DE69702447T2

DE69702447T2 - Abgasvorrichtung für brennkraftmaschinen und fahrzeug mit dieser vorrichtung

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Publication number: DE69702447T2
Application number: DE69702447T
Authority: DE
Inventors: Wilhelmus Lambertus Arnoldus Meusen
Original assignee: Individual
Current assignee: Jekill & Hyde Co Bv Belfeld Nl
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: WO1997040264A1; US6178745B1; EP0895562A1; EP0895562B1; ATE194410T1; DE69702447D1

Description

Abgasvorrichtung für Brennkraftmaschinen und Fahrzeug mit dieser Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Abgas- bzw. Auspuffanordnung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Art. Eine derartige Anordnung ist aus der US 4 901 528 bekannt.
Die bekannte Anordnung weist einen ersten und einen zweiten Auspuffverteiler auf, die in einem vorbestimmten Bereich zusammengefügt sind und bis zu dem vorbestimmten Bereich unterschiedlich lange Strömungswege aufweisen, wobei mit dem ersten und zweiten Auspuffverteiler in diesem Bereich ein Schalldämpfer verbunden ist. Der Schalldämpfer weist eine Wähl-Ventileinrichtung auf, mit der der Abströmwiderstand desselben veränderbar ist. Weiterhin sind Mittel zum Erfassen der Drehzahl und der Belastung der Maschine vorgesehen, die jeweils ein Signal an eine Steuerung schicken können, die auf diese Signale ansprechend das Wählventil normalerweise schließt, es aber öffnet, wenn die Drehzahl und Belastung der Maschine ein erstes vorbestimmtes Niveau übersteigen. Eine Stelleinrichtung ist vorgesehen, mit der das Ventil selbsttätig öffenbar ist, um das Geräusch und die Resonanz, die die Maschine erzeugt, abzuschwächen.
Diese bekannte Auspuffanordnung ist dahingehend nachteilig, dass ihre Geräuschcharakteristik selbsttätig geregelt wird. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs ist außerstande, die Eigenschaften des vom Fahrzeug erzeugten Geräuschs beliebig zu beeinflussen. Bei einer solchen bekannten Auspuffanordnung ist es also nicht möglich, bspw. die Geräuscheigenschaften aufgrund behördlicher Vorschriften oder des persönlichen Vorzugs einzustellen.
Eine weitere, aus der Praxis bekannte Auspuffanordnung wurde in den Niederlanden von der Fa. Dreyson, Uden, verkauft.
Diese bekannte Anordnung weist einen Auspuff auf, der mit der Maschine insbesondere eine Motorrads verbindbar ist und ein Rohr aufweist, in das ein Schalldämpfer eingebaut ist. Am betrieblich von der Maschine abgewandten Ende des Auspuffs sitzt eine Serie von Scheiben. Im Betrieb werden die Abgase die Scheiben entlang geführt, wobei - abhängig von der Anzahl der hintereinander angeordneten Scheiben - eine bestimmte Dämpfungscharakteristik entsteht. Um diese Dämpfungscharakteristik zu beeinflussen, lassen sich Scheiben hinzufügen oder wegnehmen; beide diese Maßnahmen beeinflussen insbesondere das im Betrieb erzeugte Geräusch sowie den Staudruck des Auspuffs. Um bei dieser Auspuffanordnung die Anzahl der Scheiben zu ändern, müssen mehrere Befestigungsschrauben gelöst werden; danach lassen Scheiben sich herausnehmen oder hinzufügen. Dann müssen die - ggf. längere - Schrauben wieder eingesetzt werden. Die Maschine muss nun angelassen werden, um die Änderung der Dämpfungseigenschaften zu prüfen, wonach man erforderlichenfalls die Anzahl der Scheiben erneut ändern muss. Auf diese Weise läßt sich eine geeignete Anzahl Scheiben iterativ bestimmen. Ein wesentlicher Nachteil der Anordnung ist, dass bei jedem Ändern der Dämpfungscharakteristik die Maschine abgeschaltet und die oben ausgeführte Schrittfolge - gewöhnlich mehrfach hintereinander - ausgeführt werden muss; darüber hinaus sind Ersatzteile und Werkzeuge erforderlich. Folglich sind die Mittel zum Einstellen der Dämpfungscharakteristik für ein rasches und einfaches Einstellen ungeeignet. Insbesondere ist dieses Einstellen nicht an einer laufenden Maschine möglich, da der Druck und die Temperatur der Abgase so hoch sind, dass ein Handhaben der Auspuffanordnung und insbesondere ein Arbeiten in deren Innerem ohne die Gefahr von Verbrennungen nicht möglich sind.
