DE2537946C2 - Auspuffanlage - Google Patents

Description

Schalldämpfungskammer hinter dieser und in axialer Richtung fluchtend einstückig ein weiterer Schalldämpfer vorgesehen ist, der mit Hilfe von Zwischenwänden in mehrere Kammern unterteilt ist, die von den Abgasen auf Strömungsumwegen durchlaufen werden, so daß sich bei einer relativ kurzen Abmessung des weiteren Schalldämpfers in axialer Richtung ein relativ langer Strömungsweg für die Abgase durch den weiteren Schalldämpfer hindurch ergibt Durch die unmittelbare und einstückige Verbindung des weiteren Schalldämpfers in axialer Richtung hinter der Schalldämpfungskammer ergibt sich auch eine optimal, kurze Gesamtlänge für die Auspuffanlage, obwohl trotzdem eine optimale Dämpfung sowohl der niederfrequenten als auch der höherfrequenten Geräuschkomponenten erreicht wird. Die Verbindung der Austrittsöffnung an der Schalldämpfungskammer mit dem weiteren Schalldämpfer geschieht dabei über eine Verbindungsleitung, die sich etwa über die Hälfte der Schalldämpfungskammer parallel zu diesen und an deren Umfangswand angrenzend erstreckt, wobei die Schaüdäsipfungskammer neben ihrer Resonanzwirkung auch als Ausdehnungskammer für die von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgase dient

Bei einer anderen Ausführungsform ist diese Verbindungsleitung als eine zusätzliche Ausdehnungskammer ausgebildet, die sich in axialer Richtung annähernd über die gesamte Schalldämpfungskammer erstreckt und deren Austrittsöffnung mit dem weiteren Schalldämpfer verbindet Die Ausdehnung der Abgase in der Ausdehnungskammer verbessert ebenfalls die Geräuschdämpfung niederfrequenter Geräuschkomponenten.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Auspuffanlage,

F i g. 2 und 3 Querschnitte längs der Schnittlinien 2-2 bzw. 3-3 der L F i g. 1 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 4 einen Längsschnitt längs der Schnittlinien 4-4 in F i g. 3,

Fig.5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungform der Auspuffanlage und

F i g. 6 einen Querschnitt längs der Schnittlinie 6-6 in Fig.5.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Auspuffrohr 21 mit einer Auslaßöffnung 22a einer Zweizylinder-Brennkraftmaschine 22 verbunden ist. Das Auspuffrohr 21 besitzt ein vorderes Teil 23 mit einem relativ kleinen Querschnitt und einen zylinderförmigen hinte/en Teil 25 mit einem größeren Durchmesser, sowie einen zwischen diesen beiden Teilen liegenden konischen Teil 26. Bei dieser Ausführungsform bilden der konische Teil und der hintere Teil eine auch als »Ausdehnungskammer« wirkende Schalldämpfungskammer 24, da diese im Vergleich zum vorderen Teil 23 einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Das rückwärtige Ende wird durch eine Rückstoßwand 25a abgeschlossen. In der Nähe einer Verbindungsstelle zwischen dem konischen Teil 26 und dem hinteren Teil 25 ist eine Austrittsöffnung 27 ausgebildet, die an der Stelle liegt, an der sich der Schwingungsknoten einer stehenden Welle mit niederfrequenten Geräuschkomponenten der Abgase befindet.

Mit dem zylinderförmigen hinteren Teil 25 des Auspuffrohres 21 ist ein weither Schalldämpfer 28 einstükkig ausgebildet, der eine Einlaßöffnung 29 aufweist, die über eine Verbindungsleitung 30 mit der Auslaßöffnung 27 der Schaildämpfungskammer 24 verbunden ist Diese Verbindungsleitung zwischen der Einlaßöffnung 29 und der Austrittsöffnung 27 kann leicht durch Anschweißen eines Blechstückes oder einer Platte seitlich an die Umfangswandung der Schalldämpfungskammer gebildet werden.

Der Schalldämpfer 28 ist durch Zwischenwände 31 bis 37 in Kammern 38 bis 44 unterteilt Die Kammern 38 bis 41 stehen miteinander über Löcher in den Zwischenwänden 31 bis 33 in Verbindung. Die Kammern 41 und 44 stehen miteinander über ein Rohr 45 in Verbindung, wogegen die Kammern 42 und 44 miteinander über ein Rohr 46 verbunden sind. Die Kammer 42 steht über ein Rohr 47 mit der Atmosphäre in Verbindung. Innerhalb der Kammer 43 besitzen die Röhren 45 bis 47 mehrere öffnungen in den Seitenwandungen. Die Kammer 43 ist mit schallschluckendem Material, beispielsweise Glaswolle, ausgefüllt Dieser Schalldämpfer ist so ausgebildet daß er hochfrequente Geräusch'/nmponenten gut dämpfen kann.

