SE521329C2

SE521329C2 - Device and method of silencer unit

Info

Publication number: SE521329C2
Application number: SE9903168A
Authority: SE
Inventors: Ahmed El-Bahrawy
Original assignee: Volvo Personvagnar Ab
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2003-10-21
Also published as: SE9903168D0; SE9903168L; WO2001018365A1

Abstract

An arrangement for providing a noise silencing unit (3) for reducing noise from a gas through flow, which comprises at least a first flow path for said gas flow and a detection arrangement in connection with said first flow path for detecting the pressure of the gas flow. Further the arrangement comprises a switching arrangement with an adjustable throttle for blocking the first flow path to a first opening degree at detecting a pressure which is below a predetermined first limit value (p0), whereby the throttle is arranged for opening to a second opening degree if the first limit value (p0) is exceeded, and the throttle is arranged for opening to a third opening degree at detecting a pressure exceeding a predetermined second limit value (p1). The first opening degree corresponds to less than about 15% of the complete sectional area of the first flow path at the throttle, and that the second opening degree corresponds to more than about 30% and less than about 60% of the complete sectional area, and the third opening degree corresponds to more than about 90% of the complete sectional area.

Description

lO l5 20 25 LU C) 521 329 2 tillstånd föreligger kan då avgasströmmen ledas längs en viss flödesväg med en särskilt god ljuddämpande förrnåga. Detta ger en låg ljudnivå hos avgassystemet i synnerhet när fordonet ifråga står stilla och körs på tomgång. När inte nämnda första tillstånd inte Föreligger kan avgasströmmen ledas längs en annan flödesväg i avgassystemet. Enligt känd teknik kan avgasströmmen styras om mellan de olika flödesvägama med hjälp av en elektromekanisk eller pneumatisk regulator som förses med en insignal från motom ifråga. Gasströmmexi kan då slås om mellan de olika flödesvägama med hjälp av en sådan regulator. lO l5 20 25 LU C) 521 329 2 condition exists, the exhaust gas flow can then be conducted along a certain flow path with a particularly good sound-absorbing capacity. This results in a low noise level of the exhaust system, especially when the vehicle in question is stationary and idling. When the first condition not mentioned does not exist, the exhaust gas flow can be led along another flow path in the exhaust system. According to the prior art, the exhaust gas flow can be redirected between the different flow paths by means of an electromechanical or pneumatic regulator which is provided with an input signal from the motor in question. Gas flow mexi can then be switched between the different flow paths by means of such a regulator.

En väsentlig nackdel med kända arrangemang i det aktuella teknikomrâdet hänför sig till det faktum att det finns en risk att ett alltför högt mottryck i avgassystemet uppstår vid hög motorbelastning och varvtal. Detta kan i sin tur leda till minskad motoreffekt, vilket givetvis är en nackdel, i synnerhet vid de driftsfall som kännetecknas av höga motorvarvtal. En ytterligare nackdel är att de kända systemen kräver en relativt stor inbyggnadsvolym, vilket är ett problem i synnerhet i samband med dagens personbilar, som har ett mycket begränsat tillgängligt utrymme.A significant disadvantage of known arrangements in the current field of technology relates to the fact that there is a risk that an excessive back pressure in the exhaust system occurs at high engine load and speed. This in turn can lead to reduced engine power, which is of course a disadvantage, especially in the operating cases characterized by high engine speeds. A further disadvantage is that the known systems require a relatively large installation volume, which is a problem especially in connection with today's passenger cars, which have a very limited available space.

Således finns det behov av omställbara anordningar vid ljuddämpande enheter som i synnerhet ger en effektiv ljuddämpning, liten inbyggnadsvolym och lågt mottryck vid höga varvtal.Thus, there is a need for adjustable devices in sound attenuation units which in particular provide effective sound attenuation, small installation volume and low back pressure at high speeds.

Sökandens egen svenska patentansökan nr. SE 9704221-2 beskriver en förbättrad anordning för reducering av ljud från en genomströmmande gasström som erbjuder ovannämnda fördelar. Anordningen enligt SE 9704221-2 innefattar en första ﬂödesväg och en andra flödesväg för gasströmmen, samt en omkopplingsanordning för omväxlande styrning av gasströmmen längs den första ﬂödesvägen respektive den andra ﬂödesvägen. Den beskrivna anordningen innefattar vidare en detekteringsanordning för avkärming av trycket hos gasströmmen, vawid omkopplingsanordningen innefattar ett ställbart spjäll för blockering av den första ﬂödesvägen vid detektering av ett tryck som tanderstiger ett förutbestämt gränsvärde, så att gasströmmen leds genom den andra lO 15 20 25 b.) O 521 329 3 flödesvägen, och spjället vidare är inrättat att öppnas om gränsvärdet överskrids, så att gasströmmen leds längs den första ﬂödesvägen.Applicant's own Swedish patent application no. SE 9704221-2 describes an improved device for reducing noise from a flowing gas stream which offers the above-mentioned advantages. The device according to SE 9704221-2 comprises a first ﬂ fate path and a second flow path for the gas flow, as well as a switching device for alternating control of the gas flow along the first ﬂ fate path and the second ﬂ fate path, respectively. The described device further comprises a detection device for sensing the pressure of the gas stream, the switching device comprising an adjustable damper for blocking the first path of fate when detecting a pressure exceeding a predetermined limit value, so that the gas stream is passed through the second 10 b. ) O 521 329 3 the flow path, and the damper is further arranged to be opened if the limit value is exceeded, so that the gas flow is conducted along the first ﬂ fate path.

Det kvarstår dock ett behov av anordningar som med minimalt utrymmesbehov och lägsta möjliga vikt kan åstadkomma en ännu effektivare ljuddämpning.However, there is still a need for devices which, with a minimum space requirement and the lowest possible weight, can achieve an even more effective sound attenuation.

Redogörelse för uppfinningen Ändamålet med föreliggande Lippfinning är således att tillhandahålla en ytterligare förbättrad anordning vid, eller som i sig själv tillhandahåller, en ljuddämpande enhet, i synnerhet avsedd för ett avgassystem för ett motorfordon, vid vilket ovanstående problem löses. Detta ändamål uppnås medelst en anordning, vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav l, samt ett förfarande vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav 14.Disclosure of the Invention The object of the present Lippfinning is thus to provide a further improved device at, or which in itself provides, a sound-absorbing unit, in particular intended for an exhaust system for a motor vehicle, in which the above problem is solved. This object is achieved by means of a device, the features of which appear from the appended claim 1, and a method whose features appear in the appended claims 14.

Anordningen enligt uppfinningen tillhandahåller eller innefattar en ljuddämpande enhet för reducering av ljud från en genomströmmande gasström. Anordningen innefattar åtminstone en första flödesväg för gasströmmen samt en detekteringsanordning stående i förbindelse med den första ﬂödesvägen för avkänning av trycket hos gasströmmen.The device according to the invention provides or comprises a sound-absorbing unit for reducing sound from a flowing gas stream. The device comprises at least a first flow path for the gas stream and a detection device connected to the first path of fate for sensing the pressure of the gas stream.

Anordningen innefattar vidare en omkopplingsanordning med ett ställbart spjäll för blockering av den första ﬂödesvägen till en första öppningsgrad vid detektering av ett tryck som understiger ett förutbestämt första gränsvärde. Spjället är vidare inrättat för öppning till en andra öppningsgrad om det första gränsvärdet överskrids, och vid detektering av ett tryck som överstiger ett förutbestämt andra gränsvärde för öppning till en tredje öppnings grad. Den första öppningsgraden motsvarar därvid mindre än omkring 15% av den första flödesvägens totala tvärsnittsarea vid spjället, medan den andra öppningsgraden motsvarar mera än omkring 30% och mindre än omkring 60% av den totala tvärsnittsarean, och den tredje öppnin gs graden motsvarar mera än omkring 90% av den totala tvärsnittsarean.The device further comprises a switching device with an adjustable damper for blocking the first path of fate to a first degree of opening when detecting a pressure below a predetermined first limit value. The damper is further arranged for opening to a second opening degree if the first limit value is exceeded, and upon detection of a pressure exceeding a predetermined second limit value for opening to a third opening degree. The first degree of opening corresponds to less than about 15% of the total cross-sectional area of the first flow path at the damper, while the second degree of opening corresponds to more than about 30% and less than about 60% of the total cross-sectional area, and the third degree of degree corresponds to more than about 90% of the total cross-sectional area.

