DE3736573A1 - Auspufftopf fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Auspufftopf für Kraft­ fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift Nr.57-13 816 ist bereits ein Auspufftopf für Kraftfahrzeuge bekannt, der die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufge­ führten Merkmale enthält. Bei diesem bekannten Aus­ pufftopf tritt das Problem auf, daß nur ein Teil der Schallfrequenz, beispielsweise die Schallfrequenz im unteren Drehzahlbereich des Motors, schallgedämpft werden kann, da der Schalldämpfungsbereich durch die Länge und den Durchmesser des Resonanzrohres fest­ gelegt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Aus­ pufftopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der alle Geräusche beseitigen kann, die während des gesamten Betriebes des Motors sowohl im hohen als auch im niedrigen Drehzahlbereich entstehen, wodurch der Auspuffwirkungsgrad bzw. das Schalldämpfungs­ vermögen gegenüber herkömmlichen Auspufftöpfen beträchtlich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Auspufftopf hat den Vorteil, daß er den Strömungswiderstand der Abgase verringert, da sich der Abgasstrom in der ersten Expansionskammer verzweigt. Ferner kann die Schalldämpfungs­ charakteristik des erfindungsgemäßen Auspufftopfes leicht verändert werden, indem die Anzahl oder die Größe der Durchgangsöffnungen, die in dem Abschnitt des Rückführrohres ausgebildet sind, das durch die Resonanzkammer verläuft, verändert werden.

Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, daß das in die Resonanzkammer eingeführte offene Ende des Rückführrohres mit einem Verschlußstopfen abge­ dichtet ist, der in axialer Richtung mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen versehen ist und daß ein Abschnitt des Rückführrohres, der innerhalb der ersten Expansionskammer angeordnet ist, mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehen ist.

Diese Lösungsmöglichkeit hat den Vorteil, daß die Schalldämpfungscharakteristik leicht verändert werden kann, indem die Anzahl oder der Durchmesser der Durch­ gangsöffnungen, die in dem Verschlußstopfen ausge­ bildet sind, variiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Auspufftopfes;

Fig. 2 und 3 Diagramme, die die Schalldämpfungs­ charakteristik des in Fig. 1 gezeigten Aus­ pufftopfes darstellen;

Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht eines Ver­ schlußstopfens, wie er in einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aus­ pufftopfes verwendet wird;

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Verschlußstopfens; und

Fig. 6 eine senkrechte Schnittansicht eines herkömmlichen Auspufftopfes.

Zunächst wird anhand der Fig. 6 ein aus dem Stand der Technik, beispielsweise der japanischen Offen­ legungsschrift Nr.57-13 816, bekannter Auspufftopf beschrieben. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet das Gehäuse des Auspufftopfes, der mit Stirnwänden 13 und 15 abgedichtet ist.

Das Innere des Auspufftopfes 11 ist durch Trennwände 17 und 19 in drei Teile aufgeteilt, wodurch eine erste Expansionskammer 21, eine zweite Expansions­ kammer 22 und eine Resonanzkammer 23 gebildet ist.

Ein Einlaßrohr 25 verläuft durch die Stirnwand 13 und die Trennwand 17 und öffnet sich in die erste Expansionskammer 21. Ein Resonanzrohr 27 ist koaxial zu dem Einlaßrohr 25 angeordnet.

Ein Rückführrohr 29 verläuft durch die Trennwand 17 und ist in dieser angeordnet. Durch die Trennwände 17 und 19 und die Stirnwand 15 erstreckt sich ein Auslaßrohr 31.

Bei diesem bekannten Auspufftopf mit dem oben ge­ nannten Aufbau sind die Abgase, die in das Gehäuse durch das Einlaßrohr 25 eingeführt werden, einem Schalldämpfungsvorgang infolge der Expansion in der ersten Expansionskammer 21 und der zweiten Expansions­ kammer 22 und einem Schalldämpfungsvorgang infolge der Resonanz in der Resonanzkammer ausgesetzt.

Die Resonanzkammer 23 des bekannten Auspufftopfes ist so ausgebildet, daß das Resonanzrohr 27 durch die Trennwand 19 verläuft. Da aber die Hauptfrequenz der Geräusche, die einem Schalldämpfungsvorgang ausgesetzt sind, durch die Länge und den Durchmesser des Resonanzrohres 27 bestimmt ist, hat sich allgemein das Problem ergeben, daß nur ein Bereich der Schall­ frequenz, z.B. die Schallfrequenz in der unteren Drehzahlbereichbetriebszone des Motors, schallge­ dämpft werden kann.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auspufftopfes, bei der das Bezugs­ zeichen 41 ein Gehäuse des Auspufftopfes bezeichnet, das durch Stirnwände 43 und 45 verschlossen ist.

