DE732732C

DE732732C - Silencers, especially for internal combustion engines

Info

Publication number: DE732732C
Application number: DEE49088D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Martin
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1936-12-09
Filing date: 1936-12-09
Publication date: 1943-03-10

Description

Schalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen Es sind Schalldämpfer bekannt, bei welchen aufeinanderfolgende Kammern angzordnet sind, die durch Rohre in Verbindung stehen. Die Abmessungen der dabei verwendeten Kammern und Rohre, welche akustische Resonatoren darstellen, sind beliebig und verschieden gewählt. Die Folge war, daß solche Schalldämpfer eine nicht genügende Wirkung zeigten, weil auf Grund dieser Ausbildung noch Durchlässigkeitsbereiche für verschiedene Geräusche vorhanden waren.Silencers, especially for internal combustion engines There are silencers known, in which successive chambers are angzendet by tubes stay in contact. The dimensions of the chambers and tubes used, which Represent acoustic resonators are chosen arbitrarily and differently. The consequence was that such silencers did not have a sufficient effect because of reason this training still permeability areas for various noises available was.

Zur Verbesserung der Dämpfung wurde auch bereits versucht, den je aus einer Kammer und einem Rohr bestehenden aufeinanderfolgenden Resonatoren besttimmtQ unter sich verschiedene Abmessungen zu geben. Zwecks Überdeckung der Schalldurchlal3bereiche der verschiedenen Kammern und Rohre durch die Sperrbereiche weiterer Kammern und Verbindungsrohre hat man eine durch ein bestimmtes Verhältnis dargestellte Staffelung der Kammer- bzw. Rohrlängen gewählt. Eine solche Staffelung wurde insbesondere im Verhältnis r : s/.,1 : 1/s vorgeschlagen. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, daß eine intensive Sperrung dort nicht zit :erreichen ist, wo in der Reilie der Zwischenivert 3/4 oder die ungeradzahligen höheren Werte, wie usw. auftreten. Im übrigen ist bei den bekannten Einrichtungen durchweg mit Resonatoren gleicher Grenzfrequenz gearbeitet worden, wodurch der Dämpfunasbeginn verhältnismäßig spät einsetzt.Attempts have already been made to improve the damping successive resonators consisting of a chamber and a tube are determined Q to give different dimensions under each other. To cover the sound transmission areas of the various chambers and pipes through the restricted areas of further chambers and Connecting pipes have a graduation represented by a certain ratio the chamber or pipe lengths selected. Such a graduation was particularly in Ratio r: s /., 1: 1 / s suggested. However, it has been shown that a intensive blocking there not zit: reach is where the intermediate divert in the Reilie 3/4 or the odd higher values, such as etc. occur. Incidentally, is at the known devices consistently worked with resonators of the same cut-off frequency which means that the start of damping starts relatively late.

Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung .dadurch vermieden, daß bei Schalldämpfern, welche aus Kammern mit Verbindungsrofhren bestehen, die Längen der Rohre und .die Längen der Kammern in beliebiger Reihenfolge im Verhältnis i : a : 4 : $ usw. gestaffelt sind, wobei die Grenzfrequenzen der einzelnen durch die Kammern mit Verbindungsrohren dargestellten Resonatoren untereinander für gleiche Schallgeschwindigkeit verschieden sind, und zwar dadurch, daß den großen Kammern Rohre entsprechend großer Länge, den kleinen Kammern entsprechend kürzere Rohre zugeordnet sind. Durch eine solche erfindungsgemäße Einrichtung" wird erreicht, daß die Dämpfung im Sperrbereich -wesentlich intensiver eintritt als 1-i den bekannten Einrichtungen und darüber hinaus dadurch, daß Resonatoren verschiedener Grenzfrequenzen verwendet werden, ein früheres Einsetzen der Dämpfung erzielt wird. Der eine wie der andere Vorteil wirken gleichzeitig nebeneinander her, summieren sich daher in ihrer Wirkung und verbessern dadurch ganz wesentlich die Schalldämpfung, wie durch Versuche bewiesen wurde.All these disadvantages are avoided according to the invention. that in silencers, which consist of chambers with connecting tubes, the Lengths of the tubes and the lengths of the chambers in any order in relation to each other i: a: 4: $ etc. are staggered, with the cutoff frequencies of each through the chambers with connecting pipes represented resonators with each other for the same The speed of sound are different, namely by the fact that the large chambers tubes corresponding to great length, corresponding to the small chambers shorter tubes are assigned. By such a device according to the invention " achieves that the attenuation in the stop band occurs much more intensely than 1-i the known devices and, moreover, the fact that resonators of different Cut-off frequencies are used, an earlier onset of attenuation is achieved. The one and the other advantage work side by side at the same time, add up therefore in their effect and thereby significantly improve the sound absorption, as has been proven by experiments.

