DE682632C - Schalldaempfer fuer stossweise fliessende Gasstroeme, insbesondere fuer die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Schalldämpfer für stoßweise fließende Gasströme, insbesondere für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung des von stoßweise fließenden Gasströmen erzeugten Schalles, insbesondere des Auspuffgeräusches von Brennkraftmaschinen: Es sind Schalldämpfer für stoßweise fließende Gasströme bekanntgeworden, bei welchen der Gasstrom in zwei sich wieder vereinigende Teilströme gespalten wird, von denen der eine um eine halbe Wellenlänge oder um ein ungerades Vielfaches der halben Wellenlänge der Grundfrequenz länger ist als der andere. Bei der Wiedervereinigung der Teilströme werden diejenigen Schallwellen, die der Grundfrequenz und den ungeraden ganzzahligen Vielfachen derselben entsprechen, durch Interferenz unschädlich gemacht.
• Es ist auch bekannt, mehrere derartige Dämpfungseinrichtungen hintereinanderzuschalten, wobei die hinter den ersten Dämpfer geschalteten Einrichtungen auf das Doppelte und andere geradzahlige Vielfache der Grundfrequenz abgestimmt sind. Hierbei scheiden nur die bestimmten Vielfachen der Grundfrequenz entsprechenden Schallwellen aus. Zur Beseitigung aller vorkommenden Schallwellen müßte theoretisch eine unendliche Anzahl derartiger Dämpfer hintereinandergeschaltet werden, was praktisch undurchführbar ist. Es ist fernerhin bekannt, den Gasstrom durch ein Rohr fließen zu lassen, an welchem hintereinander Abzweigungen angebracht werden, welche sich in ihrem Verlaufe wieder mit der Hauptleitung vereinigen. Diese Art der Hintereinanderschaltung ergibt erhebliche Baulängen, insbesondere wenn eine große Anzahl von Abzweigungen angebracht wird. Ganz allgemein muß es als ein Nachteil der bis jetzt bekanntgewordenen derartigen Schalldämpfer angesehen werden, daß sie große Abmessungen besitzen, so daß insbesondere die Anwendung mehrerer hintereinandergeschalteter Dämpfer bei Fahrzeugmotoren infolge ihres großen Raumbedarfes auf Schwierigkeiten stößt. Es wurden auch Schalldämpfer vorgeschlagen, bei welchen der Gasstrom in mehr als zwei nebeneinanderlaufende einzelne Teilströme zerlegt wird, welche sich wieder vereinigen. Bei solchen Schalldämpfern wurden jedoch nur die von einem geringen Teil der in dem Gasstrom auftretenden Frequenzen herrührenden Schallwellen beseitigt.
• Durch die Erfindung wird nun ein Schalldämpfer mit Unterteilung des Gasstromes in einzelne Teilströme geschaffen, in welchem die Schallwellen, die von der Grundfrequenz und von allen Nebenfrequenzen, also von den geraden und ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz, erzeugt werden, zum größten Teil unschädlich gemacht werden. Der Schalldämpfer eignet sich somit zur Schalldämpfung für Gasströme mit beliebigen -darin a ;; tretenden periodischen Schwingungsvor " gen. Als Grundfrequenz ist hierbei die sek liehe Anzahl der Druckwellen in dem Da fer, beispielsweise die Anzahl der @uspu vorgänge einer Brennkraftmaschine in der Sekunde, anzusehen. Besitzt eine im Viertakt arbeitende Brennkraftmaschine eine minutliche Drehzahl n und eine Zylinderzahl z, so ergibt sich, da je Zylinder bei jeder zweiten Umdrehung ein Ausschüb erfolgt, eine Grundfrequenz von Der Erfindung liegt nun der neue Gedanke zugrunde, eine periodische" Schallschwingung mit beliebigem Verlauf des Druckwechsels, wie sie in der Auspuffleitung von Brennkraftinaschinen auftritt, dadurch zu löschen, daß man ihr möglichst viele Schwingungen gleicher Art und Intensität überlagert, und zwar derart, daß ihre Phasen gegenüber der Grundwelle um gleichmäßig von Null bis zur ganzen Wellenlänge oder einem ihrer ganzzahligen Vielfachen anwachsende Beträge verschoben werden.
