DE102009032213B4 - Exhaust system of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Abgasanlage (10, 29, 30, 34, 35, 36, 37, 38, 39) einer Brennkraftmaschine, mit einem einer ersten Zylindergruppe (11) der Brennkraftmaschine zugeordneten ersten Abgasstrang (13) und mit einem einer zweiten Zylindergruppe (12) der Brennkraftmaschine zugeordneten zweiten Abgasstrang (14), wobei jeder Abgasstrang (13, 14) jeweils eine Abgasreinigungseinrichtung (15, 16), einen der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung (15, 16) nachgeordneten ersten Schalldämpfer (17, 18), einen dem jeweiligen ersten Schalldämpfer (17, 18) nachgeordneten zweiten Schalldämpfer (19, 20) und ein dem jeweiligen zweiten Schalldämpfer (19, 20) nachgeordnetes Abgasendrohr (21, 22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abgasstrang (13, 14) jeweils eine Bypassleitung (23, 24) umfasst, wobei über die jeweilige Bypassleitung (23, 24) Abgas ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung (15, 16) unter Umgehung der ersten Schalldämpfer (17, 18) und der zweiten Schalldämpfer (19, 20) über einen der jeweiligen Bypassleitung zugeordneten dritten Schalldämpfer (25, 26) dem Abgasendrohr (21, 22) mindestens eines Abgasstrangs (13, 14) zuführbar ist, wobei jeder Bypassleitung (23, 24) eine Absperreinrichtung (27, 28) zugeordnet ist, über welche die Bypassleitungen (23, 24) motordrehzahlabhängig gleichförmig geöffnet oder geschlossen werden, derart, dass oberhalb eines Grenzwerts für die Drehzahl der Brennkraftmaschine beide Absperreinrichtungen (27, 28) gleichförmig geöffnet sind.Exhaust system (10, 29, 30, 34, 35, 36, 37, 38, 39) of an internal combustion engine, with a first exhaust line (13) assigned to a first cylinder group (11) of the internal combustion engine and with a second exhaust line (14) assigned to a second cylinder group (12) of the internal combustion engine, wherein each exhaust line (13, 14) comprises an exhaust gas purification device (15, 16), a first silencer (17, 18) arranged downstream of the respective exhaust gas purification device (15, 16), a second silencer (19, 20) arranged downstream of the respective first silencer (17, 18) and an exhaust tailpipe (21, 22) arranged downstream of the respective second silencer (19, 20), characterized in that each exhaust line (13, 14) comprises a bypass line (23, 24), wherein via the respective bypass line (23, 24) Exhaust gas from the respective exhaust gas purification device (15, 16) can be fed to the exhaust tailpipe (21, 22) of at least one exhaust tract (13, 14) via a third silencer (25, 26) assigned to the respective bypass line, bypassing the first silencers (17, 18) and the second silencers (19, 20), each bypass line (23, 24) being assigned a shut-off device (27, 28) via which the bypass lines (23, 24) are opened or closed uniformly depending on the engine speed, such that above a limit value for the speed of the internal combustion engine both shut-off devices (27, 28) are opened uniformly.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an exhaust system of an internal combustion engine according to the preamble of
Aus der
Nach der
Nach der
Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Abgasanlage einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit welcher der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gesteigert werden kann.Based on this, the present invention is based on the object of creating a novel exhaust system of an internal combustion engine with which the efficiency of the internal combustion engine can be increased.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an exhaust system of an internal combustion engine according to
Erfindungsgemäß umfasst jeder Abgasstrang der Abgasanlage jeweils eine Bypassleitung, wobei über die jeweilige Bypassleitung Abgas ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung unter Umgehung der ersten Schalldämpfer und der zweiten Schalldämpfer über einen der jeweiligen Bypassleitung zugeordneten dritten Schalldämpfer dem Abgasendrohr mindestens eines Abgasstrangs zuführbar ist, wobei jeder Bypassleitung eine Absperreinrichtung zugeordnet ist, über welche die Bypassleitungen motordrehzahlabhängig gleichförmig geöffnet oder geschlossen werden, derart, dass oberhalb eines Grenzwerts für die Drehzahl der Brennkraftmaschine beide Absperreinrichtung gleichförmig geöffnet sind.According to the invention, each exhaust line of the exhaust system comprises a bypass line, wherein exhaust gas can be fed via the respective bypass line from the respective exhaust gas purification device, bypassing the first silencer and the second silencer, to the exhaust tailpipe of at least one exhaust line via a third silencer assigned to the respective bypass line, wherein each bypass line is assigned a shut-off device via which the bypass lines are opened or closed uniformly depending on the engine speed, such that above a limit value for the speed of the internal combustion engine, both shut-off devices are opened uniformly.
