WO2014040745A1 - Abgasanlage einer brennkraftmaschine sowie verfahren zum betreiben einer abgasanlage - Google Patents

Abgasanlage einer brennkraftmaschine sowie verfahren zum betreiben einer abgasanlage Download PDF

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WO2014040745A1
WO2014040745A1 PCT/EP2013/002770 EP2013002770W WO2014040745A1 WO 2014040745 A1 WO2014040745 A1 WO 2014040745A1 EP 2013002770 W EP2013002770 W EP 2013002770W WO 2014040745 A1 WO2014040745 A1 WO 2014040745A1
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exhaust
exhaust system
exhaust pipe
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Inventor
Markus Moser
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
    • F01N1/065—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers

Definitions

  • the invention relates to an exhaust system of an internal combustion engine, with an exhaust-carrying exhaust pipe, which is associated with an active muffler having at least one speaker whose diaphragm divides a loudspeaker chamber into a first chamber and a second chamber, wherein the first chamber in flow communication with the exhaust pipe stands.
  • the invention further relates to a method for operating an exhaust system.
  • the internal combustion engine is associated, for example, with a motor vehicle and serves to provide a torque for its drive.
  • exhaust gases are produced, which are discharged via the exhaust pipe into an external environment.
  • the exhaust pipe is part of the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the exhaust system or the exhaust pipe is assigned to the active muffler.
  • This has the at least one speaker, with the help of which sound, especially anti-sound is generated.
  • the loudspeaker is controlled, for example by means of a corresponding control unit, such that either the sound generated by the internal combustion engine is damped in the exhaust system, so that no or only a small part of the sound can escape into the outside environment.
  • the speaker can be used to change the acoustic impression of the internal combustion engine and thus their noise.
  • the speaker is at least partially, in particular completely, arranged in the loudspeaker chamber.
  • its membrane subdivides these into the first chamber and the second chamber.
  • the second chamber in known embodiments, has a vent opening through which it communicates with the outside environment. Accordingly, at least approximately the ambient air pressure is always present in the second chamber.
  • the exhaust system is assigned to an off-road motor vehicle, then there is an increased requirement for diving or wading capability.
  • This means that the exhaust system also works with at least in areas Diving the exhaust pipe or an exhaust gas outlet opening of the exhaust pipe, in which the exhaust pipe may be at least partially filled with water, must function properly. Due to the water entering the exhaust pipe, however, the pressure difference between the first chamber and the second chamber changes. This may affect the performance of the active muffler because the speaker must operate against a changed pressure in the first chamber while the pressure in the second chamber continues to correspond to the ambient air pressure.
  • a pressure adjusting means is provided for setting a pressure deviating from an ambient air pressure in the second chamber in at least one operating state.
  • the ambient air pressure is the air pressure in the outside environment in the area of the exhaust system or of the motor vehicle.
  • the ambient air pressure is not confused with an ambient pressure, which may be present in any medium in the external environment, for example, during a wading or immersion of the motor vehicle under water in the region of the exhaust gas outlet opening.
  • only air pressure is actually taken into account. The ambient air pressure is therefore always determined outside of the vehicle or the exhaust system under certain circumstances surrounding water.
  • the speaker, or the second chamber is now assigned the Druckeinstellstoff.
  • an arbitrary pressure can be set in the second chamber, which deviates from the ambient air pressure in the at least one operating state.
  • the pressure present in the second chamber can be equal to the ambient air pressure or adjusted accordingly in a known manner.
  • the pressure in the second chamber is set to the ambient pressure, which thereby depends on the Um- deviates from atmospheric pressure.
  • the pressure difference present between the first chamber and the second chamber in particular when the internal combustion engine is deactivated, can be kept constant.
  • the pressure in the second chamber is always set to the pressure present in the first chamber, in particular a present in the first chamber mean pressure.
  • the loudspeaker chamber has a connection opening opening into the second chamber, to which a pressure equalizing chamber is connected.
  • the pressure compensation chamber has, for example, a volume of from 0.01 liter to 5 liters, in particular from 0.1 liter to 0.3 liter, more preferably of exactly 0.2 liter.
  • the volume of the pressure compensation chamber is 1% to 25%, in particular 2% to 5%, preferably 3%, of the volume of the second chamber.
  • a certain amount of air is kept, which can be used if necessary to increase the pressure in the second chamber.
  • an at least partial introduction of the stored air is provided in the second chamber.
  • the separating element is present in the form of a, in particular gas-permeable, membrane.
  • the connection opening is particularly preferably completely closed, so that the pressure compensation chamber is completely separated from the loudspeaker chamber in terms of flow technology, wherein nevertheless there is a pressure transmission connection.
  • the membrane may be embodied such that it is only fluid-tight and thereby allows air to pass through, ie is permeable to gas, while liquid, in particular water, and solids can not pass through it, in particular from the pressure equalization chamber into the second chamber.
  • the membrane is gas-tight or airtight, so that even gas or air can not pass.