I enlighet med uppfinningen uppnås ett flertal fördelar i förhållande till förut kända anordningar. Främst kan konstateras att uppfinningen genom den särskilt avpassade 10 15 20 25 b) (D 521 329 4 öppningskarakteristiken hos spjället medger en mycket effektiv ljuddämpning vid låg motorbelastning, samt dessutom ett lågt tryckfall vid ökande motorbelastning. En ytterligare fördel är att uppfinningen ger ett mycket lågt mottryck hos avgasströmmen i de dtiftsfall som kännetecknas av liöga motorvarvtal, dvs. då det ovannämnda spjället öppnas till den tredje öppningsgraden. Genom att uppfimiingen utnyttjar det befintliga trycket som föreligger vid iiiloppet till den ljuddämpande enheten ges dessutom goda möjligheter till en enkel och effektiv reglering av spjällets läge. En ytterligare fördel med uppfinningen är att den kräver en mycket liten inbyggnadsvolyin i ett fordon.In accordance with the invention, a number of advantages are achieved over prior art devices. It can mainly be stated that the invention, due to the specially adapted b) (D 521 329 4 opening characteristic of the damper) allows a very effective sound attenuation at low engine load, as well as a low pressure drop at increasing engine load. A further advantage is that the invention provides a very low back pressure of the exhaust current in the dtift cases which are characterized by low engine speeds, ie when the above-mentioned damper is opened to the third degree of opening.By the invention utilizes the existing pressure present at the inlet to the sound-absorbing unit, there are also good possibilities for simple and efficient regulation A further advantage of the invention is that it requires a very small installation volume in a vehicle.

I en särskilt föredragen utföringsfomi av anordningen enligt uppfinningen motsvarar den forsta öppningsgraden mera än omkring 8% och mindre än omkring 12% av den totala tvärsnittsarean hos den första flödesvägen. Denna utföringsform gör det möjligt att helt eller delvis ersätta en ljuddämparenhet hos ett motorfordon med den uppfinningsenliga anordningen som kräver minimalt utrymme och får en mycket låg vikt, eftersom en första öppningsgrad inom det ovan angivna intervallet möjliggör tomgångsköming utan att några särskilda flödesvägar för tonigångsköming eller liknande behöver tillhandahållas.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the first degree of opening corresponds to more than about 8% and less than about 12% of the total cross-sectional area of the first flow path. This embodiment makes it possible to completely or partially replace a muffler unit of a motor vehicle with the device according to the invention which requires minimal space and has a very low weight, since a first degree of opening within the above-mentioned range enables idling without any special flow paths for idling or the like. need to be provided.

Ytterligare fördelaktiga titföringsforiiier av uppﬁnningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.Further advantageous titration patterns of the invention appear from the following dependent claims.

F igurbeskrivning Uppfinningen kommer i det följande att förklaras närmare med hänvisning till ett föredraget utföringsexenipel och de bifogade ritningama, där: figur 1 visar principiellt en perspektivvy av en anordning enligt en fördelaktig utföringsfomi av den föreliggande uppfinningen, figur 2 visar en förenklad tvärsnittsvy av en ljuddämpande enhet i enlighet med en fördelaktig utföririgsforrri av uppfinningen, lO 15 20 25 Lu CD i r g , t p ,» . a . i e 521 329 5 figur3 visar en förenklad tvärsnittsvy av en ventilanordning i enlighet en fordelaktig Litforingsforni av uppfinningen, och figur4 visar ett diagram som åskådliggör en särskilt föredragen öppningskarakteristik hos ett spjäll ingående i anordningen enligt uppfinningen.Description of the invention The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment example and the accompanying drawings, in which: figure 1 shows in principle a perspective view of a device according to an advantageous embodiment of the present invention, figure 2 shows a simplified cross-sectional view of a sound attenuator unit in accordance with an advantageous embodiment of the invention, 10 15 25 25 Lu CD irg, tp, ». a. Figure 3 shows a simplified cross-sectional view of a valve device in accordance with an advantageous liner of the invention, and Figure 4 shows a diagram illustrating a particularly preferred opening characteristic of a damper included in the device according to the invention.

Föredragen utfóringsform I figur l visas principiellt en anordning enligt föreliggande uppfinning, vilken i den på fig. 1 visade utföringsforrnen är avsedd att anordnas vid en ljuddämpande enhet 3 for reducering av ljud från en genoniströmmande gasström.Preferred embodiment Figure 1 shows in principle a device according to the present invention, which in the embodiment shown in Fig. 1 is intended to be arranged at a sound-damping unit 3 for reducing noise from a genius-flowing gas stream.

Den uppfinningsenliga anordningen innefattar åtminstone en första flödesväg 4, 5, 6 för gasströmmen samt en detekteringsanordning 12 stående i förbindelse med den första flödesvägen för avkänning av trycket hos gasströmmen.The device according to the invention comprises at least a first flow path 4, 5, 6 for the gas flow and a detection device 12 in communication with the first flow path for sensing the pressure of the gas flow.

Anordningen innefattar vidare en omkopplingsanordning 7, l l med ett ställbart spjäll 7 för blockering av den forsta flödesvägen 4, 5, 6 till en första öppningsgrad vid detektenng av ett tryck som understiger ett förutbestämt första gränsvärde po. Spjället 7 är därvid inrättat för öppning till en andra öppningsgrad om det första gränsvärdet po överskrids, och vid detektering av ett tryck som överstiger ett forutbestämt andra gränsvärde p l för öppning till en tredje öppningsgrad.The device further comprises a switching device 7, 11 with an adjustable damper 7 for blocking the first flow path 4, 5, 6 to a first degree of opening upon detection of a pressure which is below a predetermined first limit value po. The damper 7 is then arranged for opening to a second degree of opening if the first limit value po is exceeded, and upon detection of a pressure which exceeds a predetermined second limit value p1 for opening to a third degree of opening.

Enligt uppﬁnningen motsvarar därvid den första öppningsgraden mindre än omkring 15% av den forsta ﬂödesvägens 4, 5, 6 totala tvärsnittsarea vid spjället (7), medan den andra öppningsgraden motsvarar mera än omkring 30% och mindre än omkring 60% av den totala tvärsnittsarean, och den tredje öppningsgraden motsvarar mera än omkring 90% av den totala tvärsnittsarean.According to the invention, the first degree of opening corresponds to less than about 15% of the total cross-sectional area of the first road 4, 5, 6 at the damper (7), while the second degree of degree corresponds to more than about 30% and less than about 60% of the total cross-sectional area. and the third degree of aperture corresponds to more than about 90% of the total cross-sectional area.

Genom den ovan specificerade öppningskarakteristiken hos spjället 7 uppnås ett antal av de ovan angivna syftena och fördelarna med föreliggande uppfinning. lO 20 25 b.) (D 521 329 Éïß" å”+í%§»}ë l en särskilt föredragen utföringsform av uppfinningen motsvarar den första öppningsgraden mera än omkring % och mindre än omkring 12% av den totala tvärsnittsarean hos den första flödesvägen vid spjället.Through the above-specified opening characteristics of the damper 7, a number of the above-mentioned objects and advantages of the present invention are achieved. b 20) b.) (D 521 329 Éïß "å" + í% § »} ë l a particularly preferred embodiment of the invention corresponds to the first degree of opening more than about% and less than about 12% of the total cross-sectional area of the first flow path. at the damper.

Såsom tidigare har framkommit gör den särskilt föredragna utföringsformen det dessutom möjligt att helt eller delvis ersätta en ljuddämparenhet hos ett motorfordon med den uppfinningseiiliga anordningen som kräver ett minimalt utrymme och får en mycket låg vikt, eftersom en första öppningsgrad inom det ovan angivna intervallet möjliggör tomgångsköming utan att nâgra särskilda ﬂödesvägar för tomgångskörning eller liknande behöver tillhandahållas.In addition, as previously stated, the particularly preferred embodiment makes it possible to completely or partially replace a muffler unit of a motor vehicle with the inventive device which requires a minimal space and has a very low weight, since a first degree of opening within the above range enables idling without that some special ﬂ fateful roads for idling or the like need to be provided.

