DE2545364A1

DE2545364A1 - Brennkraftmaschinen-abgasschalldaempfer

Info

Publication number: DE2545364A1
Application number: DE19752545364
Authority: DE
Inventors: Jean Rauch
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1974-11-12
Filing date: 1975-10-09
Publication date: 1976-05-20
Also published as: US3993160A; JPS5750921B2; GB1527765A; DE2545364C3; DE2545364B2; IT1044068B; JPS5171434A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E E T Z sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.

8 München 22, steinsdorfstr. 10 Tel. (O 89) 22 72 O1 /22 7244/29 591O

Telegr. Allpatent München Telex 522O48

62-24.

9. 10. 1975

AUTOMOBILES PEUGEOT,

Paris

(Frankreich)

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT,
Boulogne-Billancourt (Frankreich)

Brennkraftmaschinen-AbgasSchalldämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennkraftmaschinen-Abgasschalldämpfer der Bauart mit einem geschlossenen Auspufftopf, zumindest zwei, Löcher aufweisende und sich in dem Auspuff topf erstreckenden Rohren, die dazu bestimmt sind, von den Auspuffgasen hintereinander durchströmt zu werden.

Bekanntlich werden in den Abgasschalldämpfern für Brennfraftmaschinen im wesentlichen die folgenden drei Prinzipien
ausgenutzt: die Absorption, die Reflexion und die Interferenz.

Der Absorptionsschalldämpfer ist tatsächlich ein Tiefpaßfilter, in dem die hochfrequenten Anteile im wesentlichen

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durch die Reibung eines Teils der Abgase in einer Auskleidung aus einem absorbierenden Material gedämpft werden, das um ein gelochtes Rohr herum angeordnet ist.

Die Dämpfung durch Reflexion erhält man dadurch, daß man ein oder mehrere akustische Widerstände mit der Rohrleitung derart kombiniert, daß der Ton, der sich in dieser Rohrleitung fortpflanzt, teilweise reflektiert wird, was eine Dämpfung des Geräusches am Systemaustritt mit sich bringt. Es soll hier nicht auf Einzelheiten dieses Phänomens eingegangen werden, es muß genügen anzugeben, daß ein perforiertes Rohr, das das innere Volumen einer Hülle durchzieht, einen Mehrfachresonator darstellt; die Anzahl der elementaren Resonatoren ist gleich der Anzahl der öffnungen in dem gelochten Rohr.

Das Prinzip der Dämpfung durch Interferenz besteht darin, daß man eine Teilung der Abgaswelle oder der Abgaswellen bewirkt und den oder die abgezweigten Anteile erst im geeigneten Augenblick wieder der Hauptleitung zuführt, wobei man zwischen der Hauptleitung und jedem abgezweigten Anteil eine Wegdifferenz vorsieht, die tatsächlich der Differenz zwischen der Länge der beiden Wege ist, auf denen sich die beiden betreffenden Flüsse bewegen. Jedem Differenzwert der Wege entspricht eine optimale Dämpfung für eine bestimmte Frequenzkomponente; der Wert der gedämpften Frequenz ist umgekehrt proportional zu dem Wert der Differenz in den Weglängen. Es ist infolgedessen viel leichter, die Hochfrequenztöne durch die Interferenz zu dämpfen als die Töne tiefer Frequenz.

Selbstverständlich benutzt man unter den für Automobile bestimmten Abgasschalldämpfern solche, in denen sich zumindest zwei der oben genannten Wirkungen überlagern, z. B. die Reflexion und die Interferenz. Diese Schalldämpfer haben einen Auspufftopf, in dem sich zumindest zwei mit Löchern versehene parallele Rohre erstrecken, ein Zuströmrohr und ein Abström-

