ES2285197T3 - Silenciador y procedimiento para su diseño. - Google Patents

Abstract

Silenciador con una carcasa (1) del mismo y al menos una entrada (3) y al menos una salida (4) para un gas de escape, presentado la superficie (2) de la carcasa una o varias acanaladuras (5, 6, 7) y presentando la configuración y/o la disposición de las acanaladuras (5, 6, 7) unas irregularidades deliberadas para reducir la radiación de sonido, caracterizado porque las irregularidades deliberadas se refieren a la distribución de la curvatura de las curvas periféricas de las acanaladuras (5, 6, 7).

Description

Silenciador y procedimiento para su diseño.

La invención concierne a un silenciador y a un procedimiento para su diseño según el preámbulo de las reivindicaciones independientes.

Es conocido el recurso de prever silenciadores en las instalaciones de gas de escape de vehículos. El gas de combustión que sale del motor de combustión es derivado del sistema de gas de escape hacia la atmósfera libre. Aparte de evitar una molestia por contaminantes gaseosos y sólidos, esto deberá efectuarse también en la forma menos ruidosa posible. Por motivos de protección del medio ambiente, la emisión acústica admisible es limitada también en grado creciente por medidas legislativas.

Además, otro objetivo económico importante para una instalación de gas de escape es un precio favorable. Un bajo peso y unas dimensiones compactas, que son importantes para la integración en el vehículo, adquieren cada vez más importancia. Según el tamaño del vehículo y del motor, una instalación de gas completa desde el codo de escape hasta el tubo final puede pesar entre 20 y 45 kg. Todos los componentes influyen sobre la acústica de la instalación de gas de escape, si bien lo hacen de manera enteramente diferente. Tanto la valoración objetiva de la radiación de ruido de la boca y de la superficie de la instalación de gas de escape, que, como es sabido, es de importancia para la emisión de ruido en la circulación acelerada, como la sensación subjetiva del espectro de ruido por parte del observador desempeñan un papel importante.

Además de depender del ruido de cambio de carga del motor, la acústica de la instalación de gas de escape depende en medida importante del diseño constructivo del sistema de gas de escape. Desempeñan aquí un papel predominante especialmente la simetría del tubo pantalón, el número y la posición de los silenciadores y el diámetro de los tubos de unión. En caso de un diseño desfavorable, la instalación de gas de escape puede generar ruidos amplificados. La técnica multiválvula del accionamiento crecientemente usual hoy en día conduce a un neto aumento del nivel acústico que entra en la instalación de gas de escape. Sin embargo, la futura reducción adicional del valor límite de ruido de la circulación acelerada requiere un neto descenso del ruido en la boca. Esta reducción necesaria del nivel se ha conseguido hasta ahora sustancialmente mediante un aumento del volumen de los silenciadores, pero esto choca rápidamente con los limites del espacio de montaje existente. Por tanto, para lograr un aprovechamiento óptimo del espacio de montaje disponible en el grupo de los bajos del vehículo se utilizan en grado acrecentado silenciadores en modo de construcción de cascos incluso en vehículos de tamaño medio. Estos silenciadores de cascos tienen en general una superficie grande y plana que favorece la radiación acústica. Un silenciador de cascos de esta clase está descrito, por ejemplo, en la revista MTZ Motortechnische Zeitschrift, año 62, 2001, vol. 3, páginas 3 y siguientes.

Por estos motivos, la superficie de la instalación de gas de escape como fuente acústica ha adquirido netamente importancia en los últimos años para el diseño de instalaciones de gas de escape. En motores de alta potencia específica y geometrías desfavorables del silenciador, la radiación acústica por la superficie puede ser incluso dominante. Se tienen que valorar y optimizar la emisión de ruido y, por tanto, la distribución de la instalación de gas de escape. Si no se hace esto, es grande el riesgo de que se acote sensiblemente más volumen del necesario debido a una distribución desfavorable del volumen de los silenciadores y a la disposición de éstos, o que resulten necesarias concesiones respecto de la contrapresión del gas de escape y, por tanto, de la pérdida de potencia del motor de combustión interna del vehículo.