  • the second chamber and the pressure compensation chamber are fluidically separated from one another by means of a pressure-transmitting separating element.
  • the separator should be provided which does not allow the passage of air from the pressure equalization chamber in the second chamber or vice versa.
  • the separating element be pressure transmitting. With an increase in the pressure in the pressure compensation chamber should thus increase as a result of the present in the second chamber pressure. The same applies to a reduction in pressure.
  • the separating element is formed, for example, as an elastic element, which extends into a change in the pressure in the pressure equalization chamber either in this or in the second chamber.
  • an end of the pressure compensation chamber connected to the end of the pressure equalization chamber or a pressure equalization line connected to the end of the pressure equalization chamber opens into an external environment with a pressure equalization orifice, wherein the pressure equalization orifice is arranged at the same height as an exhaust gas outlet opening of the exhaust gas line.
  • the pressure equalization orifice is thus present either at the pressure equalization chamber or at the pressure equalization line.
  • the pressure equalization line is connected at its one end to the pressure compensation chamber and has at its other end to the pressure equalization port.
  • a flow connection between the pressure equalization chamber or the pressure equalization line and the outside environment is made. Due to the pressure compensation opening, it is thus possible for fluid to pass from the outside environment into the pressure compensation line and / or the pressure compensation chamber.
  • the exhaust pipe has the exhaust gas outlet opening, through which the exhaust gas of the internal combustion engine from the exhaust pipe and thus exits from the exhaust system in the external environment or can escape.
  • Both the pressure compensation mouth and the exhaust gas outlet thus each represent the furthest downstream point of the pressure compensation chamber or the pressure equalization line or the exhaust pipe with respect to the respective flowing fluid.
  • the pressure equalization orifice should now be arranged at least approximately at the same height as the exhaust gas outlet opening. Under the height is to be understood as the distance from a flat surface on which the motor vehicle is arranged.
  • the pressure compensation mouth is facing away from a direction of travel of a motor vehicle having the exhaust system. At least the pressure compensation mouth should be arranged such that during a driving operation of the motor vehicle, especially at high speeds, no back pressure arises such that the pressure in the second chamber rises sharply, so that • the functioning of the active muffler is affected.
  • the pressure compensation mouth is preferably oriented away from the direction of travel.
  • the invention further relates to a method for operating an exhaust system, in particular an exhaust system according to the foregoing.
  • the exhaust system is intended to have an exhaust-carrying exhaust pipe, which is associated with an active silencer having at least one speaker whose diaphragm divides a loudspeaker chamber into a first chamber and a second chamber, wherein the first chamber is in flow communication with the exhaust pipe.
  • the method is characterized in a preferred embodiment in that the pressure in the second chamber is adjusted in response to a pressure in the first chamber.
  • the pressure in the first chamber is, for example, a mean pressure, ie a pressure averaged over a certain period of time.
  • the pressure in the first chamber can be measured, for example with the aid of a pressure sensor and then adjusted by means of an actuator, the pressure in the second chamber accordingly.
  • the second pressure can be determined the first pressure entspre ⁇ surfaces or with the aid of a mathematical relationship or a table from the pressure in the first chamber.
  • an ambient pressure at an exhaust gas outlet opening of the exhaust pipe is determined and the pressure in the second chamber is set equal to the ambient pressure.
  • the ambient pressure can - as already stated above - differ explicitly from the ambient air pressure. However, if the exhaust gas outlet opening is outside of water, ie is not at least partially flooded, then the ambient pressure usually coincides with the ambient air pressure. Only when at least partially flooded exhaust gas outlet opening ambient pressure and ambient air pressure differ from each other, wherein the ambient pressure in this case is usually higher than the ambient air pressure.
  • the determination of the ambient pressure at the exhaust gas outlet opening can take place, for example, with the aid of the pressure equalization chamber or pressure equalization line already described above, wherein the pressure compensation mouth is arranged in particular at the same height as the exhaust gas outlet opening of the exhaust gas line.
  • a pressure sensor may also be provided, by means of which the ambient pressure at the exhaust gas outlet opening is determined.
  • the pressure in the second chamber for example, with the aforementioned actuator, equal to the ambient pressure or at least in dependence on the ambient pressure set.
  • the pressure to be set in the second chamber is determined for example by means of the mathematical relationship or the table from the ambient pressure.
  • a water level is determined and the pressure in the second chamber is adjusted as a function of the water level.
  • the ambient pressure or the ambient air pressure is not determined or used to determine the pressure to be set in the second chamber.
  • the water level is determined, which occurs in the wading or diving of the motor vehicle.
  • the water level is preferably determined relative to the height of the exhaust gas outlet opening, the latter defining a zero point. From the level of the water level, the pressure to be set in the second chamber is determined and subsequently adjusted, for example with the aid of the actuator.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a region of an exhaust system of FIG.
  • the figure shows a portion of an exhaust system 1.
  • This is for example associated with an internal combustion engine, not shown, or a part of this.
  • the internal combustion engine in turn can serve, for example, the drive of a motor vehicle.
