DE3149632A1

DE3149632A1 - Exhaust silencer for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3149632A1
Application number: DE19813149632
Authority: DE
Inventors: Herbert 7061 Lichtenwald Schumacher; Siegfried Ing.(grad.) 7300 Esslingen Wörner
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1983-07-21

Abstract

The invention relates to an absorption-type silencer having an integrated resonator chamber with an inlet nozzle leading into the resonator. In such a silencer, not only particularly good silencing values but also a longer service life are obtained because the life of the absorption material is improved by the equalisation of the flow of exhaust gas and the lowering of the temperature in the buffer chamber.

Description

Abgas-Schalldämpfer für Brennkraft-Exhaust silencer for internal combustion

maschinen. machinery.

Die Erfindung betrifft einen Abgas-Schalldämpfer, bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens zwei hintereinander angeordneten Kammern mit einem, den Schalldämpfer in seiner Längserstreckung durchdringenden, mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenen Abgasführungsrohr und in dem Raum zwischen Abgasführungsrohr und Gehäuse angeordneten Absorptionsstoff.The invention relates to an exhaust gas muffler, consisting of a Housing with at least two chambers arranged one behind the other with one, the silencer penetrating in its longitudinal extension, provided with exhaust gas passage openings Exhaust pipe and arranged in the space between the exhaust pipe and the housing Absorbent fabric.

Abgas-Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art sind bereits seit den Anfängen des Schalldämpferbaues bekannt. Diese reinen Absorptions-Schalldämpfer sind leicht herzustellen und finden heute noch als Nachschalldämpfer in aus mehreren Schalldämpfern bestehenden Anordnungen Verwendung. Es sind auch schon Absorptions-Schalldämpfer mit zusätzlichen Resonatorkammern bekannt. Bei diesen Schalldämpfern ist entweder zusätzlich eine Resonatorkammer vor oder hinter einer Absorptionskammer oder zwischen zwei Absorptionskammern angeordnet. Eine solche Anordnung stellt zwar eine beachtliche Verbesserung dar, erhöht jedoch die Baulänge des Schalldämpfers, was wiederum zu erhöhtem Aufwand, auch bezüglich des Einbaues, führt. Ferner sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen im Bereich einer Resonatorkammer dmsenartige Verengungen in dem abgas führenden Rohr angeordnet sind. Diese Verengungen, die in den meisten Anordnungen eine Unterbrechung des abgas führenden Rohres bilden und sogar im Bereich von Übersprechöffnungen angeordnet sind, dienen dem günstigeren Anschluß der umgebenden Kammer.Exhaust silencers of the generic type have been around since Known at the beginning of the silencer construction. These pure absorption silencers are easy to manufacture and can still be found today as a rear silencer in several Existing silencers use. They are also absorption silencers known with additional resonator chambers. With these silencers, either additionally a resonator chamber in front of or behind an absorption chamber or between two absorption chambers arranged. Such an arrangement is a remarkable one Improvement, however, increases the overall length of the silencer, which in turn increases increased effort, also with regard to the installation, leads. Furthermore, there are already orders known, in which dmsen-like in the area of a resonator chamber Constrictions are arranged in the exhaust pipe. These constrictions in most Arrangements form an interruption in the exhaust pipe and even in the area are arranged by crosstalk openings, serve the more favorable connection of the surrounding Chamber.

Die bekannten Anordnungen sind, von dem einfachen Absorptionsdämpfer abgesehen, recht aufwendig und haben insbesondere den erheblichen Nachteil, daß durch die Pulsation des Abgases die Basaltwolle aus der Absorptionskammer ausgetragen wird, nachdem es zuvor durch die hohe Temperaturbelastung spröde geworden und nahezu zerfallen ist.The known arrangements are from the simple absorption damper apart, quite expensive and in particular have the significant disadvantage that the pulsation of the exhaust gas removes the basalt wool from the absorption chamber becomes after it has previously become brittle and nearly due to the high temperature load has disintegrated.