El aumento del volumen conduce también a otro aumento no deseado del peso. Además, la distribución de la instalación de gas de escape no sólo influye sensiblemente sobre la emisión de ruido a través de la distribución del volumen y la longitud de los tubos de unión, sino que también influye sobre el comportamiento de resonancia propia de vibraciones mecánicas a través de la distribución de masa ligada a ello y de la masa total, lo que influye tanto sobre la resistencia a la fatiga por vibración de la instalación como al nivel de ruido en el habitáculo de pasajeros. Asimismo, debido a las restricciones crecientes en el espacio de montaje, la tendencia se orienta más bien en el sentido de reducir la relación de superficie a volumen del silenciador.

Tanto el sonido estructural como la radiación acústica dependen de los parámetros físicos del componente del silenciador. Tales parámetros son la resistencia a la flexión y la ocupación de masa del componente, las cuales vienen fijadas por la geometría del componente. Tienen también influencia propiedades del material tales como el módulo de elasticidad y la densidad, las cuales vienen prefijadas por el material empleado y, por tanto, no pueden variarse en grado importante. La amortiguación del componente es un parámetro esencial, pero difícil de cuantificar. La variación de tamaños determinados puede repercutir de manera diferente sobre la masa de sonido estructural y la masa de radiación. Así, un aumento de la rigidez a la flexión provoca en general una reducción de la masa de sonido estructural, pero en general produce un incremento de la masa de radiación, siendo generalmente dominante la influencia del sonido estructural. Incluso para geometrías sencillas es difícil una modelación y una predicción de las propiedades del componente posterior, ya que los parámetros interactúan uno con otro en forma muy compleja.

Para aumentar la rigidez a la flexión es conocido el recurso de producir unas llamadas acanaladuras en la superficie del silenciador. Se conocen acanaladuras con formas diferentes, como, por ejemplo, acanaladuras de lombriz de tierra o acanaladuras de pelota de golf. Las acanaladuras de lombriz de tierra son estructuras alargadas que están conformadas de manera semejante a una lombriz de tierra, mientras que las acanaladuras de pelota de golf son estructuras semiesféricas cóncavas o convexas a la manera de pelotas de golf. Tales acanaladuras de pelota de golf son conocidas, por ejemplo, por la revista Automobilindustrie 6/2002.

Se conoce por el documento genérico DE 198 49 118 A1 un silenciador de gas de escape que se ha fabricado a partir de semicascos que presentan una fondo sustancialmente plano. En el fondo del casco superior están previstas varias protuberancias o acanaladuras alargadas dirigidas hacia fuera. Las acanaladuras rigidizan, por un lado, la carcasa y contribuyen, como se ha comentado más arriba, a reducir la inducción de ruido a consecuencia de vibraciones. Por otro lado, las acanaladuras forman en el espacio interior de la carcasa del silenciador unas protuberancias correspondientes que crean en el interior de dicha carcasa del silenciador unos volúmenes adicionales al otro lado del plano del fondo.

El cometido de la invención consiste en indicar un silenciador con propiedades de amortiguación más mejoradas, así como un procedimiento para su diseño.

El problema se resuelve con las respectivas características de las reivindicaciones independientes.

Según la invención, se ha previsto una superficie de carcasa optimizada con acanaladuras, caracterizándose la configuración y/o la disposición de las acanaladuras por una irregularidad adecuada a fin de evitar la radiación acústica del silenciador. Las irregularidades deliberadas se refieren aquí a la distribución de curvatura de las curvas periféricas de las acanaladuras.

