DE3319529C2 - Auspuffanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffanlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 3,642,094 ist ein Schalldämpfer für die Auspuff­ anlage eines Kfz-Verbrennungsmotors bekannt, der eine Anzahl von Filtern aufweist, die Löcher für den Durchgang der Abgase haben und die in einem Auspuffrohr im Abstand voneinander angeordnet sind. Dabei sind die Filter von mindestens einem Flachstreifen gebildet, der in Längsrichtung des Auspuffrohres zickzackförmig gefaltet ist.

Aus der US-PS 3,292,731 ist ebenfalls ein Schalldämpfer für die Auspuffanlage eines Kfz-Verbrennungsmotors bekannt, bei dem im Auspuffrohr ein rohrförmiger Flachstahl mit Öffnungen oder Lö­ chern angeordnet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine schalldämpfende Auspuffanlage zu schaffen, die kostengünstiger und montagefreundlicher als der Stand der Technik ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentan­ spruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Unteransicht eines Fahrzeugs mit einem in durchgezogenen Linien dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Auspuffanlage und einer gestrichelt dargestellten bekannten An­ lage mit einem bekannten Schalldämpfer, einem bekannten katalytischen Konverter und bekann­ ten Rohrschellen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Auspuffanlage, bei der Teile weggeschnitten sind, um das gestreckte Material innerhalb des Außenrohres darzustellen;

Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt durch die Aus­ puffanlage entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 in Richtung der Pfeile;

Fig. 3A Einzelheiten eines Schnittes durch das ge­ streckte Material entlang der Linie 3A-3A in Fig. 3 in Richtung der Pfeile;

Fig. 4 einen horizontalen Querschnitt durch die Aus­ puffanlage entlang der Linie 4-4 in Richtung der Pfeile in Fig. 2;

Fig. 5 einen horizontalen Querschnitt einer ersten Abwandlung der Auspuffanlage mit einer Misch­ kammer;

Fig. 6A bis 6C Ansichten einer zweiten Abwandlung der Aus­ puffanlage mit einem Element, das zwischen den Filterbereichen unter einem Winkel von weniger als 180° gefaltet ist;

Fig. 7A-7C eine Ansicht einer dritten Abwandlung der Aus­ puffanlage mit kreisförmigen Filtern;

Fig. 8A-8C eine vierte Abwandlung einer Auspuffanlage mit elliptischen Filtern, die unter einem Win­ kel von weniger als 180° gefaltet sind;

Fig. 9A-9C eine fünfte Abwandlung der Auspuffanlage mit spiralig gestreckten, gewobenem oder sonstwie porösen Material;

Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der Auspuff­ anlage, bei der ein Teil entfaltet ist, um das Innere des Aufbaus zu erläutern, wodurch mehrere in die Gasströmung ragende Bleche sichtbar werden;

Fig. 11 eine Einlage zur Verwendung im zweiten Aus­ führungsbeispiel der Auspuffanlage;

Fig. 12 einen senkrechten Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel der Auspuffanlage entlang der Linie 12-12 in Richtung der Pfeile in Fig. 10;

Fig. 13 einen Querschnitt durch ein tragflügelförmiges Blech entlang der Linie 13-13 in Richtung der Pfeile in Fig. 12;

Fig. 14 einen horizontalen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Auspuffanlage, das zur Anbringung an einen Auspuffkrümmer angepaßt und gebogen wurde, um sich der Form des Fahrzeugs anzupassen, wobei die gering­ förmigen Deformierungen des Elements darge­ stellt sind, die beim Biegen des Rohres oder beim Anbringen eines Flansches auftreten;

Fig. 15 eine Ansicht der fünften Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels mit weggebroche­ nen Teilen, die den spiraligen Aufbau des gestreckten Materials verdeutlicht;

Fig. 16 einen senkrechten Schnitt durch die fünfte Abwandlung entlang der Linie 16-16 in Rich­ tung der Pfeile gemäß Fig. 15; und

Fig. 17 eine Ansicht mit teilweise weggebrochenen Tei­ len eines dritten Ausführungsbeispiels der Er­ findung mit gewobenem Material.

