DE102010037158B4

DE102010037158B4 - Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers

Info

Publication number: DE102010037158B4
Application number: DE102010037158.0A
Authority: DE
Inventors: Sang Il Lee; Hochan An; Hun Heo; Seung-Jin Moon
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Sejong Industrial Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Sejong Industrial Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2030-08-26
Also published as: US8181737B2; KR101114377B1; CN102072020B; CN102072020A; KR20110056138A; US20110120103A1; DE102010037158A1

Abstract

Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers, aufweisend: eine Durchgangsöffnung (201), die in einem Boden eines Gehäuses (100) eines Schalldämpfers ausgebildet ist; ein Einlassrohr (110), das mit einer Innenseite des Gehäuses (100) des Schalldämpfers fluidverbunden ist und durch welches Abgas hindurchströmt; ein Auslassrohr (120), das mit der Atmosphäre derart fluidverbunden ist, dass durch dieses hindurch Abgas aus dem Gehäuse (100) des Schalldämpfers ausgelassen wird; ein Thermoelement (114), das an dem Einlassrohr (110) montiert ist und durch Hochtemperaturabgas einen elektrischen Strom erzeugt; und ein Steuerventil (200), das in der Durchgangsöffnung (201) derart montiert ist, dass es beim Fahren oder Stoppen die Durchgangsöffnung (201) wahlweise schließt und öffnet, wobei das Steuerventil (200) aufweist: einen Ventilkörper (210), der eine zylindrische Form hat; einen oberen und einen unteren Flansch (221, 231), die an einem oberen Ende und einem unteren Ende des Ventilkörpers (210) derart ausgebildet sind, dass sie in Bezug auf den Boden des Gehäuses (100) symmetrisch zueinander sind, wobei der obere Flansch (221) an einer Innenwand des Gehäuses (100) angeordnet ist, und der untere Flansch (231) an einer Außenwand des Gehäuses (100) angeordnet ist; und einen Elektromagneten (300), der zwischen dem oberen Flansch (221) und dem unteren Flansch (231) angeordnet ist, mit dem Thermoelement (114) elektrisch verbunden ist und den unteren Flansch (231) derart nach oben oder nach unten bewegt, dass die Durchgangsöffnung (201) wahlweise geschlossen und geöffnet wird.

