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EP0298379A1 - Exhaust silencer - Google Patents

Exhaust silencer

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EP0298379A1
EP0298379A1 EP19880110513 EP88110513A EP0298379A1 EP 0298379 A1 EP0298379 A1 EP 0298379A1 EP 19880110513 EP19880110513 EP 19880110513 EP 88110513 A EP88110513 A EP 88110513A EP 0298379 A1 EP0298379 A1 EP 0298379A1
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EP
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Application
Patent type
Prior art keywords
tube
exhaust
fins
longitudinal
inlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19880110513
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Krause
Edgar Dipl.-Ing. Neubert (Fh)
Manfred Doll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PAUL GILLET GmbH
Gillet Paul GmbH
Original Assignee
PAUL GILLET GMBH
Gillet Paul GmbH
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    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/005Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for draining or otherwise eliminating condensates or moisture accumulating in the apparatus

Abstract

The invention relates to an exhaust silencer for motor vehicles. An inlet tube (6), perforated in sections, and an outlet tube (10), perforated in sections, are located in a closed housing (1), split by separating walls into chambers, if required. The inlet tube (6) and/or outer tube (10) are provided at least partially with longitudinal fins (16, 18) in the region of the perforations (8), two longitudinal fins (16, 18) in each case preferably being located opposite one another. The acoustic effect of these longitudinal fins (16, 18) is better than the cross-sectional change would lead one to expect; the negative effects of the relatively large surface and the increase in the exhaust speed are more than compensated for. <IMAGE>