In den Figuren werden bei verschiedenen Ansichten ähn­ liche oder übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen bezeichnet. Fig. 1 stellt ein Fahrzeug 10 mit einem Verbrennungsmotor 12 zum Antrieb dar. Der Verbren­ nungsmotor 12 ist mit einem Auspuffkrümmer 14 versehen, der die verbrannten Gase von einem oder mehreren Zylin­ dern des Verbrennungsmotors 12 auffängt, um sie in die Atmosphäre abzugeben.

Gestrichelt dargestellt sind ein bekannter, kataly­ tischer Konverter 18, ein bekannter Schalldämpfer 20 und bekannte Rohrschellen 21. Der Konverter 18 und der Schalldämpfer 20 sind über ein Rohr 22 verbunden. Es ist leicht zu erkennen, daß der Aufbau des Fahrzeugs an den Raumbedarf von Konverter 18 und Schalldämpfer 20 besonders angepaßt werden muß. Außerdem ist zu sehen, daß die bekannte Anlage aus vielen Teilen besteht, die bei oder vor dem Zusammenbau des Fahrzeugs 10 auf dem Montageband zusammengebaut werden müssen.

Die in Fig. 1 dargestellte erste Auspuffanlage 24 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die erste Auspuffanlage 24 weist ein durchgehendes Rohr 26 mit einheitlichem Durchmesser sowie mit einem Flansch 28 an einem Ende auf, über den es mit dem Auspuffkrümmer 14 verbindbar ist. An dem gegenüberlie­ genden Ende des durchgehenden Rohres 26 befindet sich nahe der Hinterseite des Fahrzeugs 10 eine Öffnung 30 über welche die verbrannten Gase des Verbrennungsmo­ tors 12 in die Atmosphäre ausgeblasen werden. Das durch­ gehende Rohr 26 weist entlang seiner Länge Biegungen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43 auf, um sich an den Aufbau des Fahrzeugs 10, unter anderem der Hinterachse, anzu­ passen. Die erste Auspuffanlage 24 dient dazu, wie aus­ führlicher beschrieben werden wird, den Schall der Abga­ se des Verbrennungsmotors 12 zu dämpfen; sie kann auch katalytische Konverter zur Oxydation von unverbrannten Kohlenwasserstoffe aufweisen, um die Verschmutzung der Atmosphäre zu reduzieren.

Einzelheiten im Inneren der ersten Auspuffanlage 24 werden am deutlichsten in den Fig. 2 bis 4 darge­ stellt. Fig. 2 zeigt ein erstes Element 44 aus ge­ strecktem, porösen Material 46. Das erste Element 44 ist an Falzen 48 gefaltet, um rechteckige Filter so in einem Abstand voneinander zu bilden. Die rechteckigen Filter 50 können so gefaltet werden, daß, wie darge­ stellt, quadratische Filter entstehen. Das Netzwerk 52 eines jeden Filters 50 umschreibt viele Öffnungen oder Löcher 54, die es den Auspuffgasen ermöglichen, durch die Filter 50 hindurchzutreten. Die von dem explosiven Aus­ laß der Mischung aus verbrannter Luft und Treibstoff aus dem Verbrennungsmotor 12 erzeugten Schallfrequenz­ schockwellen werden von dem Netz abgebaut und zer­ stört.