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rohr, die hintereinander von den Auspuffgasen durchströmt werden. Diese Rohre stehen einerseits über Löcher, die in den Rohren angeordnet sind, über eine erste in dem Auspufftopf abgeschlossene Kammer in Verbindung, die einen Verbindungsraum bildet und andererseits über eine zweite in dem Auspufftopf begrenzte Kammer, die Ausgleichkammer genannt wird und in die das austrittsseitige Ende des Zuströmrohres und das einlaßseitige Ende des Abströmrohres münden. In Anbetracht der Abmessungsbedingungen, denen diese Schalldämpfer genügen müssen, hat man versucht, ihre Wirksamkeit in der Dämpfung der tiefen Töne dadurch zu erhöhen, daß man den Wert der maximalen Wegdifferenz, die sich erreichen läßt, erhöht, insbesondere dadurch, daß man die Rückführungen vervielfachte, beispielsweise, indem man von einer Vorrichtung mit einer Rückführung und zwei Rohren zu Vorrichtungen mit zwei Rückführungen und drei Rohren oder vier Rückführungen und fünf Rohren überging. Indessen bot diese Entwicklung keine volle Befriedigung, weil sie recht schwerwiegende Nachteile mit sich brachte. Insbesondere führt eine solche Lösung zu einer sehr merklichen Vergrößerung des Druckverlustes in dem System. So weiß man, daß der Wert dieses Druckverlustes in der gesamten Auspuffanlage einen unmittelbaren Einfluß auf den Wirkungsgrad des Motors hat. Es sei angegeben, daß der Druckverlust ungefähr um 100 % wächst, wenn man von einer Vorrichtung mit zwei Rückführungen auf eine Vorrichtung mit vier Rückführungen übergeht. Ein derartiges Ansteigen der Verluste kann prohibitiv sein. Zu diesem Nachteil kommt noch ein anderer, der sich aus der Tatsache ergibt, daß die Verwendung eines Systems mit mehr als drei Rohren je Auspuffleitung dazu führt, das Volumen der jedem der Rohre zugeordneten Kammer in Ausmaße verringert werden muß, die in Anbetracht der Verringerung der Dämpfung durch Reflexion, die daraus folgt, nicht verantwortet werden können. Dies führt ebenfalls dazu, die Möglichkeit des Einbaus von weiteren Dämpfungsstufen, wie Resonatoren für tiefe Frequenzen, Eingangs- und Ausgangsstufen für hohe Frequenzen usw. erheblich zu verringern.

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Diese sehr kurz zusammenfassende Abhandlung zeigt, daß die Probleme, die sich in dieser Technik stellen, recht komplex sind, und die Erfindung besteht in dem Vorschlag eines Schalldämpfers, der es möglich macht, in einem gegebenen Raum einen Fächer von Wegdifferenzen der wesentlichsten Wellen zu erzielen, so daß sich das Frequenzband, in dem der Schalldämpfer wirkt, sich in Richtung auf die tiefen Töne verbreitern läßt und dennoch der Druckverlust verringert wird; diese beiden Bedingungen wurden bisher als einander entgegengesetzt und nicht vereinbar angesehen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen, wobei der Schalldämpfer der Bauart mit einem geschlossenen Auspufftopf zumindest zwei gelochte, sich in diesem Auspufftopf erstreckende Rohre umfaßt, die dazu bestimmt sind, hintereinander von den Auspuffgasen durchflossen zu werden; dieser Schalldämpfer ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein außerhalb des Auspufftopfes liegendes Rückführrohr, das von zumindest einem Bruchteil des Auspuffgasdurchsatzes durchströmt ist und das Ausström-Ende eines Zuströmrohres mit dem Einlaß-Ende eines Ausströmrohres verbindet.

Das Vorhandensein dieses äußeren Rückführrohres, in dem zumindest ein Teil des Abgasdurchsatzes geführt wird, macht es möglich, die maximale Wegdifferenz, die man erhalten kann, ganz wesentlich zu vergrößern und dennoch den Druckverlust zu verringern, wie dies weiter unten genauer ausgeführt und erläutert wird. Außerdem sollen diese Definition und die Ausdrücke Zuströmrohr und Ausströmrohr die relative Lage der beiden gelochten Rohre in dem Auspufftopf kennzeichnen, die durch das Rückführrohr außerhalb des Topfes verbunden sind. Die beiden Ausdrücke bezeichnen nicht notwendigerweise die an den Einlaß und an den Auslaß des Auspufftopfes angeschlossenen Rohre.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel durchziehen das Ein-

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ström- und das Ausströmrohr den Auspufftopf von einem bis zum anderen Ende, und das äußere Rückführrohr ist unmittelbar zwischen das Ausströmende des Einströmrohres und das Einlaßende des Ausströmrohres eingefügt.

