DE102008015016B3

DE102008015016B3 - Silencer arrangement for exhaust system of motor vehicle, has silencer housing divided into two chambers, where one chamber is formed as Helmholtz resonator that amplifies frequency portion of sound passing through separating wall

Info

Publication number: DE102008015016B3
Application number: DE200810015016
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Moser
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-03-20

Abstract

The arrangement (1) has a silencer housing (2) comprising exhaust gas pipes (4, 8) for guiding exhaust gas stream. A separating wall (5) divides the silencer housing into two chambers (6, 7). The chamber (6) is formed as a Helmholtz resonator with preset resonance frequency. Wall thickness of the separating wall is preset such that preset frequency of sound waves passes the separating wall. The resonator amplifies frequency portion of the sound passing through the separating wall corresponding to a preset amplifying parameter and radiates the sound to surroundings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpferanordnung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a silencer arrangement for one Exhaust system of a motor vehicle according to the preamble of the claim 1.

Schalldämpfer für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen sind allgemein bekannt, so z. B. aus der DE 10 2005 024 831 A1 , bei der ein Einlassrohr als Abgasrohr vorgesehen ist, das in den Schalldämpfer mündet. Im Schalldämpfergehäuse selbst sind drei Kammern ausgebildet, nämlich eine Einlasskammer, eine Auslasskammer sowie eine Dämpferkammer. Das Einlassrohr durchdringt die Auslasskammer sowie die Dämpferkammer und endet in der Einlasskammer. Ein Verbindungsrohr durchdringt die Dämpferkammer und verbindet die Einlasskammer mit der Auslasskammer. Ein als Auslassrohr bezeichnetes Abgasrohr beginnt dagegen in der Auslasskammer und durchdringt die Dämpferkammer sowie die Einlasskammer. Sämtliche Rohre können im Bereich der Dämpferkammer mittels Perforationen für Luft schalldurchlässig ausgebildet sein. Zusätzlich dazu ist am Auslassrohr durch eine Mantelumhüllung eines Endabschnittes des Abgasrohres eine sogenannte Reflexionskammer ausgebildet. Mit einem derartigen Aufbau soll der Schalldruck des pulsierenden Abgasstromes, der von einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, gedämpft werden.Mufflers for exhaust systems of motor vehicles are well known, such. B. from the DE 10 2005 024 831 A1 in which an inlet pipe is provided as an exhaust pipe, which opens into the muffler. In the muffler housing itself, three chambers are formed, namely an inlet chamber, an outlet chamber and a damper chamber. The inlet tube penetrates the outlet chamber and the damper chamber and ends in the inlet chamber. A connecting tube penetrates the damper chamber and connects the inlet chamber to the outlet chamber. On the other hand, an exhaust pipe called an exhaust pipe starts in the exhaust chamber and penetrates the damper chamber and the inlet chamber. All tubes can be designed sound-permeable in the region of the damper chamber by means of perforations for air. In addition to this, a so-called reflection chamber is formed on the outlet tube by a jacket envelope of an end section of the exhaust tube. With such a structure, the sound pressure of the pulsating exhaust gas flow, which is generated by an internal combustion engine, to be damped.