Das Gehäuse 41 ist durch die Trennwände 47 und 49 in drei Teile aufgeteilt, wodurch eine erste Expansions­ kammer 51, eine zweite Expansionskammer 52 und eine Resonanzkammer 53 gebildet werden.

Es ist ein Einlaßrohr 55 vorgesehen, das durch die Stirnwand 43 und die Trennwand 47 verläuft und das sich in die erste Expansionskammer 51 öffnet. Ein Resonanzrohr 57 ist koaxial zu diesem Einlaßrohr 5 angeordnet.

Ferner ist ein Rückführrohr 59 vorgesehen, das durch die Trennwände 47 und 49 verläuft. Ein Auslaßrohr 61 verläuft durch die Trennwände 47 und 49 und die Stirnwand 45.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückführ­ rohr 59 in der Resonanzkammer 53 eingefügt, wobei die am eingeführten Ende vorhandene Öffnung mit einem Verschlußstopfen 63 abgedichtet ist.

Der Abschnitt des Rückführrohres 59, der durch die erste Expansionskammer 51 und die Resonanzkammer 53 verläuft, ist mit einer Anzahl von kleinen Öffnungen 65 versehen.

Bei einem erfindungsgemäßen Auspufftopf mit dem oben genannten Aufbau werden die Verbrennungsgase bzw. Abgase, die in das Auspufftopfgehäuse 41 durch das Einlaßrohr 55 eingeführt werden infolge der Expansion in der ersten und zweiten Expansionskammer 51 und 52 einem Schalldämpfungsvorgang und einem weiteren Schall­ dämpfungsvorgang in der Resonanzkammer 53 aufgrund von Resonanz ausgesetzt.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ermöglicht es der erfindungsgemäße Auspufftopf mit dem oben genannten Aufbau, den Schalldämpfungswirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Auspufftöpfen während des gesamten Motorbetriebs sowohl im hohen als auch im niedrigen Drehzahlbereich entscheidend zu verbessern.

Dies geht aus der Kurve "a" der in der Fig. 2 dar­ gestellten Grafik hervor. In dieser Grafik ist die Motordrehzahl längs der Abszisse und der Geräuschpegel der Abgase längs der Ordinate aufgetragen. Die Kurve "a", die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, kennzeichnet die Schalldämpfungscharakteristik des erfindungsgemäßen Auspufftopfes und die Kurve "b", die in der strichpunktierten Linie dargestellt ist, kennzeichnet die Schalldämpfungscharakteristik des in der Fig. 6 gezeigten herkömmlichen Auspufftopfes.

Fig. 3 zeigt die sog. "A-Charakteristik" des Auspuff­ topfes der vorliegenden Ausführungsform, wobei die Kurve "c", die durch die durchgezogene Linie darge­ stellt ist, die Schalldämpfungscharakteristik des erfindungsgemäßen Auspufftopfes kennzeichnet und die Kurve "d", die durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist, die Schalldämpfungscharakteristik des herkömmlichen Auspufftopfes.

Der Auspufftopf mit dem oben genannten Aufbau macht es möglich, den Druckverlust der Abgase zu verringern, da sich der Abgasstrom in der ersten Expansionskammer 51 verzweigt, wie dies durch die Pfeile in der Fig. 1 gezeigt ist.

Ferner kann die Schalldämpfungscharakteristik der oben genannten Auspufftopfausführungsform dadurch leicht verändert werden, daß die Anzahl oder die Größe der Durchgangsöffnungen, die in dem Abschnitt des Rückführrohres 59 gebohrt sind, welcher durch die Resonanzkammer 53 verläuft, variiert werden.

