. In the automotive industry today there is hardly a soundproofing system that only uses one of these systems. Mostly one finds a combination of Relmholtz resonators and absorption filters, be it in a common pot or in separate ones Units connected in series.

Ein Helmholtz-Resonator bewirkt durch wiederhite Reflexion eine Schalldämpfung, indem Kammern durch Verbindungsrohre hintereinandergeschaltet werden. Die hier zur Schalldämpfung benötigten akustischen Bausteine können in Analogie zu elektrischen Resonanzmöglichkeiten dargestellt werden. Einer elektrischen Kapazität entspricht hierbei eine (akustische) Kammer und einer elektrischen Induktivität ein Verbindungsrohr. Diese Analogie ist aufgrund der ähnlich gestalteten elektrischen und akustischen Wellengleichung möglich.A Helmholtz resonator causes sound attenuation through repeated reflection, by connecting chambers one behind the other through connecting pipes. The one here for Sound attenuation needed acoustic building blocks can be analogous to electrical ones Opportunities for resonance are shown. Corresponds to an electrical capacitance here an (acoustic) chamber and an electrical inductance a connecting pipe. This analogy is due to the similarly designed electrical and acoustic Wave equation possible.

Bei einem Äbsorptionsdämpfer beruht die Schalldämpfung auf der Schallschluckung poröser Stoffe.In the case of an absorption damper, the sound attenuation is based on the sound absorption porous substances.

Das Absorptionsfilter ilbernimmt fast ausschließlich die Dämpfung der höchsten Frequenzen, die Resonanz-Kammer arbeitet meist als Tiefpaßfilter. Diese Kombination ist sehr günstig, da ein mögiichst breitbandigeg, brauchbares Absorptionsfilter zu unhandliche Dimensionen für den Kraftfahrzeugbau ergibt und bei Ru so nanzfiltern mit der Abstimmung auf einen größeren Frequenzbereich der innere Widerstand des Dämpfers und somit der Leistungsverlust dieser Anlagen zu stark anwächst.The absorption filter almost exclusively takes over the damping of the highest frequencies, the resonance chamber usually works as a low-pass filter. These The combination is very favorable, since it is an absorption filter that can be used as broadly as possible too unwieldy dimensions for the automotive industry and so nanzfiltern with ruin with tuning to a larger frequency range the inner one Resistance of the damper and thus the power loss of these systems increases too much.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Schalldämpfer, der ebenfalls als wesentliche Schalldämpfungselemente Helmholtz-Resonatoren (Reihenfilter) und Absorptionsfilter enthält. In Fig.The object of the invention is a muffler, which also as essential soundproofing elements Helmholtz resonators (series filters) and Contains absorption filter. In Fig.

1, 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.1, 2 and 3 an embodiment is shown.

Der Helmholtz-Resonator besteht aus den Kammern 1 und den Verbindungsrohren 2, die nach den Gesetzen der Resonansdämpfung in ihren Abmessungen aufsden erwünschten Effekt eines akustischen Tiefpaßfilters abgestimmt sind. Besonders zu erwähren ist bei der hier beschriebenen Ausführung das große Verhältnis von Kammer- zu Rohrquerschnittsfläche, welches sich dämpfungssteigernd auswirkt. Durch die neue dreifache Führung der Verbindungsrohre 2 mittels der Konsolen 3 und Deckel 4 wird die Betriebssicherheit des Schalldämpfers gegenüber dem Abreißen der Verbindungsrohre wesentlich erhöht. Durch die besondere Formung der Deckel, welche die einzelnen Kammern voneinander trennen, und Konsolen wird eine Dämpfung des Körperschalls in diesem Bereich erzielt. Der freie Raum innerhalb der Konsolen nimmt Absorptionsmaterial 5 auf. Die Verbindungsrohre werden daher perforiert, um eine genügende Absorptionsdämpfung zu ermöglichen.The Helmholtz resonator consists of the chambers 1 and the connecting pipes 2, which according to the laws of resonance damping in their dimensions on the down desired Effect of an acoustic low-pass filter are matched. Particularly worth mentioning in the design described here, the large ratio of chamber to pipe cross-sectional area, which increases the attenuation. Thanks to the new triple guidance of the connecting pipes 2 by means of the consoles 3 and cover 4, the operational reliability of the silencer significantly increased compared to the tearing off of the connecting pipes. Due to the special Forming of the lids that separate the individual chambers and consoles damping of structure-borne noise is achieved in this area. The free space within the console receives absorbent material 5. The connecting pipes are therefore perforated to allow sufficient absorption damping.

