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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verringerung des Ausstoßes von Kondensat aus der Abgasanlage eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, wobei die Abgasanlage wenigstens ein Abgasrohr umfasst, das in Strömungsrichtung von von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen zwischen einem der Motorseite zugeordneten Eingang und einem Ausgang der Abgasanlage zur Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie ein mit einer derartigen Anordnung ausgerüstetes Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.
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Fahrzeuge, und dabei insbesondere Dieselfahrzeuge wie dieselbetriebene Flurförderzeuge, erzeugen bei der Verbrennung von Kraftstoff neben Abgasen auch Ruß, der zusammen mit den Abgasen aus den Brennräumen der entsprechenden Motoren durch eine Abgasanlage an die Umwelt abgegeben wird. Hierbei enthält das Abgas auch Wasserdampf, der bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zwangsläufig anfällt. Dieser Wasserdampf kann in der Abgasanlage kondensieren, da die Temperaturen des Abgases bei Durchgang durch die Abgasanlage von der Motorseite zur Auspuffseite abnehmen. Dieses Phänomen tritt insbesondere kurz nach Inbetriebnahme des Motors auf, da sich bei einer längeren Laufdauer des Motors die Abgasanlage erhitzt und somit der in den Abgasen enthaltene Wasserdampf nicht unter seinen Taupunkt abgekühlt werden wird.
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Wenn sich kondensiertes Wasser in der Abgasanlage mit vom Motor ausgestoßenem Ruß mischt und diese Mischung aus Ruß und Kondensat durch den Auspuff der Abgasanlage abgegeben wird, kann sich der Ruß an der Karosserie des Fahrzeugs in der Umgebung des Auspuffs niederschlagen und zu unschönen Flecken führen. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Fahrzeugen mit hochgezogenem Endrohr auf.
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Der Transport des Kondensats durch die Abgasanlage findet an den Innenwänden der Rohre der Abgasanlage statt, an denen entlang das Kondensat durch den Strom der Abgase mitgezogen wird, bis es schließlich aus dem Auspuff herausgeschleudert wird. Wie bereits angesprochen, tritt solches durch Ruß schwarz eingefärbtes Kondensat insbesondere während der Aufwärmphase des Abgasstrangs in Tropfenform aus dem Auspuff aus.
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Wenngleich in modernen Motoren Rußemissionen durch Partikelfilter und elektronische Einspritzregelungen reduziert worden sind, so werden doch insbesondere in Ländern mit weniger strikten Abgasvorschriften weiterhin Fahrzeuge hergestellt und betrieben, in denen auf diese Maßnahmen nicht zurückgegriffen wird. Da insbesondere Partikelfilter relativ teuer sind, besteht daher der Wunsch, unschöne Rußablagerungen an der Fahrzeugkarosserie in der Umgebung des Endrohrs durch günstigere Mittel zu reduzieren.
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Beispielsweise ist aus der
US 2015/0136515 A1 eine Anordnung bekannt, in der durch ein speziell geformtes Endrohr ein Strömungsabriss erzielt wird, so dass Rußpartikel nicht mehr aufgrund des Coanda-Effekts an der Karosserieoberfläche des Fahrzeugs entlangströmen und sich dann ablagern können. Diese Lösung ist allerdings für im Vergleich zu Rußpartikeln wesentlich schwerere Kondensattröpfchen nicht optimal, da diese wie angesprochen nicht in der Mitte des Rohrs mit dem Abgasstrom strömen sondern an der Innenseite der Rohre entlanglaufen, und ein Strömungsabriss im Bereich des Endrohrs sich kaum auf ihre Bewegung im Bereich des Auspuffs auswirken wird.
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Um die genannten Probleme zu lösen ist in der erfindungsgemäßen Anordnung in dem Abgasrohr wenigstens ein umlaufender Vorsprung angeordnet, welcher sich von einem Innenumfang des Abgasrohrs wenigstens abschnittsweise entgegen der Strömungsrichtung der Abgase erstreckt. Durch diese einfache und kostengünstige bauliche Maßnahme, die zudem problemlos in bestehenden Abgasanlagen durch Ersetzung lediglich eines Abgasrohrs oder Abgasrohrabschnitts nachzurüsten ist, kann eine deutliche Reduktion des Ausstoßes von Kondensat erzielt werden.
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Der Begriff „umlaufend” ist hierbei derart zu verstehen, dass sich der Vorsprung über einen gewissen Winkelbereich des Innenumfangs des Abgasrohrs unterbrechungsfrei erstreckt, und der Begriff „wenigstens abschnittsweise Erstreckung entgegen der Strömungsrichtung der Abgase” soll nicht nur eine Erstreckung parallel zu der Innenwand des Abgasrohrs sondern auch schräg dazu umfassen, solange die Orientierung des Vorsprungs wenigstens eine Komponente in Richtung entgegen der Strömungsrichtung der Abgase aufweist.