Preferiblemente, las acanaladuras según la invención no presentan en general ninguna simetría en la superficie de la sección transversal paralela a la superficie de la carcasa del silenciador. Además, la proporción de superficie de las acanaladuras individuales con respecto a la superficie total del silenciador presenta preferiblemente una amplia distribución. Asimismo, es favorable prever una amplia distribución preferiblemente continua de las curvaturas de curvas de enmarcado de las acanaladuras.

Otras ventajas y ejecuciones favorables de la invención pueden deducirse también - con independencia de su formulación - de las reivindicaciones, la descripción y los dibujos.

Se describe la invención con más detalle ayudándose de dibujos, en los que las figuras muestran:

La figura 1, una vista oblicua desde arriba de un silenciador con acanaladuras preferidas que están representadas por medio de isolíneas,

La figura 2, una vista oblicua en planta desde abajo del silenciador de la figura 1 con acanaladuras preferidas,

La figura 3, una vista del interior de un silenciador con superficies funcionales que dividen dicho silenciador en segmentos,

la figura 4, una sección a través de una acanaladura de lombriz de tierra clásica,

La figura 5, una distribución preferida de tamaños de acanaladuras preferidas en función del número de acanaladuras,

La figura 6, una distribución preferida de tamaños de acanaladuras preferidas, referido a la superficie total de un silenciador, en función del número de acanaladuras,

La figura 7, una distribución preferida de acanaladuras preferidas, referido a la proporción de superficie de las acanaladuras, y

La figura 8, la comparación del nivel de sonido en acanaladuras clásicas (a_{0}, b_{0}, c_{0}) y acanaladuras según la invención (a_{1}, b_{1,} c_{1}).

La función de las acanaladuras conocidas en una carcasa de silenciador consiste principalmente en el incremento de la rigidez a la flexión de la carcasa y en la conducción del flujo. Usualmente, se subdividen superficies de la carcasa del silenciador por medio de superficies funcionales. Estas zonas parciales de la superficie de la carcasa sirven en general como asiento para platos. Las zonas parciales actúan como sendas cámaras de reflexión en el interior del silenciador, en las cuales se deberá amortiguar el sonido, existiendo usualmente paralelismo entre los asientos de platos. Para aumentar la rigidez a la flexión hay que prever un número mínimo de platos en los que haya acanaladuras regularmente embutidas. Por el contrario, la configuración y/o la disposición de las acanaladuras según la invención pueden determinarse en un proceso de optimización preferiblemente numérico que dé cómo resultado una radiación acústica lo más pequeña posible del silenciador.

En el proceso de optimización según la invención se efectúa primeramente una determinación numérica de la pulsación del gas en el silenciador, es decir, una determinación de un campo de presión p(x, t, u(x)). En este caso, x identifica un lugar sobre la superficie interior de una carcasa de silenciador. Dado que el espesor de pared del silenciador es pequeño en comparación con dimensiones características tales como longitud, anchura y altura, es preferiblemente despreciable la diferencia entre la superficie interior y la superficie exterior para el valor de x. Asimismo, t identifica el tiempo y u(x) identifica un vector de desplazamiento de la superficie exterior de un silenciador acanalado con respecto a la superficie exterior de un silenciador no acanalado. Por tanto, la magnitud u(x) define las acanaladuras. Se ha establecido empíricamente que la dependencia respecto del vector de desplazamiento u(x) es con frecuencia despreciable para la señal de presión. A partir del campo de presión p(x, t, u) resulta un campo de velocidad v(x, t, u(x)) en la superficie exterior del silenciador. Este campo de velocidad v(x, t, u(x)) conduce a la emisión de sonido. Una superficie optimizada de la carcasa se caracteriza ahora porque se reduce la emisión de sonido o bien se la reduce a un valor admisible.

En la figura 1 se representa como vista en planta oblicua desde arriba un silenciador según la invención con un cuerpo de base en sí conocido constituido por dos semicascos y una pluralidad de acanaladuras, mientras que la figura 2 muestra una vista del lado inferior del silenciador de la figura 1. Las acanaladuras pueden extenderse tanto hacia dentro del interior del silenciador como hacia fuera de dicho silenciador. Los semicascos del cuerpo de base preferiblemente prefijado pueden estar construidos aquí con pared sencilla o con pared doble.