In zunehmenden Maße wird der Schalldämpfer aber auch dazu benutzt, einen unter Marketing-Gesichtspunkten als gewünscht vorgegebenen „Sound" eines Kraftfahrzeuges einzustellen. Hierzu ist es aus der DE 20 2006 004 006 U1 bereits bekannt, Schalldämpfer mit zwei unterschiedlichen Wegen für den Abgasstrom bereitzustellen, wobei in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zwischen den beiden Wegen umgeschaltet werden kann. Hierfür ist dann mindestens eine Unterdruck-Schaltdose erforderlich, die mit dem Ansaugtrakt in physischer Verbindung steht. Ausgehend von diesem in der DE 20 2006 004 006 U1 beschriebenen Stand der Technik schlägt die DE 20 2006 004 006 U1 einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage vor, der ein Gehäuse sowie ein Einlassrohr, das im Inneren des Gehäuses mündet, aufweist. Ferner ist ein erstes Auslassrohr und ein zweites Auslassrohr vorgesehen, die vom Inneren des Gehäuses nach außen führen. Ebenso ist ein klappenartiger Verschluss vorgesehen, der druckabhängig öffnet und im geöffneten Zustand ein Abströmen von Abgas aus dem Gehäuse durch das zweite Auslassrohr ermöglicht. Das erste Auslassrohr weist an einer Stelle einen Drosselquerschnitt auf, der verglichen mit dem Querschnitt des Einlassrohres sehr klein ist. Dadurch soll das erste Auslassrohr als selbstschließende Drossel verwendet werden können. Bei einem sehr geringen Abgasvolumenstrom strömt das gesamte Abgas ausschließlich durch das erste Auslassrohr, da der klappenartige Verschluss geschlossen ist. Mit steigendem Abgasvolumenstrom steigt auch die Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Gehäuses des Schalldämpfers und der Umgebung. Bei Erreichen des kritischen Druckverhältnisses, strömt der Abgasvolumenstrom durch das erste Auslassrohr mit einer solchen Geschwindigkeit, dass sie am Drosselquerschnitt in den Bereich der Schallgeschwindigkeit kommt. In diesem Zustand ist der maximale Abgasvolumenstrom erreicht, der durch das erste Auslassrohr ausströmen kann, da sich strömungsbedingt dieser Durchfluss selber sperren wird, das heißt der Gegendruck extrem stark ansteigt. Steigt der Abgasvolumenstrom durch das Einlassrohr weiter an, führt dies dazu, dass sich im Innenvolumen des Schalldämpfers ein Überdruck bildet, sich der klappenartige Verschluss öffnet und der Überschuss durch das zweite Auslassrohr aus dem Schalldämpfer ausströmt. Auf diese Weise soll bis zu einem bestimmten Betriebspunkt, der dem maximalen durch das erste Auslassrohr ausströmbaren Volumenstrom entspricht, ein erster Strömungsweg und damit auch ein erstes Dämpfungsverhalten für den Abgasstrom verwendet werden können, wobei oberhalb des Betriebspunktes ein zusätzlicher Strömungsweg entsprechend dem Dämpfungsverhalten gewählt werden kann. Weiter kann der Drosselquerschnitt so klein gewählt werden, dass sich bereits bei einem Abgasvolumenstrom, der dem Volumenstrom etwa beim Leerlauf einer an den Schalldämpfer angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine entspricht, als Volumenstrombegrenzer wirkt. Dies bedeutet, dass das Abgas den Schalldämpfer im Leerlauf nur über das erste Auslassrohr verlässt und bei allen anderen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine über die beiden Auslassrohre.Increasingly, however, the silencer is also used to set a desired marketing "from a marketing point of view" sound "of a motor vehicle DE 20 2006 004 006 U1 already known to provide muffler with two different ways for the exhaust stream, which can be switched depending on the negative pressure in the intake of the engine between the two ways. For this purpose, then at least one vacuum switch box is required, which is in physical communication with the intake system. Starting from this in the DE 20 2006 004 006 U1 described prior art proposes the DE 20 2006 004 006 U1 a muffler for an exhaust system, which has a housing and an inlet tube, which opens in the interior of the housing. Further, a first outlet pipe and a second outlet pipe are provided, which lead from the interior of the housing to the outside. Likewise, a flap-like closure is provided, which opens pressure-dependent and allows in the open state, exhaust gas from the housing through the second outlet pipe. The first outlet tube has at one point a throttle cross section, which is very small compared to the cross section of the inlet tube. As a result, the first outlet pipe should be used as a self-closing throttle. With a very small exhaust gas volume flow, the entire exhaust gas flows exclusively through the first outlet tube, since the flap-like closure is closed. As the volume of exhaust gas increases, so does the pressure difference between the interior of the muffler housing and the environment. When the critical pressure ratio is reached, the exhaust gas volume flow flows through the first outlet pipe at such a speed that it comes within the range of the speed of sound at the throttle cross-section. In this state, the maximum exhaust gas volume flow is reached, which can flow through the first outlet pipe, as flow-related, this flow will lock itself, that is, the back pressure rises extremely high. If the exhaust gas volume flow continues to rise through the inlet pipe, this leads to an overpressure forming in the interior volume of the muffler, the flap-like closure opening, and the excess flowing out of the muffler through the second outlet pipe. In this way, a first flow path and thus also a first damping behavior for the exhaust gas flow should be used up to a certain operating point which corresponds to the maximum volumetric flow which can be flowed through the first outlet pipe, wherein an additional flow path corresponding to the damping behavior can be selected above the operating point , Next, the throttle cross-section can be chosen so small that already acts at a volumetric flow of exhaust gas, which corresponds to the volume flow when idling a connected to the muffler internal combustion engine, as a flow restrictor. This means that the exhaust gas leaves the muffler in idling only via the first outlet pipe and at all other operating points of the internal combustion engine via the two outlet pipes.