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Hierbei wird durch die wenigstens abschnittsweise Erstreckung entgegen der Strömungsrichtung der Abgase eine Kammer geschaffen, in der sich entlang der Innenwand des Abgasrohrs fortschreitende Kondensattröpfchen ansammeln können. Hierdurch wird das Kondensat in der Abgasanlage zurückgehalten und am Austritt in die Umgebung gehindert. Es wird solange zurückgehalten, bis sich das Abgassystem schließlich ausreichend erwärmt hat, so dass das Kondensat verdampfen kann und in Dampfform aus dem Endrohr austreten wird. Hierdurch werden keine Kondensattröpfchen aus dem Endrohr herausgeschleudert, und die Ablagerung von Ruß in Form von unschönen Flecken an der Karosserie um das Endrohr herum wird zuverlässig verhindert.
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Es bleibt noch festzuhalten, dass der umlaufende Vorsprung auch wenigstens teilweise durch eine Verjüngung des Abgasrohrs gebildet sein kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann wenigstens einer der umlaufenden Vorsprünge über den gesamten Innenumfang des Abgasrohrs verlaufen, d. h. sich über volle 360 Grad entlang des Innenumfangs des Abgasrohrs erstrecken. Auf diese Weise kann das Abgasrohr aufgrund seiner Symmetrieeigenschaften in beliebiger Orientierung eingebaut werden. Außerdem wird auf diese Weise auch Kondensat zurückgehalten, das sich an der Oberseite der Innenwand des Abgasrohrs entlang bewegt.
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Des Weiteren kann wenigstens einer der umlaufenden Vorsprünge sich in Form eines Trichters oder Kegelstumpfs mit einer kleinen Grundfläche und einer großen Grundfläche erstrecken, wobei vorzugsweise die kleine Grundfläche bezüglich der Strömungsrichtung der Abgase stromaufwärts von der großen Grundfläche angeordnet ist. Durch diese Maßnahme werden die Kondensattröpfchen zuverlässig daran gehindert, sich in dem Abgasrohr weiter zu bewegen, da sie in durch den Trichter oder den Kegelstumpf gebildeten Kammern aufgefangen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann wenigstens einer der umlaufenden Vorsprünge einteilig mit dem Abgasrohr gebildet sein. Andererseits können derartige Vorsprünge jedoch auch mit anderen bekannten Mitteln, wie beispielsweise durch Presspassen, an der Innenseite des Abgasrohrs befestigt sein.
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Um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Anordnung weiter zu erhöhen, kann eine Mehrzahl von umlaufenden Vorsprüngen vorgesehen sein, die entlang der Strömungsrichtung der Abgase in dem Abgasrohr beabstandet voneinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann auch Kondensat, das sich hinter einem ersten Vorsprung bildet, auf seinem weiteren Weg in Richtung des Endrohrs aufgehalten werden.
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Insbesondere kann wenigstens einer aus der Mehrzahl von umlaufenden Vorsprüngen bezüglich der Strömungsrichtung der Abgase stromaufwärts eines in der Abgasanlage angeordneten Schalldämpfers angeordnet sein und wenigstens ein weiterer aus der Mehrzahl von umlaufenden Vorsprüngen stromabwärts des Schalldämpfers. Auf diese Weise wird sowohl vor als auch in dem Schalldämpfer gebildetes Kondensat zuverlässig in der Abgasanlage zurückgehalten.
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In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, beispielsweise ein Flurförderzeug, mit einem Verbrennungsmotor, das eine erfindungsgemäße Anordnung zur Verringerung des Ausstoßes von Kondensat umfasst. Hierbei kann der Verbrennungsmotor insbesondere ein Dieselmotor sein, da bei Dieselmotoren das Problem der Rußbildung am ausgeprägtesten auftritt. In einer Ausführungsform kann die Abgasanlage insbesondere frei von Partikelfiltern sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen deutlich, die in den beiliegenden Figuren gezeigt sind. Diese zeigen hierbei im Einzelnen:
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1 einen Querschnitt durch ein Abgasrohr, das einen Teil einer erfindungsgemäßen Anordnung bildet und in dem drei Vorsprünge vorgesehen sind; und
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2 eine erfindungsgemäße Anordnung im Bereich eines Schalldämpfers.
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In 1 ist ein einen Teil einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Verringerung des Ausstoßes von Kondensat aus der Abgasanlage eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor bildendes Abgasrohr durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Ferner ist durch Pfeile P die Strömungsrichtung der Abgase durch das Abgasrohr 10 angedeutet. Des Weiteren sind in 1 ein erster, ein zweiter und ein dritter umlaufender Vorsprung 12, 20 und 30 in dem Abgasrohr dargestellt.
