DE10244021A1 - Exhaust system for an internal combustion engine - Google Patents

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Rolf Dr. Jebasinski
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage (2) für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
- mit einem ersten Abgasstrang (3), der von einer ersten Zylindergruppe (5) zu einer Abgasmündung führt und eine erste Schalldämpferanordnung (11) enthält,
- mit einem vom ersten Abgasstrang (3) separaten zweiten Abgasstrang (4), der von einer zweiten Zylindergruppe (7) zu einer Abgasmündung führt und eine zweite Schalldämpferanordnung (12) enthält,
- mit einer steuerbaren Schallübertragungseinrichtung (14), die sich in den Abgassträngen (3, 4) ausbreitenden Schall gesteuert vom Inneren des einen Abgasstrangs (3) in das Innere des anderen Abgasstrangs (4) überträgt und umgekehrt,
- mit einer Steuereinrichtung (15) zur Steuerung der Schallübertragungseinrichtung (14),
- wobei die Schallübertragungseinrichtung (14) einen Schaltzustand ermöglicht, bei dem keine oder im wesentlichen keine Schallübertragung zwischen den Abgassträngen (3, 4) erfolgt.The invention relates to an exhaust system (2) for an internal combustion engine (1), in particular a motor vehicle,
with a first exhaust line (3) leading from a first cylinder group (5) to an exhaust outlet and containing a first silencer arrangement (11),
with a second exhaust line (4) separate from the first exhaust line (3), which leads from a second cylinder group (7) to an exhaust gas outlet and contains a second silencer arrangement (12),
with a controllable sound transmission device (14) which transmits sound propagating in the exhaust gas lines (3, 4) in a controlled manner from the inside of one exhaust line (3) to the inside of the other exhaust line (4) and vice versa,
- With a control device (15) for controlling the sound transmission device (14),
- The sound transmission device (14) enables a switching state in which there is no or essentially no sound transmission between the exhaust gas lines (3, 4).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.

Die während des Betriebs einer Brennkraftmaschine entstehenden Geräusche werden vor allem in die Abgasanlage eingeleitet, wobei die Abgasanlage einen oder mehrere Schalldämpfer enthält, um das mit den Abgasen mitgeführte Abgasgeräusch zu bedämpfen. Üblicherweise werden derartige Schalldämpfer für bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder ausgelegt, in denen sie ihre Hauptdämpfungswirkung zeigen, während sie bei anderen Frequenzen keine oder nur eine relativ geringe Dämpfungswirkung entfalten können. Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug ist der Betrieb der Brennkraftmaschine dynamisch, so dass bei der Brennkraftmaschine vor allem Drehzahl und Leistung stark variieren können. Damit geht in der Regel eine Veränderung des von der Brennkraftmaschine abgestrahlten Geräuschspektrums einher, wobei sich insbesondere die Hauptstörfrequenzen oder Hauptstörfrequenzbereiche verschieben können. Um die Abgasgeräusche in einem relativ großen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine optimal bedämpfen zu können, ist daher ein relativ großer Aufwand erforderlich.The during the operation of an internal combustion engine arising noises are mainly introduced into the exhaust system, the exhaust system one or more silencers contains to that carried with the exhaust gases Exhaust noise too attenuate. Usually become such silencers for certain Frequencies or frequency bands designed in which they show their main damping effect while they at other frequencies no or only a relatively low damping effect can unfold. The operation of the internal combustion engine is particularly in a motor vehicle dynamic, so that in the internal combustion engine above all speed and performance can vary widely. This is usually a change of the noise spectrum emitted by the internal combustion engine, whereby the main interference frequencies in particular or major interference frequency ranges can move. To the exhaust noise in a relatively large To be able to optimally dampen the operating range of the internal combustion engine therefore a relatively large one Effort required.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die Bedämpfung von Abgasgeräuschen für einen relativ großen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine vereinfacht.The present invention is concerned with the problem for an exhaust system of the type mentioned an improved embodiment specify that in particular the attenuation of exhaust noise for a relatively large Operating range of the internal combustion engine simplified.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention the subject of the independent Claim solved. Advantageous embodiments are subject to the dependent Expectations.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Abgasanlage, die mit zwei separaten Abgassträngen ausgestattet ist, eine Schallübertragungseinrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, gezielt die Abgasgeräusche des einen Abgasstrangs in den anderen Abgasstrang und vice versa zu übertragen oder zu sperren. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, dass das Abgasgeräusch der Brennkraftmaschine über einen weiten Drehzahlbereich durch das bei der Zündfrequenz und deren ganzzahligen vielfachen entstehende Geräusch geprägt ist. Diese dominierende Frequenz beträgt bei M Zylindern und einem Viertakt-Motor M/2 mal der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Zündfrequenz ist außerdem wesentlich für den subjektiven Klangcharakter des Abgasgeräusches verantwortlich.The invention is based on the general idea in an exhaust system equipped with two separate exhaust lines is a sound transmission device to be provided which enables targeted the exhaust noise to transfer one exhaust line into the other exhaust line and vice versa or lock. The invention uses the knowledge that the exhaust noise the internal combustion engine over a wide speed range due to the ignition frequency and its integer multiple noise embossed is. This dominant frequency is for M cylinders and one Four-stroke engine M / 2 times the speed of the internal combustion engine. The Ignition frequency is Moreover essential for responsible for the subjective sound character of the exhaust noise.

