DE202016009175U1

DE202016009175U1 - Aerodynamic rear silencer for a motor vehicle

Info

Publication number: DE202016009175U1
Application number: DE202016009175.2U
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2026-11-22

Abstract

Endschalldämpfer (1) in einer Abgasanlage (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2), dessen Unterseite aerodynamisch ausgeformt und mit Luftleitelementen (7, 8, 9) bestückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (7, 8, 9) in der Unterseite mindestens eines im Wesentlichen in Strömungsrichtung (X) verlaufenden, im Wesentlichen U- bzw. V-förmig ausgeformten Kanals (6) zur Luftstromführung mündend angeordnet sind.

Rear silencer (1) in an exhaust system (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2), the underside of which is aerodynamically shaped and can be equipped with air guiding elements (7, 8, 9), characterized in that the air guiding elements (7, 8, 9 ) in the underside of at least one substantially U-shaped or V-shaped channel (6) running substantially in the direction of flow (X) for guiding the air flow.

Description

Die Erfindung betrifft einen in den heckseitigen Unterboden integrierbaren Endschalldämpfer in einer Abgasanlage eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs, dessen fahrbahnzugewandte Unterseite aerodynamisch ausgeformt und mit diffusorartig wirkenden Luftleitelementen bestückt ist.The invention relates to a rear silencer that can be integrated into the rear underbody in an exhaust system of a motor vehicle powered by an internal combustion engine, the underside of which facing the roadway is aerodynamically shaped and equipped with air guide elements that act like a diffuser.

Die üblicherweise in mehrere Kammern unterteilt ausgebildeten, aufgrund der zu erfüllenden Aufgaben teilweise relativ voluminösen Schalldämpfer einer Abgasanlage in mit Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen werden im Fahrzeugunterboden verlaufend so integriert angeordnet, dass die Luftströmung in diesem Bereich nicht oder nur in geringem Ausmaß beeinträchtigt wird. Aus dem modernen Kraftfahrzeugbau ist es ebenfalls bekannt, den Fahrzeugunterboden mit dem Ziel, möglichst geringen Auftrieb zu erzeugen, aerodynamisch zu gestalten bzw. aerodynamisch wirksame Luftleitelemente im Unterbodenbereich anzuordnen. Im Gegensatz zu den üblicherweise auf der Fahrzeugoberseite angeordneten Spoilern kann mit Luftleitelementen im Bereich des Fahrzeugunterbodens bei entsprechender Gestaltung bzw. Anordnung ein nahezu luftwiderstandsneutraler Abtrieb erreicht werden.The silencers of an exhaust system in motor vehicles powered by internal combustion engines, which are usually divided into several chambers and are sometimes relatively bulky due to the tasks to be performed, are integrated into the vehicle underbody in such a way that the air flow in this area is not or only slightly impaired. It is also known from modern motor vehicle construction to design the vehicle underbody aerodynamically with the aim of generating as little lift as possible, or to arrange aerodynamically effective air guiding elements in the underbody area. In contrast to the spoilers usually arranged on the top of the vehicle, with air guiding elements in the area of the underbody of the vehicle, an almost drag-neutral downforce can be achieved with an appropriate design or arrangement.

Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei denen auch Bauteile von Schalldämpfern zur Strömungsführung im Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeugs Verwendung finden.Solutions are known from the prior art in which components of silencers are also used to guide the flow in the underbody area of a motor vehicle.

In der DE 10 2008 039 495 A1 ist ein Unterboden eines Kraftfahrzeugs gezeigt und beschrieben mit als Vertiefungen oder Erhebungen ausgeformten Elementen, die über ihre Längserstreckung in Fahrtrichtung die Luftströmung im Unterbodenbereich kanalisieren sollen. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, solche längsverlaufenden Strömungselemente auch im Bereich eines Endschalldämpfers anzuordnen.In the DE 10 2008 039 495 A1 shows and describes an underbody of a motor vehicle with elements formed as depressions or elevations which are intended to channel the air flow in the underbody area over their longitudinal extension in the direction of travel. This publication proposes arranging such longitudinal flow elements in the area of a rear silencer as well.

Die DE 34 09 667 A1 offenbart die Heckpartie eines Kraftfahrzeugs mit einem weitgehend ebenen, ggf. etwa von der Fahrzeugmitte aus diffusorartig nach hinten ansteigenden Unterboden und mit einer einen Schalldämpfer aufweisenden Abgasanlage, die strömungsgünstig innerhalb eines Längstunnel im diffusorartig ausgestalteten Unterboden strömungsgünstig verlaufend angeordnet ist.The DE 34 09 667 A1 discloses the rear end of a motor vehicle with a largely flat underbody, possibly rising from the center of the vehicle in a diffuser-like manner to the rear, and with an exhaust system having a silencer, which is arranged in a streamlined manner within a longitudinal tunnel in the diffuser-like underbody.

