DE202009004639U1 - Silencer for internal combustion engines with variable degrees of damping - Google Patents

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Abstract

Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren mit variierbaren Dämpfungsgraden, bestehend aus mindestens einer mit Dämmwolle gefüllten Kammer die durch mindestens ein perforiertes Rohr (Dämpfungsrohr) und ein unperforiertes Rohr (Bypass) durchdrungen wird, wobei die Strömungsquerschnitte des mindestens einen Dämpfungsrohres und des mindestens einen Bypasses durch eine Ventileinrichtung stufenlos verstellbar sind und im jeweils geöffneten Zustand den Abgaseinlaß und den Abgasauslaß direkt miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet daß
der Schalldämpfer eine Eintritts- (10), Austritts- (12) und eine dazwischenliegende Mittelkammer (11) aufweist, die ganz mit einem Dämmaterial gefüllt ist und die von mindestens einem Dämpfungsrohr (4) und mindestens einen Bypass (5) durchdrungen wird, die die Eintrittskammer (10) und die Austrittskammer (11) verbinden,
der Durchströmquerschnitt des mindestens einen Dämpfungsrohres (4) und des mindestens einen Bypasses (5) derart durch eine Ventileinrichtung (13) verstellt wird, daß der Abströmquerschnitt der Eintrittskammer (10) konstant bleibt.Silencer for internal combustion engines with variable degrees of damping, consisting of at least one filled with insulating wool chamber which is penetrated by at least one perforated tube (damping tube) and an imperforate tube (bypass), wherein the flow cross sections of the at least one damping tube and the at least one bypass by a valve device continuously are adjustable and directly connect the exhaust inlet and the exhaust outlet in each open state, characterized in that
the muffler having an inlet (10), outlet (12) and an intermediate middle chamber (11) which is completely filled with an insulating material and which is penetrated by at least one damping tube (4) and at least one bypass (5) connect the inlet chamber (10) and the outlet chamber (11),
the flow cross section of the at least one damping tube (4) and of the at least one bypass (5) is adjusted by a valve device (13) such that the outflow cross section of the inlet chamber (10) remains constant.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren mit variierbaren Dämpfungsgraden nach dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.The The present invention describes a silencer for Internal combustion engines with variable degrees of damping the preamble of protection claim 1.

Ein derartiger Schalldämpfer ist aus DE 298 03 183 U1 bekannt. Der bekannte Schalldämpfer hat zwei Kammern die von Zwischenwänden mit dazwischenliegendem schallschluckendem Material getrennt sind und die durch ein Abgasrohr verbunden sind, dessen Austrittsöffnung in der zweiten Kammer durch ein Ventil stufenlos verstellbar ist. Bei geöffnetem Ventil läuft der Schall aus der zweiten Kammer durch ein Auslaßrohr das ebenfalls durch die Zwischenwände und das schallschluckende Material verläuft, zu einem Ausgang außerhalb der ersten Kammer. Bei geschlossenem Ventil tritt Abgas aus einer Öffnung des Abgasrohres, die in der ersten Kammer liegt aus und gelangt durch ein die Kammer verbindendes weiteres Zwischenrohr in die zweite Kammer und von dort weiter wiederum durch das Auslaßrohr zum Austrittsende. Bei schwacher Schallanregung im Leerlauf können durch das geöffnete Ventil niedrige Frequenzen den Schalldämpfer nahezu ungedämpft passieren, während bei höherer Drehzahl durch das Schließen des Ventils die für die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben erforderliche Dämpfung der hohen Schalldrücke eintritt. Allerdings läßt sich so eine Variierung des Schallpegels ohne eine Veränderung des Abströmquerschnitts bzw. des Staudrucks im Abgassystem nicht realisieren.Such a silencer is off DE 298 03 183 U1 known. The known muffler has two chambers which are separated by partitions with intermediate sound-absorbing material and which are connected by an exhaust pipe, the outlet opening in the second chamber is infinitely adjustable by a valve. When the valve is open, the sound from the second chamber passes through an outlet tube which also passes through the intermediate walls and the sound-absorbing material, to an exit outside the first chamber. When the valve is closed, exhaust gas exits from an opening of the exhaust pipe which lies in the first chamber and passes through a further intermediate pipe connecting the chamber into the second chamber and from there further through the outlet pipe to the outlet end. With low sound excitation at idle low frequencies can pass the muffler almost unattenuated by the open valve, while at higher speed by closing the valve required for compliance with legal requirements damping of high sound pressure occurs. However, such a variation of the sound level can not be realized without a change in the outflow cross section or the back pressure in the exhaust system.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalldämpfer anzugeben, mit dem sich bei konstantem Staudruck im Abgassystem die absolute Schallemission stufenlos variieren läßt.It The object of the present invention is a silencer to be stated with which at constant back pressure in the exhaust system the absolute sound emission can be varied steplessly.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruch 1, in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Schutzansprüchen angegeben.to Solution to this problem serve the characterizing features of the protection claim 1, in conjunction with the preamble. advantageous Embodiments are in the claims specified.