Wenn nun die Abgasanlage zweiflutig, also mit zwei separaten Abgassträngen ausgeführt ist, sind dementsprechend für jeweils eine möglichst gleich große Gruppe von Zylindern ein vollständiger Abgasstrang, einschließlich eigener Schalldämpferanordnung, vorgesehen. Vereinfacht dargestellt wirkt dann eine derartige Abgasanlage bei einer Brennkraftmaschine mit M Zylindern wie zwei völlig unabhängige Abgasanlagen für eine Brennkraftmaschine mit K Zylindern und für eine Brennkraftmaschine mit L Zylindern, wobei gilt: K + L = M. Folglich wird bei der Brennkraftmaschine mit M Zylindern in dieser speziellen zweiflutigen Abgasanlage das Abgasgeräusch durch die Zündfrequenz von Brennkraftmaschinen mit K und L Zylindern bestimmt. Beispielsweise verhält sich bei einem 6-Zylinder-Motor das Abgasgeräusch bei einer zweiflutigen Abgasanlage wie bei einem 3-Zylinder-Motor. Der sich dabei bildende Geräuscheindruck ist somit durch die beiden parallel wirkenden Zylindergruppen der Brennkraftmaschine geprägt. Mit anderen Worten: Bei einem M-Zylinder-Motor mit einflutiger Abgasanlage ist das Abgasgeräusch im wesentlichen durch die M/2-Ordnung der Motordrehzahl geprägt, während es bei einer zweiflutigen Abgasanlage im wesentlichen durch die K/2-Ordnung und die L/2-Ordnung der Motordrehzahl geprägt ist, wobei wieder gilt: K + L = M.If the exhaust system now has two channels, So with two separate exhaust lines accomplished are accordingly for one as equal as possible size Group of cylinders a complete exhaust line, including own silencer arrangement, intended. In simple terms, such an exhaust system then acts in an internal combustion engine with M cylinders, such as two completely independent exhaust systems for one Internal combustion engine with K cylinders and for an internal combustion engine with L Cylinders, where: K + L = M. Consequently, the internal combustion engine with M cylinders in this special dual-flow exhaust system Exhaust noise through the ignition frequency determined by internal combustion engines with K and L cylinders. For example behave with a 6-cylinder engine the exhaust noise with a double-flow exhaust system like with a 3-cylinder engine. The resulting noise impression is thus due to the two parallel acting cylinder groups Internal combustion engine shaped. In other words: In an M-cylinder engine with a single-flow exhaust system is the exhaust noise essentially shaped by the M / 2 order of engine speed while it in a double-flow exhaust system essentially through the K / 2 order and the L / 2-order of the engine speed is shaped, whereby again applies: K + L = M.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schallübertragungseinrichtung ist es nun möglich, die beiden separaten Abgasanlagen, die an sich hinsichtlich einer gegenseitigen Schallübertragung voneinander entkoppelt sind, bedarfsabhängig hinsichtlich einer gegenseitigen Schallübertragung zu koppeln. Durch diese Kopplung wandelt sich der Klangcharakter der einzelnen Abgasstränge, da nun wieder die Zündfrequenz des M-Zylinder-Motors hauptsächlich das Abgasgeräusch bestimmt, während das Geräusch der Zündfrequenzen bei den den einzelnen Abgassträngen zugeordneten Zylindergruppen, also die Zündfrequenz des K- bzw. L-Zylinder-Motors vergleichsweise stark zurückgeht.With the help of the sound transmission device according to the invention is it now possible the two separate exhaust systems, which per se with regard to one mutual sound transmission are decoupled from one another, depending on requirements with respect to one another sound transmission to couple. This coupling changes the character of the sound of the individual exhaust lines, there is the ignition frequency again of the M-cylinder engine mainly the exhaust noise determined while the noise the ignition frequencies for the individual exhaust lines assigned cylinder groups, i.e. the ignition frequency of the K or L cylinder engine is declining comparatively strongly.

