DE69102565T2

DE69102565T2 - Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE69102565T2
Application number: DE69102565T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Horitani
Original assignee: Suzuki Co Ltd
Current assignee: Suzuki Co Ltd
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2011-03-09
Also published as: JP3038763B2; US5183977A; JPH03264715A; DE69102565D1; EP0446813A1; EP0446813B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen Motor mit innerer Verbrennung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Motor mit innerer Verbrennung besitzt eine Abgasöffnung, an die ein vorderer Endabschnitt eines Abgasrohrs angeschlossen ist, und über die Motorabgase abgeführt werden, und an den hinteren Endabschnitt des Abgasrohrs ist ein Schalldämpfer angeschlossen, um das Geräusch des Abgases zu dämpfen, welches anschließend nach außen abgelassen wird.
Ein herkömmlicher Schalldämpfer für einen Verbrennungsmotor besteht im allgemeinen aus einem Außengehäuse, in welchem mehrere Schalldämpfkammern durch in einer Reihe liegende Unterteilungen gebildet sind. Das Abgasrohr ist an die vorderseitige Schalldämpfkammer angeschlossen, und an die rückseitige Schalldämpfkammer ist ein Auspuffrohr angeschlossen. Die einzelnen Schalldämpfkammern stehen über Leitrohre miteinander in Verbindung, um dadurch das Geräusch des Abgases zu dämpfen, bevor das Gas über das Auspuffrohr nach außen ausgestoßen wird. Ein solcher Schalldämpfer ist zum Beispiel in der japanischen Gebrauchmuster-Offenlegungsschrift 63-196414 oder 63- 93411 offenbart.
Das durch das Abgasrohr gelangende und in die Schalldämpfkammer einströmende Abgas wird auf einen relativ hohen Druck kompremiert, und insbesondere in der vordersten Schalldämpfkammer wird die Innenwand des Gehäuses durch die intermittierenden Druckschwankungen des Abgases beaufschlagt und gestoßen, was ein metallisches Geräusch verursacht. Um diesen Nachteil zu vermeiden, d.h. um das Geräusch zu verringern oder zu dämpfen, wird auf die Innenfläche des Gehäuses ein schallabsorbierendes Material, beispielsweise Glaswolle, aufgebracht. Allerdings ist dieser Arbeitsvorgang aufwendig und bedeutet gesteigerte Fertigungskosten.
Ein Schalldämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP-A-O 068 368 bekannt. Ein erstes Leitrohr verbindet die erste Expansionskammer mit der dritten Expansionskammer. Das Rohr enthält mehrere Perforierungen, welche den Innenraum des Rohrs mit der zweiten Expansionskammer verbindet. Das zweite Leitrohr ist ein Teil eines Helmholtz-Resonators und verbindet die erste Expansionskammer mit einer weiteren Kammer, die nicht mit dem Auslaßrohr verbunden ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Schalldämpfer für einen Motor mit innerer Verbrennung anzugeben, der in der Lage ist, daß Aufschlaggeräusch des Motorabgases an einem Nach-Außen-Dringen wesentlich zu hindern.
Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Schalldämpfers für einen Motor mit innerer Verbrennung, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich das Innengehäuse zusammen aus zwei Plattenteilen mit nach außen aufgeweiteten Bereichen, zwischen denen die erste Expansionskammer gebildet ist, und flachen Abschnitten, die beim Zusammenbau des Innengehäuses aneinander befestigt werden, während das Außengehäuse sich aus zwei Plattenteilen zusammensetzt, die nach außen aufgeweitet sind, um die zweite und die dritte Expansionskammer zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse zu bilden, wenn die beiden Plattenteile zusammen mit den zwei Plattenteilen des Innengehäuses aneinander befestigt werden.
Bei dem Schalldämpfer für einen Verbrennungsmotor mit den oben erläuterten Merkmalen tritt das Motorabgas zuerst in die erste Expansionskammer ein, die von dem Außenbereich des Außengehäuses getrennt ist, um dann über das erste Leitrohr in die zweite Expansionskammer und dann über das zweite Leitrohr in die dritte Expansionskammer und schließlich über das Auspuffrohr nach außen zu gelangen.
Da die erste Expansionskammer im Inneren des Innengehäuses gebildet ist, welches im Inneren des Außengehäuses getrennt vorliegt, läßt sich das pulsierende Aufschlaggeräusch, welches durch das über das Abgasrohr in die erste Expansionskammer eintretende Abgas hervorgerufen wird, durch die äußere Anordnung der zweiten und der dritten Expansionskammer dämpfen, um auf diese Weise wirksam die Abstrahlung des Geräusches zu verringern, welches durch das Auftreffen des Abgases verursacht wird. Man kann dadurch auf die Anbringung von schallabsorbierendem Material auf dem Außengehäuse des herkömmlichen Schalldämpfers verzichten.
Weiterhin sind das Innengehäuse und das Außengehäuse, die jeweils aus gepreßten Plattenteilen gebildet sind, fest miteinander verbunden, so daß die erste, die zweite und die dritte Expansionskammer sicher unterteilt werden können, wodurch das Abgasgeräusch an einem Nach-Außen- Dringen wesentlich gehindert wird. Die Befestigung des Abgasrohrs und der Leitrohre erfolgt in sicherer Weise bei großer Starrheit, so daß die Erzeugung von Schwingungen des gesamten Schalldämpfers praktisch ausgeschlossen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
Fig.1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Schalldämpfers eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen konkreten Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Schalldämpferanordnung;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen herkömmlichen Schalldämpfer einer Brennkraftmaschine.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 zunächst ein herkömmlicher Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine beschrieben.