• Es ist bekannt, Dämpfungseinrichtungen so zu gestalten, daß einzelne gleichzeitig in den Dampfereintretende, untereinander etwa. gleich starke Teilströme des Auspuffstromes in dem Schalldämpfer .Wege von verschiedener Länge zurücklegen und daß die Unterschiede der einzelnen Weglängen gleichmäßig anwachsen. Nach der Erfindung werden diese Weglängenunterschiede derart bemessen, daß der Unterschied sich von der Größe Null bis zur Wellenlänge der durch die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine gegebenen Grundfrequenzen oder einem ihrer ganzzahligen Vielfachen ändert, Hierbei ist unter Betriebsdrehzahl die am häufigsten vorkommende Drehzahl zu verstehen.
• Die Dämpfungseinrichtung kann in den Strömungsweg eingebaute Trennwände oder ähnliche Leitvorrichtungen aufweisen, die den gesamten Gasstrom in eine größere Anzahl von Teilströmen unterteilen, deren Weglängen in stetigen Abstufungen innerhalb der vorerwähnten Grenzen zunehmen.
• In der Zeichnung zeigt Abb. i ein Beispiel für den Verlauf der tonerregenden Impulse in einem Gasstrom.
• Abb.2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers nach der Erfindung in einer teilweise im Schnitt gehaltenen Seitenansicht bzw. in Stirnansicht: Abb. i ist das Diagramm des Druckverlaufes an einer Stelle der Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine kurz hinter dem ustritt der Gase aus den Arbeitszylindern. Krin ist vom Nullpunkt aus nach rechts die it t (bzw. ein zurückgelegter Weg oder 'Drehwinkel) und von der waagerechten Achse nach oben der zeitlich veränderliche Druck p an einer Stelle der den Gasstrom führenden Leitung aufgetragen (Linie a). Die Druckschwankungen wiederholen sich in Perioden von der Länge 2. Der Wert A, stellt also zugleich die Wellenlänge der Grundfrequenz der die tonerregenden Impulse bildenden, zwischen dem Höchstdruck p1 und dem Mindestdruck p2 sieh bewegenden Druckschwankungen dar. Die möglichst wirkungsvolle Schalldämpfung wird dadurch erzielt, daß mit den Maßnahmen der Erfindung der in seiner Höhe ständig wechselnde Druck p in einen möglichst gleichmäßigen mittleren Druck umgewandelt wird.
• Der Schalldämpfer nach Abb. 2 und 3 besteht aus einem flachen etwa scheibenförmigen Gehäuse i i, das, wie Abb. 3 zeigt, schneckenartig gewunden ist. Die Gase treten durch den Stutzen 12 in das Gehäuse i i ein und verlassen dieses durch den Stutzen 13, so daß sie eine Umlenkung von 36o° erfahren, also in derselben Richtung ausströmen, in der sie eingeströmt sind. Im Gehäuse i i ist eine größere Zahl konzentrischer Trennwände 1q. angeordnet, die den durchziehenden Gasstrom in einzelne Teilströme zerlegen. Die Weglängen dieser Teilströme nehmen stufenweise derart zu, daß der äußerste Teilstrom um die Wellenlänge.? der Grundfrequenz (oder um eines ihrer ganzzahligen Vielfachen) länger als der innerste Teilstrom ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schalldämpfer für stoßweise fließende Gasströme, insbesondere für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, bei dem der Gasstrom zur Erzielung einer Interferenzwirkung durch Trennwände in eine Anzahl von Teilströmen zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Weglängen der einzelnen Teilströme derart bemessen sind, daß ihre Unterschiede von der Größe Null bis zur Wellenlänge der durch die Betriebsdrehzahl der Maschine gegebenen Grundfrequenz oder einem ihrer ganzzahligen Vielfachen gleichmäßig anwachsen.