Mit Hilfe der Erfindung ist es somit möglich, eine Schalldämpferanordnung, die für einen bestimmten Drehzahlbereich ausgelegt ist, durch eine entsprechende Ansteuerung der Schallübertragungseinrichtung nun auch für einen weiteren Drehzahlbereich mit im wesentlichen verdoppelter Drehzahl nutzen zu können. Hierzu ist beim niedrigeren Drehzahlbereich die Schallübertragungseinrichtung aktiv, so dass die M/2-Ordnung der Drehzahl das Abgasgeräusch prägt. Bei größeren Drehzahlen kann dann die Schallübertragungseinrichtung deaktiviert werden, so dass dann die K/2-Ordnung und die K/2-Ordnung das Abgasgeräusch bestimmen. Da die Zylinderzahlen K und L jeweils halb so groß oder etwa halb so groß sind wie die Zylinderzahl M, kann mit der erfindungsgemäßen Schallübertragungseinrichtung bei höheren Drehzahlbereichen etwa dieselbe Klangcharakteristik wie bei der halben Drehzahl eingestellt werden. Dementsprechend sind die für einen bestimmten Drehzahlbereich ausgelegten Schalldämpfer doppelt bzw. in einem größeren Frequenzbereich nutzbar, ohne dass hierzu eine bauliche Veränderung der Schalldämpfer erforderlich ist.With the help of the invention it is thus possible to use a muffler arrangement, which is designed for a certain speed range, by correspondingly controlling the sound transmission device for a further speed range with essentially doubled speed. For this purpose, the sound transmission device is active at the lower speed range, so that the M / 2 order of the speed shapes the exhaust gas noise. At higher speeds, the sound transmission device can then be deactivated so that the K / 2 order and the K / 2 order then determine the exhaust gas noise. Since the number of cylinders K and L are each half or half the number of cylinders M, the sound transmission device according to the invention can be used to set approximately the same sound characteristic as at half the speed at higher speed ranges. Accordingly, the mufflers designed for a certain speed range can be used twice or in a larger frequency range without this being necessary che modification of the silencer is required.

Dabei kann es, insbesondere im Hinblick auf erhöhte Stückzahlen, von Vorteil sein, die erste Schalldämpferanordnung des ersten Abgasstrangs und die zweite Schalldämpferanord nung des zweiten Abgasstrangs hinsichtlich Dämpfungswirkung und/oder Durchströmungswiderstand gleich oder im wesentlichen gleich auszubilden. Die insoweit quasi identischen Abgasstränge bzw. Schalldämpferanordnungen können relativ preiswert realisiert werden.It can, especially with regard on increased Numbers, be advantageous, the first muffler arrangement of the first exhaust line and the second silencer arrangement of the second exhaust line with regard to damping effect and / or flow resistance to be the same or essentially the same. The quasi-identical in this respect exhaust lines or muffler arrangements can can be realized relatively inexpensively.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, kann vorgesehen sein, eine Steuereinrichtung, welche die Schallübertragungseinrichtung zwischen einem Zustand mit minimaler Schallübertragung und einem Zustand mit maximaler Schallübertragung umschalten kann, so auszugestalten, dass das Umschalten zwischen den genannten Extremzuständen kontinuierlich oder mehrstufig durchführbar ist, so dass wenigstens ein Zwischenzustand einstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann zwischen der Prägungswirkung der einzelnen Zylindergruppen (K/2-Ordnung und L12-Ordnung) und der Prägungswirkung aller Zylinder (M/2-Ordnung) mehrstufig oder kontinuierlich umgeschaltet werden, wodurch es bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Schalldämpferanordnungen möglich ist, den Drehzahlbereich, in dem die Schalldämpferanordnungen die gewünschte Dämpfungswirkung erzielen können, deutlich zu vergrößern.According to a particularly advantageous embodiment, can be provided a control device which the sound transmission device between a state with minimal sound transmission and a state with maximum sound transmission can switch, so that switching between the extreme conditions mentioned can be carried out continuously or in several stages, so that at least an intermediate state is adjustable. This measure allows between the imprinting effect of the individual cylinder groups (K / 2-order and L12-order) and the imprinting effect all cylinders (M / 2-order) switched over in multiple stages or continuously be, making it with a corresponding design of the muffler arrangements possible is the speed range in which the muffler arrangements have the desired damping effect can achieve to enlarge significantly.

Zweckmäßig kann die Schallübertragungseinrichtung zumindest ein hohles Übertragungsrohr aufweisen, das einenends in den einen Abgasstrang einmündet und anderenends in den anderen Abgasstrang einmündet. Durch dieses Übertragungsrohr können die sich in den einzelnen Abgassträngen ausbreitenden Schallwellen besonders leicht und quasi ungedämpft von dem einen zum anderen Abgasstrang und umgekehrt übertreten.The sound transmission device can expediently have at least one hollow transmission tube, that ends at one end in the exhaust system and at the other end in the flows into another exhaust line. Through this transmission tube, the in the individual exhaust lines propagating sound waves particularly light and quasi undamped by the one to the other exhaust line and vice versa.

Grundsätzlich sind jedoch beliebige andere Schallübertragungseinrichtungen möglich.Basically, however, are any other sound transmission devices possible.

