DE3736573C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Auspufftopf für Kraftfahr
zeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Der bekannte Auspufftopf DE 28 16 159 C1 soll insbesondere
dem Zweck dienen, eine Verbesserung der Schalldämpfung im
unteren Frequenzbereich zu ermöglichen. Die Schwachstelle
dieses Auspufftopfes ist darin zu sehen, daß sein Schall
dämpfungsvermögen im hohen Frequenzbereich zu wünschen
übrig läßt.
Dieser Nachteil wird auch nicht durch die aus der US
41 92 403 und aus der EP 77 230 bekannten Auspufftöpfe be
seitigt. Diese Töpfe sind zwar insofern gegenüber dem ein
gangs genannten Auspufftopf verbessert, als sie mit wenig
stens einem Rückführrohr zwischen zwei benachbarten Expan
sionskammern versehen sind, jedoch sind diese Rohre stirn
seitig vollständig verschlossen, so daß zur Anpassung an
sich ändernde Schalldämpfungsqualitäten die Rohre selbst
geändert werden müssen, indem ihre Wanddurchbrüche ver
größert oder verkleinert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den be
kannten Auspufftopf mit vergleichsweise geringem Aufwand
so weiterzubilden, daß er alle Geräusche beseitigen kann,
die während des gesamten Betriebes des Motors sowohl im
hohen als auch im niedrigen Drehzahlbereich entstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der stirnseitige Verschluß des Rückführrohres in der
Resonanzkammer durch einen Verschlußstopfen gebildet
ist, der in axialer Richtung mit einer Vielzahl von
Durchgangsbohrungen versehen ist, und daß ein Abschnitt
des Rückführrohres innerhalb der ersten Expansionskam
mer mit wenigstens einer Durchgangsöffnung versehen ist.
Die erfindungsgemäß vorgenommene konstruktive Änderung
des Auspufftopfes zur Anpassung an sich ändernde Abgas
bedingungen erfordert einen relativ geringen Aufwand und
ermöglicht darüber hinaus durch einfachen Austausch des
stirnseitigen Verschlußstopfens gegen andere derartige
Stopfen, die sich bezüglich der Anzahl und Anordnung der
Durchgangsöffnungen voneinander unterscheiden, eine
leichte Anpassung an sich ändernde Betriebsbedingungen.
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 (1)
- Auspufftopf für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Expan sionskammer (51), einer zweiten Expansionskammer (52), einer Resonanzkammer (53), einem Einlaßrohr (55), dessen offenes Ende in die erste Expansionskammer (51) hineingeführt ist, so daß es mit dieser Kammer kom muniziert, einem Resonanzrohr (57), das im wesentlichen koaxial zum Einlaßrohr (55) verläuft und die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der Reso nanzkammer (53) herstellt, einem Rückführrohr (59), das die Verbindung zwischen der ersten Expansionskammer (51) und der zweiten Expansionskammer (52) herstellt und in die Resonanzkammer (53) hineingeführt und dort stirnsei tig verschlossen ist, und mit einem Auslaßrohr (61), das mit der zweiten Expansionskammer (52) kommuniziert, da durch gekennzeichnet, daß der stirnsei tige Verschluß des Rückführrohres (59) in der Resonanz kammer (53) durch einen Verschlußstopfen (67) gebildet ist, der in axialer Richtung mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen (69) versehen ist, und daß ein Ab schnitt des Rückführrohres (59) innerhalb der ersten Ex pansionskammer (51) mit wenigstens einer Durchgangsöff nung (65) versehen ist.
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