  • the exhaust system 1 can therefore be assigned to the motor vehicle together with the internal combustion engine.
  • Exhaust system 1 has an exhaust pipe 2, which is flowed through during operation of the internal combustion engine from the exhaust gas generated by this, for example in the direction of arrow 2 '.
  • the exhaust pipe is associated with an active silencer 3, which has a arranged in a housing 4 speaker 5.
  • the housing 4 includes a loudspeaker chamber 6, which is composed essentially of a first chamber 7 and a second chamber 8.
  • the loudspeaker chamber 6 is divided by a membrane 9 of the loudspeaker 6 into the first chamber 7 and the second chamber 8.
  • the first chamber 7 is in fluid communication with the exhaust pipe 2 or forms a region of the exhaust pipe 2 from. Through the membrane a complete and fluid-tight separation between the chambers 7 and 8 is achieved.
  • the membrane 9 is displaceable by means of a magnetic device 10 for generating sound.
  • the sound can be, for example, anti-sound, in order to reduce the intensity of the sound generated by the internal combustion engine.
  • the sound pattern of the internal combustion engine can also be influenced with the aid of the loudspeaker 5.
  • the loudspeaker chamber 6 and the second chamber 8 have a connection opening 11, which passes through the housing 4. Otherwise, the housing 4 is preferably dense, so at least the second chamber 8 has no further openings.
  • a pressure compensation chamber 12 is closed ⁇ .
  • a separating element 13 is arranged in the connection opening 11, which is formed, for example, as a membrane, in particular as a gas-permeable membrane.
  • the separating element 13 is elastic, so that there is nevertheless a pressure-transmitting connection between the pressure-equalizing chamber 12 and the second chamber 8 with simultaneous fluidic separation from one another.
  • the pressure compensation chamber 12 On the side facing away from the connection opening 11, the pressure compensation chamber 12 is connected to a pressure equalization line 14. This has on its turn the pressure equalization chamber 12 side facing away from a pressure equalization port 15. With this it opens into an external environment 16.
  • the pressure equalization port 15 is arranged substantially at the same height as an exhaust gas outlet opening 17 of the exhaust pipe 2. Through this exhaust gas outlet opening 17, the exhaust gas generated by the internal combustion engine from the exhaust pipe 2 into the external environment 16 exit.
  • the speaker 5 would now have to be operated at this changed pressure difference, but this affects its functionality or the functioning of the muffler 3 overall ,
  • the pressure equalizing port 5 is arranged at the same level or at the same level as the exhaust gas outlet 17, the water can also enter through the pressure equalization port 15 along the arrow 21, so that a water level 22 in the pressure equalization line 14 or (as shown here) in the Pressure compensation chamber 2 sets.
  • This water level 22 causes a pressure change in the pressure compensation chamber 12, which in turn causes a pressure change in the second chamber 8 via the separating element 13.
  • the pressure in the first chamber 7 or in the region of the exhaust gas outlet opening 17 is measured by means of a pressure sensor and from this the pressure to be set in the second chamber 8 is determined.
  • This particular pressure can then be adjusted by suitable means, for example a corresponding actuator, in the pressure compensation chamber 12 and / or the second chamber 8.
  • suitable means for example a corresponding actuator, in the pressure compensation chamber 12 and / or the second chamber 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage (1) einer Brennkraftmaschine, mit einer abgasführenden Abgasleitung (2), welcher ein aktiver Schalldämpfer (3) zugeordnet ist, der über zumindest einen Lautsprecher (5) verfügt, dessen Membran (9) eine Lautsprecherkammer (6) in eine erste Kammer (7) und eine zweite Kammer (8) unterteilt, wobei die erste Kammer (7) in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung (2) steht. Dabei ist ein Druckeinstellmittel (23) zum Einstellen eines von einem Umgebungsluftdruck abweichenden Drucks in der zweiten Kammer (8) in zumindest einem Betriebszustand vorgesehen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage (1).

Description

Abgasanlage einer Brennkraftmaschine sowie
Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, mit einer abgasführenden Abgasleitung, welcher ein aktiver Schalldämpfer zugeordnet ist, der über zumindest einen Lautsprecher verfügt, dessen Membran eine Lautsprecherkammer in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die erste Kammer in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung steht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage.
Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise einem Kraftfahrzeug zugeordnet und dient dem Bereitstellen eines Drehmoments zu dessen Antrieb. Bei dem Betreiben der Brennkraftmaschine entstehen Abgase, welche über die Abgasleitung in eine Außenumgebung ausgebracht werden. Die Abgasleitung ist dabei Bestandteil der Abgasanlage der Brennkraftmaschine. Der Abgasanlage beziehungsweise der Abgasleitung ist der aktive Schalldämpfer zugeordnet. Dieser verfügt über den zumindest einen Lautsprecher, mit dessen Hilfe Schall, insbesondere Antischall erzeugbar ist. Der Lautsprecher wird dabei, beispielsweise mittels eines entsprechendes Steuergeräts, derart angesteuert, dass entweder der von der Brennkraftmaschine erzeugte Schall in der Abgasanlage gedämpft wird, sodass kein oder nur ein geringer Teil des Schalls in die Außenumgebung austreten kann. Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich der Lautsprecher dazu verwendet werden, den akustischen Eindruck der Brennkraftmaschine und mithin ihre Geräuschkulisse zu verändern.