El silenciador comprende una carcasa 1 del mismo con al menos una entrada 3 y una salida 4 para un gas de escape, a cada una de las cuales pueden estar asociadas una o varias aberturas usuales y uno o varios tubos usuales que discurren en el interior del silenciador. En la superficie 2 de la carcasa están embutidas una o varias superficies funcionales 8 y una o varias acanaladuras 5, 6, 7. En aras de una mayor claridad, no se han identificado todas las acanaladuras existentes, si bien éstas pueden reconocerse fácilmente en las figuras debido a sus formas irregulares.

Las superficies funcionales 8 dividen el silenciador en tres segmentos interiores 9 a los que se unen aún por ambos lados las piezas extremas de la carcasa 1 del silenciador, las cuales están provistas también de acanaladuras 5, 7. Las superficies funcionales 8 están configuradas a manera de acanaladuras, pero su cometido es principalmente el de garantizar un asiento de los platos del silenciador.

En la figura 3 se representa la vista interior de un silenciador 1 sin carcasa 2, de modo que solamente se pueden apreciar los tubos interiores 11 para conducir el gas de escape y los marcos para platos 10. Los platos 10 están correlacionados con la posición de las superficies funcionales 8 y definen segmentos 9 situados entre ellos. Las pulsaciones del gas de escape en los tubos 11 son una fuente del sonido irradiado. Según la carcasa que abrace a la disposición, se produce más o menos radiación acústica.

Las acanaladuras clásicas conocidas por el estado de la técnica se caracterizan por una configuración con contornos de alta simetría, tal como, por ejemplo, la acanaladura trapecial, cuya sección transversal es de forma de trapecio, o la acanaladura de lombriz de tierra. En la acanaladura de lombriz de tierra clásica se puede encontrar fácilmente una línea de simetría continua cuya distancia al borde de la acanaladura se caracteriza porque en un punto de la línea de simetría pueden encontrarse dos puntos de borde opuestos cuya distancia normal a este punto de la línea de simetría es sustancialmente igual, considerándose las respectivas superficies como paralelas a la superficie 1 de la carcasa.

En el caso de la acanaladura de lombriz de tierra representada en la figura 4a la línea de unión entre los dos puntos de borde R_{1} y R_{2} y el punto P de la línea de simetría Sp genera con las tangentes T_{1}, T_{2} de las curvas de borde de las acanaladuras en los dos puntos de borde dos respectivos ángulos \alpha_{1} y \beta_{1}, así como \alpha_{2} y \beta_{2}. Estos ángulos \alpha, \beta tienen en general la propiedad de que \alpha \leq 90º (\pm0,5º) y \beta \geq 90º (\pm0,5º), así como \alpha + \beta = 180º (\pm1º). Las acanaladuras conocidas tienen también en su mayoría la propiedad de que \alpha_{1} = \alpha_{2} (\pm0,5º), mientras que esto no ocurre en general con las acanaladuras optimizadas 5, 6, 7 según la invención. Por el contrario, en las acanaladuras de lombriz de tierra según la invención fluctúan los ángulos \alpha, \beta, de modo que \alpha_{1} es distinto de \alpha_{2} con una desviación de al menos \pm1º, preferiblemente \pm10º. Como alternativa o adicionalmente, los ángulos \alpha_{1} y \alpha_{2} pueden ser desiguales con una desviación de \pm5º, preferiblemente \pm10º.