Ziel der Erfindung ist eine Anordnung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art, die die erwähnten Nachteile vermeidet, die Vorteile aber beibehält. Zu diesem Zweck weist eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 auf.
Eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung weist mindestens einen ersten und einen zweiten Verbrennungs- bzw. Abgasströmungsweg auf. Liegen zwei unterschiedliche Abgasströmungswege vor, werden im Betrieb die Abgase wahlweise auf dem ersten Abgasströmungsweg, zum Teil auf dem ersten und zum Teil auf dem zweiten Abgasströmungsweg oder ggf. insgesamt auf dem zweiten Abgasströmungsweg geführt. Indem man die Steuerung betätigt, läßt das Verhältnis der auf den Abgasströmungswegen jeweils strömenden Abgasanteile sich während des Betriebs einstellen. Werden die Abgase bspw. zu 100% auf dem ersten Abgasströmungsweg geführt, bestimmen dessen Dämpfungseigenschaften die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung. Wird ein Teil der Abgase auf dem zweiten Abgasströmungsweg geführt, entsteht eine Dämpfungscharakteristik, die eine Kombination der Dämpfungscharakteristiken der beiden Abgasströmungswege darstellt. Auf diese Weise läßt sich das Auspuffgeräusch bspw. durch Betätigen der Steuereinrichtung bestimmen.
Da die Abgasströmungswege in der Auspuffanordnung definiert sind und sich ohne Aus- und Einbauvorgänge und dergl. selektiv schalten lassen, läßt sich das Geräusch, das ein mit der erfindungsgemäßen Auspuffgasanordnung ausgerüstetes Fahrzeug abgibt, in jedem Fall nach Wunsch oder Notwendigkeit bezüglich Tonhöhe und Lautstärke einstellen. Dies ist besonders vorteilhaft, wo das Fahrzeug bspw. an Orten betrieben wird, wo für die zulässige Geräuschentwicklung unterschiedliche oder sich ändernde Lärmschutzbestimmungen bestehen - bspw. in einem Grenzgebiet, wenn man eine Landesgrenze überquert. Weiterhin bietet eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung den Vorteil, dass unterschiedliche Fahrzeugbenutzer mit - ggf. Zeit- und situationsabhängig - unterschiedlichen Geräuschpräferenzen das erzeugte Maschinengeräusch im Betrieb problemlos einstellen können. Schließlich läßt eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung ein einfaches Einstellen des Auspuffdrucks auch im Betrieb zu. Alles dies ist möglich, während die Möglichkeit erhalten bleibt, erwünschtenfalls ohne Schwierigkeiten zu der für authentisch gehaltenen Geräuschcharakteristik zurück zu kehren.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung die Merkmale des Anspruchs 2 auf.
Bei einer solchen Anordnung lassen sich unterschiedliche Auspuffe verwenden, die man selektiv betätigt, um den gesamten Abgasstrom oder einen Teil desselben zu führen. Dabei benutzt man bspw. einen ersten Auspuff im ersten und einen weiteren Auspuff im zweiten Abgasströmungsweg. Der eine Auspuff kann bspw. ein amtlich zugelassener Standard-, der andere ein Sonderauspuff sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Anordnung die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 auf.
Die Ventileinrichtungen bieten den Vorteil, dass in jedem Fall auf einfache Weise eine geeignete Wahl zwischen den vorhandenen Auspuffen getroffen werden kann. Mittels der Ventileinrichtung läßt der Abgasstrom sich insgesamt über einen der Auspuffe führen oder auf mehrere Auspuffe verteilen. Versieht man den Verteiler mit Kanälen unterschiedlichen Strömungswiderstands, braucht vorteilhafterweise die Ventileinrichtung nur in dem Kanal mit dem niedrigsten Strömungswiderstand vorzuliegen. Sind beide Kanäle freigegeben, werden die Verbrennungsgase auf jedem Fall mindestens im wesentlichen den Kanal mit dem niedrigsten Strömungswiderstand wählen. Nur wenn dieser Kanal verschlossen ist, werden sie auf den zweiten oder weitere Kanäle geleitet. Folglich läßt sich eine im Aufbau einfache, robuste und problemlos betätigbare Ventileinrichtung einsetzen, die kaum empfindlich gegenüber Ablagerungen und Schäden ist.
In einer alternativen Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung die Merkmale des Anspruchs 6 auf.