Der Biegewinkel 56 der Falze 48 ist so ausgewählt, daß ein optimaler Querschnitt der Filter 50 entsteht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 bis 4 ist das Material 46 mit einem Biegewinkel 56 von annähernd 180° gefaltet, um quer zur Strömung 58 der Auspuffgase rechteckige Filter 50 zu schaffen. In einem abgewandel­ ten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6A bis 6C ist der Biegewinkel 56 kleiner als 180°, um ein gestrecktes Element mit rechteckigen Filtern 60 zu schaffen, die nicht quer zur Richtung der Gasströmung verlaufen. Der Biegewinkel 56 kann entlang der Länge des Elements ver­ ändert werden, um die Dämpfung eines Bereichs von akustischen Frequenzen bzw. Schallfrequenzen im Abgas­ strom zu verbessern. Für das Material 46 wird Stahl bevorzugt. Jedoch können auch Hochtemperaturkunststoff, Keramik oder andere Materialien verwendet werden. Eine erfindungsgemäße erste Auspuffanlage 24 mit Löchern 54 einer Größe von etwa 0,47 cm × 0,84 cm dämpfte den Schall der Auspuffgase zufriedenstellend und wies einen annehmbaren Auspuffdruck auf.

Bei rechteckigen und quadratischen Filtern 50 werden zwischen der Innenwand 70 des durchgehenden Rohres 26 und den Außenkanten 72 der Filter vier gewölbte Durch­ lässe 62, 64, 66, 68 gebildet, in die ein Teil der Schockwellen der Auspuffgase eintritt. Das turbulente Ungleichgewicht in der Gasströmung zwischen den Durch­ lässen 62 bis 68 und dem durch die Filter 50 getretenen Gas verbessert die Auflösung der Schallfrequenzschock­ wellen und die Schalldämpfung.

Das erste Element 44 kann die gesamte Länge des durch­ gehenden Rohres 26 ausfüllen, bei einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel gibt es jedoch, wie in Fig. 5 ge­ zeigt, längs des durchgehenden Rohres 26 eine oder meh­ rere Mischkammern 74. Diese wird zwischen zwei Elemen­ ten 44 gebildet oder ein einziges durchgehendes Ele­ ment 44 hat einen Bereich 76, der sich geradlinig durch die Mischkammer 74 erstreckt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In den Mischkammern 74 werden die getrennten Teile der sich auflösenden Schallfrequenzschockwellen ge­ mischt, so daß sie sich gegenseitig aufheben und die Schalldämpfung unterstützen. Wenn das Element 44 einen geradlinigen Bereich 76 aufweist, kann es sich als durchgehender Streifen durch die gesamte Länge des durchgehenden Rohres 26 erstrecken, um die Herstellung zu erleichtern. Um einen maximalen Bereich der Schall­ frequenzen zu dämpfen, weist die Auspuffanlage 24 im Idealfall eine Reihe von Filtern 50, 60 und Mischkam­ mern 74 auf, wobei die Filter 50, 60 zur Dämpfung der Schockwellen verschiedene Lochgrößen haben. Die Anord­ nung wird entlang der Auspuffanlage wiederholt, um meh­ rere Stufen gezielter Schallauslöschung für jede Fre­ quenz zu erreichen. Die Gewebestreifen 52 können auch aus verschiedenen Tragflügelprofilen bestehen, um das Gas innerhalb des durchgehenden Rohres 26 zu bewegen und die Dämpfung zu verbessern.

Die erste Auspuffanlage 24 kann auch als katalytischer Konverter dienen. Bekannte katalytische Konverter wer­ den in zwei Grundausführungsformen hergestellt. Bei einer Ausführungsform wird eine Anzahl Aluminiumoxid­ tabletten vorgesehen, die mit einem Metall der Platin­ gruppe beschichtet sind. Zu der Platingruppe zählen Platin, Palladium und Rhodium. Bei der zweiten Ausfüh­ rungsform wird Keramik mit Aluminiumoxid und dann mit einem Katalysator der Platingruppe beschichtet. Der Ka­ talysator erleichtert die Oxydation unverbrannter Koh­ lenwasserstoffe im Auspuffgas, um Verunreinigungen durch Kohlenwasserstoffe zu vermindern.

