DE29607010U1

DE29607010U1 - Silencer

Info

Publication number: DE29607010U1
Application number: DE29607010U
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2006-04-19
Also published as: EP0802308A1; EP0802308B1; DE59703160D1

Description

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft SchaLldämpfer mit einem Gehäuse und einem das Gehäuseinnere durchquerenden gasführenden Rohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to silencers with a housing and a gas-carrying pipe passing through the interior of the housing according to the preamble of claim 1.

Schal Ldämpfer für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren sind bekannt. Sie haben die Aufgabe, den mit den Abgasen den Motor verlassenden Lärm auf ein für die Umwelt verträgliches Haß zu reduzieren, Sie bedienen sich dabei der physikalischen Grundprinzipien Absorption, Reflexion und Inte rferenz.Sound dampers for exhaust systems of combustion engines are well known. Their task is to reduce the noise leaving the engine with the exhaust gases to a level that is acceptable for the environment. They use the basic physical principles of absorption, reflection and interference.

Es ist das Bestreben jedes Entwicklers von Schalldämpfern, die schalldämpfende Wirkung mit einem möglichst geringen Aufwand an Material und Raumbedarf zu verwirklichen. Das größte Problem machen dabei die tieffrequenten Anteile des Lärms, da nach den Gesetzen der Physik die benötigten Volumina mit abnehmender Frequenz zunehmen.It is the aim of every silencer developer to achieve the sound-dampening effect with the least possible expenditure on material and space. The biggest problem here is the low-frequency portion of the noise, since according to the laws of physics the volumes required increase with decreasing frequency.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,The present invention is therefore based on the object

einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben,to specify a silencer of the type mentioned above,

der bei geringem Material- und Platzbedarf eine breitbandige Reduzierung des Störschalls ermöglicht.which enables a broadband reduction of noise with minimal material and space requirements.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a silencer having the features of claim 1.

Die überraschend gute Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Schalldämpfers beruht zunächst darauf, daß das gesamte Gehäuseinnere das Volumen, das über dem Rohrdurchbruch befestigte Rohrstück den Hals eines Helmho Itz-Resonators bilden, dessen Resonanzfrequenz durch die Länge des Halses in weiten Grenzen abgestimmt werden kann, ohne daß das GehäusevoLumen geändert werden müßte. Dank des mitThe surprisingly good effectiveness of the silencer according to the invention is based on the fact that the entire interior of the housing forms the volume, and the pipe section attached above the pipe opening forms the neck of a Helmholtz resonator, whose resonance frequency can be adjusted within wide limits by the length of the neck without the housing volume having to be changed. Thanks to the

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schalLabsorbierendem Material gefüllten Gehäuseteils ist die Resonanzkurve des He Imholtz-Resonators deutlich verbreitert und die schallabsorbierende Wirkung des He Imholtz-Resonators erstreckt sich über einen entsprechend breiten F requenzberei ch.Due to the housing part filled with sound-absorbing material, the resonance curve of the He Imholtz resonator is significantly broadened and the sound-absorbing effect of the He Imholtz resonator extends over a correspondingly wide frequency range.

Gleichzeitig bildet das Gehäuseinnere in Verbindung mit der Perforation im gasführenden Rohr einen Lambda-Viertel-Resonator, der bei höheren Frequenzen schallreduzierend wirkt. Durch die Positionierung der Perforation im Bereich des scha I Labsorbierenden Materials wird ebenfalls eine Verbreiterung der Resonanzkurve bewirkt.At the same time, the interior of the housing, in conjunction with the perforation in the gas-carrying pipe, forms a quarter-wave resonator, which has a sound-reducing effect at higher frequencies. The positioning of the perforation in the area of the sound-absorbing material also causes the resonance curve to be broadened.