Den föredragna första öppningsgraden uppnås särskilt fördelaktigt genom att spjället 7 förses med ett hål (ej synligt i figurema) med en avpassad storlek. Man kan dock även tänka sig utfönngsfonner där den eftersträvade första öppningsgraden uppnås genom att ge spjället en diameter som är mindre än den första flödesvägens diameter, eller genom att spjället förses med slitsar, kanturtagningar eller liknande. Vidare kan den önskade första öppningsgraden uppnås genom att spjället är något snedställt, dvs. öppnat, vid blockeringen av den första flödesvägen I den särskilt föredragna utföringsforrnen av anordningen enligt uppﬁnningen är öppningen av spjället 7 från den andra till den tredje öppningsgraden anordnad för att ske under en ökning av trycket från det andra gränsvärdet p] som är mindre än omkring 1,0 kPa.The preferred first degree of opening is achieved particularly advantageously by providing the damper 7 with a hole (not visible in the figures) of a matched size. However, it is also conceivable for outlet formers where the desired first degree of opening is achieved by giving the damper a diameter which is smaller than the diameter of the first flow path, or by providing the damper with slots, edge recesses or the like. Furthermore, the desired first degree of opening can be achieved by the damper being slightly inclined, ie. opened, in the blocking of the first flow path In the particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the opening of the damper 7 from the second to the third degree of opening is arranged to take place during an increase in the pressure from the second limit value p] which is less than about 1 .0 kPa.

I den särskilt föredragna utföringsforrnen är vidare omkopplingsanordningen 7, ll med spjället 7 inrättade för en väsentligen linjär öppningsrörelse mellan den första och den andra öppningsgraden och/eller mellan den andra och den tredje öppningsgraden, och omvänt även för en väsentligen linjär blockeringsrörelse. lO 15 20 25 b) (D 521 529 7 Försök har utvisat att en linjär öppningsrörelse och omvänt även blockeringsrörelse, dvs. spjällets rörelse mot stängt läge, sammantaget ger den bästa kompromissen mellan ljuddämpningseffekt och (oönskad) effektförlust vid exempelvis olika varvtal hos en förbränningsmotor.In the particularly preferred embodiment, the switching device 7, 11 with the damper 7 is further arranged for a substantially linear opening movement between the first and the second degree of opening and / or between the second and the third degree of opening, and vice versa also for a substantially linear blocking movement. 10 15 20 25 b) (D 521 529 7 Experiments have shown that a linear opening movement and vice versa also blocking movement, ie the movement of the damper towards the closed position, together gives the best compromise between sound attenuation effect and (undesired) power loss at, for example, different speeds of an internal combustion engine .

Det har även visat sig vara särskilt fördelaktigt att spjällets öppning från den andra till den tredje öppningsgraden går så snabbt som niöjligt, dvs. att kurvan visad på fig. 4 stiger så snabbt som möjligt från pl och uppåt. Anledningen till detta är att strömningsljud från gasflödet dominerar vid höga varvtal och gasflödeshastigheter/- tryck. Eftersom sådana strömningsljud ej kan dämpas nämnvärt genom en strypning är denna onödig vid höga tryck och skulle endast ge upphov till oönskade effektförluster vid tryck som är högre än pl.It has also proved to be particularly advantageous that the opening of the damper from the second to the third degree of opening is as fast as possible, ie. that the curve shown in Fig. 4 rises as fast as possible from pl and upwards. The reason for this is that flow noise from the gas flow dominates at high speeds and gas flow velocities / pressures. Since such flow noises cannot be significantly attenuated by a throttle, this is unnecessary at high pressures and would only give rise to undesired power losses at pressures higher than p1.

I den särskilt fördelaktiga titföiingsforrnen motsvarar det första gränsvärdet po ett tryck hos gasströmmen som ligger mellan 7 och 9 kPa, medan det andra gränsvärdet (pl) motsvarar ett tryck hos gasströmmen som ligger mellan omkring ll och 13 kPa. Dessa tryckintervall anses vara optimala för många förbränningsmotorer, men man kan dock tänka sig alternativa utföringsforrner av anordningen enligt uppfinningen som utnyttjar andra tryckintervall.In the particularly advantageous titration form, the first limit value po corresponds to a pressure of the gas stream which is between 7 and 9 kPa, while the second limit value (p1) corresponds to a pressure of the gas stream which is between about 11 and 13 kPa. These pressure ranges are considered to be optimal for many internal combustion engines, but alternative embodiments of the device according to the invention which utilize other pressure ranges are conceivable.

Den uppfinningsenli ga anordningen utgör såsom framkommit ovan särskilt fördelaktigt i sig själv en ljuddämparenhet som helt eller delvis ersätter konventionella ljuddämpare i ett avgassystem.As stated above, the device according to the invention is particularly advantageous in itself a muffler unit which completely or partially replaces conventional mufflers in an exhaust system.

I en fördelaktig utföringsform, vilken illustreras av de bilagda figurerna 1 och 2, är anordningen enligt uppfinningen dock anordnad vid en ljuddämpare i ett avgassystem för ett motorfordon. Anordningen innefattar i denna utföringsforrn ett första anslutningsrör 1 inrättat att kopplas samman med ett (ej visat) avgasrör för matning av en avgasström från en i fordonet placerad förbränningsmotor (visas ej). Härvid strömmar avgaserna i den riktning som indikeras med pilar i figur 1. Vidare innefattar den visade anordningen ett andra anslutningsrör 2 inrättat att anslutas till ett ytterligare (ej visat) avgasrör som är lO 15 20 25 h) (D 521 329 8 inrättat att leda avgasströmmen vidare ut i atmosfären. Således inses att det ﬁårsta anslutningröret l är anordnat uppströnis i förhållande till det andra anslutningsröret 2, vad beträffar avgasströmmens tlöde genom systemet.However, in an advantageous embodiment, which is illustrated by the appended figures 1 and 2, the device according to the invention is arranged at a muffler in an exhaust system for a motor vehicle. The device comprises in this embodiment a first connecting pipe 1 arranged to be connected to an exhaust pipe (not shown) for supplying an exhaust gas stream from an internal combustion engine (not shown) in the vehicle. In this case, the exhaust gases flow in the direction indicated by arrows in Figure 1. Furthermore, the device shown comprises a second connecting pipe 2 arranged to be connected to a further exhaust pipe (not shown) which is 10 h 25 (25) arranged to lead Thus, it will be appreciated that the first connecting pipe 1 is arranged upstream of the second connecting pipe 2 with respect to the discharge of the exhaust gas through the system.

Mellan de två anslutningsrören l, 2 finns i den beskrivna utföringsformen anordnat en ljuddämpande enhet 3. Enligt vad som framgår av figur l innefattar denna ett första perforerat rörparti 4, som är anslutet till och utgör en förlängning av det forsta anslutningsröret l. Det forsta perforerade rörpartiet 4 är huvudsakligen eylindriskt utformat samt är anslutet till ett mellanliggande, ej perforerat rörparti 5, som i sin tur är anslutet till ett andra perforerat rörparti 6 av liknande slag som det första perforerade rörpartiet 4. Slutligen är det andra perforerade rörpartiet 6 anslutet till det andra anslutningsröret 2. Man kan dock även tänka sig utforingsforrner av uppfinningen där inga sådana perforerade rörpaitier föreligger.In the described embodiment a sound-absorbing unit 3 is arranged between the two connecting pipes 1, 2. As can be seen from Figure 1, this comprises a first perforated pipe section 4, which is connected to and constitutes an extension of the first connecting pipe 1. The first perforated the pipe section 4 is substantially cylindrically shaped and is connected to an intermediate, non-perforated pipe section 5, which in turn is connected to a second perforated pipe section 6 of a similar type to the first perforated pipe section 4. Finally, the second perforated pipe section 6 is connected to the second connecting pipe 2. However, embodiments of the invention are conceivable where no such perforated pipe sections are present.

Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan inrymmer i den beskrivna utföringsfonnen mellanpartiet 5 ett ställbart spjäll 7, företrädesvis i fomi av en cirkulär skiva. Vidare är rörpartiema 4, 5, 6 företrädesvis utformade och dimensionerade på ett sätt som är gynnsamt vad beträffar dess ljuddämpande egenskaper. Exempelvis kan endera av rörpartiema 4, 5, 6 stämmas av, genom lärnpligt val av volym, tvärsnittsarea etc., att fungera som ett högpassfilter, vilket möjliggör dämpning av ljud som uppstår ur de genomströmmande avgasema. Som ett komplement till en sådan utformning kan respektive rör-parti 4, 5, 6 även innefatta ljuddämpande material, t.ex. i form av mineralull eller motsvarande.As will be described in detail below, in the described embodiment the intermediate portion 5 houses an adjustable damper 7, preferably in the form of a circular disc. Furthermore, the pipe sections 4, 5, 6 are preferably designed and dimensioned in a manner which is favorable with respect to its sound-absorbing properties. For example, either of the pipe sections 4, 5, 6 can be tuned, by learning the choice of volume, cross-sectional area, etc., to function as a high-pass filter, which enables attenuation of sounds arising from the flowing exhaust gases. As a complement to such a design, the respective pipe section 4, 5, 6 may also comprise sound-absorbing materials, e.g. in the form of mineral wool or equivalent.

De perforerade rörpaitienia 4, 6 är via sina perforeringar anslutna till en andra dämpningsvolyin 8, som är utformad som ett huvudsakligen cylindiiskt hölje med något större diameter än de perforerade partierna 4, 6 och mellanpartiet 5. Dämpningsvolymen 8 är företrädesvis anordnad huvudsakligen koncentriskt i förhållande till rörpartierna 4, 5, 6 och omsluter således dessa partier. Dämpningsvolymen 8, vilken således utgör en del av den ljuddämpande enheten 3, är på motsvarande sätt som rörpartierna 4, 5, 6 dimensionerad så att den tillhandahåller en ljuddämpande effekt för genomströmmande lO 15 20 25 521 329 ygya 9 avgaser. Som ett komplement till detta kan dämpningsvolymen 8 även innefatta ljuddäinpande material, t.ex. mineralull. Såsom har framkommit ovan kan man även tänka sig utföringsforrner av uppfinningen där inga sådana speciella dämpningsvolymer föreligger.The perforated tube portions 4, 6 are connected via their perforations to a second damping volume 8, which is formed as a substantially cylindrical casing with a slightly larger diameter than the perforated portions 4, 6 and the intermediate portion 5. The damping volume 8 is preferably arranged substantially concentrically relative to the pipe sections 4, 5, 6 and thus enclose these sections. The attenuation volume 8, which thus forms part of the sound attenuation unit 3, is dimensioned in the same way as the pipe sections 4, 5, 6 so as to provide a sound attenuation effect for flowing 10 exhaust gases. As a complement to this, the attenuation volume 8 may also comprise sound-absorbing materials, e.g. mineral wool. As has been stated above, embodiments of the invention are also conceivable where no such special damping volumes are present.

I den beskrivna utföringsformen kan avgasströmnien från motom genom spjällets öppningsgrad styras antingen längs en första flödesväg eller längs en andra flödesväg i beroende av huruvida vissa förutbestämda tillstånd föreligger hos den aktuella motom.In the described embodiment, the exhaust flow from the engine through the degree of opening of the damper can be controlled either along a first flow path or along a second flow path depending on whether certain predetermined conditions exist in the engine in question.

Närmare bestämt kännetecknas dessa tillstånd av att motom drivs med förhållandevis låg last och varvtal, respektive förhållandevis hög last och varvtal. Därvid kan dessa tillstånd detekteras genom detektering av det befintliga trycket hos gasströmmen som infaller mot lj uddämparen 3. Den första flödesvägen definieras av det första perforerade rörpartiet 4, mellanpaitiet 5 och det andra perforerade rörpartiet 6. Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan styrs avgasströmrnen längs denna första flödesväg vid relativt hög last och högt varvtal hos motom. I motsats till detta definieras den andra ﬂödesvägen av det första perforerade rörpartiet 4, dämpningsvolymen 8 samt det andra perforerade partiet 6. Avgasströmmen styrs längs den andra flödesvägen vid relativt låg last och lågt varvtal hos motom. I den beskrivna utföringsforrnen kan således den första öppningsgraden hos spjället vara 0%, dvs. spjället kan stänga den första flödesvägen helt eftersom den andra ﬂödesvägen ändå medger avgasströmmens passage förbi spjället.More specifically, these conditions are characterized by the motor being driven at a relatively low load and speed, and a relatively high load and speed, respectively. Thereby, these conditions can be detected by detecting the existing pressure of the gas stream incident on the lj attenuator 3. The first flow path is defined by the first perforated pipe portion 4, the intermediate pait 5 and the second perforated pipe portion 6. As will be described in detail below, the exhaust currents along this first flow path at relatively high loads and high engine speeds. In contrast, the second ﬂ path is defined by the first perforated tube portion 4, the attenuation volume 8 and the second perforated portion 6. The exhaust flow is controlled along the second flow path at relatively low load and low engine speed. In the described embodiment, the first degree of opening of the damper can thus be 0%, i.e. the damper can close the first flow path completely because the second fate path still allows the passage of the exhaust stream past the damper.

Såsom har framkommit ovan föreligger dock ingen andra ﬂödesväg i den särskilt föredragna utföiingsfonnen, utan avgasströmmen får i stället passera spjället som har en öppningsgrad som är större än 0% via den enda, första ﬂödesvägen.As has been seen above, however, there is no second path of fate in the particularly preferred embodiment, but the exhaust stream may instead pass the damper which has an opening degree greater than 0% via the only, first path of fate.

För styrning av avgasströmmen längs endera av de två ﬂödesvägania utnyttjas det ovannämnda spjället 7, som i den beskrivna utföringsformen utgör en omkopplingsanordning för omväxlande omkoppling mellan de två ovannämnda tillstånden. För detta ändamål är spjället 7 upphängt på en axeltapp 9 som i sin tur är vridbart upphängd i mellanpartiet 5 samt har sin utsträckning huvudsakligen vinkelrät mot mellanpartiets 5 längsriktning. Vridaxeln 9 kan påverkas att svängas med hjälp av en hävarm lO, som i sin tur är förbunden med en dragstång 1 1. Denna dragstång 1 1 utgör en lO 15 20 25 521 529 10 del av en särskild ventilanordning 12, som enligt utföringsforrnen är av typen membranventil och kommer att beskrivas i detalj nedan. Till ventilanordningen 12 finns också anslutet en tryckledning 13 med vars hjälp avgaser under tryck avlänkas från det första anslutningsröret 1 och vidare till ventilanordningen 12, vilket indikeras med en streckad pil i figur l. Med hjälp av ventilanordningen 12 kan den befintliga trycknivån hos avgasströmmen utnyttjas för styrning av spjället 7.For controlling the exhaust gas flow along either of the two fatal paths, the above-mentioned damper 7 is used, which in the described embodiment constitutes a switching device for alternating switching between the two above-mentioned states. For this purpose, the damper 7 is suspended on a shaft pin 9 which in turn is rotatably suspended in the intermediate portion 5 and has its extent substantially perpendicular to the longitudinal direction of the intermediate portion 5. The pivot shaft 9 can be actuated to be pivoted by means of a lever 10, which in turn is connected to a drawbar 1 1. This drawbar 11 forms a part of a special valve device 12, which according to the embodiment is of type diaphragm valve and will be described in detail below. A pressure line 13 is also connected to the valve device 12, by means of which exhaust gases under pressure are diverted from the first connecting pipe 1 and further to the valve device 12, which is indicated by a dashed arrow in Figure 1. By means of the valve device 12 the existing pressure level of the exhaust gas can be used for control of the damper 7.

