DE1294392B

DE1294392B - Abgasschalldaempfer mit mehreren hintereinanderliegenden Kammern

Info

Publication number: DE1294392B
Application number: DEE27961A
Authority: DE
Inventors: Bauerschmidt Walter
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1964-10-15
Filing date: 1964-10-15
Publication date: 1969-05-08

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer mit mehreren hintereinanderliegenden Kammern und diese durchdringenden, zum Teil perforierten Abgasrohren.
Bekannt sind Schalldämpfer für sehr hohe Schwingungen der Abgase von Brennkraftmaschinen, bei denen eine Teilung der Abgase stattfindet. Bei diesen Anordnungen ist am Ende der Hauptgasleitung eine mit Absorptionsmasse gefüllte Kammer quer gegen die Abgaseintrittsrichtung angeordnet. Kurz vor dem Rohrende ist die weiterführende Abgasleitung in einem Winkel gleich oder kleiner als 90° angewinkelt und mündet in einen Schalldämpfer üblicher Bauart.
Hiermit soll erreicht werden, daß die stark gerichteten hochfrequenten Schallbündel gegen die Absorptionsmasse gerichtet und dort gelöscht werden, während die tieferen Frequenzen im tiefer abgestimmten seitlich angeschlossenen Dämpfer gedämpft werden.
Nachteilig ist bei derartigen Dämpfern der große Raumbedarf der infolge der Abzweigung voneinander getrennten Behälter.
Außerdem ist der Absorptionsstoff, z. B. Schallschluckwolle, in diesen bekannten Anordnungen sehr stark mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.
Es sind ferner Anordnungen bekannt, bei denen der Schalldämpfer in einzelne Kammern aufgeteilt ist und das Abgasrohr urperforiert durch die mit Schallschluckstoff versehenen Kammern hindurchgeführt wird. Die mit Schallschluckstoff gefüllten Kammern sind dabei durch eine mit Durchbrüchen versehene Wand an die Resonatorkammern akustisch angeschlossen.
Bei diesen Anordnungen ergibt sich als Nachteil die Abnahme der Wirkung des Absorptionsteils infolge der unvermeidbaren Anlagerung von Partikeln, die mit dem Abgas in die Absorptionsmasse gelangen. Ein weiterer Nachteil ist die höhere mechanische Beanspruchung der Absorptionsmasse durch das Abgas. Weiterhin bekannte Anordnungen arbeiten zwar ohne Absorptionsmasse (Schallschluckmasse), dafür jedoch ausschließlich nach dem Interferenzsystem. Die bei derartigen Schalldämpfern angeordneten ersten und letzten Kammern - die von dem nichtperforierten Abschnitt des Eingangs- bzw. Auslaßrohrs durchdrungen sind - wirken dabei nur als Umlenkkammern, die perforierten Abschnitte der Gasleitungsrohre sind dabei hintereinandergeschaltet.
Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er bei guter Schalldämpfung und bei gedrängter Bauweise keine einem Verschleiß unterworfene und die Ansammlung von Rückständen begünstigende Elemente aufweist und bei dem die Schalldämpfung sowohl mittels Interferenz als auch mittels Resonanz erfolgt.
Dies wird dadurch erreicht, daß an der Eintrittsseite der Hauptkammer, in deren Bereich die Abgascintrittsrohre und das Abgasaustrittsrohr in bekannter Weise perforiert sind, eine Abzweigresonatorkammer angeordnet ist, die von den Eintrittsrohren in bekannter Weise ohne Anschluß durchdrungen wird und an die allein das in bekannter Weise offen hineinragende Austrittsrohr angeschlossen ist, und daß an der Austrittsseite der Hauptkammer eine Abzweigresonatorkammer angeordnet ist, die vom Austrittsrohr in bekannter Weise ohne Anschluß durchdrungen wird und an die allein die in bekannter Weise offen hineinragenden Eintrittsrohre angeschlossen sind.
Die am Ende der Hauptgasleitung angeschlossene Resonatorkammer wirkt mit dem Teil der Hauptgasleitung zwischen den Anzapföffnungen und der Mündung als Abzweigresonator, der zugleich auch die Oszillation der Gasströmung dämpft. Die Überdruckphase. der Gasschwingung im Hauptrohr komprimiert dabei durch die Einmündung (massebildendes Rohr) das Gas in der Kammer und erteilt diesem eine gewisse Spannung, die das Gas wieder durch die Einmündung zurückstößt. Die Kammer entspricht somit einer Elastizität (Feder), der Resonatorhals einer als Ganzes bewegten Masse.