En la figura 4b se muestra una representación en sección transversal a lo largo de un plano de sección A-A' de la acanaladura de lombriz de tierra 4a. El contorno interior IK de la acanaladura de lombriz de tierra tiene aquí una forma aproximadamente circular, pero en el estado de la técnica está configurado también en forma triangular o similar. Según la invención, el contorno interior de una acanaladura es fluctuante. Por ejemplo, puede estar previsto un radio de curvatura variable. En particular, el contorno interior de la sección transversal puede fluctuar a lo largo de una línea longitudinal L, siendo la línea longitudinal L una curva que discurre a lo largo de una extensión longitudinal de la acanaladura, que en general está situada en posición no simétrica con respecto a las curvas de borde de la acanaladura y que caracteriza la longitud de dicha acanaladura. Se ha visto empíricamente que en general es necesaria cierta proporción mínima de acanaladuras que presentan irregularidades a fin de conseguir una reducción efectiva de la radiación acústica, por lo que, por ejemplo, acanaladuras con una irregularidad en una zona extrema, por ejemplo en la figura 4a la zona extrema E, no alcanzan el efecto de amortiguación deseado.

Aparte de acanaladuras con simetría longitudinal, existen también en el estado de la técnica acanaladuras con simetría de revolución, como la acanaladura de pelota de golf mencionada. En este caso, se hacen coincidir elementos de simetría por giro alrededor de un eje de simetría. Según la invención, se consigue una amortiguación incrementada del sonido cuando tales acanaladuras se someten deliberadamente a una irregularidad incrementada por medio de fluctuaciones de los ángulos de simetría. La línea de simetría de acanaladuras conocidas puede degenerar también en un punto de simetría dependiendo del tipo de acanaladura, por ejemplo en la acanaladura de pelota de golf, ya que una acanaladura de pelota de golf puede presentar un número cualquiera de superficies de simetría.

Asimismo, se conocen acanaladuras bilateralmente simétricas que pueden ser descompuestas por un plano en dos mitades simétricamente iguales. Las acanaladuras correspondientes según la invención se caracterizan al menos por fluctuaciones de los elementos simétricos de tales acanaladuras clásicas.

En las acanaladuras conocidas la distancia normal entre los dos puntos de borde, incluyendo el punto de la línea de simetría, se desvían a lo sumo en \pm10%, preferiblemente \pm5%, de manera especialmente preferida \pm1%, respecto del ancho característico de dichas acanaladuras. Tales desviaciones pueden resultar, por ejemplo, debido a tolerancias de fabricación y no se han introducido deliberadamente en el sentido de la invención.

Las acanaladuras conocidas se caracterizan también porque sus bordes de enmarcado están formados por tramos rectos y zonas curvadas de manera sustancialmente uniforme, no teniéndose en cuenta en esta caracterización la curvatura del cuerpo de base. Por tanto, los radios del borde de enmarcado son tales que prácticamente adoptan tan sólo unos pocos valores discretos.

Por el contrario, la configuración y/o la disposición de las acanaladuras 5, 6, 7 según la invención presentan irregularidades deliberadas.

La curvatura de las curvas de enmarcado de las acanaladuras 5, 6, 7 está sometida según la invención a una amplia distribución y no se caracteriza por unos pocos valores discretos. Asimismo, preferiblemente alrededor de un 30% de las acanaladuras 5, 6, 7 con una superficie > 1,5 cm^{2} presentan aquí radios de curvatura con la relación > 1,5.

Las irregularidades deliberadas de las acanaladuras 5, 6, 7 pueden presentar también una o más propiedades del grupo de propiedades siguientes:

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La configuración de la acanaladura 5, 6, 7 presenta una simetría reducida. En particular, las acanaladuras 5, 6, 7 están sustancialmente exentas de línea de simetría paralelamente a la superficie 2 de la carcasa, referido a su curva de enmarcado situada en el plano de corte. Preferiblemente, entre 10% y 90% de las acanaladuras 5, 6, 7 no presentan eje de simetría o línea de simetría. Se deberá efectuar aquí convenientemente una normalización en cuanto a planaridad, ya que las acanaladuras son estructuras tridimensionales y las líneas de simetría según el estado de la técnica están formadas por puntos de simetría local.

