DE10393974T5 - Abgaskrümmer - Google Patents

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Naoyuki Kobayashi
Takashi Yasuda
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Abstract

Abgaskrümmer (4), der unter einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter (3) für die Aufnahme eines Katalysators (2) angefügt ist, mit:
mehreren Zweigrohren (6a, 6b, 6c, 6d), die mit entsprechenden Ausströmöffnungen (E1, E2, E3, E4) eines Motors in Verbindung stehen;
einem Abgassammelabschnitt (7), an dem die mehreren Zweigrohre (6a, 6b, 6c, 6d) zusammengeführt sind; und
eine Trennplatte (8), die den Innenraum des Abgassammelabschnitts (7) unterteilt, wobei die Trennplatte (8) an einem Endflächenabschnitt (8A), der dem Katalysator (2) zugewandt ist, abgeschnitten bzw. ausgeschnitten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator und insbesondere die Struktur eines Abgaskrümmers, der in einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter angefügt ist.
  • Für Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um eine gegenseitige Beeinflussung des von den einzelnen Ausströmöffnungen des Motors abgegebenen Abgases zu verhindern und dadurch sowohl die Motorleistung zu verbessern als auch das Abgas wirksam zu reinigen.
  • Aus JP 2001-164937-A (Absätze [0014]–[0019] und 17) ist ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator bekannt, der mehrere Zweigrohre, die mit entsprechenden Ausströmöffnungen des Motors in Verbindung stehen, einen Abgassammelabschnitt, an den die mehreren Zweigrohre angestückt sind, einen Katalysatorbehälter, der an den Abgassammelabschnitt angefügt ist, und einen Katalysator, der in dem Katalysatorbehälter untergebracht ist, umfasst, wobei eine Trennwand in dem Abgassammelabschnitt vorgesehen ist, so dass der Innenraum des Abgassammelabschnitts in zwei Kammern unterteilt ist, und die Zweigrohre, die jeweils an die Ausströmöffnungen der Zylinder, bei denen die Reihenfolge von Abgasprozessen nicht fortlaufend ist, angefügt sind, zusammengeführt und mit jeder Kammer verbunden sind.
  • Aus JP 2000-110555-A (Absätze [0007]–[0011] und 14) ist ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator bekannt, der zwischen einer auf der Abgasausströmseite liegenden Endkante der Trennwand, die den Innenraum des Abgassammelabschnitts in zwei Kam mern unterteilt, und dem Katalysator einen Zwischenraum aufweist, um eine gegenseitige Beeinflussung des Abgases zu verhindern, wobei die Fläche des Zwischenraums nicht größer ist als ein vorgegebener Anteil der Querschnittsfläche des Abgasdurchgangs bzw. Auslasskanals, der an der auf der Abgasausströmseite liegenden Endkante der Trennwand positioniert ist.
  • Diese Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator sind für eine Verwendung bei jenem Typ, bei dem der Abgassammelabschnitt geradlinig an den Katalysatorbehälter angefügt ist, vorgesehen.
  • Jedoch ist der Abgassammelabschnitt aufgrund eines Problems, beispielsweise beim Entwurf des Motors, häufig in einem schrägen Winkel an den Katalysatorbehälter angefügt.
  • Bei einem Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 101, wie er in 6 gezeigt ist, ist ein Abgaskrümmer 104 unter einem schrägen Winkel mit einen Katalysatorbehälter 103 zur Aufnahme eines Katalysators 102 zusammengefügt. Der Abgaskrümmer 104 ist aus mehreren Zweigrohren 106, die jeweils über einen Ausströmöffnungsflansch 105 an entsprechende Ausströmöffnungen des Motors angefügt sind, einem Abgassammelabschnitt 107, an dem die mehreren Zweigrohre 106 zusammengeführt sind, und einer Trennplatte 108, die den Innenraum des Abgassammelabschnitts 107 unterteilt, gebildet.
