DE2532013B2 - Brennkraftmaschinen-Abgassystem mit ausgekleideten Abgaskanälen - Google Patents
Brennkraftmaschinen-Abgassystem mit ausgekleideten AbgaskanälenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Brennkraftmaschinen-Abgassystem mit einem eine Abgasreaktionskammer
enthaltenden Abgassammler mit einem dünnwandigen metallischen Innengehäuse, das mit Abstand in
einem dickwandigen Gehäuse angeordnet ist und die Abgasreaktionskammer enthält, welche mit einem
von jedem Zylinder ausgehenden Auslaßkanal über Sammlerarme verbunden ist, wobei jeder Auslaßkanal
mit einer dünnwandigen Auskleidung aus hitzebeständigem Material geringer Wärmekapazität versehen
ist, die mil einem Sammlerarm verbunden ist.
Ein Abgassystem dieser Art ist aus der US-PS 3 635 031 bekannt. Es ermöglicht in der Abgasreaktionskammer
eine Nachverbrennung der Abgase, wozu diese unter möglichst geringen Wärmeverlusten
der Abgasreaktionskammer zuzuführen sind. Hierbei ist jedoch der Nachteil gegeben, daß infolge der separaten
Führung eines jeden Auslaßkanals jede Auskleidung während der Zeit zwischen darin nacheinander
folgenden Abgasimpulsen abkühlen kann und daher beim jeweils folgenden Abgasimpuls wieder
Wärme aus den Abgasen entnimmt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, gegenüber dem bekannten Abgassystem die Wärme vet luste
der Abgase weiter herabzusetzen und sie hierdurch in der Reaktionskammer reaktionswilliger für die
Nachverbrennung zu erhalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Abgassystem eingangs genannter Art erfindungsgemäß derart ausgebildet,
daß die Auslaßkanäle für einander benachbarte Zylinder paarweise angeordnet sind und die
Auslaßkanäle eines jeden Paars zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung zusammenlaufen, wobei jeweils die
Auskleidungen für das Paar zu einem einheitlichen Gabeli ohrstück vereinigt sind.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß die heißen Abgase benachbarter Zylinder
das gemeinsame Gabelrohrstück dauernd auf hoher Temperatur halten, wodurch die Wärmeverluste der
Abgase zwischen den Zylindern und der Abgasreaktionskammer wesentlich verringert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungsfiguren beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise gebrochene und geschnittene Draufsicht auf die wichtigsten Teile eines Abgassystems
nach der Erfindung, und
Fig. 2 einen Seitenschnitt des in Fig. 1 gezeigten Abgassystems.
In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine 1 mit mehreren Zylindern 2 dargestellt, die jeweils einen
Kolben 3 enthalten, welcher eine Wandung eines Hauptbrennraums 4 bildet. Ein Vorbrennraum 7 ist
mit jedem Hauptbrennraum 4 über einen Flammkanal 5 verbunden. Eine Zündkerze 6 ist für jeden Vorbrennraum
7 vorgesehen.
Eine Zuführungs-Mehrfachleitung A hat Wandungen, die eine Hauptzuführungskammer 9 bilden, welche
mit jedem Hauptbrennraum 4 über Zuführungskanäle 8 verbunden ist. Die Mehrfachleitung A hat
ferner Wandungen, die eine Hilfszuführungskammer
11 bilden, welche mit jedem Vorbrennraum 7 über Hilfszuführungskanäle 10 verbunden ist. Ein Abgassammler
B ist aus einem doppelwandigen Innengehäuse 12 gebildet, das eine Außenwand 24 und eine
darin mit Abstand angeordnete Innenwandung 20 hat. Diese Teile sind in einem dickwandigen Gehäuse 13
angeordnet. Die dünnen Wand«· des Innengehäuses
12 sind aus wärmebeständigem Material hergestellt, das eine geringe Wärmekapazität hat. Ein solches Material
ist beispielsweise Edelstahl. Eine erste Abgasreaktionskammer 14 innerhalb des Innengehäuses 12
empfängt Abgase von der Maschine durch Sammlerarme 15, die einen Teil des Innengehäuses 12 bilden.
Jeder Sammlerarm 15 empfängt die Abgase aus zwei benachbarten Auslaßkanälen 16 der Maschine 1. Die
Auslaßkanäle 16 sind mit Auskleidungen 17 aus dünnem, wärmebeständigem Material mit geringer Wärmekapazität,
beispielsweise aus Edelstahl hergestellt. Eine einzelne Auskleidung 17 mit zwei zusammenlaufenden
Zweigen ist jedem Paar einander benachbarter Abgaskanäle 16 zugeordnet und hat eine gemeinsame
Austrittsöffnung 17a, die mit einem Sammlerarm 15 in Verbindung steht. Auf diese Weise bilden jeweils
die Auskleidungen 17 zweier benachbarter Zylinder 2 ein einheitliches Gabelrohrstück.
