DE1972340U

DE1972340U - Abgasschalldaempfer fuer brennkraftmaschinen, vorzugsweise fuer im heck von fahrzeugen angeordnete zwei-zylinder-motoren mit getrennten auspuffleitungen.

Info

Publication number: DE1972340U
Application number: DEB55827U
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boysen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-01-10
Filing date: 1964-01-10
Publication date: 1967-11-09

Description

Friedrich Boysen., Stuttgart -Heumaden, Am Sonnenweg 29

"Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen., vorzugsweise für Im Heck von Fahrzeugen angeordnete Zwei-Zylinder-Motoren mit getrennten Auspuffleitungen"

Die Dämpfung der Auspuffgeräusche von ■Verbrennungskraftmaschinen., die im Heck von Fahrzeugen angeordnet sind₅ ist besonders schwierig. Diese Schwierigkeiten sind besonders groß., wenn luftgekühlte Motoren von hoher Leistung und Drehzahl und mit beispielsweise nur zwei Zylindern verwendet werden« Die Abstrahlung der mechanischen Geräusche und der Brenngeräusche bestimmen praktisch in derartigen Fällen den Schallpegel,, so daß die Auspuffgeräusche weit unter dem

beispielsweise

Schallpegel von/82 DIN phon gedämpft werden müssen.

Schallpegelmessungen haben ergeben^ daß die behördlich zugelassenen Pegelwerte bei totaler Dämpfung der Auspuffgeräusche bereits erreicht oder überschritten werden.

fassung

Die Schwierigkeiten liegen weiterhin darin., daß die räumliche Gestaltung der Schalldämpfer infolge stark eingeengter ■■ Diese Untertag₃ (B-aschreibung und Schu^cmspr) ist *

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⁹^ Deutsches Patentamt. Gebrauohsmusterstelle.

Raumverhältnisse in den meisten Fällen unzureichend ist. Diese Tatbestände erfordern unter Berücksichtigung des geforderten Zieles besondere Maßnahmen und Aufwendungen, weil insbesondere die Motorleistung durch Drosselung der Abgasleitungen und Rohre innerhalb des Dämpfungs-Systems nicht beeinträchtigt werden darf.

Die Auslegung des Dämpfungs-Systems ist grundlegend durch die Zündfrequenz des Motors,, durch die aufgezwungene räumliche Gestaltung des Schalldämpfers und nicht zuletzt durch die Charakteristik der bei dem Ausströmvorgang aus den Motorzylindern erfolgenden Schalldruckimpulse bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gute Schalldämpfung über einen großen Motordrehzahlbereich bei geringem Raumbedarf für den Schalldämpfer und ohne ungünstige Beeinflussung der Motorleistung zu erzielen.

Bei Anordnung von zwei vom Motor, vorzugsweise einem Zwei-

/-He ck-ZylindernYIotor, kommenden getrennten Auspuffleitungen, die in je eine Eingangskammer einmünden, deren innere Begrenzungswände eine mit den Eingangskammern verbundene Sammelkammer bilden, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eingangskammern durch ein oder mehrere Rohre miteinander verbunden sind und mit der Sammelkammer in an sich bekannter Weise durch Öffnungen in den Begrenzungswänden und/oder in an sich bei Rohren bekannter Weise durch Öffnungen in dem oder den die Eingangskammern verbin-

denden Rohren in Verbindung stehen, wobei dem aus den Kammern gebildeten Dämpfungssystem, insbesondere der Sammelkammer, eine oder mehrere aus Helmholtz-Resonatoren und/oder aus Absorptionskammern bestehende Dämpfungseinrichtungen nachgeschaltet sind.

Durch die gleichzeitige Hintereinanderschaltung von Dämpfungskammern nach Art Helmholtzscher Resonatoren sowie die Nebenschaltung einzelner Kammern zu anderen Kammern durch die Anordnung gelochter Wände und gelochter Rohre ergibt sich eine gemischte Schaltung im Sinne eines Tiefpaßfilters einerseits und eines Hochpaßfilters andererseits, was einer breitbandigen Dämpfung des Frequenzspektrums entspricht. Durch die Verwendung von Absorptionskammern werden des weiteren die lochfisquenten Druckspitzen, welche sich über die Auspuffleitungen des Motors in den Schalldämpfer fortpflanzen, besonders wirksam gedämpft.

Insgesamt läßt sich dadurch eine besonders vorteilhafte Vereinigung einer wirksamen, gleichmäßigen Schalldämpfung mit guten Leistungsverhältnissen des Motors erreichen.

Wie sich des weiteren in Übereinstimmung mit theoretischen Überlegungen ergeben hat, lassen sich die besten Ergebnisse erzielen, wenn die eine unmittelbare Verbindung zwischen

den einzelnen Kammern bzw. zwischen den Rohren und den Kammern bildenden öffnungen in den Kammerwänden bzw. den Rohrwänden eine bestimmte Größe nicht überschreiten, da andernfalls die Wirkung der aus Rohren und Kammern bestehenden Helmholtzschen Resonatoren zu stark beeinträchtigt wird, was zu einer Einengung des Dämpfungsbereiches vor allem in dem unteren Frequenzbereich führen würde.

Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielsweise schematisch zwei Ausführungen des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt.

Der Abgasschalldämpfer nach Fig. 1 besteht aus einem rohrförmigen Schalldämpfergehäuse 10, das die beiden Eingangskammern A und B, die zwischen diesen liegende Sammelkammer C, eine Ausgangskammer D und eine Absopptionskammer E umfaßt, wobei die Kammern durch Querwände 11,12,13 und 14 voneinander getrennt sind.

In die Eingangskammern A und B münden z.B.an je einen Zylinder eines Zwei-Zylinder-Verbrennungsmotors angeschlossene Auspuffleitungen 15 und 16 ein. Die Kammern A und B stehen durch ein Rohr 17 in Verbindung, das die Sammelkammer C durchsetzt, mit dieser jedoch durch öffnungen 18 auch unmittelbar verbunden ist. Des weiteren steht die Eingangskammer A durch eine oder mehrere öffnungen I9 in der Querwand Ij5 mit der Sammelkammer C in direkter Verbindung. Statt durch einzelne öffnungen können die Querwände 12 und IJ ganz oder teilweise auch durch viele kleine öffnungen per-

foriert ausgebildet sein. Die Sammelkammer C bildet mit dem Rohr 21 in bekannter Weise einen Helmholtz-Resonator. Das die Kammer B durchsetzende Rohr 21 mündet in die Ausgangskammer D einj die mit der Eingangskammer durch eine oder mehrere Öffnungen 20 verbunden ist. Das Rohr 21 ist mit einem Deckel 22 an seinem Ende abgeschlossen ₃ wobei sein in die Ausgangskammer D hineinragendes Ende mit dieser Kammer durch seitliche Öffnungen 23 in Verbindung steht.

An die Ausgangskammer D ist ferner das Schalldämpferauslaßrohr 24 angeschlossen, das die Kammer B, C und A sowie die Absorptionskammer E an dem der Ausgangskammer entgegengesetzten Ende des Schalldämpfer-Gehäuses durchsetzte Die Kammer E, mit der das Rohr 24 durch Öffnungen 25 in Verbindung steht, ist in bekannter Weise mit Schallschluckstoff 26_, beispielsweise Steinwolle oder dgl., gefüllt.

Gegebenenfalls kann die eine oder andere der Kammern, insbesondere eine oder beide Eingangskammern A und B, durch eine oder mehrere zusätzliche Öffnungen 27 unmittelbar mit dem diese Kammern durchsetzenden Schalldämpfer-Auslaßrohr 24 verbunden sein.

Der Abgasschalldämpfer nach Fig. 2 ist im Prinzip hinsichtlich getrennter Eingangskammern A und B und hinsichtlich einer zwischen diesen liegenden Sammelkammer C in gleicher Weise wie derjenige nach Fig. 1 aufgebaut. Im Gegensatz zu dem Aufbau nach Pig» 1 sind jedoch zwei Abgasausgangsröhre, die die Abgase entgegen der Fahrtrichtung nach hinten aus-

- 6 strömen lassen, angeordnet.

In die Kammern A und B münden die z.B. an je einen Zylinder eines Zwei-Zylinder-Verbrennungsmotors angeschlossenen Auspuff leitungen 15 und 16 ein. Durch die Querwände 30.,3Ij,32 und werden im Schalldämpfergehäuse 10 die bereits genannten Eingangskammern A, B und die Sammelkammer C sowie die Ausgangskammern D, die voneinander getrennt an den beiden Enden des Schalldämpfergehäuses liegen, gebildet» Die Sammelkammer C
steht mit den Eingangskammern A und B durch in den Querwänden 32 und 33 befindlichen Öffnungen 3²I- in Verbindung, Je ein oder auch mehrere Rohre 35 und 36 verbinden die Sammelkammer C mit den beiden Ausgangskammern D₅ wobei die beiden Eingangskammern A und B durchsetzt werden=

Die Rohre 35 und J>6 sind an ihrem Ende durch Deckel 37 und
38 abgeschlossen. Das in die Ausgangskammer hineinragende
Rohrende ist mit Öffnungen 39 versehen. Die Rohre 35 und 36 können direkt mit den Eingangskammern A und B durch eine oder mehrere öffnungen 40 in Verbindung stehen» An die Ausgangskammer D sind die beiden Schalldämpferauslaßleitungen 41 und angeschlossen. Sie durchsetzen dabei je einen geschlossenen Mantel 43 und 44 und stehen im Bereich dieser Mantel durch
Öffnungen 45 mit dem durch die Mantel und die Auslaßrohre
gebildeten Raum in Verbindung. Diese Räume sind mit Schallschluckstoff 46, ZoB. Steinwolle oder dgl., angefüllt.