Der Lautsprecher ist wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, in der Lautsprecherkammer angeordnet. Dabei unterteilt seine Membran diese in die erste Kammer und die zweite Kammer. Von diesen beiden Kammern ist lediglich die erste Kammer mit der Abgasleitung unmittelbar strömungsverbunden. Die zweite Kammer verfügt bei bekannten Ausführungsformen über eine Belüftungsöffnung, durch welche sie mit der Außenumgebung in Strömungsverbindung steht. Entsprechend liegt in der zweiten Kammer stets zumindest näherungsweise der Umgebungsluftdruck vor.
Sollt die Abgasanlage jedoch einem geländegängigen Kraftfahrzeug zugeordnet werden, so werden erhöhte Anforderung an eine Tauchfähigkeit beziehungsweise Watfähigkeit gestellt. Das bedeutet, dass die Abgasanlage auch bei wenigstens bereichsweisem Un- tertauchen der Abgasleitung beziehungsweise einer Abgasaustrittsöffnung der Abgaslei- tung, bei welchem die Abgasleitung zumindest teilweise mit Wasser gefüllt sein kann, einwandfrei funktionieren muss. Bedingt durch das in die Abgasleitung eindringende Wasser verändert sich jedoch die Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer. Dies kann die Funktionsfähigkeit des aktiven Schalldämpfers beeinträchtigen, weil der Lautsprecher gegen einen veränderten Druck in der ersten Kammer arbeiten muss, während der Druck in der zweiten Kammer weiterhin dem Umgebungsluftdruck entspricht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine vorzustellen, welche diesen Nachteil nicht aufweist, sondern insbesondere einen einwandfreien Betrieb der Abgasanlage beziehungsweise des aktiven Schalldämpfers auch bei einem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs sicherstellt, bei welchem Wasser in die Abgasleitung eintritt, insbesondere durch eine Abgasaustrittsöffnung der Abgasleitung.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist ein Druckeinstellmittel zum Einstellen eines von einem Umgebungsluftdruck abweichenden Drucks in der zweiten Kammer in zumindest einem Betriebszustand vorgesehen. Wie bereits eingangs ausgeführt, ist der Umgebungsluftdruck der Luftdruck in der Außenumgebung im Bereich der Abgasanlage beziehungsweise des Kraftfahrzeugs. Der Umgebungsluftdruck ist nicht verwechseln mit einem Umgebungsdruck, welcher in einem beliebigen Medium in der Außenumgebung vorliegen kann, beispielsweise bei einem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs unter Wasser im Bereich der Abgasaustrittsöffnung. Bei der Bestimmung des Umgebungsluftdrucks wird dagegen tatsächlich lediglich in Luft vorliegender Druck berücksichtigt. Der Umgebungsluftdruck wird mithin stets außerhalb des das Kraftfahrzeug beziehungsweise die Abgasanlage unter Umständen umgebenden Wassers bestimmt.
Der Lautsprecher, beziehungsweise der zweiten Kammer ist nun das Druckeinstellmittel zugeordnet. Mittels diesem kann in der zweiten Kammer prinzipiell ein beliebiger Druck eingestellt werden, welcher in dem zumindest einen Betriebszustand von dem Umgebungsluftdruck abweicht. In anderen Betriebszuständen kann dagegen auf bekannte Art und Weise der in der zweiten Kammer vorliegende Druck gleich dem Umgebungsluftdruck sein beziehungsweise diesem entsprechend eingestellt werden. Bevorzugt wird lediglich bei einem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs der Druck in der zweiten Kammer auf den Umgebungsdruck eingestellt, welcher dabei von dem Um- gebungsluftdruck abweicht. Auf diese Weise kann beispielsweise die zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer vorliegende Druckdifferenz, insbesondere bei deaktivierter Brennkraftmaschine, konstant gehalten werden. Insbesondere wird der Druck in der zweiten Kammer stets auf den in der ersten Kammer vorliegenden Druck, insbesondere einen in der ersten Kammer vorliegenden mittleren Druck, eingestellt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lautsprecherkammer eine in die zweite Kammer einmündende Anschlussöffnung aufweist, an welcher eine Druckausgleichskammer angeschlossen ist. Die Druckausgleichskammer weist beispielsweise ein Volumen von 0,01 Liter bis 5 Liter, insbesondere von 0, 1 Liter bis 0,3 Liter, besonders bevorzugt von genau 0,2 Liter, auf. Beispielsweise beträgt das Volumen der Druckausgleichskammer 1 % bis 25%, insbesondere 2% bis 5%, bevorzugt 3%, des Volumens der zweiten Kammer. In der Druckausgleichskammer wird also eine bestimmte Menge an Luft vorgehalten, welche bei Bedarf zum Erhöhen des Drucks in der zweiten Kammer verwendet werden kann. Dabei ist beispielsweise ein wenigstens teilweises Einbringen der bevorrateten Luft in die