DE2547523B2

DE2547523B2 - Brennkraftmaschine mit geräuschdämpfender Verschalung

Info

Publication number: DE2547523B2
Application number: DE2547523A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 8399 Ruhstorf Hatz
Original assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US4149512A; DE2547523A1; JPS5939634B2; JPS5253159A; GB1533292A; IT1074928B; FR2328844A1; FR2328844B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine mit geräuschdämpfender Verschalung und mit einer aus derselben herausgeführten Auspuffleitung ausgerüstete Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (US-PS 36 84 053) ist ein am Maschinenkörper befestigter Auspuffkrümmer über einen Faltenbalg mit einem ins Freie führenden langen Auspuffrohr verbunden. Dabei umgibt ein erstes Verschalungselement den Auspuffkrümmer und den Faltenbalg, während das Auspuffrohr auf seiner halben Länge von einem schalldämmenden Rohrstutzen umgeben ist, der von einem anderen Verschalungselement getragen wird.

Zwischen Auspuffrohr und Rohrstutzen ist dabei ein breiter Ringspalt vorgesehen, der als Abluftauslaß für den ganzen Innenraum der Verschalung dient Es wird angenommen, daß der zwischengeschaltete Faltenbalg zwar die Übertragung eines erheblichen Teils der Körperschwingungen vom Maschinengehäuse auf das Auspuffrohr eliminiert Die in den Auspuffgasen selbst entstehenden starken Schwingungen kann der Faltenbalg jedoch kaum dämpfen, so daß diese Schwingungen durch die Mündung des Auspuffrohres ungehindert ist Freie gelangen und hier sehr starke Auspuffgeräusche verursachen. Es wird deshalb dem Auspuffrohr noch ein außerhalb der Verschalung liegender Schalldämpfer bekannter Art nachgeschaltet sein müssen, wenn man das Auspuffgeräusch auf einer tragbaren Höhe halten will.

Bei einem anderen bekannten, in Panzerfahrzeugen eingebauten Antriebs- und Abgasaggregat (DE-OS 15 76 781) sind die zur Auspuffanlage gehörenden Schalldämpfer in Abteilen angeordnet, die von einem das Antriebsaggregat umgebenden Abteil im wesentlichen getrennt sind, wobei an die Schalldämpfer nur noch kurze, ins Freie führende Auslaßstutzen anschließen. Abgesehen davon, daß dieses bekannte Antriebsund Abgasaggregat von der Gattung nach dem Anspruch 1 wesentlich abweicht, ist hier noch der Unterschied offensichtlich, daß die Aufgabe dieser bekannten Anordnung nicht in einer Schalldämpfung des Abgasaggregate besteht, sondern in einer Kühlung der Abgase, um eine Ortung des Panzerfahrzeuges zu erschweren.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von Brennkraftmaschinen der eingangs zitierten bekannten Art, die Schallabstrahlung auch der weiter stromabwärts gelegenen Teile der Auspuffanlage, insbesondere auch des zur Auspuffanlage gehörenden, bisher außerhalb der Verschalung liegenden Schalldämpfers, zu verringern, ohne dabei die Wärmebelastung für den Innenraum der Verschalung zu vergrößern. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung für Brennkraftmaschinen mit einem annähernd senkrecht stehenden Schalldämpfer mit nach unten gerichtetem Auslaßstutzen besteht darin, daß die Umhüllung annähernd an oberster Stelle einen Durchtritt aufweist, durch welchen die erwärmte Luft aus dem Innern der Umhüllung unter thermischer Wirkung nach oben abströmen kann, und daß gegebenenfalls zwischen den Längskanten des Umhüllungs-Mantels an der Befestigungsseite ein senkrecht verlaufender Spalt offengelassen ist, durch welchen die Luft ein- und ausströmen kann.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es für Auspuffanlagen, die neben dem Schalldämpfer noch einen Turbolader umfassen, von besonderem Vorteil, wenn die Umhüllung außer dem Schalldämpfer auch den Turbolader umschließt. Auf diese Weise werden auch die vom Turbolader ausgehenden Schwingungen durch die Umhüllung gedämpft.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Schalldämpfer-Umhüllung im Längsschnitt und Seitenriß,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Umhüllung nach Linie Hl-III der Fig. 1,

Fig.4 eine zweite Bauform der Umhüllung in Seitenriß,

F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V .der F i g. 4,

F i g. 6 und 7 zwei weitere Einzelheiten der Umhüllung im Querschnitt und größeren Maßstab, und

F i g. 8 und 9 eine dritte Bauform der Umhüllung für eine Auspuffanlage, die einen Schalldämpfer und einen vorgeschalteten Turbolader umfaßt

