DE698589C

DE698589C - Schalldaempfer fuer Ansaug- und Auspuffschall mit Schallreflexion und Interferenz des ankommenden und reflektierten Schalles, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE698589C
Application number: DE1936E0048754
Authority: DE
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1936-09-13
Filing date: 1936-09-13
Publication date: 1940-11-13

Description

Es sind Schalldämpfer bekannt, bei welchen die vom Schall durchlaufenen Qaerschaitte mittels Vorrkhtangen nach Art von Blenden α ä. verändert werden können. Bei Anwendung zur Dämpfung von Ansaog- und Auspuffschall, beispielweise bei Brennkraftmaschinen, haben derartige Vorrichtungen den Nachteil, daß mit der Änderung des Schalldurcblafiquerachnitts auch der Strömungs- - querschnitt und damit der statische Dmck_l d.h. die Rückwirkung auf den Motor, ersichtlich durch dessen LeUtungaändernng, verschieden wird.
Es ist weiter bekannt, in Schalleitungen

■S Blenden in Form von Querwinden mit einer oder mehreren DarchlaßöfEnungen anzuordnen. Bef diesen Blenden mit beliebigem Verhältnis des Blendendnrchlaflquerschnitts zum Querschnitt der SchaIleitung tritt jedoch eine

■0 Schallrenexion auf, d. h. es werden von den Blenden in. umgekehrter Richtung. Schallwellen zurückgeworfen. Die Folge davon ist, daß . in der Schaiieitung Resonanzen entstehen, d h. daß eine Aufachaukcluftg der

ag vor- und rücklaufenden Schallwellen eintritt, die eine erhebliche Geriuschveratadrang bewirkt. Treten diese Erscheinungen, im. Aus- _{ puffrahr von Brenrikrarrmaechineri auf, so.

ergeben sich neben Geräusohyerstäilaingen auch noch leitungsverluste durch die refkktierten Schallwellen.

Es ist- ferner bekannt, fur Schalldampfungszwecke eine SchalUrenexlon mit darauffolgender Interferenz dear ankommenden und reflektierten Schalles dadurch zu bewirken, SS daß an die. SchaUeitung Interferenzrohre ■angesetzt werden. Die Länge dieser Inter-, ferenzrohre ist so bemessen, dafi- eine Verschiebung der durch 'Interierenz zu löschenden Wellenzüge am eine halbe Wellenlänge eintritt, so dan je eine Uber- und eine Unterdruckwelle in Phase auftreten und sich gegenseitig aufheben. Derartige Interferenzrohre sind jedoch nur für einen geringen Frequenzbereich wirksam, «

Die Ermidung bezieht sich auf Schall-' dämpfer für Aneaug- und Aasrtttffschali mit Schallreflexion und ' Interferenz des ankommenden und reflektierten Schalles, insbesondere für. B rennkraftmaschinen, wobei innerhalb der rohrförmig bzw. kegel· oder exponential trichterförmig ausgebildeten SchalUeirung Blenden in Form von an sich bekannten Querwänden mit einer oder mehreöffnungen angebracht sind, durch deren. SS entsprechend bemessene Qaerschhitte Schall-

mm

überdruckwellen als Untetdrnckwellea gleicher Größe reflektiert' werden, so. daß die Entstetrang Von Rnckschalt in der Leitung Tennkden wird.
S Die Abbildungen zeigen Ansfuhnmgsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es bedeuten:

Abb. ι den SclialI^-Wellenverlauf in einer SchalIeitangi
w Abb. 2 eine am Ende durch eine Blende abgeschlossene zylindrische Schalleitang im Quer schnitt,

Abb. 3 eine am Ende durch Blende abgeschlossene" kegelförmige Schalleitung im Querschnitt,

Abb. 4 eine am-Ende durch Blende abgeschlossene SchaIkhnng in Form eines Rxpanentialtrichtere im Querschnitt,

Abb. 5 einen Schalldämpfer im Quer- «o schnitt mit Blendcnanordming am Eingang der Schalleitang,

Abb. 6 einen Schalldämpfer im Qaerschnitt nut Blendenanordanng am Auslafi,

Abb. 7 einen SchalMampfer mit Blenden •5. am Ein- und AoslaS sowie im Innern,

Abb. 8 einen SdiaHdimpfer mit in eine zylindrische Kammer fibergehender exponentialtrichterförmigef Schalleitang und Blende am Ende der Kammer.
iö Betrachtet man als AnsrhaniingsbeispicI den AttSpuffvorgang bei Zylindern von Brennkraftmaschinen, so stellt sich der Druckverläof in - den Abgasen als eine mit ÜberscbaflgesAwüidigkeit fortlaufende XJber-SS. druckwelle« (Abb. 1) dar, die am offenen Ende eines Hobres Jf nach bekannten Gesetaen der Schwingungslehre als UnterdruckweIlec reflektiert .wird.

Bei emem geschlossenen Rohr wurde die 4» Welle ate Oberdruokwelle d, wie sie in Abb. 1 punktiert gezeichnet ist, reflektiert werden.

Zwischen den beiden- Anordnangen, offener bzw. geschlossener Schalleitang, sind Zwischenlagen möglich, bei weichen die Schallleitung nicht vollständig, sondern nor teilweise abgeschlossen ist. Durch geeignete Bemessung dieses teil weisen Abschlueseskann . eine Reflexion der zum Ende der Schalleitang gelangenden Überdruckwelk Termieden werden.