Bei einer zweiten Ausfuhrungsform sind in dem Auspufftopf zwei Ausgleichkammern und zumindest eine Zwischen- oder Verbindungskammer vorgesehen, und der Schalldämpfer hat in dem Auspufftopf zusätzlich zu den Einström- und Ausströmrohren zumindest ein Zwischenrohr; das einströmseitige Ende des Einströmrohres, das einströmseitige Ende des Zwischenrohres und das einströmseitige Ende des äußeren Rückführrohres münden in einer der Ausgleichkammern, während das Ausströmende des Zwischenrohres, das Ausströmende des äußeren Umlenkrohres und das einströmseitige Ende des Ausströmrohres in der zweiten Ausgleichkammer münden.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zur Erzielung einer besseren Staffelung der Wegdifferenz sowie einer weitgehenden Fächerung der betreffenden Frequenzen ein Interferenz- und Reflexionssystem gewählt, das in der gleichen Höhe, d. h. im gleichen Auspufftopf angeordnet ist, und zwar in Reihe mit dem Einströmrohr, das seinerseits mit dem äußeren Umlenk- oder Rückführrohr verbunden ist. Diesem Einströmrohr können ihrerseits zwei Rohre vorangehen, die in Reihe angeordnet und mit geeigneten Löchern versehen sind.

Die Ausbildung der Rohre, der Trennwände und der Löcher im Inneren des Auspufftopfes kann zahlreiche Varianten umfassen. So kann bei gewissen Anwendungsweisen der Auspufftopf zumindest teilweise mit einem absorbierenden Material gefüllt sein, während bei anderen Anwendungsweisen der Schalldämpfer ein Reflexionsschalldämpfer ist und kein solches Dämpfungsmaterial enthält.

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Die Erfindung wird nun ausführlicher weiter unten beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, die lediglich Ausführungsbeispiele darstellt und deren Figuren in schematischer Weise fünf Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers zeigen.

Die Fig. 1 zeigt einen End-Schalldämpfer, d. h. einen Schalldämpfer, der dazu bestimmt ist, in der Nähe des Austrittsendes einer Auspuffleitung angeordnet zu werden. Dieser Schalldämpfer umfaßt im wesentlichen eine äußere Hülle (den Auspufftopf), die an ihren beiden Enden durch je eine Abschlußwand 2^a, 3^a abgeschlossen ist; mit Bohrungen versehene Trennwände 2 , 3 gestatten es, ein festes Einbördeln oder Festlegen der Ein- und Auslaßenden der Rohre zu erzielen. Das Innere der Hülle 1 ist zwischen den Trennwänden 2 , 3 mit einem absorbierenden Material 4 gefüllt, das beispielsweise aus Fasern von nichtrostendem Stahl oder Aluminium oder aus Basaltwolle besteht, ein solches volumetrisches Gewicht hat, daß es eine vollständige Durchsetzbarkeit für die tiefen Töne, eine ausreichende für die mittleren Frequenzen und eine geringe für die' hohen Frequenzen aufweist. Der Schalldämpfer hat ein Einlaßrohr 5, das in dem dargestellten Beispiel gelocht ist und Öffnungen 6 über dem ausströmseitigen Teil seiner Länge aufweist. Es ist auch ein Ausströmrohr 7 in dem Auspuff topf parallel zum Eintrittsrohr angeordnet. Dieses Rohr ist ebenfalls bei 8 auf dem einströmseitigen Teil seiner Länge gelocht. Beispielsweise kann man angeben: Wenn das absorbierende Material ein Metall ist, kann man für die Löcher einen Durchmesser von 6 mm wählen; diese Löcher sind in Fünferanordnung angebracht und haben in der Längsrichtung einen Abstand von 16 mm und in der Querrichtung einen Abstand von 9 mm. Wenn das absorbierende Material Basaltwolle ist, können die Löcher vorzugsweise einen Durchmesser von 3 mm und einen axialen Abstand von 5 mm haben.

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Die Vorrichtung ist gemäß der Erfindung durch ein äußeres Rückführrohr 9 vervollständigt, das beispielsweise die in der Zeichnung dargestellte Form haben kann und das ausströmseitige Ende des Einströmrohres 5 mit dem einströmseitigen Ende des Ausströmrohres 7 unter Bildung zweier Rohrbogen 9a und 9b verbindet, die vorzugsweise gleich sind und durch einen Zwischenrohrteil 9 verbunden sind, der geradlinig, gewellt oder in Schraubenlinie ausgeführt sein kann oder der auch irgendeine andere Form haben kann in Abhängigkeit von den Kennwerten, die man erzielen will.