Aus der US 5,984,045 ist bereits eine Schalldämpferanlage für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Schalldämpfergehäuse und mehreren durch das Schalldämpfergehäuse geführten Abgasrohren bekannt. Im Schalldämpfergehäuse sind mehrere, das Schalldämpfergehäuse in unterschiedliche Kammern unterteilende Trennwände vorgesehen, wobei weiterhin die Möglichkeit vorgesehen ist, einen Abgasstrom direkt auf eine Trennwand zu leiten. Mit einem derartigen Aufbau soll insbesondere eine wechselseitige Überlagerung von Schallwellen erzielt werden, um einen gewünschten Schalldämpfereffekt zu erzielen. Ein vom Prinzip her ähnlicher Schalldämpferaufbau mit mehreren durch Trennwände abgetrennten Kammern, durch die mehrere Abgasrohre hindurchgeführt sind, ist auch aus der JP 2000-110542 A bekannt.From the US 5,984,045 is already known a muffler system for an exhaust system of a motor vehicle with a muffler housing and several guided through the muffler housing exhaust pipes. In the silencer housing, a plurality of partition walls dividing the silencer housing into different chambers are provided, wherein it is further possible to direct an exhaust gas flow directly to a partition wall. With such a construction, in particular a mutual superposition of sound waves is to be achieved in order to achieve a desired muffler effect. A similar in principle muffler structure with several separated by partitions chambers through which a plurality of exhaust pipes are passed, is also from the JP 2000-110542 A known.

Weiter ist aus der DE 101 96 315 T5 ein sogenannter Impulsdämpfer für Strömungsmittel bekannt. Konkret ist hier ein Dämpferkörper in einer Strömungs mittelleitung angeordnet, wobei der Dämpferkörper den Strömungsmittelpfad schneidet. Weiter ist hier eine Energieabsorptionsvorrichtung vorgesehen, die an dem Dämpferkörper angebracht ist und als Widerstand für das Strömungsmittel wirkt, welches in Strömungsmittelflussrichtung fließt.Next is from the DE 101 96 315 T5 a so-called pulsed damper for fluids known. Specifically, here a damper body is arranged in a flow medium line, wherein the damper body intersects the fluid path. Further, here, an energy absorbing device is provided, which is attached to the damper body and acts as a resistance for the fluid flowing in the fluid flow direction.

Schließlich ist aus der DE 10 2006 035 297 A1 eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Sound der Abgasanlage gezielt verändert werden soll. Hierzu ist konkret ein mit Abgas durchströmtes Gehäuse vorgesehen, in welchem eine Resonanzeinrichtung und eine Regeleinrichtung angeordnet ist. Diese Regeleinrichtung weist einen rotierbare Walze mit einem Durchgang auf, während die Resonanzeinrichtung eine Leitung aufweist, die als Rohr ausgebildet ist. Die Regeleinrichtung und die Resonanzeinrichtung wirken derart zusammen, dass in Abhängigkeit von einer Walzenstellung mindestens ein Teil des Abgasstroms in den Durchgang der Walze und danach durch die Leitung der Resonanzeinrichtung umgelenkt wird.Finally, out of the DE 10 2006 035 297 A1 an exhaust system of an internal combustion engine, in which the sound of the exhaust system is to be changed specifically. For this purpose, a housing through which exhaust gas flows is concretely provided, in which a resonance device and a control device are arranged. This control device has a rotatable roller with a passage, while the resonance device has a conduit which is formed as a tube. The control device and the resonance device cooperate such that, as a function of a roller position, at least part of the exhaust gas flow is deflected into the passage of the roller and then through the line of the resonance device.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schalldämpferanordnung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein mit einer Diesel-Brennkraftmaschine betriebenes Kraftfahrzeug, zur Verfügung zu stellen, mittels der neben einer effektiven Schalldämpfung in Verbindung mit bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine gewünschte Soundeffekte in vorgegebenen Schallfrequenzbereichen erzeugt werden können.In contrast, is It is an object of the present invention, a silencer assembly for one Exhaust system of a motor vehicle, in particular for a with a diesel internal combustion engine operated motor vehicle available by means of which in addition to an effective sound attenuation in connection with certain operating conditions the internal combustion engine desired Sound effects are generated in predetermined sound frequency ranges can.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 ist im Schalldämpfergehäuse eine das Schalldämpfergehäuse in wenigstens zwei Kammern unterteilende Trennwand vorgesehen, auf die der Abgasmassenstrom, insbesondere ein vom Abgasmassenstrom abgezweigter Teilmassenstrom unter einem vorgegebenen Auftreffwinkel auftrifft. Erfindungsgemäß ist eine, bezogen auf den Auftreffbereich des Abgasmassenstroms auf die Trennwand, auf der dem Auftreffbereich gegenüberliegenden Seite der Trennwand ausgebildete erste Kammer als Helmholtz-Resonator vorgegebener Resonanzfrequenz ausgelegt ist, wobei die Resonanzfrequenz der ersten Kammer bevorzugt in etwa in einem Bereich von 180 bis 400 Hz, bevorzugt von 180 bis 300 Hz und besonders bevorzugt von 200 bis 300 Hz liegt. Dieser Helmholtz-Resonator ist weiter erfindungsgemäß bezüglich seiner Resonanz-Frequenz auf die Trennwand in der Form abgestimmt, dass der Frequenzanteil des Schalls, der die Trennwand passieren kann und der eine positive Auswirkung auf den gewünschten Soundeffekt hat, noch einmal verstärkt und an die Umgebung abgestrahlt wird. Und schließlich ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass die z. B. in der Art einer Festkörpermembran ausgebildete Trennwand eine solche Wandstärke aufweist, dass lediglich ein vorgegebener Frequenzbereich von Schallwellen die Trennwand passieren kann. Besonders bevorzugt liegt dabei die Wandstärke der Trennwand im Bereich von 1 bis 5 mm. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Wandstärke der Trennwand, wenigstens im Auftreffbereich des Abgasmassenstroms auf die Trennwand, bei einem Auftreffwinkel von 0° bis 80° in etwa im Bereich von 2 bis 5 mm liegt.According to claim 1 is in the muffler housing one the muffler housing in at least two partitioning dividing wall provided to the exhaust gas mass flow, in particular a diverted from the exhaust gas mass flow partial mass flow impinges at a given angle of incidence. According to the invention, one based on the impact area of the exhaust gas mass flow on the partition, on the opposite side of the impact area of the partition formed first chamber as a Helmholtz resonator predetermined resonance frequency is designed, wherein the resonant frequency of the first chamber is preferred in about the range of 180 to 400 Hz, preferably 180 to 300 Hz and more preferably from 200 to 300 Hz. This Helmholtz resonator is further according to the invention with respect to its resonance frequency matched to the partition in the form that the frequency component the sound that can pass through the partition and the one positive Impact on the desired Sound effect has, once again amplified and emitted to the environment. And finally is further according to the invention provided that the z. B. in the manner of a solid-state membrane trained partition has such a wall thickness that only a predetermined frequency range of sound waves the partition can happen. Particularly preferred is the wall thickness of Partition in the range of 1 to 5 mm. Particularly preferred is a Embodiment in which the wall thickness of the partition, at least in the impact area of the exhaust gas mass flow on the partition, at an impact angle of 0 ° to 80 ° in about in the range of 2 to 5 mm.

Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Schalldämpferanordnung können neben einer funktionssicheren Schalldämpfung auch die gewünschten Soundeffekte in einem vorgegebenen Schallfrequenzbereich auf einfache und zuverlässige Weise eingestellt und erzeugt werden.With Such a silencer arrangement according to the invention can In addition to a functionally soundproofing and the desired sound effects set in a predetermined sound frequency range in a simple and reliable manner and be generated.

Der Auftreffwinkel zwischen dem Abgasmassenstrom und der Trennwand, insbesondere zwischen dem Abgasmassenstrom und einem im Wesentlichen ebenen Auftreffbereich der Trennwand, ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kleiner als 90° und größer als 0°. Bevorzugt liegt der Auftreffwinkel im Bereich von 10° bis 80°, höchst bevorzugt im Bereich von 20° bis 70°.Of the Impact angle between the exhaust gas mass flow and the partition, in particular between the exhaust gas mass flow and a substantially plane impingement of the partition, is according to a particularly preferred Design smaller than 90 ° and greater than 0 °. Prefers the angle of incidence is in the range of 10 ° to 80 °, most preferably in the range of 20 ° to 70 °.

Die Trennwand selbst ist bevorzugt durch eine ebene und/oder aus einem Edelstahlmaterial hergestellte Platte gebildet, die im Gehäuseinnenraum durch z. B. Verschweißen mit der Gehäusewand ortsfest angeordnet ist. Am Schalldämpfergehäuse bzw. im Gehäuseinnenraum selbst können in üblicher Weise schallabsorbierende Sicken oder dergleichen, z. B. mit regelmäßiger Anordnung, ausgebildet sein.The Partition itself is preferred by a plane and / or from a Stainless steel material made plate made in the housing interior by z. B. welding with the housing wall is arranged stationary. At the silencer housing or inside the housing yourself can in usual Way sound absorbing beads or the like, for. B. with regular arrangement, be educated.