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Der erste umlaufende Vorsprung 12 erstreckt sich kegelstumpfförmig von der Innenwand 10a des Abgasrohrs 10 schräg entgegen der Strömungsrichtung P der Abgase. Hierdurch wird zwischen dem Vorsprung 12 und der Innenwand 10a eine Kammer 14 gebildet, in der sich Kondensat, das sich entlang der Innenwand 10a in Strömungsrichtung P der Abgase bewegt, ansammeln wird.
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Ebenso wie der erste umlaufende Vorsprung 12 erstreckt sich auch der zweite Vorsprung 20 entlang des gesamten Innenumfangs des Abgasrohrs 10, d. h. über volle 360 Grad an dessen Innenwand 10a.
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Hierbei steht zunächst ein erster Abschnitt 20a des zweiten umlaufenden Vorsprungs senkrecht von der Innenwand 10a des Abgasrohrs 10 radial nach innen vor. An diesen ersten Abschnitt 20a schließt ein zweiter Abschnitt 20b an, der sich schräg in Richtung der radialen Mitte des Abgasrohrs 10 und in Richtung entgegen der Strömungsrichtung P der Abgase erstreckt, so dass der zweite Abschnitt 20b einen Kegelstumpf mit einer großen Grundfläche und einer kleinen Grundfläche bildet. Durch die Abschnitte 20a und 20b wird eine Kammer 22 gebildet, in der sich von den Abgasen mitgerissene und sich an der Innenwand 10a fortbewegende Kondensattröpfchen ansammeln werden, die somit daran gehindert werden, weiter in Strömungsrichtung P vorzudringen.
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1 zeigt ferner einen dritten umlaufenden Vorsprung 30, der in gleicher Weise wie der zweite Vorsprung 20 wirkt. Einziger Unterschied ist, dass der erste Abschnitt 30a durch einen Abschnitt der Innenwand 10a des Abgasrohrs 10 gebildet ist, das sich an dieser Stelle verjüngt. An diesen senkrecht zur Strömungsrichtung P der Abgase verlaufenden Abschnitt 30a schließt sich in analoger Weise zum zweiten Abschnitt 20b des zweiten umlaufenden Vorsprungs 20 ein zweiter Abschnitt 30b an, der sich allerdings entgegen der Richtung P der Abgase und radial nach außen in Richtung der Innenwand 10a des Rohrs 10 erstreckt, wobei er ebenfalls einen Kegelstumpf bildet. Auch durch diesen dritten umlaufenden Vorsprung wird eine Kammer 32 gebildet, die ein weiteres Wandern von Kondensattröpfchen an der Innenseite 10a des Abgasrohrs 10 zuverlässig verhindert.
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In 2 ist ein Abschnitt einer Abgasanlage eines Fahrzeugs gezeigt, der zwei Abgasrohre 40 und 42 zugehörig sind, wobei das erste Abgasrohr 40 in einen Schalldämpfer 50 hineinläuft und das zweite Abgasrohr 42 aus dem Schalldämpfer 50 herausläuft. Erneut sind zwei umlaufende Vorsprünge 60 und 70 vorgesehen, die sich jeweils von der Innenwand 40a des ersten Abgasrohrs 40 und der Innenwand 42a des zweiten Abgasrohrs 42 erstrecken.
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Hierbei umfasst der erste umlaufende Vorsprung 60 drei Abschnitte 60a bis 60c, wobei sich der erste Abschnitt 60a senkrecht von der Innenwand 40a erstreckt, der zweite Abschnitt 60b sich schräg entgegen Strömungsrichtung P der Abgase radial nach innen erstreckt und der dritte Abschnitt 60c sich entgegen der Strömungsrichtung P der Abgase parallel zu dieser erstreckt. Der umlaufende Vorsprung bildet somit eine Art Trichterform.
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Demhingegen besteht der zweite umlaufende Vorsprung 70 lediglich aus einem ersten Teil 70a und einem zweiten Teil 70b, wobei sich in diesem Beispiel der erste Abschnitt 70a bereits schräg entgegen der Strömungsrichtung P der Abgase von der Innenwand 42a weg radial nach innen erstreckt und sich daran der zweite Abschnitt 70b anschließt, der sich wie der dritte Abschnitt 60c des ersten umlaufenden Vorsprungs 60 entgegen der Strömungsrichtung P der Abgase parallel zu dieser erstreckt. Durch das Vorsehen der beiden umlaufenden Vorsprünge 60 und 70 wird sowohl das Eintreten von Kondensat in den Schalldämpfer 50 als auch das Austreten von in dem Schalldämpfer 50 kondensiertem Kondensat zuverlässig verhindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015/0136515 A1 [0006]
