DE9417043U1 - Abgasanlage für Kompakt-PKW - Google Patents

Description

Besch rei bung:

Die Erfindung betrifft Abgasan Lagen für Kompakt-PKW, umfassend einen AbgaskataLysator, einen Schalldämpfer, wenigstens ein Krümmerrohr und ein Endrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Schalldämpfer mit integriertem Abgaskatalysator ist bekannt aus US 4 894 987. Das Schalldämpfergehäuse besteht aus zwei tiefgezogenen äußeren Blech-Halbschalen und zwei tiefgezogenen inneren BlechhaLbschalen. Alle Halbschalen besitzen einen ebenen, umlaufenden Flansch, an dem sie sich im zusammengebauten Zustand berühren, so daß mit einer einzigen umlaufenden Schweißnaht alle Teile gasdicht miteinander verbunden werden können. Durch geeignete Formgebung der Innen- und AußenschaLenbleche entstehen im Gehäuseinneren Abgas-führende Rohre, die bereichsweise perforiert sind, und Expansions- sowie Resonanzkammern. Der katalytisch aktive Körper sitzt in einem eigenen Innengehäuse mit Eingangstrichter und Ausgangstrichter, das in eine geeignet geformte Ausprägung zwischen den beiden Innenschalenblee hen eingelegt wird.

Aufgrund seiner Herstellung aus insgesamt vier großflächigen HaIbschalenblechen und durch die Verwendung eines eigenen Gehäuses für den Katalysator-Körper ergibt sich insgesamt ein schweres, teures und großvolumiges Gehäuse, dessen Form an einen Sarg erinnert. Eine Verwendung bei europäischen Kompakt-PKWs ist nicht vorstellbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die einfach, leicht und preiswert und trotzdem betriebssicher ist, eine hohe Effektivität aller Funktionen, insbesondere

der kataLytisehen Reinigungsfunktion gewährleistet und die im Werk auch rationell gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dank der Neigung des Eingangstrichters gegen die Längsachse des Katalysator-Körpers ergibt sich eine optimal gleichmäßige Anströmung der Stirnfläche des Katalysator-Körpers mit der Folge einer optimalen kata lytisehen Reinigungswirkung pro Katalysatorfläche. Dank der Lagerung des Katalysator-Körpers im Schalldämpfergehäuse entfällt ein eigenes Innengehäuse, die Konstruktion wird einfacher, preiswerter und leichter. Auch entfallen alle Hi I fsbautei Ie, die bei vielen Katalysatorkonstruktionen bisher für erforderlich gehalten wurden, um den Katalysator-Körper axial im Gehäuse zu fixieren und um die Quellmatte vor den Abgaspulsationen zu schützen. Auch dies führt zu einer Vereinfachung der Konstruktion und der Montage, zu einer Verringerung des Gewichts und zu einer Reduzierung des Preises.

Von besonderem Vorteil ist jedoch die Konstruktion, die die Verbindung zwischen den vom Motor kommenden Krümmer rohren und dem Scha L Idämpfer-KataLysator-Gehäuse herstellt. In Abänderung des bisher üblichen wird jedes Krümmerrohr unmittelbar in den Eingangstrichter des Gehäuses eingeführt, wobei die Enden der Krümmerrohre zunächst zu einem Rohrvielfach zusammengefaßt werden, wo sie sich großflächig und Letztlich auch abgasdicht berühren. Das freie Ende des Eingangstrichters ist entsprechend ausgebildet, so daß es das Rohrvielfach bündig umschließt.

Dank dieser Ausgestaltung wird es möglich, Eingangstrichter und Krümmerrohre mittels einer einzigen umlaufenden

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Schweißnaht gasdicht miteinander zu verbinden. Dies vereinfacht und beschleunigt die Montage.