Nach diesen Erkenntnissenliegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Abgas-Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, bei weichem durch geeignete Anordnung der an sich bei Abgas-Schalldämpfern bekannten Bauelemente eine Versprödung des Absorptionsstoffes tind damit dessen Zerfall und dessen Austragung durch das pulsierende Abgas vermieden wird und der damit eine höhere Lebensdauer aufweist bei günstigen, breitbandigen Dämpfungswerten und vergleichmäßigter Abgasströmung.According to these findings, the invention is based on the object to show an exhaust muffler of the generic type, with soft by suitable arrangement of the components known per se in exhaust gas silencers The embrittlement of the absorption material is thus its disintegration and its discharge is avoided by the pulsating exhaust gas and thus a longer service life exhibits favorable, broadband attenuation values and a balanced exhaust gas flow.

Die Aufgabe wird bei einem Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß im Bereich der Eintrittskammer ein das Abgasführungsrohr nur auf einen Teil seiner Länge umhüllendes, eine Resonatorkammer bildendes, mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenes Rohr und in dem Abgasführungsrohr eine mit seiner Mündung in den von der Resonatorkammer umgebenden Bereich ragende Einlaufdüse angeordnet ist.In the case of a silencer of the generic type, the task is thereby achieved solved that in the area of the inlet chamber the exhaust pipe only on one Enveloping part of its length, forming a resonator chamber, with exhaust gas passage openings provided pipe and in the exhaust pipe one with its mouth in the of the region surrounding the resonator chamber is arranged protruding inlet nozzle.

Mit dieser Anordnung eines Absorptions-Schalldämpfers mit integrierter Resonatorkammer und einen Einlaufrohr im Bereich der Resonatorkammer wird die Haltbarkeit des Absorptionsstoffes, vorzugsweise Basaltwolle, wesentlich verbessert, weil ein Schutz vor zu hoher thermischer Belastung und damit vor Versprödung erzielt wird bei gleichzeitiger Verhinderung der Austragung.With this arrangement of an absorption silencer with integrated Resonator chamber and an inlet pipe in the area of the resonator chamber the durability of the absorbent material, preferably basalt wool, becomes essential improved because a protection against excessive thermal stress and thus against embrittlement is achieved with simultaneous prevention of the discharge.

Das ermöglicht zugleich einen einfacheren Aufbau unter Verwendung der vielfach erprobten Bauteile. At the same time, this enables a simpler structure to be used of the tried and tested components.

Eine weitere Verbesserung in der Fertigung und in Bezug auf die Lagerhaltung der zur Fertigung erforderlichen Einzelteile wird dadurch erreicht,daß die Resonatorkammer aus zwei Halbschalen gebildet und eintritts- und austrittsseitig zur Befestigung an dem Abgasführungsrohr auf dessen Aussendurchmesser verjüngt ist. Diese beiden Halbschalen werden bei der Montage auf das Abgasführungsrohr aufgesetzt und die angeformten Flansche miteinander verschweißt. Dabei weist diese Resonatorkammer gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung einen ovalen Querschnitt mit solchen angeformten Flanschen auf. Durch diese Ausgestaltung mit ovalem Querschnitt wird eine Vergrößerung des Resonatorvolumens erreicht und eine Anpassung an eine ebenfalls ovale Form des Abgas-Schalldämpfers bei kreisrundem Abgasführungsrohr. Eine solche Kontur des Abgasschalldämpfers träfsttbekanntlich zu einer geringeren Einbauhöhe bei'und/in vielen Ausführungen schon üblich. Natürlich ist auch die Ausgestaltung der Resonatorkammer als beiderseits verjüngtes Rohr möglich. Another improvement in manufacturing and in terms of warehousing the items required for production are achieved in that the resonator chamber Formed from two half-shells and for fastening on the inlet and outlet sides on the exhaust pipe is tapered to its outer diameter. These two Half-shells are placed on the exhaust pipe during assembly and the molded flanges welded together. This resonator chamber has according to an expedient embodiment, an oval cross-section with such integrally formed Flanges on. This configuration with an oval cross-section results in an enlargement of the resonator volume and an adaptation to an oval shape of the Exhaust silencer with circular exhaust pipe. Such a contour of the exhaust silencer As is known, contributes to a lower installation height and / in many versions already common. Of course, the design of the resonator chamber is also bilateral tapered pipe possible.

