DE8702911U1

DE8702911U1 - Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE8702911U1
Application number: DE8702911U
Authority: DE
Original assignee: Zeuna Starker GmbH and Co KG
Current assignee: Arvin Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-06-23

Description

Zeuna-Stärker GmbH & Co. KG Abgasschall dämpfet* für Brennkraftmaschinen Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen gemäß dem Gattungsbegriff Von P^tetrt/lnspruch 1.

Ein derartiger Schalldämpfer ist aus der deutschen Auslegeschrift 11 58 760 bekannt, Dort (siehe Fig. 2) ist ein aus Resonatorkammer und in deren Innerem •ngeordnetem Resonatorrohr bestehender Resonator beschrieben, der ein sog. akustisches Abzweigfilter bildet.

Ein ähnlicher Reflexionsabgasschalldämpfer ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 34 17 131 bekannt; hier sind der Abgasleitung Resonatoren zugeordnet, die so abgestimmt sind, daß dadurch «ine selektive Frequenzauslöschung stattfindet. Eine Ausführungsform besteht darin, daß das Abgasrohr eine seitliche Öffnung aufweist, welche von einem Blech überwölbt ist, so daß axiale sichelförmige Stirnöffnungen entstehen. Dabei sind die Länge des Blechs und die Größe der Stirnöffnungen so gewählt, daß einerseits kein wesentlicher Abgasaus^

tritt durch diese Öffnungen erfolgt, daß aber andererseits ein Resonator mit der die Abgasleitung und das Blech umgebenden Schalldämpferkammer entsteht, der einen ausgewählten SchalIfrequenzbereich selektiv bedämpft.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Resonator zu schaffen, der an einer für die ausgewählte Frequenz optimalen Stelle an der Abgasleitung angeschlossen ist und seine volle Wirkung auch dann entfaltet, wenn an dieser Stelle aus konstruktiven Gründen kein Platz für die Resonatorkammer vorhanden ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einem gattungsgemäßen Abgasschalldämpfer gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst.

Ein derartiger Abgasschalldämpfer eignet sich insbesondere als Mittel schalldämpfer, aber auch als Vorschalldämpfer. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Lösungsvorschlags besteht darin, daß er dem Konstrukteur mehr Freiheit hinsichtlich der räumlichen Cestaltung der Abgasführung läßt und daß ferner ein derartiger Resonator auch noch nachträglich an eine bestehende Abgasleitung angeschlossen werden kann, wenn sich die Notwendigkeit

zur Unterdrückung einer bestimmten Frequenz herausstellt.

Während eine an sich bekannte gesonderte Abzweigleitung einen zusätzlichen Platzbedarf erfordert, kann das als Hüllrohr über die Abgasleitung abgebildete erfindungsgemäße Resonatorrohr in der Regel leicht untergebracht werden, da es praktisch keinen zusätzlichen Platzbedarf erfordert. Querschnitt und Länge des Resonatorrohrs werden abgestimmt mit dem Ort uetd der Größe der Resonatorkamftier, für welche in der Regel konstruktive Vorgaben zu berücksichtigen sind.

Versuche haben überraschenderweise gezeigt, daß es für den Anschluß des Resonatorrohrs an der Abgasleitung nicht darauf ankommt, daß dieser Anschluß aus einer einzigen kreisförmigen Öffnung gebildet ist, wie das bei den bekannten Abzweigresonatoren der Fall ist; stattdessen hat sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Perforation der Abgasleitung als äußerst wirksam erwiesen. Dabei ist bereits ein entgegen üblichen Erwartungen niedriger Gesamtlochquerschnitt ausreichend. Durch Versuche wurde •1s optimaler Wert für das Verhältnis zwischen Gesamtlochquerschnitt zu Ringquerschnitt des Resonatorrohrs die Zahl 1,2 ermittelt. Etwa dieser Wert sichert nicht nur eine wirksame Dämpfungsmaßnahme; er bietet den zusätzlichen Vorteil, daß eine sehr gute Dämpfung

auch bei minimal em Abgasdurchsatz z.B. im Schubbetrieb bei geschlossener Drosselklappe erzielt v/erden kann.

Die Längenabstininung des R^sonatorrohrs wird nach einen v/eiteren Vorschlag aer Erfindung dadurch erleichtert, daß das Resonatorrohr in die Resonatorkammer hinein geringfügig verlängert ist.

Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfer ist zweckmäßig, daß das Resonatorrohr konzentrisch um die Abgasleitung angeordnet ist

und einerseits vor der Anschlußstelle an der Abgas- »

leitung, andererseits an der Resonatorkammer gas- f

dicht angeschlossen ist. |

Die Auslegung des erfindungsger.iäßen Abgasschalldömp- j

fers als Resonator ergibt sich auf einfache Vleise dadurch, daß bsi konstruktiv begrenztem Volumen V für die Resonitorkaraier und deren konstruktiv

vorgegebener Entfernung L von der gewählten Anschluß- ■

stelle dar Ringquerschnitt Ar des Resonatorrohrs bzw. dessen Durchmesser mathematisch nach der für Helinholtz-Resonatoren bekannten Forr.iel

bestimmt wird, wobei f die abzustimmende Frequenz und c die Schal!geschwindigkeit bedöufcen.