Vorteilhafterweise kann die Anordnung; auch so getroffen werden, daß die gestaffelten Rohrlängen etwa das arithmetische :Mittel zweier aufeinanderfolgender gestaffelter Kammerlängen, oder umgekehrt, daß die gestaffelten Kammerlängen etwa das arithmetische Mittel zweier aufeinanderfolgender gestaffelter Rohrlängen darstellen. Die gestaffelten l',ohr- und Kammerlängen können mit einem Betrag von _-'- iooö gegenüber den aus dein Staffelungsverhältnis 1 : a : 4. : 8 : 16 sich ergebenden Werten verschieden ausgeführt werden.Advantageously, the arrangement; also be taken so that the staggered pipe lengths roughly the arithmetic: mean of two consecutive ones staggered chamber lengths, or vice versa, that the staggered chamber lengths approximately represent the arithmetic mean of two successive staggered pipe lengths. The graduated l ', ear and chamber lengths can be combined with an amount of _-'- iooö compared to those resulting from your graduation ratio 1: a: 4: 8: 16 Values are carried out differently.

Die Abbildungen -neigen Ausführuilgsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und bedeuten Abb. i eine Tabelle von Dämpfungs- und Durchlässigkeitsbereichen für Kammern und Rohre von verschiedener Länge, Abb. z einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer gemäß der Erfindung, bei welchem die Längen der Rohre und Kamm:°rn allmählich kleiner werden, Ab b. ; einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer gemäß der Erfindung, dessen Kammern und Rohre in beliebiger Reihenfolge angeordnet sind, Abb..l einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer gemäß der Erfindung, bei welchem die Längen der Kammern und Rohre allmählich größer werden.The figures tend to be exemplary embodiments of the subject matter of the invention and Fig. i is a table of attenuation and transmission ranges for Chambers and tubes of various lengths, Fig.z a longitudinal section through a Silencer according to the invention, in which the lengths of the pipes and comb: ° rn gradually get smaller, Ab b. ; a longitudinal section through a silencer according to the invention, its chambers and tubes arranged in any order are, Fig..l a longitudinal section through a silencer according to the invention, at which the lengths of the chambers and tubes gradually increase.

Aus der Tabelle Abb. i -sind die Dätnpfungs- und Durchlässigkeitsbereiche für Kammern und Rohre ersichtlich, deren Länge 2,51 5, to, 2o und 4.o cm betragen, also im Verhältnis i : z : q. : 8 : 16 gestaffelt sind. Der erste Durchlässigkeitsbereich liegt erst bei etwa ; ooo Hz und könnte durch Einbau eines weiteren Rohres von 1.25 cm Länge auf 1 4. ooo Hz erhöht werden. Bei weiterer Staffelung würde sich hierfür noch eine höhere Frequenz ergeben.The table Fig. I shows the attenuation and permeability ranges for chambers and pipes, the length of which is 2.51 5, to, 2o and 4o cm, i.e. in the ratio i: z: q. : 8: 16 are staggered. The first permeability range is only about; ooo Hz and could be increased to 14,000 Hz by installing another 1.25 cm long pipe. With further staggering, this would result in an even higher frequency.