Bei einer einfachen Bauweise können die beiden Abgasstränge über das Übertragungsrohr miteinander kommunizieren, das heißt, das Übertragungsrohr ermöglicht bei aktivierter Schallübertragungseinrichtung einen Gasaustausch zwischen den beiden Abgassträngen. Für den Fall, das ein derartiger Gasaustausch nicht erwünscht ist, möglicherweise bei ungerader Gesamt-Zylinderzahl, kann es vorteilhaft sein, die Schallübertragungseinrichtung so auszugestalten, dass darüber kein Gasaustausch zwischen den Abgassträngen erfolgen kann. Bei einem Übertragungsrohr kann dies beispielsweise durch eine durch Schall anregbare, gasdichte Membran erreicht werden, die in das Übertragungsrohr eingebaut ist.With a simple design, the two Exhaust lines with each other via the transmission pipe communicate, that is, the transmission tube allows with activated sound transmission device a gas exchange between the two exhaust lines. In the event that such Gas exchange not desired is, possibly with an odd total number of cylinders, it can be advantageous to Sound transmission device to be designed so that about it no gas exchange can take place between the exhaust lines. With a transmission tube This can be done, for example, by means of a gas-tight gas excitable Membrane can be reached, which is built into the transmission tube.

Vorteilhaft erfolgt die Anbringung und Ausgestaltung der Schallübertragungseinrichtung so, dass sie unabhängig von ihrem Schaltzustand sowohl in dem einen Abgasstrang als auch im anderen Abgasstrang keinen oder im wesentlichen keinen Druckverlust erzeugt.The attachment is advantageous and design of the sound transmission device so that they are independent from their switching state in both the one exhaust line and no or essentially no pressure loss in the other exhaust line generated.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated Description of the figures using the drawings.

Es versteht sieh, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It understands that the above not only mentioned and the features to be explained below in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the frame to leave the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment the invention is shown in the drawing and is in the following Description closer explained.

Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Abgasanlage.The only 1 shows a greatly simplified schematic diagram of an exhaust system according to the invention.

Entsprechend 1 ist eine Brennkraftmaschine 1, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abgasanlage 2 nach der Erfindung ausgestattet. Die Abgasanlage 2 ist mit zwei separaten und parallel laufenden Abgassträngen, nämlich einem ersten Abgasstrang 3 und einem zweiten Abgasstrang 4, ausgestattet. Während der erste Abgasstrang 3 einer ersten Gruppe 5 von Zylindern 6 zugeordnet ist, führt der zweite Abgasstrang 4 die Abgase einer zweiten Zylindergruppe 7 ab. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der Brennkraftmaschine 1 um einen 6-Zylinder-Motor, der als V-Motor ausgestaltet ist und dementsprechend zwei Zylinderbänke 8 und 9 mit jeweils drei Zylindern 6 besitzt. Die drei Zylinder 6 jeder Zylinderbank 8, 9 bilden dann jeweils eine Zylindergruppe 5 bzw. 7. Insbesondere aus Bauraumgründen werden die Abgase der ersten Zylindergruppe 5 der ersten Zylinderbank 8 unabhängig von den Abgasen der zweiten Zylindergruppe 7 der zweiten Zylinderbank 9 über die beiden separaten Abgasstränge 3, 4 abtransportiert. Bei einer geradzahligen Zylinderzahl ist jedem Abgasstrang 3, 4 zweckmäßig die Hälfte der Gesamt-Zylinderzahl zugeordnet, während bei einer ungeraden Zylinderzahl einem der Abgasstränge 3, 4 ein Zylinder 6 mehr zugeordnet ist. Grundsätzlich ist daher die erfindungsgemäße Abgasanlage 2 bei Brennkraftmaschinen 1 mit beliebiger Zylinderzahl anwendbar.Corresponding 1 is an internal combustion engine 1 , in particular a motor vehicle, with an exhaust system 2 equipped according to the invention. The exhaust system 2 is with two separate and parallel exhaust gas lines, namely a first exhaust line 3 and a second exhaust line 4 , fitted. During the first exhaust line 3 a first group 5 of cylinders 6 is assigned, the second exhaust line leads 4 the exhaust gases from a second cylinder group 7 from. In the present example, it is the internal combustion engine 1 around a 6-cylinder engine, which is designed as a V-engine, and accordingly two cylinder banks 8th and 9 with three cylinders each 6 has. The three cylinders 6 every cylinder bank 8th . 9 then each form a cylinder group 5 or 7. In particular for reasons of space, the exhaust gases of the first cylinder group 5 the first cylinder bank 8th independent of the exhaust gases from the second cylinder group 7 the second cylinder bank 9 over the two separate exhaust lines 3 . 4 removed. With an even number of cylinders, each exhaust system 3 . 4 expediently assigned half of the total number of cylinders, while in the case of an odd number of cylinders one of the exhaust lines 3 . 4 a cylinder 6 is assigned more. Basically, therefore, is the exhaust system according to the invention 2 in internal combustion engines 1 applicable with any number of cylinders.