Ein Absorbtionsschalldämpfer an sich bekannter Art, bestehend aus einer Aussenhülle, gefüllt mit Dämmmaterial, einem perforiertem Rohr, ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch ein Bypasssystem gekoppelt und durch ein spezielles Proportionalstromventil ergänzt.One Absorbtionsschalldämpfer known per se, consisting from an outer shell, filled with insulating material, a perforated tube, according to one embodiment the present invention coupled by a bypass system and supplemented by a special proportional flow valve.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die zugehörigen Figuren Bezug genommen, in denen:to Further explanation of the invention is to the associated Figures referenced in which:

1: eine schematische Querschnittsansicht eines Schalldämpfers und 1 : A schematic cross-sectional view of a muffler and

2: die Draufsicht der Zwischenwand zum Schalldämpfer-Eintritt und 2 : the top view of the curtain wall to the muffler inlet and

3: die Draufsicht des Proportionalstromventils an der Austrittsseite des Schalldämpfers darstellen. 3 : illustrate the top view of the proportional flow valve on the outlet side of the muffler.

Der in 1 gezeigte Schalldämpfer hat eine Eintrittskammer 10, eine Mittelkammer 11 und eine Austrittskammer 12, die durch Zwischenwände voneinander getrennt sind. Die Zwischenwand zwischen der Eintrittskammer 10 und der Mittelkammer 11 bildet je einen Durchlass zu einem perforierten Stahlrohr 4 und einem unperforierten Stahlrohr 5. Das perforierte Stahlrohr 4 und das unperforierte Stahlrohr 5 durchdringen die Mittelkammer 11 in ganzer Länge und enden in den Durchlässen der Zwischenwand zur Eintrittskammer 7. Die Mittelkammer 11 ist mit Dämmwolle gefüllt.The in 1 shown muffler has an inlet chamber 10 , a middle chamber 11 and an exit chamber 12 , which are separated by partitions. The partition between the inlet chamber 10 and the middle chamber 11 each forms a passage to a perforated steel tube 4 and an unperforated steel pipe 5 , The perforated steel pipe 4 and the unperforated steel pipe 5 penetrate the middle chamber 11 in full length and ends in the passages of the intermediate wall to the inlet chamber 7 , The middle chamber 11 is filled with insulating wool.

Ein Abgaseinlass 2 führt in die Eintrittskammer 10 hinein. In der Eintrittskammer beginnen, mit seinen Eintrittsenden das perforierte Stahlrohr 4 und das unperforierte Stahlrohr 5, welche die Zwischenwand zur Austrittskammer 7 durchdringen.An exhaust inlet 2 leads into the inlet chamber 10 into it. Start in the inlet chamber, with its entry ends the perforated steel tube 4 and the unperforated steel pipe 5 , which the intermediate wall to the outlet chamber 7 penetrate.

3 stellt ein Proportionalstromventil dar, bestehend aus der Zwischenwand zur Austrittskammer 7, aus zwei Gleitschienen 8 und einem Schieber 9. Der Schieber 9 ist so angeordnet, dass er je einen der beiden Rohrquerschnitte vollständig verschließen kann. Bei jeder Stellung des Schiebers 9 ist der Strömungsquerschnitt der beiden Rohre 4 und 5 konstant und entspricht dem Querschnitt eines Rohres. 3 represents a proportional flow valve, consisting of the intermediate wall to the outlet chamber 7 , from two slide rails 8th and a slider 9 , The slider 9 is arranged so that it can completely close each one of the two pipe sections. At every position of the slide 9 is the flow cross-section of the two tubes 4 and 5 constant and corresponds to the cross section of a pipe.