Bei der erfindungsgemäßen Abgasanlage ist jedem Abgasstrang jeweils eine Bypassleitung zugeordnet, wobei über die jeweilige Bypassleitung ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung Abgas unter Umgehung der ersten und zweiten Schalldämpfer dem Abgasendrohr mindestens eines Abgasstrangs zuführbar ist, und zwar über einen der jeweiligen Bypassleitung zugeordneten dritten Schalldämpfer. Die Bypassleitungen sind gleichförmig ab einer definierten Motordrehzahl geöffnet. Die geöffneten Bypassleitungen bewirken eine Enddrosselung des Abgasstroms wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht wird.In the exhaust system according to the invention, each exhaust line is assigned a bypass line, whereby exhaust gas can be fed from the respective exhaust gas purification device to the exhaust tailpipe of at least one exhaust line via the respective bypass line, bypassing the first and second silencers, and specifically via a third silencer assigned to the respective bypass line. The bypass lines are opened uniformly from a defined engine speed. The opened bypass lines cause a final throttling of the exhaust gas flow, thereby increasing the efficiency of the internal combustion engine.
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 : eine schematisierte Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage einer Brennkraftmaschine; -
2 : eine schematisierte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; -
3 : eine schematisierte Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; -
4 : eine schematisierte Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; -
5 : eine schematisierte Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; -
6 : eine schematisierte Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; -
7 : eine schematisierte Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage -
8 : eine schematisierte Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage; und -
9 : eine schematisierte Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasanlage.
-
1 : a schematic representation of a first embodiment of an exhaust system of an internal combustion engine according to the invention; -
2 : a schematic representation of a second embodiment of an exhaust system according to the invention; -
3 : a schematic representation of a third embodiment of an exhaust system according to the invention; -
4 : a schematic representation of a fourth embodiment of an exhaust system according to the invention; -
5 : a schematic representation of a fifth embodiment of an exhaust system according to the invention; -
6 : a schematic representation of a sixth embodiment of an exhaust system according to the invention; -
7 : a schematic representation of a seventh embodiment of an exhaust system according to the invention -
8th : a schematic representation of an eighth embodiment of an exhaust system according to the invention; and -
9 : a schematic representation of a ninth embodiment of an exhaust system according to the invention.
Jeder Zylindergruppe 11, 12 der Brennkraftmaschine ist ein Abgasstrang 13, 14 der Abgasanlage 10 zugeordnet, nämlich der Zylindergruppe 11 der Abgasstrang 13 und der Zylindergruppe 12 der Abgasstrang 14. Jeder Abgasstrang 13 bzw. 14 umfasst eine Abgasreinigungseinrichtung 15 bzw. 16, einen der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 15 bzw. 16 nachgeordneten ersten Schalldämpfer 17 bzw. 18, einem dem jeweiligen ersten Schalldämpfer 17 bzw. 18 nachgeordneten zweiten Schalldämpfer 19 bzw. 20 sowie ein dem jeweiligen zweiten Schalldämpfer 19 bzw. 20 nachgeordnetes Abgasendrohr 21 bzw. 22.Each
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung umfasst jeder Abgasstrang 13 bzw. 14 neben den oben erwähnten Baugruppen weiterhin jeweils eine Bypassleitung 23 bzw. 24, wobei über die jeweilige Bypassleitung 23 bzw. 24 Abgas ausgehend von der jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung 15 bzw. 16 unter Umgehung der ersten Schalldämpfer 17 bzw. 18 sowie zweiten Schalldämpfer 19 bzw. 20 dem Abgasendrohr 21, 22 mindestens eines Abgasstrangs 13, 14 zuführbar ist.In the sense of the present invention, each
Im Ausführungsbeispiel der