Bevorzugt trennt die Trennwand den Innenraum des Schalldämpfers in der Form, dass die Trennwand, im Rahmen der zulässigen Leckagen, den bezogen auf den Auftreffbereich auf der gegenüberliegenden Seite liegenden Raum des Schalldämpfers als erste Kammer vom Abgasstrom abtrennt. Dies bedeutet, dass in die erste Kammer des Schalldämpfers kein oder nur ganz wenig Abgas eindringt. Etwas anderes gilt jedoch für die mit dem Abgasmassenstrompulsationen verbundenen Pulsationen des Schalldrucks. Abhängig vom Winkel des Auftreffens der Pulsation auf die Trennwand und von der Dicke der Trennwand gelangen bestimmte Frequenzbereiche des Schalls in die erste Kammer des Schalldämpfers. Das Durchleiten der Schallwellen durch die Trennwand erfolgt dabei mit Hilfe von Festkörper-Wellen, wie z. B. Biegewellen und/oder Dehnwellen und/oder Dichtewellen und/oder Schubwellen, um nur einige zu nennen.Prefers the dividing wall separates the interior of the silencer in the form that the dividing wall, within the permitted range Leaks, relative to the impact area on the opposite Side lying room of the muffler as the first chamber separates from the exhaust stream. This means that in the first chamber of the muffler no or very little exhaust gas penetrates. Something else is true, however for the Pulsations of the exhaust gas mass flow pulsations associated with the Sound pressure. Dependent angle of impact of pulsation on a partition and from the thickness of the partition enter certain frequency ranges of the Sound in the first chamber of the muffler. The passage of the Sound waves through the partition takes place with the help of solid-state waves, such as. B. Bending shafts and / or expansion shafts and / or density waves and / or shear waves to just to name a few.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine bezogen auf den Auftreffbereich des Abgasmassenstroms auf die Trennwand auf derselben Seite wie der Auftreffbereich liegende zweite Kammer als Helmholtz-Resonator vorgegebener Frequenz ausgelegt. Bevorzugt ist hier die Frequenz der einen Tieffrequenz-Helmholtz-Resonator ausbildenden zweiten Kammer geringer als die Frequenz der dann einen Hochfrequenz-Helmholtz-Resonator ausbildenden ersten Kammer, wobei bevorzugt die Frequenz der zweiten Kammer in einem Bereich von in etwa 20 bis 40 Hz, bevorzugt von 25 bis 35 Hz, höchst bevorzugt von 25 bis 30 Hz liegt.According to a further particularly preferred embodiment of the present invention is based on the impact area of the exhaust gas mass flow on the partition on the same side as the impact area lying second chamber designed as a Helmholtz resonator predetermined frequency. Preferably, the frequency of the second chamber forming a low-frequency Helmholtz resonator is less than the frequency of the first chamber then forming a high-frequency Helmholtz resonator, the frequency of the second chamber preferably being in a range of approximately 20 to 40 Hz from 25 to 35 Hz, most preferably from 25 to 30 Hz.

Mit einem derartigem Aufbau mit der direkten Kopplung zweier Resonatoren über eine als Festkörpermembran fungierende Trennwand ergibt sich ein Aufbau, der hervorragend zur Schalldämpfung und zur Erzeugung von Soundmaßnahmen bei z. B. Diesel-Motorisierungen, aber auch bei anderen Motorisierungen eingesetzt werden kann. Dies insbesondere auch für den Fall, dass die erste Kammer vom Abgasstrom abgekoppelt ist und/oder in diese kein Abgasrohr mündet bzw. hindurchgeführt ist. Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Abgasrohr in die zweite Kammer mündet bzw. durch diese hindurchgeführt ist.With Such a construction with the direct coupling of two resonators via a as a solid-state membrane functioning partition results in a structure that is excellent for soundproofing and for generating sound measures at z. B. diesel engines, but also in other engines can be used. This particular even in the event that the first Chamber is disconnected from the exhaust stream and / or in this no exhaust pipe ends or passed through is. Accordingly, according to a preferred embodiment the present invention provided that the exhaust pipe in the second chamber opens or passed through them is.

Entsprechend einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass vom Abgasrohr, bevorzugt innerhalb des Schalldämpfergehäuses, eine Rohrleitung als Abzweig-Rohrleitung abgezweigt ist, mit der ein Teilmassenstrom vom Abgasmassenstrom abgezweigt ist. Vorteilhaft verläuft hierbei das freie Rohrleitungsende der Abzweig-Rohrleitung über eine vorgegebene Rohrstücklänge als Wegstrecke im Wesentlichen geradlinig, so dass der Auftreffwinkel des Teilmassenstroms auf die Trennwand durch das freie Rohrleitungsende definiert ist. Der Abstand der am freien Rohrleitungsende ausgebildeten Auslassöffnung von der Trennwand, insbesondere der in der projizierten Draufsicht kürzeste Abstand zwischen der Auslassöffnung und der Trennwand beträgt in etwa 1 bis 20 mm, bevorzugt in etwa 10 mm.Corresponding a further particularly preferred embodiment of the present invention Invention is provided that of the exhaust pipe, preferably within of the muffler housing, one Pipeline is branched off as a branch pipe, with the one Part mass flow is diverted from the exhaust gas mass flow. Advantageous extends Here, the free pipe end of the branch pipe via a given pipe length as Distance essentially linear, so the angle of impact the partial mass flow on the partition by the free pipe end is defined. The distance formed at the free end of the pipe outlet from the partition wall, in particular in the projected plan view shortest Distance between the outlet opening and the partition is in about 1 to 20 mm, preferably in about 10 mm.