  • Diese Art von Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 101 besitzt Nachteile wie etwa eine Leistungsminderung des Katalysators 102 und eine Störung der reibungslosen Abgasausströmung, weil das Abgas schräg in Bezug auf den Katalysator 102 strömt und auf den Katalysator 102 stets in bestimmten Bereichen einer Mehrzahl von Gasdurchflusskanälen 102a auftrifft.
  • Ferner besitzt diese Art von Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator den Nachteil, dass jede der durch die Trennplatte 108 unterteilten Kammern mit einem Sauerstoffsensor versehen ist, wodurch sich erhöhte Herstellungskosten ergeben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator jenes Typs zu schaffen, bei dem ein Abgaskrümmer in einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter angefügt ist, der jedoch sowohl eine Leistungsminderung des Katalysators als auch die Zurückhaltung von Abgas infolge einer schrägen Strömung des Abgases vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Abgaskrümmer nach Anspruch 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist in dem abhängigen Anspruch 2 angegeben.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator geschaffen, dessen Herstellungskosten gesenkt werden können.
  • Bei einem Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator, der einen durch eine Trennplatte unterteilten Abgassammelabschnitt umfasst, strömt Gas intermittierend in den Abgassammelabschnitt, so dass eine Druckdifferenz zwischen der Kammer, in die das Abgas bereits geströmt ist, und der Kammer, in die noch kein Abgas geströmt ist, entsteht. Daher wird vorgeschlagen, den Gasstrom zu verteilen, indem Abgas, das infolge der zwischen den Kammern hervorgerufenen Druckdifferenz aus einer Kammer in die andere strömt, verwendet wird und verhindert wird, dass eine große Menge an Gas gleichzeitig in einen Katalysator strömt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Abgaskrümmer, der in einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter zur Aufnahme eines Katalysators angefügt ist, mehrere Zweigrohre, die mit entsprechenden Ausströmöffnungen eines Motors in Verbindung stehen, einen Abgassammelabschnitt, an dem die mehreren Zweigrohre zusammengeführt sind, und eine Trennplatte, die den Innenraum des Abgassammelabschnitts unterteilt, wobei die Trennplatte an einem Stirnflächenabschnitt, der dem Katalysator zugewandt ist, abgeschnitten bzw. ausgeschnitten ist.
  • Bei diesem Abgaskrümmer ermöglicht ein Ausschnitt an dem Stirnflächenabschnitt der Trennwand, der dem Katalysator zugewandt ist, dass ein Teil des Abgases, das in jede durch die Trennplatte abgeteilte Kammer geströmt ist, durch den Ausschnitt in die andere Kammer und danach zum Katalysator strömt. Dies kann die Konzentration des Abgasstroms auf einen bestimmten Bereich des Katalysators verringern und eine Leistungsminderung des Katalysators sowie die Zurückhaltung von Abgas infolge einer schrägen Strömung des Abgases verhindern.
  • Erfindungsgemäß kann der Abgaskrümmer an dem Ausschnitt der Trennplatte mit einem Sensor versehen sein.