Es sollte erwähnt werden, daß, obwohl das Rückführ­ rohr 59 der vorliegenden Ausführungsform dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine Anzahl kleiner Durchgangsöffnungen in dem Abschnitt aufweist, der durch die Resonanzkammer 53 verläuft, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist und es natürlich möglich ist, eine einzige Öffnung mit großem Durchmesser in diesem Bereich auszubilden bzw. zu bohren oder eine geschlitzte Öffnung anstatt einer Durchgangsöffnung vorzusehen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform des Auspufftopfes, insbesondere ein Detail eines in dieser Ausführungsform verwendeten Verschlußstopfens. Der Verschlußstopfen 67 ist in axialer Richtung mit einer Vielzahl von kleinen Durchgangsbohrungen 69 ver­ sehen. Der Auspufftopf gemäß dieser Ausführungsform weist einen ähnlichen Aufbau wie der in der Fig. 1 gezeigte Auspufftopf auf, mit der Ausnahme, daß der Verschlußstopfen 67 mit den Durchgangs­ bohrungen 69 versehen ist und daß der Abschnitt des Rückführrohres 59, der durch die Resonanzkammer 53 verläuft, nicht mit Durchgangsöffnungen entsprechend den in der Fig. 1 gezeigten Durchgangsöffnungen 65 versehen ist.

Der Auspufftopf gemäß dieser Ausführungsform er­ möglicht es, den Schalldämpfungswirkungsgrad gegenüber einem herkömmlichen Auspufftopf während des gesamten Motorbetriebes, d.h. sowohl im hohen als auch im niedrigen Drehzahlbereich, entscheidend zu verbessern. Gleichzeitig kann die Schalldämpfungscharakteristik dieser Auspufftopfbauart leicht dadurch verändert werden, daß Anzahl oder Durchmesser der Durchgangs­ bohrungen 69, die in dem Verschlußstopfen 67 ausge­ bildet sind, variiert werden.

Es ist zu erwähnen, daß, obwohl die vorliegende Aus­ führungsform in bezug auf den Verschlußstopfen 67, der mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen versehen ist, beschrieben wurde, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist und es daher natürlich auch möglich ist, beispielsweise eine einzige Durchgangsöffnung mit einem großen Durchmesser in dem Verschlußstopfen auszubilden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß bei den oben genannten beiden Ausführungsformen das Rückführrohr 59 oder der Verschlußstopfen 67 mit den Durchgangsöffnungen 65 oder 69 versehen sind, vielmehr ist es auch möglich, Durchgangsöffnungen so­ wohl in das Rückführrohr als auch den Verschlußstopfen zu bohren bzw. in diesem auszubilden.

Claims (2)

1. Auspufftopf für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Ex­ pansionskammer (51), einer zweiten Expansionskammer (52), einer Resonanzkammer (53), einem Einlaßrohr (55), dessen eines offenes Ende in die erste Expansionskammer (51) hineingeführt ist, so daß es mit dieser Kammer kommuni­ ziert, einem Resonanzrohr (57), das im wesentlichen ko­ axial zum Einlaßrohr (55) verläuft, um so die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der Reso­ nanzkammer (53) herzustellen, einem Rückführrohr (59), das die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der zweiten Expansionskammer (52) herstellt, und mit einem Auslaßrohr (61), das mit der zweiten Ex­ pansionskammer (52) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführrohr (59) in der Resonanzkammer (53) hineingeführt ist, wobei sein eingeführtes offenes Ende mit einem Verschlußstopfen (63) abgedichtet ist, daß ein Abschnitt des Rückführrohres (59) durch die erste Expansionskammer (51) verläuft und daß die Resonanzkammer (53) mit mindestens einer Durchgangs­ öffnung (65) versehen ist.

2. Auspufftopf für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Expansionskammer (51), einer zweiten Expansions­ kammer (52), einer Resonanzkammer (53), einem Einlaßrohr (55), dessen eines offenes Ende in die erste Expansionskammer (51) hineingeführt ist, so daß es mit dieser Kammer kommuniziert, einem Resonanzrohr (57), das im wesentlichen koaxial zum Einlaßrohr (55) verläuft, um so die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der Resonanzkammer (53) herzustellen, einem Rückführ­ rohr (59), das die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der zweiten Expansions­ kammer (52) herstellt, und mit einem Auslaßrohr (61), das mit der zweiten Expansionskammer (52) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführrohr (59) in die Resonanzkammer (53) hinein­ geführt ist, wobei sein eingeführtes offenes Ende mit einem Verschlußstopfen (67) abgedichtet ist, der in axialer Richtung mit einer Vielzahl von Durchgangs­ öffnungen (69) versehen ist und daß ein Abschnitt des Rückführrohres (59), der innerhalb der ersten Expansionskammer (51) angeordnet ist, mit mindestens einer Durchgangsöffnung (65) versehen ist.