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Der erfindungsgsTiäße Abgasschalldämpfer eignet sich insbesondere als Mittel schal!dämpfer, nämlich dann, wenn die erforderliche Dünpfungsmaßnahme weder im Vorschau dämpfer noch im Machschalldämpfer verwirklicht werden kann, was wegen der im Unterflurbereich von Kraftfahrzeugen beschränkten Platzverhältnisse nicht selten der Fall ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt eine Abgasleitung 1, welche in Richtung der Pfeile P durchströmt wird. Es sei unterstellt, daß der dargestellte Abschnitt der Abgasleitung Sich zwischen dem (nicht gezeigten) Vorschau dämpfer und dem (nicht gezeigten) Nachschalldämpfer befindet. Ein derartiger Mittel schal!dämpfer in Art eines Resonators umfaßt ein Resonatorrohr 2, welches konzentrisch um die Abgasleitung 1 verläuft und eine Resonatorkammer 3 mit den Volumen V, in welche das stromabwärts v/eisende Ende des Resonatorrohrs 2 mit einer geringen Überlänge s hineinragt. Das Resonatorrohr 2 ist einerseits mit einem Bund 4 der Resonatorkaminer 3, andererseits über eine Einschnürung 5 mit der Abgasleitung 1 gasdicht verbunden. Die Einschnürung 5 befindet sich knapp vor einer

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Anschlußstelle oer Abgasleitung 1, wobei die Abgasleitung im Bereich der Anschlußstelle mit Löchern 6 versehen ist, welche eine Perforierung bilden. Es sind drei Reihen dieser Löcher &dgr; vorgesehen, deren Gesamtlochquerschnitt in einem bestimmten Verhältnis zum Ringquerschnitt des Resonatorrohrs, dessen wirksame Länge L beträgt, steht. Im allgemeinen liegt diese Verhältniszahl zwischen 1 und 2; vorliegend hat sich herausgestellt, daß ihr optimierte? Wert etwa 1,2 beträgt.

Die Anschlußstelle wird durch Frequenzmessung dar Gasschwingung in der Abgasleitung ermittelt, d.h die Position der Anschlußstelle entspricht dem Ort des Auftretens der störenden und demzufolge zu unterdrückenden Frequenz der Abgasschwingung. Für diese Frequenz wird dann aufgrund obiger Formel bei gegebenen Volumen V der Resonatorkammer 3 und gegebener Länge L des Resonatorrohrs 2 der Ringquerschnitt Ar des Resonatorrohrs ermittelt.

In der Zeichnung ist eine zufällig gewählte Form der Abgasleitung 1 in der Draufsicht dargestellt. Es versteht sich von selbst,-daß d?für jede beliebige Form in Frage kommt, da nach obigen mathematischen

Zusammenhängen der Verlauf der Abgasleitung bedeutungslos ist. Entscheidend ist allein deren Längenabstimmung im Bezug auf das Volumen der Resonatorkammer 3. Während also das Resonatorrohr 2 in die Resonatorkammer 3 ausmündet läuft die Abgasleitung 1 durch die Resonatorkammer 3 glatt hindurch, wobei sie das Volumen der Resonatorkömmer 3 entsprechend reduziert. Eine wesentliche räumlich-konstruktive Ausgestaltung besteht nach der beschriebenen Ausführungsform darin, daß das Resonatorrohr 2 als die Abgasleitung 1 konzentrisch umgebendes Hüllrohr ausgebildet ist; demzufolge umhüllt zweckmäßigerweise auch die Resonatorkammer 3, in welche das Resonatorrohr einmündet, die Abgasleitung 1.

Im Rahmen der Erfindung soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, daß das Resonatorrohr 2 am abgasseitigen Ende gasdicht mit üer Abgasleitung verbunden ist und die Resonatorkamnier 3 über v/eitere Perforationen oder eine einzige Öffnung in Resonatorrohr seitlich an diesem angeschlossen ist.

Claims

-Patentansprüche

&igr;.

Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen, als Resonator, dessen Resonatorkamme· (3) über ein Resonatorrohr (2) an einer frequenzabhängig gewählten Anschlußstelle mit einer Abgasleitung (1) verbunden ist, wobei die Abgasleitung (1) im Bereich der Anschlußstelle perforiert und vom Resonatorrohr

(2) umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Resonatorkammer (3) entfernt von ihrer

Anschlußstelle der Abgasleitung (1) räumlich zugeordnet

ist, und

daß das Resonatorrohr (2) als die Abgasleitung

(1) umhüllendes Rohr von der Anschlußstelle bis

zur Resonatorkammer (3) geführt ist.
2.

Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Abgasleitung (1) durch die Resonatorkammer

(3) hindurchtritt.
3.

Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, ^s dadurch gekennzeichnet,

daß die Summe der Lochquerschnitte der die Perforation der Anschlußstelle bildenden Löcher (6) bis zum 2-fachen größer ist als der Ringquerschnitt (Ar) des Resonatorrohrs (2).

4.

Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oaar 2,

dadurch gekennzeichnet,

da.j die Su.nrne der Loc^jsrsc.-.r.it.te 'Jen /.ingquerscr.ni":

(Ar) etwa um das 1,2-fache Jbe.-sceigz.

&dgr;.

Äbgasschalldämpfer nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Resonatorrohr [Z) in die Resonatorkammer

(3) hinein geringfügig verlängert ist.

6.

Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß bei konstruktiv begrenzten Volumen (V) für die Resonatorkammer (3) und deren konstruktiv vorgegebener Entfernung (L) von Jer gewählten Anschlußstelle uer Ringquerschnitt (Ar) das Resonatorrchrs (2) ozii. dessen Durchmesser ;i,athanatisch nach der für Hel.nholtz-.lesonatoreri bekannten Formel

f = —L_

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bestimmt wird, »/ooei f dia abzustimmende "requenz und c die Schallgeschwindigkeit bedeuten.

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3 -

Abgas SGiiall dämpf er naC-h Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet*

daß das Resona torroh r (2) konzentrisch urn die Abgasleitung (1) angeordnet ist und einerseits vor der Anschlußstelle an der Abgasleitung (1), andererseits an der ftesonatorkaiiimer (3) gasdicht angeschlossen ist.