Es hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, daß die Einlaufdüse in dem Eingangsbereich der zweiten Kammer befestigt ist und mit dem verjüngten Teil bis in etwa die Mitte der Eintrittskammer ragt. Diese Anordnung hat sich als am günstigten erwiesen, den Schutzef-.fekt auf den Absorptionsstoff und eine Vergleichmäßigung der Strömung zu bewirken, wobei letzteres wichtig ist für die Austragung des Schallschluckstoffes und für die VerbeSserung der Schalldämpfwirkung. It has been found to be particularly useful that the inlet nozzle is fixed in the entrance area of the second chamber and with the tapered part protrudes to about the middle of the entry chamber. This arrangement has proven to be on proved to be favorable, the protective effect on the absorbent material and an equalization the To bring about flow, the latter being important for the discharge of the sound absorbing substance and for improving the soundproofing effect.

Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, das Abgasführungsrohr im Bereich der Gasaustrittsöffnungen (der Perforation) innerhalb der zweiten Kammer mit einer Matte aus Metallgestrick zu umgeben. Auch diese an sich bekannte Maßnahme trägt dazu bei, die Austragung von Absorptionsstoff - zu verhindern und den Schallschluckstoff vor Überhitzung zu schützen.Furthermore, it has proven to be advantageous to use the exhaust gas guide pipe in the area of the gas outlet openings (the perforation) within the second chamber surrounded with a mat made of metal mesh. This measure, which is known per se, too helps to prevent the discharge of absorption material - and the sound-absorbing material protect against overheating.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erklärt und weitere Merkmale beschrieben In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Abgas-Schalldämpfer und Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich der Eintrittskammer des Abgas-Schalldämpfers nach Fig. 1.In the following the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail and further features described in the accompanying drawing shows 1 shows a longitudinal section through an exhaust gas muffler and FIG. 2 shows a cross section in the area of the inlet chamber of the exhaust gas silencer according to FIG. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Abgas-Schalldämpfer besteht aus einem Gehäuse 1, das eingangsseitig durch 2 einen Boden/und ausgangsseitig durch einen Boden3abgeschlossen ist. Der Schalldämpfer kann beliebigen Querschnitt aufweisen. Die dargestellte Form von ovalem Querschnitt hat besondere Vorteile in Bezug auf den Einbau unter dem Bodenblech von Kraftfahrzeugen, weil er gegenüber einem Schalldämpfer mit kreisrundem Querschnitt eine größere Bodenfreiheit des Fahrzeuges bewirkt. Ein in dem Gehäuse angeordneter Zwischenboden 4 unterteilt dieses in eine Eintrittskammer 5 und eine weitere Kammer 6,durch weitere Zwischenböden können noch weitere Unterteilungen erfolgen. Die Länge der einzelnen Kammern kann unterschiedlich sein und ergibt sich durch die akustischen Anforderungen. In dem dargestellten Beispiel ist die Eintrittskammer 5 kürzer als die zweite Kammer 6. In dem Gehäuse 1 ist ein Abgasfubrungsrohr 7 als zentral angeordnetes Rohr. Natürlich kann es auch außermittig angeordnet sein und sogar zur Verlängerung des Abgaswesges bei gleicher Baulänge des Gehäuses 1 z. B. im Bereich der zweiten Kammer 6 abgebogen verlaufen, etwa durch eine zugposaunenartige Führung. Diese Abart kann besonders angewendet werden, wenn das Abgasführungsrohr 7 außermittig verläuft und - bezogen auf Fig. 2 - etwa in dem linkes der Mitte liegenden Teil des Bodens 2 eingeführt wird und den Abgas schalldämpfer in dem rechts der Mitte liegenden Teil des Abschlußbodens 3 verläßt. Dieses Abgasführungsrohr 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich der Eintrittskammer 5 und der zweiten Kammer 6 mit Gasdurchtrittsöffnungen 8 versehen. Diese Perforation setzt lediglich im Bereich des Zwischenbodens 4 und der Befestigung der Einlaufdüse 9 sowie des Anschlusses der die Resonatorkammer 12 bildenden Halbschalen (13a, 13b) aus. Die Gasdurchtrittsöffnungen 8 sind vorzugsweise im Bereich der Eintrittskammer 5 größer als im Bereich der zweiten Kammer 6.The exhaust silencer shown in the drawing consists of a housing 1, which on the input side through 2 a floor / and on the output side through a floor 3 is closed. The muffler can have any cross section. The illustrated shape of oval cross-section has particular advantages in relation to installation under the floor pan of motor vehicles because it is opposite to a silencer with a circular cross-section causes a greater ground clearance of the vehicle. A Intermediate floor 4 arranged in the housing divides this into an inlet chamber 5 and a further chamber 6, further subdivisions can be made by further intermediate floors take place. The length of the individual chambers can be different and results themselves due to the acoustic requirements. In the example shown is the entry chamber 5 shorter than the second chamber 6. In the housing 1, an exhaust gas feed pipe 7 is as centrally arranged tube. Of course, it can also be arranged off-center and even to extend the exhaust gas with the same length of the housing 1 z. B. run bent in the area of the second chamber 6, for example by a trombone-like Guide. This variant can be used especially when the exhaust pipe 7 runs eccentrically and - with reference to FIG. 2 - lies approximately in the left of the center Part of the bottom 2 is introduced and the exhaust muffler in the right of the The middle part of the bottom 3 leaves. This exhaust pipe 7 is in the present embodiment in the area of the inlet chamber 5 and the second Chamber 6 is provided with gas passage openings 8. This perforation only sets in the area of the intermediate floor 4 and the attachment of the inlet nozzle 9 and the Connection of the half-shells (13a, 13b) forming the resonator chamber 12. the Gas passage openings 8 are preferably larger in the area of the inlet chamber 5 than in the area of the second chamber 6.