Im Folgenden wird die Wirkungsweise des Schalldämpfers erläutert, wobei zunächst der herkömmliche Weg betrachtet wird. Diese Betrachtung erfolgt zunächst durch die gänzliche Ausklammerung des unperforierten Stahlrohres. Bei dem Proportionalstromventil 13 steht der Schieber 9 ganz links und der Ausgang des unperforierten Rohres 4 ist ganz verschlossen. Das Abgas entweicht hierbei über das perforierte Rohr 4, der Schall verbraucht sich beim Durchlaufen des perforierten Stahlrohres 4 durch Absorbtion. Der Schallpegel läßt sich bei konstanter Drehzahl und Füllung des Motors nicht verändern.In the following, the operation of the muffler will be explained, taking first the conventional way. This consideration is made at first by the complete exclusion of the unperforated steel tube. In the proportional flow valve 13 is the slider 9 far left and the exit of the unperforated tube 4 is completely closed. The exhaust gas escapes via the perforated pipe 4 , the sound consumes when passing through the perforated steel tube 4 by absorption. The sound level can not be changed at constant speed and filling of the engine.

Es wird nun die in 1 dargestellte Ausführungsform eines Schalldämpfers gemäß der Erfindung betrachtet.It will now be the in 1 illustrated embodiment of a muffler considered according to the invention.

Variierung des SchallpegelsVariation of the sound level

Diese Betrachtung schließt das unperforierte Rohr 5 mit ein.This consideration closes the unperforated pipe 5 with a.

Ist die Bypass – Öffnung 15 des Proportionalstromventils 13 ganz verschlossen, ist der Durchlass aus dem Dämpfungsrohr 15 ganz geöffnet. Hierfür sorgt der Schieber 9.Is the bypass opening 15 of the proportional flow valve 13 completely closed, is the passage from the damping tube 15 completely open. This is ensured by the slider 9 ,

Sowohl Abgas als auch Schall gehen ihren Weg wie durch einen herkömmlichen Absorbtionsschalldämpfer.Either Exhaust as well as sound make their way as though by a conventional one Absorbtionsschalldämpfer.

Der meßbare Schallpegel ist hier am geringsten.Of the measurable sound levels are lowest here.

Durch bewegen des Schiebers über die Öffnung des Dämpfungsrohres 14 wird ein umgekehrt proportionales Durchlaßverhalten von Bypass 5 und Dämpfungsrohr 4 erreicht.By moving the slider over the opening of the damping tube 14 becomes an inversely proportional transmission behavior of by-pass 5 and damping tube 4 reached.

Der Querschnitt der Rohröffnung des Dämpfungsrohres 14 vergrößert/verkleinert sich in gleichem Maße wie der der Bypass-Öffnung 15. Der für das Abgas notwendige Durchlaßquerschnitt bleibt dadurch konstant. Bei verschlossenem Dämpfungsrohr 14 und somit offener Bypass-Öffnung 15 dringt der Schall vom Einlaß 2 nahezu ungehindert zum Austritt 3. Eine Schalldämpfung findet praktisch nicht statt (Sprachrohreffekt). Hierbei nimmt der Schall den Weg vom Abgas-Eintritt 2 in die Eintrittskammer 10, er passiert den Bypass 5 durch die vorher geöffnete Bypass-Öffnung 15 des Proportionalstromventils 13 und gelangt durch die Austrittskammer 12 zum Austrittsrohr 3. Der meßbare Schallpegel ist nun sehr hoch.The cross section of the pipe opening of the damping tube 14 increases / decreases to the same extent as the bypass opening 15 , The necessary for the exhaust passage cross section remains constant. With closed damping tube 14 and thus open bypass opening 15 the sound penetrates from the inlet 2 almost unhindered to exit 3 , A sound attenuation practically does not take place (mouthpiece effect). Here, the sound takes the path from the exhaust gas inlet 2 into the entrance chamber 10 He passes the bypass 5 through the previously opened bypass opening 15 of the proportional flow valve 13 and passes through the exit chamber 12 to the outlet pipe 3 , The measurable sound level is now very high.

