DE102006033053B3 - Motor vehicle silencer has upper side lining section consisting of textile material of synthetic fibers which deflects moisture, and bottom side lining section consisting of textile material of synthetic fibers which absorbs moisture - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Schalldämpfer gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a motor vehicle silencer according to the features in the preamble of claim 1.
Schalldämpfer in der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges dienen zur Reduzierung des Abgasgeräuschs, indem die Intensität der vom Verbrennungsmotor ausgehenden Schallwellen verringert wird. Es gibt verschiedene Bauarten von Kraftfahrzeug-Schalldämpfern, die mit verschiedenen Strategien die Schallintensität verringern. Grundsätzlich unterscheidet man passiv wirkende Resonanzdämpfer, Reflektionsdämpfer, Absorptionsdämpfer und Interterenzdämpfer sowie aktiv wirkende (Gegen-)Schalldämpfer. In der Praxis werden meist mehrere Effekte in einem Schalldämpfergehäuse verwirklicht.Muffler in the exhaust system of a motor vehicle serve to reduce the Exhaust noise, by the intensity the emitted from the engine sound waves is reduced. There are different types of automotive silencers, which reduce the sound intensity with different strategies. Basically different passive-acting resonance dampers, Reflection attenuator, absorbing damper and interference attenuators as well as actively acting (counter) silencers. In practice will be usually realized several effects in a muffler housing.
Kraftfahrzeug-Schalldämpfer bestehen üblicherweise aus einem metallischen Schalldämpfergehäuse, welches mit Rohren für den Ein- und Austritt der Abgase versehen ist. Das Innere des Schalldämpfergehäuses besteht aus einem Raum oder aus mehreren Kammern, welche durch Blenden oder Prallbleche voneinander getrennt und über Rohre miteinander verbunden sind. Die Innenwände des Schalldämpfergehäuses bzw. der einzelnen Kammern können zudem eine Beschichtung aus Schalldämmmaterialien tragen, beispielsweise Stein- oder Glaswolle.Motor vehicle silencers usually exist from a metallic silencer housing, which with pipes for the inlet and outlet of the exhaust gases is provided. The interior of the muffler housing is made from one room or from several chambers, which are created by screens or baffles separated and over Pipes are interconnected. The inner walls of the silencer housing or the individual chambers can also wear a coating of sound insulation materials, for example Stone or glass wool.
Ein
gattungsgemäßer Kraftfahrzeug-Schalldämpfer zählt durch
die
Aus der JP 4-334714 A ist ein kleinbauender Schalldämpfer für Motorräder bekannt, bestehend aus einem Außenrohr und einem perforierten Innenrohr, wobei der Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr mit einer Verkleidung aus Füllmaterial ausgestopft ist. Hierbei kommen unterschiedliche Füllmaterialien zur Anwendung. Die oberen und die seitlichen Bereiche sind mit Glaswolle ausgestopft, wohingegen im unteren Bereich Stahlwolle eingebracht ist.Out JP 4-334714 A is known a small-sized silencer for motorcycles, consisting of an outer tube and a perforated inner tube, the space between the inner tube and the outer tube with a lining of filling material stuffed. Here are different fillers for use. The top and side areas are with glass wool stuffed, whereas introduced at the bottom of steel wool is.