Die Abgase strömen vom vorderen Teil 23 (der Einlaßöffnung) des Auspuffrohrs 21 in die Schalldämpfungskammer 24, wo sich das Abgas ausdehnt und entsprechend der Drehzahl eine stehende Welle bildet. Die Welle entspricht einer bestimmten Frequenz, die bei einer bestimmten Drehzahl erzeugt wird. Das expandierte Abgas strömt durch die Austrittsöffnung 27, die Verbindungsleitung 30 und die Einlaßöffnung 29 in die Kammer 38 des Schalldämpfers 28.

Durch Ausdehnung des Abgases in der Schalldämpfungskammer wurde der Maximalwert der Auspuff-Druckwelle verkleinert und insbesondere wurden die niederfrequenten Geräuschkomponenten gedämpft Die höherfrequenten Geräuschkomponenten wurden noch nicht gedämpft Das Abgas strömt von der Kammer 38 durch die Kammern 39,40 und 41 und durch das Rohr 45 in die Kammer 44 und danach über das Rnhr 46 zurück in die Kammer 42 und wird schließlich durch das Rohr 47 ausgestoßen. Während dieses Vorgangs werden die höherfrequenten Druck- und Geräuschkomponenten der Abgase gedämpft und dementsprechend die höherfrequenten Schallpegel abgesenkt. Die Anordnung rechts von der Rückstoßwand 25a wird also als weiterer Schalldämpfer bezeichnet Es können alle Schalldämpfer verwendet werden, die höherfrequente Geräuschkomponenten gut dämpfen. Die Kombination von Schalldämpfer und Schalldämpfungskammer dämpft damit sowohl die niederen als auch die höheren Frequenzkomponenten, und die Ausdehnungskammer kann (aber muß nichv) den Druck insgesamt verringern. Dieser Aufbau einer Auspuffanlage ergibt eine Abgasslrömur.g mit optimal gedämpftem Schall.

in den Fig.5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Auspuffanlage dargestellt. Diese Ausführufigsform wurde insbesondere für eine Viertakt-Brennkraftmaschine geschaffen. Dabei ist ein Auspuffrohr 51 mit einer Auslaßöffnung einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine verb jnden. Das Auspuffrohr 51 hat über seine gesamte Länge hinweg einen einheitlichen Durchmesser und wird an einem Ende von einer Rürkstoßwand 55a abgeschlossen, so daß eine Scha.Mdämpfungskammer 55b gebildet wird. An einer Stelle, die vor der Rückstoßwand (in Fig.5 links von der Rückstoßwand, entsprechend der.VoCvärts-Fahrrichtung des Fahrzeuges) liegt, ist eine Austrittsöffnung 57 vorgesehen, die sich — wie zuvor beschrieben — an einer Stelle befindet, wo der Schwingungsknoten der stehenden Welle

bei den üblichen Drehzahlen liegt. Eine Ausdehnungskammer 60 liegt bezüglich der Strömungsrichtung hinter der Austrittsöffnung, woraus deutlich wird, daß die Ausdehnung des Abgases nicht notwendigerweise in der Nähe eines Schwingungsknotens erfolgen muß. Die Abgasausdehnung findet also, wie hier dargestellt, auch nach der Schalldämpfungskammer, in der sich die stehende Welle ausbildet, statt, wobei diese Ausdehnungskammer gleichzeitig die Funktion einer Verbindungsleitung zwischen der Austrittsöffnung 57 und einer Einlaßöffnung 59 hat. Hinter der Ausdehnungskammer ist ein weiterer Schalldämpfer 58 angeordnet. Kammern 88 bis 73 werden durch Zwischenwände 61 bis 66 gebildet. Die Ausdehnungskammer 60 und die Kammer 68 sind dabei über die Einlaßöffnung 59 miteinander verbunden.

Ein zahlreiche Löcher in der Seitenwand aufweisendes Rohr 75 erstreckt sich durch die Zwischenwände 61 bis 64 und ragt mit dem vorderen Ende in die Kammer 68 hinein. Das Rohr 75 ist zwischen den Zwischenwänden 61 und 63 durch eine Zwischenwand 75a geteilt.

