DE602005005461T2

DE602005005461T2 - Schalldämpfer für abgassysteme von fahrzeugen

Info

Publication number: DE602005005461T2
Application number: DE602005005461T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Gilli
Original assignee: Supersprint SRL
Current assignee: Supersprint SRL
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: JP2007537380A; US20070187175A1; JP4617354B2; EP1727972A1; US7571789B2; ATE389788T1; ITTO20040041U1; DE602005005461D1; WO2005093228A1; EP1727972B1; ES2304006T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Fahrzeugen.
Auspuffanlagen in modernen Autos sind mit Schalldämpfern versehen, die einen Mantel aufweisen, der innen mit einem schalldämpfenden Material, typischerweise Steinwolle, ausgekleidet ist. Das Abgas im Mantel wird durch ein erstes Rohr in eine isolierte Kammer, manchmal als „Reflexionskammer" bekannt, und dann zu einem/mehreren dazwischenliegenden Rohren geleitet, die mit den Auslassrohren verbunden sind.
Da Turbulenzen und Gegendrücke innerhalb der isolierten Kammer die Kraftleistung des Motors erheblich beeinflussen, ist es ebenfalls bekannt, die Gasströmung in der isolierten Kammer durch einen Verbindungskasten zu führen, der auf seiner gesamten Oberfläche Perforationen aufweist und mit zwei Seitenlöchern zum Anschluss an entsprechende Auslassrohre versehen ist.
Obwohl die obenstehende Anordnung bezüglich der Schalldämpfung zufriedenstellend ist, ist sie jedoch hinsichtlich der Motorleistung unbefriedigend, da das Profil des perforierten Kastens die optimale Strömung des Abgases behindert.
FR 1,258,458 beschreibt einen Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren, mit einem rohrförmigen Mantel mit drei darin begrenzten benachbarten Kammern, die durch Querwände separiert sind, wobei jede Kammer aus einem länglichen Abschnitt des Mantels besteht. In dem Mantel ist ein U-förmiges Abgasrohr angeordnet, dessen zwei parallele geradlinige Abschnitte durch alle drei Kammern verlaufen. Die entgegengesetzten Enden des U-förmigen Rohres sind zu einem Ende des Mantels hin offen zur Aufnahme von Abgas von außen und Abgabe des letzteren nach außen. Das Rohr weist Perforationen auf.
Es ist somit ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, einen Schalldämpfer für Abgassysteme in Fahrzeugen bereitzustellen, der bezüglich der Schalldämpfung im Wesentlichen dieselbe Effektivität wie die obenstehenden bekannten Schalldämpfer hat und zugleich eine höhere Motorleistung bereitstellt.
Die obigen und weitere Ziele und Vorteile, die untenstehend besser hervorgehen, werden durch einen Schalldämpfer mit den im Anspruch 1 aufgeführten Eigenschaften erreicht, wobei die anderen Ansprüche weitere vorteilhafte, allerdings zweitrangige Eigenschaften der Erfindung angeben.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die als nicht einschränkendes Beispiel gezeigt sind, detaillierter beschrieben, in denen
1 eine perspektivische aufgebrochene Ansicht einen erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist;
2 eine aufgebrochene Seitenansicht des Schalldämpfers aus 1 ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Details des Schalldämpfers aus 1 entlang der Linie III-III aus 2 ist.
Unter Bezugnahme auf die obenstehenden Figuren umfasst ein Schalldämpfer 10 einen rohrförmigen Mantel 12 mit einem elliptischen Profil. Der Mantel 12 ist an seinen Längsenden durch eine Vorderwand 14, die mit einem Einlass 16 zur Verbindung mit der (nicht gezeigten) Auspuffanlage, einem Paar von Auslässen 18, 20 und mit einem Rückflussloch 22 versehen ist, sowie durch eine Rückwand 19 mit einem Abgasauslass 24 verschlossen. Eine erste Kammer 26 und eine zweite Kammer 28, die durch eine Querwand 30 mit einer Einlassöffnung 32 und einer Auslassöffnung 34 (3) voneinander getrennt sind, sind in dem rohrförmigen Mantel 12 gebildet.
Ein Einlassrohr mit Perforationen auf seiner gesamten Oberfläche (obwohl in den Figuren zum besseren Verständnis die Perforationen nur auf einem Teil der Oberfläche dargestellt sind) erstreckt sich in der ersten Kammer 26 von der Vorderwand 14, an die es am Einlass 16 geschweißt ist, zur Querwand 30, mit der es an der Einlassöffnung 32 verschweißt ist.
Gemäß dieser Erfindung sind die Einlassöffnung 32 und die Auslassöffnung 34 an der Querwand 30 im Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Einlassrohr 36 und sind durch einen gekrümmten Kanal 38 miteinander verbunden, der in der zweiten Kammer 28 angeordnet ist. Der gekrümmte Kanal 38 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Einlassrohr 36 und ist zu einer halbtorusförmigen Form gekrümmt.