  • Bei diesem Abgaskrümmer ist es aufgrund dessen, dass an dem Ausschnitt der Trennplatte ein Sauerstoffsensor positioniert ist, nicht notwendig, für jede Kammer einen Sensor vorzusehen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden. Abgas, das durch den Ausschnitt der Trennplatte in die andere Kammer strömt, kommt mit dem in dem Ausschnitt positionierten Sensor in Kontakt und zieht an ihm vorbei. Daher erfasst der Sensor wirklich den Zustand (Sauerstoffkonzentration usw.) des aus den jeweiligen Ausströmöffnungen abgegebenen Abgases.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
  • 1 einen Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) eine Schnittsansicht des Abgaskrümmers ist und (b) eine perspektivische Ansicht einer Trennplatte ist;
  • 2 eine längs der Linie A-A in 1(a) aufgenommene Schnittansicht;
  • 3 einen Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) eine Schnittsansicht des Abgaskrümmers ist und (b) eine perspektivische Ansicht einer Trennplatte ist;
  • 4 einen Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) eine Schnittsansicht des Abgaskrümmers ist und (b) eine perspektivische Ansicht einer Trennplatte ist;
  • 5 eine Durchflussgeschwindigkeitsanalyse für Abgas bei Ver wendung eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers, wobei (a) eine teilweise auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des in dem Versuch verwendeten Abgaskrümmers ist, (b) ein Querschnitt eines Abgassammelabschnitts ist, der die Gasdurchgangsfläche erklärt, und (c) die Durchflussgeschwindigkeitsverteilung von Abgas, das jeweils von den Ausströmöffnungen abgegeben wird, in der Mitte des Katalysators zeigt; und
  • 6 die bereits erwähnte Schnittansicht eines herkömmlichen Abgaskrümmers mit integriertem Katalysator, bei dem ein Abgaskrümmer in einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter zur Aufnahme eines Katalysators angefügt ist.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Zunächst wird mit Bezug auf die 1 und 2 ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator gemäß der ersten Ausführungsform, an die der erfindungsgemäße Abgaskrümmer angepasst ist, beschrieben.
  • Der Abgaskrümmer gemäß dieser Ausführungsform bezieht sich auf ein Abgassystem eines Vierzylinder-Reihenmotors.
  • Wie in 1(a) gezeigt ist, umfasst ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 1 einen Katalysatorbehälter 3, in dem ein Katalysator 2 aufgenommen ist, und einen Abgaskrümmer 4, der in einem schrägen Winkel an den Katalysatorbehälter 3 angefügt ist.
  • Der Katalysator 2 wandelt eine schädliche Komponente, die in dem Abgas, das von den einzelnen Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4 des Motors abgegeben wird, enthalten ist, in eine unschädliche Komponente um. Der Katalysator 2 trägt einen Dreiwegekatalysator für die CO-, HC- und NOx-Reinigung an einer Oberfläche eines in einem Stück gegossenen Trägers, der eine große Anzahl von Gasdurchflusskanälen und einen honigwabenförmigen Querschnitt aufweist und aus Keramik oder wärmebeständiger Stahlfolie besteht.
  • Der Katalysatorbehälter 3 dient zur Unterbringung des Katalysators 2 und ist in einem schrägen Winkel an den Abgaskrümmer 4 angefügt.
  • Der Abgaskrümmer 4 umfasst mehrere Zweigrohre 6a, 6b, 6c und 6d, die über einen Ausströmöffnungsflansch 5 mit entsprechenden Ausströmöffnungen E1, E2, E3 und E4 des Motors verbunden sind, einen Abgassammelabschnitt 7, an dem die mehreren Zweigrohre 6a, 6b, 6c und 6d zusammengeführt sind, und eine Trennplatte 8, die den Innenraum des Abgassammelabschnitts 7 unterteilt.
  • Der gezeigte Vierzylindermotor ist in der Weise gestaltet, dass, wenn die Zylinder in der Reihenfolge von links nach rechts in 1(a) als erster Zylinder, zweiter Zylinder, dritter Zylinder und vierter Zylinder bezeichnet werden, die Zündung in der folgenden Reihenfolge erfolgt: erster Zylinder, dritter Zylinder, vierter Zylinder, zweiter Zylinder und wieder erster Zylinder usw.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist der Abgassammelabschnitt 7 durch die Trennplatte 8 in zwei Kammern, nämlich eine erste Kammer 7A und eine zweite Kammer 7B, unterteilt. Die Zweigrohre 6a und 6d stehen mit der ersten Kammer 7A in Verbindung, während die Zweigrohre 6b und 6c mit der zweiten Kammer 7B in Verbindung stehen.
  • Die Trennplatte 8 ist abgeschnitten, um an einer Seite des Stirnflächenabschnitts 8A, der dem Katalysator 2 zugewandt ist, einen Ausschnitt 9 bereitzustellen. Die erste Kammer 7A und die zweite Kammer 7B stehen durch den Ausschnitt 9 miteinander in Verbindung.
  • Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Sauerstoffsensor zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration im Abgas und Ausführen einer Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses. Eine (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit steuert anhand des Erfassungswertes des Sauerstoffsensors in der Weise, dass die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis mager wird (Überschuss an Sauerstoff), und die Kraftstoffeinspritzmenge erniedrigt wird, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis fett wird (Mangel an Sauerstoff).
  • Der Prüfabschnitt des Sauerstoffsensors 10 befindet sich an dem Ausschnitt der Trennplatte 8, so dass die Sauerstoffkonzentration des Abgases, das von jeder Ausströmöffnung abgegeben wird, wirksam erfasst werden kann.
  • Da die Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in dem gezeigten Beispiel mittels eines einzigen Sauerstoffsensors ausgeführt wird, wird der momentan verbrennende Zylinder beispielsweise mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Kurbelwinkelsensors und eines (nicht gezeigten) Schließwinkelsensors identifiziert, wobei die geeignete Steuerung zum Erhöhen oder Erniedrigen der Katalysatoreinspritzmenge bezüglich eines bestimmten Zylinders ausgeführt wird. Die Identifizierung der Zylinder ist nicht auf das obige Beispiel der Verwendung eines Kurbelwinkelsensors und eines Schließwinkelsensors begrenzt; es können andere herkömmliche Verfahren angewandt werden.
  • Der Betrieb des wie oben konstruierten Abgaskrümmers mit integriertem Katalysator 1 wird unter Betrachtung eines Abgasstroms beschrieben.
  • Bei dem Motor dieser Ausführungsform erfolgt die Zündung in der Reihenfolge: erster Zylinder, dritter Zylinder, vierter Zylinder, zweiter Zylinder und wieder erster Zylinder usw. Aus diesem Grund muss das Verbrennungsgas in der Verbrennungskammer in der folgenden Reihenfolge aus den Ausströmöffnungen abgegeben werden: erste Ausströmöffnung E1, dritte Ausströmöffnung E3, vierte Ausströmöffnung E4, zweite Ausströmöffnung E2 und wieder erste Ausströmöffnung E1 usw. Der aus der ersten Ausströmöffnung E1 abgegebene Abgasstrom geht durch das Zweigrohr 6a des Abgaskrümmers 4 und durch die erste Kammer 7A des Abgassammelabschnitts 7 in den Katalysator 2. Als Nächstes geht der aus dritten Ausströmöffnung E3 abgegebene Abgasstrom durch das Zweigrohr 6c des Abgaskrümmers 4 und durch die zweite Kammer 7B des Abgassammelabschnitts 7 in den Katalysator 2. Der von der vierten Ausströmöffnung E4 abgegebene Abgasstrom geht durch das Zweigrohr 6d des Abgaskrümmers 4 und durch die erste Kammer 7A des Abgassammelabschnitts 7 in den Katalysator 2. Danach geht der aus der zweiten Ausströmöffnung E2 abgegebene Abgasstrom durch das Zweigrohr 6b des Abgaskrümmers 4 und durch die zweite Kammer 7B des Abgassammelabschnitts 7 in den Katalysator 2.
  • In diesem Fall wird ein Teil des Abgasstroms, der aus den Zweigrohren 6a, 6d über die erste Kammer 7A in den Katalysator 2 gehen sollte, durch den Ausschnitt der Trennplatte 8 in die zweite Kammer 7B und danach in den Katalysator 2 geleitet. Ähnlich wird ein Teil des Abgasstroms, der von den Zweigrohren 6b, 6c über die zweite Kammer 7B in den Katalysator 2 gehen sollte, durch den Ausschnitt der Trennplatte 8 in die erste Kammer 7A und danach in den Katalysator 2 geleitet.