Diese Aufstellung zeigt, daß die Durchlässigkeitsbereiche des einen Rohres bzw. der einen Kammer durch die Dämpfungsbereiche der folgenden Kammern und Rohre abge- deckt sind, d.li. es wird eine lückenlose Dämpfung des gesamten Freqtienzgebietes er- zielt. (-'in den Beginn der Dämpfung in ini@g- lichst tiefe Frequenzgebiete zu legen. «erden ztt eclcmäl:,ig den langen Kammern lange Rohre und demgemäß. den kürzeren Kammern entsprechend kürzerre Rohre zugeordnet. Bei der Dämpfung des Auspuifgeräuscht-s von BPenn.kraftmnaschinen muß berücksich- tigt werden, daß die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur der heißen Abgase ab- liäii-ig ist, daf> infolgedessen die sich aus der Staffelung 1 : = : .l : 8 : 16 ergebenden Längen für die Rohre bzw. Kammern des Schalldämpfers im Verhältnis der jeweils in den einzelnen Kammern und Ruhrc herr- schendGii Schallgeschwindigkeit verkürzt tt-er- den müssen. Die Rohre und Kammern, deren Längen ges.tal -elt sind. werden vorteilhaft so ;ingc- ordnet. daß die jeweiligen Rohrlängen die aritliinetiaclien Mittel zweier aufe nanderfol- gender Kammerlängen betragen bzw. tu-tige- kehrt die Kammerlängen die arithmetiscli.-ii Mittel zweier aufeinanderfölgender Rohrlän- gen sind. Wenn die Längen der Kammern beispielsweise 5, to, 2o, lo und 5o Einheiten betragen, so sind die Rohrlängen ; ,5, 15. 30 und 6o Längeneinheiten. Diese AU3fÜh- rungsart ist bei dein Schalldämpfer nach Abb. a angewendet und-hat insofern bau- technische und akustische Vorzüge. als sich die Rohre und Kammern mit kleinem Raum- bedarf a.neinanderfügen lassen und die D@imp- fungswerte sich gut aneinandergliedern. Die Anordnung der gestaffelten Kamin@rn und Rohre kann aber auch in ganz beliebiger Reihenfolge vorgenommen werden, da ja in jedem Fall eine vollständige Abdeckung der Durchlässigkeitsbereiche durch die folbenden Dämpfungsbereiche erzielt wird. Diese Aus- führungsmöglichkeit ist in Abb.3 dargestellt. Zur Dämpfung des Auspuligeräusches bei Brenukraftmaschinen ist es besonders vorwil- haft, eine Ausführung zu wählen, wie sie Abb. 4. zeigt, bei welcher die längste K:iin- mer und das längste Rohr am Ende des Schalldämpfers liegen. Durch eine solclu: Anordnung wird insbesondere den sich atis allgemein balitechnischen Anordnungen ur- gebenden Verhältnissen Reclinuii"etraen. daß das Austrittsrohr des Schalldiimpfers dri: längste Rohr ist. Da die Resonanzen der Rohre <illcin und der Kammern allein auf Grund der D7imp- fung eine bestimmte Resonanzbreite haben. muß für die Kammer- und Rohrlän'en eine Abweichung von den auf Grund der Stall-e- lung sich ergebenden Längen von zugelassen tverden. In diesem Bereich tt-ir@a der Höchstwert der Dämpfung beibehalten, auch die temperaturabhängige Änderung der Schallgeschwindigkeit erfordert bei der Auspuffgeräuschdämpfung keine größere Abweichung der auf Grund der Staffelung sich ergebenden Länge.This list shows that the permeability areas of one pipe or one chamber are cut off by the damping areas of the following chambers and pipes. are covered, i.e. it will be a complete one Attenuation of the entire frequency range aims. (-'in the beginning of the damping in ini @ g- to lay very low frequency ranges. "earth ztt eclcmäl:, ig the long chambers long Pipes and accordingly. the shorter chambers correspondingly shorter pipes assigned. With the attenuation of the exhaust noise-s of Benn. power machines must take into account be taken that the speed of sound from the temperature of the hot exhaust gases it is liäii-ig that> consequently the result the graduation 1: =: .l: 8: 16 resulting Lengths for the tubes or chambers of the Muffler in proportion to each in the individual chambers and Ruhrc schendGii speed of sound shortened tt-er the must. The tubes and chambers, their lengths are in total. be beneficial so; ingc- arranges. that the respective pipe lengths the aritliinetiaclien means of two successive gender chamber lengths or reverses the chamber lengths the arithmetic-ii Mean of two successive pipe lengths genes are. When the lengths of the chambers for example 5, to, 2o, lo and 5o units are the pipe lengths; , 5, 15. 30 and 6o units of length. This AU3fÜh- rungsart is with your silencer after Fig. A has been applied and insofar has construction technical and acoustic advantages. than yourself the pipes and chambers with little space if necessary, let them join together and the D @ imp- values can be easily linked to one another. The arrangement of the staggered chimney @ rn and pipes can also be in any Order to be made because yes in each case full coverage of the Areas of permeability through the following Attenuation ranges is achieved. This Aus guidance is shown in Figure 3. For attenuating the noises made by It is particularly liable to choose a finish like her Fig. 4. shows in which the longest K: iin- mer and the longest pipe at the end of the Muffler. Through a solclu: Arrangement is in particular the atis general balitechnical arrangements giving conditions Reclinuii "etraen. that the outlet pipe of the silencer dri: longest pipe is. Since the resonances of the tubes <illcin and of the chambers solely on the basis of the D7imp fung have a certain range of resonance. must be one for the chamber and pipe lengths Deviation from the due to the stable e- resulting lengths of approved tverden. In this area tt-ir @ a Maintain the maximum value of the attenuation, even the temperature-dependent change in the speed of sound does not require a greater deviation of the length resulting from the graduation for the exhaust noise attenuation.