Description

Für die Anmeldung wird die Priorität der am 20. November 2009 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2009-0112834 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser, und insbesondere eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser, die restliches Kondenswasser in einem Schalldämpfer leicht ausscheiden kann.
Im Allgemeinen sind ein Katalysator und eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Maßnahmen zur Abgasreduzierung in einem Abgasrohr installiert.
CO und HC werden oxidiert, und NOx wird derart reduziert, dass durch einen Katalysator hindurchtretende Schadstoffe verringert werden.
Ein Katalysator mit einen darin montierten Träger weist Platin, Rhodium und dergleichen auf, die an einer Oberfläche des Trägers derart angebracht sind, dass Abgas hindurchtritt, wodurch CO und HC oxidiert werden und NOx reduziert wird, um Schadstoffe zu verringern.
Auf diese Weise werden, wenn das CO und HC oxidiert werden, Kohlendioxid und Kondenswasser erzeugt, wodurch das Abgassystem korrodiert und dessen Haltbarkeit verschlechtert wird. Daher ist als eine Maßnahme zur Abgasreduzierung an einem Schalldämpfer ein Abgassystem montiert, bei dem die Temperatur und der Druck des Abgases gering sind. Die herkömmliche Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser weist als eine erste Methode eine Auslassöffnung auf, die in einem unteren Abschnitt einer hinteren Platte eines Schalldämpfergehäuses ausgebildet ist, oder als eine zweite Methode ist eine Öffnung in dem Gehäuse ausgebildet und ein Saugrohr ist vorgesehen, das die Öffnung umschließt, oder eine Führungsplatte ist derart montiert, dass sie dem Boden des Gehäuses gegenüberliegt.
Jedoch hat, obwohl die erste Methode den Vorteil des leichteren Auslassens von Kondenswasser hat, die herkömmliche Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser den Nachteil, dass eine Öffnung zum Auslassen von Kondenswasser mit der Atmosphäre verbunden ist, und wenn das Abgas in dem Schalldämpfer expandiert, wird zu der Atmosphäre hin ein Expansionsgeräusch oder ein Strömungsgeräusch erzeugt, das eine Verschlechterung der Funktion oder eine Lärmbelästigung verursacht.
Bei der zweiten Methode wird während der Fahrt durch den Abgasdruck Kondenswasser in die Atmosphäre gesaugt und ausgelassen, so dass, wenn das Saugrohr oder die Öffnung mit einem kleinen Durchmesser durch Abgas oder einen Defekt eines Fahrzeuges blockiert wird, das Kondenswasser nicht ausgelassen werden kann.
Die herkömmliche Struktur zum Auslassen von Kondenswasser hat die beste Effizienz, wenn dieser ausreichend Abgasdruck zugeführt wird.
Jedoch bleibt im Falle eines Leerlauf- oder Stoppzustands nach der Fahrt Kondenswasser in dem Schalldämpfergehäuse.
Wenn es in Betracht gezogen wird, dass ein Stoppzustand häufiger als ein Fahrzustand ist, wurde herausgefunden, dass noch Korrosion auftritt.
In dem Falle, dass nur eine Öffnung in dem Boden des Gehäuses gebildet wird, um das Problem zu lösen, wird zwar das Kondenswasser leicht ausgelassen, jedoch wird gleichzeitig beim Fahren das Abgas durch die Öffnung hindurch ausgelassen, und die Emission wird verschlechtert.
Aus der US 2007/0080020 A1 ist eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers bekannt, welche aufweist eine Durchgangsöffnung, die in einem Boden eines Gehäuses eines Schalldämpfers ausgebildet ist, ein Einlassrohr, das mit einer Innenseite des Gehäuse des Schalldämpfers fluidverbunden ist und durch welches Abgas hindurch strömt, ein Auslassrohr, das mit der Atmosphäre derart fluidverbunden ist, dass durch dieses hindurch Abgas aus dem Gehäuse des Schalldämpfers ausgelassen wird, und ein Steuerventil, das in der Durchgangsöffnung derart montiert ist, dass es beim Fahren oder Stoppen die Durchgangsöffnung wahlweise öffnet und schließt. Weitere Verrichtungen zum Auslassen von Kondenswasser sind z. B. aus der DE 100 42 145 A1 , der US 4 527 659 A , der US 4 842 096 A und der KR 10 2006 0 063 082 A bekannt.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers geschaffen, welche die Ausscheidung von Kondenswasser erleichtert und deren Funktion verbessert wird, wobei z. B. ein leichtes und zuverlässiges Schließen und Öffnen einer in einem Gehäuse-Boden eines Schalldämpfers ausgebildeten Durchgangsöffnung ermöglicht ist.
Gemäß der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers die Merkmale von Anspruch 1 auf.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnitts einer Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
3 eine perspektivische Ansicht eines unteren Abschnitts einer Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
4 eine perspektivische Ansicht der Innenseite eines Hüllrohres, das bei einer Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung angewendet wird; und
5 einen Schnitt zur Erläuterung des Betriebs einer Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, weist eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Gehäuse 100, ein Einlassrohr 110 zum Einlassen von Abgas in das Gehäuse 100, ein Thermoelement 114, das an dem Einlassrohr 110 montiert ist, ein Auslassrohr 120 zum Auslassen des Abgases nach außen, und ein Steuerventil 200 auf.
Das Gehäuse 100 ist ein Körper des Schalldämpfers.
Hierin weist, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, eine Struktur eines Schalldämpfergehäuses eine Mehrzahl von Trennplatten auf, welche die Innenseite des Gehäuses, eine Expansionskammer und ein Verbindungsrohr voneinander trennen.
Ferner ist eine Durchgangsöffnung 201 in dem Boden des Gehäuses 100 ausgebildet, und das Steuerventil 200 ist in der Durchgangsöffnung 201 montiert.
Das Steuerventil 200 weist, wie in den 2 und 3 gezeigt, einen Ventilkörper 210, einen oberen und einen unteren Flansch 221 und 231, und eine Mehrzahl von Auslassöffnungen 211 auf, die in dem Ventilkörper 210 ausgebildet sind.
Der obere Flansch 221 ist an einer Innenwand des Gehäuses 100 des Schalldämpfers angeordnet, und der untere Flansch 231 ist an einer Außenwand des Gehäuses 100 des Schalldämpfers angeordnet, das heißt, der obere Flansch 221 und der untere Flansch 231 sind in Bezug auf die Durchgangsöffnung 201 symmetrisch zueinander.