Im Betrieb geben die Abdeckeinrichtungen jeweils einen Teil eines Schalldämpfers frei, durch den die Abgase strömen sollen. Bei Freigabe eines größeren Teils des Schalldämpfers steigt die Dämpfung, wird das Geräusch abgesenkt und ändert sich der Auspuffdruck. Man erhält also schon mit einem einzigen Auspuff eine - im Betrieb beeinflussbare - Variation der Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung die Merkmale des Anspruchs 8 auf.
Im Betrieb strömen die Abgase der Verbrennungskraftmaschine durch und um die Elemente des Schalldämpfers. In diesem Zusammenhang ist der Raum zwischen den Schalldämpferelementen im wesentlichen der bestimmende Faktor für das Ausmass der Dämpfung und daher für die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung. Durch Vergrößern und Verkleinern dieses Zwischenraumes bei mindestens einigen der Schalldämpferelemente läßt sich im Betrieb eine variable Dämfpungscharakteristik auf einfache Weise und mit baulich einfachen Mitteln erreichen. Die Schalldämpferelemente können bspw. scheibenförmig sein und mit einer Federeinrichtung auseinander gedrückt werden; eine Zugeinrichtung wird vorgesehen, um die Schalldämpferelemente zu einander zu ziehen.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung hat vorzugsweise die Merkmale des Anspruchs 9.
Da die Einrichtung zum Steuern der Dämpfungscharakteristik fernsteuerbar ist, erhält man den Vorteil, dass diese Einrichtung und folglich die Dämpfungscharakteristik vom Fahrersitz des mit der erfindungsgemäßen Auspuffanordnung ausgerüsteten Fahrzeugs aus steuerbar sind; die Dämpfungscharakteristik läßt sich also am fahrenden Fahrzeug einstellen, ohne dass es zunächst in den Stillstand gebracht werden muss. Weiterhin besteht keine Gefahr von Verbrennungen am Körper oder der Kleidung usw. der Person, die die Einrichtung betätigt. Auch eine Feineinstellung des Geräuschs ist auf einfache Weise möglich.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung, insbesondere ein Motorrad, ein Moped oder einen Personenkraftwagen.
Zur Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden beispielhafte Ausführungsformen einer Auspuffanordnung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt als Seitenriss eine erste Ausführungsform einer Auspuffanordnung bei fortgelassenem Gehäuse;
Fig. 1A zeigt die Auspuffanordnung der Fig. 1 mit eingestelltem ersten Abgasströmungsweg;
Fig. 1B zeigt die Auspuffanordnung der Fig. 1 mit eingestelltem zweiten Abgasströmungsweg;
Fig. 2 zeigt als Seitenriss eine zweite Ausführungsform einer Auspuffanordnung bei fortgelassenem Gehäuse;
Fig. 3 zeigt als Seitenriss eine dritte Ausführungsform einer Auspuffanordnung bei fortgelassenem Gehäuse;
Fig. 4 zeigt als Seitenriss eine vierte Ausführungsform einer Auspuffanordnung bei fortgelassenem Gehäuse;
Fig. 5 zeigt im Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform einer Auspuffanordnung mit Einzelrohr-Aufbau; und
Fig. 6 zeigt ein Ventil für die Verwendung in einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung.
Die Fig. 1 zeigt im Seitenriss eine Auspuffanordnung 1 mit einem Zulaufrohr 2, einem Verteiler 3 und einem ersten sowie einem zweiten Auspuff 4 bzw. 5. Im Einsatz ist das Zulaufrohr 2 mit einem ersten Ende an eine Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) angeschlossen - bspw. den 2- oder 4-Takt-Motor eines Motorrads oder Personenwagens. Am entgegengesetzten zweiten Ende ist das Zulaufrohr 2 mit einem ersten Verbindungsstutzen 6 des Verteilers 3 verbunden. Auf der vom ersten Verbindungsstutzen 6 abgewandten Ende weist der Verteiler 3 einen zweiten und über diesem einen dritten Verbindungsstutzen 7 bzw. 8 auf. Der erste Auspuff ist an den zweiten Verbindungsstutzen 7, der zweite Auspuff 5 an den dritten Verbindungsstutzen 8 angeschlossen.
Der erste und der zweite Auspuffstutzen 6, 7 liegen unmittelbar hintereinander; der erste Strömungskanal zwischen ihnen ist gradlinig. In der Fig. 1A ist der erste Verbrennungs- bzw. Abgasströmungsweg V&sub1; gezeigt, dessen Eigen-Strömungswiderstand verhältnismäßig niedrig ist. Der erste und der dritte Verbindungsstutzen 6, 8 liegen schräg über und/oder bei einander, und zwar so, dass der zweite Strömungskanal zwischen ihnen gekrümmt verläuft. Die Fig. 1B zeigt den zweiten Abgasströmungsweg V&sub2;, dessen Eigen-Strömungswiderstand verhältnismäßig hoch ist. Daher ist der Verteiler 3 angenähert Y-förmig.