Die Zwischenwände 62 und 64 besitzen außerhalb des Rohres 75 Löcher 62a und 64a. Auf diese Weise wird ein Zick-Zack-Durchgang gebildet, der von der Kammer 68 zur Kammer 72 führt, wie dieses durch die Pfeile in F i g. 5 angedeutet ist. Zwischen den Zwischenwänden 65 und 66 ist ein Rohr 76 angebracht, das Löcher in der Seitenwand besitzt. Die Kammer 73 ist mit schallschlukkendem Material, beispielsweise Glaswolle, ausgefüllt.

Das von der Brennkraftmaschine kommende Abgas strömt durch das Auspuffrohr 51 und verläßt die Schalldämpfungskammer über die Austrittsöffnung 57 und gelangt dann in die Ausdehnungskammer 60. Dabei hat sich die Amplitude der niederfrequenten Geräuschkomponenten verringert. Die Geräusche des durch die Austrittsöffnung 57 strömenden Abgasstrom besitzen niederfrequente Schallkomponenten, die gedämpfter sind als beim in die Schalldämpfungskammer eintretenden Abgasstrom.

Die Abgase strömen von der Ausdehnungskammer 60, in der der Druck als ganzes verringert wird, danach durch die Einlaßöffnung 59 in die Kammer 68. Während die Abgase durch den Schalldämpfer 58 strömen, wird die meiste Energie der hochfrequenten Geräusche absorbiert. Danach wird der Abgasstrom an die Umgebung abgegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims (3)

1 2 kannt, die ein an ihren beiden Enden offenes Innenrohr ■ Patentansprüche: und ein dieses konzentrisch umgebendes Außenrohr aufweist. Das Außenrohr ist unmittelbar vor dem hinte-

1. Auspuffanlage mit einer aus einer Umfangswan- ren Ende des Innenrohres mit einer ringförmigen Rückdung und einer Rückstoßwand gebildeten Schall- 5 stoßwand verschlossen, so daß in das Außenrohr eindämpferkammer mit einer Eintrittsöffnung, durch strömende Abgase an dieser Rückstoßwand reflektiert die hindurch die von der Brennkraftmaschine korn- werden und eine stehende Welle bilden. Das vordere menden Abgase strömen, und einer Austrittsöffnung Ende des Innenrohres ist in dem Außenrohr in axialer für die Abgase, wobei die Rückstoßwand zu einer Richtung so angeordnet, daß es im Bereich eines Achse der Schalldämpfungskammer senkrecht so to Schwingungsknotens der stehenden Welle liegt Diese angeordnet ist, daß sich eine stehende Welle für eine bekannte Auspuffanlage kann daher aufgrund der Auszu dämpfende, relativ niederfrequente Geräusch- kopplung der an die Atmosphäre abzugebenden Abgakomponente bildet und in der Schalldämpfungskam- se in einem Schwingungsknoten eihe Schalldämpfung mer ein Schwingungsknoten der stehenden Welle der niederfrequenten Gerauschkomponenten erreichen, auftritt, die Austrittsöffnung in der Umfangswan- is läßt dagegen die höherfrequenten Geräuschkomponendung der Schalldämpfungskammer ausgebildet ist, ten im wesentlichen ungedämpft an die Atmosphäre und zur Dämpfung der durch die Schalldämpfungs- freu

kammer hindurchgehenden Geräuschkomponenten Aus der DE-AS 12 38 271 ist eine Auspuffanlage be-