zweite Kammer vorgesehen. In diesem Fall liegt über die Anschlussöffnung eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer und der Druckausgleichskammer vor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Trennelement in Form einer, insbesondere gasdurchlässigen, Membran vorliegt. Mit Hilfe der Membran ist die Anschlussöffnung besonders bevorzugt vollständig verschlossen, sodass die Druckausgleichskammer strömungstechnisch vollständig von der Lautsprecherkammer getrennt ist, wobei dennoch eine Druckübertragungsverbindung vorliegt. Die Membran kann derart ausgeführt sein, dass sie lediglich fluiddicht ist und dabei beispielsweise Luft passieren lässt, also gasdurchlässig ist, während Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und Feststoffe nicht durch sie hindurch, insbesondere aus der Druckausgleichskammer in die zweite Kammer, gelangen kann. Alternativ die Membran gasdicht beziehungsweise luftdicht, sodass auch Gas beziehungsweise Luft sie nicht passieren kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kammer und die Druckausgleichskammer mittels eines druckübertragenden Trennelements strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Entgegen den vorstehenden Ausführungen kann es also auch vorgesehen sein, dass keine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer und der Druckausgleichskammer vorliegt. Vielmehr soll das Trennelement vorgesehen sein, welches das Übertreten von Luft aus der Druckausgleichskammer in die zweite Kammer oder umgekehrt nicht zulässt. Gleichzeitig soll das Trennelement jedoch druckübertragend sein. Bei einer Erhöhung des Drucks in der Druckausgleichskammer soll sich also in Folge der in der zweiten Kammer vorliegende Druck ebenfalls erhöhen. Entsprechendes gilt bei einer Verringerung des Drucks. Zu diesem Zweck ist das Trennelement beispielsweise als elastisches Element ausgebildet, welches sich bei einer Veränderung des Drucks in der Druckausgleichskammer entweder in diese oder in die zweite Kammer hineinerstreckt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein der zweiten Kammer abgewandtes Ende der Druckausgleichskammer oder eine an das Ende der Druckausgleichskammer angeschlossene Druckausgleichsleitung mit einer Druckausgleichsmündung in eine Außenumgebung einmündet, wobei die Druckausgleichsmündung auf derselben Höhe wie eine Abgasaustrittsöffnung der Abgasleitung angeordnet ist. Die Druckausgleichsmündung liegt also entweder an der Druckausgleichskammer oder an der Druckausgleichsleitung vor. In letzterem Fall ist dabei die Druckausgleichsleitung mit ihrem einen Ende an der Druckausgleichskammer angeschlossen und weist an ihrem anderen Ende die Druckausgleichsmündung auf. Über die Druckausgleichsmündung ist eine Strömungsverbindung zwischen der Druckausgleichskammer beziehungsweise der Druckausgleichsleitung und der Außenumgebung hergestellt. Durch die Druckausgleichsmündung kann also Fluid aus der Außenumgebung in die Druckausgleichsleitung und/oder die Druckausgleichskammer gelangen.
Die Abgasleitung verfügt dagegen über die Abgasaustrittsöffnung, durch welche das Abgas der Brennkraftmaschine aus der Abgasleitung und damit aus der Abgasanlage in die Außenumgebung austritt beziehungsweise austreten kann. Sowohl die Druckausgleichsmündung als auch die Abgasaustrittsöffnung stellen also jeweils den am weitesten stromabwärts gelegenen Punkt der Druckausgleichskammer oder der Druckausgleichsleitung beziehungsweise der Abgasleitung bezüglich des jeweils strömenden Fluids dar. Die Druckausgleichsmündung soll nun zumindest näherungsweise auf derselben Höhe angeordnet sein wie die Abgasaustrittsöffnung. Unter der Höhe ist dabei der Abstand von einem ebenen Untergrund zu verstehen, auf welchem das Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Mit einer derartigen Anordnung der Druckausgleichsmündung wird erreicht, dass bei einem Überfluten der Abgasaustrittsöffnung, beispielsweise bei einem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs, gleichzeitig auch die Druckausgleichsmün¬ dung überflutet wird. Entsprechend kann sowohl durch die Abgasaustrittsöffnung als auch durch die Druckausgleichsmündung Wasser in die Abgasleitung beziehungsweise 3 002770
5 die Druckausgieichskammer oder die Druckausgleichsleitung eintreten. Entsprechend wird durch das Eindringen des Wassers gleichzeitig der Druck in der ersten Kammer und der zweiten Kammer der Lautsprecherkammer verändert, insbesondere erhöht. Auf diese Weise stellt sich ein völlig automatisches Angleichen des Drucks in der zweiten Kammer an den Druck in der ersten Kammer ein.