Description

  • [0001]
    Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an exhaust gas silencer, especially for internal combustion engines in motor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • [0002]
    Derartige Abgasschalldämpfer sind beispielsweise bekannt aus der DE-B-32 41 887, der DE-A-35 29 010, der GB-B-986 576 oder der GB-B-415 446. Such exhaust muffler are known for example from DE-B-32 41 887, DE-A-35 29 010, GB-B-986576 or GB-B-415 446. You
  • [0003]
    Abgasschalldämpfer besitzen üblicherweise ein geschlossenes Gehäuse, meist mit ovalem oder rundem Querschnitt, das im Inneren oft durch Zwischenwände in Kammern unterteilt ist. Exhaust silencer usually have a closed housing, usually with oval or round cross-section, which is often divided internally by partitions into chambers. Eine Standardausführung ist die Unterteilung in drei Kammern. A standard version is the division into three chambers. Die Abgase werden über ein Einlaßrohr in das Schalldämpfergehäuse eingeführt und über ein Auslaßrohr aus diesem wieder herausgeführt. The exhaust gases are introduced via an inlet pipe in the muffler housing and out again through an outlet pipe therefrom. Beide Rohre durchdringen gegebenenfalls die Zwischenwände. Both tubes penetrate optionally the intermediate walls.
  • [0004]
    Infolge der Abkühlung der heißen Abgase am kalten Schalldämpfergehäuse kondensiert ein Teil der Feuchtigkeit und sammelt sich am Boden des Gehäuses. Due to the cooling of the hot exhaust gases at cold muffler housing condenses a portion of the moisture and collects at the bottom of the housing. Um dieses Kondensat, das säurehaltig ist und deshalb eine starke Korrosionswirkung besitzt, aus dem Gehäuse austreiben zu können, ist es bekannt, das Auslaßrohr wenigstens im Bereich seines inneren Endes auf dem Gehäuseboden abzusenken, um das Kondensat mit der Abgasströmung auszublasen. To this condensate is acidic, and therefore has a strong corrosive action to be able to drive out from the housing, it is known to lower the discharge pipe at least in the region of its inner end on the housing base in order to blow the condensate with the exhaust gas flow.
  • [0005]
    Aufgabe eines jeden Abgasschalldämpfers ist es, die in den Abgasen steckende akustische Energie möglichst wirksam zu reduzieren, ohne die Abgasströmung übermäßig zu bremsen. The aim of each muffler is to reduce the plug end in the exhaust gases acoustic energy as efficiently as possible without slowing down the exhaust flow excessively. Zu diesem Zweck werden die physikalischen Phänomene der Absorption und der Reflexion eingesetzt. To this end, the physical phenomena of absorption and reflection may be used. Zum Zweck der Absorption umgibt man die die Abgase führenden Rohre mit Kammern, die mit Absorptionsmaterial, meist Stein- oder Basaltwolle, gefüllt sind, und koppelt diese mit Hilfe geeigneter Perforationen in den Rohrwänden akustisch an. For the purpose of absorption by surrounding the exhaust pipes leading to chambers which are filled with absorbent material, usually rock or basalt wool, and couples this with the aid of suitable perforations in the tube walls acoustically. Hierdurch erreicht man eine Dämpfung der hohen Frequenzen und damit eine Verbesserung des subjektiven akustischen Eindrucks. This achieves an attenuation of the high frequencies and thus an improvement of the subjective sound impression. Zum Zweck der Reflexion sieht man im Abgasstrom möglichst sprunghafte Querschnittsveränderungen der Rohre und Kammern vor oder koppelt geeignete Resonanzräume mit Hilfe der Perforationen in den Rohren akustisch an. For the purpose of the reflection can be seen in the exhaust stream as possible abrupt changes in cross section of the tubes and chambers before or coupled appropriate resonance spaces with the help of the perforations in the pipes acoustically. Diese Perforationen sind üblicherweise als runde Löcher, in Sonderfällen jedoch auch als Längsschlitze ausgeführt. These perforations, however, are usually designed as round holes, in special cases, as longitudinal slots.
  • [0006]
    Es ist bekannt, daß die Form des Schalldämpfergehäuses und die Form der gasführenden Rohre Einfluß auf die erreichbare Schalldämpfung haben. It is known that the shape of the muffler housing and the shape of the gas-carrying pipes have an influence on the achievable acoustic attenuation. So haben beispielsweise Gehäuse mit ovalem Querschnitt eine verhältnismäßig größere Oberfläche als solche mit kreisrundem Querschnitt. Thus, for example, have an oval cross section casing with a relatively larger surface area than those having a circular cross section. Auch ist die Oberfläche wegen der abschnittsweise geringeren Krümmung weniger steif. Also, the surface is due to the sections of lesser curvature less stiff. Solche Gehäuse strahlen deshalb mehr Oberflächenschall ab. therefore such housing radiate more acoustic surface. Ähnliche Verhältnisse herrschen auch bei den abgasführenden Rohren. Similar conditions prevail even in the exhaust gas carrying pipes. Verwendet man Rohre mit kleinem Durchmesser, verringert sich die schallabstrahlende Oberfläche. Using small diameter tubes, reduces the sound radiating surface. Macht man den Rohrdurchmesser jedoch zu klein, wird die Abgasströmung zu schnell und die Ankopplung an die Absorptions- bzw. Reflexionsräume verschlechtert sich. If one makes the pipe diameter, however, too small, the exhaust gas flow is too fast and the coupling to the absorption or reflection spaces deteriorates. Schließlich hat auch die Anordnung der abgasführenden Rohre im Gehäuse einen erheblichen Einfluß auf die erreichbare Schalldämpfung aufgrund der Reflexion der Schallenergie an der Innenwand des Gehäuses. Finally, the arrangement of the exhaust gas carrying tubes inside the housing has a considerable influence on the achievable acoustic attenuation due to the reflection of the sound energy to the inner wall of the housing.