Wie am besten aus Fig. 3A ersichtlich, sind die Gewebe­ streifen 52 mit Aluminiumoxid 78 und einem Metall 80 der Platingruppe beschichtet, um die Funktion der kata­ lytischen Umwandlung in der Auspuffanlage 24 auszuüben. Wenn das Material 46 aus Stahl besteht, ist es vorteil­ haft, den Stahl vor der Beschichtung mit Aluminium­ oxid 78 und Metall 80 der Platingruppe mit Keramik zu beschichten.

Eine zweite Abwandlung der ersten Auspuffanlage 24 ist in den Fig. 7A bis 7C dargestellt. Diese abgewandel­ te Auspuffanlage weist ein zweites Element 82 aus ge­ strecktem Material 46 mit kreisförmigen Filtern 84 auf. Die Falze 48 zwischen jedem kreisförmigen Filter 84 sind in einem Winkel von etwa 180° gefaltet, so daß die kreisförmigen Filter 84 etwa quer zur Gasströmung ver­ laufen. Die Kanten 86 der kreisförmigen Filter 84 berüh­ ren die Innenwand 70, so daß alle kreisförmigen Filter 84 sich über den ganzen inneren Querschnitt des durchge­ henden Rohrs 26 erstrecken. Auf diese Weise werden die gewölbten Durchlässe 62 bis 68 vermieden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der ersten Auspuffan­ lage 24 wird aus dem Material 46 ein drittes Element 88 hergestellt, das elliptische Filter 90 bildet. Das Mate­ rial 46 ist an jedem Falz 48 in einem Winkel von weniger als 180° gefaltet, um das dritte Element 88 zu strecken. Aufgrund ihrer elliptischen Form berühren die elliptischen Filter 90 das durchgehende Rohr 26 in Längsrichtung entlang einer schrägverlaufenden Kreis­ linie. Deshalb verlaufen die elliptischen Filter 90 nicht quer zur Strömungsrichtung. Die Durchlässe 62 bis 68 werden vermieden, so daß die gesamte Gasströmung durch jeden der elliptischen Filter 90 treten muß. Der Abstand zwischen den elliptischen Filtern 90 kann durch die Länge der Ellipse eingestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform der ersten Auspuffanlage 24 ist in den Fig. 9A bis 9C sowie den Fig. 15 und 16 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein viertes Element 94 in Form eines durchgehenden Strei­ fens aus gestrecktem Material 46 mit einheitlicher Brei­ te in eine Spirale verdreht, so daß die Außenkanten 96 des vierten Elements 94 die Innenwand des durchgehenden Rohres 26 entlang der Schraubenlinien 98 und 100 berüh­ ren. Das Gas strömt durch jeden Filter 102, der von dem schraubenförmigen vierten Element 94 gebildet wird, wel­ ches mehrere poröse Querschnitte für die Gasströmung bildet, die sich über die ganze Kreislinie der Innen­ wand 70 erstrecken.

Fig. 15 ist eine genaue Wiedergabe der Anordnung eines Teils des vierten Elements 94 in dem durchgehenden Rohr 26. Fig. 16 zeigt eine Seitenansicht der ersten Aus­ puffanlage 24 mit einem Filter 102 aus dem vierten Element 94, das so lang ist, daß es eine ganze Kreis­ linie auf der Innenwand 70 beschreibt.

Mit dieser ersten Aufpuffanlage 24 werden viele Vortei­ le erreicht. Das durchgehende Rohr 26 der ersten Aus­ puffanlage 24 bildet ein durchgehendes Schalldämpfungs­ rohr. Experimente haben gezeigt, daß ein durchgehendes Rohr 26, das im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie ein der Verbindung dienendes Rohr 22 einer bekann­ ten Anlage 16 aufweist und das sich über die Länge einer bekannten Anlage 16 erstreckt, im wesentlichen die gleiche Schalldämpfungswirkung wie eine bekannte Anlage 16 erreicht. Auf diese Weise wird der sperrige Schalldämpfer 20 vermieden. Wenn die Auspuffanlage 24 die Funktion eines katalytischen Konverters ein­ schließt, kann der katalytische Konverter 18 ebenfalls weggelassen werden. Mit der Auspuffanlage 24 wird die Größe und das Gewicht einer Auspuffanlage vermindert, wodurch die Flexibilität beim Design eines Fahrzeugs mit niedrigerem Querschnitt, besserer Stromlinienform und geringerem Gewicht vergrößert wird. Die kann zu Kraftstoffeinsparungen führen. Dies Auspuffanlage 24 wird aufgrund des glatteren und weniger sperrigen Pro­ fils seltener durch die Straße beschädigt.