Hierin ist der Ventilkörper 210 derart ausgebildet, dass er denselben Durchmesser wie die Durchgangsöffnung 201 hat, und der obere und der untere Flansch 221 und 231, die einen größeren Durchmesser als der Ventilkörper 210 haben, sind an einem oberen Abschnitt bzw. einem unteren Abschnitt des Ventilkörpers 210 ausgebildet.
Ein Elektromagnet 300 ist zwischen dem unteren Flansch 231 und dem Gehäuse 100 des Schalldämpfers angeordnet.
Der Elektromagnet 300 ist über ein Hüllrohr 112 mit dem Thermoelement 114 elektrisch verbunden.
Bei einem Vorgang, bei dem die in dem Ventilkörper 210 ausgebildeten Auslassöffnungen 211 in Bezug auf die Durchgangsöffnung 201 des Gehäuses 100 wahlweise geöffnet und geschlossen werden, sind, wenn der Ventilkörper 210 von der Innenseite des Gehäuses 100 sichtbar ist, die Innenseite und die Außenseite des Gehäuses 100 miteinander verbunden.
Ferner sind, wenn der untere Flansch 231 des Ventilkörpers 210 die Durchgangsöffnung 201 blockiert, die Innenseite und die Außenseite des Gehäuses 100 voneinander getrennt.
Daher ist der untere Flansch 231 an einem Boden des Ventilkörpers 210 derart ausgebildet, dass die Durchgangsöffnung 201 vollständig blockiert wird, wenn der Ventilkörper 210 nach oben bewegt wird.
Das Steuerventil 200 kann mittels einer Schraube (nicht gezeigt) oder einer Mutter (nicht gezeigt) und dergleichen in der Durchgangsöffnung 201 befestigt sein.
Auf diese Weise expandiert von einem Abgaskrümmer ausgelassenes Abgas über das Einlassrohr 110 in das Gehäuse 100 des Schalldämpfers, und dann werden der Druck und die Temperatur des Abgases verringert, und das Abgas wird ausgelassen.
Während das Abgas in das Gehäuse 100 strömt, strömt gleichzeitig von dem Katalysator erzeugtes Kondenswasser in das Gehäuse 100.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Steuerventil 200 derart umgeschaltet, dass die Durchgangsöffnung 201 durch die Wärme des Abgases oder des Kondenswassers geschlossen wird, wodurch das Kondenswasser nicht durch die Durchgangsöffnung 201 hindurch ausgelassen werden kann.
Anschließend bleibt, nachdem das Fahrzeug gestoppt ist, das Kondenswasser am Boden des Gehäuses 100 in einem gekühlten Zustand, und zu diesem Zeitpunkt wird das Steuerventil 200 derart bewegt, dass es die Durchgangsöffnung 201 öffnet, so dass das restliche Kondenswasser nach außen ausgelassen wird.
Ferner ist das Thermoelement 114 an dem Einlassrohr 110 montiert.
Das Thermoelement 114 nutzt eine Differenz zwischen einem Hochtemperaturabschnitt und einem Niedrigtemperaturabschnitt.
Das heißt, das Thermoelement 114 erfasst die Temperatur innerhalb des Einlassrohres 110, und beim Fahren erzeugt das Thermoelement 114 durch das Hochtemperaturabgas eine elektrische Energie.
Im Gegensatz dazu wird keine Wärme erzeugt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist, so dass von dem Thermoelement 114 keine elektrische Energie erzeugt werden kann.
Hierin ist das Thermoelement 114 über das Hüllrohr 112, wie in 4 gezeigt, mit dem Elektromagneten 300 verbunden.
Das Hüllrohr 112 kann vorzugsweise ein Aluminiumprotektor mit der Funktion eines Isolators sein.
Eine elektrische Leitung 116 ist an der Innenseite des Hüllrohres 112 derart montiert, dass von dem Thermoelement 114 erzeugter elektrischer Strom an den Elektromagneten 300 übertragen wird.
Ein Abstandshalter 400 kann zwischen dem oberen Flansch 221 und dem Gehäuse 100 des Schalldämpfers vorgesehen sein.
Der Abstandshalter 400 hält einen vorbestimmten Abstand zwischen dem oberen Flansch 221 und dem Gehäuse 100 des Schalldämpfers derart, dass ein vollständiges Blockieren der Durchgangsöffnung 201 im Falle eines Motorstopps vermieden wird.
Hierbei kann der Abstandshalter 400 vorzugsweise eine SUS-(steel use stainless)Unterlage, d. h. eine Edelstahlunterlage sein. Es wird angemerkt, dass auch andere geeignete Materialien verwendet werden können.
Nachfolgend wird der Betrieb der Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, wird im Fahr- oder Leerlaufzustand die Temperatur des Einlassrohres 110 erhöht, so dass von dem Thermoelement 114 eine elektrische Energie erzeugt wird.
Ferner zieht der Elektromagnet 300 mit der elektrischen Energie den unteren Flansch 231 an, und die Durchgangsöffnung 201 des Gehäuses 100 des Schalldämpfers wird blockiert.
Das heißt, die Durchgangsöffnung 201 wird im Falle eines Motorbetriebs derart blockiert, dass ein Auslassen des Kondenswassers vermieden wird.
Im Gegensatz dazu wird im Motorstoppzustand die Temperatur des Einlassrohres 110 verringert, so dass von dem Thermoelement 114 keine elektrische Energie erzeugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn keine elektrische Energie übertragen wird, der untere Flansch 231 nach unten bewegt.
Daher werden die Innenseite und die Außenseite des Gehäuses 100 des Schalldämpfers derart miteinander verbunden, dass das Kondenswasser in dem Gehäuse 100 des Schalldämpfers nach außen ausgelassen wird.
Wie aus dem oben genannten ersichtlich ist, ist eine Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser an dem Boden des Gehäuses 100 eines Schalldämpfers derart montiert, dass das Kondenswasser beim Stoppen eines Fahrzeuges zur Außenseite hin ausgelassen werden kann, wodurch die von dem Kondenswasser verursachte Korrosion des Schalldämpfers derart minimiert wird, dass dessen Lebensdauer verlängert wird.
Ferner wird, da das Kondenswasser automatisch ausgelassen wird, die durch das Kondenswasser verursachte Korrosion des Gehäuses 100 des Schalldämpfers vermieden, so dass die Lebensdauer des Schalldämpfers verlängert wird, und gleichzeitig werden, da kein korrosionsbeständiges Material verwendet werden muss, die Herstellungskosten verringert.
Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben”, „unten”, „hinten”, „innen” und „außen” usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf ihre Positionen in den Figuren zu beschreiben.