Schließlich kann es vorgesehen sein, dass die Druckausgleichsmündung von einer Fahrtrichtung eines die Abgasanlage aufweisenden Kraftfahrzeugs abgewandt ist. Zumindest soll die Druckausgleichsmündung derart angeordnet sein, dass während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere auch bei hohen Geschwindigkeiten, kein Staudruck derart entsteht, dass der Druck in der zweiten Kammer stark ansteigt, sodass •die Funktionsfähigkeit des aktiven Schalldämpfers beeinflusst wird. Zu diesem Zweck wird bevorzugt die Druckausgleichsmündung von der Fahrtrichtung abgewandt ausgerichtet.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage, insbesondere einer Abgasanlage gemäß den vorstehenden Ausführungen. Die Abgasanlage soll dabei eine abgasführende Abgasleitung aufweisen, welcher ein aktiver Schalldämpfer zugeordnet ist, der über zumindest einen Lautsprecher verfügt, dessen Membran eine Lautsprecherkammer in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die erste Kammer in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung steht. Dabei ist vorgesehen, dass mittels eines Druckeinstellmittels in zumindest einem Betriebszustand ein von einem Umgebungsluftdruck abweichender Druck in der zweiten Kammer eingestellt wird. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Das Verfahren beziehungsweise die Abgasanlage kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Das Verfahren zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass der Druck in der zweiten Kammer in Abhängigkeit von einem Druck in der ersten Kammer eingestellt wird. Der Druck in der ersten Kammer ist beispielsweise ein mittlerer Druck, also ein über einen bestimmten Zeitraum gemittelter Druck. Der Druck in der ersten Kammer kann beispielsweise mit Hilfe eines Drucksensors gemessen werden und anschließend mit Hilfe eines Aktors der Druck in der zweiten Kammer entsprechend eingestellt werden. Beispielsweise kann der zweite Druck dabei dem ersten Druck entspre¬ chen oder mit Hilfe einer mathematischen Beziehung oder einer Tabelle aus dem Druck in der ersten Kammer bestimmt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Umgebungsdruck an einer Abgasaustrittsöffnung der Abgasleitung bestimmt wird und der Druck in der zweiten Kammer gleich dem Umgebungsdruck eingestellt wird. Der Umgebungsdruck kann sich dabei - wie bereits vorstehend ausgeführt - ausdrücklich von dem Umgebungsluftdruck unterscheiden. Befindet sich die Abgasaustrittsöffnung jedoch außerhalb von Wasser, ist also nicht wenigstens teilweise überflutet, so stimmt der Umgebungsdruck üblicherweise mit dem Umgebungsluftdruck überein. Lediglich bei wenigstens teilweise überfluteter Abgasaustrittsöffnung weichen Umgebungsdruck und Umgebungsluftdruck voneinander ab, wobei der Umgebungsdruck in diesem Fall üblicherweise höher ist als der Umgebungsluftdruck.
Das Bestimmen des Umgebungsdrucks an der Abgasaustrittsöffnung kann beispielsweise mit Hilfe der vorstehend bereits beschriebenen Druckausgleichskammer beziehungsweise Druckausgleichsleitung erfolgen, wobei deren Druckausgleichsmündung insbesondere auf derselben Höhe wie die Abgasaustrittsöffnung der Abgasleitung angeordnet ist. Alternativ kann jedoch auch ein Drucksensor vorgesehen sein, mittels welchem der Umgebungsdruck an der Abgasaustrittsöffnung bestimmt wird. Anschließend wird der Druck in der zweiten Kammer, beispielsweise mit dem bereits erwähnten Aktor, gleich dem Umgebungsdruck oder zumindest in Abhängigkeit von dem Umgebungsdruck, eingestellt. In letzterem Fall wird der in der zweiten Kammer einzustellende Druck beispielsweise mit Hilfe der mathematischen Beziehung oder der Tabelle aus dem Umgebungsdruck bestimmt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Wasserstandspegel bestimmt und in Abhängigkeit von dem Wasserstandspegel der Druck in der zweiten Kammer eingestellt wird. In diesem Fall wird also nicht der Umgebungsdruck oder der Umgebungsluftdruck bestimmt beziehungsweise zum Bestimmen des in der zweiten Kammer einzustellenden Drucks herangezogen. Vielmehr wird nun der Wasserstandspegel bestimmt, welcher bei dem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs auftritt. Der Wasserstandspegei wird dabei bevorzugt relativ zu der Höhe der Abgasaustrittsöffnung bestimmt, wobei letztere einen Nullpunkt definiert. Aus dem Wasserstandspegei wird der in der zweiten Kammer einzustellende Druck bestimmt und nachfolgend, beispielsweise mit Hilfe des Aktors, eingestellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Abgasanlage einer
Brennkraftmaschine.