Utformningen och funktionen hos den ljuddämpande enheten 3 i den beskrivna utfönngsforinen framgår av figur 2. Denna figur visar en något förenklad tvärsnittsvy, sedd från sidan, av vilken framgår att spjället 7 kan ställas i ett läge där mellanpaitiet 5 blockeras för passage av den infallande gasströmmen, dvs. spjället förs till den första öppningsgraden. I detta läge tvingas i den beskrivna utföringsfomien gasströmmen in i den omgivande dämpningsvolymen 8, via perforeringama i det första perforerade partiet 4. Gasströmmen matas längs dämpningsvolymen 8 och vidare ut genom perforeringama i det andra perforerade partiet 6 till det andra anslutningsröret 2. Spjället 7 ställs i det i figur 2 visade läget vid ett tillstånd som kännetecknas av låg last och lågt varvtal hos den aktuella motom, vilket svarar mot ett förhållandevis lågt gasflöde och tryck hos avgasströmmen. På motsatt vis kan i enlighet med uppfinningen spjället 7 ställas i ett öppet läge vid hög last och högt varvtal hos den aktuella motorn, dvs. spjället föras till den andra öppningsgraden, eller vid mycket hög belastning till den tredje öppningsgraden. Detta medför att gasströmmen följer den ﬂödesväg som definieras av de perforerade partiema 4, 6 och mellanpartiet 5, dvs. huvudsakligen utan att passera genom dämpningsvolymen 8.The design and function of the sound-absorbing unit 3 in the described embodiment is shown in figure 2. This figure shows a slightly simplified cross-sectional view, seen from the side, from which it appears that the damper 7 can be set in a position where the intermediate pait 5 is blocked for passage of the incident gas stream , i.e. the damper is moved to the first degree of opening. In this position, in the described embodiment, the gas flow is forced into the surrounding damping volume 8, via the perforations in the first perforated portion 4. The gas stream is fed along the damping volume 8 and further out through the perforations in the second perforated portion 6 to the second connecting pipe 2. The damper 7 is set in the position shown in Figure 2 in a state characterized by low load and low speed of the engine in question, which corresponds to a relatively low gas flow and pressure of the exhaust gas flow. In the opposite way, in accordance with the invention, the damper 7 can be placed in an open position at high load and high speed of the motor in question, i.e. the damper is moved to the second opening degree, or at very high loads to the third opening degree. This means that the gas flow follows the path of fate defined by the perforated portions 4, 6 and the intermediate portion 5, i.e. substantially without passing through the attenuation volume 8.

Funktionen hos ventilanordningen 12 kommer nu att beskrivas med hänvisning i synnerhet till figur 3, som är en något förenklad tvärsnittsvy. Med hjälp av en dubbelriktacl pil indikeras i figuren att dragstången ll är inrättad så att den kan skjutas upp och ned inuti ett hölje 14 som innesluter ventilanordningen 12 i övrigt. Höljet 14 är huvudsakligen utformat som en cylindrisk behållare, samt innefattar en styv mellanvägg 5 och två niembran 16, 17. Membranen 16, 17 är tillverkade av ett elastiskt material, företrädesvis gummi eller annat material med motsvarande egenskaper. lO 15 20 25 521 329 11 Höljet 14, mellanväggen 15 samt membranen 16, 17 definierar tillsammans fyra olika kammare 18, 19, 20 respektive 21. Den Första kammaren 18 avgränsas av höljet 14 och det Första membranet 16 och utgör en kammare till vilken tryckledningen 13 är ansluten. l denna Första kammare 18 föreligger således ett visst tryck, vars storlek beror av gasflödet och trycket i det Första anslutningsröret 1 (se ﬁgur 1) och således också av det rådande dnñstillståndet hos den aktuella motorn.The operation of the valve device 12 will now be described with reference in particular to Figure 3, which is a somewhat simplified cross-sectional view. By means of a bi-directional arrow it is indicated in the figure that the drawbar 11 is arranged so that it can be slid up and down inside a housing 14 which encloses the valve device 12 otherwise. The housing 14 is substantially designed as a cylindrical container, and comprises a rigid partition 5 and two diaphragms 16, 17. The diaphragms 16, 17 are made of an elastic material, preferably rubber or other material with corresponding properties. The housing 14, the partition wall 15 and the membranes 16, 17 together define four different chambers 18, 19, 20 and 21, respectively. The first chamber 18 is delimited by the housing 14 and the first membrane 16 and constitutes a chamber to which the pressure line 13 is connected. In this first chamber 18 there is thus a certain pressure, the magnitude of which depends on the gas flow and the pressure in the first connecting pipe 1 (see Figure 1) and thus also on the prevailing state of the current engine.

Den andra kammaren 19 avgränsas av det första membranet 16 och mellanväggen 15, samt står i förbindelse med den omgivande atmosfären via en öppning 22. Således Föreligger det alltid atmosFärstryck i den andra kammaren 19.The second chamber 19 is delimited by the first membrane 16 and the partition wall 15, and is in communication with the surrounding atmosphere via an opening 22. Thus, there is always atmospheric pressure in the second chamber 19.

Den tredje kammaren 20 avgränsas av mellanväggen 15 och det andra membranet 17, medan den fjärde kammaren 21 avgränsas av det andra membranet 17 och hölj ets 14 inre bottenyta. Den fjärde kammaren 21 står i förbindelse med den omgivande atmosfären via en ytterligare öppning 23. Således Föreligger det alltid atmosfärstryck i den fjärde kammaren 21.The third chamber 20 is delimited by the partition wall 15 and the second membrane 17, while the fourth chamber 21 is delimited by the second membrane 17 and the inner bottom surface of the etch 14. The fourth chamber 21 communicates with the surrounding atmosphere via a further opening 23. Thus, there is always atmospheric pressure in the fourth chamber 21.

Mellan det Forsta membranet 16 och mellanväggen 15 finns anordnat en första fjäder 24, som företrädesvis utgörs av en spiralfjäder. Denna fjäder 24 är så inrättad att den utövar en kraft mot det Första membranet 16, varigenom detta strävar att anta det i ﬁgur 3 visade tillståndet. Detta tillstånd svarar mot att dragstången 11 befinner sig i sitt översta ändläge, vilket i sin tur svarar mot att spjället 7 (jfr. ﬁgur 1) är i sitt stängda läge, dvs är fört till den Första öppningsgraden.Arranged between the first membrane 16 and the partition wall 15 is a first spring 24, which is preferably constituted by a coil spring. This spring 24 is so arranged that it exerts a force against the First diaphragm 16, whereby it strives to assume the state shown in Figure 3. This condition corresponds to the drawbar 11 being in its uppermost end position, which in turn corresponds to the damper 7 (cf. ﬁ gur 1) being in its closed position, ie being moved to the first degree of opening.

Vidare gäller att dragstången 11 är utformad med en Förlängning som utgör ett huvudsakligen cylindriskt parti 25 med utsträckning inuti höljet 14. Närmare bestämt löper cylindern 25 genom ett hål 26 i höljets 12 ovansida samt genom ett hål 27 i det första membranet 16. Cylindem 25 är fast Förbunden med det första membranet 16 såtillvida att cylindem 25 (och således också dragstången 11) påverkas att förﬂyttas uppåt eller nedåt vid en motsvarande påverkan med en tryckkraﬁ mot det Första lO 15 20 25 h) (D 521 329 12 membranet 16. Vidare är cylindern 25 försedd med åtminstone ett genomgående hål 28 som utgör en förbindelse mellan det inre av cylindem 25 och den Första kammaren 18.Furthermore, the drawbar 11 is formed with an extension which forms a substantially cylindrical portion 25 extending inside the housing 14. More specifically, the cylinder 25 runs through a hole 26 in the upper side of the housing 12 and through a hole 27 in the first diaphragm 16. The cylinder 25 is fixedly connected to the first diaphragm 16 insofar as the cylinder 25 (and thus also the drawbar 11) is actuated to be moved upwards or downwards at a corresponding actuation with a pressure force ﬁ towards the first diaphragm 16 (25). the cylinder 25 is provided with at least one through hole 28 which forms a connection between the interior of the cylinder 25 and the First chamber 18.

Cylindem 25 har sin utsträckning genom ett hål 29 i mellanväggen 15 samt genom ytterligare ett hål 30 i det andra membranet 17. Analogt med vad som angivits ovan är cylindem 25 förbunden med det andra membranet 17, så att cylindem 25 (och således även dragstången 1 1) påverkas att skjutas uppåt eller nedåt vid motsvarande påverkan på det andra membranet 17.The cylinder 25 extends through a hole 29 in the partition wall 15 and through a further hole 30 in the second membrane 17. Analogously to what has been stated above, the cylinder 25 is connected to the second membrane 17, so that the cylinder 25 (and thus also the drawbar 1 1) is caused to be pushed up or down by a corresponding effect on the second diaphragm 17.

