DE102004058418A1

DE102004058418A1 - Auspuffschalldämpfervorrichtung

Info

Publication number: DE102004058418A1
Application number: DE102004058418A
Authority: DE
Inventors: Junichi Toyota Yamaguchi; Tadashi Toyota Kondo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: US20050126850A1; JP4392592B2; US7669693B2; CN1626780A; DE102004058418B4; CN100334333C; JP2005171933A

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Auspuffschalldämpfervorrichtung mit einer einfachen Struktur zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, eine Luftsäulenresonanz vorteilhaft zu unterdrücken, unabhängig von der Länge eines Auslaßrohres (4) eines Auspuffrohres, das mit einem Schalldämpfer (2) verbunden ist, und mit welcher es möglich ist, eine angemessene Reduzierung von Gewicht und Kosten zu erreichen. Die Auspuffschalldämpfervorrichtung (1) der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Schalldämpfer (2), der eine Expansionskammer (11) hat, deren Länge in einer Abgasrichtung L ist, und ein Auslaßrohr (4), das mit der Expansionskaammer (2) verbunden ist und dessen Rohrlänge annähernd 2nL ist (wobei "2nl" "2 mal n mal L" bedeutet), wobei n eine natürliche Zahl ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auspuffschalldämpfervorrichtung zur Reduzierung des Auspufflärms durch Unterdrückung einer Luftsäulenresonanz.
Gewöhnlich ist bei dieser Art von in einem Verbrennungsmotor eingebauter Auspuffschalldämpfervorrichtung eine Mehrzahl von Schalldämpfern entlang eines Auspuffrohres angeordnet, das mit einem Abgaskrümmer verbunden ist, um die im Abgasrohr erzeugte Luftsäulenresonanz zu unterdrücken. Beispielsweise ist ein Aufbau bekannt, bei dem eine Länge von einem Konvergenzpunkt eines Abgaskrümmers zu einem Endauslaß eines Auspuffrohrs als Referenzlänge (X) bezeichnet wird. Ein erster Schalldämpfer wird an einer Stelle 3X/5 vom Endauslaß zur Verfügung gestellt, und ein zweiter Schalldämpfer wird an einer Stelle 2X/5 vom Endauslaß zur Verfügung gestellt. Dieser Typ einer Auspuffschalldämpfervorrichtung ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. S59-226222 offenbart.

Durch das zur Verfügung stellen einer Mehrzahl von Schalldämpfern an geeigneten Stellen ist dieser herkömmliche Typ einer Auspuffschalldämpfervorrichtung geeignet, den Auspufflärm vorteilhaft zu dämpfen. Jedoch wird das Gesamtgewicht durch die Bereitstellung einer Mehrzahl von Schalldämpfern erhöht, was zu einer Erhöhung der Kosten führt. Um das Problem einfach zu betrachten: wird beispielsweise der zweite Schalldämpfer der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. S59-226222 beschriebenen Auspuffschalldämpfervorrichtung weggelassen, dann nimmt die Rohrlänge vom ersten Schalldämpfer zum Endauslaß zu, und insbesondere dann, wenn diese Länge beispielsweise 1,50 m erreicht oder übersteigt, entsteht eine Luftsäulenresonanz im normalen Umdrehungsbereich des Verbrennungsmotors, die einen Anstieg des Schalldruckpegels des Auspuffgases verursacht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Auspuffschalldämpfervorrichtung mit einer einfachen Struktur zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Luftsäulenresonanz vorteilhaft zu unterdrücken, ungeachtet der Länge eines mit einem Schalldämpfer verbundenen Auslaßrohres eines Abgasrohres, und mit der es möglich ist, eine angemessene Reduzierung von Gewicht und Kosten zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.

Eine Auspuffschalldämpfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Schalldämpfer auf, mit einer Expansionskammer, deren Länge in einer Abgasrichtung L ist, und einem Auslaßrohr, das mit der Expansionskammer verbunden ist, und dessen Länge etwa 2nL ist (wobei „ 2nL" als „ 2 mal n mal L" zu lesen ist), wobei n eine natürliche Zahl ist.

