DE2629080A1

DE2629080A1 - Silencer for engine exhaust systems - has rear chamber and two intermediate chambers with flame extinguisher

Info

Publication number: DE2629080A1
Application number: DE19762629080
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Mizusawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1976-06-29
Publication date: 1977-07-07
Also published as: JPS5277939A; DE2629080C2

Abstract

The silencer can be arranged in the exhaust system of a combustion engine where there is a flame extinguishing device. There is a rear chamber (18) and a first and second intermediate chamber (24,21) which are defined and bounded by the flame extinguisher (14) and a first and second dividing wall (22). An inner pipe (20) held by the dividing walls (22,26) connects the second intermediate chamber (21) with the rear chamber (18). The inner pipe has a number of holes through which the exhaust gas can flow into the first intermediate chamber. There is a third dividing wall (16) in a chamber (17) defined by the flame extinguisher (14) in the silencer (1).

Description

Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine Silencer for an internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine. The invention relates to a muffler for an internal combustion engine.

Bei einem Kraftfahrzeug können unmittelbar nach einer Fahrt auf einer langen Neigungsstrecke1bei einer unvermittelten oder plötzlichen Geschwindigkeitsverringerung, einer schnellen Fahrt oder bei einem Gangwechsel Fehlzündungen auftreten. Dabei findet in manchen Fällen möglicherweise eine Nachverbrennung im Abgassystem statt. Da nun wegen des durch Trägheit bedingten eiterlaufens der Maschine eine geringe Menge von unverarbeitetem Gas oder Frischgas in die Maschine gesaugt wird und dann in der Form eines unverbrannten Gases in das Abgas system abgegeben wird - sogar nach dem Abschalten zum Stoppen der Maschine -wird so auch im allgemeinen das Frischgas, das als unverbranntes Gas in das Abgassystem geführt wird, in diesem verbrannt, insbesondere dasjenige Frischgas, das im Hauptauspufftopf bleibt und dabei explosiv verbrennt, was den Druck ansteigen läßt bis das Gas aus dem Auslaß des Abgassystems mit Schallgeschwindigkeit entladen wird, was somit den schwerwiegenden Fehler einer gefährlichen Wirkung herbeiführt und zwar nicht nur auf die entsprechenden Abschnitt eines Fahrzeugs, in welchem sich die Brennkraftmaschine befindet, sondern auch auf die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs ebenso wie auf das Abgassystem. Anders ausgedrückt: Dadurch wird oft ein erschreckend hartes Explosionsgeräusch erzeugt, und es wird sogar manchmal eine Flamme aus dem am Auslaß des Abgassystems angeordneten Auspuffrohr geblasen, was bisher eine ernste Gefahr gebildet hat. In a motor vehicle, immediately after driving on a long incline1 in the event of an abrupt or sudden decrease in speed, fast driving or misfiring when changing gears. Included In some cases there may be post-combustion in the exhaust system. Since now, because of the inertia of the machine, there is a little Amount of unprocessed gas or fresh gas is drawn into the machine and then in the Form of an unburned gas released into the exhaust system will - even after turning off to stop the machine - will generally be the same the fresh gas, which is fed into the exhaust system as unburned gas, in this burned, especially that fresh gas that remains in the main muffler and it burns explosively, which causes the pressure to rise until the gas emerges from the outlet of the exhaust system is discharged at the speed of sound, which is therefore the most serious Failure causes a dangerous effect and not only on the corresponding Section of a vehicle in which the internal combustion engine is located, rather also on the environment outside the vehicle as well as on the exhaust system. Different In other words: This often creates a terrifyingly harsh explosion noise, and there is even sometimes a flame from the one placed at the outlet of the exhaust system Exhaust pipe blown, which so far has been a serious hazard.

Bisher standen zum Verhindern des beschriebenen Nachbrennens folgende Verfahrens zur Verfügung: 1. Ein von der Maschine abgegebenes unverbranntes Gasgemisch wird noch stromauf vom Schalldämpfer verbrannt. So far, the following have been used to prevent the described afterburning Procedure available: 1. An unburned gas mixture given off by the machine is burned upstream of the silencer.