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Las proporciones de superficie de las distintas acanaladuras 5, 6, 7 presentan, referido al área de la superficie 2 de la carcasa, una distribución con una curva envolvente no lineal, tal como, por ejemplo, una distribución de Gauss, una distribución de Poisson o similares.

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Las curvas periféricas de las acanaladuras 5, 6, 7 presentan curvaturas con una distribución sustancialmente continua. La proporción curvada de la curva del canto periférico de las acanaladuras 5, 6, 7 asciende aquí preferiblemente a al menos un 30%, referido a una acanaladura individual. La proporción recta de las curvas periféricas es preferiblemente como mínimo 10%, entendiéndose por "recta" preferiblemente una longitud de al menos 1 cm y teniendo que observarse en 1 cm una desviación de a lo sumo 1 mm. Se deduce de aquí convenientemente el abombamiento del cuerpo de base de la carcasa 1 del silenciador.

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La profundidad de embutición de las acanaladuras 5, 6, 7 fluctúa con relación a la superficie de la carcasa; en particular, un 80% de la superficie situada en el fondo de la acanaladura tiene una variación en altura de 30%, 40%, 50% o 60% de la profundidad de embutición más grande. Las acanaladuras 5, 6, 7 no son acanaladuras de franjas rectas; en particular, no presentan una línea de simetría.

Preferiblemente, las acanaladuras se disponen con un desorden deliberado para reducir la radiación de sonido en la superficie de la carcasa. La disposición puede efectuarse a lo largo de una dirección longitudinal o transversal de la carcasa 1 del silenciador. Dependiendo de la posición de las acanaladuras sobre la superficie de la carcasa se varía especialmente la rigidez a la flexión incluso en el caso de una geometría de los componentes que por lo demás se mantiene inalterada.

Aparte de acanaladuras que presentan en un plano de corte paralelo a la superficie de la carcasa una superficie simplemente coherente con un contorno irregular, otras acanaladuras según la invención presentan una topología con una correlación más alta. En la figura 1 se ha designado con Sk una acanaladura con un enclave en el que está dispuesto en el interior de una acanaladura una isla no acanalada. Como no acanaladas se designan aquí zonas de la superficie que pertenecen a la superficie original de la carcasa 1 del silenciador. En el caso más sencillo, se pueden obtener así estructuras circulares, si bien se presentan irregularidades debido al contorno exterior de la acanaladura o al contorno interior de la acanaladura o al contorno del enclave o la isla o debido a ambos factores. Asimismo, pueden estar previstas también formas más complicadas con más de un enclave no acanalado.

En una forma de realización preferida de la invención fluctúa la proporción de superficie de acanaladuras individuales 5, 6, 7 con relación a la superficie total de todas las acanaladuras 5, 6, 7; en particular, existen algunas acanaladuras 5, 6, 7 que en su superficie se destacan netamente de las superficies de otras acanaladuras 5, 6, 7. Esto está representado en la figura 5. Así, una pluralidad de acanaladuras 5, 6, 7 presenta una superficie relativamente pequeña. En este ejemplo, 25 de 28 acanaladuras presentan una superficie por debajo de 100 cm^{2}, mientras que unas pocas acanaladuras presentan superficies netamente mayores de hasta 250 cm^{2}.

La proporción de superficie de todas las acanaladuras 5, 6, 7 con relación a la superficie completa del silenciador 1 es preferiblemente de a lo sumo 50% y de manera especialmente preferida a lo sumo 30%. La proporción de superficie de las acanaladuras en los platos individuales 9 definidos por superficies funcionales 8 puede estar aquí entre aproximadamente 3% y aproximadamente 70%, de preferencia entre 5% y aproximadamente 60%, de la respectiva superficie exterior de la carcasa 1.