Im ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. J —3 ist eine zweizylindnge Brennkraftmaschine dargestellt, deren Maschinerikörper 10 zwecks Geräuschdämpfung mit einer mehrteiligen Verschalung 12 umgeben ist, die unter Zwischenschaltung von nicht näher dargestellten schwingungsdämpfenden Mitteln am Maschinenkörper befestigt ist Eine solche Verschalung kann in beliebiger Gestalt ausgeführt und am Gehäuse angebracht sein, z. a in der Art nach DE-OS 21 59 158 oder 23 00 397. Die Maschine besitzt ein Kühlluftgebläse 14 bekannter Art, welches die Kühlluft durch eine Eintrittsöffnung 12e in der Verschalung ansaugt und durch die Zwischenräume innerhalb der Verschalung fördert, wobei die Kühlluft aus der Verschalung wieder austritt Die vom Gebläse angesaugte Luft wird auch dem Luftfilter 16 und von hier aus den Zylindern als Verbrennungsluft zugeführt

Die Verbrennungsabgase werden aus beiden Zylindern in bekannter Weise durch einen Auspuffkrümmer 20 aufgenommen, der an den Zylindern mittels Befestigungsschrauben fest verankert ist Am Flansch 20a dieses Krümmers, der durch eine Öffnung 12/ tier Verschalung nach außen ragt ist der Flansch 22a eines außerhalb der Verschalung liegenden, langgestreckten Auspuff-Schalldämpfers 22 bekannter Art und Wirkungsweise mittels Schrauben befestigt. Der Schalldämpfer 22 steht dabei senkrecht in einer Einbuchtung 12t der Verschalung 12 in der Nähe der Austrittsöffnung für die Kühlluft. Ein am Maschinenkörper 10 verankertes Abstützblech 24 ragt durch eine weitere öffnung 12//in der Verschalung 12 nach außen und ist bei 22/ mit dem Schalldämpfer 22 verschraubt. Die Stellen 20a und 24 bilden somit zwei voneinander weit entfernte feste Ankerstellen des schweren, großvolumigen Schalldämpfers 22, die für seine stabile Befestigung am Maschinenkörper 10 sorgen. Der nach unten ragende Auslaßstutzen des Schalldämpfers 22 ist mit 22m bezeichnet.

Der Schalldämpfer ist mit einer aus Blech gefertigten Umhüllung voll umgeben, die aus einem Mantel 26 und zwei Deckeln 28 und 30 besteht. Die beiden Längsseiten des Mantels 26 stoßen bei 26a aufeinander und sind mittels einiger Schrauben 32 unmittelbar an einer Seitenwandung der Einbruchtung 12Z> befestig*. Ausnehmungen an den beiden Längsseiten des Mantels 26 bilden zwei mit den öffnungen 12/und ^//deckungsgleiche Durchgänge, die einen freien Umgriff der Ankerstellen 20a und 24 des Schalldämpfers 22 erlauben. Der Deckel 28 ist mittels Schrauben 34 und der Deckel 30 über Schrauben 36 oben bzw. unten am Mantel 26 befestigt Eine zentrale öffnung 3Qd des Deckels 30 erlaubt außerdem den Durchgang des eo Auslaßstutzens 22m vom Schalldämpfer 22.

Es wurde bereits erläutert, daß die Umhüllung 26, 28, 30 ausschließlich von der Verschalung 12 getragen wird und mit dem Schalldämpfer 22 bzw. dem Maschinenkörper 10 keinerlei Berührung hat. Die Verschalung selbst ist wiederum unter Zwischenschaltung von schwingungsdämpfenden Mitteln am Maschinenkörper angebracht. Die Umhüllung ist somit gegenüber einer unerwünschten Schwingungsüberleitung vom Maschinenkörper ausreichend abgeschirmt

Es ist ferner ersichtlich, daß der wesentliche Teil der Auspuffleitung von der an der Verschalung 12 befestigten Umhüllung 26—30 derart umgeben ist, daß ein die Berührung verhindernder Luftspalt zwischen dem Auspuffteil und der Umhüllung vorhanden ist Dieser Luftspalt ist so groß bemessen, daß auch bei größeren Schwingungen des Schalldämpfers die vom Maschinengehäuse auf ihn übertragen werden, an keiner Stelle eine Materialberührung zwischen Schalldämpfer und Umhüllung erfolgen kann. Auch bei Schwingungen (Pulsationen) der Außenwände des Schalldämpfers, die durch Druckschwankungen im Auspuffstrom entstehen, erfolgt keine Materialberührung zwischen Schalldämpfer und Umhüllung. Die Umhüllung bildet dabei erfindungsgemäß einen vom Innern der Verschalung im wesentlichen getrennten Raum und der innerhalb der Umhüllung verlaufende Teil der Auspuffleitung besteht aus dem zur Auspuffanlage gehörenden Schalldämpfer, wobei der Auslaßstutzen desselben ohne die Umhüllung zu berühren, durch eine öffnung derselben ausbläst Die Umhüllung fungiert somit als eine wirkungsvolle Abschirmung des außerhalb der Verschalung liegenden Teils der Auspuffleitung gegen Körperschall- als auch Luftschallabstrah- !ung. Auf diese Weise ergibt die erläuterte Bauform bei einem Minimum an baulichem Aufwand eine erhebliche Geräuschminderung am Auspuff-Schalldämpfer 22.