Wenn man mit A₁ und B. die Abschnitte der Querschnitte bezeichnet, die einerseits an dem Loch 6, das am weitesten hinten auf dem Einströmrohr 5 liegt, andererseits an der Öffnung 8, die am weitesten auslaßseitig an dem Ausströmrohr 7 liegen, so bezeichnet L1 den Abstand, der diese beiden Querschnitte trennt und L2 den Abstand, der den Strömungsweg zwischen den Punkten A- und B₁ längs des äußeren Rückführrohres bezeichnet. Nun kann man sehen, daß dank der Anwesenheit dieses äußeren Rückführrohres, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den gesamten Durchsatz führt, man in die unterschiedlichen Wege der Wellen eine maximale Wegdifferenz einführt, die gleich L1 + L2 beträgt, während die maximale interne Wegdifferenz, die sich durch die beiden Einström- bzw. Ausströmrohre ergibt, nur 2 L1 und infolgedessen kleiner als L1 + L2 ist.

Diese Vergrößerung der Wegdifferenz macht es möglich, eine größere Breite des Frequenzbandes zu beeinflussen und durch die größere Differenz in wirksamerer Weise auf die niedrigen Frequenzen, d. h. die tiefen Töne, einzuwirken. Außerdem wird dieses Ergebnis mit einem minimalen Druckverlust erzielt, da der Weg in dem äußeren Rückführrohr mit einem minimalen Druckverlust behaftet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein Zwischen-

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schalldämpfer dargestellt, der in irgendeinem Zwischenpunkt der Auspuffleitung angeordnet werden kann und der einen an seinen beiden Enden durch die Wände 12^a, 12 , 13^a und 13 geschlossenen Auspufftopf aufweist, der außerdem bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zwischentrennwand 14 enthält.

Der Schalldmäpfer hat wie zuvor ein Einlaßrohr 15 und ein Ausströmrohr 16, die über ein äußeres Rückführrohr 17 verbunden sind, das dem Rückführrohr des vorhergehenden Beispiels vergleichbar ist. In demjenigen Bereich des Auspufftopfes, der zwischen den beiden Trennwänden 12 und 14 liegt, ist eine Verbindungskammer 18, gebildet; die beiden Rohre, das Einlaßrohr 15 und das Ausströmrohr 16 haben in dieser Zone geeignete Lochungen 19, 20. Die öffnungen 19 sind in demjenigen Teil des Rohres 15 vorgesehen, das nahe dem in der Zeichnung rechts liegenden Teil der Verbindungskammer 18 liegt, während die öffnungen 20 in demjenigen Teil des Rohres 16 angeordnet sind, das in der Nähe des linken Endes der Verbindungskammer liegt.

Die öffnungen 19 umfassen vorzugsweise ein Maximum von 110 % des Durchströmquerschnitts des Rohres und können vorzugsweise einen Durchmesser von 4 mm aufweisen. Die öffnungen 2 0 haben ebenfalls diesen Durchmesser und stellen vorteilhafterweise ein Maximum von 130 % des Durchströmquerschnitts des Rohres 16 dar.

Das Einlaßrohr 15 umfaßt bei dem ausgewählten Beispiel zwei Einlaßresonatoren 21 für sehr hohe Frequenz, die es möglich machen, hochfrequente Ausstrahlungen durch die Auspufftopfwand zu vermeiden; diese Einlaßresonatoren und der Dämpfer sind Reflexionsdämpfer und haben öffnungen 22, die in die Kammern 23 münden, welche konzentrisch das Einlaßrohr umgeben.

Es ist außerdem an dem Auslaßrohr ein Resonator 24 für niedrige Frequenz vorgesehen, der entweder auf die Grundfre-

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quenz des Rohres abgestimmt ist, das den Motor mit dem Schalldämpfer verbindet oder auf irgendeine andere kritische Frequenz der Auspuffleitung. Dieser Resonator besteht aus Öffnungen 25 langgestreckter Form, die in einem Ringraum 26 münden, der konzentrisch um das Ausströmrohr angeordnet ist und an seinem abströmseitigen Ende offen in die Kammer 27 mündet, die zwischen den Trennwänden 13 und 14 gebildet ist.