Das Abgasführungsrohr 7 ist in dem perforierten Bereich innerhalb der zweiten Kammer 6 von einer Matte 16 aus Metallgestrick, z. B. Chromstahlwolle, umgeben und der verbleibende Raum zwischen dem Abgasführungsrohr 7 bzw.The exhaust gas guide pipe 7 is inside the perforated area the second chamber 6 from a mat 16 made of knitted metal, for. B. chrome steel wool, and the remaining space between the exhaust pipe 7 or

der Matte 16 und dem Gehäuse 1 mit Absorptionsstoffl7, z. B. Basaltwolle ausgefüllt. In dem Abgasführungsrohr 7 ist eine Einlaufdüse 9 derart angeordnet, daß sie mit ihrem zylindrischen Teil 10 in dem Eingangsbereich der zweiten Kammer 6 befestigt ist und mit ihrer Mündung 11 in den Bereich der Eintrittskammer 5 ragt. Diese Einlaufdüse 9 ist nicht perforiert und in bekannter Weise nach Art einer Lavaldüse ausgebildet. Die Mündung 11 weist einen geringeren Durchmesser auf als der Innendurchmesser des Abgasführungsrohres 7, so daß das Abgas den Mündungsteil 10 mit seinem sich in Strömungsrichtung kegelförmig erweiternden Teil umströmen.kann.the mat 16 and the housing 1 with absorbent material 7, e.g. B. basalt wool filled out. An inlet nozzle 9 is arranged in the exhaust gas duct 7 in such a way that that it is with its cylindrical part 10 in the entrance area of the second chamber 6 is attached and protrudes with its mouth 11 in the area of the inlet chamber 5. This inlet nozzle 9 is not perforated and in a known manner designed in the manner of a Laval nozzle. The mouth 11 has a smaller diameter on than the inner diameter of the exhaust pipe 7, so that the exhaust gas reaches the mouth part 10 with its part widening conically in the direction of flow can flow around it.