Durch die umgekehrte Proportionalität der Durchlaßöffnungen 14 und 15 von Dämpfungsrohr 4 und Bypass 5 kann nun durch entsprechendes stellen des Schiebers 9 der Schallpegel zwischen den oben dargestellten Schallpegeln stufenlos variiert werden, d. h. die Dämpfungsgrade werden variiert.Due to the reverse proportionality of the passage openings 14 and 15 of damping tube 4 and bypass 5 can now by appropriate adjustment of the slide 9 the sound level between the sound levels shown above are varied continuously, ie the degrees of damping are varied.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 29803183 U1 [0002] DE 29803183 U1 [0002]

Claims (2)

Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren mit variierbaren Dämpfungsgraden, bestehend aus mindestens einer mit Dämmwolle gefüllten Kammer die durch mindestens ein perforiertes Rohr (Dämpfungsrohr) und ein unperforiertes Rohr (Bypass) durchdrungen wird, wobei die Strömungsquerschnitte des mindestens einen Dämpfungsrohres und des mindestens einen Bypasses durch eine Ventileinrichtung stufenlos verstellbar sind und im jeweils geöffneten Zustand den Abgaseinlaß und den Abgasauslaß direkt miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet daß der Schalldämpfer eine Eintritts- (10), Austritts- (12) und eine dazwischenliegende Mittelkammer (11) aufweist, die ganz mit einem Dämmaterial gefüllt ist und die von mindestens einem Dämpfungsrohr (4) und mindestens einen Bypass (5) durchdrungen wird, die die Eintrittskammer (10) und die Austrittskammer (11) verbinden, der Durchströmquerschnitt des mindestens einen Dämpfungsrohres (4) und des mindestens einen Bypasses (5) derart durch eine Ventileinrichtung (13) verstellt wird, daß der Abströmquerschnitt der Eintrittskammer (10) konstant bleibt.Silencer for internal combustion engines with variable degrees of damping, consisting of at least one filled with insulating wool chamber which is penetrated by at least one perforated tube (damping tube) and an imperforate tube (bypass), wherein the flow cross sections of the at least one damping tube and the at least one bypass by a valve device continuously are adjustable and connect the exhaust inlet and the exhaust outlet directly in each open state, characterized in that the muffler an entrance ( 10 ), Exit ( 12 ) and an intermediate middle chamber ( 11 ), which is completely filled with an insulating material and by at least one damping tube ( 4 ) and at least one bypass ( 5 ) penetrating the inlet chamber ( 10 ) and the exit chamber ( 11 ), the flow cross-section of the at least one damping tube ( 4 ) and the at least one bypass ( 5 ) by a valve device ( 13 ) is adjusted, that the outflow cross section of the inlet chamber ( 10 ) remains constant. Schalldämpfer nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Proportionalstromventil (13) aufweist, daß eine Zwischenwand zur Austrittskammer (7), zwei Gleitschienen (8) und einen Schieber (9) umfaßt, wobei sich der Schieber zwischen den Austrittsöffnungen des Dämpfungsrohres (14) und der Austrittsöffnung des Bypasses (15) hin und her bewegen läßt, sodaß durch verschieben des Schiebers (9) ein Öffnen/Schließen des Bypass-Durchlasses (15) und des Dämpfungsrohr-Durchlasses (14) so bewirkt wird, daß der Abströmquerschnitt insgesamt konstant bleibt.Silencer according to protection Claim 1, characterized in that the valve device is a proportional flow valve ( 13 ), that an intermediate wall to the outlet chamber ( 7 ), two slide rails ( 8th ) and a slider ( 9 ), wherein the slide between the outlet openings of the damping tube ( 14 ) and the outlet opening of the bypass ( 15 ) can be moved back and forth, so by moving the slider ( 9 ) opening / closing of the bypass passage ( 15 ) and the damping tube passage ( 14 ) is effected so that the outflow cross section remains constant overall.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE29803183U1 (en) 1998-02-24 1998-05-07 Gillet Heinrich Gmbh Device for changing the acoustics of an exhaust silencer

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