Vorzugsweise sind aLLe Krümmerrohre gleich lang. Dies führt zu einer optimalen Leistungs- und Drehmomentabstimmung und zu einer Akustik, d. h. zu einer günstigen Schalldämmung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind im Scha I IdämpferteiL des Gehäuses zwei Zwischenwände und zwei diese durchdringende, Abgas-führende, teilweise perforierte Rohre vorgesehen, wobei zwei Expansions räume und ein Resonanz raum gebildet werden. Eines der Abgas-führenden Rohre bildet dabei gleichzeitig den Koppelhals des Resonanzraumes. Die Verwendung eines angekoppelten Resonanzraums gibt die Möglichkeit, die Dämpfungscharakteristik des Schalldämpfers für bestimmte Frequenzen gezielt abzustimmen, wenn der Motor, für den die Abgasanlage bestimmt ist, solche besonders störenden Frequenzkomponenten erzeugt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Gehäuse einen ausgeprägt eiförmigen Querschnitt. Dies erlaubt in vielen Fällen einen besonders platzsparenden Einbau der Abgasanlage zwischen Motor und Karrosserie. Außerdem ist die Abstrahlung von Körperschall gering.

Da wie schon erwähnt alle Krümmerrohre direkt in den Eingangstrichter vor dem Katalysator eingeführt sind, existiert keine besondere Mischstrecke mehr. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die für den einwandfreien Betrieb des Abgaskatalysators erforderliche Lambda-Sonde direkt in den Eingangstrichter vor dem Katalysator-Körper einzubauen, wozu ein entsprechender Stutzen vorgesehen wird.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines

AusführungsbeispieLs erLäutert werden. Es zeigen

Fig. 1 in haLbdurchsichtiger DarsteLLung eine Draufsicht auf eine AbgasanLage für einen DreizyLinder-Motor,

Fig. 2 eine Seitenansicht der AbgasanLage der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Abgasanlage der Fig. 1 und entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Die Figuren zeigen eine AbgasanLage für einen Kompakt-PKW mit DreizyIinder-Motor. Man erkennt drei Krümmerrohre 30, 31, 32, ein Blechgehäuse 1 für einen kombinierten Kata lysator-SchaLLdämpfer und ein Endrohr 33. Der Querschnitt des SchaLldämpferteils des Gehäuses 1 ist ausgeprägt eiförmig. Das Gehäuse 1 selbst ist aus zwei tiefgezogenen Blech-HaIbschaLen 2, 3 zusammengesetzt. Die gasdichte Verbindung erfolgt entlang einem umlaufenden B lechf Lansch 4.

Die einen Enden der drei Krümmerrohre 30, 31, 32 weisen je einen ZyLinderfLansch 34 auf, die jeweils anderen Enden sind zu einem RohrvieLfach 35 zusammengeführt und dabei so verformt, daß sie sich flächig und möglichst ohne Zwischenräume dazwischen berühren. Der Querschnitt des RohrvieLfachs 35 erinnert an ein Kleeblatt.

Das aus den zwei Blech-Halbschalen 2, 3 bestehende Gehäuse besitzt einen Eingangstrichter 5, dessen freies Ende 15 so ausgebildet ist, daß es das RohrvieLfach 35 bündig umschließt und eine gasdichte Verbindung zwischen Eingangstrichter 5 und den drei Krümmerrohren 30,3 1, durch eine einzige umlaufende Schweißnaht hergestelLt werden kann.

Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, ist ein Katalysator-Körper 20 mit Hilfe einer Quellmatte 21 unmittelbar hinter dem Eingangstrichter 5 direkt im Gehäuse 1 gelagert. Eine wenigstens teilweise ringsum laufende Einprägung 14 fixiert den Katalysator-Körper 20 in axialer Richtung und schützt die Quellmatte 21 vor den AbgaspuLsationen.

Der Eingangstrichter 5 ist unter einem Winkel von mindestens 45 Grad gegen die Längsachse 22 des Katalysator-Körpers 20 geneigt. Dadurch wird die Anströmung der Stirnfläche des Katalysator-Körpers 20 außerordentlich vergleichmäßigt,, was zu einer Optimierung der katalytischen Reinigungswirkung je Katalysatorflache führt.