2. Es wird entweder eine Abgasauslaßleitung oder ein thermischer Reaktor in geeigneter Weise gekühlt, wodurch verhindert wird, daß ein unverbranntes Gasgemisch spontan zündet.2. It becomes either an exhaust gas outlet line or a thermal reactor appropriately cooled, thereby preventing an unburned gas mixture ignites spontaneously.

3. Eine solche Flamme und ein solcher Explosionsknall, wie sie bei einer Explosion in der Mitte des Schalldämpfersystems entstehen, werden mittels einer flammenlöschenden Vorrichtung am Ausgang des Auslaßsystems geeignet gelöscht und absorbiert.3. Such a flame and such an explosion like that at caused by an explosion in the middle of the silencer system suitably extinguished by a flame-extinguishing device at the outlet of the exhaust system and absorbed.

Bei einem Verfahren, wie es vorstehend an dritter Stelle erwähnt wurde, ist entweder ein Maschendraht, ein Filter od. In a method as mentioned third above is either a wire mesh, a filter or

dgl. am Ausgang eines Auslaßrohrs angeordnet. Das Verfahren dieser Kategorie ist jedoch alles andere als Flammenlöschen, denn es dient speziell dazu, ein Verstreuen von rotglühenden Kohlenstof funken zu verhindern. Um den vorgeschlagenen Erfordernissen zu genügen, müssen die Maschen eines Drahtnetzes genügend klein sein, was oft zu einem Verstopfen führt. Ferner wird in solchen Fällen, wo ein unverbranntes Gasgemisch innerhalb eines schalldämpfenden Geräts einer Explosion unterworfen werden sollte, eine äußerst starke Flamme eingeführt, was es bisher sehr schwierig,wenn nicht undurchführbar machte, ein Nachverbrennen in geeigneter Weise zu verhindern.Like. Arranged at the outlet of an outlet pipe. The procedure of this However, this category is anything but flame extinguishing, as it is specifically used to to prevent scattering of red-hot carbon sparks. To the proposed To meet requirements, the meshes of a wire network must be sufficiently small which often leads to clogging. Furthermore, in those cases where an unburned Gas mixture within a sound-absorbing device can be subjected to an explosion should have introduced an extremely strong flame, which so far has been very difficult when did not make it impracticable to appropriately prevent afterburning.

Zur Beherrschung einer derartigen Situation wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der die vorstehend erwähnten üblichen Schwierigkeiten umgangen werden sollen und eine Explosion eines unverbrannten Gasgemisches verhindert werden soll, die auftritt, wenn die Geschwindigkeit verringert oder die Maschine ausgeschaltet wird. Bei dieser Vorrichtung ist ein flexibler und enger Abgaskanal im Schalldämpfer des Abgassystems der Brennkraftmaschine aungeordnet. Die Wärme der Flamme wird absorbiert, während sie durch die flammenlöschende Vorrichtung gelangt; hierdurch wird sie gelöscht, und das unverbrannte Gasgemisch, das durch den stromab der flammenlöschenden Vorrichtung angeordneten Abgaskanal fließt, wird am Zünden gehindert. Der Druck des unverbrannten Gasgemisches wird in geeigneter Weise daran gehindert, auf einen der Schallgeschwindigkeit entsprechenden Wert anzusteigen. To cope with such a situation, a device proposed which circumvented the above-mentioned common difficulties and an explosion of an unburned gas mixture is to be prevented supposed to occur when the speed is reduced or the machine is turned off will. In this device there is a flexible and narrow exhaust duct in the muffler the exhaust system of the internal combustion engine disordered. The heat of the flame is absorbed as it passes through the flame extinguishing device; this will delete it, and the unburned gas mixture produced by the downstream of the flame extinguishing device arranged exhaust duct flows is prevented from igniting. The pressure of the unburned Gas mixture is prevented in a suitable manner from reaching one of the speed of sound to increase corresponding value.