Claims

Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser eines Schalldämpfers, aufweisend: eine Durchgangsöffnung (201), die in einem Boden eines Gehäuses (100) eines Schalldämpfers ausgebildet ist; ein Einlassrohr (110), das mit einer Innenseite des Gehäuses (100) des Schalldämpfers fluidverbunden ist und durch welches Abgas hindurchströmt; ein Auslassrohr (120), das mit der Atmosphäre derart fluidverbunden ist, dass durch dieses hindurch Abgas aus dem Gehäuse (100) des Schalldämpfers ausgelassen wird; ein Thermoelement (114), das an dem Einlassrohr (110) montiert ist und durch Hochtemperaturabgas einen elektrischen Strom erzeugt; und ein Steuerventil (200), das in der Durchgangsöffnung (201) derart montiert ist, dass es beim Fahren oder Stoppen die Durchgangsöffnung (201) wahlweise schließt und öffnet, wobei das Steuerventil (200) aufweist: einen Ventilkörper (210), der eine zylindrische Form hat; einen oberen und einen unteren Flansch (221, 231), die an einem oberen Ende und einem unteren Ende des Ventilkörpers (210) derart ausgebildet sind, dass sie in Bezug auf den Boden des Gehäuses (100) symmetrisch zueinander sind, wobei der obere Flansch (221) an einer Innenwand des Gehäuses (100) angeordnet ist, und der untere Flansch (231) an einer Außenwand des Gehäuses (100) angeordnet ist; und einen Elektromagneten (300), der zwischen dem oberen Flansch (221) und dem unteren Flansch (231) angeordnet ist, mit dem Thermoelement (114) elektrisch verbunden ist und den unteren Flansch (231) derart nach oben oder nach unten bewegt, dass die Durchgangsöffnung (201) wahlweise geschlossen und geöffnet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Elektromagnet (300) eine Ringform und denselben Außendurchmesser wie der untere Flansch (231) hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend einen Abstandshalter (400) zwischen dem Elektromagneten (300) und dem oberen Flansch (221) des Steuerventils (200).
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Abstandshalter (400) eine SUS-Unterlage ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ventilkörper (210) in der Durchgangsöffnung (201) gleitend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Steuerventil (200) ferner eine Mehrzahl von Auslassöffnungen (211) aufweist.
Schalldämpfer mit der Vorrichtung zum Auslassen von Kondenswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 6.