Die Umhüllung bringt außerdem noch den Vorteil einer wirkungsvollen Wärmeisolierung des Schalldämpfers nach außen. Sie ist nur an einer schmalen Seite, nämlich an den Längsseiten 26a, mit der Verschalung 12 verschraubt, so daß ihre fünf anderen Seiten nach außen zur Wärmeabstrahlung frei sind. Es sei hier noch erwähnt, daß man im Bedarfsfalle eine zusätzliche öffnung im oberen Deckel 28 vorsehen kann, durch welche infolge der thermischen Wirkung die erwärmte Luft aus dem Innern der Umhüllung nach außen entweicht, während durch die öffnung 3Od des unteren Deckels 30 kalte Luft einströmt. Dadurch würde eine automatische Kühlung des Schalldämpfers als auch seiner Umhüllung erreicht.

Eine besondere Art dieser Kühlung ist im Ausfuhrungsbeispiel nach F i g. 4 und 5 dargestellt. Der Mantel 126 der Umhüllung ist hier derart gestaltet, daß seine Längskante 126k und 126A* an der Befestigungsseite nicht mehr aufeinander stoßen, sondern einen senkrechten Spalt bilden, der oben und unten an den Deckeln 28 und 30 vorbei ins Freie führt. Es entsteht somit ein Kamin, durch den kühle Frischluft unten in die Umhüllung einströmt, während oben erwärmte Luft ausströmt. Im übrigen ist die Anordnung und Wirkung der Umhüllung dieser Bauart die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 — 3.

Falle eine erhöhte Kühlung der Umhüllung erwünscht wäre, so kann man besondere Leitungen vom Gebläse in die Umhüllung und von hier nach außen führen, um stärkeres Durchblasen des Inneren der Umhüllung durch Kaltluft zu erreichen.

Die zwecks zusätzlicher Kühlung nach oben geführten öffnungen in der Umhüllung besitzen nur kleinen Querschnitt, so daß sie als Spalte wirken, die allein schon eine ausreichende Schalldärnpfungswirkung ergeben. Falls größere Austrittsquerschnitte erforderlich sein sollten, dann müßten gegebenenfalls schalldämpfende Mittel (Dämpferstrecken) diesen Auslaßöffnungen nachgeschaitet sein.

Um auch das Mündungsgeräusch des Auspuff-Schalldämpfers eliminieren bzw. mindern zu können, ist gemäß F i g. 6 konzentrisch zur öffnung 30c/des unteren Deckels 30 ein Schalldämpfer an der Umhüllung vorgesehen, der aus einem am Deckel 30 befestigten Außenmantel 40 und einem siebartigen Innenrohr 42 besteht, wobei eine Schicht 44 aus geräuschdämpfendem Material, z. B. Steinwolle, zwischen diese Rohrteile eingelegt ist.

Die Bauart nach Fig. 7 zeigt, daß am unteren Deckel ι ο 30 konzentrisch zur öffnung 30d ein Rohrstutzen 46 befestigt ist, an dem mittels eines Spannbügels 48 eine starre oder biegsame Rohrleitung 50 geeigneter Länge festklemmbar ist, mit deren Hilfe die den Schalldämpfer 22 verlassenden Abgase an eine entfernt liegende Auslaßstelle geleitet werden. Man kann dadurch die Abgase bis zu einer den gegebenen Raumbedingungen entsprechenden Auslaßstelle leiten.