Zum
technologischen Hintergrund zählen ferner
die
Die Dämm- und Klangeigenschaften sowie die mechanische Beständigkeit von Schalldämpfern können durch Kondensatansammlungen im Schalldämpfergehäuse beeinträchtigt werden, was zu einer Verringerung des Schalldämpfervolumens sowie einer Änderung der Schallimpedanz und der Eigenfrequenz führen kann. Aufgrund seiner aggressiven Eigenschaften ist das Kondensat zudem eine der Hauptursachen für Korrosionsschäden am Schalldämpfergehäuse. Nachteilig kann sich ferner die Ablagerung fester Stoffe bzw. Stoffpartikel im Schalldämpfer auswirken, wodurch sich das Reflektions- und Diffusionsverhalten ändert. Auch wechselnde oder inhomogene Gastemperaturen führen zu einer Änderung des Reflektions- und Diffusionsverhalten. Schließlich kann sich eine Schalleinkopplung durch externe Körperschallerzeuger oder schwingende Oberflächen mit schwacher Dämpfung nachteilig auf die Dämm- und Klangeigenschaften sowie die mechanische Beständigkeit bzw. Lebensdauer eines Schalldämpfers auswirken.The Insulation and Sound characteristics as well as the mechanical resistance of silencers can by Condensate accumulations in the silencer housing are impaired resulting in a reduction of the muffler volume as well as a change the sound impedance and the natural frequency can lead. Because of his aggressive properties, the condensate is also a major cause for corrosion damage to the silencer housing. adversely Furthermore, the deposition of solid substances or material particles in the muffler which changes the reflection and diffusion behavior. Also changing or inhomogeneous gas temperatures lead to a change the reflection and diffusion behavior. Finally, a sound coupling can occur by external structure-borne sound generators or vibrating surfaces with weak damping detrimental to the insulation and sound characteristics as well as mechanical resistance or life of a muffler impact.
Die Anforderungen an moderne Abgasanlagen und die darin integrierten Schalldämpfer sind folglich komplex. Neben einer effizienten Geräuschminderung sollen sie nach Möglichkeit auch zur Abgasentgiftung beitragen. Außerdem sollen die Abgase gefahrlos abgeleitet und das Leistungsvermögen des Motors möglichst wenig beeinträchtigt werden. Daneben strebt man eine gewichtssparende und korrosionsbeständige Bauweise der Schalldämpfer an.The Requirements for modern exhaust systems and the integrated ones silencer are therefore complex. In addition to an efficient noise reduction they should if possible also contribute to the exhaust gas detoxification. In addition, the exhaust gases are safe derived and the performance the engine as possible be little affected. In addition, one strives for a weight-saving and corrosion-resistant construction the muffler at.
Der Erfindung liegt daher, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Kraftfahrzeug-Schalldämpfer zu schaffen mit verbesserten Dämpfereigenschaften, hoher Lebensdauer, geringem Gewicht und Einfluss auf die Abgasqualität.Of the Invention is therefore, starting from the prior art, the task to provide a motor vehicle silencer with improved Damper characteristics, high durability, low weight and influence on the exhaust gas quality.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Kraftfahrzeug-Schalldämpfer gemäß den Merkmalen im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1.The solution This object is according to the invention in a motor vehicle silencer according to the features in the characterizing part of claim 1.
Danach ist vorgesehen, dass die Innenverkleidung zwei Verkleidungsbereiche aufweist, wobei ein 1. oberseitiger Verkleidungsbereich vorgesehen ist, welcher aus einem Feuchtigkeit abweisenden textilen Flächengebilde aus Kunstfasern besteht und ein 2. bodenseitiger Verkleidungsbereich vorgesehen ist, welcher aus einem Feuchtigkeit aufnehmenden textilen Flächengebilde aus Kunstfasern besteht.After that It is envisaged that the interior lining will have two trim areas having a first top cladding area is provided which consists of a moisture-repellent textile fabric made of synthetic fibers and a 2nd floor cladding area is provided, which from a moisture-absorbing textile sheet made of synthetic fibers.