Wenn eine Luftsäulenresonanz innerhalb des Auslaßrohres in einer speziellen Frequenz erzeugt wird, die der Rohrlänge des Auslaßrohres entspricht, wird gemäß diesem Aufbau das Längenverhältnis wie oben beschrieben gesetzt bzw. eingestellt, und dadurch wird die Luftsäulenresonanz effektiv durch einen Interferenzeffekt innerhalb der Expansionskammer unterdrückt.

Insbesondere ist eine Grundwellenlänge λ₁ der in dem Auslaßrohr erzeugten Luftsäulenresonanz ungefähr doppelt so lang, wie die Rohrlänge des Auslaßrohres, und daher sollte, um diese Luftsäulenresonanz mittels eines Resonanzeffektes zwischen den einfallenden und den reflektierten Wellen in der Expansionskammer effektiv zu unterdrücken, die Länge L der Expansionskammer auf ¼ der Grundwellenlänge λ₁ gesetzt werden. Mit anderen Worten: Es sollte ein Verhältnis der Länge der Expansionskammer zur Länge des Auslaßrohres von etwa 1 : 2 eingestellt werden. In ähnlicher Weise ist eine Wellenlänge λ₂ einer Luftsäulenresonanz bei einer zweiten harmonischen Schwingung annähernd gleich der Rohrlänge, und daher wird, durch das Festlegen der Länge L der Expansionskammer auf ¼ von λ₂ zur Erzielung eines Interferenzeffekts ein Verhält nis der Länge der Expansionskammer zur Länge des Auslaßrohres von 1 : 4 eingestellt. Auf ähnliche Weise werden bei einer dritten und einer vierten harmonischen Schwingung Verhältnisse von 1 : 6 und 1 : 8 entsprechend vorgegeben.

Daher wird in der vorliegenden Erfindung das Verhältnis der Länge der Expansionskammer zur Länge des Auslaßrohres auf etwa 1 : 2n festgesetzt und infolgedessen kann, selbst wenn die Rohrlänge des Auslaßrohres groß ist, die Luftsäulenresonanz der n^ten harmonischen Schwingung vorteilhaft unterdrückt werden. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass das „etwa" aus „etwa 2nL" einen Begriff darstellt, der Korrekturen des offenen Endes beinhaltet. Und zwar definiert die Rohrlänge des Auslaßrohres 2nL plus δL, wobei δL die Korrektur des offenen Endes (Kompensation) ist.

Vorzugsweise weist der Schalldämpfer ferner eine an die Expansionskammer angrenzende Resonanzkammer auf. Besonders bevorzugt weist die Auspuffschalldämpfervorrichtung ein Einlaßrohr auf, das mit der Resonanzkammer und der Expansionskammer verbunden ist bzw. mit dieser kommuniziert.

Eine weitere Auspuffschalldämpfervorrichtung weist erfindungsgemäß einen Schalldämpfer auf, der eine Expansionskammer hat, deren Länge L in eine Abgasrichtung ist, und ein Auslaßrohr welches eine erste offene Stirnfläche, eine zweite offene Stirnfläche und eine Durchgangsöffnung hat, das in einer Umgebungswand des Auslaßrohres in der Nähe der ersten offenen Stirnfläche geformt ist. Die erste Stirnfläche ist mit der Expansionskammer verbunden, die Durchgangsöffnung ist mit einer Innenseite des Schalldämpfers verbunden, und eine Länge des Auslaßrohres von der Durchgangsöffnung zur zweiten offenen Stirnfläche ist etwa 2nL, wobei n eine natürliche Zahl ist.

Gemäß dieser Anordnung wird, wenn eine Luftsäulenresonanz innerhalb des Auslaßrohres erzeugt wird, in Übereinstimmung mit einer Teillänge (im folgenden wird sich hierauf als „substantielle Luftsäulenlänge" zurückbezogen) des Auslaßrohres von der Durchgangsöffnung, die in der Umgebungswand des Auslaßrohres ausgebildet ist, zu der zweiten offenen Stirnfläche, ein Verhältnis von Expansionskammerlänge zu substantieller Luftsäulenlänge von etwa 1 : 2n festgesetzt. Infolgedessen kann die Luftsäulenresonanz einer n^ten harmonischen Schwingung effektiv mittels eines Interferenzeffektes innerhalb der Expansionskammer auf eine ähnliche Weise unterdrückt werden, wie es oben beschrieben ist.