Referido a la superficie total del silenciador, la superficie de las distintas acanaladuras 5, 6, 7 está comprendida entre 0,05% y 10% de la superficie total, preferiblemente entre 0,1% y 5%. Esto está representado en la figura 4. Una pluralidad de acanaladuras, en el ejemplo aproximadamente 25 de 30 acanaladuras, presenta una proporción de superficie de a lo sumo un 2% de la superficie total, mientras que unas pocas acanaladuras ocupan proporciones de superficie sensiblemente mayores de hasta un 5%. Por supuesto, el número absoluto de acanaladuras puede ser diferente en silenciadores diferentes y puede ser ajustado de manera individual.

En la figura 5 se ilustra una distribución preferida de acanaladuras según la invención, referido a la proporción de superficie de las acanaladuras. El eje de abscisas muestra aquí el número relativo S de acanaladuras y el eje de ordenadas muestra la proporción de superficie relativa correspondiente. La totalidad de todas las acanaladuras se caracteriza por el punto S/F = 1 con una proporción de superficie de 1. En acanaladuras de igual tamaño resulta como distribución una recta. Sin embargo, se prefiere una distribución sublineal de las superficies en función del número de acanaladuras, tal como puede apreciarse en la curva situada debajo de la recta. En el caso de una relación de 0,4, se obtiene una proporción de superficie de 0,1. Esto significa que el 25% de las acanaladuras según la invención ocupan una proporción de superficie de menos de 0,1 de la superficie completa de las acanaladuras según la invención. En el caso de un valor de F/S = 0,85, se obtiene una proporción de superficie de 0,6. Esto significa que apenas un 75% de las acanaladuras ocupan una proporción de superficie de 0,6.

Es favorable que las superficies de acanaladuras individuales 5, 6, 7 presenten, referido a la superficie total de todas las acanaladuras 5, 6, 7, desviaciones de más de un 50% respecto de un valor medio.

Asimismo, es favorable que la distribución porcentual de las superficies de acanaladuras individuales 5, 6, 7, referido al área total de la superficie 2 de la carcasa, sea no lineal.

En una disposición conveniente de las acanaladuras 5, 6, 7 éstas están dispuestas asimétricamente una respecto de otra en dos cascos superior e inferior opuestos de la superficie 2 de la carcasa, tal como puede apreciarse claramente al comparar las vistas de la figura 1 y la figura 2.

En la zona de transición entre las acanaladuras y la superficie 2 de la carcasa están previstos en las acanaladuras según la invención unos escalones que pueden presentar irregularidades para reducir la radiación del sonido. Se prefieren acanaladuras con un fondo sustancialmente paralelo a la superficie 2 de la carcasa cuando la acanaladura alcance o sobrepase una profundidad prefijada determinada. Sin embargo, están previstas también acanaladuras, especialmente acanaladuras menos profundas, con un fondo inclinado.

La figura 8 muestra a título de ejemplo la radiación de sonido de un silenciador según la invención en función de un número de revoluciones del motor. Las superficies funcionales 8 dividen la carcasa 1 del silenciador en tres zonas que presentan respectivas acanaladuras. Las curvas a_{0}, a_{1} reproducen aquí la radiación de sonido de la zona izquierda de la carcasa 1 del silenciador, las curvas b_{0}, b_{1} reproducen la radiación de sonido de la zona derecha de dicha carcasa y las curvas c_{0,} c_{1} reproducen la radiación de sonido de la zona central de dicha carcasa. La radiación de sonido se ha determinado a una distancia de la carcasa 1 del silenciador que es aún suficiente para poder diferenciar acústicamente sectores diferentes del silenciador, habiéndose generado una radiación de sonido con una mezcla de frecuencias en el dominio en torno a 250 Hz. La familia de curvas a_{0}, b_{0}, c_{0} se ha obtenido con un silenciador que está provisto de acanaladuras clásicas usuales. Las tres curvas ascienden monótonamente en promedio al aumentar el número de revoluciones del motor, por ejemplo a_{0}, b_{0} ascienden en este ejemplo entre 1000 y 5000 1/min desde aproximadamente 70 hasta un máximo de 100 dB, generando la zona central una radiación de sonido aproximadamente 5 dB más pequeña que la de las dos zonas extremas, cuya radiación de sonido es aproximadamente igual.

