DE102014118633A1

DE102014118633A1 - Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014118633A1
Application number: DE102014118633.8A
Authority: DE
Inventors: Bernd Müller; Markus Menzel
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-16
Also published as: US9765676B2; ITUB20155708A1; GB2534463A; RU167177U1; CN105697114B; GB2534463B; GB201520893D0; CN105697114A; US20160169078A1

Abstract

Abgasanlage (10) eines Kraftfahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine (11) mit mehreren Zylindergruppen (12, 13) aufweist, mit einem einer ersten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine zugeordneten ersten Abgasstrang (16) und mit einem einer zweiten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine zugeordneten zweiten Abgasstrang (17), wobei jeder Abgasstrang (16, 17) jeweils eine Abgasreinigungseinrichtung (18, 19) umfasst, wobei mit ersten Abgasstrang (16) und dem zweiten Abgasstrang (17) ein gemeinsamer Schalldämpfer (35) zusammenwirkt, nämlich derart, dass ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (18) des ersten Abgasstrangs (16) und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (19) des zweiten Abgasstrangs (17) jeweils ein erster Teilabgasstrang (22, 23) in einen Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers (35) mündet, dass ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (18) des ersten Abgasstrangs (16) und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (19) des zweiten Abgasstrangs (17) jeweils ein zweiter Teilabgasstrang (24, 25) durch den gemeinsamen Schalldämpfer (35) führt und ins Freie mündet, und dass die zweiten Teilabgasstränge (24, 25) des ersten Abgasstrangs (16) und des zweiten Abgasstrangs (17) durch eine Abgaskoppelleitung (33) gekoppelt sind, die über mindestens eine Öffnung (34) mit dem Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers (35) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasanlage.
Aus der DE 10 2009 032 214 A1 ist eine Abgasanlage mit einem einer ersten Zylindergruppe einer Brennkraftmaschine zugeordneten ersten Abgasstrang und mit einem einer zweiten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine zugeordneten zweiten Abgasstrang bekannt, wobei jeder Abgasstrang jeweils eine Abgasreinigungseinrichtung, jeweils einen der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung nachgeordneten ersten Schalldämpfer und jeweils einen dem jeweiligen ersten Schalldämpfer nachgeordneten zweiten Schalldämpfer umfasst. Jeder Abgasstrang umfasst jeweils eine Bypassleitung, wobei über jede Bypassleitung Abgas ausgehend von dem jeweiligen ersten Schalldämpfer unter Umgehung der zweiten Schalldämpfer ableitbar ist, und wobei die Bypassleitungen und damit die ersten Schalldämpfer beider Abgasstränge über eine Mischleitung miteinander verbunden sind.
Aus der EP 1 686 246 B1 ist ein Schalldämpfer für eine Abgasanlage bekannt. In den Innenraum des Schalldämpfers mündet ein erstes Abgasrohr. Ein zweites Abgasrohr führt durch den Innenraum des Schalldämpfers hindurch, wobei das zweite Abgasrohr über Öffnungen mit dem Innenraum des Schalldämpfers gekoppelt ist.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine neuartige Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasanlage zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wirkt mit dem ersten Abgasstrang und dem zweiten Abgasstrang ein gemeinsamer Schalldämpfer zusammen, nämlich derart, dass ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung des ersten Abgasstrangs und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung des zweiten Abgasstrangs jeweils ein erster Teilabgasstrang des jeweiligen Abgasstrangs in einen Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers mündet, dass ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung des ersten Abgasstrangs und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung des zweiten Abgasstrangs jeweils ein zweiter Teilabgasstrang des jeweiligen Abgasstrangs durch den gemeinsamen Schalldämpfer führt und ins Freie mündet, und dass die zweiten Teilabgasstränge des ersten Abgasstrangs und des zweiten Abgasstrangs durch eine Abgaskoppelleitung gekoppelt sind, die über mindestens eine Öffnung mit dem Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers gekoppelt ist.
Mit der erfindungsgemäßen Abgasanlage kann bei einfachem Aufbau der Abgasanlage die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit hohem Wirkungsgrad und geringen Schallemissionen betrieben werden. Es ist möglich ist, mit geringem Aufwand einen Ladungswechsel der Brennkraftmaschine, der eine solche Abgasanlage zugeordnet ist, und damit den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu optimieren. Weiterhin können gesetzliche Normen für Schallemissionen mit einfachen Mitteln eingehalten werden.