Die erfindungsgemäße Innenverkleidung ermöglicht die Dämmung der Luft-Körperschall-Wechselwirkung und die Minderung des Luftschalls durch Energieaufnahme mittels schallschluckender Textilien, die Entstaubung und katalytische Reinigung des Abgases sowie die Trocknung des Schalldämpfers durch die Verwendung von Feuchtigkeit aufnehmenden Kunstfasern. Insbesondere kommen Kunstfaser-Vliese zur Anwendung. Hierbei handelt es sich um textile Flächengebilde aus einzelnen Kunstfasern, vorzugsweise aus Polyacrylnitril-Fasern. Diese besitzen eine hohe thermische Stabilität sowie eine hohe chemische und hydrolytische Beständigkeit. Aufgrund eines hohen LOI-Wertes (Limiting Oxygen Index) von etwa 50 % (O2), dem so genannten Sauerstoff Index, der die Brennbarkeit von Kunststoffen in unterschiedlich zusammengesetzten Sauerstoff-Stickstoff-Gemischen angibt, sind Polyacrylnitril-Fasern in Form von technischen Textilien in besonderem Maße zur thermischen und akustischen Isolierung geeignet.The inner lining according to the invention enables the insulation of the air-borne noise Wech Interaction and the reduction of airborne sound by energy absorption by means of sound-absorbing textiles, the dedusting and catalytic purification of the exhaust gas and the drying of the muffler by the use of moisture-absorbing synthetic fibers. In particular, synthetic fiber nonwovens are used. These are textile fabrics of individual synthetic fibers, preferably of polyacrylonitrile fibers. These have high thermal stability and high chemical and hydrolytic resistance. Due to a high LOI value (limiting oxygen index) of about 50% (O 2 ), the so-called oxygen index, which indicates the combustibility of plastics in differently composed oxygen-nitrogen mixtures, polyacrylonitrile fibers are in the form of technical textiles especially suitable for thermal and acoustic insulation.
Auch Aramidfasern aus aromatischen Polyamiden sind für den erfindungsgemäßen Einsatz sehr gut geeignet. Aramidfasern zeichnen sich durch sehr hohe Festigkeit, hohe Schlagzähigkeit, hohe Bruchdehnung, gute Schwingungsdämpfung sowie Beständigkeit gegenüber Säuren aus und sind darüber hinaus sehr hitzebeständig.Also Aramid fibers of aromatic polyamides are for use in the invention very suitable. Aramid fibers are characterized by very high strength, high impact strength, high elongation at break, good vibration damping and durability across from acids out and beyond very heat resistant.
Der 1. oberseitige Verkleidungsbereich aus Kunstfaser-Vlies ist porös bzw. offenporig und kann zudem beschichtet sein. Er fungiert als Katalysator und Breitband-Schallabsorber für die Absorber-Frequenz f0 ≈ c/4d, wobei „c" die Schallgeschwindigkeit und „d" die Schichtdicke als Summe aus dem Abstand „s" und der Stärke des Kunstfaser-Vlieses ist.The 1st top panel of synthetic fiber fleece is porous or open-pored and can also be coated. It acts as a catalyst and broadband sound absorber for the absorber frequency f 0 ≈ c / 4d, where "c" is the speed of sound and "d" the layer thickness as the sum of the distance "s" and the thickness of the synthetic fiber web.
Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schalldämpfer erfolgt auch eine Reinigung des Abgases von festen Teilchen, welche entweder im Kondensat gebunden durch die verringerte Strömungsgeschwindigkeit im Schalldämpfergehäuse zu Boden sinken oder durch Anhaften an den Kunstfasern aus dem Abgasstrom gefiltert werden. Die Feinstäube oxidieren in dem Schalldämpferklima unter wechselnden Temperatur-, Feuchte- und Oxydationsmittel-Verhältnissen mit der Zeit aufgrund der den (Ruß-)Partikeln eigenen großen Oberfläche. Als Oxydationsmittel für Ruß kommen O2 (Sauerstoff) O3 (Ozon) und NOx in Betracht. Die Zeitkonstante für die Oxydation von Ruß durch Spurenoxyde der im Abgas bzw. in Luft üblichen Konzentration bei einer Temperatur von 200°C beträgt einige 100 Minuten.In the motor vehicle silencer according to the invention, the exhaust gas is also purified by solid particles which either sink to the bottom due to the reduced flow velocity in the silencer housing or are filtered out of the exhaust gas flow by adhering to