In bzw. am zweiten Verbindungsstutzen 7 befindet sich ein Ventil 9, das mittels einer schaubildlich angedeuteten Servosteuerung 10 im Stutzen 7 zwischen einer ersten Extremlage, in der der Durchgang durch den zweiten Verbindungsstutzen 7 mindestens im wesentlichen vollständig freigegeben ist (Fig. 1A) und einer zweiten Extremlage kippbar ist, in der der zweite Verbindungsstutzen 7 mindestens im wesentlichen vollständig geschlossen ist (Fig. 1B). Nimmt das Ventil 9 die erste Lage ein (Fig. 1A), ist der Strömungswiderstand des ersten Abgasströmungswegs V&sub1; weitaus niedriger als der des zweiten Abgasströmungswegs V&sub2;; im Einsatz werden die Abgase der Verbrennungskraftmaschine fast vollständig über den ersten Abgasströmungsweg V&sub1;, d. h. durch den ersten Auspuff 4 ausgestoßen. Daher wird die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung fast vollständig vom ersten Auspuff 4 bestimmt. Befindet das Ventil sich in der zweiten Lage (Fig. 1B), lassen die Abgase sich nicht über den ersten Auspuff führen, so dass sie durch den zweiten Auspuff 5 abströmen. Die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung wird dann fast vollständig vom zweiten Auspuff 5 bestimmt.
Die Fig. 6 zeigt schaubildlich ein Ventil 9 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung. Das Ventil 9 weist einen ringförmigen Ventilsitz 13 auf, der dicht abschließend bspw. im Verbindungsstutzen 7 angeordnet sein kann. Der Ventilsitz 13 hat eine obere Hälfte 13A, die in de Axialrichtung des Verbindungsstutzens 7 gegenüber der unteren Hälfte 13B des Ventilsitzes um eine Strecke etwa entsprechend der Dicke des Ventilkörpers 14 versetzt ist. Der Ventilkörper 14 ist scheibenförmig und mit einer Schwenkachse 15 drehbar, die in Lagern 16 im Verbindungsstück 17 zwischen den beiden Ventilsitzhälften 13A, 13B drehgelagert ist. Die Schwenkachse 15 steht mindestens einseitig aus dem Stutzen 7 vor. Die Fig. 6 zeigt den Ventilkörper 14 durchgezogen in der Schließlage (Fig. 1B) und gestrichelt in der vollen Offenlage (Fig. 1A). In der Schließlage liegt der Ventilkörper 14 an der seitlich der Schwenkachse liegenden oberen und unteren Hälfte 13A, 13B des Ventilsitzes 13 an. Ein solches Ventil 9 ist leicht zu fertigen, einzubauen und zu betätigen, ist robust und kaum empfindlich bspw. gegenüber Verkrustungen insbesondere durch Verkohlung und widersteht den Auspuffdrücken.
Der erste Auspuff 4 kann bspw. ein Standard-Auspuffsein, der in einem ersten Land zugelassen ist und dessen maximales Auspuffgeräusch die dort geltenden gesetzliche Forderungen erfüllt, während der zweite Auspuff 5 bspw. eine Ausführung sein kann, die in einem anderen - bspw. einem angrenzenden - Land zugelassen ist. Zu diesem Zweck sind die Auspuffe bspw. mit unterschiedlichen Schalldämpfern 12 ausgerüstet. An der Grenze zwischen den beiden erwähnten Ländern läßt sich das Ventil mittels der Schalteinrichtung 10 in eine der beiden Extremlagen bringen, und zwar so, dass der Auspuff 4 oder 5, d. h. der im zu betretenden Land zugelassene Abgasströmungsweg V&sub1; oder V&sub2; eingeschaltet wird. Optional läßt das Ventil 9 sich in eine Zwischenlage bringen derart, dass ein erster Teil der Abgase auf dem ersten Abgasströmungsweg V&sub1; und der Rest der Abgase auf dem zweiten Abgasströmungsweg V&sub2; geführt werden. Dadurch entsteht abhängig von der Verteilung der Abgase eine Kombination der Dämpfungscharakteristiken der beiden Auspuffe 4 und 5. Natürlich lassen sich auch andere oder eine größere Anzahl von Auspuffen kombinieren - bspw. ein Standard- und ein Open-Flow-Auspuff.
Auch andere Auspuffe 4, 5 lassen sich ansetzen - bspw. ein Auspuff mit maximaler und einer mit minimaler Dämpfung oder einer mit normalem und ein zweiter mit einem sportlicheren Auspuffgeräusch. Weiterhin läßt sich mittels des Ventils 9 der Auspuffdruck der Anordnung 1 einstellen, was einen zusätzlichen Vorteil hinsichtlich einer besseren Motorleistung erbringen kann.