Die EP 0 257 341 B1 zeigt und beschreibt u.a. einen im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs angeordneten Schalldämpfer, vorzugsweise einen Nachschalldämpfer, der insgesamt aerodynamisch als Luftleitflügel ausgeformt und im Abstand vom Unterboden des Kraftfahrzeugs im Heckbereich angeordnet ist.The EP 0 257 341 B1 shows and describes, among other things, a muffler arranged in the rear area of a motor vehicle, preferably a rear muffler, which is aerodynamically shaped overall as an air deflector and is arranged at a distance from the underbody of the motor vehicle in the rear area.

In der JP 2002 347 664 A ist ein Endschalldämpfer gezeigt und beschrieben, der in einer konkaven Einbuchtung eines Kraftfahrzeug-Unterbodens positioniert ist und mit den ihn umgebenden Bereichen einen im Wesentlichen ebenen Unterboden ausbilden soll.In the JP 2002 347 664 A shows and describes a muffler that is positioned in a concave indentation of a motor vehicle underbody and is intended to form a substantially flat underbody with the areas surrounding it.

Die DE 10 2012 006 818 B4 offenbart einen Schalldämpfer einer Abgasanlage mit einer aerodynamisch wirksamen Unterseite, dessen in Fahrtrichtung vorderer Teil eben in einen hinteren Teil übergehen soll, der nach oben gewölbt angeordnet ist. Insgesamt soll der Schalldämpfer durch besondere Ausgestaltung aerodynamische Wirkung entfalten.The DE 10 2012 006 818 B4 discloses a muffler for an exhaust system with an aerodynamically effective underside, the front part of which, in the direction of travel, is intended to merge into a rear part which is arranged curved upwards. Overall, the muffler should develop an aerodynamic effect through a special design.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei möglichst platzsparender Anordnung eines Endschalldämpfers im Unterboden eines Kraftfahrzeugs eine deutlich verbesserte aerodynamische Wirkung durch die Ausgestaltung des Endschalldämpfers erreichen zu können.The invention is based on the object of being able to achieve a significantly improved aerodynamic effect through the configuration of the rear silencer in the most space-saving arrangement of a rear silencer in the underbody of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Endschalldämpfer bei einem Kraftfahrzeug, an dessen Unterboden zusätzlich Luftleitelemente angeordnet sind, dadurch gelöst, dass die Luftleitelemente in der Unterseite mindestens eines im Wesentlichen in Fahrtrichtung verlaufenden, im Wesentlichen U- bzw. V-förmig ausgeformten Kanals im Endschalldämpfer einer Abgasanlage mündend angeordnet sind.This object is achieved in the case of a rear muffler described at the outset in a motor vehicle, on the underbody of which additional air guiding elements are arranged, in that the air guiding elements are in the underside of at least one essentially U-shaped or V-shaped channel in the rear silencer, running essentially in the direction of travel an exhaust system are arranged opening out.

Eine besonders zweckmäßige, wirkungsvolle und einfache Lösung nach der Erfindung ergibt sich
dadurch, dass die im Abstand zum Fahrzeugunterboden bzw. zum im Abgasschalldämpfer ausgeformten
Kanal angeordneten Luftleitelemente in etwa T-förmig ausgestaltet sind, wobei der T-Quersteg in Fahrtrichtung vor dem Endschalldämpfer ausgerichtet und im Wesentlichen über die gesamte Unterbodenbreite des Fahrzeugs sich erstreckend angeordnet ist, und wobei der T-Längssteg in den im Endschalldämpfer ausgeformten Kanal und ggf. über dessen Längserstreckung hinaus erstreckbar angeordnet ist.A particularly useful, effective and simple solution according to the invention results
in that the distance to the vehicle underbody or to the formed in the exhaust silencer
The air guiding elements arranged in the duct are approximately T-shaped, with the T-crossbar being aligned in the direction of travel in front of the rear muffler and arranged to extend essentially over the entire underbody width of the vehicle, and with the T-longitudinal bar extending into the duct formed in the rear muffler and possibly , is arranged such that it can extend beyond its longitudinal extent.