Darüber hinaus braucht das durchgehende Rohr 26 keine bei bekannten Anlagen 16 verwendete Rohrschellen 21. Die Einfachheit der Auspuffanlage 24 bringt Einsparun­ gen beim Montageband, verminderte Materialkosten und einen geringeren Auspuffdruck bei einem gewünschten Dämpfungsgrad.

Wenn die erste Auspuffanlage 24 die Funktion eines katalytischen Konverters übernimmt, weist sie darüber hinaus den Vorteil auf, daß die Wärmeerzeugung aufgrund der katalytischen Wirkung über die ganze Länge der Auspuffanlage 24 verteilt wird. Dadurch wird die Hitze in jedem einzelnen Bereich des Fahrzeugs 10 reduziert, was wiederum zu einer größeren Flexibilität beim Design des Fahrzeugs 10 führt. Das Auspuffsystem 24 kann inner­ halb einer gegebenen Länge und bei einem minimalen Durchmesser drei Funktionen ausführen, während das Rohr 22 der bekannten Anlage 16 mit ähnlichem Durchmes­ ser nur Gase transportieren kann. Der entsprechende Abschnitt des Rohres 26 kann nicht nur Gase abführen, sondern Geräusche der Auspuffgase dämpfen und auch Ver­ unreinigungen entfernen.

Die Durchlässe 62 bis 68 verbessern die Ventilation innerhalb der ersten Auspuffanlage 24, wenn diese nicht im Betrieb ist. Dadurch findet weniger Korrosion als bei bekannten Anlagen 16 statt, was die erste Auspuffan­ lage 24 im Betrieb haltbarer macht. Die erste Auspuffan­ lage 24 kann sehr gut gebogen und an den Aufbau des Fahrzeugs 10 angepaßt werden. Fig. 14 verdeutlicht bei­ spielsweise den inneren Querschnitt einer ersten Aus­ puffanlage 24 an den Biegungen 40 und 42. Da die Dämp­ fung über eine wesentliche Länge der ersten Auspuffan­ lage 24 erfolgt, beeinflußt eine begrenzte Deformierung oder Zerstörung der Filter in einer bestimmten Biegung die Wirkung der ersten Auspuffanlage 24 nicht wesent­ lich. Das Verbiegen der wenigen Filter 60, die am Innen­ radius der Biegung näher zusammengepreßt und am Außen­ radius der Biegung aufgefächert werden, hat praktisch keine negative Wirkung auf die Funktion der ersten Auspuffanlage 24. Einige Filter 59 werden bei der Ver­ kürzung des Rohres zusammengedrückt, wenn der Flansch 53 gebildet wird, was ebenfalls praktisch keine negati­ ve Wirkung hat.

Das Material 46 kann aus extrudierter Keramik mit ver­ schiedener Porösität und verschiedenen Formen bestehen, deren Größe und Form so gewählt werden, daß das Mate­ rial 46 in das durchgehende Rohr 26 vor der Formung des Rohres und vor dem Schweißen einer Naht am Rohr einge­ bracht werden kann. Wenn das Rohr 26 gebogen wird, können die keramischen Elemente an den Flanschen und den Biegungen zerbrochen werden, ohne daß die Schall­ dämpfungseigenschaften der ersten Auspuffanlage 24 we­ sentlich verschlechtert werden.

Die erste Auspuffanlage 24 kann in verschiedenen Ausfüh­ rungen hergestellt werden zur Anpassung an an Hubraum des Verbrennungsmotors, mit dem sie verwendet werden soll, an die Länge des zu installierenden Rohres, an die gewünschten Schalldämpfungseigenschaften, an den to­ lerierten Auspuffdruck und an die erwünschte Überwa­ chung der Verschmutzung. Dadurch, daß die Funktionen der Schalldämpfung und der katalytischen Umsetzung getrennt sind, kann die erste Auspuffanlage 24 ausschließlich zur Schalldämpfung oder ausschließlich zur Regelung der Verunreinigung verwendet werden. Jedoch können Schall­ dämpfung und katalytische Umsetzung in der gleichen Auspuffanlage 24 kombiniert werden.

Außerdem kann es wünschenswert sein, die erste Auspuff­ anlage 24 in mehr als einem Teil herzustellen. Dies ist etwa für die Montage vorteilhaft. Außerdem können auf diese Weise ein Teil der Auspuffanlage, der nur der Schalldämpfung dient, mit einem anderen Teil zusammenge­ baut werden, der nur als katalytischer Konverter dient. Die Schalldämpfungs- und Konverterbereiche können dann unabhängig voneinander ersetzt werden. Es ist auch denk­ bar, daß die Bereiche der Schalldämpfung und kataly­ tischen Umwandlung nicht die gesamte Länge des durchge­ henden Rohres 26 einnehmen. Das Gewicht der ersten Auspuffanlage 24 kann dadurch reduziert werden, daß nicht notwendiges Material aus dem Inneren des Rohres entfernt wird. Es ist auch möglich, gestrecktes Mate­ rial 46 in dem durchgehenden Rohr 26 vorzusehen, das aus mehr als einem Material besteht. Beispielsweise kann Stahl im Schalldämpfungsbereich und Keramik im katalytischen Umwandlungsbereich verwendet werden. Bei einer idealen Herstellungsweise können das Rohr zur Schalldämpfung und zur katalytischen Umwandlung konti­ nuierlich in einer durchgehenden Form oder in einer sich dauernd wiederholenden Folge von Formen herge­ stellt werden, die so ausgelegt sind, daß alle Teile gleichzeitig das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.

Schalldruckpegelmessungen wurden ausgeführt, um die Schalldämpfungswirkung einer bekannten Auspuffanlage, einer Auspuffanlage nach US-PS 3 746 126 und einer er­ findungsgemäßen Auspuffanlage zu vergleichen. Außerdem wurden Schalldruckpegelmessungen mit einem einzelnen etwa 1,65 Meter langen leeren Rohr bzw. ohne einen Schalldämpfer oder ein Rohr ausgeführt. Alle Versuche wurden mit einem V8-Motor von General Motors mit einem Hubraum von ca. 4,64 Litern durchgeführt. Für alle Mes­ sungen wurde ein Schalldruckpegelmeßgerät (Genrad Mo­ del 1983) im "schnellen" Ansprechbetrieb verwendet.

Alle Tests wurden unter identischen Bedingungen in einer Hausgarage durchgeführt. Das Schalldruckpegelmeß­ gerät war auf einem Stativ etwa auf halber Strecke zwischen der Fahrzeugseite und der einen Wand der Gara­ ge etwa 1,3 Meter von dem offenen Ende der Auspuffanla­ ge entfernt angebracht. In jedem Fall waren die geteste­ ten Auspuffsysteme nach der Y- oder Übergangsverbindung montiert, welche die beiden Auspuffrohrbereiche der bei­ den Auspuffkrümmer in ein gemeinsames Rohr verbindet und welche direkt vor dem bekannten Schalldämpfer ange­ ordnet ist.