Vorzugsweise wird das Ventil 9 von der Servosteuerung 10 über einen Riementrieb oder dergl. angetrieben. Ist bspw. ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Auspuffanordnungen 1 ausgerüstet, erhält man den Vorteil, dass bei der Ansteuerung derselben die Ventile 9 zuerst zum Abgleich in eine Extremlage gebracht werden können, wobei der Schlupf des Riementriebs gewährleistet, dass die Ventile 9 nicht beschädigt werden; danach lassen die Ventile 9 sich in die Solllage bringen. So ist gewährleistet, dass die Ventile 9 allesamt die gleiche Lage einnehmen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass, indem das oder jedes Ventil 9 in Richtung einer der Extremlagen vorgespannt wird oder werden kann, ein Standard- bzw. Vorzugsauspuff im Prinzip in den eingeschalteten Abgasströmungsweg V eingefügt wird, ein unterschiedlicher Auspuff aber bewusst zugeschaltet werden muss. Dadurch wird verhindert, dass ein unzulässiger Auspuff unbeabsichtigt zugeschaltet wird.
Die Fig. 2 zeigt eine alternative Auspuffanordnung 21, bei der der erste und der zweite Auspuff 24 bzw. 25 in einem gemeinsamen Auspuffgehäuse 31 sitzen. In dieser Ausführungsform ist das Ventil 29, das ebenfalls mittels einer Servosteuerung 30 betätigbar ist, im integrierten Verteiler 23 zwischen dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verbindungsstutzen 26, 27 bzw. 28 angeordnet. Das Ventil 29 kann im Betrieb über den ersten Verbindungsstutzen 26 zuströmende Abgase auf den ersten Auspuff 24 und/oder den zweiten Auspuff 25 lenken. So lassen sich der erste und der zweite Abgasströmungsweg oder eine Kombination beider einschalten. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, eines verhältnismäßig gedrängten Aufbaus; weiterhin weist sie nur ein Gehäuse 31 auf, was wegen des Aussehens der Anordnung und eines mit ihr ausgerüsteten Fahrzeugs attraktiv ist.
Die Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung 41. In dieser Ausführungsform liegt ein Auspuff 44 vor, der direkt an das Zulaufrohr 42 angeschlossen ist. Im Auspuff 44 befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Schalldämpfer 52, auf den ein Rohrgehäuse 53 aufgeschoben ist. Der Schalldämpfer weist Kanäle für die Motorenabgase auf - vergl. die Öffnungen 54 und den Zentralkanal 55 im Schalldämpfer 52. Das Rohrgehäuse 53 stößt so am Äußeren des Schalldämpfers 52 an, dass durch Verschieben des Rohrgehäuses 53 die Öffnungen 54 sich schließen oder freigeben lassen. Zum Verschieben des Rohrgehäuses 53 ist auch hier eine Servosteuerung 50 vorgesehen, die mit dem Rohrgehäuse 53 über eine antreibbare Schub-Zug-Stange 56 verbunden ist. Die Anzahl der Kanäle im Schalldämpfer 52, die das Rohrgehäuse 53 freilegt, bestimmt mindestens teilweise die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung 41. In dieser Ausführungsform erhält man eine extrem gedrängt und darüber hinaus einfach aufgebaute Auspuffanordnung.
Die Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Auspuffanordnung 61, die ebenfalls einen einzigen Auspuff 64 aufweist, der direkt mit dem Zulaufrohr 62 verbunden ist. Im Auspuff 64 ist auch hier ein Schalldämpfer 72 untergebracht, der in dieser Ausführungsform eine Anzahl scheibenförmiger Dämpferelemente 75 aufweist, die jeweils unter Zwischenlage einer Druckfeder 76 hintereinander angeordnet sind. Durch die Dämpferelemente 75 hindurch verläuft ein Zugelement 77, das von der schaubildlich dargestellten Servosteuerung 70 betätigbar ist. Mittels des Zugelements 77 - bspw. eine Zugstange - lassen die Dämpferelemente 75 sich näher zueinander ziehen, so dass im Einsatz der Schalldämpfer 72 den Abgasen der Verbrennungskraftmaschine einen höheren Strömungswiderstand entgegensetzt. Beim Zueinanderziehen der Dämpferelemente 75 werden die Druckfedern komprimiert, so dass beim Freigeben des Zugelements 77 die Dämpferelemente wieder den größten gegenseitigen Abstand einnehmen, so dass sich der niedrigsten Strömungswiderstand ergibt. Auf diese Weise läßt sich die Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung auf einfache Weise einstellen.