Li diesem* Fall wird die Überdruckwelle teils als Über-, teils als Unterdruckwelk jeweils gleicher Größe reflektiert, d.h. es erfolgt Aufhebung beider rücklaufenden Wellen.

Der Vorteil, .der sich durch Anwendung derartiger Blenden erzielen IaBt, besteht darin, daß sich in der ~ S challeitung keine schädlichen Resonanzen ausbilden können, d.h. daß keine Aufschaukelarig der vor- und rücklaufenden SchaUweIle eintritt, die Leistungsverluete der Maschine und stark hörbare Brummstellen der Schalldampf cranlagc zur Folge hat.

Aufler diesen Nachteilen, die' in der Entstehung von Rescmanzschallwellen begründet Ss sind,, wurde bei einer Anordnang nach Abb. a, hei welcher die Schalleitang an Ihrem Ende durch eine Blende teil weise abgeschlossen ist, durch .zusätzliche Drosselung auch der statische Gegendruck der Abgase steigen, τ» Die⁴Folge ware eine weitere Vergrößerung der Kolbenausscbm^arbeit Der durch- diese statische Druckxteigerung hervorgerufene Leisrungsverlu8t ist jedoch: kleiner als der durch die erwähnte Reeonaazhttduhg hervor- M-gerufene.

Die Abb. 3 und 4 stellen Blendenäusführnngen dar, bei welchen der QaerjKhnitt der Sclialleitang an der Blende selbst unverändert beibehalten ist.- Es kann also hierbei weder eise Erhöhung des statischen Druckes noch eine dadurch hervorgerufene Leistungsverminderang der Brennkraftmaschine eintreten.

Um die BIehde nach Anordnung Abb, 3 von einer bestimmten GrenzfKqueazZ_cnn 8j ab in dem obengenannten Smne wirksam zu machen, d.h. einen Rückschall zu vermeiden, muß die Bedingung, erfüllt sein, daß

ist, wobei r nach Abb. 3 vom. Schnittpankt der Mantelltnie des Trichters zu rechnen ist, also den Abwicklungsradius darstellt- und es C_ttut die jeweilige Schallgeschwindigkeit bedeutet. Für den rückschal !freien Abschluß ist dann lfidiglich .das Verhältnis des BIendendurchgangsquerschnitts F₁ zum QuerschnittF_t des Kegelgrundkreises maßgebend. Dasselbe im gilt; für die Blende nach Abb. 4 mit exponentiell Terkufender Erweiterung. Hierbei muß die Aeoretische Forderung erfüllt seih, daß

F_f-F_e = S»* _m

wobei,
ist

Die folgenden Abb. 5 bis 7 zeigen noch mehrere Anwend^mgsmögUchkeiten der Blende, die im übrigen statt einer einzigen größeren Durchlaßöffnang auch mehrere kleinere von demselben Gesamtqaerschnitt its haben kann, in Verbindung mit emem Schall· dämpfer.

Bei Ausführung Abb. 5 ist.die Blende am Eingang, bei Anordnung Abb, 6 am Auslafi des Schalldämpfers angeordnet In Abb. 7 isoist ein Schalldämpfer dargestellt, der sowohl am Eingang als am AusUfi mit Blende Ter-

Claims

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sehen ist und außerdem im Innexa noch eine solche trägt.

Abb. 8 zeigt für besondere Fälle ohne Änderung der akustischen Wirksatnseit der

S Blende eine weitere Ausführungsart, bei welcher an den größten Trichterquerschnitt eine Kammer von fortlaufend gleichem Querschnitt angesetzt ist, die am Ende wieder durch eine mit einer oder mehreren öffnungen versehene Wand abgeschlossen ist.

Die Blendenanordnung IiBt sich in der beschriebenen Weise nicht nur an Brennkraftmaschinen, sondern bei allen Maschinen, bei deren Betrieb während des Ansaugens

■5 und AusstoBens von Gasen Geräusche entstehen, anwenden.

Patentanspruch :

Schalldämpfer für Ansaug- und Auspuffachall mit Scballrefiexion und Inter- •o ferenz des ankommenden und reflektierteil Schalles, insbesondere für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der rohrförmig bzw. kegel· oder exponentialtrichterförmig ausgebil- »5 deten Schalleitung Blenden in Form von an sich bekannten Querwänden mit einer oder mehreren öffnungen angebracht sind, durch deren entsprechend bemessene Querschnitte Schallüberdruckwellen als a» Untcrdruokwellen gleicher Größe reflektiert werden.

Hierseu I Blatt Zeicbnungen

33er ieht igungsblat t

zur Patentsclrrift 698 589 Klasse 46o⁶ Gruppe t/01»

Durch rechtsixäftige Entscheidung des Reichapatentamts vom 17»Dezember 1942 hat

1, der Patentanspruch die Fassung erhalten, daß zwischen dem Wort ^uSohalliiberdruckwellsnⁿ und dem Wort "als" eingefügt wurden die Worte "teils als Über=, teils" und

2, In der Beschreibung wurden auf Seite 2 Zeile 1 hinter dem Wort "Schallüberdruclcwellen" eingefügt die !'torte: "teils als Über=, teils*»