An den Katalysatorteil schließt sich der Schalldämpferteil des Gehäuses 1 an. Dessen Aufbau ist konventionell. Das Innere des Gehäuses 1 ist mittels zweier Zwischenwände 9 , in zwei Expansions räume 11, 12 und einen Resonanzraum 13 unterteilt, wobei Abgas-führende Rohre 6, 7 mit Perforationen 16 die akustisch wirksame Abgasführung sicherstellen. Eines der Rohre 6 mündet in den Resonanzraum 13, wobei das entsprechende Rohrstück 18 den Koppelhals bildet. Das andere Rohr 7 ist am einen Ende 17 dicht verschlossen, das andere Ende bildet einen Gehäuseaus Laß 8, in den das Endrohr 33 eingesteckt werden kann.

Der Eingangstrichter 5 trägt seitlich einen Stutzen 19, in den später eine Lambda-Sonde eingesetzt werden kann. Der Eingangstrichter 5 bildet somit gleichzeitig die Mischstrecke, in der sich die von den drei Krümmerrohren 30, 31, 32 kommenden Abgas-TeiI ströme mischen und vergleichmäßigen. Durch den Verzicht auf die sonst übliche Mischstrecke Lassen sich die Abmessungen der Gesamtanlage entsprechend verkürzen, was für den Einbau in einen

Kompakt-PKW äußerst vorteilhaft ist

Claims (6)

• · Schutzansprüche:

1. AbgasanLage für Kompakt-PKW, umfassend

- einen Abgas-KataLysator und einen Schalldämpfer, bestehend aus

-- einem aus zwei tiefgezogenen BLech-HaLbschaLen (2, 3) zusammengesetzten Gehäuse (1),

-- darin integriert ein katalytisch aktiver Körper (20), -- einem Eingangstrichter (5) vor dem Katalysator-Körper (20),

-- Abgas-führenden, teilweise perforierten Rohren (6, 7) -- und wenigstens einer Zwischenwand (9, 10) im Gehäuse (1), wodurch Expansionsräume (11, 12) und/oder Resonanzräume

(13) entstehen,

- wenigstens ein Krümmerrohr (30, 31, 32) und

- ein Endroh r (33),
gekennzeichnet durch die Merkmale:

- der Kat-Körper (20) ist mittels Quellmatte (21) unmittelbar im Gehäuse (1) gelagert,

- das Gehäuse (15 besitzt eine den Kat-Körper (20) axial haltende, teilweise umlaufende Einprägung (14),

- der Eingangstrichter (5) ist gegen die Längsachse des Kat-Körpers (20) geneigt, vorzugsweise um mehr als 45 Grad,

- je MotorzyLinder ist ein Krümmerrohr (30, 31, 32) vorgesehen,

- die freien Enden der Krümmerrohre (30, 31, 32) sind zu einem Rohrvielfach (35) zusammengeführt und dabei so verformt, daß sie sich flächig berühren,

- das freie Ende (15) des Eingangstrichters (5) ist so ausgebildet, daß es das Rohrvielfach (35) bündig umschließt.

2. Abgasanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das MerkmaI:

- Eingangstrichter (5, 15) und Krümmerrohre (30, 31, 32, 35) sind mittels einer einzigen umlaufenden Schweißnaht gasdicht

verbunden.

3. AbgasanLage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Me rkma L:

- alle Krümme r roh re (30,. 31, 32) sind gleich Lang.

4. AbgasanLage nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- es sind zwei Zwischenwände (9, 10) vorgesehen,

- es sind zwei abgasführende, teilweise perforierte Rohre (6, 7) vorgesehen,

- es sind zwei Expansionsräume (11, 12) und ein Resonanzraum (13) gebildet,

- eines der Rohre (6) bildet gleichzeitig den Koppelhals (18) des Resonanzraums (13).

5. AbgasanLage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , gekennzeichnet durch das Merkmal:

- das Gehäuse (1) besitzt einen ausgeprägt eiförmigen Que rschni tt.

6. AbgasanLage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- im Eingangstrichter (5) sitzt ein Stutzen (19) für eine Lambda-Sonde.