Cylindems 25 ändparti, d.v.s. det ändparti av cylindem 25 som är vänt bort från dragstången 1 l, är enligt vad som visas i figur 3 försedd med en invändig, cirkulär ansats 31. Denna ansats 31 är inrättad att samverka med en inre ventil som innefattar en kolv 32 som är inrättad att kunna fjorskjutas längs det inre av cylindem 25. Av denna anledning motsvarar kolvens 32 ytterdimensioner i huvudsak cylindems 25 innerdimensioner.The end portion of the cylinder 25, i.e. the end portion of the cylinder 25 facing away from the drawbar 11 is, as shown in Figure 3, provided with an internal, circular shoulder 31. This shoulder 31 is arranged to cooperate with an internal valve which comprises a piston 32 which is arranged to be slid along the interior of the cylinder 25. For this reason, the outer dimensions of the piston 32 substantially correspond to the inner dimensions of the cylinder 25.

Vidare är kolven 32 fjäderförspänd och innefattar för detta ändamål en andra fjäder 33, företrädesvis i fonn av en spiralfjäder. På så vis kan kolven 32 påverkas med en fjäderkraﬁ så att den strävar till anliggning mot nämnda ansats 31, genom att det ena ändpartiet av den andra fjädem 33 trycker mot undersidan av kolven 32. Det motsatta ändpartiet av den andra fjädern 33 är fast förbundet med det nedre ändpartiet av cylindem 25.Furthermore, the piston 32 is spring biased and for this purpose comprises a second spring 33, preferably in the form of a coil spring. In this way, the piston 32 can be actuated with a spring collar ﬁ so that it strives to abut against said shoulder 31, by one end portion of the second spring 33 pressing against the underside of the piston 32. The opposite end portion of the other spring 33 is fixedly connected to the lower end portion of the cylinder 25.

Det nedre ändpartiet av cylindem 25 avslutas med en öppning 34 mot den fjärde kammaren 21. Dessutom är kolven 32 förbunden med en cylindrisk hylsa 35, som har sin utsträckning genom den andra fjädern 33 och genom nämnda öppning 34. Hylsan 35 är försedd med ett genomgående hål 36 som i det tillstånd som visas i figur 3 definierar en förbindelse mellan den tredje kammaren 20 och den fjärde kammaren 21, tillsammans med öppningen 34 och ett ytterligare hål 37 i cylindem 25 .The lower end portion of the cylinder 25 terminates with an opening 34 towards the fourth chamber 21. In addition, the piston 32 is connected to a cylindrical sleeve 35, which extends through the second spring 33 and through said opening 34. The sleeve 35 is provided with a through-going hole 36 which, in the condition shown in Figure 3, defines a connection between the third chamber 20 and the fourth chamber 21, together with the opening 34 and a further hole 37 in the cylinder 25.

Om kolvens 32 ovansida påverkas med ett tryck av sådan storlek att fjäderkraften från den andra fjädcm 33 överskrids koinrner kolven 32 att tryckas ned längs cylindem 25, d.v.s. ur tätande anliggning mot ansatsen 31. Detta medför att kolven 32 och den med lO 15 20 25 30 521 329 13 kolven 32 förbundna hylsan 35 förﬂyttas nedåt i förhållande till cylindem 25. Till slut kommer kolven 32 och hylsan 35 att ha förflyttats så långt ned att hålet 36 i hylsan 35 är positionerat nedanför hålet 34 i cylindems 25 ändparti. Samtidigt med detta kommer kolven 32 att ha tryckts ned så långt att den är i höjd med hålet 37, eller ännu längre ned.If the top of the piston 32 is actuated by a pressure of such magnitude that the spring force from the second spring 33 is exceeded, the piston 32 must be depressed along the cylinder 25, i.e. from a sealing abutment against the shoulder 31. This means that the piston 32 and the sleeve 35 connected to the piston 32 are moved downwards relative to the cylinder 25. Finally, the piston 32 and the sleeve 35 will have been moved so far down that the hole 36 in the sleeve 35 is positioned below the hole 34 in the end portion of the cylinder 25. At the same time, the piston 32 will have been depressed so far that it is level with the hole 37, or even further down.

På så vis blockeras förbindelsen mellan den tredje kammaren 20 och den fjärde kammaren 21. Dessutom uppstår då en förbindelse mellan den första kammaren 18 och den tredje kammaren 20. Denna förbindelse definieras då av hålet 28, det inre av cylindern 25 och hålet 37. I detta tillstånd kommer båda membranen 16, 17 att påverkas av det tryck som föreliggeri tryckledningen 13.In this way, the connection between the third chamber 20 and the fourth chamber 21 is blocked. In addition, a connection then arises between the first chamber 18 and the third chamber 20. This connection is then defined by the hole 28, the interior of the cylinder 25 and the hole 37. in this state, both membranes 16, 17 will be affected by the pressure present in the pressure line 13.

Funktionen hos uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj. I det fall att den aktuella motorn drivs med förhållandevis låg belastning och lågt motorvarvtal föreligger ett relativt lågt gasflöde genom det första anslutningsröret 1. Detta medför också ett relativt lågt tryck i tryckledningen 13 samt i den första kammaren 18. Härvid gäller också att den första fjädem 24 är tillverkad med en styvhet som är avstämd så att den vid detta relativt låga tryck förmår hålla det första membranet 16 i huvudsakligen opåverkat tillstånd, dvs. i det tillstånd som visas i i figur 3. Detta tillstånd utgör på så vis ett läge där dragstången ll är i ett första ändläge som svarar mot att spjället 7 är i ett stängt läge, d.v.s. spjället 7 är fört till den första öppningsgraden och blockerar i den beskrivna utföringsformen mellanpartiet 5 helt för passage av gasströmrnen. Detta medför i sin tur att gasströmmen tvingas passera längs den ﬂödesväg som omfattar den omgivande därnpningsvolymen 8. Ljudet som alstras av gasströmmen kommer då att dämpas genom att gasströmmen passerar genom det ljuddärnpande materialet i dämpningsvolymen 8.The function of the invention will now be described in detail. In the case that the motor in question is operated with a relatively low load and a low engine speed, there is a relatively low gas flow through the first connecting pipe 1. This also results in a relatively low pressure in the pressure line 13 and in the first chamber 18. In this case it also applies that the first spring 24 is made with a rigidity which is tuned so that at this relatively low pressure it is able to hold the first membrane 16 in a substantially unaffected state, i.e. in the state shown in Fig. 3. This state thus constitutes a position where the drawbar 11 is in a first end position which corresponds to the damper 7 being in a closed position, i.e. the damper 7 is moved to the first degree of opening and in the described embodiment blocks the intermediate portion 5 completely for the passage of the gas streams. This in turn means that the gas stream is forced to pass along the path of fate which comprises the ambient attenuation volume 8. The sound generated by the gas stream will then be attenuated by the gas stream passing through the sound-absorbing material in the attenuation volume 8.

Detta funktionssätt ger en mycket effektiv dämpning av avgasljud, som i synnerhet kan utnyttjas när det aktuella fordonet är stillastående och drivs på tomgång.This mode of operation provides a very effective attenuation of exhaust noise, which can be used especially when the vehicle in question is stationary and driven at idle.

I takt med att lasten och varvtalet hos motom ökar kommer ett allt högre tryck att föreligga i den första kammaren 18 (jfr. ﬁgur 3). Detta medför också att ett allt högre tryck verkar mot det första membranet 16. När trycket till slut överstiger ett förutbestämt gränsvärde po, som svarar mot den fjäderkraﬁ som tillhandahålls av den första fjädem 24, kommer det första membranet 16 att börja tryckas i riktning mot den andra kammaren 10 15 20 25 521 329 14 19, vilket gör att även dragstången ll dras nedåt. Detta medför att spjället 7 börjar öppnas i riktning mot den andra öppningsgraden.As the load and speed of the motor increase, an ever higher pressure will be present in the first chamber 18 (cf. ﬁ gur 3). This also causes an increasing pressure to act against the first diaphragm 16. When the pressure eventually exceeds a predetermined limit value po, which corresponds to the spring force ﬁ provided by the first spring 24, the first diaphragm 16 will begin to be pressed towards it. the second chamber 10 15 20 25 521 329 14 19, which means that the drawbar 11 is also pulled downwards. This causes the damper 7 to start opening in the direction of the second degree of opening.