Die Figur zeigt einen Bereich einer Abgasanlage 1. Diese ist beispielsweise einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine zugeordnet oder ein Bestandteil von dieser. Die Brennkraftmaschine wiederum kann beispielsweise dem Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienen. Die Abgasanlage 1 kann mithin gemeinsam mit der Brennkraftmaschine dem Kraftfahrzeug zugeordnet sein. Die. Abgasanlage 1 verfügt über eine Abgasleitung 2, welche bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine von dem von dieser erzeugten Abgas durchströmt wird, beispielsweise in Richtung des Pfeils 2'. Der Abgasleitung ist ein aktiver Schalldämpfer 3 zugeordnet, der über einen in einem Gehäuse 4 angeordneten Lautsprecher 5 verfügt. Das Gehäuse 4 schließt eine Lautsprecherkammer 6 ein, die sich im Wesentlichen aus einer ersten Kammer 7 und einer zweiten Kammer 8 zusammensetzt.
Die Lautsprecherkammer 6 wird dabei von einer Membran 9 des Lautsprechers 6 in die erste Kammer 7 und die zweite Kammer 8 unterteilt. Die erste Kammer 7 steht dabei in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung 2 oder bildet einen Bereich der Abgasleitung 2 aus. Durch die Membran wird eine vollständige und fluiddichte Abtrennung zwischen den Kammern 7 und 8 erzielt. Die Membran 9 ist mittels einer Magneteinrichtung 10 zum Erzeugen von Schall verlagerbar. Der Schall kann dabei beispielsweise Antischall sein, um die Intensität des von der Brennkraftmaschine erzeugten Schalls zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Klangbild der Brennkraftmaschine mit Hilfe des Lautsprechers 5 beeinflusst werden.
Die Lautsprecherkammer 6 beziehungsweise die zweite Kammer 8 weisen eine Anschlussöffnung 11 auf, die das Gehäuse 4 durchgreift. Ansonsten ist das Gehäuse 4 vorzugsweise dicht ausgebildet, zumindest die zweite Kammer 8 weist also keine weiteren Öffnungen auf. An die Anschlussöffnung 11 ist eine Druckausgleichskammer 12 an¬ geschlossen. Bevorzugt ist in der Anschlussöffnung 11 ein Trennelement 13 angeordnet, welches beispielsweise als Membran, insbesondere als gasdurchlässige Membran, ausgebildet ist. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass keine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer 8 und der Druckausgleichskammer 12 vorliegt. Bei einer solchen Ausführungsform ist das Trennelement 13 jedoch elastisch, sodass dennoch eine Druckübertragungsverbindung zwischen der Druckausgleichskammer 12 und der zweiten Kammer 8 bei gleichzeitiger strömungstechnischer Trennung voneinander vorliegt. Auf der der Anschlussöffnung 11 abgewandten Seite ist die Druckausgleichskammer 12 an eine Druckausgleichsleitung 14 angeschlossen. Diese weist auf ihrer wiederum der Druckausgleichskammer 12 abgewandten Seite eine Druckausgleichsmündung 15 auf. Mit dieser mündet sie in eine Außenumgebung 16 ein. Die Druckausgleichsmündung 15 ist im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet wie eine Abgasaustrittsöffnung 17 der Abgasleitung 2. Durch diese Abgasaustrittsöffnung 17 kann das von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas aus der Abgasleitung 2 in die Außenumgebung 16 austreten.
Bei einem Waten beziehungsweise Tauchen des Kraftfahrzeugs kann es vorkommen, dass die Abgasaustrittsöffnung 17 von Wasser 18 überflutet wird. Entsprechend kann das Wasser entlang des Pfeils 19 durch die Abgasaustrittsöffnung 17 in die Abgasleitung 2 eintreten. Mithin stellt sich ein Wasserpegel 20 beispielsweise in der ersten Kammer 7 ein. Dieser bewirkt eine Druckänderung in der ersten Kammer 7 und mithin eine Veränderung der Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 7 und der zweiten Kammer 8. Der Lautsprecher 5 müsste nun bei dieser veränderten Druckdifferenz betrieben werden, was jedoch seine Funktionsfähigkeit beziehungsweise die Funktionsfähigkeit des Schalldämpfers 3 insgesamt beeinträchtigt. Weil jedoch die Druckausgleichsmündung 5 auf derselben Höhe beziehungsweise auf demselben Niveau angeordnet ist wie die Abgasaustrittsöffnung 17, kann auch durch die Druckausgleichsmündung 15 entlang des Pfeils 21 das Wasser eintreten, sodass sich ein Wasserpegel 22 in der Druckausgleichsleitung 14 oder (wie hier dargestellt) in der Druckausgleichskammer 2 einstellt. Dieser Wasserpegel 22 bewirkt eine Druckänderung in der Druckausgleichskammer 12, welche ihrerseits über das Trennelement 13 eine Druckänderung in der zweiten Kammer 8 hervorruft. Durch das eintretende Wasser wird also sowohl der Druck in der ersten Kammer 7 als auch der Druck in der zweiten Kammer 8 vergrößert, sodass die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 7 und 8 im Wesentlichen kontant bleibt. Entsprechend wird die Funktionsfähigkeit des Schalldämpfers 3 sichergestellt.