  • [0007]
    Die derzeit bestehenden Vorschriften bezüglich der Reduzierung des von den Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen erzeugten Lärms bedingen einen erheblichen mechanischen Aufwand bei der Konstruktion der Abgasschalldämpfer. The present rules on the reduction of the noise generated by the combustion engines of motor vehicles cause significant mechanical complexity in the design of the exhaust muffler. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben, der nur wenige Teile benötigt und daher leicht und preiswert ist, und der gleichzeitig mit einfachen Produktionsmethoden herstellbar ist. The present invention therefore has for its object to provide an exhaust muffler of the type mentioned, which only requires a few parts and therefore is easy and inexpensive, and which is also manufactured with simple production methods.
  • [0008]
    Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. This object is solved by the characterizing features of claim 1.
  • [0009]
    Die Herstellung derartiger Längssicken in Einlaßrohr bzw. Auslaßrohr, besonders wenn sie gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sich jeweils paarweise gegenüberliegen, ist einfach. The preparation of such longitudinal beads in the inlet tube or outlet tube, especially if they are in pairs opposite according to a preferred embodiment of the invention is simple. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die akustische Wirkung dieser Längssicken größer ist als angesichts der Querschnittsveränderung zu erwarten war und die negativen Auswirkungen einer relativ großen Rohroberfläche und der Abgasgeschwindigkeitsvergrößerung überkompensiert. Surprisingly, it has been shown that the acoustic effect of this longitudinal beads is greater than would be expected given the change in cross section and more than offset the negative effects of a relatively large pipe surface and the exhaust gas velocity magnification. Offensichtlich beeinflussen diese Längssicken die akustischen Eigenschaften der Rohre und damit des ganzen Abgasschalldämpfers positiv. Obviously, these longitudinal beads affect the acoustic properties of the pipes and thus the entire muffler positive.
  • [0010]
    Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können Einlaßrohr und/ oder Auslaßrohr von einer speziellen Absorptionskammer umgeben sein, die dann mit Absorptionsmaterial, z. According to one embodiment of the invention, inlet pipe and / or outlet pipe may be surrounded by a special absorption chamber, which then with absorption material, for. B. Stein- oder Basaltwolle, gefüllt ist. Is filled as rock or basalt wool. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Perforationen im Rohr, über die die Absorptionskammer akustisch an den Abgasstrom angekoppelt wird, als Längsschlitze auszubilden, um für den Fall, daß das Absorptionsmaterial im Laufe der Zeit ausgeblasen wird, Pfeifgeräusche zu vermeiden. In this case, it is recommended that the perforations in the conduit through which the absorption chamber is acoustically coupled to the exhaust stream to train as longitudinal slots to the event that the absorbent material is blown out over time to avoid whistling.
  • [0011]
    Um das sich im Gehäuse des Abgasschalldämpfers sammelnde Kondensat mit Hilfe der Abgasströmung austreiben zu können, wird das innere Ende des Auslaßrohrs auf den Boden des Gehäuses abgesenkt. To be able to drive out the collecting in the housing of the muffler condensate by means of the exhaust gas flow, the inner end of the outlet pipe is lowered to the bottom of the housing. Mit Hilfe von Spaltöffnungen, die in den Zwischenwänden im Bereich des Bodens des Gehäuses angeordnet sind, wird dem Kondensat ein Weg zwischen den verschiedenen Kammern geschaffen, so daß es sich unter der Wirkung des Abgasdrucks in der Kammer sammeln kann, in der das Auslaßrohr mündet. By means of gap openings, which are arranged in the intermediate walls in the region of the bottom of the housing, the condensate is provided a path between the different chambers, so that it can accumulate under the action of the exhaust gas pressure in the chamber in which the outlet opens.
  • [0012]
    Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Reference to the drawing The invention will be explained in more detail in the form of an embodiment. Es zeigen Show it
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abgasschalldämpfer mit aufgeschnittenem Gehäuse und Fig. 1 is a plan view of an exhaust muffler with cutaway housing and
    • Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. Fig. 2 is a cross section along the line II-II in FIG. 1.
  • [0013]
    In Fig. 1 erkennt man ein Gehäuse 1, üblicherweise mit rundem oder ovalem Querschnitt, eines Abgasschalldämpfers. In Fig. 1 it can be seen a housing 1, typically having a round or oval cross-section, of an exhaust silencer. Das Innere des Gehäuses 1 ist mit Hilfe von zwei Trennwänden 2, die hier perforiert sind, in drei Kammern 3,4,5 unterteilt. The interior of housing 1 is divided by means of two partition walls 2, which are perforated here into three compartments 3,4,5. Diese Kammern 3,4,5 wirken als Reflexions- bzw. Resonanzräume. These chambers 3,4,5 act as reflection or resonance chambers.
  • [0014]