Ebenfalls scha 11 reduzierend wirkt die Tatsache, daß die akustischen Wellen im Inneren des Schalldämpfers auf zwei unterschiedlich langen Wegen vom Eingang zum Ausgang gelangen, nämlich zum einen auf dem direkten Weg durch das gasführende Rohr, zum anderen auf einem Umweg durch das Gehäuseinnere. Die Frequenzen, bei denen durch Interferenz eine Reduzierung bzw. Auslöschung des Störschalls stattfindet, wurden durch geschickte Dimensionierung so gelegt, daß der Schalldämpfer insgesamt eine breitbandige Wirkung von den tiefsten bis zu den hohen Frequenzen aufwei st.Another noise-reducing factor is the fact that the acoustic waves inside the silencer travel from the inlet to the outlet along two paths of different lengths: firstly, directly through the gas-carrying pipe, and secondly, a detour through the inside of the housing. The frequencies at which interference reduces or eliminates the noise have been carefully dimensioned so that the silencer has a broad-band effect from the lowest to the highest frequencies.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das den Hals des He Imholtz-Resonators bildende Rohrstück als Halbrohr ausgebildet und auf dem Gasrohr liegend befestigt. Diese Ausgestaltung ergibt bei minimalem Materialaufwand eine maximal stabile Konstruktion.According to an advantageous embodiment of the invention, the pipe section forming the neck of the He Imholtz resonator is designed as a half pipe and is attached lying on the gas pipe. This design results in a maximally stable construction with minimal material expenditure.

Schließlich empfiehlt es sich, das scha Llabsorbierende Material durch eine perforierte Wand zu halten.Finally, it is recommended to hold the sound-absorbing material through a perforated wall.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erLäutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail in the form of an embodiment with reference to the drawing.

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer als Prinzipdarstellung undFig. 1 a longitudinal section through a silencer as a principle representation and

Fig. 2 das Durchgangsdämmaß eines Schalldämpfers nach Fig. in Abhängigkeit von der Frequenz.Fig. 2 the transmission attenuation of a silencer according to Fig. as a function of the frequency.

Der in Fig. 1 dargestellte Schalldämpfer besteht aus einem Gehäuse 1 herkömmlicher Bauart. Das Gehäuseinnere 2 durchquert ein gasführendes Rohr 3. Ein Endbereich des Gehäuseinneren 2 ist mit schallabsorbierendem Material 7 gefüllt, das durch eine perforierte Wand 8 in Position gehalten wird.The silencer shown in Fig. 1 consists of a housing 1 of conventional design. The housing interior 2 passes through a gas-carrying pipe 3. One end region of the housing interior 2 is filled with sound-absorbing material 7 which is held in position by a perforated wall 8.

Das gasführende Rohr 3 ist mit zwei akustisch wirksamen öffnungen versehen. Die eine öffnung ist ein Durchbruch 4, der sich in dem leeren Teil des Gehäuseinneren 2 befindet, über den Durchbruch 4 ist ein Rohrstück 5 in Form eines Halbrohrs auf dem gasführenden Rohr 3 liegend befestigt. Das Rohrstück 5 wirkt als HaIs_-, das Gehäuseinnere 2 als Volumen eines He Imho Itz-Resonators, wobei das schallabsorbierende Material 7 eine Verbreiterung der Resonanzkurve bewirkt.The gas-conducting pipe 3 is provided with two acoustically effective openings. One opening is an opening 4, which is located in the empty part of the housing interior 2, and a pipe section 5 in the form of a half-pipe is attached to the gas-conducting pipe 3 via the opening 4. The pipe section 5 acts as a half _- pipe, and the housing interior 2 acts as the volume of a He Imho Itz resonator, with the sound-absorbing material 7 causing a broadening of the resonance curve.