Man bezeichnet mit A~ und B„ diejenigen Querschnitte, in denen sich die am weitesten abströmseitig befindende Öffnung 19 des Einlaßrohres und die Öffnung 20, die am weitesten einströmseitig im Abströmrohr liegt; die Werte L1 und L2 behalten ihre Definition gegenüber der vorangehenden Darstellung bei.

Außerhalb der spezifischen Differenzen, die sich aus der angestrebten Funktion in einem Zwischenschalldämpfer ergeben, sind die so erhaltenen Vorteile und die Rolle des "ußeren Rückführrohres im wesentlichen die gleichen wie diejenigen, die anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 dargestellt wurden. Nämlich die maximale Wegdifferenz, die gleich L1 + L2 ist, ist größer als die maximale interne Wegdifferenz 2L1 zwischen dem Einlaß- und dem Ausströmrohr. Wie zuvor können die Form und die Anordnung des äußeren Rückführrohres sowie seine Lage relativ zum Auspufftopf in irgendeiner geeigneten Weise in Abhängigkeit von den Kennwerten gewählt werden, die man erhalten will.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist wesentlich komplexer und betrifft wiederum einen Endschalldämpfer mit einem äußeren Auspufftopf 31, der an seinen beiden Enden durch zwei Abschlußwände 32 und 33 abgeschlossen ist und überdies fünf Zwischenwände 34, 35, 36, 37 und 38 aufweist, zwischen denen und den Deckel-Abschlußwänden sechs Kammern 39, 40, 41, 42, 43, 44 begrenzt sind. Die Vorrichtung hat außerdem ein Einlaßrohr 45, dessen Ausströmende in die Kammer 39 mündet, ein Zwischenrohr 47,

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dessen beide einlaß- und auslaßseitigen Enden jeweils in die Kammer 43 bzw. 39 münden und ein äußeres Rückführrohr 48, dessen einlaßseitiges Ende in der Verlängerung des Einlaßrohres 45 in die Kammer 43 mündet, während sein ausströmseitiges Ende in die Kammer 39 in der Verlängerung des Auslaßrohres 46 mündet.

Das Einlaßrohr hat in seinem in der Zeichnung linksseitigen Abschnitt zwei Hochfrequenzresonatoren 49 und einen Niederfrequenzresonator 5 0 mit einem konzentrisch zum Einlaßrohr angeordneten Ringraum 51, der in die Kammer 41 mündet. Er hat außerdem eine Reihe von öffnungen 52, die auf dem Niveau der Kammer 42 angeordnet sind und öffnungen 53 gegenüberliegen, die in dem Zwischenrohr 47 vorgesehen sind. Dieses letztere und das Ausströmrohr haben jeweils eine Reihe von öffnungen 54, 55, die in der Kammer 40 vorgesehen sind und die gleiche Rolle spielen wie die öffnungen 52 und 53. Das Ausströmrohr hat überdies eine zweite Reihe von öffnungen 56, die in die Kammer 42 münden und eine dritte Gruppe von öffnungen 57, die in die Endkammer 44 münden, in der ein absorbierendes Material vorgesehen sein kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß man als Variante dieses absorbierende Material weglassen und daß man anstelle dieser Absorptionsstufe eine Reflexions-Ausgangsstufe vorsehen kann, die eine besondere Lochung aufweist, die überdies an sich bekannt ist und für die es unnötig ist, hier eine Beschreibung abzugeben; diese Stufe vermeidet das Pfeifen, das von einer üblichen Perforation hervorgerufen wird.

Schließlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Zuge des äußeren Rückführrohres 48 ein akustisches Element 58 mit Reflexionswirkung vorgesehen, das in das äußere Rückführrohr gebohrte Löcher 59 und eine diesen Rohrbereich umgebende Reflexionskammer 60 aufweist; dieses akustische Element ist dazu bestimmt, entweder gewisse stationäre unerwünschte Wellen zu absorbieren oder die Rolle eines Phasenwandlers zu spielen.