Um die gesamte größere Flammenlöschwirkung zu erreichen und um eine Vereinfachung bei der Konstruktion einer flammen löschenden Vorrichtung zu erreichen, ist es jedoch bei einem derartigen Verfahren notwendig, die wirksame Flammenlöschfläche bis zur größtmöglichen Grenze zu nutzen und verschiedene Schwierigkeiten auszuschalten. Dabei ist es erforderlich, eine neue Gestaltung für den Aufbau der Flammenlöschvorrichtung auszuarbeiten, einschließlich eines dafür erforderlichen Zwischenraums, daß die Flammenlöschvorrichtung für den Ausgleich von Unregelmäßigkeiten in geeigneter Weise plaziert werden kann, die von thermischen Abmessungsschwankungen herrühren, welche auf die Temperaturdifferenz zwischen den zueinander angeordneten Aufbauteilen der Flammenlöschvorrichtung zurückzuführen sind, und daß eine Flamme wirksam daran gehindert wird, durch diese Flammenlöschvorrichtung hindurchzutreten. To achieve the entire greater flame extinguishing effect and to achieve a To achieve simplification in the construction of a flame-extinguishing device, however, in such a method it is necessary to use the effective flame-extinguishing area to use to the greatest possible limit and eliminate various difficulties. It is necessary to redesign the structure of the flame extinguishing device elaborate, including the space required so that the Flame extinguishing device for the compensation of irregularities suitably placed due to thermal dimensional variations originate, which on the temperature difference between the mutually arranged Structural parts of the flame extinguishing device are due, and that a flame is effectively prevented from passing through this flame extinguishing device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer zu schaffen, der ein Nachverbrennen verhindert und bei dem bei einer in ihn eingebauten Flammenlöschvorrichtung ein Einlaßrohr,ein Innenrohr und ein Auslaßrohr nicht durch die Flasenlöschvorrichtung gehen, wodurch das Zusammenfügen von Aufbauteilen vereinfacht ist. The invention is based on the object of a muffler create that prevents afterburning and with one built into it Flame extinguishing device does not pass through an inlet pipe, an inner pipe and an outlet pipe go to the bottle extinguisher, which simplifies the assembly of structural parts is.

Erfindungsgemäß wird ein Schalldämpfer geschaffen, der in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordnet sein kann, wobei eine Flainrnenlöschvorrichtuna in dem Schalldämpfer vorgesehen ist, der eine hintere Kammer, eine erste Zwischenkammer und eine zweite Zwischenkammer aufweist, die durch die Flarnrrn1öschvorrichtung , eine erste Trennwand und eine zweite Trennwand definiert und voneinander getrennt sind, wobei durch die Trennwände ein Innenrohr gestützt wird, das die zweite Zwischenkammer mit der hinteren Kammer verbindet. According to the invention, a muffler is created that is used in an exhaust system an internal combustion engine can be arranged, wherein a Flainrnenlöschvorrichtuna is provided in the muffler, which has a rear chamber, a first intermediate chamber and a second intermediate chamber defined by the flame extinguishing device , a first partition and a second partition are defined and separated from each other are, wherein an inner tube is supported by the partition walls, which the second intermediate chamber connects to the rear chamber.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines herkömmlichen Schalldämpfers,der Nachbrennen verhindert; und Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Schalldämpfers. Fig. 1 shows a longitudinal section of a conventional muffler, the Prevents afterburning; and Fig. 2 shows a longitudinal section of an inventive Embodiment of a silencer.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Schalldämpfer. Eine vordere Kammer 7 und eine hintere Kammer 8 sind durch eine Trennwand 6, durch die ein Einlaßrohr 2 und ein Auslaßrohr 3 gehen, eine £lainrneniöschvorrichtung 4 und die Hauptgehäusewände 5 des Schalldämpfers 1 abgeteilt und gebildet. Man läßt das Abgas über einen durch die Bezugs zeichenfolge 2-8-4-9-7-3 definierten Kanal aus dem Schalldämpfer herausfließen. Fig. 1 shows a conventional muffler. A front chamber 7 and a rear chamber 8 are separated by a partition 6 through which an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3 go, an internal extinguisher 4 and the main housing walls 5 of the muffler 1 divided and formed. You let the exhaust gas through the reference character sequence 2-8-4-9-7-3 defined channel flow out of the silencer.