Die abgezweigte Teilmassenstrommenge kann dabei durch die Mündungsanordnung und/oder die Mündungsgeometrie, insbesondere den Mündungsquerschnitt und/oder die Rohrleitungsgeometrie der im Abgasrohr mündenden Abzweig-Rohrleitung definiert werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann im Mündungsbereich der Abzweig-Rohrleitung im Abgasrohr aber auch eine z. B. mittels einer Regel- und/oder Steuereinrichtung ansteuerbare Stelleinrichtung vorgesehen sein, mittels der in Abhängigkeit von vorgegebenen Fahrzeug-Betriebsparametern die Menge des abgezweigten Teilmassenstroms einstellbar und/oder die Abzweig-Rohrleitung absperrbar ist. Diesen beiden Erfindungsvarianten kommt eine wesentliche Bedeutung zu, da die abgezweigte Menge des Abgasmassen- bzw. Abgasvolumenstroms für den gewünschten Soundeffekt von immenser Bedeutung ist.The diverted sub mass mass flow can through the muzzle arrangement and / or the mouth geometry, in particular the mouth cross-section and / or the pipe geometry of the opening in the exhaust pipe Branch pipe to be defined. Alternatively or additionally in the mouth area the branch pipe in the exhaust pipe but also a z. B. by means a control and / or control device controllable adjusting device be provided by means of the function of predetermined vehicle operating parameters the amount of diverted partial mass flow adjustable and / or the branch pipe can be shut off. These two variants of the invention comes essential because the diverted quantity of the exhaust gas mass or exhaust gas volume flow for the wished Sound effect is of immense importance.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Schalldämpfergehäuse 2 eines Schalldämpfers bzw. einer Schalldämpferanordnung 1.The single figure shows schematically a cross section through a muffler housing 2 a muffler or a muffler assembly 1 ,

Der Innenraum 3 des Schalldämpfergehäuses 2 ist durch eine mit der Gehäusewand verschweißte Trennwand 5 aus einem z. B. Edelstahlmaterial in eine erste Kammer 6 und eine zweite Kammer 7 unterteilt. Grundsätzlich könnten mehr als zwei Kammern ausgebildet sein, der Übersichtlichkeit halber wird jedoch die vorliegende Erfindung ausschließlich in Verbindung mit zwei Kammern näher erläutert.The interior 3 of the muffler housing 2 is by a welded to the housing wall partition 5 from a z. B. stainless steel material in a first chamber 6 and a second chamber 7 divided. In principle, more than two chambers could be formed, for the sake of clarity, however, the present invention will be explained in more detail exclusively in connection with two chambers.

Wie aus der 1 gut ersichtlich ist, mündet ein den Haupt-Abgasmassenstrom führendes Abgasrohr 4 lediglich in die zweite Kammer 7, d. h. dass die erste Kammer 6 komplett vom Abgasstrom abgekoppelt ist und durch diese kein Abgasrohr hindurchgeführt ist oder in dieser mündet. Das Abgasrohr 4 ist in der 1 auf der linken Seite durch die Gehäusewand des Schalldämpfergehäuses 2 der zweiten Kammer 7 auch wieder aus dem Schalldämpfergehäuse 2 herausgeführt.Like from the 1 can be clearly seen, leading to the main exhaust gas mass leading exhaust pipe 4 only in the second chamber 7 ie that the first chamber 6 completely disconnected from the exhaust stream and through this no exhaust pipe is passed or opens into this. The exhaust pipe 4 is in the 1 on the left side through the housing wall of the silencer housing 2 the second chamber 7 again from the muffler housing 2 led out.

Am Abgasrohr 4 können zudem im Bereich des Innenraums 3 des Schalldämpfergehäuses 2 Perforationen vorgesehen sein, was aber hier nicht explizit dargestellt ist.At the exhaust pipe 4 can also be in the area of the interior 3 of the muffler housing 2 Perforations be provided, but this is not explicitly shown.

