DE2421739C3

DE2421739C3 - Schalldämpfer für Leitungen periodisch arbeitender Maschinen

Info

Publication number: DE2421739C3
Application number: DE19742421739
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 3331 Bad Helmstedt Kuehnel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1974-05-06
Filing date: 1974-05-06
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2421739B2; DE2421739A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für gasführende Leitungen periodisch arbeitender Maschinen, bestehend aus einer in einem Gehäuse angeordneten, mit Löchern in ihrer Wand versehenen Venturidüse, so daß die Löcher die zwischen Gehäuse und Venturidüse gebildete Ringkammer mit dem Düsenkanal verbinden. Ein derartiger Schalldämpfer ist als Ansauggeräuschdämpfer für Brennkraftmaschinen aus der deutschen Patentanmeldung F 7 937, 46c², 51/01, bekannt Auch zur Schalldämpfung einer pulsierenden Abgasströmung hat man Schalldämpfer mit einer venturidüsenartigen Einschnürung bereits verwendet, vgl. das deutsche Gebrauchsmuster 17 48 838.

Strömungstechnisch und akustisch stellt eine Venturidüse einen nichtlinearen Widerstand dar. Solange die Strömungsgeschwindigkeit im engsten Querschnitt der Düse klein gegenüber der Schallgeschwindigkeit ist, ist der Widerstand der Düse klein, während dann, wenn sich die Strömungsgeschwindigkeit im engsten Querschnitt der Schallgeschwindigkeit nähert, der Widerstand der Düse sehr groß wird. Dieses unterschiedliche Widerstandsverhalten der Venturidüse bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten läßt sich bei geeigneter Dimensionierung der Düse dazu ausnutzen, Stoßwellen zu dämpfen, wie sie beispielsweise durch die Ansaugvorgänge erzeugt werden, da die Stoßwellen die Düse nicht mehr passieren können und reflektiert werden.

Eine Schwierigkeit besteht aber darin, daß beispielsweise beim Einsatz von Venturidüsen als Schalldämpfer für gasführende Leitungen, also Ansaugleitungen oder Abgasleitungen, von periodisch arbeitenden Fahrzeugmaschinen infolge unterschiedlicher Belastung und Drehzahl der Maschinen die Wirkung der Venturidüse abhängig ist von diesen Betriebszuständen der Maschine. W)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine Vergleichsmäßigung der Wirkung dieses Schalldämpfers bei verschiedenen Last- und Drehzahlwerten der Maschine auftritt, mit der der ""> Schalldämpfer verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher ausschließlich in dem den maximalen Unterdruck erzeugenden Querschnittsbereich der Düse angeordnet sind, das Gehäuse die Ringkammer gasdicht schließt und die Düse als elastisches Formteil ausgebildet ist

Im Prinzip kann man die Venturidüse bei dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer also als eine Düse ansprechen, die ihren engsten Querschnitt in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Maschine so ändert, daß eine Vergleichsmäßigung ihrer Wirkung bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten gegenüber den bekannten Düsen mit starren Wänden auftritt Dabei wird man bevorzugt die Düse so auslegen, also insbesondere ihre elastischen Eigenschaften so wählen, daß bei allen Betriebszuständen der Maschine, also bei allen Leistungen und Drehzahlen, nur wenig unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegende Strömungsgeschwindigkeiten im engsten Düsenquerschnitt auftreten.

Zum weiteren Stand der Technik gehören ein Druckstoßdämpfer mit Venturidüse für Flüssigkeitsleitungen (DE-AS 12 53 973), der eine starre Venturidüse in einem teilweise mit Luft gefüllten Windkessel enthält und bei dem in der Wand der Venturidüse, im engsten Querschnittsbereich in das Innere des Windkessels führende Löcher angeordnet sind, und ein Gasstrom-Schalldämpfer für periodisch arbeitende Maschinen (AT-PS 2 36 171), der ebenfalls zur schalldämpfenden Wirkung durch Entspannung einen elastischen Bereich im Zuge der Leitung enthält, der seinerseits von einer starren Schutzhülle, die auch mit Druckausgleichsöffnungen nach außen versehen sein kann, umgeben ist Keine dieser Konstruktionen weist die erfindungsgemäße geschwindigkeitsabhängige Steuerung des engsten Querschnitts der Venturidüse auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt im Querschnitt die Zeichnung. Es handelt sich hier um einen Schalldämpfer, der mit der Ansaugleitung 1 einer Brennkraftmaschine verbunden ist

Die wesentlichen Bestandteile des Schalldämpfers bildet die Venturidüse 3 mit ihrer als elastisches Formteil ausgebildeten Wand sowie das starre, gasdichte Gehäuse 4, das bei 5 und 6 gasdicht mit der Wand der Düse 3 verbunden ist Wie der mit a angedeutete Verlauf des Unterdrucks in der Düse längs der Achse 7 des Schalldämpfers erkennen läßt, ist der Unterdruck am größten in dem engsten Querschnittsbereich der Düse. Dort sind in der Düsenwand in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Löcher 8 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Düsenkanal 2 in dieser Querschnittsebene einerseits und der Ringkammer 9 andererseits herstellen, die in der beschriebenen Weise durch die dicht miteinander verbundenen Teile 3 und 4 gebildet ist. Demgemäß wird der Druck in der Ringkammer 9 also bestimmt durch den maximalen Unterdruck, der nur im Bereich dieses minimalen Düsenquerschnittes auftritt Die Folge dieser Konstruktion ist, daß beispielsweise bei einer Vergrößerung der Geschwindigkeit der durch den Pfeil 10 angedeuteten Strömung und damit verbundener Vergrößerung des Unterdrucks in dem minimalen Querschnitt auch der Druck in der Ringkammer 9 sinkt und demgemäß die Düsenwand beispielsweise in die bei 3' angedeutete Stellung nach außen gedrückt wird. Das bedeutet also eine Vergrößerung des minimalen Düsenquerschnitts und damit eine Änderung der Düseneigenschaften in der Weise, daß auch bei dieser vergrößerten mittleren Strömungsgeschwindigkeit auftretende Strömungspulsationen Strömungsgeschwindigkeiten zur Folge haben, die wenig unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegen.

Bei einer Verringerung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit dagegen ergibt sich auf dieselbe Weise eine Verringerung des minimalen Dfisenquerschnitts, so daß auch jetzt eine Anpassung der Eigenschaften der Düse an die Betriebszustände der Maschine eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für gasführende Leitungen periodisch arbeitender Maschinen, bestehend aus einer in einem Gehäuse angeordneten, mit Löchern in ihrer Wand versehenen Venturidüse, so daß die Löcher die zwischen Gehäuse und Venturidüse gebildete Ringkammer mit dem Düsenkanal verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (8) ausschließlich in dem den maximalen Unterdruck erzeugenden Querschnittsbereich der Düse (3) angeordnet sind, das Gehäuse (4) die Ringkammer (9) gasdicht schließt und die Düse (3) als elastisches Formteil ausgebildet ist

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) derart ausgelegt ist, daß in ihr bei allen Betriebszuständen der Maschine eine nur wenig unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegende Strömungsgeschwindigkeit auftritt.