DE2616334A1

DE2616334A1 - Abgasvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2616334A1
Application number: DE19762616334
Authority: DE
Inventors: Ikuo Kajitani; Michio Kawamoto; Shuichi Yamazaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1975-04-22
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1976-11-04
Also published as: NL164931C; BR7602442A; US4075836A; BE840744A; NL7603953A; AU1296576A; DE2616334C2; ES447046A1; SE7604449L; FR2308783A1; SE420634B; FR2308783B1; AR211612A1; NL164931B; GB1546864A; DD124748A5; CA1065714A; CH600145A5; IT1058115B; DE2660705A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Jf. we ic km an ν,

Dipl.-Ing. H. Wf.ickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 SbT

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA

27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku,

Tokyo, 150 JAPAN

ABGASVORRICHTUNG FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE

Die Erfindung betrifft eine Abgasvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit der die Abgase relativ lange auf hoher Temperatur gehalten werden können, so daß die Oxidation von Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) vor der Abgabe der Abgase in die Atmosphäre begünstigt wird.

Erfindungsgemäß ist die Abgasvorrichtung gekennzeichnet durch eine erste, eine zweite und eine dritte rohrförmige Hülse, die koaxial zueinander angeordnet sind und in der ersten, innersten Hülse eine erste Abgasreaktionskammer,

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zwischen der ersten und der zweiten Hülse eine über mindestens eine öffnung in der ersten Hülse mit der ersten verbundene zweite Abgasreaktionskammer und zwischen der zweiten und der dritten, äußersten Hülse eine über mindestens eine Öffnung in der zweiten Hülse mit der zweiten verbundene dritte Abgasreaktionskammer bilden, durch mindestens eine Abgaszuführungsleitung, die senkrecht zur Achse der Abgasreaktionskammern in die erste Abgasreaktionskammer eingeführt ist, und durch eine an die dritte Abgasreaktionskammer angeschlossene Abgasabführungsleitung.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist die oder jede Abgaszuführungsleitung koaxial durch ein erstes Rohr umgeben, das mit der zweiten Abgasreaktionskammer an seinem inneren Ende verbunden ist, jedoch am äußeren Ende verschlossen ist, wobei das erste Rohr koaxial durch ein zweites Rohr umgeben ist, welches mit der dritten Abgasreaktionskammer an seinem inneren Ende in Verbindung steht, jedoch an seinem äußeren Ende verschlossen ist, und mindestens eine öffnung in der Wand des ersten Rohrs vorgesehen ist, die dessen Inneres mit dem Inneren des zweiten Rohrs verbindet.

Vorzugsweise sind die erste, die zweite und die dritte Hülse über Abstandselemente miteinander verbunden, die in der Mitte der Hülsenlänge angeordnet sind, um eine relative Axialbewegung zwischen den Hülsen zu vermeiden.

Vorzugsweise sind alle Hülsen jeweils mit einem Endverschluß der Abgasreaktionskammern versehen, der so angeordnet ist, daß eine relative Axialbewegung der Enden der Hülsen bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung verhindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 den Schnitt I-I einer in Fig. 2 dargestellten Abgasvorrichtung und

Fig. 2 den Schnitt II-II der in Fig. 1 gezeigten Abgasvorrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden für die Anwendung auf eine Vierzylinder-Reihenmaschine beschrieben, deren Abgasöffnungen paarweise zusammengefaßt sind, jedoch bedeutet dies keine Einschränkung des Erfindungsgedankens. Die Erfindung ist in gleicher Weise auch auf Maschinen anwendbar, die jede beliebige Anzahl von Zylindern haben.

In den Figuren ist eine Abgasvorrichtung dargestellt, die für eine Vierzylinder-Reihenmaschine ausgelegt ist und eine Abgas-Vielfachleitung 10 mit einem Außengehäuse 11 mit oberer Hälfte 12 und unterer Hälfte 13 umfaßt, wobei diese Hälften 12 und 13 durch Gewindeelemente 14 miteinander verbunden sind. Flansche 15 sind an der oberen Hälfte 12 des Gehäuses 11 zum Anschluß an die Maschine vorgesehen. Ein Flansch 16 ist an der unteren Hälfte 13 des Gehäuses 11 vorgesehen, um ein Auspuffrohr oder einen Schalldämpfer (nicht dargestellt) anschließen zu können.

