DE2830978C2

DE2830978C2 - Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2830978C2
Application number: DE19782830978
Authority: DE
Inventors: Hans 5231 Woldert Göbler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2830978A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren mit einem länglichen Gehäuse, einem Einlaßrohr für das Abgas mit einer Ablenkfläche, einem Auslaß für das Abgas an einem Ende des Gehäuses, mehreren mit Durchgangsöffnungen versehenen Leitelementen im Gehäuse, wobei die Durchgangsöffnungen benachbarter Leitelemente zueinander versetzt sind, die Flächensumme der Durchgangsöffnungen jedes einzelnen Leitelementes mindestens ein Drittel des Querschnittes des Einlaßrohres beträgt, die Ablenkfläche am Einlaßrohr eine Ablenkung des Abgases in einen senkrecht zum Einlaßrohr ausgerichteten Expansionsraum bewirkt, der von dem Gehäuse und dem ersten Leitelement gebildet ist, und wobei das zweite Leitelement ähnlich dem ersten Leitelement ausgebildet ist.

Bei einem bekannten Schalldämpfer dieser Art (vgl. DF-OS 17 51 381) weist das längliche Gehäuse zunächst im Abstand von seiner Innenwand ein koaxiales Innenrohr auf. Der dadurch gebildete Ringraum ist von mehreren Scheiben in Kammern unterteilt, wobei zum einen das Innenrohr gelocht ist und zum andern jede zweite Seheibe im außerhalb des Innenrohres liegenden Teil ebenfalls gelocht und im innerhalb des Innenrohres liegenden Teil ungelocht ist.

Dadurch kommt eine wellenförmige Bewegung des Abgases, nämlich abwechselnd durch die gelochten Scheiben und das gelochte Innenrohr zustande. De>Schall wird also im Laufe einer sich mehr oder weniger gleichmäßig wiederholenden Strömungsführung verringert Ein wirksame Dämpfung ist nur bei längerem Strömungsweg zu erwarten, was gleichbedeutend mit einer großen Baulänge ist

Andererseits ist nicht zu verkennen, daß die zahlreichen kleinen Durchlaßöffnungen im Innenrohr und jeder zweiten Scheibe letztlich auch Drosselstellen darstellen. Sie führen zwangsläufig zu einem nicht unbedeutenden Strömungsdruckverlust Dieser ist umso weniger kalkulierbar, als in der Praxis die Neigung zum Verschmutzen und teilweisen Zusetzen solch kleiner Öffnungen besteht

Zwar ist auch schon ein Schalldämpfer etwas anderer Art (vgl. DE-GM 19 50 455) bekannt, bei dem zumindest das Innenrohr größere Öffnungen, nämlich Langlöcher oder Schlitze aufweist Allerdings ergibt sich dabei in Verbindung mit den übrigen Bauteilen noch keine befriedigende Geräuschdämpfung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von Schalldämpfern der eingangs bezeichneten bekannten Art (DE-OS 17 51 381) weniger durch Strömungsquerschnittsänderungen, als durch Umlenkung den Schall zu dämpfen, hierdurch mit kleinerem Strömungsdruckverlust bei gegebener Dämpfungsleistung auszukommen und diesen kleineren Strömungsdruckverlust zuverlässiger über eine längere Betriebszeit aufrecht zu erhalten.

Diese Aufgabe ,kann nach dem Vorschlag der Erfindung auf überraschend einfache Weise dadurch gelöst werden, daß das zweite Leitelement in geringem Abstand vom ersten Leitelement, & h. eher einen Umlenkkanal als einen Expansionsraum bildend, angeordnet ist und als drittes Leitelement sowie viertes Leitelement jeweils ein Rohr vorgesehen ist, wobei das vierte Leitelement zugleich den Auslaß bildet

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik wird also erfindungsgemäß nicht eine Vielzahl kleiner öffnungen vorgesehen, sondern eine Anzahl von Leitelementen mit wenigen, aber verhältnismäßig großen Durchgangsöffnungen. — Durch den Wegfall der bisher verwendeten engen Durchgangsöffnungen entfällt auch das bisherige Zusetzen der öffnungen mit abgebranntem Öl, was den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Schalldämpfer empfindlich verringern konnte.