  • Wie oben beschrieben worden ist, ermöglicht bei dem Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator dieser Ausführungsform das Vorsehen eines Ausschnitts 9 an einer Seite des Stirnflächenabschnitts 8A der Trennplatte 8, der dem Katalysator 2 zugewandt ist, dass ein Teil des Abgases, das in die durch die Trennplatte 8 abgeteilten Kammern 7A, 7B strömt, durch den Ausschnitt 8 in die andere Kammer 7B, 7A und danach zum Katalysator 2 strömt. Daher kann auch im Fall, dass der Abgaskrümmer 4 in einem schrägen Winkel an den Katalysatorbehälter 3 angefügt ist, eine Konzentration des aus den Kammern 7A, 7B in den Katalysator 2 führenden Abgasstroms auf ausschließlich einen bestimmten Bereich der großen Anzahl von Gasdurchflusskanälen des Katalysators 2 verringert und dadurch eine Leistungsminderung des Katalysators 2 und die Rückhaltung von Abgas infolge der schrägen Strömung des Abgases vermieden werden.
  • Da der Sauerstoffsensor 10 in dem Ausschnitt der Trennplatte 8 positioniert ist, ist es nicht notwendig, für jede Kammer 7A, 7B einen Sauerstoffsensor 10 vorzusehen, wodurch die Herstellungskosten des Abgaskrümmers mit integriertem Katalysator 1 gesenkt werden.
  • Die Abgasmenge, die durch den Ausschnitt 9 der Trennplatte 8 in die andere Kammer 7B, 7A strömt, nimmt im Verhältnis zur Öffnungsfläche des Ausschnitts 9 zu. Unterdessen kann das Vergrößern der Öffnungsfläche des Ausschnitts 9 eine gegenseitige Beeinflussung des Abgases, das aus den Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4, deren Reihenfolge von Abgasprozessen fortlaufend ist, durch den Ausschnitt 9 strömt, hervorrufen.
  • Aus diesem Grund wird vorzugsweise die richtige Öffnungsfläche des Ausschnitts 9 festgelegt, indem beispielsweise der Anbringungswinkel des Abgaskrümmers 4 relativ zu dem Katalysatorbehälter 3, d. h. der Winkel des Abgases, das von dem Abgassammelabschnitt 7 zu dem Katalysator 2 strömt, in Betracht gezogen wird.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Teile, die den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen gleichen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre wiederholte Beschreibung entfällt.
  • Wie in dieser Figur gezeigt ist, besitzt ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 11 gemäß dieser Ausführungsform im Wesentlichen dieselbe Konstruktion wie der Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Jedoch ist die Trennplatte 8 so abgeschnitten, dass an beiden Seiten des Stirnflächenabschnitts 8A der Trennplatte 8 Ausschnitte 9 gebildet sind.
  • Bei diesem Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 11 ist es aufgrund dessen, dass die Trennplatte 8 mit zwei Ausschnitten 9 an beiden Seiten des Stirnflächenabschnitts 8A versehen ist, möglich, die schräge Strömung des Abgases in Richtung des Katalysators 2 gleichmäßiger zu verteilen.
  • Die Abgasmenge, die durch die Ausschnitte 9, 9 zu der anderen Kammer strömt, nimmt im Verhältnis zu der Gesamtöffnungsfläche dieser Ausschnitte 9, 9 zu. Unterdessen kann ein Vergrößern der Gesamtöffnungsfläche dieser Ausschnitte 9, 9 eine gegenseitige Beeinflussung des Abgases, das aus den Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4, deren Reihenfolge von Abgasprozessen fortlaufend ist, durch die Ausschnitte 9, 9 strömt, hervorrufen.
  • Aus diesem Grund werden vorzugsweise die richtigen Öffnungsflächen der Ausschnitte 9, 9 festgelegt, indem beispielsweise der Anbringungswinkel des Abgaskrümmers 4 relativ zu dem Katalysatorbehälter 3, d. h. der Winkel des Abgases, das von dem Abgassammelabschnitt 7 zu dem Katalysator 2 strömt, in Betracht gezogen wird.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Teile, die den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen gleichen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre wiederholte Beschreibung entfällt.