Die Fig. 5 zeigt eine besonders vorteilhafte Einzelrohr-Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auspuffanordnung 81. In dieser Ausführungsform weist die Auspuffanordnung 81 einen einzelnen Auspuff 84 auf, der direkt mit dem Zulaufrohr 82 verbindbar ist und ein Gehäuse 91 sowie ein in diesem mittig angeordnetes perforiertes Rohr 83 aufweist, das in Längsrichtung verläuft und im zusammengesetzten Zustand mit einem Ende an das Zulaufrohr 82 und mit dem anderen Ende an ein Auspuffstück 85 angeschlossen ist. Auf der dem Auspuffstück 85 zugewandten Seite ist im Rohr 83 ein Ventil 89 vorgesehen, das den freien Durchgang des Rohrs 83 in einem ersten Zustand verschließt und in einem zweiten Zustand freigibt. Das Rohr 83 ist unter Belassung eines Zwischenraums von Gehäuse 91 umgeben, das am Zulaufrohr 82 sich fest um das Rohr 83 schließt und stromabwärts des Rohrs 83 und um dieses herum mit dem Auspuffstück 85 in Strömungsverbindung steht. Auf die oben beschriebene Weise ist das Ventil 89 von einer Servosteuerung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand hin und her schaltbar. Am dem Auspuffstück 85 zugewandten Ende ist eine Anzahl bspw. scheibenförmiger Dämpferelemente 95 um das Rohr 83 herum gelegt, die, wenn Abgase hindurch geleitet werden, eine Geräuscheinstellung und -verringerung und ggf. eine Leistungsbegrenzung bewirken.
Die Auspuffanordnung 81 ist so mit einem Zulaufrohr 82 verbunden, dass Abgase eines Motors durch das Zulaufrohr 82 in das perforierte Rohr 83 leitbar sind. Das Ventil 89 wird dann in den zweiten Zustand gebracht, in dem die Abgase über das Rohr 83 und das Auspuffstück 85 praktisch widerstandslos in die Umgebung ausströmen können. In der Fig. 5 ist diese Strömung mit dem Pfeil V&sub1; gezeigt. Hierbei entsteht ein erstes, verhältnismäßig lautes "Motor"- Geräusch.
Wird das Ventil 89 so angesteuert, dass es teilweise oder vollständig schließt, nimmt der Staudruck im Rohr 83 zu, so dass die Abgase ganz oder teilweise durch die Perforation 94 im inneren Rohr 83 hindurch in den Zwischenraum zwischen dem Rohr 83 und dem Gehäuse 91 und dort entlang der Dämpferelemente 95 gezwungen und schließlich über das Auspuffstück 85 in die Umgebung abgelassen werden. Da der Strömungsweg V&sub2; durch die Perforation und über die Dämpferelemente verläuft, ergibt sich eine Änderung und Verringerung des Geräuschs und ggf. auch der Leistung. Durch geeignete Wahl u. a. der Dämpferelemente 95 und der Schichtelemente 96 um das Ventil 89 herum läßt sich eine bestimmte maximale Geräusch-Lautstärke bei geschlossenem Ventil 89 - bspw. 81 dB - einstellen.
Auf vergleichbare Weise lassen sich mehrere Rohr um- und hintereinander verbinden, so dass ein weiteres Einstellen der Geräuschentwicklung und der Leistung möglich werden. Zusätzlich ist eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung zum Messen bspw. des Motoren- oder Auspuffgeräuschs oder eine Stell- und Regeleinrichtung zum (halb-) automatischen Steuern der jeweiligen Auspuffanordnung nachrüstbar.
Unter einem Einstellen der Dämpfungscharakteristik soll hier mindestens das Einstellen des von bzw. durch die Auspuffanordnung erzeugten Geräuschpegels und/oder des Staudrucks bezeichnen, den die Auspuffanordnung für den Motor - jeweils im Betrieb der Auspuffanordnung - erzeugt.
Eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung ist besonders geeignet für den Einsatz mit einem Motorrad, einem Moped oder einem Personenkraftwagen. Dabei kann es sich um mehrere, nebeneinander arbeitende (bspw. jeweils eine pro Zylinder des Motors des Fahrzeugs) oder integrierte Anordnungen handeln.
Bspw. können drei oder mehre Auspuffe mit unterschiedlicher oder vergleichbarer Dämpfungscharakteristik Einsatz finden, während eine Schalteinrichtung vorgesehen sein kann, um die Auspuffe wahlweise einzeln oder in Kombination zuzuschalten. Weiterhin liegen unterschiedliche Kombinationen der in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Merkmale auf der. Hand. Abhängig von der jeweils eingesetzten Auspuffart lassen sich auch verschiedene andere Einrichtungen zum Einstellen der Dämpfungscharakteristik einer Auspuffanordnung auf vergleichbare Weise vorsehen. Setzt man insbesondere eine erfindungsgemäße Auspuffanordnung in einem Personenkraftwagen ein, kann man die Einrichtung zum Einstellen der Dämpfungs charakteristik stromabwärts des ersten und ggf. weiterer Schalldämpfer und ggf. eines Katalysators anordnen, was Kosten und Raum spart.