Vom Abgasrohr 4 zweigt eine Abzweig-Rohrleitung 8 ab, die hier eine in etwa U- bzw. V-Form aufweist. Grundsätzlich könnte die Abzweig-Rohrleitung 8 aber auch außerhalb des Schalldämpfergehäuses 2 von dem Abgasrohr 4 abgezweigt sein und durch die Gehäusewand des Schalldämpfergehäuses 2 hindurch in den Innenraum 3 des Schalldämpfers 1 eingeführt sein.From the exhaust pipe 4 branches a branch pipe 8th from, which has an approximately U- or V-shape here. Basically, the branch pipe could 8th but also outside of the muffler housing 2 from the exhaust pipe 4 be branched off and through the housing wall of the muffler housing 2 through into the interior 3 of the muffler 1 be introduced.

Das freie Rohrleitungsende 9 der Abzweig-Rohrleitung 8 verläuft über eine vorgegebene Rohrstücklänge geradlinig, so dass durch das freie Rohrleitungsende 9 bzw. die Abzweig-Rohrleitung 8 der Auftreffwinkel α des abgezweigten Teilmassenstroms auf die Trennwand 5 definiert ist. Dieser Auftreffwinkel α beträgt hier im Beispielfall ca. 45°.The free pipeline end 9 the branch pipe 8th runs over a given length of pipe section straight, so that through the free end of the pipe 9 or the branch pipe 8th the impact angle α of the branched partial mass flow on the partition wall 5 is defined. This incidence angle α is here in the example about 45 °.

Weiter ist die erste Kammer 6 als Helmholtz-Resonator mit z. B. einer Frequenz von ca. 260 Hz als Resonanzfrequenz ausgelegt, während die zweite Kammer 7 als Helmholtz-Resonator mit einer demgegenüber tieferen Frequenz, z. B. von ca. 40 Hz ausgelegt ist.Next is the first chamber 6 as a Helmholtz resonator with z. B. a frequency of about 260 Hz designed as a resonant frequency, while the second chamber 7 as Helmholtz resonator with a contrast lower frequency, z. B. is designed by about 40 Hz.

Die Wandstärke der Trennwand 5 beträgt beispielsweise 3 mm und der Abstand der Mündungsöffnung des freien Rohrleitungsendes 9 der Abzweig-Rohrleitung 8 von der Trennwand 5 beträgt beispielsweise 10 mm.The wall thickness of the partition 5 For example, is 3 mm and the distance of the mouth of the free end of the pipe 9 the branch pipe 8th from the partition 5 is for example 10 mm.

Die Länge des mittels der Abzweig-Rohrleitung 8 abgezweigten Teilmassenstroms bestimmt sich beispielhaft durch die gewählte Geometrie und Anordnung der Abzweig-Rohrleitung 8. Wie in der 1 lediglich äußerst schematisch eingezeichnet, kann im Bereich der Mündung der Abzweig-Rohrleitung 8 im Abgasrohr 4 ferner eine Klappe 10 als bevorzugt mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung ansteuerbare Stelleinrichtung vorgesehen sein, mittels der in Abhängigkeit von vorgegebenen Fahrzeug-Betriebsparametern ebenfalls die Menge des abgezweigten Teilmassenstroms beeinflusst und/oder auch die Abzweig-Rohrleitung 8 abgesperrt werden kann.The length of the branch pipe 8th diverted partial mass flow determined by way of example by the selected geometry and arrangement of the branch pipe 8th , Like in the 1 drawn only extremely schematically, can in the region of the mouth of the branch pipe 8th in the exhaust pipe 4 also a flap 10 as preferably be provided by means of a control and / or regulating device controllable adjusting device, by means of the function of predetermined vehicle operating parameters also affects the amount of diverted partial mass flow and / or the branch pipe 8th can be shut off.

Am Schalldämpfergehäuse sind ferner noch schallabsorbierende Sicken 11 angeordnet. Diese sind hier nur beispielhaft eingezeichnet und können gegebenenfalls auch nur bereichsweise vorhanden sein, z. B. ausschließlich im Bereich der zweiten oder ersten Kammer 6, 7.At the silencer housing are also still sound absorbing beads 11 arranged. These are shown here only by way of example and may also be present only in certain areas, for. B. only in the second or first chamber 6 . 7 ,

Trifft dann beispielsweis ein vom Haupt-Abgasmassenstrom abgezweigter Teilmassenstrom auf die Trennwand 5 gelangen in Abhängigkeit vom Auftreffwinkel α der Schalldruckpulsationen auf die Trennwand 5 und in Abhängigkeit von der Wandstärke der Trennwand 5 lediglich bestimmte Frequenzbereiche des Schalls in die erste Kammer 6 des Schalldämpfergehäuses 2, wobei das Durchleiten der Schallwellen durch die Trennwand z. B. in Form von Biegewellen erfolgt. Auch die Übertragung, zusätzlich oder alternativ, in Form von anderen Festkörper-Wellen ist möglich. Dadurch kann dann ein gewünschter Soundeffekt erzielt werden.Then meets, for example, a diverted from the main exhaust gas mass flow partial mass flow on the partition 5 arrive at the partition wall as a function of the angle of incidence α of the sound pressure pulsations 5 and depending on the wall thickness of the partition wall 5 only certain frequency ranges of the sound in the first chamber 6 of the muffler housing 2 , wherein the passage of the sound waves through the partition z. B. takes place in the form of bending waves. The transmission, in addition or alternatively, in the form of other solid-state waves is possible. This can then be achieved a desired sound effect.