Vorzugsweise wirkt in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromabwärts der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung und stromaufwärts eines Anbindungspunkts der Abgaskoppelleitung jeweils ein Absperrelement mit dem jeweiligen zweiten Teilabgasstrang zusammen. Dies ist im Hinblick auf Ladungswechsel der Brennkraftmaschine von Vorteil.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers in eine erste Kammer, eine zweite Kammer und eine dritte Kammer unterteilt, nämlich derart, dass zwischen der ersten Kammer und der dritten Kammer und zwischen der zweiten Kammer und der dritten Kammer jeweils eine Trennwand mit jeweils mindestens einer Öffnung angeordnet ist, sodass die erste Kammer und die zweite Kammer jeweils mit der dritten Kammer gekoppelt sind. Vorzugsweise mündet der erste Teilabgasstrang des ersten Abgasstrangs in die erste Kammer des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers, wobei der erste Teilabgasstrang des zweiten Abgasstrangs in die zweite Kammer des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers mündet, und wobei die Abgaskoppelleitung über die oder jede Öffnung derselben mit der dritten Kammer des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers gekoppelt ist. Bei einfachem Aufbau der Abgasanlage kann die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit hohem Wirkungsgrad und geringen Schallemissionen betrieben werden. Gesetzliche Normen für Schallemissionen können mit einfachen Mitteln eingehalten werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Abgasanlage einen einzigen gemeinsamen Schalldämpfer für den ersten Abgasstrang und den zweiten Abgasstrang, wobei ausschließlich die zweiten Teilabgasstränge des ersten Abgasstrangs und des zweiten Abgasstrangs unmittelbar ins Freie münden. Bei einfachem Aufbau der Abgasanlage kann die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit hohem Wirkungsgrad und geringen Schallemissionen betrieben werden. Gesetzliche Normen für Schallemissionen können mit einfachen Mitteln eingehalten werden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist in Anspruch 8 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs zusammen mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasanlage.
1 zeigt schematisiert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasanlage 10 zusammen mit einer Brennkraftmaschine 11. Die Brennkraftmaschine 11 umfasst mehrere Zylindergruppen 12, 13, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel jede der Zylindergruppen 12, 13 jeweils drei Zylinder 14 bzw. 15 umfasst. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Zylinder 14, 14 je Zylindergruppe 12, 13 selbstverständlich hiervon abweichen kann.
Mit der ersten Zylindergruppe 12 der Brennkraftmaschine 11 wirkt ein erster Abgasstrang 16 und ein mit der zweiten Zylindergruppe 13 wirkt ein zweiter Abgasstrang 17 zusammen. Jeder Abgasstrang 16, 17 umfasst jeweils eine Abgasreinigungseinrichtung 18 bzw. 19. Das Abgas der jeweiligen Zylindergruppe 12 bzw. 13 wird über eine Abgasleitung 20 bzw. 21 des jeweiligen Abgasstrangs 16 bzw. 17 der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 18 bzw. 19 des jeweiligen Abgasstrangs 16 bzw. 17 zugeführt.
Mit beiden Abgassträngen 16, 17 wirkt ein gemeinsamer Schalldämpfer 35 zusammen.
Dieser für beide Abgasstränge 16, 17 gemeinsame Schalldämpfer 35 wirkt derart mit den Abgassträngen 16 und 17 zusammen, dass ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 18 des ersten Abgasstrangs 16 und ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 19 des zweiten Abgasstrangs 17 jeweils ein erster Teilabgasstrang 22 bzw. 23 des jeweiligen Abgasstrangs 16 bzw. 17 in einem Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 mündet.
Ferner erstreckt sich ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 18 des ersten Abgasstrangs 16 und ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 19 des zweiten Abgasstrangs 17 jeweils ein zweiter Teilabgasstrang 24 bzw. 25 des jeweiligen Abgasstrangs 16 bzw. 17 durch den gemeinsamen Schalldämpfer 35 hindurch und mündet unmittelbar ins Freie.
Die zweiten Teilabgasstränge 24 und 25 des ersten Abgasstrangs 16 und des zweiten Abgasstrangs 17 sind durch eine Abgaskoppelleitung 33 gekoppelt, wobei diese Abgaskoppelleitung 33 über mindestens eine Öffnung 34 mit dem Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 gekoppelt ist.