Nun ist bei einer Maschine, deren Bestandteile beim Betrieb unterschiedliche Temperaturen aufweisen, ein geeigneter Spalt zwischen angrenzenden Montagepassungen notwendig, um Unregelmäßigkeiten auszugleichen, die auf Wärmedehnung zurückzuführen sind, sowie die Begrenzung des Spalts auf ein bestimmtes Maß (beispielsweise weniger als 0,5 mm), um ein Ilindurchtreten der Flamme durch den Spalt zu verhindern. Now, with a machine, the components of which are different during operation Have temperatures, a suitable gap between adjacent mounting fits necessary to compensate for irregularities that can be attributed to thermal expansion are, as well as the limitation of the gap to a certain amount (for example less than 0.5 mm) to prevent the flame from passing through the gap.

Ferner ist es notwendig, daß der Ubertrittsquerschnitt verschiebbar ist. Dadurch ist eine Menge Arbeit zur passenden Steuerung der Abmessungen erforderlich, was ein Hindernis für eine wirkungsvolle Produktivität ist.It is also necessary for the cross-section to be displaceable is. It takes a lot of work to properly control the dimensions, which is an obstacle to effective productivity.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem keine Bauteile durch eine Flanrtnlöschvornchtung 14 gehen. In Fig. 2 ist das Hauptgehäuse des Schalldämpfers 1 durch Wände 15 gebildet. Die FlamEenlöschvorrichtung 14 wird durch diese Wände 15 getragen. Die Wände 15 und die Flammenlöschvorrichtung 14 begrenzen eine vordere Kammer 17. Eine hintere Kammer 18 ist durch die Wände 15 und durch eine von ihr getragene erste Trennwand 26 definiert. Eine erste Zwischenkammer 24 ist durch die Wände 15, die erste Trennwand 26 und eine zweite Trennwand 22 begrenzt. Die Wände 15, die zweite Trennwand 22 und die Flarnmenlöschvorricntung 14 definieren eine zweite Zwischenkammer 21. Die vordere Kammer 17 ist mittels einer dritten Trennwand 16 in zwei Abschnitte 17a und 17b unterteilt, wobei diese dritte Trennwand 16 eine Anzahl von Öffnungen aufweist, die beispielsweise durch Bohren in ihr gebildet sind. Der erste Abschnitt 17a und der zweite Abschnitt 17b der vorderen Kammer 17 sind über die Öffnungen miteinander verbunden. Ein Einlaßrohr 12 ist mit dem ersten Abschnitt 17a der vorderen Kammer 17 verbunden. Ein Innenrohr 20 wird durch die erste Trennwand 26 und die zweite Trennwand 22 abgestützt und verbindet die zweite Zwischenkammer 21 mit der hinteren Kammer 18. Das Innenrohr 20 weist eine Anzahl Öffnungen auf, durch die das Abgas in begrenztem Umfang in die erste Zwischenkammer 24 in Richtung der Pfeile X gelangen kann. Fig. 2 shows an embodiment of the invention in which none Components go through a Flanrtnlöschvornchtung 14. In Fig. 2 is the main housing of the muffler 1 is formed by walls 15. The flame extinguishing device 14 is supported by these walls 15. The walls 15 and the flame extinguishing device 14 delimit a front chamber 17. A rear chamber 18 is through the walls 15 and through a first partition wall 26 carried by it defines. A first intermediate chamber 24 is delimited by the walls 15, the first partition wall 26 and a second partition wall 22. The walls 15, the second partition 22 and the fire extinguishing device 14 define a second intermediate chamber 21. The front chamber 17 is by means of a third partition wall 16 divided into two sections 17a and 17b, this third partition wall 16 a Has number of openings which are formed, for example, by drilling in it. The first section 17a and the second section 17b of the front chamber 17 are connected to each other via the openings. An inlet pipe 12 is with the first section 17a of the front chamber 17 connected. An inner tube 20 is passed through the first partition 26 and the second partition wall 22 supported and connects the second intermediate chamber 21 with the rear chamber 18. The inner tube 20 has a number of openings, through which the exhaust gas to a limited extent in the first intermediate chamber 24 in the direction the arrows X can get.