Under det ovannämnda förloppet kommer även det andra membranet 17 att påverkas via cylindem 25, eftersom dessa två komponenter är förbundna med varandra, Om trycket i den första kammaren 18 sedan stiger tillräckligt mycket kommer trycket mot kolvens 32 ovansida (jfr. figur 3) slutligen att överstiga ett visst förutbestämt gränsvärde p, som svarar mot den fjäderkraft som tillhandahålls av den andra fjädern 33. Detta medför att kolven 32 förflyttas ur anliggning mot ansatsen 31 och successivt trycks ned längs cylindem 25. När kolven 32 har förﬂyttats såpass långt att den åtminstone delvis är positionerad nedanför öppningen 37 i cylindem 25 uppstår en förbindelse mellan den första kammaren 18 och den tredje kammaren 20. Detta leder till att det aktuella gastrycket även verkar mot det andra membranet 17. Ett lika stort tryck verkar då på båda membranen 16, 17, vilket ger en ökad kraﬁ mot dragstången 1 1 och således också en ökning av öppningstakten hos spjället 7. Till slut kommer spjället 7 att vara helt öppet (d.v.s. med en utsträckning som är huvudsakligen parallell med mellanpartiets 5 längsriktning), vilket gör att avgasströmmen strömmar genom den flödesväg som definieras av de perforerade partiema 4, 6 och mellanpartiet 6, huvudsakligen utan att passera dämpningsvolymen 8. Detta driftstillstånd, dvs. med spjället fört till den tredje öppningsgraden, medför att gashastigheten genom ljuddämparen 3 minskar, vilket också minskar tryckfallet och strörnningsljudet. Sammantaget fås en effektiv ljuddämpning under det att mycket lågt mottryck uppstår i avgassystemet när spjället 7 är fört till den tredje öppningsgraden och således helt öppet.During the above process, the second diaphragm 17 will also be actuated via the cylinder 25, since these two components are connected to each other. If the pressure in the first chamber 18 then rises sufficiently, the pressure against the upper side of the piston 32 (cf. Figure 3) will finally exceed a certain predetermined limit value p, which corresponds to the spring force provided by the second spring 33. This causes the piston 32 to be moved out of abutment against the shoulder 31 and successively pressed down along the cylinder 25. When the piston 32 has been moved so far that it is at least partially is positioned below the opening 37 in the cylinder 25, a connection arises between the first chamber 18 and the third chamber 20. This leads to the current gas pressure also acting against the second membrane 17. An equal pressure then acts on both membranes 16, 17, which gives an increased force ﬁ against the drawbar 1 1 and thus also an increase in the opening rate of the damper 7. Finally, the damper 7 to be completely open (i.e. with an extent which is substantially parallel to the longitudinal direction of the intermediate portion 5), which causes the exhaust gas flow to flow through the flow path defined by the perforated portions 4, 6 and the intermediate portion 6, substantially without passing the damping volume 8. This operating condition, i.e. with the damper brought to the third degree of opening, causes the gas velocity through the muffler 3 to decrease, which also reduces the pressure drop and the noise of the disturbance. All in all, an effective sound attenuation is obtained while very low back pressure occurs in the exhaust system when the damper 7 is brought to the third degree of opening and thus completely open.

När trycket mot membranen 16, 17 avtar på grund av minskad belastning hos motorn kommer dragstången 1 1 att återgå till det läge där spjället 7 är stängt, vilket sker till följd av kraften från den första fjädem 24. Dessutom kommer då kolven 32 att återgå till sitt läge där den anligger mot ansatsen 31.When the pressure against the diaphragms 16, 17 decreases due to reduced load on the motor, the drawbar 11 will return to the position where the damper 7 is closed, which occurs as a result of the force from the first spring 24. In addition, the piston 32 will then return to its position where it abuts the shoulder 31.

Uppfinningens funktion kommer nu ytterligare att förklaras med hänvisning till figur 4.The function of the invention will now be further explained with reference to Figure 4.

Denna figur visar ett diagram som illustrerar öppningsgraden hos spjället 7 som funktion lO 15 20 25 521 329 1D av det tryck p som föreligger i tryckledningen 13 och som således verkar mot ventilanordningen 12. Så länge trycket p understiger gränsvärdet po kommer som nämnts ovan spjället 7 att förbli stängt i den första öppningsgraden. När trycket överstiger po kommer fjäderkraften från den första Üädem 24 att övervinnas, vilket medför att cylindem 25 och även dragstången ll trycks nedåt. Detta medför att spjället 7 börjar öppnas mot den andra öppningsgraden. Av diagrammet framgår att öppningstakten under denna fas är huvudsakligen konstant, dvs öppningen sker linjärt. Om trycket höjs ytterligare och överstiger det andra gränsvärdet, pl, kommer båda membranen 16, 17 att påverkas med samma tryck, vilket medför en snabbare öppningstakt för spjället 7 i förhållande till ökningstakten hos trycket. Till slut kommer spjället 7 att vara fört till den tredje öppningsgraden och således i ett helt öppet tillstånd. Sammantaget ges med uppfinningen en mjuk, företrädesvis stegvis linjär, reglering av övergången mellan helt stängt spjäll och helt öppet spjäll, varvid en relativt låg öppningstakt övergår i en mycket hög öppningstakt när det andra gränsvärdet p, överskrids. Enligt den föredragna utföringsfonnen av uppfinningen utnyttjas två membran 16, 17 (jfr. figur 3) som kan påverkas enligt det ovan beskrivna förloppet. Genom lämplig dimensionering av dessa membran samt ventilanordningen 12 i övrigt fås ett mottryck i det aktuella avgassystemet som är huvudsakligen konstant och oberoende av motoms varvtal.This figure shows a diagram illustrating the degree of opening of the damper 7 as a function of the pressure p present in the pressure line 13 and which thus acts against the valve device 12. As long as the pressure p is below the limit value po, as mentioned above, the damper 7 will to remain closed in the first degree of opening. When the pressure exceeds po, the spring force from the first spring 24 will be overcome, which means that the cylinder 25 and also the drawbar 11 will be pushed downwards. This causes the damper 7 to start opening towards the second degree of opening. The diagram shows that the opening rate during this phase is mainly constant, ie the opening takes place linearly. If the pressure is raised further and exceeds the second limit value, p1, both membranes 16, 17 will be actuated with the same pressure, which results in a faster opening rate of the damper 7 in relation to the rate of increase of the pressure. Finally, the damper 7 will be moved to the third degree of opening and thus in a completely open condition. All in all, the invention provides a soft, preferably stepwise linear, regulation of the transition between completely closed damper and completely open damper, whereby a relatively low opening rate changes to a very high opening rate when the second limit value p is exceeded. According to the preferred embodiment of the invention, two membranes 16, 17 (cf. Figure 3) are used which can be actuated according to the process described above. By suitable dimensioning of these diaphragms and the valve device 12 in general, a back pressure is obtained in the actual exhaust system which is substantially constant and independent of the engine speed.

Uppﬁnningen kan därigenom anpassas till det tryckförlopp som föreligger i avgassystemet (d.v.s. inom motoms arbetsområde), så att en optimal avstämning av mottrycket erhålles.The invention can thereby be adapted to the pressure profile present in the exhaust system (i.e. within the working range of the engine), so that an optimal tuning of the back pressure is obtained.

Ventilanordningen 12 utgör således en detekteringsanordning för avkänning av det befintliga trycket i den infallande gasströmmen och för styrning av gasströmmens strypning beroende av om trycket understiger eller överstiger ett första gränsvärde po eller ett andra gränsvärde pl.The valve device 12 thus constitutes a detection device for sensing the existing pressure in the incident gas stream and for controlling the throttling of the gas stream depending on whether the pressure is below or exceeds a first limit value po or a second limit value p1.

Uppﬁnningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på iitningama visade Litföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.The invention is not limited to the Litföring examples described above and shown in the drawings, but can be varied within the scope of the following claims.

Exempelvis kan dämpningsvolyiiieii genom vilken gasströmmen leds altemativt utgöras av ett sidoﬂöde som löper längs en särskild rörledning. Dessutom kan i princip lO 15 20 25 521 329 16 uppfinningen ge en god funktion vad beträffar spjällets funktion vid en ventilanordning som endast utnyttjar ett membran.For example, the attenuation volume through which the gas stream is conducted may alternatively consist of a lateral fate running along a particular pipeline. In addition, in principle the invention can provide a good function with regard to the function of the damper in a valve device which uses only one diaphragm.