Der Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 ist in mehrere Kammern 28, 29 und 30 unterteilt. Zwischen einer ersten Kammer 28, in welche der erste Teilabgasstrang 22 des ersten Abgasstrangs 16 mündet, und einer dritten Kammer 30 ist eine erste Trennwand 31 positioniert, wobei die erste Kammer 28 über mindestens eine Öffnung 40 in dieser ersten Trennwand 31 mit der dritten Kammer 30 gekoppelt ist.
Zwischen einer zweiten Kammer 29 und der dritten Kammer 30 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35 ist eine zweite Trennwand 32 positioniert, die ebenfalls mindestens eine Öffnung 41 aufweist, über die die zweite Kammer 29 mit der dritten Kammer 30 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35 gekoppelt ist. Der erste Teilabgasstrang 23 des zweiten Abgasstrangs 17 mündet dabei in die zweite Kammer 29 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35.
Wie bereits ausgeführt, sind die beiden zweiten Teilabgasstränge 24 und 25 der beiden Abgasstränge 16 und 17 über die Abgaskoppelleitung 33 gekoppelt, wobei die Abgaskoppelleitung 33 über die oder jede Öffnung 34 derselben mit der dritten Kammer 30 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35 kommuniziert bzw. gekoppelt ist.
Die dritte Kammer 30 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35 ist dabei zwischen der ersten Kammer 28 des gemeinsamen Schalldämpfers 35 und der zweiten Kammer 29 desselben positioniert.
In Strömungsrichtung des Abgases gesehen wirkt mit jedem zweiten Teilabgasstrang 24, 25 der Abgasstränge 16, 17 jeweils ein Absperrelement 26 bzw. 27 zusammen, wobei das jeweilige Absperrelement 26 bzw. 27 stromabwärts der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 18 bzw. 19 und stromaufwärts eines Anbindungsbereichs der Abgaskoppelleitung 33 an den jeweiligen zweiten Teilabgasstrang 24 bzw. 25 positioniert ist. Über das jeweilige Absperrelement 26 bzw. 27 kann die Abgasströmung durch den jeweiligen zweiten Teilabgasstrang 24 bzw. 25 des ersten Abgasstrangs 16 sowie zweiten Abgasstrangs 17 freigegeben oder gesperrt werden.
Wie bereits ausgeführt, münden die ersten Teilabgasstränge 22, 23 der beiden Abgasstränge 16, 17 in die entsprechenden ersten und zweiten Kammern 28, 29 des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers 35, nämlich jeweils über mindestens eine Öffnung 36 bzw. 37 in einer Mantelfläche eines jeweiligen den jeweiligen ersten Teilabgasstrang 22 bzw. 23 bereitstellenden Abgasrohrs.
Ebenso ist die oder jede Öffnung 34 der Abgaskoppelleitung 33 in eine Mantelfläche derselben eingebracht.
Dann, wenn im Bereich der Zylindergruppen 12, 13 der Brennkraftmaschine 11 relativ wenig Abgas anfällt, sind die den zweiten Teilabgassträngen 24 und 25 stromaufwärts der Abgaskoppelleitung-Anbindungsbereiche zugeordneten Absperreinrichtungen 26, 27 vorzugsweise geschlossen, sodass dann das gesamte Abgas über die ersten Teilabgasleitungen 22 und 23 der Abgasstränge 16, 17 in den Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 strömt, um dann über die Öffnungen 34 in der Abgaskoppelleitung 33 in dieselbe einzuströmen und über diejenigen Abschnitte der zweiten Teilabgasstränge 24 und 25 ins Freie zu strömen, die stromabwärts der Absperreinrichtungen 26 und 27 verlaufen. In diesem Fall wird die gesamte Abgasmenge über den Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 geleitet.
Dann, wenn im Bereich der Zylindergruppen 12, 13 der Brennkraftmaschine 11 eine relativ große Abgasmenge anfällt, sind die Absperreinrichtungen 26, 27 vorzugsweise geöffnet, sodass eine erste Abgasteilmenge unmittelbar über die zweiten Teilabgasstränge 24, 25 ins Freie strömt, und wobei eine zweite Teilabgasmenge über den Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 und die Abgaskoppelleitung 34 geführt wird.