Ein Verbindungsrohr 23 wird durch die erste Trennwand 26 gehalten und verbindet die hintere Kammer 18 mit der ersten Zwischenkammer 24. Ein Auslaßrohr 13 ist vorgesehen, das die erste Zwischenkammer 24 mit einer (nicht dargestellten) geeigneten Stelle verbindet.A connecting pipe 23 is held by the first partition wall 26 and connects the rear chamber 18 with the first intermediate chamber 24. An outlet pipe 13 is provided that the first intermediate chamber 24 with a (not shown) suitable place.

Beim Betrieb gelangt das Abgas vom Einlaßrohr 12 in die erste Kammer 17, wobei eine Flamme beim Durchströmen durch die Flarnmenlöschvorrichtung 14 in geeigneter Weise gelöscht wird, strömt dann in das Innenrohr 20, die hintere Kammer 18 und durch das Verbindungsrohr 23 und durch die erste Zwischenkammer 24 aus dem Auslaßrohr 13 heraus. In operation, the exhaust gas passes from the inlet pipe 12 into the first chamber 17, with a flame flowing through the flame extinguishing device 14 in is suitably extinguished, then flows into the inner tube 20, the rear chamber 18 and through the connecting pipe 23 and through the first intermediate chamber 24 from the Outlet pipe 13 out.

Da nun bei dieser Konstruktion durch die Flammenlöschvorrichtung kein Rohr hindurchläuft, kann die gesamte Fläche des Schalldämpfers in einer wirksamen Weise ausgenutzt werden, so daß das Flammenlöschvermögen verbessert ist. Eine Berücksichtigung des Zwischenraums zwischen miteinander gekoppelten Teilen braucht nicht zu erfolgen, wodurch der Vereinfachung sowohl der Konstruktion als auch der Arbeitsmittel gedient ist. Dies ist ein zweites Merkmal dieses Aufbaus. Das Geräusch des Abgases, das durch die Flammenlöschvorrichtung gelöscht wird, wird in dem nachfolgenden Abwärtsstrom eliminiert, und das Abgas wird dann aus dem Auslaßrohr 13 ausgestoßen,nachdem es in einer wirksamen Weise einer Geräusch-Löschung infolge eines teilweisen Durchlasses und einer Diffusionswirkung entlang des nachgiebigen Kanals unterworfen wurde. Since now with this construction by the flame extinguishing device no pipe runs through it, the entire area of the muffler can be used in one effective way Wise are exploited, so that the flame extinguishing ability is improved. A consideration of the space between parts that are coupled to one another does not need to be thereby serving to simplify both the construction and the work equipment is. This is a second feature of this structure. The sound of the exhaust gas that is extinguished by the flame extinguishing device, is in the subsequent downward flow eliminated, and the exhaust gas is then discharged from the exhaust pipe 13 after it in an effective manner of noise cancellation due to partial transmission and a diffusion effect subdued along the compliant channel became.

Die Trennwände bilden an unterteilen zusammen mit der Flamnenlöschvorrichtung 14 und den Wänden 15 des Hauptgehäuses die entsprechenden Kammern, und sie weisen die Festigkeit auf, die zum geeigneten Einpassen der entsprechenden Rohre notwendig ist. Überdies weist die dritte Trennwand 16 für die vordere Kammer 17 eine Anzahl von durch Bohren hergestellten öffnungen auf, wodurch die vordere Kammer 17 als Resonanzkammer benutzt werden kann, womit eine günstige Wirkung der Geräusch-Ausschaltung erreicht wird. The partition walls form partitions together with the flame extinguishing device 14 and the walls 15 of the main housing the corresponding chambers, and they point the strength necessary to properly fit the corresponding pipes is. In addition, the third partition wall 16 for the front chamber 17 has a number of openings made by drilling, whereby the front chamber 17 as Resonance chamber can be used, which has a beneficial effect of noise elimination is achieved.