Der halbtorusförmige Kanal 38 weist perforierte Streifen mit einer Breite (L) im Wesentlichen gleich 1/6 des Kanalumfangs auf, die sich auf der Oberseite und der Unterseite des Kanals beidseits der Medianlinie (M) des Torus erstrecken.
Gasrohrleitungseinrichtungen sind in der ersten Kammer 26 angeordnet, die ein perforiertes Paar Zwischenrohre 40, 42 umfassen, das sich entlang zweier divergierender Achsen von der Auslassöffnung 34 zu den Auslässen 18, 20 erstreckt. Insbesondere um den Abfluss des Abgases aus der zweiten Kammer 28 zu verbessern, vereinigen sich die konvergierenden Enden der perforierten Rohre 40, 42 in einer an die Auslassöffnung 34 geschweißten Verbindung 43 und berühren sich entlang entsprechender abgeflachten Flächen 40a, 42a, so dass ihr Profil an der Querwand 30 im Wesentlichen dem Profil der Öffnung entspricht (3).
Eine halbtorusförmige Verbindung 44 besitzt zwei Enden, die am Auslass 20 bzw. am Rückflussloch 22 außen an die Vorderwand 14 geschweißt sind. Ein Auslassrohr mit einem Endrohr 46, das ebenfalls auf seiner gesamten Oberfläche Perforationen aufweist, ist innen an das Rückflussloch 22 geschweißt. Das Endrohr 46 führt durch eine Mündung 48 in die zweite Kammer 28, wo es von einem Auspuffendrohr 50 umgeben ist, das durch einen Abgasauslass 24 an der Rückwand nach außen führt.
Weitere (nicht gezeigte) Auspuffendrohre sind mit dem anderen Auslass (Auslass 18 in dem Beispiel) verbunden.
Der rohrförmige Mantel 12 ist mit einem schalldämpfenden Material gefüllt, z. B. Steinwolle oder Glaswolle (nicht gezeigt). Alle perforierten Rohre sowie der halbtorusförmige Kanal 38 sind mit rostfreier Stahlwolle ausgekleidet (nicht gezeigt).
Der oben beschriebene Schalldämpfer ist stromabwärts des Abgassystems angeschlossen, um Abgas in den Einlass 16 aufzunehmen, ähnlich den herkömmlichen Schalldämpfern. Das Gas wird innerhalb des Schalldämpfers durch das Einlassrohr 36, den halbtorusförmigen Kanal 38, die perforierten Rohre 40, 42, die halbtorusförmige Verbindung 44, das Endrohr 46 und das Auspuffendrohr 50 entlang eines gewundenen Pfades geleitet. Die Perforationen in den Rohren stellen in Verbindung mit der schalldämpfenden Auskleidung die gewünschte schalldämpfende Wirkung bereit, was Fachleuten wohl bekannt ist.
Es wurde in der Praxis herausgefunden, dass der oben beschriebene Schalldämpfer für Auspuffanlagen bezüglich der Schalldämpfung im Wesentlichen dieselbe Wirk samkeit wie bekannte Schalldämpfer mit einer Reflexionskammer hat, jedoch mit verbesserter Motorleistung aufgrund der Tatsache, dass das Gas im Schalldämpfer ohne Hindernisse entlang eines gewundenen Pfades mit einem im Wesentlichen konstanten Profil geleitet wird, so dass Turbulenzbereiche reduziert sind. Da auch der halbtorusförmige Kanal entlang eines äußersten Streifens seiner Oberfläche, wo das Abgas seine höhere Geschwindigkeit erreicht, frei von Perforationen ist, wird die Strömung nicht abgebremst oder von irgendwelchen Perforationen behindert. Die Perforationen befinden sich nur entlang zwei Streifen auf der Oberseite und auf der Unterseite des Kanals. Insbesondere wurde herausgefunden, dass eine bessere Effektivität mit einem perforierten Streifen mit einer Breite L im Bereich von 1/8 bis 1/4, vorzugsweise 1/6, des Umfangs des halbtorusförmigen Kanals erreicht wird.
Gemäß einer in den Figuren nicht gezeigten ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung ist auch der Auslass 18, ähnlich dem Auslass 20, zum Zurückführen des Abgases in den Schalldämpfer angeschlossen. Dementsprechend ist eine zweite halbtorusförmige Verbindung an ihren Enden am Auslass 18 und an einem zweiten Rückflussloch außen an die Vorderwand 14 geschweißt. Ein zweites perforiertes Endrohr, mit einem Auspuffendrohr ähnlich dem Rohr 46, erstreckt sich von dem zweiten Rückflussloch in den Mantel.
Gemäß einer in den Figuren nicht gezeigten zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung sind das Endrohr 46 und das Auspuffendrohr 50 durch ein Paar divergierender, perforierter Rohre ersetzt, die aus dem Auslass 18 oder 20 ragen, ähnlich den Zwischenrohren 40, 42. Jedes Rohr ist mit einem zugehörigen Auspuffendrohr versehen, das sich in der zweiten Kammer 28 erstreckt und zu einer entsprechenden Abgasmündung an der Rückwand führt.