Zueinander parallele Abgaszuführungsrohre 17 und 18 sind bei 19 und 20 erweitert, um die Abgase aus den in nicht dargestellter Weise paarweise zusammengefaßten Abgasöffnungen der Maschine aufzunehmen. Die AbgasZuführungsleitungen 17 und 18 geben die Abgase in die beiden Enden einer ersten kreiszylindrischen Hülse 21 ab, die eine erste Reaktionskammer 22 bildet. Das Austrittsende einer jeden Abgaszuführungsleitung öffnet sich tangential an einer Stelle, die außerhalb der Achse der ersten Reaktionskammer 22 liegt. Eine zweite kreiszylindrische Hülse 23 umgibt koaxial die erste Hülse 21 und Ml-

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det eine zweite Abgasreaktionskammer 24, die einen ringförmigen Querschnitt hat. Eine dritte kreiszylindrische Hülse 25 umgibt koaxial die zweite kreiszylindrische Hülse 23 und bildet eine dritte Abgasreaktionskammer 26 mit gleichfalls ringförmigem Querschnitt.

Die durch die erste Abgasreaktionskammer geführten Abgase erzeugen eine Verwirbelung an der Innenwand dieser Kammer.

Ein erstes und ein zweites Rohr 27 und 31 umgeben die Abgaszuführungsleitung 17, ähnliche Rohre 28 und 32 sind für die Abgaszuführungsleitung 18 vorgesehen. Eine Öffnung 29 im Rohr 27 verbindet den ringförmigen Raum im ersten Rohr 27 mit dem ringförmigen Raum im zweiten Rohr 31. Ähnlich verbindet eine Öffnung 30 im Rohr 28 dessen ringförmigen Innenraum mit dem ringförmigen Innenraum des zweiten Rohrs 32.

Endverschlüsse 33 und 34 sind gleichartig ausgebildet und jeweils mit konzentrischen Kanten 35, 36 und 37 versehen, an denen jeweils ein Ende der koaxialen Hülsen 21, 23 und 25 befestigt ist. Zwischen den Hülsen und den Endverschlüssen ist eine relative Axialbewegung der Enden der Hülsen bei Kräften durch Wärmeausdehnung möglich. Die Endverschlüsse 33 und 34 verschließen die Enden der ersten, der zweiten und der dritten Abgasreaktionskammer 22, 24 und 26. Eine wärmeisolierende äußere Verschlußplatte 53 ist an jedem Endverschluß 33 und befestigt und bildet zu diesem einen wärmeisolierenden Zwischenraum 54.

Eine zentrale öffnung 40 in der Hülse 21 ermöglicht die Strömung von Abgasen von der ersten Abgasreaktionskammer 22 in die zweite Abgasreaktionskammer 24. Ähnlich ermöglichen mit

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seitlichem Abstand zueinander angeordnete öffnungen 41 in der zweiten Hülse 23 eine Strömung der Abgase von der zweiten Abgasreaktionskammer 24 in die dritte Abgasreaktionskammer 26. Die Abgase in der zweiten Abgasreaktionskammer 24 können durch den Raum zwischen den Abgaszuführungsleitungen 17, 18 und den sie umgebenden Rohren 27 und 28 strömen und gelangen dann durch die öffnungen 29 und 30 in den Raum innerhalb der zweiten Rohre 31, 32. Die Öffnungen 42 in den Endverschlüssen 33 und 34 ermöglichen eine Strömung der Abgase von der dritten Abgasreaktionskammer 26 in den wärmeisolierenden Zwischenraum 54 und aus diesem heraus. Eine Abgasabführungsleitung 43 innerhalb des Flansches 16 führt die Abgase aus der Vielfachleitung 10 heraus.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Abgase von den Abgasöffnungen der Maschine in die erweiterten Enden 19 und 20 der Zuführungsleitungen 17 und 18 geführt werden und durch diese hindurch zu den beiden Enden der ersten Reaktionskammer 22 gelangen. Die Abgase strömen dann durch die zentrale Öffnung 40 in die zweite Abgasreaktionskammer zwischen den Hülsen 21 und 23. Sie verlassen die zweite Abgasreaktionskammer 24 durch die mit Abstand zueinander angeordneten Öffnungen 41 in der Hülse 23 und treten in die dritte Abgasreaktionskammer 26 ein. Es ist τα erkennen, daß die ersten Rohre 27 und 28 mit der zweiten Abgasreaktionskammer 24 und die zweiten Rohre 31 und 32 mit der dritten Abgasreaktionskammer 26 verbunden sind. Ein Teil der Strömung der Abgase gelangt von der zweiten Abgasreaktionskaimner 24 durch das Innere der ersten Rohre 27 und 28 und dann durch die Öffnungen 29 und 30 in das Innere der zweiten Rohre 31 und 32 und kehrt dann zur dritten Abgasreaktionskammer 26 zurück. Die Abgabe der Abgase aus der dritten Abgasreaktionskammer 26 erfolgt durch die Abführungsleitung 43.