    Um die von der Verbrennungskraftmaschine kommenden Abgase in das Gehäuse 1 einführen zu können, ist ein Einlaßrohr 6 vorgesehen, welches die Stirnwand des Gehäuses 1 und beide Trennwände 2 durchstößt und dessen Ende 7 in diesem Ausführungsbeispiel verschlossen, dh zugequetscht ist. In order to introduce the data coming from the internal combustion engine exhaust gases into the housing 1, an inlet pipe 6 is provided which pierces the end wall of the housing 1 and the two panels 2 and sealed the end 7 in this embodiment, that is pinched. Perforationen 8,9 ermöglichen den Eintritt der Abgase in das Gehäuse 1 des Abgasschalldämpfers und koppeln die Kammern 4,5 akustisch an das Einlaßrohr 6 an. 8.9 perforations allow entry of exhaust gases into the housing 1 of the muffler and connect the chambers 4.5 acoustically to the inlet tube 6 at.
  • [0015]
    Um die Abgase aus dem Gehäuse 1 wieder herausführen zu können, ist ein Auslaßrohr 10 vorgesehen, das ebenfalls eine Stirnwand des Gehäuses 1 und beide Trennwände 2 durchstößt. In order to lead out the combustion gases from the housing 1 again, a discharge pipe 10 is provided, which likewise penetrates an end wall of the housing 1 and both partitions. 2 Das innere Ende 11 des Auslaßrohrs 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel offen. The inner end 11 of the outlet pipe 10 is open in this embodiment. Außerdem ist es auf den Boden des Gehäuses 1 abgesenkt, um das sich dort sammelnde Kondensat - die Kammer 3 hat den geringsten Abgasgegendruck - mit der Abgasströmung austreiben zu können. Moreover, it is lowered to the bottom of the housing 1 around which there collecting condensate - the chamber 3 has the lowest exhaust gas back pressure - to be able to drive out to the exhaust flow. Perforationen 12 im Auslaßrohr 10 koppeln die Mittelkammer 4 an das Auslaßrohr 10 bzw. die Abgasströmung akustisch an. Perforations 12 in the outlet tube 10 couple the fluid chamber 4 to the exhaust pipe 10 and the exhaust gas flow acoustically.
  • [0016]
    Um das Auslaßrohr 10 ist bereichsweise eine Absorptionskammer 14 herumgelegt, die mit Absorptionsmaterial 15 gefüllt ist. To the outlet pipe 10 in regions, an absorption chamber 14 is wrapped, which is filled with absorbent material 15th Die akustische Ankopplung der Absorptionskammer 15 an das Auslaßrohr 10 erfolgt mit Hilfe von Längsschlitzen 13 in der Rohrwandung. The acoustic coupling of the absorption chamber 15 to the outlet pipe 10 takes place by means of longitudinal slots 13 in the tube wall. Diese Längsschlitze haben den Vorteil, daß auch dann, wenn das Absorptionsmaterial 15 im Laufe der Zeit ausgeblasen wird, keine Pfeifgeräusche auftreten. These longitudinal slots have the advantage that even when the absorption material 15 is blown out over time, no whistling noises occur.
  • [0017]
    Einlaßrohr 6 und Auslaßrohr 10 sind partiell mit Längssicken 16, 17 bzw. 18, 19 versehen, deren genauere Form und Größe sich aus Fig. 2 ergibt. Inlet pipe 6 and exhaust pipe 10 are partially provided with longitudinal beads 16, 17 and 18, 19, whose precise shape and size can be seen from FIG. 2. Diese Längssicken 16...19 bewirken zunächst eine Querschnittsverringerung der Rohre 6, 10. Die Wirkung dieser Längssicken auf die Reduzierung der Schallenergie in den Abgasen ist jedoch größer als bei gleich starken Querschnittssprüngen, die nach dem Stand der Technik vorgenommen wurden, obwohl die schallabstrahlende Oberfläche der Rohre 6, 10 größer ist als bei unverformten Rohren mit gleichem abgasführendem Querschnitt und obwohl im Bereich der Längssicken 16... 19 die Geschwindigkeit der Abgase beschleunigt und dadurch die Ankopplung durch die Perforationen 8, 9, 12, 13 verschlechtert wird. This longitudinal beads 16 ... 19 initially cause a reduction in cross section of the tubes 6, 10. However, the effect of these longitudinal beads on reducing the acoustic energy in the exhaust gases is greater than in equally strong cross section jumps that were made according to the prior art, although the sound- surface of the tubes 6, 10 is greater than in the undeformed tubes of equal emission leading cross-section and although the region of the longitudinal beads 16 ... 19 accelerates the velocity of the exhaust gases and thereby coupling through the perforations 8, 9, 12, 13 is deteriorated. Diese die Schalldämpfung verschlechternden Effekte werden offensichtlich weit überkompensiert durch positive Effekte, beispielsweise die größere Zahl von anbringbaren Perforationen und die diffusere Schallabstrahlung, die offensichtlich gerichtete Reflexionen an der Innenwand des Schalldämpfergehäuses 1 wirksam verhindert. This sound attenuation deteriorating effects are obviously far more than offset by positive effects, such as the greater number of attachable perforations and the diffuse sound radiation, which is obviously specular reflections on the inner wall of the muffler housing 1 effectively prevented. Jedenfalls ist es mit der in der Zeichnung dargestellten einfachen Konstruktion mit nur zwei Rohren möglich, die bestehenden Vorschriften der Schalldämpfung zu erfüllen. In any case, it is possible to that shown in the drawing simple design with only two tubes to meet the existing requirements of sound attenuation.
  • [0018]
    Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß Einlaßrohr und Auslaßrohr 10 mit identischen Längssicken 16,17 bzw. 19,18 ausgerüstet sind, so daß beide Rohre 6,10 mit demselben Werkzeug gefertigt werden können. Finally, it should be understood that inlet pipe and outlet pipe 10 are equipped with identical longitudinal beads 16,17 and 19,18, so that both tubes can be manufactured with the same tool 6.10.