Claims

Schalldämpfer (10) für Auspuffanlagen von Fahrzeugen, mit – einem rohrförmigen Mantel (12), der innen mit einem schalldämpfenden Material ausgekleidet und an seinen Enden durch eine Vorderwand (14), die mit einem zur Aufnahme von Abgas verbindbaren Einlass (16) versehen ist, und durch eine Rückwand (19) verschlossen ist, einer ersten Kammer (26) und einer zweiten Kammer (28), die in dem rohrförmigen Mantel (12) begrenzt sind und die durch eine Querwand (30) mit einer Einlassöffnung (32) und einer Auslassöffnung (34) voneinander getrennt sind, – einem perforierten Einlassrohr (36), das sich in der ersten Kammer (26) vom Einlass (16) zur Einlassöffnung (23) erstreckt, – einer Gasrohrleitungseinrichtung (40, 42), die sich in der ersten Kammer (26) erstreckt und ein zu der Auslassöffnung (34) offenes Ende aufweist und deren anderes Ende mit Auslassrohren (44, 46, 50) verbindbar ist, wobei die Einlassöffnung (32) und die Auslassöffnung (34) im Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Einlassrohr (36) sind und miteinander durch einen halbtorusförmigen Kanal (38) verbunden sind, der innerhalb der zweiten Kammer (28) angeordnet und im Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Einlassrohr (36) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der halbtorusförmige Kanal (38) perforierte Streifen einer Breite (L) im Bereich von 1/8 bis 1/4 des Kanalumfangs aufweist, die sich auf der Oberseite und auf der Unterseite des Kanals beidseits der Medianlinie (M) der halbtorusförmigen Form erstrecken.
Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (L) der Streifen 1/6 des Kanalumfanges beträgt.
Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasrohrleitungseinrichtung ein Paar perforierter Rohre (40, 42) mit zwei konvergierenden Enden umfasst, die an die Auslassöffnung (34) geschweißt sind und entlang abgeflachter Flächen (40a, 42a) in gegenseitigem Kontakt stehen, so dass ihr Profil an der Querwand (30) im Wesentlichen mit dem Profil der Auslassöffnung (34) übereinstimmt.
Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (14) wenigstens einen Auslass (18, 20) hat und dass ein zugehöriges der perforierten Rohre (40, 42) zu dem Auslass (20) führt, um mit Auspuffrohren außerhalb des Mantels (12) verbunden zu werden.
Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (14) auch ein erstes Rückflussloch (22) hat und dass er aufweist – eine halbtorusförmige Verbindung (44) mit zwei Enden, die außen an die Vorderwand (14) an dem Auslass (20) bzw. dem Rückflussloch (22) angeschweißt sind, und – ein Auslassrohr (46, 50), das sich innerhalb des Mantels von dem Rückflussloch zu einem Abgasauslass (24) an der Rückwand erstreckt.
Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr (46) ein perforiertes Endrohr (46), das sich von der Vorderwand (14) zu einer Öffnung (48) an der Querwand (30) erstreckt, und ein Auspuffendrohr (50) aufweist, das sich von der Öffnung (48) zu dem Abgasauslass (24) erstreckt.