DE2113678C3 - Schalldämpfer für Auspuffgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, dessen längliches Gehäuse einen koaxialen Eintritts- und Austrittsstutzen an je einer Stirnwand sowie einen in seinem Inneren angeordneten, an der Eintrittsstirnseite offenen, gelochten Rohreinsatz aufweist, der mit einer oder mehreren Kammern des Gehäuses kommuniziert und in dem mit axialem Abstand mehrere drallerzeugende Leitflächen angeordnet sind. Ein solcher Schalldämpfer ist aus der britischen Patentschrift 7 07 018, Fig. 4 derselben, bekannt

Bei dieser bekannten Ausbildung sitzen die drallerzeugenden Leitflächen auf einer zentralen Stange und reichen nicht bis an die Innenwandung des Rohreinsatzes heran. Das hintere Ende des Rohreinsatzes ist geschlossen, so daß der hindurchtretende Gasstrom durch die Löcher des Rohreinsatzes in die Kammern zwischen Gehäuse und Rohreinsatz hindurchtreten muß und aus diesen Kammern zum Austrittsstutzen gelangt.

Eine solche Ausbildung bewirkt zwar eine Dämpfung von Auspuffgeräuschen, nicht jedoch ein Abfangen von eventuell mitgeführten Funken. Die Strömungsdruckverluste sind wegen der komplizierten Strömungsführung ziemlich hoch, so daß bei der Anwendung bei Verbrennungskraftmaschinen auch mit höheren Leistungsverlusten derselben zu rechnen wäre.

Vorliegend geht es um Auspuffschalldämpfer für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für landwirtschaftliche Traktoren, Erntemaschinen u. dgl., wo es besonders wesentlich ist sicherzustellen, daß keine Funken ausgestoßen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit ausgehend von Schalldämpfern der eingangs bezeichneten Art, neben einer guten Schalldämpfung geringe Strömungsverluste und insbesondere eine sehr sichere Funkenabscheidung zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich die drallerzeugenden Leitflächen bis zur Innenfläche des Rohreinsatzes erstrecken und einen mittigen gasundurchlässigen Bereich in Form eines nach hinten offenen Bechers aufweisen und daß der Rohreinsatz auch an der anderen Stirnseite offen ist

Bei einer solchen Ausbildung strömt das Gas zwar schallgedämpft jedoch nicht stark abgelenkt durch den Rohreinsatz, und nur die schwereren Funkenteilchen gelangen aufgrund der Zentrifugalwirkung durch die Löcher des Rohreinsatzes in die geschlossenen Kammern zwischen dem Rohreinsatz und dem Gehäuse. Da diese Kammern nicht vom Gasstrom durchströmt werden, sondern als »Blindkammern« nur die im Gasstrom mitgeführten schwereren Funken einfangen und diese dann nicht mehr mitgerissen werden können, wird eine sehr sichere Funkenabscheidung erzielt

An sich ist aus der US-Patentschrift 28 22 886 eine schalldämpfende und funkenfangen.de Konstruktion bekannt, bei der ebenfalls drallerzeugende Leitflächen vorhanden sind, die sich bis zur Innenfläche eines geschlitzten Rohreinsatzes erstrecken und einen mittigen gasundurchlässigen Bereich aufweisen, wobei der Rohreinsatz auf beiden Stirnseiten offen ist Auch bei dieser Ausbildung fehlen jedoch Blindkammern, d.h. nicht vom Auspuffgas-Hauptstrom durchflossen Räume, um den Rohreinsatz herum. Auch bei dieser Ausbildung ist außerdem die Gasführung kompliziert und mit erhöhten Verlusten verbunden.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung zweckmäßig, wenn die freien Querschnittsbereiche jeder Leitfläche vom Schaufelbereich der in Achsrichtung in einigem Abstand folgenden Leitfläche gedeckt werden. Dadurch kann es nicht zu einem direkten Durchbruch von Gasen kommen und es wird eine Verbesserung der Funkenlöschung erreicht.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn der Raum zwischen Gehäuse und gelochtem Rohreinsatz durch Querwände in mehrere Kammern unterteilt ist. Dadurch werden eventuelle Strömungen in diesem Raum in Achsrichtung verhindert.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der axiale Abstand der drallerzeugenden Leitflächen größer als der Durchmesser des Rohreinsatzes ist. Dadurch ergibt sich ein geringer Strömungsdruckverlust für das Auspuffgas.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der Durchmesser des Bechers größer als der Durchmesser des Austrittsstutzens ist. Dadurch wird die Wirbelströmung im Bereich der Schaufeln besser ausgebildet und die Funkenlöschung verbessert

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer im Längsschnitt,

F i g. 2 den Querschnitt nach Linie H-II von F i g. 1.