Die Erfindung ist besonders für Zweitakter interessant, beispielsweise für Motorräder, wo eine verbesserte Schalldämmung, eine höhere Motorleistung und ein kleineres Volumen, verbunden mit geringerem Gewicht, sehr bedeutsam ist. Darüber hinaus ist die Erfindung für Rasenmähermotoien besonders interessant.
Die Vorteile der Erfindung können durch die weitere Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen noch erhöht werden.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und soll daran näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schalldämpfer im Längsschnitt,

Fig.2 einen Teilschnitt längs der Linie H-II von Fig.l,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie HI-III von Fig. 1, wobei das in F i g. 2 gezeigte Leitelement der besseren Übersicht wegen Unberücksichtigt ist,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von F i g. 1, Fig.5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 1.

Der abgebildete Schalldämpfer weist ein längliches, und zwar im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 auf, an dessen Mittelteil ein Einlaßrohr 12 für das Abgas angeordnet ist. Das Einlaßrohr 12 erstreckt sich fast bis zur gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 10. An

seinem Ende weist das Einlaßrohr 12 eine querstehende Ablenkfläche 13 auf. Das Einlaßrohr 12 ist in einer Richtung, die einem Expansionsraum 22 zugewandt ist, aufgeschnitten und bildet dadurch zusammen mit der Ablenkfläche 13 eine Durchgangsöffnung 16. Auf diese Weise entweicht das Abgas zucächst in den Expansionsraum 22, wo die nacheinander ausströmenden Abgase sich gegeneinander aufbauen und ein Gleichgewicht herstellen, so daß dem Motor ein ausgewogener Widerstand entgegengesetzt wird.

Der Expansionsraum 22 ist doppelwandig, nämlich mit einer innenwand 29 und einer Außenwand 30 ausgebildet, wobei der Zwischenraum 34 durch schall- und wärmeisolierendes Material (Mineralwolle) ausgefüllt ist. Die Innenwand 29 ist hier perforiert Dadurch ist eine weitere Schalldämmung gegeben. Vom Expansionsraum 22 fließen die Abgase durch eine Durchgangsöffnung 19 eines ersten Leitelementes 18 hindurch. Die Durchgangsöffnung 19 liegt in der Mittelachse. In kurzem Abstand unterhalb des ersten Leitelementes 18 — in Durchflußrichtup.g betrachtet — ist ein zweites Leitelernent 24 vorgesehen. Dieses Leitelement 24 weist :aehrere Durchgangsöffnungen 23 auf, welche symmetrisch um die Mittelachse angeordnet sind. Die Durchgangsöffnungen 23 sind gegenüber der einen Durchgangsöffnung 19 des ersten Leitelementes 18 versetzt.

Durch die beiden Leitelemente 18 und 24 wird ein kleiner Raum gebildet Die Abgase werden darin durch die versetzten Durchgangsöffnungen 19, 23 zerteilt Nach Durchtritt der Abgase durch die öffnungen 23 des zweiten Leitelementes 24 gelangen sie in einen relativ großvolumigen Zwischenraum 28. Dieser Zwischenraum besieht zwischen der Außenwand 30 des Gehäuses 10 und einem dritten Leitelement 20 in Form eines axialen länglichen Rohres. Die Einlaßöffnung des rohrförmigen Leitelementes 20 ist gegenüber den Durchgangsöffnungen 23 des zweiten Leitelementes 24 derart versetzt, daß die Abgase zuerst den Zwischenraum 28 anfüllen, bevor sie in die Einlaßöffnung des rohrförmigen Leitelementes 20 eintreten.