Claims (8)

  1. 1. Abgasschalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, mit einem geschlossenen, gegebenenfalls durch Zwischenwände (2) in Kammern (3, 4, 5) unterteilten Gehäuse (1), mit einem abschnittsweise perforierten Einlaßrohr (6) und mit einem abschnittsweise perforierten Auslaßrohr (10), wobei bei Bedarf der Raum um Einlaßrohr (6) bzw. Auslaßrohr (10) wenigstens teilweise mit Absorptionsmaterial (15) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaßrohr (6) und/oder Auslaßrohr (10) im Bereich der Perforationen (8) wenigstens partiell mit Längssicken (16,17,18,19) versehen sind. 1. Exhaust silencer, especially for internal combustion engines in motor vehicles, with a closed, possibly by partition walls (2) in chambers (3, 4, 5) divided housing (1), having a partially perforated inlet pipe (6) and (with a partially perforated outlet pipe 10), where (if required, the space around the inlet tube 6) and outlet pipe (10) at least partially with absorbent material (15) is filled, characterized in that the inlet pipe (6) and / or outlet pipe (10) (in the region of the perforations 8 ) at least partially (with longitudinal beads 16,17,18,19) are provided.
  2. 2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Längssicken (16 ... 19) sich gegenüberliegen. 2. Exhaust muffler according to claim 1, characterized in that each two longitudinal beads (16 ... 19) lie opposite each other.
  3. 3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (6) und/oder das Auslaßrohr (10) von einer Absorptionskammer (14) umgeben ist, die mit Absorptionsmaterial (15), z. 3. Exhaust muffler according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet pipe (6) and / or the outlet tube (10) of an absorption chamber (14) is surrounded, with the absorbent material (15), z. B. Steinwolle, gefüllt ist. As rock wool, is filled.
  4. 4. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen im Bereich der Absorptionskammer (14) als Längsschlitze (13) ausgebildet sind. 4. Exhaust muffler according to claim 3, characterized in that the perforations in the region of the absorption chamber (14) are formed as longitudinal slots (13).
  5. 5. Abgasschalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (11) des Auslaßrohrs (10) auf den Boden des Gehäuses (1) abgesenkt ist. 5. Exhaust muffler according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the inner end (11) of the outlet pipe (10) on the bottom of the housing (1) is lowered.
  6. 6. Abgasschalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (2) im Bereich des Bodens des Gehäuses (1) Spaltöffnungen für das Kondensat aufweisen. 6. Exhaust muffler according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate walls (2) in the region of the bottom of the housing (1) have gap openings for the condensate.
  7. 7. Abgasschalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (2) perforiert sind. 7. Exhaust muffler according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the intermediate walls (2) are perforated.
  8. 8. Abgasschalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (7) des Einlaßrohrs (6) geschlossen, insbesondere zugequetscht ist. 8. Exhaust muffler according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the end (7) of the inlet tube (6) is closed, in particular is pinched.
EP19880110513 1987-07-10 1988-07-01 Exhaust silencer Withdrawn EP0298379A1 (en)

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