mit höherer Frequenz ein weiterer Schalldämpfer kannt, die in ihrem strömungsmäßig vorderen Teil ein mit der Austrjttsöffnung verbunden ist, dadurch 20 eintrittsseitiges Mehrkammer-Tiefpaßfilter und in ihgekennzeitfhnet, daß die Austrittsöffnung (27. rem hinteren Teil ein austrittsseitiges weiteres Mehr-57) sich an der Stelle des Schwingungsknotens befin- kammerfilter enthält die zueinander fluchtend angeorddet, daß der weitere Schalldämpfer (25,58) in axialer net sind und in einem gemeinsamen, etwa zigarren-Richtung hinter der Schalldämpfungskammer (24, förmigem Gehäuse ausgebildet sind. Innerhalb dieses 556^ und mit dieser einstückig sowie im wesentlichen 25 Gehäuses sind die beiden Mehrkammerfilter miteinanfluchtend angeordnet ist und daß der weitere Schall- der über ein Verbindungsrohr verbunden, das mit der dämpfer durch mehrere Zwischenwände (31—37; Innenmantelfläche des Gehäuses einen das Verbin-61—66) in mehrere Kammern (38—41; 68—73) un- dungsrohr umgebenden Raum bildet der stirnseitig jeterteilt ist, die teilweise über Rohre (45—47; 75, 76) weils zum austrittsseitigen Mehrkammerfilter durch eiso miteinander verbunden sind, daß sich Strömlings- 30 ne geschlossene Querwand und zum eintrittsseitigen umwege zwischen den Kammern ergeben, und daß Mehrkammerfilter durch eine einen das Verbindungsdie Austrittsöffnung (27, 57) über eine parallel zur rohr umgebenden Ringkanal aufweisende Querwand Schalldämpfungskamme! (24, 5io) verlaufende und abgeschlossen ist Dieser zusätzliche Raum sol! dabei als an ihrer Umfangswandui.g angrenzende Verbin- eine vom Abgasstrora nicht durchflossene Resonatordungsleitung (30,60) mit dem wehren Schalldämp- 35 kammer wirken, in die Abgase durch den Ringkanal fer (28,58) verbunden ist. eintreten, jedoch zum austrittsseitigen Mehrkammerfil-

2. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch ge- ter nicht abströmen kann. Das Verbindungsrohr mündet kennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (30, 60) in das eintrittsseitige Mehrkammerfilter stromauf von als eine Ausdehnungskammer (60) ausgebildet ist dem Ringkanal und der Ebene der diesen begrenzenden

3. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch ge- 40 Querwand. Der Ringkanal erstreckt sich in axialer Richkennzeichnet daß die langgestreckte Schalldämp- tung über eine relativ große Länge, vas durch eine rohrfungskammer (55b) von der Ausdehnungskammer förmige axiale Verlängerung der den Ringkanal bilden-(60) umgeben ist, die sich über den größten Teil der den Querwand erreicht ist Infolge dieser Ausbildung Schalldämpfungskammer (55Z^ erstreckt. der Resonatorkammer kann diese nicht die gleiche Wir-

45 kung haben, wie die beim gattungsgebildeten Stand der

Technik vorgesehene als Resonatorkammer wirkende

Schalldämpfungskammer. Dieses ergibt sich auch bereits daraus, daß hier das eintrittsseitige Mehrkammer-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auspuffanlage der filter als ein Tiefpaßfilter wirken soll, also zur Dämpfung

im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art 50 ;n erster Linie der höherfrequenten Anteile des Abgas-

Eine solche, aus dem DE-GM 17 12 462 bekannte geräusches dienen solL Die tiefen Frequenzen des Ab-

Auspuffanlage bewirkt mit ihrer gewölbt ausgebildeten gasperäusches sollen dagegen durch das austrittsseitige

Rückstoßwand offensichtlich ebenfalls bereits die Aus- Mehrkammerfilter gedämpft werden, bei dem die ein-

bildung einer stehenden Welle in der Schalldämpfungs- zelnen Kammern jeweils über Strömungswege bildende

kammer, die über ein Verbindungsrohr relativ kleinen 55 Verbindungsrohre, die in ihrer Umfangsmantelfläche

öffnurigsquerschnittes in eine Vorkammer und eine Re- mit Bohrungen oder öffnungen versehen sind, miteinan-

sonanzkammer unterteilt ist Der Schwingungsknoten der verbunden sind.

der stehenden Welle muß sich daher im Bereich des Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auspuffanlage der

Verbindungsrohres ausbilden. Die Austrittsöffnung bef- im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so wei-

indet sich in der Umfangswandung der Vorkammer in 60 terzubilden, daß bei möglichst kleinen Abmessungen ei-

einer bestimmten axialen Entfernung vor der Mündung ne optimale Dämpfung der Auspuffgeräusche erzielt

H des Verbindungsrohres innerhalb der Vorkammer. Mit wird.

t*j der Austrittsöffnung ist ein im wesentlichen parallel zur Bei einem Abgasschalldämpfer der genannten Art ist

|'i Resonanzkammer verlaufendes Rohr verbunden, das diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des

ii^:; ggf. mit einem Auspufftopf verbunden sein kann, mit 65 Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

£, dem eine weitere Schalldämpfung der Abgase erzielt Die erfindungsgemäße Auspuffanlage zeichnet sich

ψ, werdensoll. dadurch aus, daß bei gleichzeitiger Auskopplung der

;rfi Aus der CH-PS 4 78 335 ist eine Auspuffanlage be- Abgase im Bereich des Schwingungsknotens aus der