Es sei besonders darauf hingewiesen, dass die in der Umgebungswand geformte Durchgangsöffnung mit der Expansionskammer innerhalb des Schalldämpfers verbunden sein kann, um dadurch als so genannte Bypassöffnung zu wirken. Alternativ kann die Durchgangsöffnung auch mit einer Resonanzkammer verbunden sein, die separat innerhalb des Schalldämpfers zur Verfügung gestellt wird, um den Auspufflärm einer anderen Frequenz, die sich von der zu unterdrückenden Luftsäulenfrequenz unterscheidet, zu unterdrücken. Wenn eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen in einer Längsrichtung des Auslaßrohres ausgebildet ist, dient die Durchgangsöffnung, die am nächsten an der zweiten offenen Stirnfläche liegt, als Referenz für die Länge der substantiellen Luftsäule.

In diesen Fällen ist die natürliche Zahl n vorzugsweise 1 oder 2.

Gemäß dieser Anordnung kann eine Luftsäulenresonanz mit einer langen Wellenlänge, die typischerweise schwer zu dämpfen ist, angemessen unterdrückt werden.

Gemäß der Auspuffschalldämpfervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Luftsäulenresonanz durch die Verwendung einer einfachen Struktur, ungeachtet der Länge des Auslaßrohres, vorteilhaft unterdrückt werden, wobei eine Verbesserung der Schalldämpfleistung ermöglicht wird. Daraus resultierend muß kein separater Zusatzschalldämpfer am Auspuffrohr vorgesehen werden, was eine angemessenen Reduzierung von Gewicht und Kosten ermöglicht.

Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter an praktischen Beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert, in denen:
1A ein schematisches Diagramm mit einer Skizze einer Auspuffschalldämpfervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
1B einen relationalen Ausdruck zwischen einer Expansionskammer und einem Auslaßrohr aus 1A darstellt;
2A eine Ansicht zeigt, die eine erste akkustische Schwingung einer innerhalb des Auslaßrohres erzeugten Luftsäulenresonanz veranschaulicht;
2B eine Ansicht zeigt, die eine zweite harmonische Schwingung einer im Auslaßrohr erzeugten Luftsäulenresonanz veranschaulicht;
2C eine Ansicht darstellt, die eine dritte harmonische Schwingung einer im Auslaßrohr erzeugten Luftsäulenresonanz veranschaulicht;
2D eine Ansicht darstellt, die eine vierte harmonische Schwingung einer im Auslaßrohr erzeugten Luftsäulenresonanz veranschaulicht;
3 eine schematische Darstellung ist, die eine Skizze einer Auspuffschalldämpfervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine schematische Darstellung zeigt, die eine Skizze einer Auspuffschalldämpfervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert; und
5 eine schematische Darstellung darstellt, die eine Skizze einer Auspuffschalldämpfervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auspuffschalldämpfervorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben. Die Auspuffschalldämpfervorrichtung wird dazu verwendet, um den Auspufflärm zu reduzieren, indem ein vorher bestimmtes Verhältnis einer Länge einer Expansionskammer in einem Schalldämpfer zu einer Rohrlänge eines Auslaßrohres eingestellt wird, so dass eine Luftsäulenresonanz effektiv unterdrückt wird. In der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel gegeben, in dem die Auspuffschalldämpfervorrichtung im Abgassystem eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs zum Einsatz kommt.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 dargestellt ist, weist eine Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 einen Schalldämpfer 2 auf, um den Auspufflärm des Abgases, das von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, zu dämpfen, ein Einlaßrohr 3 eines Auspuffrohres welches das Abgas in den Schalldämpfer 2 des Verbrennungsmotor einbringt, und ein Auslaßrohr 4 eines Auspuffrohres, um des Abgas außerhalb des Schalldämpfers 2 abzuführen.
Eine einzelne Expansionskammer 11 mit einer Länge L₁ in einer Abgasrichtung ist in einem Innenbereich des Schalldämpfers 2 angeordnet. Die Expansionskammer 11 ist mit einem größeren Abgasdurchlassquerschnitt ausgestaltet, als das Einlaßrohr 3, und deshalb nimmt der Druck des Abgases, das vom Einlaßrohr 3 in die Expansionskammer 11 strömt, ab. Die Länge L₁ der Expansionskammer 11 entspricht in diesem Fall einer Distanz zwischen Innenwänden 12, 13, die sich in einer Abgasrichtung des Schalldämpfers 2 zugewandt sind.
Ein offener Endabschnitt des Einlaßrohres 3 ist mit einem Auspuffkrümmer, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, im Verbrennungsmotor verbunden, und der andere offene Endabschnitt 21 ist mit der Expansionskammer 11 über die Innenwand 13 des Schalldämpfers 2 verbunden. Eine Rohrlänge des Auslaßrohres 4 ist auf eine Länge L₂ festgesetzt. Ein offener Endabschnitt 31 des Auslaßrohres 4 ist mit der Expanionskammer 11 über die Innenwand 13 des Schalldämpfers 2 verbunden, und der andere offene Endabschnitt 32 ist mit der Außenseite verbunden, und ist daher zur Atmosphäre hin geöffnet.
Wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, erzeugt ein Abgasimpuls eine Luftsäulenresonanz im Auslaßrohr 4 in Übereinstimmung mit der Länge L₂ des Auslaßrohres 4. Mit anderen Worten: Es wird die erste akkustische Schwingung der Luftsäulenresonanz, wie in 2 dargestellt, mit der halben Rohrlänge L2 als halbe Wellenlänge festgesetzt, und eine Luftsäulenresonanz wird in Wellenlängen, die natürlichzahlige Mehrfache dieser halben Wellenlänge sind, erzeugt.
Genauer gesagt hat eine Wellenlänge λ₁ einer Luftsäulenresonanz bei der ersten akkustischen Schwingung (erste harmonische Schwingung) etwa die doppelte Rohrlänge L₂, unter Beachtung der Korrektur des offenen Endes des Auslaßrohres 4 (siehe 2A). Um die Luftsäulenresonanz effektiv mittels eines Interferenzeffektes zwischen den einfallenden und den reflektierten Wellen innerhalb der Expansionskammer 11 zu unterdrücken, sollte die Länge L₁ der Expansionskammer 11 auf ¼ der Wellenlänge λ₁ festgesetzt werden. Anders gesagt, durch das Festlegen eines Verhältnisses von L₁ : L₂ auf etwa 1 : 2, wird der Auspufflärm, der durch die Luftsäulenresonanz der ersten akkustischen Schwingung erzeugt wird, reduziert.
Wie in 2B dargestellt wird, ist eine Wellenlänge λ₂ einer zweiten harmonische Luftsäulenresonanz annähernd gleich der Rohrlänge L₂, und daher sollte, um einen ähnlichen Interferenzeffekt zu erhalten, die Länge L₁ der Expansionskammer 11 auf ¼ von λ₂ festgesetzt werden. Anders ausgedrückt wird, durch das Festlegen eines Verhältnisses von L₁ : L₂ von etwa 1 : 4, der Auspufflärm, der durch die zweite harmonische Luftsäulenresonanz erzeugt wird, reduziert. Gleichermaßen sollte, wie in den 2C und 2D gezeigt, bei der dritten harmonischen Schwingung L₁ auf ¼ von λ₃ festgesetzt werden, und bei der vierten harmonischen Schwingung sollte L₁ auf ¼ von λ₄ festgesetzt werden. Infolgedessen kann, durch das Festlegen von Verhältnissen von L₁ : L₂ von etwa 1 : 6 beziehungsweise L₁ : L₂ von etwa 1 : 8 der von einer Luftsäulenresonanz entsprechend der dritten und vierten harmonischen Schwingung erzeugte Auspufflärm reduziert werden.
Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform ein Verhältnis von L₂ mit etwa 2nL₁ vorgegeben (wobei n eine natürliche Zahl ist), wie es in 1B dargestellt ist. Auf diese Weise kann eine Luftsäulenresonanz der n^ten harmonischen Schwingung vorteilhaft unterdrückt werden, was es ermöglicht, Auspufflärm in seiner Gesamtheit zu dämpfen. Ein besonders nützlicher Dämpfungseffekt wird erreicht, wenn die natürliche Zahl „n" auf 1 oder 2 eingestellt wird, was einer Luftsäulemesonanz entspricht, die eine lange Wellenlänge (niedrige Frequenz) hat, die gewöhnlich schwer dämpfbar ist. Insbesondere kann, wenn die Rohrlänge L₂ des Auslaßrohres 4 groß ist, beispielsweise 1,5 m oder mehr, Niederfrequenzluftsäulenresonanz in einem normalen Umdrehungsbereich des Verbrennungsmotors erzeugt werden, diese Resonanz kann aber effektiv unterdrückt werden.
Gemäß der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 dieser Ausführungsform wird die effektive Länge der Expansionskammer 11 in Relation zum Auslaßrohr 4 gesetzt, wodurch die Dämpfungsleistung zufriedenstellend erhöht werden kann, ohne einen zweiten Schalldämpfer (Nachschalldämpfer) am Auslaßrohr 4 zur Verfügung zu stellen. Als ein Ergebnis können Nachschalldämpfer in der Anordnung der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 eingespart werden, was eine Kosten- und Gewichtsersparnis ermöglicht. Aus der Sicht eines Fahrzeugs betrachtet, ermöglichen diese Effekte eine Reduzierung des von einer Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 belegten Platzes, und daher wird fahrzeugseitig der Nutzen erhöht.
Es sei besonders erwähnt, dass in der obig beschriebenen Ausführungsform eine einzelne Expansionskammer 11 im Schalldämpfer 2 zur Verfügung gestellt wird, jedoch kann auch eine Mehrzahl von Expansionskammern in Abgasrichtung zur Verfügung gestellt werden, indem man den Innenbereich des Schalldämpfers 2 mittels Trennwänden aufteilt, um so eine so genannte mehrstufige Ausdehnungsanordnung zu erzeugen. In diesem Fall könnten zwei angrenzende Expansionskammern durch das zur Verfügung stellen einer Öffnung mit einem großen Öffnungsdurchmesser in der Trennwand, wodurch eine Verbindung zwischen den gegenüberstehenden Expansionskammern an jeder Seite der Öffnung ermöglicht wird, als eine einzelne Expansionskammer betrachtet werden. Durch das Festsetzen der Rohrlänge L₂ des Auslaßrohres 4 auf ein näherungsweise geradzahliges Vielfaches der Gesamtlänge L₁ der Mehrzahl der Expansionskammern in Abgasrichtung (L₂ ist etwa 2nL₁), können identische Effekte zu den obig beschriebenen erzielt werden.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Beschreibungen einer jeden der folgenden Ausführungsformen sich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform konzentrieren und daher identische Elemente und Ziellängen mit identischen Bezugszeichen belegt wurden.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in 3 dargestellt, ist der Innenbereich des Schalldämpfers 2 der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform in eine Resonanzkammer 42, angeordnet an der Seite des Einlaßrohres 3, und eine Expansionskammer 11, angeordnet an der Seite des Auslaßrohres 4, mittels eines Separators 41 unterteilt. Die Länge L₁ der Expansionskammer 11 in Abgasrichtung korrespondiert mit einer Entfernung vom Separator 41 zur Innenwand 13 des Schalldämpfers in der Nähe des Auslaßrohres 4. Die Resonanzkammer 42 dient dazu, um mit der Schwingung einer spezifischen Frequenz mitzuschwingen, um dadurch den Pegel des durch diese Schwingung verursachten Abgaslärms zu reduzieren. Eine Länge L₃ der Resonanzkammer 42 in Abgasrichtung wird auf eine Länge festgesetzt, die sich aus der Subtraktion der Länge L₁ der Expansionskammer 11 von einer Gesamtlänge L₀ des Schalldämpfers in Abgasrichtung ergibt. Ein offener Endabschnitt 21 des Einlaßrohres 3 auf der Seite des Schalldämpfers ist mit der Expansionskammer 11 mittels der Resonanzkammer 42 verbunden, und eine Mehrzahl von in der Umgebungswand des offenen Endabschnitts 21 geformten gestanzten Löcher bzw. Lochungen 44 liegt der Resonanzkammer gegenüber, und ist dadurch mit der Resonanzkammer 42 verbunden.