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- ΛΑ ■

Diese Ausführungsform macht es möglich, einen Fächer von Lauflängendifferenzen vorzusehen, von denen die größte im Inneren des Schalldämpfers erzielbare gleich 2L1 ist, wobei L1 der Abstand ist, der die beiden Punkte A₃ und B₃ trennt, die dem mittleren Querschnitt der Ausgleichskammern 39 und 43 entsprechen. Hierzu kommt noch die Wegdifferenz, die dem Weg von A₃ bis B₃ längs des äußeren Rückführrohres entspricht, so daß die Wegdifferenz gleich L1 + L2 ist, wobei L2 den Weg von A₃ nach B₃ durch das äußere Rückführrohr 48 bedeutet.

Man sieht, daß bei dieser Ausführungsart der Durchsatz der Gase, die durch das Eintrittsrohr in die Kammer 43 kommen, sich in zwei Flüsse aufteilt, einen Fluß, der den äußeren Weg durch das Rückführrohr 48 nimmt, und einen Fluß, der das Zwischenrohr 47 benutzt; die beiden Flüsse mischen sich wieder auf dem Niveau der Kammer 39. Dieses spezielle Ausführungsbeispiel macht es möglich, eine bemerkenswerte Wirkung in einem sehr wichtigen Frequenzgebiet zu erzielen, wobei jedoch der Druckabfall bei einem sehr geringen Wert bleibt.

Die Fig. 4 zeigt einen Schalldämpfer mit einem Auspufftopf 61, der an seinen beiden Enden durch zwei Deckel oder Abschlußwände 62 und 63 abgeschlossen ist und überdies fünf Zwischenwände 64, 65, 66, 67, 68 enthält, die zwischen sich und den Endabschlüssen sechs Kammern 69, 70, 71, 72, 73, 74 begrenzen.

Die Vorrichtung enthält vier Rohre 75, 76, 77, 78, die im Inneren des Topfes angeordnet sind. Die drei ersten sind hintereinandergeschaltet, während das ausströmseitige Ende des Rohres 77 über ein äußeres Rückführrohr 79 mit dem Einlaßende des letzten Abströmrohres 78 verbunden ist, an das der Einlaßteil eines Auslaßrohres 80 angeschlossen ist. Das erste oder Einlaßrohr 75 hat zunächst zwei Hochfrequenzresonatoren 81, 82 und einen Niederfrequenzresonator 83 mit einem Ringraum 84,

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der konzentrisch zum Rohr 75 angeordnet ist und in die Kammer 71 mündet. Die drei anderen Rohre sind praktisch identisch und haben im Bereich der Kammern 70 und 72 Löcher 86, 87 in der Weise, daß sie mit dem ersten Rohr ein Interferenz- und Reflexionssystem bilden. Das Ausströmrohr ist überdies bei im Bereich der Kammer 74 gelocht, die mit einem geeigneten absorbierenden Material gefüllt sein kann.

In den Schalldämpfer gemäß Fig. 5, der in seiner Gesamtheit dem Schema des Schalldämpfers aus Fig. 4 entspricht, sind « dennoch gewisse Vereinfachungen vorgenommen worden; der Auspuff topf 51 ist einfach in vier Kammern -2, 93, 94, 95 durch drei Zwischenwände 96, 97, 98 unterteilt. Man bemerkt ebenfalls, daß das Einlaßrohr keinen Resonator für Niederfrequenz hat und daß die Aufteilung der Löcher 99 in den vier Rohren 100, 101, 102, 103 von derjenigen abweicht, die bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel vorgesehen war. Das äußere Rückführrohr ist mit dem Bezugszeichen 104 bezeichnet.

Vorzugsweise ist in diesen beiden letzteren Ausführungsarten der gesamte Querschnitt der Löcher für jedes der vier in dem Schalldämpfer verwendeten Rohre zwischen 100 und 130 % des Durchflußquerschnittes dieser Rohre vorgesehen.