In dem mit schallabsorbierendem Material 7 gefüllten Bereich des Gehäuseinneren 2 befindet sich die zweite akustisch wirksame öffnung in Form einer Perforation 6. Das Gehäuseinnere 2 in Verbindung mit der Perforation 6 bildet einen Lambda-Vierte l-Resonator, dessen Resonanzfrequenz durch die Länge des Gehäuses 1 bestimmt ist. Die Resonanzkurve des Lamda-VierteL-Resonators wird wiederum durch das schallabsorbierende Material 7 bedämpft und in gewünschter Weise verbreitert. Dank der Anordnung des schallabsorbierenden Materials 7 direkt über der Perforation 6, d. h. am Ort der größten Schallschnelle, ist die Verbreiterung der Resonanzkurve maximal.The second acoustically effective opening in the form of a perforation 6 is located in the area of the housing interior 2 filled with sound-absorbing material 7. The housing interior 2 in conjunction with the perforation 6 forms a quarter-wave resonator, the resonance frequency of which is determined by the length of the housing 1. The resonance curve of the quarter-wave resonator is in turn dampened by the sound-absorbing material 7 and broadened as desired. Thanks to the arrangement of the sound-absorbing material 7 directly above the perforation 6, i.e. at the location of the greatest sound velocity, the broadening of the resonance curve is maximum.

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Des weiteren erreicht - vom Eingang des Scha L Idämpfers kommend - der Störschall auf zwei unterschiedlichen Wegen den Ausgang des Schalldämpfers. Ein Teil des Störschalls nimmt den direkten Weg durch das gasführende Rohr 3, ein anderer Teil nimmt den Umweg vom Durchbruch 4 durch das Gehäuseinnere 2 zur Perforation 6, Es kommt daher zu Interferenzen, deren Frequenzen durch die Wegedifferenzen definiert sind. Auch hierbei wirkt das schallabsorbierende Material 7 im Sinne einer Verbreiterung der Interferenzkurve.Furthermore, the noise coming from the inlet of the silencer reaches the outlet of the silencer via two different paths. Part of the noise takes the direct path through the gas-carrying pipe 3, another part takes the detour from the opening 4 through the interior of the housing 2 to the perforation 6. This results in interference, the frequencies of which are defined by the path differences. Here too, the sound-absorbing material 7 acts to broaden the interference curve.

Fig. 2 zeigt das Durchgangsdämmaß A in Abhängigkeit von der Frequenz f für einen Schalldämpfer gemäß Fig. 1 , dessen Volumen ca. 9 I betrug, wobei etwa 20 % des Gehäuseinneren mit schallabsorbierendem Material gefüllt war. Die schalldämpfende Wirkung beginnt schon bei wenigen Herz und erstreckt sich von wenigen Resonanzeinbrüchen abgesehen bis über 600 Hz. Damit ist der gesamte für die tieffrequente Abgasakustik wichtige Bereich abgedeckt. In Fahrzeugversuchen wurde die außerordentliche Wirkungsweise des Systems mit einer Verbesserung gegenüber einfachen Absorptionsschalldämpfern von bis zu 10 dB(A) bewiesen.Fig. 2 shows the transmission attenuation A as a function of the frequency f for a silencer according to Fig. 1, the volume of which was approximately 9 l, with approximately 20% of the housing interior filled with sound-absorbing material. The sound-damping effect begins at just a few Hz and, apart from a few resonance dips, extends to over 600 Hz. This covers the entire range important for low-frequency exhaust gas acoustics. In vehicle tests, the extraordinary effectiveness of the system was proven with an improvement of up to 10 dB(A) compared to simple absorption silencers.

Claims

Protection claims:

1. Silencer with a housing (1), a gas-carrying pipe (3) that passes through the housing interior (2) and with acoustically effective openings (4, 6) in the pipe (3), characterized in that the first opening is an opening (4), that a pipe section (5) is attached above the opening (4), that part of the housing interior (2) is filled with sound-absorbing material (7) and that a perforation (6) is provided as a second opening in the area of the sound-absorbing material (7).

2. Silencer according to claim 1, characterized in that the pipe section (5) is designed as a half pipe and is attached horizontally to the gas pipe (3).

3. Silencer according to claim 1 or 2, characterized in that the sound-absorbing material (7) is held by a perforated wall (8).