the synthetic fibers. The fine dusts oxidize in the muffler climate under changing temperature, humidity and Oxidydmittelver- conditions with time due to the (soot) particles own large surface. Suitable oxidizing agents for carbon black are O 2 (oxygen) O 3 (ozone) and NO x . The time constant for the oxidation of soot by trace oxides of the usual concentration in the exhaust gas or in air concentration at a temperature of 200 ° C is several 100 minutes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2–14.advantageous Embodiments and developments of the basic concept of the invention are Subject of the dependent Claims 2-14.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Schalldämpfergehäuse zumindest ein Rohrträger aus Kunstfasern vorgesehen ist. Es handelt sich folglich um einen textilen Rohrträger. Insbesondere besteht der Rohrträger aus Feuchtigkeit aufnehmenden Kunstfasern, vorzugsweise aus einem kapillaren Kunstfaser-Vlies. Auch diese Maßnahme trägt zur Trocknung des Kondensat-Sumpfes durch Kapillarwirkung und Verdampfung bei. Das Kondensat wird vom bodenseitigen Verkleidungsbereich, ebenso wie durch den Rohrträger aufgenommen und steigt durch die Kapillare des Kunstfaser-Vlieses zum Abgasauslass, wo die Kunstfasern nach dem Prinzip eines Dochtes durch den Gasstrom getrocknet werden. Der Rohrträger stützt sich auf dem 2. Verkleidungsbereich ab und erstreckt sich von diesem aufwärts. Der Rohrträger kann auch mit dem 2. bodenseitigen Verkleidungsbereich eine Einheit bilden. Rohrträger und 2. bodenseitiger Verkleidungsbereich können (Versteifungs-) Teile aus Metall beinhalten.A Particularly advantageous embodiment of the invention provides that in the silencer housing at least a pipe support made of synthetic fibers. It is therefore a textile pipe support. In particular, there is the pipe support from moisture-absorbing synthetic fibers, preferably from a capillary synthetic fiber fleece. This measure also contributes to the drying of the condensate sump by capillary action and evaporation at. The condensate is from the bottom-side cladding area, as well as absorbed by the pipe support and rises through the capillary of the synthetic fiber fleece to the exhaust outlet, where the synthetic fibers on the principle of a wick through the gas stream be dried. The pipe support supports itself on the 2nd cladding area and extends from this upwards. The pipe support can also be a unit with the 2nd floor cladding area form. tube support and 2nd floor cladding area can (stiffening) parts made of metal.
Der 1. Verkleidungsbereich ist mit Abstand zur Innenwand des Schalldämpfergehäuses angeordnet. Der Spalt zwischen dem Schalldämpfergehäuse und dem 1. oberseitigen Verkleidungsbereich dient einerseits als Absorber und kann andererseits mit weiterem Dämm-Material gefüllt oder mit Bauteilen der Mess- und Regeltechnik versehen werden.Of the 1st cladding area is arranged at a distance from the inner wall of the silencer housing. The gap between the silencer housing and the 1st upper-side cladding area serves as an absorber on the one hand and on the other hand can be filled with more insulating material or with components of the measuring and Control technology be provided.
Zur Erzielung einer vollflächigen Auskleidung des Schalldämpfergehäuses ist vorgesehen, dass der 1. Verkleidungsbereich und der 2. Verkleidungsbereich das Schalldämpfergehäuse allseitig auskleiden. Hierbei erstreckt sich der 1. Verkleidungsbereich über die innere Oberseite und die Seitenwände des Schalldämpfergehäuses bis zum 2. bodenseitigen Verkleidungsbereich und schließt an diesem bündig an. Diese Maßnahme bietet einen effizienten Schutz des Schalldämpfergehäuses gegen die direkte Einwirkung des Abgases.to Achieving a full-surface Lining of the muffler housing is provided that the 1st cladding area and the 2nd cladding area line the silencer housing on all sides. Here, the first cladding area extends over the inner top and side walls of the muffler housing until to the 2nd floor cladding area and closes at this flush at. This measure provides efficient protection of the muffler housing against direct impact the exhaust gas.