Claims

1. (A) Auspuffanordnung zur Verwendung mit einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor,

(B) wobei die Auspuffanordnung aufweist: eine Einrichtung zum Verbinden mit dem Verbrennungsmotor,

(C) wenigstens einem Auspuff,

(D) und wenigstens einem Schalldämpfer;

(E) wobei Steuereinrichtungen zum Steuern der Dämpfungscharakteristik der Auspuffanordnung vorgesehen sind, und

(F) wobei die Auspuffanordnung (1, 21, 41, 61, 81) wenigstens einen ersten Verbrennungsgasströmungsweg V&sub1; und einen zweiten Verbrennungsgasströmungsweg V&sub2; aufweist,

(G) wobei die Stuereinrichtungen (3, 9, 10; 23, 29, 30; 50, 53, 56; 70, 75, 76, 77; 89) während der Verwendung der mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Auspuffanordnung selektiv durch einen Bediener betätigbar sind,

(H) und die Steuereinrichtungen in der Lage sind, einen von den Verbrennungsgasen des Motors erzeugten annähernd konstanten Strom ungeachtet des Volumens der Verbrennungsgase selektiv auf die Verbrennungsgasströmungswege (v&sub1;, V&sub2;) zu verteilen,

(I) wobei wenigstens einer der Gasströmungswege eine Dämpfungseinrichtung aufweist, so daß

(J) die Verbrennungsgasströmungswege (V&sub1;, V&sub2;) erheblich voneinander verschiedene Dämpfungscharakteristiken aufweisen.

2. Auspuffanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (1, 21) wenigstens zwei Auspuffe (4, 5; 24, 25) aufweist, die jeweils einen jeweiligen Verbrennungsgasströmungsweg (V&sub1;, V&sub2;) bilden, wobei die Steuereinrichtungen mindestens Schalteinrichtungen (3, 9; 23, 29) zwischen der Einrichtung zum Verbinden mit dem Verbrennungsmotor (2, 22) und den Auspffen (4, 5; 24, 25) aufweisen, wobei die Schalteinrichtung in der Lage ist, selektiv für wenigstens einen der Auspuffe (4, 5; 24, 25) eine Abgasverbindung herzustellen.

3. Auspuffanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (3, 9, 10, 23, 29, 30; 50, 53, 56; 70, 75, 76, 77) einen Verteiler (3, 23) aufweisen, der auf einer Seite mit der Einrichtung zum Verbinden mit dem Verbrennungsmotor (2, 22) verbunden und auf der anderen Seite mit wenigstens zwei getrennten Verbindungseinrichtungen (7, 8; 27, 28) versehen ist, mit denen jeweils wenigstens ein Auspuff (4, 5; 24, 25) verbunden ist, wobei die Schalteinrichtungen eine Ventileinrichtung (9, 29) aufweisen, die sich in den Verteiler (3; 23) erstreckt, um wenigstens eine der Verbindungseinrichtungen (7, 8; 27, 28) wenigstens teilweise zu schließen oder freizugeben.

4. Auspuffanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (3; m 23) wenigstens eine erste Verbindung zwischen der Einrichtung zum Verbinden mit dem Verbrennungsmotor (2, 22) und einem ersten Auspuff (4; 24) und eine zweite Verbindung zwischen der Einrichtung zum Verbinden mit dem Verbrennungsmotor (2, 22) und einem zweiten Auspuff (5; 25) bildet, wobei der Störmungswiderstand der ersten Verbindung geringer ist als der Strömungswiderstand der zweiten Verbindung, wobei die Ventileinrichtung (9; 29) derart ausgebildet ist, daß sie in der Lage ist, die erste Verbindung wenigstens im wesentlichen zu schließen.

5. Auspuffanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung im wesentlichen gerade ist.

6. Auspuffanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (3, 9, 10; 23, 29, 30; 50, 53, 56; 70, 75, 76, 77) eine Abdeckeinrichtung (53) aufsweisen, die wenigstens einen Teil des oder jedes Schalldämpfers (52) für das Durchströmen von Abgasen selektiv und aktiv schließt, und zwar derart, daß durch das Betätigen der Abdeckeinrichtung (53) ein kleinerer oder ein größerer Teil des jeweiligen Schalldämpfers (52) während des Betriebs von Abgasen durchströmit wird.

7. Auspuffanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Schalldämpfer (52) eine langgestreckte Form aufweist, wobei die Abgase während des Betriebs von außen durch Durchlässe (54, 55) in den Schalldämpfer (52) und durch den Schalldämpfer zur Auslaßseite des Auspuffs (4) strömen, wobei die Abdeckeinrichtung ein auf den Schalldämpfer (52) aufschiebbares mantelförmiges Teil (53) zum Schließen wenigstens eines Teils der Durchlässe (54, 55) aufweist.

8. Auspuffanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Schalldämpfer (72) mehrere lamellenförmige Schalldämpferelemente (75) aufweist, die in Längsrichtung des Schalldämpfers hintereinander angeordnet sind, wobei die Abgase im Betrieb zwischen den Schalldämpferelementen (75) in Richtung der Auslaßseite des jeweiligen Auspuffs (74) strömen, wobei die Steuereinrichtungen (3, 9, 10; 23, 29, 30; 50, 53, 56; 70, 75, 76, 77) eine Schalteinrichtung (70, 77) aufweisen, um wenigstens einige der Schalldämpferelemente (75) relativ zueinander in Längsrichtung des Schalldämpfers (72) derart zu bewegen, daß dadurch die Größe der Durchlässe zwischen den Schalldämpferelementen (75) eingestellt wird.

9. Auspuffanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffanordnung ein gasdichtes Gehäuse (91) aufweist, das ein davon beabstandetes perforiertes Innenrohr (83) aufweist, wobei das Gehäuse auf einer Seite um das Innenrohr (83) geschlossen ist, welches Verbindungseinrichtungen für ein Verbrennungsgaszuleitungsrohr (82) aufweist, wobei, mit Abstand von den Verbindungseinrichtungen, eine Ventileinrichtung (89) zum vollständigen oder teilweisen Schließen des Innenrohres (83) vorgesehen ist, wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, daß bei offener Ventileinrichtung (89) der erste Verbrernnungsgasströmungsweg (V&sub1;) sich ohne Unterbrechung durch das Innenrohr (83) in die Umwelt erstreckt, um einen freien Strömungsweg zu bilden, während bei geschlossener Ventileinrichtung (89) der zweite Verbrennungsgasströmungsweg (V&sub2;) über das Innenrohr (83) und die darin ausgebildeten Perorationsöffnungen (83) zwischen dem Innenrohr (83) und dem Gehäuse (91) in die Umwelt verläuft.

10. Auspuffanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerrichtungen (3, 9, 10; 23, 29, 30; 50, 53, 56; 70, 75, 76, 77) vorzugsweise elektrisch oder hydraulisch fernsteuerbar sind.

11. Fahrzeug mit einer Auspuffanordnung nach einem der Ansprüche 1-10.