Entsprechend 1 enthält jeder Abgasstrang 3, 4 beispielsweise einen Katalysator 10. Der erste Abgasstrang 3 enthält außerdem eine erste Schalldämpferanordnung 11 und der zweite Abgasstrang 4 enthält eine zweite Schalldämpferanordnung 12. Jede Schalldämpferanordnung 11, 12 umfasst wenigstens einen Schalldämpfer 13. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst jede Schalldämpferanordnung 11, 12 beispielsweise zwei nacheinander durchströmte Schalldämpfer 13. Stromab der Schalldämpferanordnungen 11, 12 führen die Abgasstränge 3, 4 jeweils zu einer eigenen, hier nicht gezeigten Abgasaustrittsmündung.Corresponding 1 contains each exhaust line 3 . 4 for example a catalyst 10 , The first exhaust line 3 also includes a first silencer assembly 11 and the second exhaust line 4 contains a second silencer assembly 12 , Any silencer arrangement 11 . 12 comprises at least one silencer 13 , In the present embodiment, each silencer assembly includes 11 . 12 for example two silencers flowed through in succession 13 , Downstream of the muffler arrangements 11 . 12 lead the exhaust lines 3 . 4 each with its own, not here shown exhaust outlet mouth.

Erfindungsgemäß umfasst die Abgasanlage 2 eine Schallübertragungseinrichtung 14, die eine steuerbare Übertragung des sich in den einzelnen Abgassträngen 3, 4 ausbreitenden Schalls ermöglicht. Zur Steuerung der Schallübertragungseinrichtung 14 ist eine Steuereinrichtung 15 vorgesehen. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform besteht die Schallübertragungseinrichtung 14 im wesentlichen aus einem hohlen Übertragungsrohr 16, das einenends in den ersten Ab gasstrang 3 und anderenends in den zweiten Abgasstrang 4 einmündet. Diesem Übertragungsrohr 16 ist ein Steuerglied 17 zugeordnet, das von der Steuereinrichtung 15 ansteuerbar ist. Das Steuerglied 17 umfasst hier eine Klappe 18, die um eine Schwenkachse 19 verschwenkbar ist. In 1 ist mit durchgehender Linie eine Schließstellung und mit unterbrochener Linie eine Offenstellung für die Klappe 18 wiedergegeben. Auf diese Weise kann die Schallübertragungseinrichtung 14 zwischen einem Zustand mit minimaler Schallübertragung, der bei geschlossener Klappe 18 vorliegt, und einem Zustand mit maximaler Schallübertragung, der bei (vollständig) geöffneter Klappe 18 vorliegt, umgeschaltet werden.According to the invention, the exhaust system comprises 2 a sound transmission device 14 , which is a controllable transmission of itself in the individual exhaust lines 3 . 4 allows propagating sound. To control the sound transmission device 14 is a control device 15 intended. In the preferred embodiment shown here, there is the sound transmission device 14 essentially from a hollow transmission tube 16 that ends up in the first exhaust line 3 and at the other end in the second exhaust line 4 opens. This transmission tube 16 is a control link 17 assigned by the controller 15 is controllable. The control link 17 includes a flap here 18 moving around a pivot axis 19 is pivotable. In 1 is a closed position with a solid line and an open position for the flap with a broken line 18 played. In this way, the sound transmission device 14 between a state with minimal sound transmission, that with the flap closed 18 is present, and a state with maximum sound transmission, the (fully) open flap 18 exists, can be switched.

Im Zustand minimaler Schallübertragung sind die beiden Abgasstränge 3, 4 hinsichtlich einer gegenseitigen Schallübertragung voneinander entkoppelt, so dass in den einzelnen Abgassträngen 3, 4 die Abgasgeräusche im Bereich der Zündfrequenzen der jeweils zugeordneten Zylindergruppen 5, 7 dominieren. Im Zustand maximaler Schallübertragung sind die beiden Abgasstränge 3, 4 hinsichtlich einer gegenseitigen Schallübertragung miteinander gekoppelt, so dass sich die Abgasgeräusche zwischen den beiden Abgassträngen 3, 4 übertragen und sich überlagern, mit der Folge, dass dann insgesamt die Zündfrequenz aller Zylinder 6 dominiert.The two exhaust lines are in the state of minimal sound transmission 3 . 4 decoupled from each other with respect to a mutual sound transmission, so that in the individual exhaust lines 3 . 4 the exhaust noise in the range of the ignition frequencies of the respectively assigned cylinder groups 5 . 7 dominate. The two exhaust lines are in the state of maximum sound transmission 3 . 4 coupled with each other with respect to a mutual sound transmission, so that the exhaust noise between the two exhaust lines 3 . 4 transmitted and superimposed, with the result that then the ignition frequency of all cylinders 6 dominated.