Eine konstruktiv einfache Umsetzung der erfinderischen Lösung wird darin gesehen, dass der Kanal im Endschalldämpfer mittig angeordnet ist und seitlich von zwei Gehäuseteilen des Endschalldämpfers mit aerodynamisch ausgeformten, im Wesentlichen der Fahrbahn-Oberseite zugewandten Bodenbereichen begrenzt wird.A structurally simple implementation of the inventive solution is that the channel is arranged centrally in the rear silencer and is delimited on the side by two housing parts of the rear silencer with aerodynamically shaped floor areas essentially facing the top of the road.

Selbstverständlich sind Lösungen denkbar, bei denen nicht nur ein mittig angeordneter Kanal im
Endschalldämpfer vorgesehen ist, sondern zwei oder auch mehr im Wesentlichen parallel verlaufende Kanäle mit in sie integrierten Luftleitelementen angeordnet sind.Of course, solutions are conceivable in which not only a centrally located channel in the
Rear silencer is provided, but two or more substantially parallel channels with integrated air guiding elements are arranged.

Denkbar ist es ferner ohne weiteres, dass die Luftleitelemente in ihrem Abstand bzw. in ihrer Position in Bezug auf den Kraftfahrzeugunterboden veränderbar angeordnet sind. Insbesondere ist es denkbar, dass der im Bereich des Kanals bzw. der Kanäle im Endschalldämpfer verlaufende T-Längssteg individuell
verstellbar angeordnet ist. Die Verstellbarkeit kann automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit oder auch wahlweise durch den Fahrer erfolgen.It is also readily conceivable that the air guiding elements are arranged such that they can be changed in terms of their spacing or their position in relation to the underbody of the motor vehicle. In particular, it is conceivable that the T-longitudinal web running in the area of the duct or ducts in the rear silencer is individually
is arranged adjustable. The adjustability can take place automatically depending on the driving speed or alternatively by the driver.

Für den Fachmann versteht es sich von selbst, dass die Anordnung des bzw. der Luftleitelemente im Bereich des Endschalldämpfers so gewählt werden muss, dass trotz der möglichen Bewegungen des Endschalldämpfers infolge Aggregatebewegung bzw. Wärmedehnung die Anordnung kollisionsfrei erfolgt und trotzdem wirksam bleibt. Ferner versteht es sich von selbst, dass die Materialien für die Leitelemente und ggf. die Materialien und die Anordnung der Verstellmechanismen so zu wählen sind, dass trotz hoher Umgebungstemperaturen in Endschalldämpfernähe eine Funktionsbeeinträchtigung nicht erfolgen kann. Dies kann auf übliche Weise mittels konventioneller Wärmeabschirmung und durch entsprechende konvektive Kühlung vom Unterboden her ohne größere Probleme gelöst werden.For the person skilled in the art, it goes without saying that the arrangement of the air guiding element(s) in the area of the rear silencer must be selected in such a way that, despite the possible movements of the rear silencer as a result of unit movement or thermal expansion, the arrangement is collision-free and still remains effective. Furthermore, it goes without saying that the materials for the guide elements and, if necessary, the materials and the arrangement of the adjustment mechanisms are to be selected in such a way that, despite the high ambient temperatures in the vicinity of the rear silencer, there is no functional impairment. This can be solved in the usual way by means of conventional heat shielding and appropriate convective cooling from the underbody without major problems.

Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfinderischen Lösung für die Anordnung und Ausgestaltung eines Endschalldämpfers in einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der schematischen Darstellungen dazu in der Zeichnung. Die beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, wie nachfolgend in den Figuren der Zeichnung gezeigt, und die anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung anwendbar, ohne dass damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.Advantages, features and details of the inventive solution for the arrangement and design of a rear silencer in an exhaust system of a motor vehicle result from the following description of an exemplary embodiment and from the schematic representations in the drawing. The features and feature combinations described, as shown below in the figures of the drawing, and the features and feature combinations described with reference to the drawing can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without thereby going beyond the scope of the invention is left.

Es zeigt in schematischer Darstellung:

1 einen Endschalldämpfer nach der Erfindung in der Ansicht vom Heck eines Fahrzeugs;
2 den Endschalldämpfer nach 1 in Heckansicht mit integriertem Luftleitelement (Luftleitelement im Schnitt im mittleren Bereich des Kanals im Endschalldämpfer);
3 eine Unteransicht eines Endschalldämpfers nach der Erfindung (1 bzw. 2) mit Luftleitelement und
4 einen Schnitt (Schnittlinie A-A nach 3) durch Endschalldämpfer und Luftleitelement nach der Erfindung.

It shows in a schematic representation:

1 a muffler according to the invention in the view from the rear of a vehicle;
2 the rear silencer 1 in rear view with integrated air deflector (air deflector in section in the middle area of the duct in the rear silencer);
3 a bottom view of a rear silencer according to the invention ( 1 or. 2 ) with air guide element and
4 a cut (cutting line AA after 3 ) by muffler and air guide element according to the invention.

