DE2700120A1

DE2700120A1 - Verfahren zur herabsetzung der geraeuschemission von dieselmotoren

Info

Publication number: DE2700120A1
Application number: DE19772700120
Authority: DE
Inventors: Helmut Lehle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-04
Filing date: 1977-01-04
Publication date: 1978-07-13

Description

Helmut Lehle Bcschraibunrr 2700 Ί

Verfahren zur Herabsetzung der Geräuschemission von Dieselmotoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minderung des Verbrennungsgeräusches von Dieselmotoren, insbesondere der Klopf- und Nagelgeräusche.

hit zunehmendem Umweltbewußtsein spielt auch die Beseitigung von störenden Geräuschquellen eine immer größer werdende Rolle. Das gilt besonders für die Verbrennungskraftmaschine als Antrieb für Fahrzeuge. Der Dieselmotor könnte hier eine größere Bedeutung gewinnen, falls es gelingt sein Geräuschniveau an das der Ottomotoren anzugleichen. Das gilt insbesondere für die Geräuschbildung bei kalter Maschine und/oder im Leerlauf.

Es ist bekannt, daß die Geräuschbildung beim Dieselmotor, das sog. Klopfen oder Nageln besonders stark bei kalter Maschine und im Leerlauf auftritt. Zurückzuführen ist das im wesentlichen auf die Kraftstoff menge, die während der Zündverzugszeit in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Diese Kraftstoffmenge verbrennt schlagartig.und äuliert sich als sog. Klopfen oder Nageln. Die Zündverzugszeit ist zur Gemischbildung notwendig und auch eine chemisch/physikalische Eigenschaft des Dieselkraftstoffs, die nur in gewissen Grenzen geändert werden kann und darf. Diese Eigenschaft, der sog. Zündwilligkeit wird mit der Cetan-Zahl erfaßt. Erwünscht sind Kraftstoffe mit einer hohen Cetan-Zahl.

Ist die in der Zündverzugszeit eingespritzte Kraftstoffmenge groß, so treten durch die schlagartig einsetzende Verbrennung starke Druckwellen auf, die das Klopfgeräusch erzeugen. Die Zündverzugszeit ist u.a. auch bedingt durch die Brennkammertemperatur, die Art der Gemischbildung, die Brennraumgestaltung usw.

Die bisher optimalsten Vefahren zur Geräuschminderung sind das Vorkammervefahren, das Wirbelkammerverfahren und das MAN-M-Verfahren mit ihren Varianten. Alle diese Verfahren erreichen bei betriebswarmer Haschine bereits recht gute Werte hinsichtlich der Geräuschbildung, lassen aber bei kalter Maschine und im Leerlauf noch erhebliche Wünsche offen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geräuschemission von Dieselmotoren-insbesondere bei kalter Maschine und/oder im Leerlauferheblich zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbrennungsraumwände - insbesondere der Vorkammer/Wirbelkammer - mit einer schalldämmenden Verkleidung belegt werden. Ausgespart werden dabei

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im wesentlichen nur die Durchführung des Einspritzventils, der Glühkerze und ggfs der Ventile. Die Verkleidung kann aber auch nur auf einen Teil des Verbrennungsraums z.B. die Vorkammer beschränkt werden·

Gemäß der Erfindung besteht die schalldämmende Auskleidung aus metallischen oder keramischen Fasern oder Spänen in einer Filz- oder gewebeähnlichen Zusammensetzung. Diese Zusammensetzung führt wegen der vielen darin enthaltenen Luftporen auch zu einer relativ schlechten Wärmeleitfähigkeit. Die Auskleidung wirkt also neben der Schalldämmung auch als eine Art Wärmeisolation der Brennraumwände. Das führt zu einer schnelleren Erreichung der Betriebstemperatur. Vorteilhaft wikt sich das besonders bei den Vorkammer/Wirbelkarümermschinen aus. Bei diesen Maschinen ergibt sich wenigstens ein teilweiser Ausgleich der Wärmeverluste die durch den zerklüfteten Brennraum, d.h. die größere Brennraumoberfläche verursacht werden. Dadurch bedingt ergibt sich auch ein günstigeres Kaltstartverhalten, und ein niedrigerer spezifischer Kraftstoffverbrauch. Die cchalldämmende Auskleidung der Verbrennungsräume gemäß der Erfindung ergibt also folgende Vorteile: I.Eine quati "innere Schalldämpfung" des Dieselmotors durch die

schallisolierende und schallabsorbierende Auskleidung des Brennraums. 2.Schnellere Erreichung der Betriebstemperatur in der Brennkammer bzw. im Brennraum durch Wärmeisolation der Brennraumwände. 3.Annäherung der Wärmeveifuste der Brennraumoberflache einer Vorkammer/Wirbelkammermaschine an die einer direkt einspritzenden Maschine, d.h. höherer Wirkungegrad