Die Elemente 40 bis 50 der beiden Bauarten nach Fig.6 und 7 haben nur Verbindung zur Umhüllung, nicht dagegen zum Schalldämpfer 22 oder Maschinenkörper 10. Außerdem ergibt sich, daß in diesem langen Rohr 50 die Druckschwankungen der Abgase nach dem Verlassen des Schalldämpfers 22 nicht mehr die Energie besitzen, um eine derart lange Leitung zum Abstrahlen von starkem Luftschall zu erregen. Es wird hier also ohne zusätzlichen Aufwand eine körperschallgedämpfte Anordnung erreicht. Somit kann beispielsweise auf eine schalldämmende Umwicklung der langen Leitung 50 verzichtet werden. Auf diese Weise wird eine weitere μ Einspannung an Bauaufwand erreicht.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 8 und 9 umfaßt die Aufpuffanlage nebem dem Auspuff-Schalldämpfer 222 noch einen vorgeschalteten Turbolader bekannter Art und Wirkungsweise. Am Aufpuffkrümmer 20 ist bei 20a ein Zwischenrohr 200 befestigt, an dem der Turbolader angeschlossen ist. Sein Turbinenrad sitzt in einer Gehäusekammer 204a und wird durch die über Rohre 20 und 200 zugeführen Abgase beeinflußt, die anschließend über ein Rohrstück 206 zum Schalldämpfer 222 weitergeleitet werden. In der Gehäusekammer 204i> sitzt ein Pumpenrad, das die Luft vom Filter 216 über die Leitung 208 ansaugt und sie als Verbrennungsluft über die Leitungen 210, 212 zu den einzelnen Zylindern fördert.

Die Umhüllung besteht bei dieser Bauart wiederum aus einem Blechmantel 226 und zwei Deckeln 228, 230. Der Mantel ist an der Verschalung 12 angeschraubt, während die Deckel über Verbindungsschrauben am Mantel verankert sind. Der Auslaßstutzen 222m des Schalldämpfers 222 ragt durch den Deckel 230 bei 230ü nach unten. Das Abstützblech 224 stützt den Dämpfer 222 bei 222/ab.

Die Umhüllung 226, 228, 230 hat hier die gl.-iche Wirkung wie bei den beiden erstbeschriebenen Bauarten, nur mit dem Unterschied, daß bei der letzterwähnten Ausführungsform auch noch das vom Turbolader herrührende Geräusch durch die Umhüllung gedämpft wird.

Es wurde dargelegt, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung alle von der Auspuffanlage herrührenden Geräusche (Körperschall, Luftschall, Mündungsgeräusch) in sehr hohem Maße herabgesetzt werden. Die zum Aufbau der Dämpfungs-Einrichtung erforderlichen Mittel sind außerdem von einfacher Gestalt sowie langer Lebensdauer und ihre Anbringung an der Maschine erfordert keinen übermäßigen Aufwand. Die Einrichtung ist somit auch in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft herstellbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Pateniansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einer ihr Gehäuse zwecks Geräuschdämpfung umgebenden Verschalung, die unter Zwischenschaltung von schwingungsdämpfenden Mitteln am Gehäuse befestigt ist, und mit einer ebenfalls am Gehäuse befestigten Auspuffleitung, die zu einem wesentlichen Teil von einer an der Verschalung befestigten Umhüllung derart umgeben ist, daß ein die Berührung verhindernder Luftspalt zwischen dem Auspuffleitungsteil und der Umhüllung vorhanden ist, wobei nur das Austrittsrohr der Auspuffleitung aus der Umhüllung herausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (26, 28, 30; 226, 228, 230) einen vom Innern der Verschalung (12) im wesentlichen getrennten Raum bildet und der innerhalb der Umhüllung verlaufende Teil der Auspuffleitung aus dem zur Auspuffanlage gehörenden Schalldämpfer (22; 222) besteht, wobei nur der Auslaßstutzen (22m; 222m) des Schalldämpfers, ohne die Umhüllung unmittelbar zu berühren, durch eine öffnung (30c/; 230c#derselben ausbläst.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, mit einem langgestreckten Auspuff-Schalldämpfer, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem den Schalldämpfer (22; 222) längsseits umgebenden sowie mit der Verschalung (12) verbundenen Blechmantel (26; 226) und zwei mit dem Blechmantel verbundenen Blechdeckeln (28,30; 228,230) besteht, Jo deren einer (30; 230) die öffnung (3Od; 23Od) für den Auslaßstutzen (22m; 222m; des Schalldämpfers aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, mit einem annähernd senkrecht stehenden Auspuff-Schalldämpfer mit nach unten gerichtetem Auslaßstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (26, 28, 30) annähernd an oberster Stelle einen Durchtritt aufweist, durch welchen dit erwärmte Luft aus dem Innern der Umhüllung unter thermischer Wirkung nach oben abströmen kann.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Längskanten (126Ar, 126JtJt; des Mantels (126) an der Befestigungsseite ein senkrecht verlaufender Spalt offengelassen ist, durch welchen die Luft ein- und ausströmen kann.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, deren Auspuffanlage auch einen Turbolader umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung außer dem Auspuff-Schalldämpfer (222) auch den Turbolader (204a, 204ö;umschließt.