Für die Schallstrahlung dagegen wirkt die Resonatorkammer als Abzweigresonator, der entsprechend seinem Schluckvermögen auf die physikalische Größe des Schalldrucks in bestimmten Wellenbereichen anspricht. Durch die senkrecht zur Hauptabgasleitung stehende Kammerwand werden die scharf gebündelten hochfrequenten Wellen als Unterdruckwellen gleicher Größe reflektiert, die bei geeigneter Abmessung des Abstands der reflektierenden Wand und des Abstands des Rohrs bis zur Anzapfstelle mit den ankommenden Überdruckwellen gleicher Größe zusammentreffen, wobei Löschung durch die Interferenzwirkung eintritt.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird daher ein besonders breitbandiger Dämpfungseffekt erzielt.
Die Intensität der Dämpfung oder Breitbandigkeit kann noch verstärkt werden, wenn auch der Auslaßstutzen die Hauptkammer an der anderen Seite der Hauptkammer analog durchdringt und eine entsprechende Abzweigkammeranordnung vorgesehen ist, die besonders auf die Unterdruckwelle anspricht.
Dieser Gedanke führt zu einer besonders raumsparenden Bauweise bei einer Dreikammeranordnung, bei der das oder die Auspuffrohre jeweils die beiden im Hauptgasweg liegenden Kammern durchdringen und in die letzte Kammer münden und jeweils in der Hauptkammer durch Lochreihen in der Rohrwandung angezapft sind und das Auslaßrohr von der ersten Kammer, in der ihre Einmündung liegt, die beiden folgenden Kammern durchdringen und durch Lochreihen in der Rohrwandung mit der Hauptkammer verbunden ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert und beschrieben.
F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer Dreikammeranordnung.
In F i g. 1 sind mit 1 a und 1 b die beiden Auspuffsammelleitungen der Brennkraftmaschine bezeichnet. Die mittlere Kammer 2 des Schalldämpfers ist die Hauptkammer, an die die Auspuffleitungen la und 1 b durch die Lochperforation 3 der Rohrwandung angeschlossen sind. 4 ist das Auslaßrohr, das an die Hauptkammer 2 durch die Perforation 5 in der Rohrwandung angeschlossen ist.
Wie ersichtlich münden die Auspuffrohre 1 a und 1 b in eine Abzweigresonatorkammer 6 an der einen Stirnseite des Schalldämpfers, und auch das eine Ende des Auslaßrohrs 4 ist an eine solche Abzweigresonatorkammer 7 am Ende des Schalldämpfers angeschlossen. Die Resonatorkammern 6 und 7 haben in vorteilhafter Weise lange Rohrmassen zwischen den Lochperforationen 3 und 5 und ihren Mündungen, veranschaulicht durch die Pfeile a, b und c. Die Resonatorkammer 6 ist besonders stark dynamisch (Druckwellen) angekoppelt; die Resonatorkammer 7 saugt besonders die Unterdruckwellen ab.
Für die Gasströme wirkt die erfindungsgemäße Anordnung als Interferenzdämpfer, da die Schübe in den Auspuffleitungen 1 a und 1 b in wechselnder Folge in die Kammern 5 oder 6 eintreten, von wo ein Teil auch über das jeweils benachbarte Auspuffrohr phasenverschoben in die Hauptkammer 2 strömt.

Claims

Patentanspruch: Abgasschalldämpfer mit mehreren hintereinanderliegenden Kammern und diese durchdringenden, zum Teil perforierten Abgasrohren, d a -durch gekennzeichnet, daß an der Eintrittseite der Hauptkammer (2), in deren Bereich die Abgaseintrittsrohre (1 a,1 b) und das Abgasaustrittsrohr (4) in bekannter Weise perforiert sind, eine Abzweigresonatorkammer (7) angeordnet ist, die von den Eintrittsrohren in bekannter Weise ohne Anschluß durchdrungen wird und an die allein das in bekannter Weise offen hineinragende Austrittsrohr angeschlossen ist, und daß an der Austrittsseite der Hauptkammer eine Abzweigresonatorkammer (6) angeordnet ist, die vom Austrittsrohr in bekannter Weise ohne Anschluß durchdrungen wird und an die allein die in bekannter Weise offen hineinragenden Eintrittsrohre angeschlossen sind.