Zur Abstimmung der durch die Rohre und die Kammern gebildeten Resonatoren in Bezug auf Motorfrequenzen in oben erläutertem Sinne sollen die Öffnungen 19 zwischen den Eingangskammern A, B und der Sammelkammer C₃ die Öffnungen 20 zwischen den Eingangskammern A₅B und den Ausgangskammern D sowie die Öffnungen 40 und 27 in den Rohren 21 und 24 g einen bestimmten Gesamtquerschnitt _s und zwar vorzugsweise von maximal je 10$ der Querschnittsfläche einer der Auspuffleitungen 15 bzw. l6 nicht überschreiten. Sind die Wände zwischen zwei Kammern, wie z.B. in Pig» 2 bei den Wänden 32 und 33 angedeutet, mittels vieler kleiner öffnungen, deren Einzellochdurchmesser maximal 4 mm beträgt, perforiert ausgebildet, beträgt die freie Durchgangsfläche der gesamten Perforation vorteilhaft das 3~ bis 5-fache der Querschnittsfläche einer Auspuffleitung 15 bzw. 16.

Die Erfindung kommt hauptsächlich für 4-Takt-Motoren in Betracht.

Claims

P.A. 530 20 0*20.8.5/ ^l

B 56 Az,; B 55 827/46c Gbm

Ansprüche; 19- September I967

Ι« Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen^ vorzugsweise für im Heck von Fahrzeugen angeordnete Zwei-Zylinder-Motoren, mit zwei getrennten Auspuffleitungen, wobei die beiden vom Motor kommenden getrennten Auspuffleitungen in je eine Eingangskammer einmünden, deren innere Begrenzungswände eine Sammelkammer bilden, mit der die Eingangskammern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskammern (A,B) durch ein oder mehrere Rohre (17) miteinander verbunden sind und mit der Sammelkammer (c) in an sich bekannter Weise durch Öffnungen (19*20 bzw. 34) in den Begrenzungswänden und/oder in an sich bei Rohren bekannter Weise durch Öffnungen (l8) in dem oder den die Eingangskammern (A,B) verbindenden Rohren (17) in. Verbindung stehen, wobei dem aus den Kammern (A,B,C) gebildeten Dämpfungssystem, insbesondere der Sammelkammer (C), eine oder mehrere aus Helmholtz-Resonatoren und/oder aus Absorptionskammern bestehende Dämpfungseinrichtungen nachgeschaltet sind«

2ο Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sammelkammer (C) bildenden Begrenzungswände (12, 13 bzw, 32, 33) mit je einer oder mehreren Öffnungen (19), beispielsweise Rundlöchern, versehen ist, deren Querschnitfesflache maximal je mit 10 % der Querschnittsfläche einer Auspuffleitung (15 bzw. ΐβ) bemessen ist.

3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sammelkammer (C) bildenden Begrenzungswände (12., 13 bzw. 32, 33) mit einer Perforation (3¹O versehen ist, deren Einzellochdurchmesser maximal 4 mm und deren freie Durchgangsfläche das 3-bis 5-fache der Querschnittsfläche einer Auspuffleitung (15 bzw. 16) beträgt,

4. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die äußeren Begrenzungswände (14 bzw. 30,31) zwischen den Eingangskammern (A,B) und weiteren Kammern (D) mit Öffnungen (20), beispielsweise Rundlöchern, versehen sind, deren Querschnittsflächen maximal je 10 % der Querschnittsfläche einer Auspuffleitu ng (15 bzwο l6) betragen.

5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sammelkammer (C) mit einer Ausgangskammer (D) verbindenden und die Eingangskammern (A,B) durchsetzenden Resonatorrohre (21 bzw. 35.» 36) mit Öffnungen (4o), beispielsweise Rundlöchern, die mit den Eingangskammern (A, B) in Verbindung stehen und deren Querschnittsflächen maximal je 10 ^ der Querschnittsfläche einer Auspuffleitung (15 bzw. 16) betragen, versehen sind₀

6. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet^ daß das Schalldämpferauslaßrohr (24), das die Eingangs- und Sammelkammern (A, B, C) und gegebenenfalls eine Absorptionskammer (E) durchsetzt, durch Öffnungen (27), beispielsweise Rundlöcher, mit diesen Kammern (A, B, C) in Verbindung steht, deren Querschnittsflächen maximal je 10 ^ der Querschnittsflächen einer Auspuffleitung (15 bzw. 16) betragen.

7ο Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine Ausgangskammer (D) ausmündendes Resonatorrohr (21) in an sich bekannter Weise an seinem Ende ganz oder teilweise durch eine Deckelwand (22) geschlossen und durch seitliche öffnungen (2j) mit der Ausgangskammer (D) verbunden ist«,

Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis J₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Abgasauslaßröhre (41,42) in an sich bekannter Weise radial oder tangential angeordnet sind.

9« Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kammer, vorzugsweise eine Endkammer (E), mit Schallschluckmaterial gefüllt und von dem im Bereich dieser Kammer gelochten Abgasauslaßrohr (24) durchsetzt ist»

10ο Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet , daß das oder die Abgasauslaßr©hre (24 bzw. 4l, 42) außerhalb des Schalldämpfergehäuses (ΙΟ) von Schallschluckmaterial umhüllt und im Bereich der Umhüllung gelocht sind.