Die-Erfindung weist einen derartigen Aufbau auf, wie er in der vorstehenden Beschreibung dargelegt ist. Die Flammenlöschwirkung kann beträchtlich verbessert werden, indem die Flammenlöschfläche der Flammenlöschvorrichtung bis zum größtmöglichen Wert wirksam ausgenutzt wird; die Produktivität kann durch die Vereinfachung des Aufbaus des schallabsotbierenden Geräts für das gegenseitige Anpassen der Aufbauteile erheblich gesteigert werden, was gemäß den vorstehenden Erläuterungen durchgeführt werden kann. überdies kann die Schallabsorbierung verbessert werden, indem die resonanzausschaltenae Leistung der vorderen Kammer genutzt wird. The invention has such a structure as in the above Description is set out. The flame extinguishing effect can be improved considerably by increasing the flame-extinguishing surface of the flame-extinguishing device to the greatest possible extent Value is effectively exploited; productivity can be increased by simplifying the Construction of the sound-absorbing device for the mutual adaptation of the structural parts can be increased significantly, which is carried out according to the above explanations can be. In addition, the sound absorption can be improved by switching off the resonance Power of the front chamber is used.

Die Erfindung schafft somit einen Schalldämpfer, der in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordnet sein kann und folgendes aufweist: Wände, die das Ilauptgehäuse des Schalldämpfers bilden; eine erste Trennwand, die durch diese Wände gehalten wird, wodurch zwischen ihnen eine hintere Kammer definiert wird; eine zweite Trennwand, die durch die Wände gehalten wird, wodurch zwischen diesen Wänden und der ersten und zweiten Trennwand eine erste Zwischenkammer begrenzt wird; eine durch die Wände getragene Flammenlöschvorrichtung, wodurch sowohl eine zweite Zwischenkammer zwischen den Wänden, der zweiten Trennwand und der Flammenlöschvorrichtung definiert wird, als auch eine vordere Kammer zwischen den Iänuen und der Flammenlöschvorrichtung; ein mit der vorderen Kammer verbundenes Einlaßrohr, wodurch das Abgas vom Einlaßrohr in die vordere Kammer gelangen kann; ein mit der ersten Zwischenkammer verbundenes Auslaßrohr, wodurch das Abgas aus der ersten Zwischenkammer durch das Auslaßrohr entströmen kann; und ein inneres Rohr, das eine Anzahl von darin ausgebildeten Öffnungen aufweist. The invention thus provides a muffler that is used in an exhaust system an internal combustion engine can be arranged and has the following: Walls forming the main body of the muffler; a first partition that is held by these walls, thereby defining a rear chamber between them will; a second partition that is held by the walls, creating between a first intermediate chamber delimits these walls and the first and second partition walls will; a flame extinguishing device carried by the walls, whereby both a second intermediate chamber between the walls, the second partition and the flame extinguishing device is defined, as well as a forward chamber between the launches and the flame extinguishing device; an inlet pipe connected to the front chamber, whereby the exhaust gas from the inlet pipe can get into the front chamber; one connected to the first intermediate chamber Outlet pipe, whereby the exhaust gas from the first intermediate chamber through the outlet pipe can flow out; and an inner tube having a number of openings formed therein having.

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Claims

Claims (ff1. Silencer in the exhaust system of an internal combustion engine can be arranged, with a flame extinguishing device, characterized by a rear chamber (18), through a first intermediate chamber (24) and through a second Intermediate chamber (21) through the flame extinguishing device (14), a first partition (26) and a second partition (22) are defined and bounded by them, and by an inner tube (20) held by the partition walls (22, 26) and forming the second intermediate chamber (21) connects to the rear chamber (18).

2. Silencer according to claim 1, characterized in that the Inner tube (20) has a plurality of openings formed in it, through which the exhaust gas can flow out into the first intermediate chamber (24).

3. Silencer according to claim 1, characterized by a third Partition wall (16) in a by the flame extinguishing device (14) in the muffler (1) defined chamber (17) is provided.

4. Silencer according to claim 3, characterized in that the third partition (16) has a number of openings.