Die Erfindung nutzt nun diese Erkenntnis, in dem die Schalldämpferanordnungen 11, 12, die zur Vereinfachung zweckmäßig identisch ausgebildet sind und die z.B. hinsichtlich Dämpfungswirkung und/oder Durchströmungswiderstand gleich oder im wesentlichen gleich ausgebildet sind, für wenigstens eine Störfrequenz bzw. für ein Störfrequenzband ausgelegt werden. Da die Abgasgeräusche drehzahlabhängig sind, kann durch eine geeignete Ansteuerung der Schallübertragungseinrichtung 14 die für das Hauptstörgeräusch verantwortliche Zündfrequenz umgeschaltet werden, nämlich von der höheren Zündfrequenz aller Zylinder 6 bei geöffneter Klappe 18 und der halbierten Zündfrequenz der einzelnen Zylinderbände 8, 9 bei geschlossener Klappe 18. Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 15 bei niedrigen Drehzahlen die Klappe 18 öffnen, das heißt die Schallübertragungseinrichtung 14 aktivieren, und bei höheren Drehzahlen die Klappe 18 schließen, um dadurch die Schallübertragungseinrichtung 14 zu deaktivieren. Für die Geräuschemission der Abgasstränge 3, 4 ergibt sich dadurch ein Frequenzsprung, so dass es grundsätzlich möglich ist, die Schalldämpferanordnungen 11, 12 nochmals zu nutzen, wodurch der Drehzahlbereich, in dem die Schalldämpferanordnungen 11, 12 effektiv eine Schalldämpfung erzielen können, erheblich vergrößert werden kann.The invention now uses this knowledge in which the silencer arrangements 11 . 12 , which are expediently of identical design for simplification and which, for example with regard to damping effect and / or flow resistance, are designed to be the same or essentially the same, are designed for at least one interference frequency or for an interference frequency band. Since the exhaust gas noises are speed-dependent, the sound transmission device can be controlled appropriately 14 the ignition frequency responsible for the main noise is switched, namely from the higher ignition frequency of all cylinders 6 with the flap open 18 and the halved ignition frequency of the individual cylinder bands 8th . 9 with the flap closed 18 , Accordingly, the control device 15 at low speeds the flap 18 open, that is the sound transmission device 14 activate, and at higher speeds the flap 18 close to thereby close the sound transmission device 14 to deactivate. For the noise emission of the exhaust lines 3 . 4 This results in a frequency jump, so that it is basically possible to use the silencer arrangements 11 . 12 to use again, thereby reducing the speed range in which the muffler assemblies 11 . 12 can effectively achieve sound absorption, can be increased significantly.

Zweckmäßig erfolgt die Betätigung der Schallübertragungseinrichtung 14 drehzahlabhängig und/oder lastabhängig, wozu die Steuereinrichtung 15 z.B. auf Kennfelder zugreifen kann.The sound transmission device is expediently actuated 14 speed-dependent and / or load-dependent, for which the control device 15 can access maps, for example.

Bei einer Weiterbildung kann es vorgesehen sein, das Umschalten der Schallübertragungseinrichtung 14 zwischen den Extremzuständen (vollständig geschlossen und vollständig geöffnet) kontinuierlich oder mehrstufig, also mit einem oder mit mehreren Zwischenzuständen durchzuführen. Dabei kann auch dieser Schaltvorgang von der Steuereinrichtung 15 drehzahlabhängig durchgeführt werden. Durch diese Maßnahme wird ein abruptes Umschalten der von der Abgasanlage 2 emittierten Abgasgeräusche vermieden, was insbesondere bei einer in einem Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine 1 zu Irritationen des Fahrzeugführers führen könnte. Darüber hinaus kann das kontinuierliche oder mehrstufige Umschalten auch für die bessere Ausnutzung der Schalldämpferanordnungen 11, 12 vorteilhaft sein, wodurch deren Dämpfungswirkung zusätzlich verbessert wird.In a further development, the switching of the sound transmission device can be provided 14 between the extreme states (fully closed and fully open) to be carried out continuously or in several stages, i.e. with one or more intermediate states. This switching process can also be carried out by the control device 15 depending on the speed. By this measure, an abrupt switching of the exhaust system 2 emitted exhaust noise avoided, especially in an internal combustion engine installed in a vehicle 1 could lead to irritation of the driver. In addition, the continuous or multi-stage switching can also be used for better utilization of the silencer arrangements 11 . 12 be advantageous, whereby their damping effect is additionally improved.

Anstelle der hier beispielhaft gezeigten Klappe 18 kann das Steuerglied 17 auch einen Schieber oder eine Blende oder ein anderes geeignetes Bauteil aufweisen.Instead of the flap shown here as an example 18 can the control link 17 also have a slide or an aperture or another suitable component.

Das Steuerglied 17 bzw. die Klappe 18 ist hier (mittig) zwischen den Enden des Übertragungsrohrs 16 angeordnet, so dass eine Wechselwirkung der Klappe 18 mit den Abgasströmungen in den Abgassträngen 3, 4 vermieden werden kann.The control link 17 or the flap 18 is here (in the middle) between the ends of the transmission tube 16 arranged so that an interaction of the flap 18 with the exhaust gas flows in the exhaust lines 3 . 4 can be avoided.