In Verbindung mit dem nichtperforierten Teil des Abgasführungsrohres 7 entsteht somit eine Pufferkammer, was sowohl für die Beruhigung der Abgasströmung und deren Vergleichmäßigung als auch für die Verbesserung der akustischen Wirkung vorteilhaft ist. Im Bereich der Eintrittskammer 5 ist ferner, das Abgasführungsrohr umhüllend, eine Resonatorkammer 12 angeordnet.In connection with the non-perforated part of the exhaust pipe 7 thus creates a buffer chamber, which both for the calming of the exhaust gas flow and their equalization as well as for the improvement of the acoustic effect is advantageous. In the area of the inlet chamber 5 is also the exhaust gas duct enveloping, a resonator chamber 12 is arranged.

Diese besteht entweder aus einem sich an beiden Enden auf den Außendurchmesser des Abgasführungsrohres 7 sich verjüngenden Rohr oder, wie im dargestellten Beispiel, aus zwei Halbschalen 13, 13b, die Gasdurchtrittsöffnungen 14 aufweisen und so geformt sind, daß sie eingangs- und ausgangsseitig mit dem Abgasführungs rohr 7 verbunden sind. Dabei kann die Verbindung der Halbschalen 13a, 13b mit dem Rohr 7 einseitig, vorzugsweise stromabseitig fest und auf der anderen Seite lose als Schiebesitz ausgebildet sein. Der'Raum zwischen der Resonatorkammer 12 und dem Gehäuse 1 ist ebenfalls mit Schallschluckstoff 18, z. B. Basaltwolle, ausgefüllt. Bei der bevorzugten dargestellten Anordnung ragt die Einlaufdüse 9 bis etwa in die Mitte der Eintrittskammer 5. Sie kann jedoch auch bis z. B. zu dem ersten Drittel der Kammer 5 geführt werden. Die dargestellte Ausführung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.This consists of either one extending at both ends to the outside diameter of the exhaust pipe 7 tapering pipe or, as in the example shown, of two half-shells 13, 13b, which have gas passage openings 14 and are shaped in this way are that they are connected to the exhaust pipe 7 on the input and output side are. The connection of the half-shells 13a, 13b to the pipe 7 can be on one side, preferably fixed downstream and loosely designed as a sliding seat on the other side be. The space between the resonator chamber 12 and the housing 1 is also included Sound absorbing substance 18, e.g. B. basalt wool, filled. In the preferred shown Arrangement protrudes the inlet nozzle 9 to about the middle of the inlet chamber 5. You however, can also be up to z. B. to the first third of the chamber 5. the The embodiment shown has proven to be particularly advantageous.

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Claims

Patent claims e exhaust silencer, consisting of at least two chambers arranged one behind the other, with a silencer in its longitudinal extension penetrating exhaust gas guide tube provided with exhaust gas passage openings and in the space between exhaust gas.

guide tube and housing arranged absorbent material, characterized in that that in the area of the inlet chamber (5) the exhaust pipe (7) only on one Part of its length enclosing a resonator chamber (12) with exhaust gas passage openings (8) provided pipe (13) and in the exhaust gas guide pipe (7) one with its mouth (11) inlet nozzle (9) protruding into the area surrounding the resonator chamber (12) is arranged.

2.) Exhaust silencer according to claim 1, characterized in that the resonator chamber (12) formed from two half-shells (13a, 13b) and inlet and outlet on the outlet side for attachment to the exhaust gas pipe (7) on its outer diameter is rejuvenated.

3.) Exhaust silencer according to claim 2, characterized in that the resonator chamber (12) has an oval cross-section and the two half-shells (13a, 13b) are welded to integrally formed flanges (15).

4.) Exhaust silencer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the inlet nozzle (9) in Entrance area of the second chamber (6) is attached and with the tapered part to about the middle of the entry chamber (5) protrudes.

5.) Exhaust silencer according to one of claims 1 - 4, characterized in that that the exhaust gas duct (7) in the region of the gas outlet openings (8) of the second Chamber (6) is surrounded by a metal mat (16).