Nach Fig. 4 setzt sich ein Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine zusammen aus einem Außengehäuse 100, in welchem mehrere Schalldämpfkammern 102 gebildet sind, abgeteilt mit Hilfe von Teilerwänden 101, die in einer Reihe angeordnet sind. Ein Abgasrohr 103 steht mit der vordersten Schalldämpfkammer 102a in Verbindung, und ein Auspuffrohr 105 steht mit der rückseitigen Schalldämpfkammer in Verbindung. Die einzelnen Schalldämpfkammern stehen untereinander über Leitrohre 104 in Verbindung, um so das Geräusch des Abgases zu dämpfen, bevor das Abgas über das Auspuffrohr 105 nach außen gelangt. Das Leitrohr 104a erstreckt sich durch die einzelnen Schalldämpfkammern 102a-102c durch die Teilerwände 104a und 104b hindurch, und das Leitrohr 104b erstreckt sich durch die Teilerwand 104b hindurch. Das Auspuffrohr 105 steht mit der Schalldämpfkammer 102b in Verbindung. Bei dieser Ausgestaltung strömt das in den Schalldämpfer gelangende Abgas in den Pfeilrichtungen, um schließlich über das Auspuffrohr 105 nach außen zu gelangen.
Um das durch das Aufschlagen des Abgases gegen die Innenwand des Gehäuses verursachte Aufschlaggeräusch zu reduzieren oder wesentlich zu dämpfen, ist auf die Innenfläche des Gehäuses ein schallabsorbierendes Material 106 wie zum Beispiel Glaswolle aufgebracht. Allerdings ist die hierzu erforderliche Arbeit aufwendig und bedeutet eine Erhöhung der Fertigungskosten, wie es oben erläutert wurde.
Die vorliegende Erfindung, welche darauf abzielt, die Nachteile des herkömmlichen Schalldämpfers zu überwinden, wird im folgenden anhand der Fig. 1-3 beschrieben.
Nach den Fig. 1-3, die eine bevorzugte Ausführungsform eines Schalldämpfers einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung darstellen, enthält der Schalldämpfer ein Außengehäuse, welches sich aus zwei Plattenteilen 2 und 2 zusammensetzt (im folgenden als Außenplatte 2 bezeichnet), und ein Innengehäuse, welches sich im Inneren des Außengehäuses befindet und sich aus zwei Plattenteilen 1 und 1 (im folgenden als Innenplatte 1 bezeichnet) zusammensetzt. Die Innenplatten 1 und 1 sind mit nach außen aufgeweiteten Bereichen 1a und horizontalen Abschnitten 1b versehen, die gemäß Darstellung eng aneinander angepaßt sind, so daß im Inneren der ausgeweiteten Bereiche 1a und 1a eine erste Expansionskammer 3 gebildet wird. Diese inneren Platten 1 können beispielsweise durch Pressen geformt werden. Die Außenplatten 2 und 2 sind mit Räumen außerhalb der Innenplatten 1 und 1 angeordnet, wobei die beiden Endabschnitte der Außenplatten 2 und 2 aneinander angepaßt und an Abschnitten 15 und 16 zusammen mit den Innenplatten 1 und 1 zu einer kastenförmigen Gestalt durch beispielsweise Schweißen oder Umsäumen zusammengefügt sind, um eine zweite Expansionskammer 5 und eine dritte Expansionskammer 6 zwischen sich zu bilden. Die Außenplatten 2 können ebenfalls beispielsweise durch Pressen geformt werden.
Ein Abgasrohr 4 ist mit einem Ende an eine Abgasöffnung einer Brennkraftmaschine E angeschlossen, während das andere Ende eine Außenplatte 2 und eine Innenplatte 1 durchdringt. Das Abgasrohr 4 ist zum Beispiel durch Schweißen an der Außenplatte 2 angebracht. Das andere Ende des Abgasrohrs mündet in die erste Expansionskammer 3. Die Innenräume der ersten und der zweiten Expansionskammer 3 und 5 sind miteinander über ein Leitrohr 7 verbunden, während die zweite und die dritte Expansionskammer 5 und 6 miteinander über ein Leitrohr 8 verbunden sind, dessen beide Enden in die zweite und die dritte Expansionskammer 5 und 6 münden, indem sie die Innenplatten 1 und 1, d.h., die erste Expansionskammer 3, durchdringen. Ein Auspuffrohr 9 ist so angeordnet, daß es die dritte Expansionskammer 6 mit einem Außenbereich des Schalldämpfers verbindet, indem es die Außenplatte 2 durchsetzt, wie klar aus Fig. 3 ersichtlich ist. Wie aus Fig. 2 oder 3 ersichtlich, kann um das Auspuffrohr 9 herum eine schallabsorbierende Kammer 11 gebildet sein, und es kann schallabsorbierendes Material wie zum Beispiel Glaswolle in die schallabsorbierende Kammer 11 eingefüllt sein. Bei dieser Ausgestaltung ist in dem Auspuffrohr 9 eine Anzahl von Lüftungperforierungen 12 eingearbeitet, um auf diese Weise das Schallschluckvermögen weiter zu steigern. Die schallabsorbierende Kammer 11 kann beispielsweise durch zwei zueinander passende halbkreisförmige Rohrhälften gebildet sein.
Gemäß dem oben beschriebenen Schalldämpferaufbau gelangt das Motorabgas zunächst in die erste Expansionskammer 3, die von dem Außenbereich des Außengehäuses getrennt ist, um dann über das Leitrohr 7 in die zweite Expansionskammer 5 und dann über das Leitrohr 8 in die dritte Expansionskammer 6 zu gelangen, bevor es über das Auspuffrohr 9 nach außen gelangt.
Wie oben beschrieben, können, weil die erste Expansionskammer 3 im Inneren des von dem Außengehäuse getrennten Innengehäuses gebildet ist, die durch das Abgasrohr 4 in die erste Expansionskammer 3 eintretende Abgas hervorgerufenen pulsierenden Aufschlaggeräusche gedämpft werden durch die außengelegenen zweiten und dritten Expansionskammern 5 und 6 um dadurch wirksam die Abstrahlung von durch das Auftreffen des Abgases hervorgerufenen Geräuschen zu reduzieren. Dadurch kann man auf die Anbringung von Schallschluckmaterial auf das Außengehäuse, wie es bei dem herkömmlichen Schalldämpfer nach Fig. 4 vorgesehen ist, verzichten.
Außerdem sind das Innengehäuse und das Außengehäuse fest miteinander verbunden, so daß die erste, die zweite und die dritte Expansionskammer 3, 4 bzw. 6 sicher unterteilt werden können, wodurch ein Nach-Außen-Dringen des Abgasgeräusches wesentlich reduziert wird. Die Befestigung des Abgasrohrs 4 und der Leitrohre 7 und 8 erfolgt sicher mit hoher Festigkeit, so daß die Entstehung von Vibrationen des Schalldämpferaufbaus im wesentlichen ausgeschaltet sind.