Ein Abstandselement 44 ist an der ersten Hülse 21, ein Ab-

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Standselement 45 an der zweiten Hülse 23 befestigt. Ein Bolzen 46 verläuft durch aufeinander ausgerichtete Öffnungen in den Abstandselementen 44 und 45 und in den Hülsen 23 und 25, um eine relative Axialbewegung der Hülsen 21, 23 und 25 zueinander zu verhindern und sie koaxial zueinander zu halten. Wenn die Hülsen 21, 23 und 25. mittels des Bolzens 46 zusammengebaut sind, so sind die öffnungen 56, 57 und 58 in den Hülsen 21, 23 und 25 aufeinander ausgerichtet. Die Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 sind durch die Öffnungen 56, und 58 hindurchgeführt. Die Abstandselemente 44 und 45 und der Bolzen 46 sind in der Mitte der Länge der Hülsen 21, 23 und 25 angeordnet.

Lokalisierungsstifte 49 halten die Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 an ihrer richtigen Stelle und in der richtigen Ausrichtung. Die seitlich erweiterten Teile 19 und 20 der Zuführungsleitungen 17 und 18 stehen in flächiger Berührung mit entsprechend erweiterten Teilen 50 der ersten Rohre 27 und 28. Die zweiten Rohre 31 und 32 haben gleichfalls Enden 51, die an den erweiterten Enden 50 der Rohre 27 und 28 befestigt sind, sowie innere Enden 55, die mit der dritten zylindrischen Hülse 25 verschweißt sind.

Das Außengehäuse 11, die Hülse 25, die Rohre 31 und 32 und die Endverschlüsse 33 und 34 bilden einen geschlossenen Raum, der wärmeisolierendes Material 52 enthält.

Die Konstruktion der Vielfachleitung 10 ist derart getroffen, daß die Abgase längere Zeit auf hoher Temperatur gehalten werden, um die Oxidation von CO und HC zu begünstigen und dadurch den Anteil dieser luftverschmutzenden Stoffe innerhalb der in die Atmosphäre abgegebenen Abgase zu verringern. Jeder der Hochtemperaturkanäle und jede Kammer ist durch einen weite-

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ren Kanal bzw. eine weitere Kammer umgeben, die die Gasströmung führt, so daß die heißen Gase in den Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 durch heiße Gase innerhalb der Rohre 27 und 28 und durch heiße Gase in den drei Reaktionskammern 22, 24 und 26 umgeben sind. Ähnlich sind die heißen Gase in der zweiten Abgasreaktionskammer 24 durch die heißen Gase in der dritten Abgasreaktionskammer 26 umgeben. Infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird die Temperatur der über die Zuführungsleitungen 17 und 18 zugeführten Abgase hoch gehalten, wenn die Abgase durch die verschiedenen Kammern innerhalb der Vielfachleitung 10 geleitet werden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Abgasvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine erste, eine zweite und eine dritte rohrförmige Hülse (21, 23, 25), die koaxial zueinander angeordnet sind und in der ersten, innersten Hülse (21) eine erste Abgasreaktionskammer (22), zwischen der ersten (21) und der zweiten Hülse (23) eine über mindestens eine Öffnung (40) in der ersten Hülse (21) mit der ersten (22) verbundene zweite Abgasreaktionskammer (24) und zwischen der zweiten (23) und der dritten, äußersten Hülse (25) eine über mindestens eine Öffnung (41) in der zweiten Hülse (23) mit der zweiten (24) verbundene dritte Abgasreaktionskammer (26) bilden, durch mindestens eine Abgaszuführungsleitung (17, 18), die senkrecht zur Achse der Abgasreaktionskammern (22, 24, 26) in die erste Abgasreaktionskammer (22) eingeführt ist, und durch eine an die dritte Abgasreaktionskammer (26) angeschlossene Abgasabführungsleitung (43).

2. Abgasvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Austrittsende der oder jeder Abgaszuführungsleitung (17) mit seiner Achse gegenüber der Achse der ersten Abgasreaktionskammer (22) seitlich versetzt ist, um die kreisförmige Strömung der Abgase innerhalb der ersten Abgasreaktionskammer (22) zu begünstigen.

3. Abgasvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei Abgaszuführungsleitungen (17»

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18), die jeweils nahe einem Ende der ersten Abgasreaktionskammer (22) in diese ©inmünden, und durch die Anordnung der Öffnung (40) in der Mitte zwischen den beiden Abgaszuführungsleitungen (17, 18).

4. Abgasvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (40) der ersten Hülse (21) die einzige öffnung für die Strömung der Abgase von der ersten Abgasreaktionskammer (22) zur zweiten Abgasreaktionskammer (24) ist und daß in der zweiten Hülse (23) zwei Öffnungen (41) jeweils mit axialem Abstand gegenüber der Öffnung (40) der ersten Hülse (21) und in Zuordnung zu jeweils einem Ende der zweiten Abgasreaktionskammer (24) vorgesehen sind.

5. Abgasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Außengehäuse (11) für die Hülsen (21, 23, 25) und die Abgasleitungen (17, 18, 43) vorgesehen ist, das mit wärmeisolierendem Material (52) ausgefüllt ist.

6. Abgasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede Abgaszuführungsleitung (17, 18) koaxial von einem ersten Rohr (27, 28) umgeben ist, das mit der zweiten Abgasreaktionskammer (24) an seinem inneren Ende verbunden, an seinem äußeren Ende jedoch verschlossen ist, daß das jeweilige erste Rohr (27, 28) koaxial von einem zweiten Rohr (31, 32) umgeben ist, das mit der dritten Abgasreaktionskammer an seinem inneren Ende verbunden, an seinem äußeren Ende jedoch verschlossen ist, und daß zumindest eine öffnung (29, 30) im ersten Rohr (27, 28) dessen Inneres mit dem Inneren des zweiten Rohrs (31, 32) verbindet.

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7. Abgasvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgaszuführungsleitung (17, 18) einen nach außen erweiterten Eintrittsteil (19, 20) aufweist, der in flächigem Kontakt mit einem entsprechend erweiterten Teil (50) des ersten Rohrs (27, 28) steht.

8. Abgasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die erste, die zweite und die dritte Hülse (21, 23, 25) miteinander über Abstandselemente (44, 45) verbunden sind, die auf der Mitte der Länge der Hülsen (21, 23, 25) angeordnet sind und eine relative Axialbewegung der Hülsen (21,

22, 23) zueinander verhindern.

9. Abgasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß alle Hülsen (21, 23, 25) mit Endverschlüssen (33, 34, 35, 36, 37) versehen sind, die eine relative Axialbewegung der Enden der Hülsen (21, 23» 25) bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung verhindern.

10. Abgasvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet _f daß die EndverSchlüsse aus zwei Verschlußelemerxten (33, 34) gebildet sind, die jeweils mit drei zueinander koaxialen zylindrischen Kanten (35_} 36, 37) versehen sind, die die Enden der jeweiligen Hülse (21,

23, 25) tragen und halten.

11. Abgasvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Verschlußelement (33, 34) mit einer äußeren Verschlußplatte (53) versehen ist, die zum Verschlußelement (33, 34) einen abgedichteten, wärmeisolierenden Raum bildet, der mit der dritten Abgasreaktionskammer (26) in Verbindung steht.

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