Die Abgase strömen aus der ersten Abgasreaki tionskammer 14 in eine zweite Abgasreaktionskiiinmer
19 innerhalb der Innenwandung 20 durch eine Öffnung 21. Die Abgase gelangen von der zweiten
Abgasreaktionskammer 19 durch eine öffnung 22 in
einen Zwischenraum zwischen der Innenwandung 20 , und der Außenwand 24. Eine dritte Reaktionskammer
23, die durch den Zwischenraum gebildet ist, umgibt die erste Abgasreaktionskammer 14 und die
/.weite Abgasreaktionskammer 19. Die Abgase treten
aus der dritten Abgasreaktionskammer durch eine Austrittsleitung 25 aus und werden durch einen nicht
dargestellten Schalldämpfer geführt. Die Wärme der Abgase wird innerhalb der Auskleidungen 17 der Abgaskanäle-
16 und innerhalb des doppelwandigen Innengehäuses 12 im dickwandigen Gehäuse 13 gehalten.
Der mehrfach gebogene Weg der Abgase, der durch die Abgasreaktionskammern 14, 19 und 23 erzeugt
wird, hält die Abgase für relativ lange Zeit auf einer relativ hohen Temperatur. Da die den Brennräumen
zugeführten Gemische insgesamt, d. h. hinsichtlich des Mischungs-Mittelwerts, mager sind, enthalten
die Abgase einen Überschuß an Sauerstoff. Die lange Verweilzeit bei hohen Temperaturen innerhalb
des Abgassystems bewirkt eine Umsetzung des schädlichen CO in harmloses CO, und eine fortgesetzte
Oxydation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in den Abgasen.
Die Wände 27 des Gehäuses 13 bilden nach oben weisende Öffnungen 28. Eine wärmebeständige Platte
29 ist in der öffnung 28 angeordnet. Sie besteht aus demselben Material wie das doppelwandige Innengehäuse
12. Gewindeelemente 30 verbinden die Platte 29 mit der Außenwand 24 des Innengehäuses 12. Die
Außenwand 24 und die Platte 29 haben mehrere aufeinander ausgerichtete öffnungen 31, so daß die Abgase
aus der dritten Abgasreaktionskammer 23 auf Platten 32 und 33 einwirken können, die Wandungen
der Zuführungskammern 11 und 9 bilden. Diese Platten bestehen aus wärmebeständigem dünnwandigem
Metall geringer Wärmekapazität, beispielsweise aus Edelstahl. Die Wärme wird vom Abgassammler ß
durch die Platte 32 übertragen und heizt das angereicherte Gemisch in der Hilfszuführungskammer Il auf.
Ähnlich wird Wärme vom Abgassammler B durch die Platte 33 übertragen, so daß das abgemagerte Gemisch
in der Hauptzuführungskammer 9 aufgeheizt wird.
Ein Hauptvergaser 35 liefert abgemagertes Gemisch für die Hauptzuführungskammer 9, ein Hilfsvergaser
36 liefert angereichertes Gemisch für die Hilfszuführungskammer 11. Ein zweiter Hauptvergaser
37 liefert gleichfalls abgemagertes Gemisch, jedoch tritt dieser Vergaser nur dann in Aktion, wenn
die Maschine unter schwerer Last arbeitet. Bei Leerlauf oder geringer Last bleibt er abgeschaltet. Die
zweite Hauptzuführungskammer 38 ist mit Abstand zur öffnung 28 angeordnet und wird nicht direkt
durch die Abgase aufgeheizt. Sie führt zu denselben Hauptzuführungskanälen 8 wie die erste Hauptzuführungskammer
9.
Ein größerer Teil der Länge einer jeden Auskleidung 17 ist mit Abstand zu der Inn..-r/wand des jeweiligen
Abgaskanals 16 angeordnet. D:; Verwendung wärmebeständiger Auskleidungen 17 in den Abgaskanälen
der Maschine begünstigt die Haltung der Abgase auf möglichst hoher Temperatur in der Abgasreaktion-kammer
14, so daß dadurch eine weitere Verbesserung der Steuerung schädlicher Anteile in
den Abgasen erreicht wird. Dies wirkt sich insbesondere während eines Maschinenbetriebs unter geringer
Belastung aus.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Brennkraftmaschinen-Abgassystem mit einem eine Abgasreaktionskammer enthaltenden
Abgassammler mit einem dünnwandigen metallischen Innengehäuse, das mit Abstand in einem
dickwandigen Gehäuse angeordnet ist und die Abgasreaktionskammer enthält, weiche mit einem
von jedem Zyinder ausgehenden Auslaßkanal über Sammlerarme verbunden ist, wobei jeder
Auslaßkanal mit einer dünnwandigen Auskleidung aus hitzebeständigem Material geringer
Wärmekapazität versehen ist, die mit einem Sammlerarm verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaßkanäle (16) für einander benachbarte Zylinder paarweise angeordnet
sind und die Auslaßkanäle eines jeden Paars zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung (17a) zusammenlaufen,
wobei jeweils die Auskleidungen (17) fürcijs Paar zu einem einheitlichen Gabelrohrstück
vereinigt sind.
2. Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse (12)
a) eine die Abgasreaktionskammer (14) bildende Innenwandung (20) mit Zwischenraum
(dritte Reaktionskammer 23) umfaßt, die auch eine zweite, mit der ersten (14) durch eine öffnung (21) verbundene Abgasreaktionskammer
(19) bildet,
b) der Zwischenraum als eine dritte Reaktionskamm <M (23) vorgesehen ist, welche der
zweiten Reaktionskammer (19) nachgeschaltet ist.
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