Die erfindungsgemäße Abgasanlage 10 verfügt vorzugsweise über einen einzigen Schalldämpfer 35, der mit beiden Abgassträngen 16, 17 zusammenwirkt. Ausschließlich die zweiten Teilabgasstränge 24 und 25 der Abgasstränge 16 und 17 münden über entsprechende Austrittsrohre 38, 39 unmittelbar ins Freie. Die Abgaskoppelleitung 33 ermöglicht ein Übersprechen zwischen den Abgassträngen 16 und 17. Die Abgasanlage 10 verfügt über einen einfachen Aufbau und ermöglicht mit einfachen Mitteln den Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit hohem Wirkungsgrad und geringen Schallemissionen.
Die Trennwände 31, 32 zwischen den Kammern 28 und 30 sowie den Kammern 29 und 30 erlauben eine vorteilhafte Einstellung der Dämpfungswirkung des Schalldämpfers 35.
Dann, wenn beide Absperrelemente 26 und 27 geschlossen sind, wird das gesamte Abgas über den Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers 35 geführt.
Dann, wenn die Absperrelemente 26 und 27 geöffnet sind, wird, ausgehend von den beiden Abgasreinigungseinrichtungen 18, 19 gesehen, das Abgas auf vier Teilabgasstränge aufgeteilt, wobei dasselbe jedoch lediglich über zwei Austrittsrohre 38 und 39 in die Umgebung abgeleitet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009032214 A1 [0002]
EP 1686246 B1 [0003]

Claims

Abgasanlage (10) eines Kraftfahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine (11) mit mehreren Zylindergruppen (12, 13) aufweist, mit einem einer ersten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine zugeordneten ersten Abgasstrang (16) und mit einem einer zweiten Zylindergruppe der Brennkraftmaschine zugeordneten zweiten Abgasstrang (17), wobei jeder Abgasstrang (16, 17) jeweils eine Abgasreinigungseinrichtung (18, 19) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mit ersten Abgasstrang (16) und dem zweiten Abgasstrang (17) ein gemeinsamer Schalldämpfer (35) zusammenwirkt, nämlich derart, dass ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (18) des ersten Abgasstrangs (16) und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (19) des zweiten Abgasstrangs (17) jeweils ein erster Teilabgasstrang (22, 23) in einen Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers (35) mündet, ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (18) des ersten Abgasstrangs (16) und ausgehend von der Abgasreinigungseinrichtung (19) des zweiten Abgasstrangs (17) jeweils ein zweiter Teilabgasstrang (24, 25) durch den gemeinsamen Schalldämpfer (35) führt und ins Freie mündet, die zweiten Teilabgasstränge (24, 25) des ersten Abgasstrangs (16) und des zweiten Abgasstrangs (17) durch eine Abgaskoppelleitung (33) gekoppelt sind, die über mindestens eine Öffnung (34) mit dem Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers (35) gekoppelt ist.
Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromabwärts der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung (18, 19) und stromaufwärts der Abgaskoppelleitung (34) jeweils ein Absperrelement (26, 27) mit dem jeweiligen zweiten Teilabgasstrang (24, 25) zusammenwirkt.
Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des gemeinsamen Schalldämpfers (35) in eine erste Kammer (28), eine zweite Kammer (29) und eine dritte Kammer (30) unterteilt ist, nämlich derart, dass zwischen der ersten Kammer (28) und der dritten Kammer (30) und zwischen der zweiten Kammer (29) und der dritten Kammer (30) jeweils eine Trennwand (31, 32) mit jeweils mindestens einer Öffnung (40, 41) angeordnet ist, sodass die erste Kammer (28) und die zweite Kammer (29) jeweils mit der dritten Kammer (30) gekoppelt sind.
Abgasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabgasstrang (22) des ersten Abgasstrangs (16) in die erste Kammer (28) des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers (35) mündet, und dass der erste Teilabgasstrang (23) des zweiten Abgasstrangs (17) in die zweite Kammer (29) des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers (35) mündet.
Abgasanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaskoppelleitung (33) über die oder jede Öffnung (34) derselben mit der dritten Kammer (30) des Innenraums des gemeinsamen Schalldämpfers (35) gekoppelt ist.
Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen einzigen gemeinsamen Schalldämpfer (35) für den ersten Abgasstrang und den zweiten Abgasstrang umfasst.
Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die zweiten Teilabgasstränge (24, 25) des ersten Abgasstrangs und des zweiten Abgasstrangs unmittelbar ins Freie münden.
Kraftfahrzeug, welches eine Brennkraftmaschine (11) mit mehreren Zylindergruppen (12, 13) aufweist, und mit einer der Brennkraftmaschine (11) zugeordneten Abgasanlage (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.