Die Schallübertragungseinrichtung 14 ist außerdem so ausgestaltet bzw. an die Abgasstränge 3, 4 so angeschlossen, dass sie keinen oder nur einen vernachlässigbar geringen Einfluss auf die Gasströmungen in den Abgassträngen 3, 4 erzeugt. Insbesondere soll jeglicher Druckverlust in den Abgassträngen 3, 4 vermieden werden. Eine besonders gute Schallübertragung zwischen den beiden Abgassträngen 3, 4 kann mit Hilfe des Übertragungsrohrs 16 dann gewährleistet werden, wenn das Übertragungsrohr 16 in beide Abgasstränge 3, 4 offen einmündet, so dass die beiden Abgasstränge 3, 4 bei aktivierter Schallübertragungseinrichtung 14 bzw. bei geöffneter Klappe 18 durch das Übertragungsrohr 16 miteinander kommunizieren, wodurch grundsätzlich auch ein Gasaustausch zwischen den beiden Abgassträngen 3, 4 möglich ist. Wenn ein derartiger Gasaustausch vermieden werden soll, ist auch denkbar, im Übertragungsrohr 16 eine entsprechend gasdichte, flexible Membran anzuordnen, die durch die Schallwellen zu Schwingungen anregbar ist.The sound transmission device 14 is also designed or to the exhaust lines 3 . 4 connected in such a way that they have no or only a negligible influence on the gas flows in the exhaust gas lines 3 . 4 generated. In particular, any pressure loss in the exhaust lines should 3 . 4 be avoided. A particularly good sound transmission between the two exhaust lines 3 . 4 can with the help of the transmission tube 16 then be guaranteed when the transmission tube 16 in both exhaust lines 3 . 4 opens out so that the two exhaust lines 3 . 4 with activated sound transmission device 14 or with the flap open 18 through the transmission tube 16 communicate with each other, which in principle also means gas exchange between the two exhaust gas lines 3 . 4 is possible. If such a gas exchange is to be avoided, it is also conceivable in the transmission tube 16 to arrange an appropriately gas-tight, flexible membrane that can be excited to vibrate by the sound waves.

Obwohl die Schallübertragungseinrichtung l4 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel stromauf der Schalldämpferanordnungen 11, 12 angeordnet ist, kann die Schallübertragungseinrichtung 14 grundsätzlich an einer beliebigen Stelle der Abgasstränge 3, 4 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Schallübertragungseinrichtung 14 bzw. das Übertragungsrohr 16 zwischen den Schalldämpfern 13 der Schalldämpferanordnungen 11, 12 oder stromab der Schalldämpferanordnungen 11, 12 angeordnet sein.Although the sound transmission device l4 in the embodiment shown here upstream of the muffler arrangements 11 . 12 disposed is, the sound transmission device 14 basically at any point on the exhaust system 3 . 4 be arranged. For example, the sound transmission device 14 or the transmission tube 16 between the silencers 13 the silencer assemblies 11 . 12 or downstream of the muffler assemblies 11 . 12 be arranged.

Zusammenfassend beruht die vorliegende Erfindung auf der Überlegung, einerseits die zwei separaten Abgasstränge 3, 4 so auszugestalten, dass zwischen ihnen keine oder im wesentlichen keine Schallübertragung stattfindet, so dass jeder Abgasstrang 3, 4 im wesentlichen nur das von den jeweils zugeordneten Zylindergruppen 5, 7 jeweils unabhängig voneinander erzeugte und/oder dominierte Abgasgeräusch in die Umgebung abstrahlt. Andererseits wird die Schallübertragungseinrichtung 14 dazu genutzt, gezielt eine Schallübertragung zwischen den beiden Abgassträngen 3, 4 herbeizuführen, so dass die Abgasstränge 3, 4 dann hinsichtlich der gegenseitigen Schallübertragung miteinander gekoppelt sind. Dies hat zur Folge, dass beide Abgasstränge 3, 4 dann jeweils ein von beiden Zylindergruppen 5, 6 durch Überlagerung gemeinsam erzeugtes und/oder dominiertes Abgasgeräusch in die Umgebung abstrahlen.In summary, the present invention is based on the consideration, on the one hand, of the two separate exhaust gas lines 3 . 4 to be designed in such a way that there is no or essentially no sound transmission between them, so that each exhaust line 3 . 4 essentially only that of the respectively assigned cylinder groups 5 . 7 each independently generates and / or dominates exhaust gas noise in the environment. On the other hand, the sound transmission device 14 used to specifically transmit sound between the two exhaust lines 3 . 4 bring about so that the exhaust lines 3 . 4 then coupled with each other with respect to the mutual sound transmission. As a result, both exhaust lines 3 . 4 then one of each cylinder group 5 . 6 Radiate jointly generated and / or dominated exhaust gas noise into the environment.

Claims (12)

Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs – mit einem ersten Abgasstrang (3), der von einer ersten Zylindergruppe (5) der Brennkraftmaschine (1) zu einer Abgasmündung führt und eine erste Schalldämpferanordnung (11) enthält, – mit einem vom ersten Abgasstrang (3) separaten zweiten Abgasstrang (4) der von einer zweiten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine (1) zu einer Abgasmündung führt und eine zweite Schalldämpferanordnung (12) enthält, – mit einer steuerbaren Schallübertragungseinrichtung (14), die sich in den Abgassträngen (3, 4) ausbreitenden Schall gesteuert vom Inneren des einen Abgasstrangs (3, 4) in das Innere des anderen Abgasstrangs (3, 4) überträgt und umgekehrt, – mit einer Steuereinrichtung (15) zur Steuerung der Schallübertragungseinrichtung (14), – wobei die Schallübertragungseinrichtung (14) einen Schaltzustand ermöglicht, bei dem keine oder im wesentlichen keine Schallübertragung zwischen den Abgassträngen (3, 4) erfolgt.Exhaust system for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle - with a first exhaust line ( 3 ) from a first cylinder group ( 5 ) of the internal combustion engine ( 1 ) leads to an exhaust outlet and a first silencer arrangement ( 11 ) contains - with one from the first exhaust line ( 3 ) separate second exhaust line ( 4 ) from a second cylinder group of the internal combustion engine ( 1 ) leads to an exhaust outlet and a second silencer arrangement ( 12 ) contains - with a controllable sound transmission device ( 14 ), which are in the exhaust lines ( 3 . 4 ) propagating sound controlled from the inside of one exhaust line ( 3 . 4 ) inside the other exhaust line ( 3 . 4 ) transmits and vice versa, - with a control device ( 15 ) to control the sound transmission device ( 14 ), - whereby the sound transmission device ( 14 ) enables a switching state in which no or essentially no sound transmission between the exhaust gas lines ( 3 . 4 ) he follows. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalldämpferanordnung (11) und die zweite Schalldämpferanordnung (12) hinsichtlich Dämpfungswirkung und/oder Durchströmungswiderstand gleich oder im wesentlichen gleich ausgebildet sind.Exhaust system according to claim 1, characterized in that the first silencer arrangement ( 11 ) and the second silencer arrangement ( 12 ) have the same or substantially the same design with regard to damping effect and / or flow resistance. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) die Schallübertragungseinrichtung (14) zwischen einem Zustand mit minimaler Schallübertragung und einem Zustand mit maximaler Schallübertragung umschalten kann.Exhaust system according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 15 ) the sound transmission device ( 14 ) can switch between a state with minimal sound transmission and a state with maximum sound transmission. Abgasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschalten zwischen den Extremzuständen kontinuierlich oder mehrstufig durchführbar ist, so dass wenigstens ein Zwischenzustand einstellbar ist.Exhaust system according to claim 3, characterized in that switching between the extreme conditions can be carried out continuously or in several stages, so that at least one intermediate state can be set. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallübertragungseinrichtung (14) wenigstens ein hohles Übertragungsrohr (16) aufweist, das einenends in den einen Abgasstrang (3, 4) einmündet und anderenends in den anderen Abgasstrang (3, 4) einmündet.Exhaust system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sound transmission device ( 14 ) at least one hollow transmission tube ( 16 ) that ends in one exhaust line ( 3 . 4 ) flows out and at the other end into the other exhaust line ( 3 . 4 ) flows into. Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Übertragungsrohr (16) ein Steuerglied (17) angeordnet ist, das von der Steuereinrichtung (15) betätigbar ist und zur Steuerung der Schallübertragung durch das Übertragungsrohr (16) dient.Exhaust system according to claim 5, characterized in that in or on the transmission tube ( 16 ) a control element ( 17 ) is arranged by the control device ( 15 ) can be operated and to control the transmission of sound through the transmission tube ( 16 ) serves. Abgasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (17) einen Schieber oder eine Klappe (18) oder eine Blende aufweist.Exhaust system according to claim 6, characterized in that the control member ( 17 ) a slide or a flap ( 18 ) or has an aperture. Abgasanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (17) zwischen oder mittig zwischen den Enden des Übertragungsrohrs (16) angeordnet ist.Exhaust system according to claim 6 or 7, characterized in that the control member ( 17 ) between or in the middle between the ends of the transmission tube ( 16 ) is arranged. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgasstränge (3, 4) über das Übertragungsrohr (16) miteinander kommunizieren.Exhaust system according to one of claims 5 to 6, characterized in that the two exhaust lines ( 3 . 4 ) via the transmission tube ( 16 ) communicate with each other. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallübertragungseinrichtung (14) so ausgebildet ist, dass sie unabhängig von ihrem Schaltzustand sowohl in dem einen Abgasstrang (3, 4) als auch im anderen Abgasstrang (3, 4) keinen oder im wesentlichen keinen Druckverlust erzeugt.Exhaust system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sound transmission device ( 14 ) is designed in such a way that it is independent of its switching state both in one exhaust line ( 3 . 4 ) as well as in the other exhaust line ( 3 . 4 ) produces no or essentially no pressure loss. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallübertragungseinrichtung (14) stromauf der ersten Schalldämpferanordnung (11) und stromauf der zweiten Schalldämpferanordnung (12) angeordnet ist.Exhaust system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sound transmission device ( 14 ) upstream of the first silencer arrangement ( 11 ) and upstream of the second silencer arrangement ( 12 ) is arranged. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) die Schallübertragungseinrichtung (14) in Abhängigkeit der Drehzahl und/oder Last der Brennkraftmaschine (1), insbesondere kennfeldmäßig, betätigt.Exhaust system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control device ( 15 ) the sound transmission device ( 14 ) depending on the speed and / or load of the internal combustion engine ( 1 ), especially in terms of map.
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