Sin embargo, si una configuración de carcasa de silenciador del mismo tipo es provista de acanaladuras 5, 6, 7 según la invención, se pone entonces de manifiesto una neta reducción en la radiación de sonido. La radiación de sonido es en promedio según la familia de curvas a_{1}, b_{1}, c_{1} alrededor de 10 dB más pequeña que los valores de la familia de curvas a_{0}, b_{0,} c_{0} con las acanaladuras conocidas. Para generar una amortiguación comparable del nivel de radiación de sonido, un silenciador según la invención puede tener suficiente con un número de platos más pequeño que en el caso de un silenciador de ejecución clásica. Esto hace posible una fabricación simplificada con el correspondiente potencial de ahorro de costes de fabricación, tiempo de mecanización y herramientas. Preferiblemente, el número de platos 9 puede estar reducido en al menos un plato 9 en comparación con una disposición con acanaladuras regulares. Por otro lado, con el mismo número de platos se puede conseguir por medio de las acanaladuras 5, 6, 7 según la invención un grado netamente menor de radiación de sonido.

Claims (12)

1. Silenciador con una carcasa (1) del mismo y al menos una entrada (3) y al menos una salida (4) para un gas de escape, presentado la superficie (2) de la carcasa una o varias acanaladuras (5, 6, 7) y presentando la configuración y/o la disposición de las acanaladuras (5, 6, 7) unas irregularidades deliberadas para reducir la radiación de sonido, caracterizado porque las irregularidades deliberadas se refieren a la distribución de la curvatura de las curvas periféricas de las acanaladuras (5, 6, 7).

2. Silenciador según la reivindicación 1, caracterizado porque entre un 5% y un 100% de las acanaladuras (5, 6, 7) están sustancialmente exentas de línea de simetría o de puntos de simetría en planos de corte paralelos a la superficie (2) de la carcasa, referido a su curva de enmarcado situada en el plano de corte.

3. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque entre un 5% y un 100% de las acanaladuras (5, 6, 7) presentan una curvatura de la curva de enmarcado con una distribución sustancialmente continua.

4. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la disposición de las acanaladuras (5, 6, 7) en las superficies superior e inferior (2) de la carcasa es diferente.

5. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de acanaladuras individuales (5, 6, 7) presentan, referido a la superficie total de todas las acanaladuras (5, 6, 7), unas desviaciones de más de un 50% respecto de un valor medio.

6. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la distribución porcentual de las superficies de acanaladuras individuales (5, 6, 7), referido al área total de la superficie (2) de la carcasa, es no lineal.

7. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie total de las acanaladuras (5, 6, 7) ocupa una proporción de la superficie (2) de la carcasa de un máximo de 30%, 40% o 50%.

8. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la superficie (2) de la carcasa están previstas unas superficies funcionales (8) que definen platos (10).

9. Silenciador según la reivindicación 8, caracterizado porque en platos (10) de la superficie (2) de la carcasa limitados por superficies funcionales (8) la proporción de las superficies de las acanaladuras está comprendida entre 5% y 60% de la respectiva superficie.

10. Silenciador según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de acanaladuras individuales (5, 6, 7) presenta valores comprendidos entre 0,05% y 10% de la superficie (2) de la carcasa.

11. Silenciador según la reivindicación 10, caracterizado porque la superficie de acanaladuras individuales (5, 6, 7) presenta valores comprendidos entre 0,1% y 5% de la superficie (2) de la carcasa.

12. Procedimiento para diseñar un silenciador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se determinan la configuración y/o la disposición de las acanaladuras (5, 6, 7) en función de la radiación de sonido del silenciador por medio de un procedimiento de optimización numérico.