Uppfinningen är inte begränsad till att användas vid avgassystem. Enligt en tänkbar variant av uppfinningen kan den utnyttjas exempelvis for dämpning av ljud på motoms insugssida. I så fall arrangeras den ljuddämpande enheten vid motoms insugsrör. En tryckledning arrangeras då som en anslutning mellan inloppsröret och den uppfinningsenliga ventilanordningen, så att ventilanordningen känner av trycket i inloppssidan. Vidare är den uppfinningsenliga ventilanordningen enligt denna variant inrättad med en omvänd funktion så att, i takt med att ett undertryck byggs upp på motoms insugssida, flödet genom inloppsröret styrs via en särskild dämpningsvolym vid ett lågt undeitryck och direkt genom insugsröret (utan att passera genom dämpningsvolymen) vid ett högt undertryck. Detta arrangemang ger en effektiv dämpning av insugsljudet hos motorn.The invention is not limited to use in exhaust systems. According to a possible variant of the invention, it can be used, for example, for attenuating sound on the intake side of the engine. In this case, the sound-absorbing unit is arranged at the engine intake pipe. A pressure line is then arranged as a connection between the inlet pipe and the valve device according to the invention, so that the valve device senses the pressure in the inlet side. Furthermore, the valve device according to the invention according to this variant is arranged with an inverted function so that, as a negative pressure builds up on the intake side of the motor, the flow through the inlet pipe is controlled via a special damping volume at a low underpressure and directly through the suction pipe (without passing through the damping volume ) at a high negative pressure. This arrangement provides an effective attenuation of the intake noise of the engine.

Enligt en variant av uppfinningen kan den ovan beskrivna ventilanordningen 12 i princip ersättas av en tryckavkännande sensor som är ansluten till en styrenhet, som i sin tur är inrättad att styra spj ället 7.According to a variant of the invention, the valve device 12 described above can in principle be replaced by a pressure sensing sensor which is connected to a control unit, which in turn is arranged to control the damper 7.

Som ett altemativ till den ovan beskrivna dragstången 1 1 och hävarmen 10 kan spjället 7 altemativt öppnas och stängas med hjälp av en elmotor.As an alternative to the above-described drawbar 11 and the lever 10, the damper 7 can alternatively be opened and closed by means of an electric motor.

Man kan även tänka sig utfoiingsformer av uppfinningen där spjället styrs enligt den uppfinningsenliga öppningskarakteristiken på ett annat lämpligt sätt, exempelvis mekaniskt, pneumatiskt, eller med hjälp av ett elektroniskt styrsystem.Embodiments of the invention are also conceivable in which the damper is controlled according to the opening characteristics according to the invention in another suitable manner, for example mechanically, pneumatically, or by means of an electronic control system.

Slutligen påpekas att uppfinningen kan utnyttjas for ljuddämpning i samband med andra tillämpningar är avgassystem for motorfordon.Finally, it is pointed out that the invention can be used for sound attenuation in connection with other applications are exhaust systems for motor vehicles.

Claims

521 529 17 Patent claims

Device at a sound-absorbing unit (3) for reducing sound from a flowing gas stream, comprising at least a first ﬂ path (4, 5, 6) for said gas stream and a detection device in communication with said first väg path for sensing the pressure of the gas stream , said device comprising a switching device with an adjustable damper (7) for blocking the first path of fate (4, 5, 6) to a first degree of opening upon detection of a pressure below a predetermined first limit value (po), the damper (7) ) is arranged for opening to a second degree of opening if said first limit value (pg) is exceeded, and the damper (7) when detecting a pressure exceeding a predetermined second limit value (pl) is arranged for opening to a third degree of opening, characterized that the first degree of opening corresponds to less than about 15% of the total cross-sectional area of said first flow path (4, 5, 6) at the damper (7), and that the n the second degree of aperture corresponds to more than about 30% and less than about 60% of said total cross-sectional area, and that the third degree of aperture corresponds to more than about 90% of said total cross-sectional area.

Device according to claim 1, characterized in that the first degree of opening corresponds to more than about 8% and less than about 12% of said total cross-sectional area.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the opening of the damper (7) from the second to the third degree of opening is arranged to take place during an increase in the pressure from the second limit value (p1) which is less than about 1.0 kPa. 521 329 / ed

Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching device with the damper (7) is arranged for a substantially linear opening movement between the first and the second degree of opening and / or between the second and the third degree of opening, and conversely also for a substantially linear blocking movement.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first limit value (po) corresponds to a pressure of the gas stream which is between 7 and 9 kPa, and that the second limit value (p1) corresponds to a pressure of the gas stream which is between about ll and 13 kPa.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device comprises a valve device (12) which is connected to the inlet (1) of the sound-absorbing unit (3) via a line (13) and which is arranged for control. of the switching device.

Device according to claim 6, characterized in that the valve device (12) comprises at least one elastic membrane (16) arranged to be influenced by the pressure of the gas stream, and that the membrane (16) is connected to a drawbar (1 1) for transmission. of the movements of the diaphragm (16) to said damper (7).

Device according to claim 7, characterized in that the valve device (12) comprises a second diaphragm (17) connected to the drawbar (11) and an internal valve adapted to be opened at a pressure exceeding said predetermined second limit value (p1), whereby the line (13) connected to the inlet (1) is connected to both membranes (16, 17). 521 529 l?

Device according to claim 8, characterized in that the inner valve comprises a spring-biased piston (32) which is arranged to be actuated by the pressure of the gas stream and arranged to be displaceable in relation to the drawbar (1 1).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device, in addition to said first väg fate path (4, 5, 6) for said gas ﬂ fate, also comprises a second ﬂ fate path (4, 8, 6), which at least partly consists of a side ﬂ destiny to the first ﬂ destiny path (4, 5, 6).

11. A device according to claim 10, characterized in that the side beam consists of a shrinkage volume (8) which is arranged substantially concentrically in relation to the first path of fate (4, 5 6).

Device according to claim ll, characterized in that the sound-absorbing unit (3) comprises two perforated, sound-absorbing pipe sections (4, 6) for connecting the gas stream to and from the damping volume (8), respectively.

Use of a device according to any one of claims 1-11, for reducing noise from an exhaust gas stream generated by an internal combustion engine belonging to a motor vehicle.

A method of a sound attenuating unit (3) for reducing noise from a flowing gas stream, comprising: controlling the gas flow by at least a first ﬂ fate path (4, 5, 6) detecting the pressure of the gas flow, blocking the first ﬂ path (4, 5, 6) with an adjustable damper (7) to a first degree of opening when detecting a pressure below a predetermined first limit value (po), 521 329 2 Û opening of the first path of fate (4, 5, 6) to a second degree of opening if the first limit value (po) of the pressure is exceeded, opening of the first ﬂ path of fate (4, 5, 6) to a third degree of opening when detecting a pressure exceeding a predetermined second limit value (P1), characterized in that the first degree of opening corresponds to less than about 15% of the first ﬂ path of fate (4, 5, 6) total cross-sectional area at the damper (7), and that the degree of second opening corresponds to more than about 30% and less than about 60% of said total cross-sectional area, and that the third The degree of opening corresponds to more than about 90% of said total cross-sectional area.

A method according to claim 14, characterized in that the first degree of opening corresponds to more than about 8% and less than about 12% of the total cross-sectional area (4, 5, 6) of the total cross-sectional area.

A method according to claim 14 or 15, characterized in that the opening of the damper (7) from the second to the third degree of opening takes place during an increase in the pressure from the second limit value (pi) which is less than about 1.0. kPa.

Method according to claim 14, 15 or 16, characterized in that the opening of the damper (7) between the first and the second degree of opening and / or between the second and the third degree of opening takes place substantially linearly.

Method according to one of Claims 14 to 17, characterized in that the first limit value (po) corresponds to a pressure of the gas stream which is between 7 and 9 kPa, and in that the second limit value (p1) corresponds to a pressure of the gas flow which is between about 11 and 13 kPa. 521 329 2!

Method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that: said detecting the pressure of the gas flow comprises influencing at least one elastic membrane (16), and that the movements of the membrane (16) are transmitted to a damper (7) arranged for blocking respectively opening of the first ﬂ path of fate (4, 5, 6).

A method according to any one of claims 14 to 19, characterized in that it comprises: actuating a first diaphragm (16) when the pressure exceeds a first limit value (po), and actuating a second diaphragm (17) together with the first diaphragm (16) ) when the pressure exceeds a second limit value (p1).