Der Auslaßbereich des rohrförmigen Leitelementes 20 ist durch einen kugelförmigen Raum 26 gegenüber dem übrigen Schalldämpferbereich abgedichtet Die aus dem Leitelement 20 austretenden Abgase können im Raum 26 expandieren. Im Raum 26 ist ferner die Einlaßöffnung eines vierten Leitelementes 14 von ebenfalls rohrfömüger Gestalt angeordnet Jenes Leitelement bildet zugleich den Auslaß für die Abgase. Die Einlaßöffnung des Leitelemente 14 und die Auslaßöffnung des Leitelementes 20 sind derart gegeneinander versetzt, daß die Abgase vor dem Eintritt in das Leitelement 14 (= Auslaß) im wesentlichen den ganzen Raum 26 durchströmen müssen. Die Achse des den Auslaß bildenden rohrförmigen Leitelementes 14 ist im übrigen

ίο um einen kleinen Winkel gegenüber der Achse des Einlaßrohres 12 geneigt

Das dritte Leitelement 20 sowie das vierte Leitelement 14 sind doppelwandig mit Zwischenräumen 36 bzw. 38 ausgebildet Die Zwischenräume 36,38 sind mit schall- und wärmedämmendem Material ausgefüllt Die Innenwände sind hier perforiert

Besonders günstig ist es, wenn die Leiden Enden des länglichen Gehäuses 10 in etwa halbkugelförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet sind. Die beiden Leitelemente 18 und 24 sind vorzugsweise gc- i-snüber dem Expansionsraum 22 konvex ausgebildet

Von Interesse sind auch die einzelnen Volumenverhältnisse zwischen dem Expansionsraum 22, dem Raum zwischen den Leitelementen 18 und 20, dem Zwischenraum 28, dem durch das rohrförmige Leitelement 20 selbst gebildeten Raum, dem in etwa kugelförmigen Raum 26 und dem Raum des rohrförmigen Leitelementes 14. Ein in etwa optimales Verhältnis ist in der Zeichnung dargestellt Dabei entspricht das Volumen des rohrförmigen Leitelementes 20 in etwa dem Eineinhalbfachen des Volumens des rohrförmigen Leitelementes 14 sowie einem Sechstel des Volumens des zu dämpfenden Motors.

Die Strömungsführung der Abgase im Schalldämpfer stellt sich im groben als ein abwechselndes Zerteilen und Zusammenführen der Abgase dar.

Der Schalldämpfer nach der Erfindung ist für alle möglichen Zwecke einsetzbar, ganz besondere eignet er sich jedoch für Zweitakt-Verbrennungsmotoren mit deren speziellen Betriebsverhältnissen. Bei Zweitakt-Verbr· nnungsmotoren kommt es nämlich auf die Einhaltung eines bestimmten Staudruckes an, damit die Abgase nicht zu schnell und auch nicht zu !angsum abfließen, während sich der Zylinder mit dem vorverdichteten Gas-Brennstoffgemisch neu füllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren mit einem länglichen Gehäuse, einem Einlaßrohr für das Abgas mit einer Ablenkfläche, einem Auslaß für das Abgas an einem Ende des Gehäuses, mehreren mit Durchgangsöffnungen versehenen Leitelementen im Gehäuse, wobei die Durchgangsöffnungen benachbarter Leitelemente zueinander versetzt sind, die Flächensumme der Durchgangsöffnungen jedes einzelnen Leitelementes mindestens ein Drittel des Querschnittes des Einlaßrohres beträgt, die Ablenkfläche am Einlaßrohr eine Ablenkung des Abgases in einen senkrecht zum Einlaßrohr ausgerichteten Expansionsraum bewirkt, der von dem Gehäuse und dem ersten Leitelement gebildet ist, und wobei das zweite Leitelement ähnlich dem ersten Leitelement ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daS das zweite Leitelement (24) in geringem Abstand vom ersten Leitelement (18), d. h. eher einen Umlenkkanal als einen Expansionsraum bildend, angeordnet ist und als drittes Leitelement (20) sowie viertes Leitelement (14) jeweils ein Rohr vorgesehen ist, wobei das vierte Leitelement (14) zugleich den Auslaß bildet

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das dritte Leitelement (20) bildende Rohr axial in allgemeiner Durchflußrichtung ausgerichtet ist

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aii.se des vierten Leitelementes (14) gegenüber der Achse des Einlaßrohres (12) leicht geneigt ist.