Ohne auf die Einzelheiten des Betriebes dieser Schalldämpfer einzugehen, sei einfach bemerkt, daß, wenn L1 den Abstand zwischen den mittleren Querschnitten der zwei Ausgleichkammern 69, 73 und 92, 94 entspricht, und wenn L2 die Länge des Strömungsweges in dem äußeren Rückführrohr ist, zwischen diesen beiden Abschnitten, der Fächer der Wegdifferenz, der mit diesem System erhalten wird, sich von 0 bis 2 L1 erstreckt wegen des Vorhandenseins der drei ersten Rohre, die eine Baugruppe mit Interferenz und Reflexion bildet, und zu der sich noch eine Länge L1 + L2 hinzufügt, die dem Weg in dem äußeren

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Rückführrohr und in dem vierten Rohr 78, 103 entspricht. Die maximale Wegdifferenz ist infolgedessen gleich 3L1 + L2.

Man erhält nun auf diese Weise eine bessere Verteilung der Wegdifferenzen und eine zusätzliche Vergrößerung des Fächers der beeinflußbaren Frequenzen, ohne deswegen den Druckverlust zu vergrößern, der kleiner als derjenige eines Systems mit vier Rohren mit akustisch äquivalenten Kennwerten entspricht, dessen Länge wesentlich größer sein würde, und das überdies den Nachteil hätte, daß sich der Auslaß an der gleichen Seite wie der Einlaß befindet. Überdies macht die beschriebene Vorrichtung von ganz wesentlich weiterentwickelten Interferenzwirkungen Gebrauch und paßt sich Durchlaßquerschnitten an, die größer sind als diejenigen, die man bei einem Schalldämpfer mit drei Rohren vorsehen könnte. Daraus folgt, daß der erzielbare Druckverlust bei der neuen Auslegung kleiner ist als der eines Systems mit drei Rohren, das akustisch äquivalent wäre, und deren Länge größer als die des äquivalenten Systems mit vier Rohren sein müßte, wie es oben genannt wurde.

Kurz gesagt, bieten die beiden letzten Ausführungsformen den Vorteil einer größeren akustischen Wirksamkeit udn eines kleineren Druckverlustes gegenüber den zur Zeit bekannten Systemen mit mehreren Rohren.

Man kann den dank der Erfindung erzielbaren Gewinn auf mehrere Dezibel in der Dämpfung des Geräusches gegenüber den wirksamsten bekannten Vorrichtungen beziffern, überdies und parallel hierzu kann der Druckverlust um die Hälfte und selbst mehr verringert _t werden. Diese Werte sind maßgebend für das Interesse, das die erfindungsgemäße Ausbildung erfährt.

Selbstverständlich können zahlreiche Abweichungen gegenüber den fünf Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, die

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dargestellt und beschrieben wurden, und die lediglich als Beispiele ausgewählt sind. So können insbesondere diese Abweichungen - wie bereits gesagt - die Form und die Anordnung des äußeren Rückführrohres und seine jeweilige Lage betreffen, die Durchmesser und die Funktionen der unterschiedlichen Resonatoren oder Dämpfer, die an den Einlaßrohren, den Auslaßrohren, den Zwischenrohren oder dem äußeren Rohr vorzusehen sind. Überdies ist diese Erwähnung des äußeren Rückführrohres in einem extensiven Sinn zu verstehen, da es klar sein dürfte, daß dieses Rohr stets in eine Umkleidungshülle eingesetzt sein könnte, deren Abmessungen genügend groß sind; das Wesentliche ist, daß dieses Rückführrohr es gestattet, einen wesentlich größeren Wegunterschied vorzusehen als denjenigen, der mittels zweier oder dreier paralleler gelochter Rohre erzielbar ist, die sich im Inneren des Auspufftopfes befinden, wobei durch die Erfindung der kleinste Druckverlust erzielt wird, den man erreichen kann.

Die Erfindung betrifft auch jede Kombination, die ausgehend von Schalldämpfern mit diesem Grundmerkmal und auch von Schalldämpfern erreicht wird, die mehr als ein Einström- und/ oder mehr als ein Ausströmrohr aufweisen.