Claims

Silencer arrangement for an exhaust system of a motor vehicle, with a silencer housing ( 2 ) and with at least one exhaust gas mass flow leading exhaust pipe ( 4 . 8th ), wherein in the silencer housing ( 2 ) a silencer housing ( 2 ) into at least two chambers ( 6 . 7 ) dividing partition ( 5 ) is provided, to which the exhaust gas mass flow impinges at a predetermined angle of incidence (α), characterized in that, based on the impact area of the exhaust gas mass flow on the partition wall ( 5 ), formed on the opposite side of the impact area of the partition first chamber ( 6 ) is designed as a Helmholtz resonator predetermined resonance frequency, that the wall thickness of the partition ( 5 ) is predetermined so that only a predetermined frequency range of sound waves, the partition ( 5 ) and that the first chamber ( 6 ) with respect to their resonant frequency in such a way on the partition wall ( 5 ) that the Helmholtz resonator corresponds to that frequency component of the sound which is the partition ( 5 ) happens, amplified according to predetermined gain parameters and radiates to the environment.

Silencer arrangement according to claim 1, characterized in that the angle of incidence (α) between the exhaust gas mass flow and the partition wall ( 5 ) is less than 90 ° and greater than 0 °, preferably in the range of 10 ° to 80 °, most preferably in the range of 20 ° to 70 °.

Silencer arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that on the partition wall ( 5 ) is formed by an exhaust gas mass flow branched off from a main exhaust gas mass flow partial mass flow.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the partition ( 5 ) has a wall thickness in the range of 1 to 5 mm, preferably from 2 to 5 mm, at least in a defined impact area of the exhaust gas mass flow.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the partition wall ( 5 ) is formed by a flat and / or made of a stainless steel plate.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the resonance frequency of the first chamber ( 6 ) is in a range of about 180 to 400 Hz, preferably 180 to 300 Hz, most preferably 200 to 300 Hz.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that, based on the impact area of the exhaust gas mass flow on the partition wall ( 5 ), on the same side as the impact area lying second chamber ( 7 ) is designed as a Helmholtz resonator predetermined frequency.

Silencer arrangement according to Claim 7, characterized in that the frequency of the second chamber forming a low-frequency Helmholtz resonator ( 7 ) is less than the frequency of the then forming a high-frequency Helmholtz resonator first chamber ( 6 ).

Silencer arrangement according to claim 7 or claim 8, characterized in that the Frequency of the second chamber ( 7 ) is in a range of about 20 to 40 Hz, preferably 25 to 35 Hz, most preferably 25 to 30 Hz.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first chamber ( 6 ) is disconnected from the exhaust stream and / or in this no exhaust pipe ( 4 ) flows through or is passed therethrough.

Silencer arrangement according to claim 10, characterized in that the exhaust pipe ( 4 ) into the second chamber ( 7 ) flows through or is passed therethrough.

Silencer arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that the exhaust pipe ( 4 ) a pipeline as a branch pipe ( 8th ) is branched off, by means of which a partial mass flow is diverted from the exhaust gas mass flow.

Silencer arrangement according to claim 12, characterized in that the free end of the pipeline ( 9 ) of the branch pipe ( 8th ) extends over a predetermined length of pipe section as a path substantially rectilinear in such a way that the angle of incidence (α) of the part mass flow on the partition ( 5 ) through the free pipe end ( 9 ) is defined.

Silencer arrangement according to claim 13, characterized in that the distance at the free end of the pipeline ( 9 ) formed outlet opening of the partition ( 5 ) in about 1 to 20 mm, preferably in about 10 mm.

Silencer arrangement according to one of claims 12 to 14, characterized in that the branched partial mass flow amount through the mouth assembly and / or the mouth geometry, in particular the mouth cross-section, and / or the pipe geometry of the exhaust pipe ( 4 ) branching branch pipe ( 8th ) is defined.

Silencer arrangement according to one of claims 12 to 15, characterized in that in the mouth region of the branch pipe ( 8th ) in the exhaust pipe ( 4 ) an adjusting device ( 10 ) is provided, by means of the dependent on predetermined vehicle operating parameters, the amount of the branched partial mass flow adjustable and / or the branch pipe ( 8th ) can be shut off.