Ein Abgas eines Verbrennungsmotors wird in die Expansionskammer 11 eingeleitet und dehnt sich darin aus, woraufhin das Abgas über das Auslaßrohr 4 in die Atmosphäre abgeführt wird. Infolgedessen kann auch bei dieser Ausführungsform die Luftsäulenresonanz der innerhalb des Auslaßrohres 4 erzeugten n^ten harmonsichen Schwingung durch Festsetzen des Verhältnisses von L₂ zu etwa 2nL₁ ähnlich der ersten Ausführungsform vorteilhaft unterdrückt werden. Da die Resonanzkammer 42 separat innerhalb des Schalldämpfers 2 zur Verfügung gestellt wird, kann Abgaslärm einer vorherbestimmten Frequenz, wie zum Beispiel Hochfrequenzschallwellen, ebenfalls im Schalldämpfer 2 reduziert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in 4 gezeigt, sind in der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform das Einlaßrohr 3 und das Auslaßrohr 4, welche mit der Innenseite des Schalldämpfers 2 verbunden sind, nicht coaxial angeordnet. Zusätzlich werden diese Rohre 3, 4 tiefer in den Schalldämpfer eingebracht, als in der ersten Ausführungsform, so dass sie überlappen. Eine Gesamtlänge des Auslaßrohres 4 wird als L₄ festgesetzt, und ein offener Endabschnitt 31 davon in der Nähe einer offenen Stirnseite 33 ist mit der Expansionskammer 11 verbunden. Das Auslaßrohr 4 beinhaltet eine Mehrzahl von in der Umgebungswand davon geformten Bypassöffnungen 51 (Durchgangsöffnungen) in Positionen an der Seite der Innenwand 13 in der Nähe des offenen Endabschnitts 31. Die Mehrzahl von Bypassöffnungen 51 ist mit der Expansionskammer 11 verbunden.
In dieser Ausführungsform wird eine Luftsäulenresonanz innerhalb des Auslaßrohres 4 in Übereinstimmung mit einer Rohrlänge von einer offenen Stirnfläche 34 in der Nähe des anderen offenen Endabschnitts 32 des Auslaßrohres 4, welches mit der Außenseite verbunden ist, zur nächsten Bypassöffnung 51 der offenen Stirnfläche 34 erzeugt, und daher wird diese Rohrlänge („die substantielle Luftsäulenlänge") als L₂ (annähernd 2nL₁), wie oben beschrieben, festgesetzt. Das Abgas, das durch das Einlaßrohr 3 strömt und sich in der Expansionskammer 11 ausdehnt, strömt in das Auslaßrohr 4 durch die offene Stirnfläche 33 des Auslaßrohres 4, wobei ein Teil des Abgases in das Auslaßrohr 4 durch die Mehrzahl von Bypassöffnungen 51 strömt. Mit anderen Worten konvergiert das in das Auslaßrohr 4 strömende Abgas an der Stelle der Bypassöffnungen 51, und wird dann in die Atmosphäre abgeführt.
Gemäß dieser Ausführungsform werden die substantielle Luftsäulenlänge des Auslaßrohres 4 und die Länge der Expansiooskammer 11 ähnlich zur ersten Ausführungsform derart festgesetzt, dass L₂ annähernd 2nL₁ ist, und dadurch eine Luftsäulenresonanz einer n^ten harmonischen Schwingung wirkungsvoll mittels eines Interferenzeffekts innerhalb der Expansionskammer 11 unterdrückt werden kann. Darüberhinaus kann, durch das Einbringen des Einlaßrohres 3 und des Auslaßrohres 4 in die Expansionskammer 11 und durch das Verwenden der Mehrzahl von Bypassöffnungen 51 auf die oben beschriebenen Art, der Auspufflärm in einem größeren Frequenzbereich gedämpft werden, als in der ersten Ausführungsform.
(Vierte Ausführungsform)
Wie in 5 dargestellt, ist der Innenbereich des Schalldämpfers 2 in der Auspuffschalldämpfervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform in eine Expansionskammer 11, die an der Seite des Eingangsrohres 3 angeordnet ist, sowie eine Resonanzkammer 42, die an der Seite des Auslaßrohres angeordnet ist, mittels eines Separators 41 aufgeteilt. Die Länge L₁ der Expansionskammer 11 in Abgasrichtung entspricht einer Entfernung von der Innenwand 12 des Schalldämpfers 2 auf der Seite des Einlaßrohres 3 zum Separator 41. Die Länge L₃ der Resonanzkammer 42 in Abgasrichtung entspricht einer Länge, die sich aus der Subtraktion der Länge L₁ der Expansionskammer von der Gesamtlänge L₀ des Schalldämpfers 2 in Abgasrichtung ergibt.
Die offenen Stirnfläche 33 des Auslaßrohres 4 in der Nähe des Schalldämpfers ist mit der Expansionskammer 11 verbunden, und die Mehrzahl der in der Umgebungswand des offenen Endabschnittes 31 an der offenen Stirnfläche 33 geformten Lochungen 44 (Durchgangsöffnungen) liegt der Resonanzkammer 42 gegenüber, ist daher mit der Resonanzkammer 42 verbunden. Auf ähnliche Weise wie in der dritten Ausführungsform wird Luftsäulenresonanz innerhalb des Auslaßrohres 4 in Übereinstimmung mit einer Rohrlänge von der anderen offenen Stirnfläche 34 des Auslaßrohres 4, das mit der Außenseite verbunden ist, zur nächsten Stanzöffnung 44 zur offenen Stirnfläche 3⁴ erzeugt, und deshalb wird diese Rohrlänge („die substantielle Luftsäulenlänge") als L₂ festgesetzt, welche annähernd gleich 2nL₁ ist.
Das Abgas, das sich in der Expansionskammer 11 ausdehnt, strömt in das Auslaßrohr 4 durch die offenen Stirnseite 33, und wird dann an die Atmosphäre. Ein Teil des in das Auslaßrohr 4 strömenden Abgases strömt durch die Öffnungen 44 in die Resonanzkammer 42, und hier tritt der Abgasresonanzeffekt auf.
Demgemäß ist in dieser Ausführungsform, ähnlich zur dritten Ausführungsform, das Verhältnis von L₂ auf annähernd 2nL₁ festgesetzt, und dadurch kann eine Luftsäulenresonanz der n^ten harmonischen Schwingung vorteilhaft unterdrückt werden. Darüberhinaus wird, ähnlich der zweiten Ausführungsform, die Resonanzkammer 42 separat innerhalb des Schalldämpfers 2 zur Verfügung gestellt, wodurch es möglich wird, den Auspufflärm einer vorherbestimmten Frequenz, beispielsweise Hochfrequenzschallwellen, innerhalb des Schalldämpfers 2 zu reduzieren.
Die vollständige Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-415415, eingereicht am 12. Dezember 2003 einschließlich Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung wird hierin vollumfänglich einbezogen.