In 1 ist mit 1 ein in heute üblicher Weise in seinem Inneren in mehrere durch Rohre verbundene Kammer unterteilter Endschalldämpfer bezeichnet. Die schematische Darstellung zeigt einen Blick von hinten in Fahrtrichtung auf die Anordnung des Endschalldämpfers 1 hinter bzw. etwa im Bereich der Radaufhängungen 2 eines Kraftfahrzeugs. Mit 3.1 bis 3.4 sind die Rohre einer Abgasanlage bezeichnet, in die der Endschalldämpfer 1 integriert ist. Mit 4.1 bzw. 4.2 sind die Abgasaustrittsöffnungen aus dem Endschalldämpfer 1 bezeichnet.In 1 1 designates a rear muffler divided in its interior into several chambers connected by pipes in a manner customary today. The schematic representation shows a view from behind in the direction of travel of the arrangement of the rear silencer 1 behind or approximately in the area of the wheel suspension 2 of a motor vehicle. 3.1 to 3.4 designate the pipes of an exhaust system into which the rear silencer 1 is integrated. The exhaust gas outlet openings from the rear silencer 1 are denoted by 4.1 and 4.2.

Der Endschalldämpfer 1 ist mit seinem oben liegenden Bereich und insbesondere mit seinen nach vorne gerichteten Seitenwandungen weitestgehend in den Unterboden des Kraftfahrzeugs integriert angeordnet. Die der Fahrbahn gegenüber angeordneten Flächen 5.1 und 5.2 des Endschalldämpfer-Gehäuses sind so ausgeformt, dass sie direkt der Strömungsführung im Unterbereich des Fahrzeuges dienen können, d.h. sie sind weitgehend glatt, ggf. mit längs in Fahrtrichtung angeordneten Rillen und ggf. nach hinten ansteigend verlaufend angeordnet.The rear muffler 1 is arranged with its upper area and in particular with its side walls directed to the front as largely integrated into the underbody of the motor vehicle. The surfaces 5.1 and 5.2 of the rear silencer housing facing the road are shaped in such a way that they can be used directly to guide the flow in the lower area of the vehicle, i.e. they are largely smooth, possibly with grooves arranged longitudinally in the direction of travel and possibly rising to the rear arranged.

Im mittigen Bereich des Endschalldämpfers 1 ist ein im Wesentlichen U-förmiger Kanal 6 ausgeformt (Ausführungsbeispiel nach 1 und 2). Dieser Kanal 6 kann auch enger oder weiter gestaltet sein und z.B. nicht U-förmig verlaufen, sondern trapezförmig mit seitlichen Schrägflächen oder sogar eher mit spitz zulaufenden Seitenflächen in etwa V-förmig ausgestaltet sein. In den Kanal 6, der vorzugsweise im Wesentlichen mit weitgehend ebenen und glatten Flächen als Flächen des Endschalldämpfergehäuses 1 angeordnet ist, ist im Abstand dazu ein Luftleitelement 7 integriert.A substantially U-shaped channel 6 is formed in the central area of the rear silencer 1 (embodiment according to 1 and 2 ). This channel 6 can also be made narrower or wider and, for example, not run in a U-shape, but rather be designed in a trapezoidal manner with lateral inclined surfaces or even more like a V-shape with side surfaces that taper to a point. In the channel 6, which is preferably arranged essentially with largely flat and smooth surfaces as surfaces of the rear silencer housing 1, an air guide element 7 is integrated at a distance therefrom.

Im Ausführungsbeispiel (siehe 3) ist dieses Luftleitelement 7 im Wesentliche T-förmig ausgestaltet. Dabei ist der T-Quersteg 8 in Fahrtrichtung ausgerichtet vor dem Endschalldämpfer 1 angeordnet und in seinem vorderen, in Fahrtrichtung weisenden Bereich im Wesentlichen über die gesamte Unterbodenbreite des Fahrzeugs und im Abstand zu diesem sich erstreckend ausgeführt, so dass sich zwischen dem Luftleitelement 7 bzw. dem T-Quersteg 8 und dem Unterboden des Fahrzeugs ein Strömungskanal bildet. Im Bereich des Endschalldämpfers 1 geht das Luftleitelement 7 bzw. dessen T-förmiger Quersteg 8 verengend in einen T-Längssteg 9 über, der im Bereich des Kanals 6 im Abstand zum Gehäuse des Endschalldämpfers 1 als Strömungsführung angeordnet ist und ggf. mit dem Endbereich des T-Längsstegs 9 über den Kanal 6 des Endschalldämpfers 1 hinausragt.In the example (see 3 ) This air guide element 7 is essentially T-shaped. The T-crossbar 8 is aligned in the direction of travel and is arranged in front of the rear silencer 1 and, in its front area pointing in the direction of travel, extends essentially over the entire width of the underbody of the vehicle and at a distance from it, so that between the air guide element 7 or forms a flow channel between the T-crossbar 8 and the underbody of the vehicle. In the area of the rear silencer 1, the air guiding element 7 or its T-shaped transverse web 8 narrows into a T-longitudinal web 9, which is arranged in the area of the duct 6 at a distance from the housing of the rear silencer 1 as a flow guide and, if necessary, is connected to the end area of the T-longitudinal bar 9 protrudes beyond the channel 6 of the rear silencer 1.