Im Schalldämpfergehäuse ist des Weiteren zumindest eine Blende aus Kunstfasern vorgesehen, wobei die Blende vorzugsweise aus Feuchtigkeit abweisenden Kunstfasern besteht und ggf. durch Versteifungselemente verstärkt ist. Die Blende trägt zur Körperschalldämmung, der Staubaufnahme und zur Katalyse der Abgase bei. Zudem kann sie zur Befestigung der im Schalldämpfergehäuse angeordneten Rohrbauteile oder auch Teilen eines aktiv wirkenden Gegenschall-Erzeugers (z.B. Lautsprecher) dienen.in the Silencer housing is further provided at least one aperture made of synthetic fibers, wherein the panel preferably made of moisture-repellent synthetic fibers and possibly reinforced by stiffening elements. The iris is wearing for structure-borne sound insulation, the Dust pickup and catalysis of the exhaust gases at. In addition, she can to Attachment of arranged in the muffler housing pipe components or also parts of an active counter-noise generator (e.g. Speaker) serve.
Insbesondere ist die Blende oberhalb des Rohrträgers angeordnet, so dass die Blende und der Rohrträger eine Trennwand bilden, welche das Schalldämpfergehäuse in Kammern unterteilt. (Versteifungs-) Teile der Blende können aus Metall gefertigt sein.Especially the aperture is arranged above the pipe support, so that the Aperture and the pipe support form a partition which divides the muffler housing into chambers. (Stiffening) parts of the panel can be made of metal.
Innerhalb des Schalldämpfergehäuses schließt sich an das Einlassrohr ein partiell perforiertes Einlass-Diffusorrohr an. Vorzugsweise besteht dieses aus Stahl. Durch das Einlass-Diffusorrohr wird die Abgasströmung im Schalldämpfergehäuse verlangsamt, der Gasdruck erhöht und das Rohrmündungsgeräusch gemindert.Within the silencer housing, a partial perforation connects to the inlet tube tes inlet diffuser tube. Preferably, this consists of steel. Through the inlet diffuser tube, the exhaust gas flow in the muffler housing is slowed down, increases the gas pressure and reduces the muzzle noise.
Ferner ist vorgesehen, dass dem Auslassrohr innerhalb des Schalldämpfergehäuses ein partiell perforiertes Auslass-Diffusorrohr vorgeschaltet ist. Das Auslass-Diffusorrohr besteht vorzugsweise aus einem Faserverbundwerkstoff. Dies trägt zur Verringerung des Gewichts und zur Vermeidung von stehenden Schallwellen im Auslassrohr bei. Selbstverständlich kann das Auslass-Diffusorrohr auch aus Metall bestehen.Further is provided that the outlet pipe within the muffler housing a partially perforated outlet diffuser pipe is connected upstream. The Outlet diffuser tube is preferably made of a fiber composite material. This carries to reduce weight and avoid standing sound waves in the outlet pipe at. Of course The outlet diffuser tube may also be made of metal.
Zur Befestigung des Kraftfahrzeug-Schalldämpfers bzw. des Schalldämpfergehäuses am Kraftfahrzeug ist an der Außenseite des Schalldämpfergehäuses ein Befestigungselement aus federelastischen Kunstfasern vorgesehen. Dieses ist mit der Innenauskleidung verbunden und durch eine Öffnung in der Oberseite des Schalldämpfergehäuses nach außen geführt. Eine Befestigung des Kraftfahrzeug-Schalldämpfers durch ein Befestigungselement aus Kunstfasern ist vorteilhaft wegen deren hoher thermischer und mechanischer Stabilität, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Befestigungselements und damit auf den Kraftfahrzeug-Schalldämpfer auswirkt. Zudem wirkt das Befestigungselement als Körperschallisolierung zwischen dem Schalldämpfer und dem Fahrzeugboden.to Attachment of the motor vehicle silencer or the silencer housing on the motor vehicle is on the outside of the muffler housing Fastening element made of elastic synthetic fibers provided. This is connected to the inner lining and through an opening in the top of the muffler housing led to the outside. A Attachment of the motor vehicle silencer by a fastener Synthetic fibers are advantageous because of their high thermal and mechanical properties Stability, which is beneficial to the life of the fastener and thus affects the motor vehicle silencer. It also works the fastener as structure-borne sound insulation between the muffler and the vehicle floor.