Durch die Wahl der Konsolenform wird obendrein noch der Effekt einer "Pan-Flöte" erreicht, welcher darin besteht, daß man durch unterschiedliche Packungstiefen des Absorptionsmaterials senkrecht zur Längrichtung des Verbindungsrohres einen gunstigeren Verlauf des Dampfungsmaßes über einen größeren Frequenzbereich erzielt. Um die Wirksamkeit der Absorptionspackungen besser auszunutzen, können die Verbindungsrohre am Austrittsende zusammengequetscht werden. Die Gase treten dann durch die Perforation 9 in die folgende Kammer über. Durch den dabei entstehenden höheren Gasdruck bzw. durch die geringere Strömnngsgeschwindigkeit wird die Schalldämpfung positiv beeinflußt. Allerdings wird hier der zulässige Leistungsverlust den Gegendruck festlegen Der innere Widerstand wird durch kontraktionsfreie Rohreintritte 6 verringert. Die Ein- bzw. Austrittsöffnungen 7, 8 des Schalldämpfers sind so geformt, daß sich eine Glättung der Schallwellen durch Diffusion ergibt. Bei der im folgenden beschriebenen neuartigen Dämpferlage wird eine Topf schale zur Vermeidung der Wärmeabstrahlung in den Fahrgastraum und des Körperschalls mit Glaswolle 10 isoliert. Dies kann man auch durch ein Luftführungsblech erreichen.The choice of the console shape also creates the effect of a "Pan-Flute", which consists in going through different packing depths of the absorption material perpendicular to the longitudinal direction of the connecting pipe A more favorable course of the attenuation level achieved over a larger frequency range. In order to better utilize the effectiveness of the absorption packs, the connecting pipes are squeezed together at the outlet end. The gases then pass through the perforation 9 into the next chamber. Due to the resulting higher gas pressure or the sound attenuation is positively influenced by the lower flow velocity. However, the permissible power loss will determine the back pressure here Of the internal resistance is reduced by contraction-free pipe inlets 6. The A- or outlet openings 7, 8 of the muffler are shaped so that there is a smoothing which results in sound waves through diffusion. In the case of the novel The damper layer becomes a pot shell to prevent heat from being radiated into the passenger compartment and the structure-borne noise with glass wool 10. This can also be done with an air baffle reach.

Im Bestreben, eine Auspuffanlage so einfach, billig, leicht und leistungsstark wie nur möglich zu bauen, ergab sich erfindungsgemäß eine Einbaulage des Topfes quer zur Fahrtrichtung unterhalb des Fahrer- bzw. beifahrersitzes alsoptimal, wobei der Abgasaustritt unter einem bestimmten Winkel zur Fahrtrichtung nach links oder nach rechts erfolgen kann, was bisher nur bei Sportwagen gebräuchlich ist.Striving to make an exhaust system that simple, cheap, light and powerful to build as possible, according to the invention there was an installation position of the pot transversely to the direction of travel below the driver or front passenger seat as optimal, whereby the exhaust gas outlet at a certain angle to the direction of travel to the left or can be done to the right, which has so far only been used in sports cars.

Durch diese Einbaulage ergeben sich eine Reihe von erheblichen Vorteilen. Das lange, kostspielige über die Hinterachse geführte Rohr entfällt; die Ausführung der Mulde 11 unter den vorderen Sitzen zur Aufnahme des Topfes ergibt eine Versteifung der Ruerträgerkonstruktion; die Nähe des im vorderen Teil des Eraftfahrzeuges angebrachten Motors vermeidet eine längere Rohrleitung zwischen Motor und Dämpfer, welche aufgrund der Massenträgheit der langen Luftsäule motortechnische Nachteile mit sich bringt, außerdem wird durch die nahe Zotorlage eine höhere Gastemperatur im Dämpfungstopf erreicht, was zur Erhöhung der Betriebssicherheit durch Vermeidung von Kondensbildung mit sich daraus ergebender Korrosion beiträgt; Forderungen an die Länge der vor und hinter dem Schalldämpfungstopf angebrachten Rohre zur Vermeidung von Resonanzen, werden erfüllt; durch das kurze Endrohr wird eine größere Leistung erzielt; Sicherheitsvorschriften, wie z. B. Tank vor der Hinterachse, können besser erfüllt werden.This installation position results in a number of significant advantages. The long, expensive tube running over the rear axle is no longer necessary; execution the trough 11 under the front seats for receiving the pot results in a stiffening the rod support construction; the proximity of the one attached in the front part of the vehicle Motors avoids a longer pipeline between the motor and the damper, which due to the inertia of the long air column has technical disadvantages, In addition, the close proximity to the motor causes a higher gas temperature in the damping pot achieved, which increases operational safety by avoiding the formation of condensation contributes with resulting corrosion; Demands on the length of the front and pipes attached behind the silencer to avoid resonances, are fulfilled; the short tailpipe achieves greater performance; Safety regulations, such as B. Tank in front of the rear axle, can be better met.

Neben den bisher aufgezählten Vorteilen ist noch besonders die leichte und kompakte Gesamtausführung des Schalldämpfers zu betonen, die komplett montagefähig ist.In addition to the advantages listed so far, there is also the slight one in particular and compact overall design of the silencer to emphasize the fully assemblable is.

Claims

A n 5 back

1. Silencer for pulsating flow, especially for ~ v / 3 racing engines, in the form of a series connection of Helmholtz resonators, its perforated Connecting pipes are surrounded with absorption material, characterized in that the connecting pipes (2) of the Helmholtz resonators are mounted in brackets (3) and that the space between the consoles and the connecting pipes with absorbent material (5) is filled out.

2. Silencer according to claim 1, characterized in that the Space between the connecting pipes (2) and consoles (3) a variable packing depth of the absorption material (5) perpendicular to the longitudinal direction of the tube.

3. Silencer according to claim 1, characterized in that the Consoles are perforated.

4. Silencer according to claim 1, characterized in that the The connecting pipes (2) of the Helmholtz resonator are compressed at the outlet end are.

5. Silencer according to claim 1, characterized in that the Consoles (3) are assembled from half-shells or any number of shell parts.

6. Passenger car with a silencer according to claim 1, characterized due to the installation position of the silencer under the driver or front passenger seat.