DE575508C

DE575508C - Schalldaempfung bei Brennkraftmaschinen durch Teilung des Auspuffstromes in zwei schrauben- oder spiralfoermig fortschreitende Teilstroeme

Info

Publication number: DE575508C
Application number: DED61818D
Authority: DE
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1931-09-02
Filing date: 1931-09-02
Publication date: 1933-04-28

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Schalldämpfung bei Brennkraftmaschinen durch Teilung des Auspuffstromes in zwei schrauben- oder spiralförmig fortschreitende Teilströme und besteht im wesentlichen darin, daß die Teilströme im gleichen Schraubensinne, jedoch mit umgekehrter Bewegungsrichtung gegeneinander geführt, hierbei ineinandergeschraubt werden und dadurch die ihnen innewohnende Kraft vernichtet wird.

Diese Art der Schalldämpfung bewirkt vor allem ein weiches, federndes Ineinanderwir' bein und gegenseitiges Auffangen der beiden Ströme, wodurch die Energie der sogenannten Wellenberge vernichtet und ein gleichmäßiger Abgasstrom erzeugt wird. Zweckmäßig werden die so ineinandergeschraubten Teilströme erst jeweils hinter der Eintrittstelle des Gegenstromes abgeführt, so daß das Gegeneinanderwirken auf eine möglichst große Länge erfolgt und die Stoßenergien in möglichst vollkommener Weise beseitigt werden. Ein besonderer Ausgleichraum, in welchem die beiden Ströme wieder zusammengeführt werden, bewirkt einen sehr gleichmäßigen Abfluß der Abgase aus dem Schalldämpfer.

Das Verfahren vermeidet gewisse Nachteile der bisherigen Verfahren, z. B. größere Leistungsverluste, unvollkommene Geräuschlosigkeit, große Raumbeanspruchung o. dgl. und bietet zugleich, z. B. für Niederrahmenfahrzeuge, den Vorteil, daß auch bei wirksamster Schalldämpfung ein übermäßig großer Auspufftopf vermieden und die vorgeschriebene Bodenhöhe ohne Beeinträchtigung der Konstruktion eingehalten werden kann. Auch tritt gleichzeitig keine allzu starke Wärmeentwicklung, wie z. B. bei großen Auspuff topf en, auf. Eine solche raumsparende Ausbildung des Schalldämpfers ist z. B. dadurch möglich, daß die Trennwände in besonders zweckmäßiger Weise angeordnet werden und eine entsprechend vorteilhafte Führung des Gasstromes ergeben. Auch werden gleichzeitig schädliche Drosselstellen vermieden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer,

Abb. 2 einen Längsschnitt senkrecht zu demjenigen nach Abb. 1,

Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie A-A₁ Abb. 4 einen Querschnitt nach Linie B-B₁ Abb. 5 einen Querschnitt nach Linie C-C, Abb. 6 einen Querschnitt nach Linie D-D₁ Abb. 7 einen Querschnitt nach Linie E-E, Abb. 8 einen Querschnitt nach Linie F-F. Hierbei bedeutet α die vom Motor kommende Auspuffleitung, b den Auspüfftopf und c die ins Freie führende Leitung. Das Innere des Auspufftopfes ist durch eine bis zur Querwand h sich erstreckende rohrförmige Wandung d, d' in einen rohrförmigen Innenraum

und einen Außenraum mit ringförmigem Querschnitt unterteilt, wobei das Rohr auf der mit d' bezeichneten Längsseite an den Enden bei e und e' abgeschnitten ist. Auf dieser Seite ist ferner innerhalb des Rohres d, d^r eine längs durchlaufende, im Querschnitt halbkreisförmig gebogene Wand f sowie ferner eine ebenfalls längs durchlaufende, den zwischen den Wandungen f und d gebildeten ίο Raum im wesentlichen diagonal durchquerende Wand g eingesetzt. Die Öffnung in der Querwand h wird nach der Auslaßseite zu durch eine kegelförmige Wandung i abgeschlossen.

Durch die Anordnung dieser Wandungen entstehen eine Reihe von Räumen, welche von den Auspuffgasen nacheinander durchströmt werden. Aus dem Rohr α gelangen die Gase zunächst in den sich allmählich verjüngenden ίο Gas- oder Düsenrohrraum I, der durch zwei Düsen k und k' mit dem äußeren Wirbelraum II in Verbindung steht. Diese Düsen sind an den entgegengesetzten Enden der Wand d angeordnet, und zwar derart, daß den durch diese Düsen geführten beiden Teilströmen eine entgegengesetzt schraubenförmige Bewegung erteilt wird. Hierdurch tritt eine gegenseitige Durchdringung der mit großer Geschwindigkeit aufeinandertreffenden Ströme ein, wodurch die sogenannten Wellenberge der stoßweise austretenden Abgase vernichtet werden. Die vollkommene Durchwirbelung ■ der gleichmäßig geteilten und in schraubenförmige, gegenläufige Bewegung versetzten Abgassäule wirkt weich und federnd, so daß die Abgassäule gleichmäßig nach den beiden Enden des Raumes II abfließen und durch die öffnungen e und e' in den insbesondere der Entspannung dienenden Ausgleichraum III eintreten kann.

Wie die Abb. 3 bis 7 zeigen, besitzt dieser Raum einen halbringförmigen Querschnitt und steht durch zwei Reihen von gleichmäßig über die ganze Länge des Raumes verteilten schlitzförmigen Düsen I und V mit dem inneren, sich nach hinten erweiternden Auslaßraum IV in Verbindung, so daß die Gase gleichmäßigundungedrosseltaus dem Raum III in den Raum IV übertreten können. Die den Raum IV gegen den Raum I abtrennende Wand g ist hierbei derart ausgebildet, daß die Längsanschlüsse dieser Wandung an der sie umgebenden Wandung in einer Längsmittelebene liegen und der sich erweiternde Querschnitt aus veränderlichen Vertiefungen g' bzw. veränderlichen Erhöhungen g" in bezug auf diese Längsebene gebildet wird.