Eine weitere Gewichtsreduzierung kann erzielt werden, wenn das Schalldämpfergehäuse aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird, insbesondere aus einem kohlefaser- oder aramidfaserverstärkten Kunststoff bzw. Verbundwerkstoff.A Further weight reduction can be achieved if the muffler housing from a Fiber composite material is produced, in particular from a carbon fiber or aramid fiber reinforced Plastic or composite material.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schalldämpfers lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- – Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Verlängerung der Nutzbarkeit;
- – Verringerung des Gewichts;
- – Effektiver Schutz der Bauteile gegen die direkte Einwirkung des Gases;
- – Verbesserung der Schalldämmung durch Energieentzug (Diffusion und Absorbtion);
- – Vermeidung von Körperschallbrücken und von Schall-Abstrahlflächen;
- – Vermeidung bzw. Trocknung eines Kondensat-Sumpfes durch Kapillarwirkung und Verdampfung;
- – Verbesserung der Abgasqualität durch Reinigung des Abgases von festen Teilchen.
- – Anwendbar auf aktive (Gegen-)Schalldämpfer und auf passive Schalldämpfer.
- - Improvement of corrosion resistance and extension of usability;
- - reduction of weight;
- - Effective protection of the components against the direct action of the gas;
- - Improvement of sound insulation through energy extraction (diffusion and absorption);
- - avoidance of structure-borne sound bridges and sound radiation surfaces;
- - avoidance or drying of a condensate sump by capillary action and evaporation;
- - Improving the quality of the exhaust gas by cleaning the exhaust gas from solid particles.
- - Applicable to active (counter) silencers and passive silencers.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The Invention is described below with reference to an embodiment.
Die
Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schalldämpfer
Innerhalb
des Schalldämpfergehäuses
Das
Schalldämpfergehäuse
Der
2. bodenseitige Verkleidungsbereich
Vorzugsweise
kommen sowohl für
das Flächengebilde
Die
Innenverkleidung
Im
Schalldämpfergehäuse
Die
Rohrträger
Oberhalb
der Rohrträger
Die
Blenden
Man
erkennt des Weiteren, dass der 1. Verkleidungsbereich
Zur
Befestigung des Schalldämpfergehäuses
Durch
die Öffnung
- 11
- Kraftfahrzeug-SchalldämpferAutomobile mufflers
- 22
- Schalldämpfergehäusemuffler housing
- 33
- Einlassrohrinlet pipe
- 44
- Auslassrohroutlet pipe
- 55
- Einlass-DiffusorrohrInlet diffuser tube
- 66
- Auslass-DiffusorrohrOutlet diffuser tube
- 77
- Innenverkleidunginterior panelling
- 88th
- 1.Oberseitiger Verkleidungsbereich1.Oberseitiger cladding portion
- 99
- Bodenseitiger Verkleidungsbereichfloor-sided cladding portion
- 1010
-
Flächengebilde
zu
8 Fabrics too8th - 1111
-
innere
Oberseite v.
2 inner top v.2 - 1212
- SeitenwandSide wall
- 1313
-
Flächengebilde
zu
9 Fabrics too9 - 1414
-
Boden
v.
2 Soil v.2 - 15a15a
- Rohrträgertube support
- 15b15b
- Rohrträgertube support
- 15c15c
- Rohrträgertube support
- 16a16a
- Blendecover
- 16b16b
- Blendecover
- 1717
- Trennwandpartition wall
- 1818
- Trennwandpartition wall
- 1919
- Kammerchamber
- 2020
- Kammerchamber
- 2121
- Kammerchamber
- 2222
-
Innenwand
v.
2 Inner wall v.2 - 2323
-
Außenseite
v.
2 Outside v.2 - 2424
- Befestigungselementfastener
- 2525
- Öffnungopening
- ss
- Abstanddistance
Claims (15)
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2006
- 2006-07-14 DE DE200610033053 patent/DE102006033053B3/en not_active Expired - Fee Related
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