Der dargestellte Schalldämpfer hat ein Gehäuse 1 aus zwei gestanzten Hälften, wie in F i g. 2 ersichtlich. An einem Ende des Gehäuses 1 ist ein Eintrittsstutzen 2 und am anderen ein Austrittsstutzen 3 angeschweißt. Im

Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Rohreinsatz 4 mit Lochungen, der mit dem Gehäuse 1 durch Querwände 5 verbunden ist, die auf diese Weise Kammern 6,7,8 bilden.

Der gelochte Rohreinsatz 4 ist im Gehäuse 1 so eingeordnet, daß zwischen seiner austrittsseitigen Stirnseite und der Stirnseite des Austrittsstutzens 3 ein Abstand a und zum Austrittsende des Gehäuses 1 ein Abstand b verbleibt

Wenn b größer als a ist, also das innere Ende des ι ο AustrittssiJtzens 3 ein Stück in das Gehäuse 1 hineinragt, so bildet sich eine Falle für die Funken, die noch in die Kammer 6 gelangen.

In den Rohreinsatz 4 sind zwei drallerzeugende Leitflächen 9 mit Schaufeln 10 eingebaut Die Schaufeln sind zur Ausströmungsrichtung geneigt und erteilen den durchtretenden Gasen einen Drall.

Die drallerzeugenden Leitflächen 9 sind gegeneinander um einen Winkel <x verdreht montiert, der durch die Beziehung

180° k

bestimmt wird. Hierbei bedeutet π die Anzahl der Schaufeln einer Trennwand und k deren Deckungsfak- _K tor (03 bis 1).

Die maximale Deckung und folglich der geringste Durchbruch von Gasen ergibt sich bei Jt= 1.

Der Abstand der Leitflächen 9 voneinander soll zur Vermeidung unnötigen Strömungsdruckverlustes größer als der Durchmesser des Rohreinsatzes 4 sein.

Die Schaufeln 10 berühren mit ihrem Außenumfang den Rohreinsatz 4 und mit ihrem Innenumfang stoßen sie an einen Becher 11 an, der zentral an jeder Leitfläche 9 befestigt ist und zur besseren Ausbildung der Gasströmung beiträgt

Die Befestigung des Schalldämpfers am Auspuffrohr erfolgt mit einer Schelle 12.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Schalldämpfers ist wie folgt:

Die Abgase treten durch den Eintrittsstutzen 2 in den gelochten Rohreinsatz 4 ein. Beim Durchströmen der Kanäle zwischen den Schaufeln 10 wird die Gasströmung in eine Wirbelbewegung versetzt

Durch die Zentrifugalkräfte gelangen die brennenden und glühenden Teilchen nach außen zur Innenwandung der» Rohreinsatzes 4 und treten zum Teil durch dessen Löcher über in die Kammer 7.

Dasselbe geschieht noch einmal am Anfang der Kammer 6, wo die zweite drallerzeugende Leitfläche angeordnet ist Hier werden die verbliebenen Funken abgefangen.

Ein erfindungsgemäß ausgeführter Schalldämpfer mit einem Volumen von 7,51 wurde eingesetzt für Dieselmotoren von Traktoren mit einer Leistung von 40 bis 80 PS.

Die aus der obigen Formel ermittelte gegenseitige Winkelversetzung der Leitflächen betrug «=22,5°, bei £-1 und π=8. Die Neigung der Schaufeln zur achsnormalen Ebene betrug 37°. Es wurde eine sehr wirksame Funkenlöschung und eine Dämpfung des Auspuffgeräusches um 17 bis 18 db bei Leistungsverlusten weniger als 1 bis 1,5% festgestellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, dessen längliches Gehäuse einen koaxialen Eintritts- und Austrittsstutzen an je einer Stirnwand sowie einen in seinem Inneren angeordneten, an der Eintrittsstirnseite offenen, gelochten Rohreinsatz aufweist, der mit einer oder mehreren Kammern des Gehäuses kommuniziert und in dem ι ο mit axialem Abstand mehrere drallerzeugende Leitflächen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die drallerzeugenden Leitflächen (9) bis zur innenfläche des Rohreinsatzes (4) erstrecken und einen mittigen gasundurchlässigen Bereich (11) in Form eines nach hinten offenen Bechers (11) aufweisen, und daß der Rohreinsatz (4) auch an der anderen Stirnseite offen ist

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Querschnittsbereiche jeder Leitfläche vom Schaufelbereich der in Achsrichtung in einigem Abstand folgenden Leitfläche gedeckt werden.

3. Schalldämpfer nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen Gehäuse und gelochtem Rohreinsatz durch Querwände (5) in mehrere Kammern (8,7,6) unterteilt ist

4. Schalldämpfer nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der axiale Abstand der drallerzeugenden Leitflächen größer als der Durchmesser des Rohreinsatzes ist

5. Schalldämpfer nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser des Bechers (U) größer als der Durchmesser des Austrittsstutzens (3) ist.