Claims

1. Schalldämpfer für einen mit einer Abgasöffnung versehenen Motor mit inneren Verbrennung, wobei der Schalldämpfer an ein Abgasrohr (4) angeschlossen ist, welches mit einem Ende mit der Abgasöffnung des Motors verbunden ist, und der Schalldämpfer aufweist:

ein Innengehäuse (1), in welchem eine erste Expansionskammer (3) ausgebildet ist, in die hinein das andere Ende des Abgasrohrs (4) geführt ist;

ein Außengehäuse (2), das sich außerhalb des Innengebäuses (1) befindet, um dadurch eine zweite und eine dritte Expansionskammer (5, 6) zwischen Innen- und Außengehäuse (1, 2) zu bilden;

eine erste Leitrohreinrichtung (7),

eine zweite Leitrohreinrichtung (8), und eine Auspuffrohreinrichtung (9-12), die derart angeordnet ist, daß sie mit der dritten Expansionskammer (6) und dem Außenbereich des Außengehäuses (2) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitrohreinrichtung (7) derart angeordnet ist, daß sie die erste und die zweite Expansionskammer (3, 5) miteinander verbindet, und die zweite Leitrohreinrichtung (8) derart angeordnet ist, daß sie die zweite oder die dritte Expansionskammer (5, 6) miteinander verbindet.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem das Innengehäuse (1) sich aus zwei Plattenteilen zusammensetzt, die zwei nach außen ausgeweitete Bereiche (1a) aufweisen, zwischen denen die erste Expansionskammer (3) gebildet ist, und die flache Abschnitte (1b) aufweisen, die beim Zusammenbau des Innengehäuses (1) aneinander befestigt werden, und das Außengehäuse (2) sich aus zwei Plattenteilen (2, 2) zusammensetzt, die nach außen aufgeweitet sind, um die zweite und die dritte Expansionskammer (5, 6) zwischen dem Innen- und dem Außengehäuse (1, 2) zu bilden, wenn beide Plattenteile (2, 2) zusammen mit den zwei Plattenteilen des Innengehäuses (1) aneinander befestigt werden.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Auspuffrohreinrichtung (9-12) ein inneres Auspuffrohr (9), ein äußeres zylindrisches Element (11) außerhalb des Außenumfangs des inneren Auspuffrohrs (9) mit einem dazwischen befindlichen Raum sowie schallabsorbierendes Material (10) aufweist, welches in den Raum gefüllt ist.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, bei dem das schallabsorbierende Material (10) Glaswolle ist.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 3, bei dem das innere Auspuffrohr (9) mit einer Anzahl von Perforierungen (12) in seiner Rohrwand ausgestattet ist.