Der Pfeil X (siehe 3 rechts oben) gibt zur Verdeutlichung die Fahrtrichtung an.The arrow X (see 3 top right) indicates the direction of travel for clarification.

4 zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie A-A (3) durch den Endschalldämpfer 1 mittig im Kanal 6 mit dem Luftleitelement 7 und dessen T-Quersteg 8 bzw. T-Längssteg 9. 4 shows a section along line AA ( 3 ) through the rear silencer 1 in the center of the duct 6 with the air guide element 7 and its T-cross bar 8 or T-longitudinal bar 9.

Gegebenenfalls ist das Luftleitelement 7 in seinem Abstand bzw. in seiner Positionierung in Bezug auf den Fahrzeugunterboden und den Kanal 6 im Abgasschalldämpfer 1 veränderbar und ggfs. Individuell verstellbar (von Hand oder automatisch) angeordnet. Es ist auch denkbar, dass das Luftleitelement 7 aus mehreren Elementen aufgebaut ist, z.B. aus einem separaten T-Quersteg 8 und einem daran beweglich angeordneten T-Längssteg 9, der in Bezug auf Abstand und Winkellage zur ihm zugeordneten Fläche des Kanals 6 automatisch oder von Hand verstellbar sein kann.If necessary, the air guiding element 7 can be changed in its distance or in its positioning in relation to the vehicle underbody and the channel 6 in the exhaust gas silencer 1 and, if necessary, individually adjusted (by hand or automatically). It is also conceivable that the air guide element 7 is constructed from several elements, e.g. from a separate T-cross bar 8 and a T-longitudinal bar 9 arranged movably on it, which in relation to the distance and angular position to the surface of the duct 6 assigned to it automatically or by Can be hand adjustable.

BezugszeichenlisteReference List

11: Endschalldämpferrear silencer
22: Radaufhängungsuspension
3.1-3.43.1-3.4: Rohre der AbgasanlageExhaust system pipes
4.1, 4.24.1, 4.2: Abgasaustrittsöffnungexhaust outlet opening
5.1, 5.25.1, 5.2: Flächen an 1areas on 1
66: Kanalchannel
77: Luftleitelementair deflector
88th: T-Quersteg an 7T-bar at 7th
99: T-Längssteg an 7Longitudinal T bar at 7th

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008039495 A1 [0004]
DE 3409667 A1 [0005]
EP 0257341 B1 [0006]
JP2002347664A [0007]
DE 102012006818 B4 [0008]

Claims

Rear silencer (1) in an exhaust system (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2), the underside of which is aerodynamically shaped and can be fitted with air guiding elements (7, 8, 9), characterized in that the air guiding elements (7, 8, 9 ) in the underside of at least one substantially U-shaped or V-shaped channel (6) running substantially in the direction of flow (X) for guiding the air flow.

rear silencer after claim 1 , characterized in that the air guide elements (7, 8, 9) arranged at a distance from the duct (6) are designed approximately T-shaped, with the T-crossbar (8) aligned in the direction of flow in front of the rear silencer (1) and essentially can be arranged to extend at least wider than the rear silencer, and wherein the T-longitudinal web (9) is arranged in the channel (6) formed in the rear silencer (1) and optionally extends beyond its longitudinal extension.

rear silencer after claim 1 and/or 2, characterized in that the duct (6) is arranged centrally in the rear silencer (1).

End silencer according to one of the preceding claims, characterized in that the duct (6) or surfaces (5.1, 5.2) are arranged rising towards the rear area of the vehicle.

End silencer according to one of the preceding claims, characterized in that the spacing and position of the air guiding element (7, 8, 9) is arranged to be variable in order to influence the flow in relation to the duct (6) and/or the vehicle contour.

rear silencer after claim 5 , characterized in that the location and position of the air guiding elements (7, 8, 9) can be changed automatically or manually.