Den Räumen I bis IV ist ferner ein die Abgassäule ausgleichender Nachschallraum V angegliedert, in den die Abgase aus dem sich allmählich und gleichmäßig verjüngenden durch die düsenförmige Wandung i abgeschlossenen Raum IV durch z. B. zwei Düsen m und m' so übergeführt werden, daß sie diesen in gleichmäßig drehender Bewegung durchströmen.

Durch die öffnungen η treten die Abgase in das eigentliche Auslaßrohr C₁ um dann ins Freie zu gelangen. Im einzelnen kann die Ausführung natürlich auch weitgehend von dem beschriebenen Beispiel abweichen.

Um z. B. ein noch wirksameres Durchdringen und Durcheinanderwirbeln der beiden aus den Düsen h und ¥ austretenden, entgegengerichteten Ströme zu erzielen, können die Düsen jeweils noch weiter in mehrere Einzeldüsen aufgelöst werden, wobei diese Einzeldüsen unter verschiedenen Neigungen. angeordnet sein können. Wenn auch die Anordnung und Durchbildung der Düsen, z. B. gemäß dem Ausführungsbeispiel, so getroffen wird, daß eine Verrußung und dadurch bedingte Veränderlichkeit in der Wirkungsweise vermieden wird, so kommt es doch sehr häufig vor, daß der Motor entweder mit zu sattem Gemisch gespeist wird oder an und für sich eine schlechte Verbrennung hat und daher bei längerem Betrieb eine Rußablagerung in der Auspuffanlage unvermeidlich ist. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung durch Lösen der Ein- und Auslaßdeckel der Rohre eine schnelle Beseitigung des Rußansatzes vor. An der Querwand h -kann z. B. eine weitere Teilung des Auspufftopfes vorgesehen sein, wobei der düsenförmige Deckel i ein besonderes Stück bilden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schalldämpfung bei Brennkraftmaschinen durch Teilung des Auspuffstromes in zwei schrauben- oder spiralförmig fortschreitende Teilströme, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilströme in gleichem Schraubensinne, jedoch mit umgekehrter Bewegungsrichtung gegeneinander geführt, hierbei ineinandergeschraubt werden und dadurch die ihnen innewohnende Kraft vernichtet wird.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen z. B. ringförmigen Rohrraum (II) mit je einer an den Enden des Raumes angeordneten Austrittsöffnung {e, e') und je einer vor diesen Enden angeordneten, nach der Mitte des Raumes zu gegeneinander gerichteten und schraubenförmig einmündenden Eintrittsöffnungen (k, k') derart, daß die aus den letzteren in den Raum eintretenden Teilströme sich über die ganze Länge des rohrförmigen Raumes ineinanderschrauben und jeweils an der ihrer Eintrittsöffnung

(ζ. Β. k) gegenüberliegenden Austrittsöffnung (ζ. B. e') abgeführt werden.

3. Schalldämpf er nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den entgegengesetzten Enden des Wirbelraumes (II) durch die Austrittsöffnungen (e, e') austretenden Teilströme von entgegengesetzten Seiten einem der Länge des Wirbelraumes entsprechenden Ausgleichraum (III) zugeführt werden, aus welchem die Gase durch möglichst gleichmäßig über die ganze Länge des Raumes verteilte Öffnungen {Ι, Γ) abgeführt werden.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den aus dem Ausgleichraum (III) abgeführten Gasen vor der Abführung ins Freie z. B. mittels Düsen (m, m') in an sich bekannter Weise eine Drehbewegung erteilt wird.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase infolge der Unterteilung der Längswände im wesentlichen in -. Achsrichtung in den einen Teilraum eingeführt, in einem zweiten Teilraum in entgegengesetzter Richtung zurückgeführt und in einem dritten Teilraum wieder in Achsrichtung ζ. Β. abgeführt werden.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Auspufftopfes durch eine im wesentlichen diagonal verlaufende Trennwand derart unterteilt ist, daß der eine Teilraum sich in Achsrichtung allmählich verjüngt, während der andere Raum sich allmählich erweitert.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase zunächst in den sich verjüngenden Raum, hierauf in einen konzentrischen äußeren Ringraum und von diesem in den sich erweiternden Raum geführt werden.

8. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verjungende Raum (I) als Düsenrohrraum dient, aus welchem die Gase durch Düsen in den ringförmigen Wirbelraum (II) unter Erzeugung einer schraubenförmigen Bewegung geleitet werden.

9. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Raum des Innenrohres (d, d') durch eine z. B. halbkreisförmige Wand (f) weiter in einen äußeren Ausgleichraum (III) mit gleichmäßigem Querschnitt und einen sich nach hinten erweiternden Auslaufraum (IV) unterteilt ist und beide Räume durch z. B. zwei gegenüberliegende Reihen gleichmäßig über die ganze Länge verteilter Öffnungen verbunden sind.

10. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichraum (III) an beiden Enden mit »dem ihn umgebenden Wirbelraum (II) in Verbindung steht, z. B. derart, daß die den Raum (III) umgebende Rohrwandung (d') an den Enden weggeschnitten ist.

11. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Auslaufraum (IV) nach hinten kegelförmig zuläuft, wobei durch ein oder mehrere ungefähr der Länge des Kegels entsprechende Düsen (») die Gase in einen besonderen Nachschallraum (V) geleitet werden.

12. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (m) tangential in den Nachschallraum (V) einmünden, an den das ins Freie führende Rohr (c) exzentrisch angeschlossen ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen