DE68920044T2 - Schalldämpfervorrichtung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfervorrichtung, insbesondere eine sich verengende Rohrstruktur, die als Teil einer Vorrichtung zur Schallunterdrückung verwendbar ist, z.B. als Schalldämpfer, Abgasrohr oder Anschlußrohr.
• Typische Fahrzeugabgassysteme umfassen ein Anschlußrohr, einen Schalldämpfer und ein Abgasrohr. In früheren Systemen erfolgt die Schalldämpfung oder Schallunterdrückung im wesentlichen durch den Schalldämpfer, während das Anschlußrohr und das Abgasrohr hauptsächlich für den Transport des Abgases dienen. Diese Rohre sind typisch zylindrische Rohre mit konstantem Querschnitt, und sie können einen Rohrkrümmer oder ein T-förmiges Zwischenstück umfassen. In manchen Fällen tragen die Rohre selbst zum Schallproblem bei durch Erzeugung von stehenden Wellen und unerwünschten Resonanzen.
• Allgemein wird die Dämpfungswirkung eines Schalldämpfers bezogen auf seine Länge und seinen Durchmesser. Je größer der Schalldämpfer ist, um so größer ist seine Dämpfungswirkung. Um Niederfrequentenschall zu dämpfen, was z.B. im Abgassystem eines Lastwagens entsteht, muß der Schalldämpfer relativ lang sein.
• Relativ lange oder große Schalldämpfer sind jedoch aus mehreren Gründen nachteilig. Lange oder große Schalldämpfer erfordern eine große Menge an Stahl bei der Herstellung, und sie sind daher relativ teuer zu produzieren. Sie sind relativ schwer und sperrig und daher relativ schwierig einzubauen und abzustützen. Vielleicht am wichtigsten ist es, daß das Fahrzeug einen relativ großen Raum für den relativ großen Schalldämpfer bereitstellen muß, was bei der Lage und Anordnung des Motors und bei der Konstruktion der Karosserie berücksichtigt werden muß.
• Eine sehr wirksame Einrichtung zum Unterdrücken von Schall ist die Verwendung einer Vorrichtung mit einer Venturidüse, die in einem Gehäuse angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung ist in dem US-Patent Nr. 4,580,657 gezeigt.
• Das US-Patent 4,690,245 zeigt eine konvergierende/divergierende Schalldämpfungsvorrichtung.
• Es wäre erwünscht, ein Venturi-artiges Schalldämpfungselement vernünftiger Größe herzustellen, das relativ gute Schallunterdrückungscharakteristiken hat. Es ist ferner erwünscht, Dämpfungselemente zu schaffen, die als Abgasrohr oder Verbindungsrohrabschnitte dienen können, wodurch eine geringere Dämfung im Schalldämpfer erforderlich ist, um eine gegebene Dämpfung zu erreichen, die auf das System als Ganzes verteilt wird.
• GB-A-2070682 beschreibt eine Schalldämpfungsvorrichtung mit einem Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß, einem Verengungselement, das darin befestigt ist und das Innere des Gehäuses in einen Hohlraum und einen Kanal mit einem Einlaßende und einem Auslaßende teilt, wobei der Kanal eine Verengung zwischen dem Einlaßende und dem Auslaßende hat, und die Verengung einen konvergierenden Abschnitt in Richtung zum Einlaßende und einen divergierenden Abschnitt in Richtung zum Auslaßende sowie einen Halsabschnitt aufweist, der einen Punkt maximaler Verengung hat, wobei ferner der divergierende Abschnitt Perforationen aufweist, derart, daß der Hohlraum in Fluid-Verbindung mit dem Kanal steht.
• Gemäß der Erfindung hat das Gehäuse ein Paar Auslaßenden, die mit dem Einlaßende mittels eines allgemein T-förmigen Zwischenstückes verbunden sind, wobei das Verengungselement das Gehäuse in zwei separate Kanäle teilt, die sich vom Einlaß zu jeweils einem der Auslässe erstrecken, wobei ferner jeder Kanal mit einer entsprechenden Verengung ausgestattet ist. Eine solche Anordnung kann als Abgas-Teiler in einem dualen Abgassystem verwendet werden.
• Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
• Figur 1 perspektivisch ein Dämpfungselement zeigt, das ein einzelnes Abgasrohr in ein doppeltes Abgasrohr unterteilt.
• Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Elementes nach Figur 1.
• Figur 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Figur 2.
• Figur 4 zeigt eine Auslaßendansicht, gesehen von der linken Seite des Elementes nach Figur 1.
• Eine Ausführungsform einer verengten Dämpfungseinrichtung, die in einem dualen Abgassystem verwendet werden kann, ist die Dämpfungsvorrichtung 1010, wie sie in den Figuren 1 - 4 dargestellt ist. Die Schalldämpfungsvorrichtung 1010 hat eine innere Oberfläche 1011 und eine äußere Oberfläche 1012, und sie umfaßt ferner ein erstes Einlaßende 1013, wenigstens zwei Auslaßenden 1014a, b und einen verengten Abschnitt 1015 dazwischen. Der Verengungsabschnitt 1015 hat einen konvergierenden Abschnitt 1016, einen divergierenden Abschnitt 1017 und einen Halsabschnitt 1018 zwischen diesen. Der Halsabschnitt 1018 hat einen Punkt größter Verengung oder Einschnürung 1019.
• Der konvergierende Abschnitt 1016 ist gekennzeichnet durch einen Bereich mit rapid abnehmendem Halsquerschnitt 1020, wo die Querschnittsfläche in Richtung vom ersten Endabschnitt 1013 zum Punkt der größten Einschnürung 1019 abnimmt. Der divergierende Abschnitt 1017 ist gekennzeichnet durch einen Bereich von allmählich zunehmendem Querschnitt 1021, wo die Querschnittsfläche in Richtung vom Punkt der größten Einschnürung 1019 zum zweiten Auslaßende 1014a, b zunimmt.
• Der verengte Abschnitt 1015 umfaßt ein äußeres rohrförmiges Element 1022 und ein sich verengendes Formelement 1023. Das Verengungselement 1023 hat ein erstes Element 1024 mit einem gleichen zweiten mit ihm verbundenen Element 1025. Das erste Element 1024 wird hier beschrieben. Das zweite Element 1025 ist praktisch dasselbe. Das Element 1024 hat einen gebogenen Abschnitt 1026, und es kann einen flachen Abschnitt 1027 umfassen. Das Element 1024 ist über seine Breite im wesentlichen eben. Der gebogene Abschnitt 1026 umfaßt einen ersten Abschnitt 1029, einen zweiten Abschnitt 1030 und einen dritten Abschnitt 1031. Der dritte Abschnitt 1031 hat vorzugsweise einen perforierten Abschnitt 1032 mit Perforationen 1033, wie in Figur 1 dargestellt ist. Der ebene Teil 1027 ist mit Ausnehmungen 1034 versehen.
• Die konkave Seite des ersten Elementes 1024 hat eine innere Oberfläche 1035, und die konvexe Seite des ersten Elementes 1024 hat eine äußere Oberfläche 1036, die allgemein parallel zur inneren Oberfläche 1035 liegt.
• Das Verengungselement 1023 ist in einem T- oder Y-förmigen rohrförmigen Gehäuse 1040 angeordnet mit einem zylindrischen Einlaßabschnitt 1041 und wenigstens zwei zylindrischen Auslaßabschnitten 1042a, b sowie einem Zwischenabschnitt 1043, zwischen diesen. Der Einlaßabschnitt 1041 hat eine innere Oberfläche 1044, während die Auslaßabschnitte 1042a, b innere Oberflächen 1045a, b entsprechend haben, und der Zwischenabschnitt 1043 hat eine innere Oberfläche 1046. Ein Einlaßkanal 1047 wird durch die innere Oberfläche 1044 des Einlaßabschnittes gebildet, während Auslaßkanäle 1048a, b durch die inneren Oberflächen 1045a, b des Auslaßabschnittes gebildet werden.
• Verengte Kanäle 1050a, b werden allgemein zwischen den inneren Oberflächen 1035a, b des Verengungselementes und dem rohrförmigen Gehäuse 1040 gebildet. Ein Hohlraum oder eine Kammer 1052 ist allgemein zwischen den äußeren Oberflächen 1036a, b und dem rohrförmigen Gehäuse 1040 gebildet. Die Kanäle 1050a, b stehen in Fluid-Verbindung mit der Kammer 1052 über die Perforationen 1033. Die Kammer 1052 steht in Fluid-Verbindung mit den Auslaßkanälen 1048a, b über die Öffnungen 1034. Diese Anordnung der Perforationen und der Öffnungen bildet einen Resonator, der die Schalldämpfung unterstützt.
• Der verengte Kanal 1050a wird hier beschrieben. Der verengte Kanal 1050b ist praktisch gleich ausgebildet. Der verengte Kanal 1050a hat einen konvergierenden Kanalabschnitt 1054, einen divergierenden Kanalabschnitt 1055 und einen Halsabschnitt 1056 zwischen diesen. Der Halsabschnitt 1056 hat einen allgemein halbkreisförmigen Umfang, und er enthält einen Punkt größter Kanaleinschnürung 1057.
• Der konvergierende Kanalabschnitt 1054 ist gebildet zwischen dem ersten Abschnitt 1029 des gebogenen Abschnittes 1026 des Verengungselementes und der inneren Oberfläche 1046 des rohrförmigen Gehäuses. Der Halsabschnitt 1056 ist gebildet zwischen dem zweiten Abschnitt 1030 des gebogenen Abschnittes 1026 des Verengungselementes und der inneren Oberfläche 1046 des rohrförmigen Gehäuses. Der divergierende Kanalabschnitt 1055 ist gebildet zwischen dem dritten Abschnitt 1031 des gebogenen Abschnittes 1026 des Verengungselementes und der inneren Oberfläche 1046 des rohrförmigen Gehäuses.

Claims (2)

1. Schalldämpfungsvorrichtung (1010) mit einem Gehäuse (1040) mit einem Einlaß (1041) und einem Auslaß (1042a, b), einem Verengungselement (1023), das darin befestigt ist und das Innere des Gehäuses in eine Kammer (1052) und einen Kanal (1050a, b) unterteilt, der ein Einlaßende (1013) und ein Auslaßende (1014a, b) hat, wobei der Kanal (1050a, b) eine Einschnürung (1015) zwischen dem Einlaßende (1013) und dem Auslaßende (1014a, b) hat, wobei die Einschnürung (1015) einen konvergierenden Abschnitt (1016) zum Einlaßende (1013) hin und einen divergierenden Abschnitt (1017) zum Auslaßende (1014a, b) sowie einen Halsabschnitt (1018) hat, der einen Punkt größter Einschnürung (1019) hat, wobei ferner der divergierende Abschnitt (1017) mit Perforationen (1033) versehen ist, derart, daß die Kammer (1052) in Fluid-Verbindung mit dem Kanal (1050a, b) steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Paar Auslaßenden (1014a, b) aufweist, die mit dem Einlaßende (1041) über ein allgemein T-förmiges zwischenstück (1043) verbunden sind, daß ferner das Verengungselement (1023) das Gehäuse in zwei separate Kanäle (1050a, 1050b) teilt, die sich vom Einlaß zu je einem der Auslässe erstrecken, und daß jeder Kanal mit einer entsprechenden Einschnürung (1015) ausgestattet ist.

2. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verengungselement (1023) ein erstes und ein zweites Verengungs-Formelement (1024, 1025) aufweist, daß jedes der Formelemente einen gebogenen Abschnitt (1026) und einen ebenen Abschnitt (1027) besitzt, daß der gebogene Abschnitt (1026) Perforationen (1033) und der ebene Abschnitt (1027) Öffnungen (1034) aufweist, daß ferner die Formelemente (1024, 1025) und das rohrförmige Gehäuse (1040) eine Kammer (1052) zwischen sich bilden, und daß die Kammer (1052) über die Perforationen (1033) und die Öffnungen (1034) in Fluid-Verbindung mit den Kanälen (1050a, 1050b) steht.