Die vorstehend beschriebenen Schalldämpfer haben den Vorzug, daß sie ziemlich genau vorausberechnet werden können und I eine intensive Dämpfung im Sperrbereich des ganzen zu dämpfenden Geräuschgebietes ermöglichen. -Gleichzeitig setzt, gegenüber bekannten anderen Schalldämpfern die D.itnpfung bereits bei tieferen Tönen, also bedeutend früher ein, was eine weitere Verbesserung -der Dämpfung bedeutet.The silencer described above have the advantage that they can be accurately predicted fairly and I ensure intensive attenuation in the stop band of the whole to be damped noise area. -At the same time, compared to other well-known silencers, the dampening already starts at lower tones, i.e. significantly earlier, which means a further improvement in the damping.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Silencer, in particular for internal combustion engines, which consists of chambers with connecting pipes, which are designed with a staggering of the chamber or pipe lengths represented by a certain ratio in order to cover the sound passage areas of the various chambers and pipes by the blocked areas of other chambers and connecting pipes, characterized in that the lengths of the tubes and the lengths of the chambers are staggered in any order in @ 'obtained 1: z: .1: S: 1 6 etc., the cutoff frequencies of the individual resonators represented by the chambers rgit connecting tubes among each other for the same speed of sound are different, in that the large chambers are assigned tubes of correspondingly greater length, and the smaller chambers are assigned correspondingly shorter tubes. ... silencers, in particular for internal combustion engines: aschin: eli, rach claim i, characterized in that the staggered pipe lengths are the arithmetic mean of two successive staggered chamber lengths, or vice versa, that the staggered chamber rings each have the arithm, et. = ' The means of two on: one and the other @ cr the following staggered pipe lengths. 3. Silencer, in particular for internal combustion engines, according to claims i and a, characterized in that the chamber and pipe lengths lie within a delimitation area of - i o0 o the values resulting from the staggering ratio.