Die Auspuffanlage gemäß US-PS 3 746 126 war aus einem verzinkten Stahlblech hergestellt, wie es für Dach­ deckerarbeiten verwendet wird, aus dem ein Streifen herausgeschnitten wurde, dessen Breite dem Innendurch­ messer eines Rohres mit ca. 5 cm Außendurchmesser ent­ sprach. Das Stahlblech war zu einer etwa 1,65 Meter langen Spirale gedreht und in ein etwa 1,65 Meter lan­ ges Rohr mit einem Außendurchmesser von ca. 5 cm einge­ bracht.

In Tabelle 1 sind die abgelesenen Schalldruckpegel bei einer bekannten Auspuffanlage und verschiedenen Motor­ drehzahlen zusammengefaßt, wobei das automatische Ge­ triebe des Testwagens in Park- bzw. Fahrstellung ge­ bracht wurde.

Bekannter Schalldämpfer

Tabelle 1

Die Werte der Schalldruckpegels für einen Schalldämpfer gemäß US-PS 3 746 126 sind in Tabelle 2 festgehalten.

Schalldämpfer gemäß US-PS 3 746 126

Tabelle 2

Die Meßwerte für den Schalldruckpegel bei einer erfin­ dungsgemäßen Auspuffanlage sind in Tabelle 3 aufge­ stellt.

Erfindungsgemäße Auspuffanlage

Tabelle 3

Die Messungen mit einem hohlen oder leeren etwa 1,65 Me­ ter langen Rohr sind in Tabelle 4 festgehalten.

Leeres, 1,65 Meter langes Rohr

Tabelle 4

Die Messungen des Schalldruckpegels ohne Rohr oder Schalldämpfung nach der Y-Verbindung sind in Tabelle 5 aufgestellt.

Kein Rohr oder Schalldämpfer

Tabelle 5

Schalldruckpegel, die bei einer schnellen Beschleuni­ gung auf 3000 U/min. gemessen wurden, sind unten aufge­ stellt.

Die in den Fig. 10 bis 13 dargestellte zweite Auspuff­ anlage 110 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die zweite Auspuffanlage 110 weist ein durchgehendes Rohr 26 mit im wesentlichen über die gesamte Länge einheitlichem Außendurchmesser auf. Inner­ halb des durchgehenden Rohres 26 ist jedoch eine Einla­ ge 112 angeordnet, die mehrere tragflügelförmige Ble­ che 114 aufweist, die von der Einlage 112 nach innen in den Gasstrom ragen, um die Schalldruckwellen aufzu­ lockern und abzubauen.

Die Einlage 112 besteht vorzugsweise aus Metall, bei­ spielsweise Stahl. Die tragflügelförmigen Bleche 114 sind aus dem durchgehenden Streifen der in Fig. 11 gezeigten Einlage 112 herausgestanzt, indem die Einlage 112 an den Kanten 116, 118 und 120 eingeschnitten wird und die dadurch entstandenen tragflügelförmigen Bleche 114 alle in eine Richtung gebogen werden, so daß alle Bleche 114 von einer Seite 122 der Einlage 112 ausgehen.

Das durchgehende Rohr 26 und die Einlage 112 können dann gleichzeitig zu einem Rohr gerollt werden, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Im aufgerollten Zustand wird das Rohr entlang der Naht 124 zur Erzeugung einer gasdichten Auspuffanlage verschweißt. Bei Bedarf können sowohl das durchgehende Rohr 26 wie die Einlage 112 verschweißt werden.

Die tragflügelförmigen Bleche 114 ragen bei eingeroll­ ter Einlage 112 radial nach innen auf das Zentrum der zweiten Auspuffanlage 110 zu, was am besten in Fig. 12 erkennbar ist. Die tragflügelförmigen Bleche 114 können sich über den ganzen Innendurchmesser der aufgerollten Einlage 112 erstrecken oder über jede gewünschte kleine­ re Distanz.