Claims

Eine Auspuffschalldämpfervorrichtung, mit: einem Schalldämpfer (2), der eine Expansionskammer (11) aufweist, deren Länge in einer Abgasrichtung L ist, und einem Auslaßrohr (4), das mit der Expansionskammer (11) kommuniziert und dessen Rohrlänge näherungsweise 2nL ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schalldämpfer (2) ferner eine an die Expansionskammer (11) angrenzende Resonanzkammer (42) aufweist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 2, weiter aufweisend ein Einlaßrohr (3), das mit der Resonanzkammer (42) und der Expansionskammer (11) verbunden ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die natürliche Zahl n gleich 1 ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die natürliche Zahl n gleich 2 ist.
Eine Auspuffschalldämpfervorrichtung mit: einem Schalldämpfer (2), der eine Expansionskammer (11) aufweist, deren Länge in einer Abgasrichtung L ist, und einem Auslaßrohr (3), das eine erste offene Stirnfläche (33), eine zweite offene Stirnfläche (34) und eine, in einer Umgebungswand des Auslaßrohres (4) geformte, Durchgangsöffnung (44, 51) in der Nähe der ersten offenen Stirnfläche (33) aufweist, wobei die erste offene Stirnfläche (33) mit der Expansionskammer (11) verbunden ist, die Durchgangsöffnung (44, 51) mit einer Innenseite des Schalldämpfers (2) verbunden ist, und eine Länge des Auslaßrohres (4) von der Durchgangsöffnung (44, 51) zur zweiten offenen Stirnfläche (34) annähernd 2nL ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Schalldämpfer (2) ferner eine an die Expansionskammer (11) angrenzende Resonanzkammer (42) aufweist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Durchgangsöffnung (44, 51) mit der Resonanzkammer (42) verbunden ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Durchgangsöffnung (44, 51) mit der Expansionskammer (11) verbunden ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die natürliche Zahl n gleich 1 ist.
Auspuffschalldämpfervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die natürliche Zahl n gleich 2 ist.