4.Besseres Kaltstartverhalten gegenüber einer normalen Vorkammermaschine.

Die schalldämmende Auskleidung kann aus hochhitzebeständigen und hochtemperaturkorrosionsfesten Fasern oder Spänen aus metallischen oder keramischen Werkstoffen bestehen, die als Filz, Gewebe oder einfach als verpreßtes oder gesintertes Material zum Einsatz kommen. Um ein sicheres lösen einzelner Teilefnverhindern erscheint es zweckmäßig als mechanische Halterung eine Lochblech-oder Siebgitterartige Abdeckung der eigentlichen schalldämmenden Auskleidung vorzusehen.

Eine mechanische Halterung in der beschriebenen Form ist unbedingt notwendig, wenn die Auskleidung z.B. als Kolbenabdeckung eingesetzt wird. (Fiehkraft)

Dar; schalld^: mmende Material wird vorteilhaft in seiner Dichte so geschichtet, daß die grüßte Dichte an der festen Brennraumwand erreicht wird, es kann aber auch mit wechselnden spezifischen Schichtdicken gearbeitet werden.

Fig 1 zeigt die prinzipielle Ausführung der Auskleidung einer

Wirbelkammer
Fig 2 zeigt die prinzipielle Ausführung der Auskleidung einer

Vorkammer
Fig 3 zeigt die prinzipielle Ausführung der Auskleidung eines

Direkteinspritzers
Fig 4 zeigt die prinzipielle Ausführung der Auskleidung einer i\olbenbrennmulde

Dabei stellt jeweils dar:

1 schalldämmende und absorbierende Verkleidung aus hochhitzebeständipen und hochtemperaturfesten Fasern/Spänen z.B. als Pilz, als Gewebe(3amt-oder Velourartig) aus Metallegierungen oder Keramikwerkstofi'en(Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminium u. Zirkonoxyd etc)

2 Lochblech, Gitter, Guß- oder Keramikschale zur inneren
Abstützung und Halterung der Verkleidung. Auch schwimmend
gelagert unter Vorspannung gegen die elastische schalldämmende Verkleidung und aus dem gleichen Material

3 Kolben

4 Einspritzventil

5 Glühkerze

6 Brennkammereinsätζ aus hochtemperaturfetem Material

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L e e r s e ί ι e

Claims

Patentansprüche

[1J Verfahren zur Verminderung der Geräuschemission von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Verbrennungsraumes mit einer schalldämmenden und schallabsorbierenden Verkleidung abgedeckt werden.
2. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung aus elastischen Metallfasern in filzartiger Beschaffenheit besteht.
3· Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung aus elastischen Metallfasern in gewebeartiger Beschaffenheit besteht.
4·. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung aus Metallspänen in filzartiger Beschaffenheit besteht.
5. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung aus Keramikfasern in filzartiger oder gewebeartiger Beschaffenheit besteht.
6. Verfahren nach 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Dichte des Verkleidungsmaterials nach der Verbrennungsraumwand hin zunimmt·
7· Verfahren nach 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung aus mehreren Schichten unterschiedlicher spezifischer Dichte besteht.
8. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unteransprüche nach 2-7 beliebig miteinander kombiniert werden.
9. Verfahren nach 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung mit einem gelochten Blech als Halterung und Versteifung unter Vorspannung abgedeckt wird.
10. Verfahren nach 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung mit einem schwimmend gelagerten gelochten Gußteil als Halterung und Versteifung abgedeckt wird.

11· Verfahren nach 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung mit einem schwimmend gelagerten gelochten Keramikteil als Halterung und Versteifung abgedeckt wird.

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ORIGINAL INSPECTED