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Claims

Patentansprüche

ί 1.ißrennkraftmaschinen-Abgasschalldämpfer der Bauart mit einem geschlossenen Behälter oder Auspufftopf, zumindest zwei, Löcher aufweisenden und sich in dem Auspufftopf erstreckenden Rohren, die dazu bestimmt sind, von den Auspuffgasen hintereinander durchströmt zu werden, gekennzeichnet du r c h ein außerhalb des Auspufftopfes (1; 11; 31; 61; 91) liegendes Rückführ- oder Umlenkrohr (9; 17; 48; 79; 104), das von zumindest einem Bruchteil des Auspuffgas-Durchsatzes durchströmt ist und das Ausströmende eines Zuströmrohres (5; -15; 45; 11; 102) mit dem Einlaßende eines Ausströmrohres (7; 16; 46; 78; 103) verbindet.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre für den Einlaß (5) und das Abströmen (7) die Hülle bzw. den Auspufftopf (1) von der einen bis zur anderen Seite durchsetzen und das äußere Rückführrohr (9) unmittelbar zwischen das Ausströmende des Einlaßrohres und das Einlaßende des Ausströmrohres eingeschaltet ist.
3. Schalldämpfer nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochung (6; 19) des Einlaßrohres gegen das Auslaßende dieses Rohres verschoben ist, während die Lochungen (8; 20) des Ausströmrohres nach vorn verschoben sind, und daß diese unterschiedlichen Lochungen in einer und derselben Kammer münden.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Kammer (4) ein absorbierendes Material enthält.
5. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß in der äußeren Hülle bzw. dem Auspufftopf (31) zwei Ausgleichskammern (39, 43) und zumindest eine Zwischen- oder Verbindungskammer (40, 42) vorgesehen sind und der Schalldämpfer in dem Auspufftopf außer den beiden Rohren für den Einlaß (45) und das Ausströmen (46) zumindest ein Zwischenrohr (47) enthält, das Auslaßende des Einlaßrohres, das Einlaßende des Zwischenrohres und das Einlaßende des äußeren Rückführröhres (48) in eine (43) der Ausgleichskammern münden, während das abströmseitige Ende des Zwischenrohres, das abströmseitige Ende des äußeren Rückführrohres und das einlaßseitige Ende des Ausströmrohres in die zweite Ausgleichkammer (39) münden (Fig. 3).
6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- oder Zuflußrohr (45), das Zwischenrohr (47) und das Ausströmrohr (46) Löcher oder öffnungen (52, 53, 56) haben, die in eine erste Verbindungskammer (42) münden, die sich in der Nähe der ersten Ausgleichkammer (43) befindet.
7. Schalldämpfer nach irgendeinem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenrohr (47) und das Ausströmrohr (46) Lochungen (55, 54) aufweisen, die in eine zweite Verbindungskmmer (40) münden, die in der Nähe der zweiten Ausgleichkammer (39) liegt.
8. Schalldämpfer nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des äußeren Rückführrohres (58) jeweils in der Verlängerung der benachbarten Enden der Einlaß- oder Zuführrohre (45) und Abströmrohre (46) liegen.
9. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Interferenz- und ein Reflexionssystem in der gleichen

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Hülle bzw. dem gleichen Auspufftopf in Reihe mit dem Einlaßrohr vorgesehen ist, das seinerseits mit dem äußeren Rückführ rohr verbunden ist.
10. Schalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenz- und Reflexionssystem zwei an der Zuflußseite des Einlaßrohres (77; 102) in Reihe zueinander geschaltete Rohre (75, 76; 100, 101) umfaßt, von denen jedes eine Reihe von Lochungen (85, 86, 87; 99) hat, die in zumindest eine Kammer (70, 72; 93) der Hülle bzw. des Auspufftopfes (1) münden.
11. Schalldämpfer nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einlaß- und Abströmrohre (77, 78; 102, 103) Lochungen aufweisen, die ungefähr den Lochungen des Interferenz- und Reflexionssystems entsprechen, mit dem sie in Reihe liegen.
12. Schalldämpfer nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen jedes der Rohre einen Gesamtquerschnitt von ungefähr 100 und 130 % des Durchlaßquerschnittes des betreffenden Rohres haben.
13. Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- oder Abströmrohr (15, 26) zumindest einen Hochfrequenzdämpfer (21; 49) und /oder zumindest einen Niederfrequenzresonator (24; 50) hat.
14. Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeicznet, daß das Ausströmrohr (16; 46) eine Niederfrequenzresonatorstufe mit Reflexion (24) aufweist.

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15. Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausströmrohr (46) eine Absorptions- und Dämpfungsstufe (57) aufweist.
16. Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rückführrohr (48) zumindest eine zusätzliche akustische Stufe (58) aufweist.

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