Beiden Bypassleitungen 23 und 24 beider Abgasstränge 13 und 14 ist jeweils eine Absperreinrichtung 27 bzw. 28 zugeordnet. Die Absperreinrichtungen 27 und 28 der Bypassleitungen 23 und 24 können von einer nicht-gezeigten Steuerungseinrichtung gleichförmig geöffnet oder geschlossen werden, und zwar abhängig von einer Motordrehzahl der Brennkraftmaschine. Oberhalb eines Grenzwerts für die Drehzahl der Brennkraftmaschine werden beide Absperreinrichtung 27 und 28 gleichförmig geöffnet, unterhalb einer Drehzahl werden beide Absperreinrichtungen 27 und 28 gleichförmig geschlossen. Demnach sind die Bypassleitungen 23, 24 nur dann von Abgas durchströmt, wenn beim Überschreiten der definierten Motordrehzahl der Brennkraftmaschine die beiden Absperreinrichtungen 27, 28 geöffnet sind.Both
Im Ausführungsbeispiel der
Den Ausführungsbeispielen der
Die einander korrespondierenden Abgasanlagen 10 und 34, 29 und 35 sowie 30 und 36 unterscheiden sich jeweils dadurch voneinander, dass in den Ausführungsbeispielen der
Weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Abgasanlagen 37, 38 und 39 sind in
Die Ausführungsbeispiele der
Die Bypassleitungen 23 und 24 zweigen dabei in Strömungsrichtung des Abgases gesehen jeweils stromabwärts eines der beiden parallel geschalteten Abgaskatalysatoren von den Abgasreinigungseinrichtungen 15 und 16 ab, nämlich stromabwärts des Abgaskatalysators 41. Nur dann, wenn die Absperreinrichtungen 27 und 28 der Bypassleitungen 23 und 24 geöffnet sind, werden die Abgaskatalysatoren 41 der Abgasreinigungseinrichtungen 15 und 16 von Abgas durchströmt. Sind hingegen die Absperreinrichtungen 27 und 28 der Bypassleitungen 23 und 24 geschlossen, so werden ausschließlich die Abgaskatalysatoren 40 der Abgasreinigungsanlagen 15 und 16 von Abgas durchströmt. Da beide Abgaskatalysatoren 40 und 41 der Abgasreinigungseinrichtungen 15 und 16 in einem gemeinsamen Gehäuse positioniert sind, werden die Abgaskatalysatoren 41 auch bei geschlossenen Absperreinrichtungen 27 und 28 auf Betriebstemperatur erwärmt, sodass über dieselben unmittelbar nach Öffnen der Absperreinrichtungen 27 und 28 effektiv dieselben durchströmendes Abgas gereinigt werden kann. Wie bereits erwähnt, werden die Absperreinrichtungen 27 und 28 der Bypassleitungen 23 und 24 insbesondere nach Überschreiten einer definierten Grenzdrehzahl der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine geöffnet.The
Über die Bypassleitungen 23 und 24 der erfindungsgemäßen Abgasanlagen wird dann, wenn dieselben über die jeweiligen Absperreinrichtungen 27 und 28 geöffnet sind, eine Entdrosselung des Abgasstroms bewirkt, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht werden kann. Durch die nach einer vorteilhaften Weiterbildung vorhandenen Resonanzleitungen 31 wird ein Unterdruck im Auslassventilkanal der jeweiligen Zylindergruppe erzielt, wodurch der Abgasgegendruck reduziert und der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine abermals gesteigert werden kann.The bypass lines 23 and 24 of the exhaust systems according to the invention, when opened via the respective shut-off
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- AbgasanlageExhaust system
- 1111
- ZylindergruppeCylinder group
- 1212
- ZylindergruppeCylinder group
- 1313
- AbgasstrangExhaust system
- 1414
- AbgasstrangExhaust system
- 1515
- AbgasreinigungseinrichtungExhaust gas purification device
- 1616
- AbgasreinigungseinrichtungExhaust gas purification device
- 1717
- erster Schalldämpferfirst silencer
- 1818
- erster Schalldämpferfirst silencer
- 1919
- zweiter Schalldämpfersecond silencer
- 2020
- zweiter Schalldämpfersecond silencer
- 2121
- AbgasendrohrExhaust tailpipe
- 2222
- AbgasendrohrExhaust tailpipe
- 2323
- BypassleitungBypass line
- 2424
- BypassleitungBypass line
- 2525
- dritter Schalldämpferthird silencer
- 2626
- dritter Schalldämpferthird silencer
- 2727
- AbsperreinrichtungShut-off device
- 2828
- AbsperreinrichtungShut-off device
- 2929
- AbgasanlageExhaust system
- 3030
- AbgasanlageExhaust system
- 3131
- ResonanzleitungResonance line
- 3232
- AbgaskatalysatorCatalytic converter
- 3333
- AbgaskatalysatorCatalytic converter
- 3434
- AbgasanlageExhaust system
- 3535
- AbgasanlageExhaust system
- 3636
- AbgasanlageExhaust system
- 3737
- AbgasanlageExhaust system
- 3838
- AbgasanlageExhaust system
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- AbgasanlageExhaust system
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- AbgaskatalysatorCatalytic converter
- 4141
- AbgaskatalysatorCatalytic converter
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