Selbstverständlich können auch andere Mittel und Wege zum Einstellen des Drucks in der zweiten Kammer 8 vorgesehen sein. Beispielsweise wird der Druck in der ersten Kammer 7 oder im Bereich der Abgasaustrittsöffnung 17 mit Hilfe eines Drucksensors gemessen und aus diesem der in der zweiten Kammer 8 einzustellende Druck bestimmt. Dieser bestimmte Druck kann anschließend mit geeigneten Mitteln, beispielsweise einem entsprechenden Aktor, in der Druckausgleichskammer 12 und/oder der zweiten Kammer 8 eingestellt werden. In der hier dargestellten Ausführungsform bilden jedoch die Druck- ausgleichskammer 12 und die sich an diese anschließende Druckausgleichsleitung ein Druckeinstellmittel 23.
BEZUGSZEICHENLISTE
Abgasanlage
Abgasleitung
Pfeil
Schalldämpfer
Gehäuse
Lautsprecher
Lautsprecherkammer
1. Kammer
2. Kammer
Membran
Magneteinrichtung
Anschlussöffnung
Druckausgleichskammer
Trennelement
Druckausgleichsleitung
Druckausgleichsmündung
Außenumgebung
Abgasaustrittsöffnung
Wasser
Pfeil
Wasserpegel
Pfeil
Wasserpegel
Druckeinstellmittel

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Abgasanlage (1) einer Brennkraftmaschine, mit einer abgasführenden Abgaslei- tung (2), welcher ein aktiver Schalldämpfer (3) zugeordnet ist, der über zumindest einen Lautsprecher (5) verfügt, dessen Membran (9) eine Lautsprecherkammer (6) in eine erste Kammer (7) und eine zweite Kammer (8) unterteilt, wobei die erste Kammer (7) in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung (2) steht, gekennzeichnet durch ein Druckeinstellmittel (23) zum Einstellen eines von einem Umgebungsluftdruck abweichenden Drucks in der zweiten Kammer (8) in zumindest einem Betriebszustand.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecherkammer (6) eine in die zweite Kammer (8) einmündende Anschlussöffnung (1 1 ) aufweist, an welche eine Druckausgleichskammer ( 2) angeschlossen ist.
3. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (13) in Form einer, insbesondere gasdurchlässigen, Membran vorliegt.
4. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (8) und die Druckausgleichskammer (12) mittels eines druckübertragenden Trennelements (13) strömungstechnisch voneinander getrennt sind.
5. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein der zweiten Kammer (8) abgewandtes Ende der Druckausgleichskammer (12) oder eine an das Ende der Druckausgleichskammer (12) angeschlossene Druckausgleichsleitung (14) mit einer Druckausgleichsmündung (15) in eine Außenumgebung (16) einmündet, wobei die Druckausgleichsmündung (15) auf derselben Höhe wie eine Abgasaustrittsöffnung (17) der Abgasleitung (2) angeordnet ist.
6. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsmündung (15) von einer Fahrtrichtung eines die Abgasanlage (1 ) aufweisenden Kraftfahrzeugs abgewandt ist.
7. Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage (1), insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgasanlage (1 ) eine abgasführende Abgasleitung (2) aufweist, welcher ein aktiver Schalldämpfer (3) zugeordnet ist, der über zumindest einen Lautsprecher (5) verfügt, dessen Membran (9) eine Lautsprecherkammer (6) in eine erste Kammer (7) und eine zweite Kammer (8) unterteilt, wobei die erste Kammer (7) in Strömungsverbindung mit der Abgasleitung (2) steht, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Druckeinstellmittels (23) in zumindest einem Betriebszustand ein von einem Umgebungsluftdruck abweichender Druck in der zweiten Kammer (8) eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der zweiten Kammer (8) in Abhängigkeit von einem Druck in der ersten Kammer (7) eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungssog an einer Abgasaustrittsöffnung (17) der Abgasleitung (2) bestimmt wird und der Druck in der zweiten Kammer (8) gleich dem Umgebungsdruck eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserstandspegel bestimmt und in Abhängigkeit von dem Wasser- standspegel der Druck in der zweiten Kammer (8) eingestellt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014113940A1 (de) * 2014-09-25 2016-03-31 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Überlastungsschutz für einen Aktor eines Systems zur Beeinflussung von in einer Abgasanlage geführtem Schall

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5446249A (en) * 1993-07-13 1995-08-29 Digisonix, Inc. Dry acoustic system preventing condensation
EP2581567A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Aktiver Schalldämpfer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4454362B2 (ja) 2004-03-30 2010-04-21 大阪瓦斯株式会社 能動型消音装置
DE102008018085A1 (de) 2008-04-09 2009-10-15 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Aktiver Schalldämpfer
DE102009049280B4 (de) 2009-10-13 2016-10-06 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Aktiver Schalldämpfer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5446249A (en) * 1993-07-13 1995-08-29 Digisonix, Inc. Dry acoustic system preventing condensation
EP2581567A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Aktiver Schalldämpfer

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