Die einzelnen tragflügelförmigen Bleche 114 werden so geformt, daß sie, wie in Fig. 13 gezeigt, eine trag­ flügelförmige Oberfläche bilden. Die tragflügelförmige Oberfläche baut die Gasströmung ab und dämpft die Schallfrequenzen der Schockwelle. Der Tragflügelquer­ schnitt, die Länge, die Dicke und der Angriffswinkel θ gegenüber der Gasströmung sowie die Häufigkeit der trag­ flügelförmigen Bleche 114 entlang der Länge der zweiten Auspuffanlage 110 können variieren. Wenn eine kataly­ tische Umwandlung erwünscht ist, werden die tragflügel­ förmigen Bleche 114 mit Aluminiumoxid und einem Metall der Platingruppe zur Ausführung der Umwandlungsfunktion beschichtet.

Die zweite Auspuffanlage 110 weist die gleichen, oben genannten Vorteile der ersten Auspuffanlage 24 auf. Die zweite Auspuffanlage 110 kann im wesentlichen gleich wie die oben beschriebene erste Auspuffanlage 24 eingesetzt werden.

Die dritte Auspuffanlage 130 in Fig. 17 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Bei der dritten Auspuffanlage 130 ist das durchgehende Rohr 26 mit einem gewobenen Drahtgewebe 132 gefüllt. Die gewobe­ ne Drahtanlage 132 dient, ähnlich wie bei den oben beschriebenen Auspuffanlagen 24, 110, zur Dämpfung der Schallfrequenzen einer Schockwelle in der Auspuffanla­ ge. Die Kette des Drahtgewebes 132 kann aus Drähten mit verschiedenen Durchmessern und Querschnitten bestehen.

Der Schußfaden des Drahtgewebes 132 kann ähnlich abge­ wandelt werden. Die Freiräume zwischen den Drähten des Drahtgewebes 132 können in Größe und Form entlang dem Drahtgewebe 132 variiert werden, um die Dämpfung in einem Bereich der Schallfrequenzen zu steigern. Die dritte Auspuffanlage 130 weist die gleichen Vorteile und Verwendungsmöglichkeiten der oben beschriebenen Aus­ puffanlagen 24 und 110 auf.

Claims (8)

1. Auspuffanlage mit integrierten schalldämpfenden Elementen für ein Fahrzeug zur Ableitung von Abgasen eines Verbren­ nungsmotors mit einem Auspuffkrümmer, mit einem sich von dem Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors zu einer in die Atmo­ sphäre mündenden Öffnung führenden Rohr mit einheitlichem Durchmesser und mehreren gestreckten Filtern innerhalb und längs des Rohres zur Dämpfung der Abgasgeräusche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (50, 60, 84, 90, 102) aus mindestens einem aus gelochtem Material (46) bestehenden Flachstreifen (44, 82, 88, 94) geformt sind, und daß der Flachstreifen in Längsrichtung des Auspuffrohres (26) an vorbestimmten, längs des Flachstreifens angeordneten Falzen (48) zickzackförmig gefaltet ist, um im Rohrquerschnitt angeordnete Trennwände zwischen den Falzen zu bilden, die einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen.

2. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Abstand zwischen benachbarten Filtern (50, 60) entlang des Rohres variiert, um die Dämpfung eines Be­ reichs von Schallfrequenzen in der Auspuffanlage zu verbes­ sern.

3. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (26) in Längsrichtung zumindest einen Bereich ohne Filter (50, 60) zur Bildung einer Mischkammer (74) aufweist.

4. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (50) rechteckigen Querschnitt aufweisen.

5. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (60) einen elliptischen Querschnitt aufweisen.

6. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gelochte Material (46) aus ausgewählten Stoffen, bei­ spielsweise Metall, Keramik oder Hochtemperaturkunststoff besteht.

7. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gelochte Material (46) aus gestrecktem Stahl mit Öff­ nungen von ca. 0,32 × 0,64 mm besteht.

8. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnungen in dem gelochten Material (46) längs des Rohres (26) variiert, um einen Bereich der Schallfre­ quenzschockwellen zu dämpfen.