  • Wie in dieser Figur gezeigt ist, besitzt ein Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 21 gemäß dieser Ausführungsform im Wesentlichen dieselbe Konstruktion wie der Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Jedoch ist die Trennplatte 8 mit einem Ausschnitt 9 an der anderen Seite des Sauerstoffsensors 10 vorgesehen und ein Zwischenraum 12 zwischen dem Stirnflächenabschnitt 8A der Trennplatte 8, der dem Katalysator 2 zugewandt ist, und der oberen Oberfläche des Katalysators 2 gebildet.
  • Ferner ist an einer Stelle, die dem Prüfabschnitt des Sauerstoffsensors 10 entspricht, eine Aussparung 13 vorgesehen. Der Prüfabschnitt des Sauerstoffsensors 10 besitzt die Form eines Zylinders, der mit der Aussparung 13 der Trennplatte 8 übereinstimmt.
  • Bei diesem Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 21 ist es aufgrund dessen, dass die Trennplatte 8 an einer Seite der Trennplatte 8 mit dem Ausschnitt 9 versehen ist und zwischen dem Stirnflächenabschnitt 8A der Trennplatte 8 und der Oberseite des Katalysators 2 der Zwischenraum 12 gebildet ist, möglich, die schräge Strömung des Abgases in Richtung des Katalysators 2 gleichmäßiger zu verteilen.
  • Die Abgasmenge, die durch den Ausschnitt 9 und den Zwischenraum 12 zu der anderen Kammer strömt, nimmt im Verhältnis zu der Öffnungsfläche des Ausschnitts 9 und des Zwischenraums 12 zu. Unterdessen kann ein Vergrößern der Öffnungsfläche des Ausschnitts 9 und des Zwischenraums 12 eine gegenseitige Beeinflussung des Abgases, das aus den Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4, deren Reihenfolge von Abgasprozessen fortlaufend ist, durch den Ausschnitt 9 und den Zwischenraum 12 strömt, hervorrufen.
  • Aus diesem Grund werden vorzugsweise die richtigen Öffnungsflächen des Ausschnitts 9 und des Zwischenraums 12 festgelegt, indem beispielsweise der Anbringungswinkel des Abgaskrümmers 4 relativ zu dem Katalysatorbehälter 3, d. h. der Winkel des Abgases, das von dem Abgassammelabschnitt 7 zu dem Katalysator 2 strömt, in Betracht gezogen wird.
  • Analyseexperiment
  • Unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers wurde ein Experiment durchgeführt, indem analysiert wurde, wie das von den einzelnen Ausströmöffnungen abgegebene Abgas zu dem Katalysator strömt.
  • 5 zeigt eine Durchflussgeschwindigkeitsanalyse für Abgas unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers, wobei (a) eine teilweise auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des bei dem Experiment verwendeten Abgaskrümmers ist, (b) ein Querschnitt eines Abgassammelabschnitts, der die Gasdurchgangsfläche erklärt, und (c) die Durchflussgeschwindigkeitsverteilung von Abgas, das jeweils von den Ausströmöffnungen abgegeben wird, in der Mitte des Katalysators zeigt.
  • Das Analyseexperiment wurde unter Verwendung eines Vierzylinder-Reihenmotors durchgeführt, wobei die Motordrehzahl auf 3000 min–1 gehalten wurde. Das Analyseexperiment wurde durchgeführt, um die Durchflussgeschwindigkeit des Abgases in dem mittleren Teil (Linie A-A) des Katalysators 2 zu einer Zeit, zu der aus den einzelnen Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4 Abgas ausströmt, zu messen.
  • Der in der Figur gezeigte Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator ist so konstruiert, dass die Trennplatte 8 mit einem Ausschnitt 9 an einer Seite des Stirnflächenabschnitts vorgesehen ist, und in dem Ausschnitt 9 ein Sauerstoffsensor positioniert ist. Außerdem ist zwischen dem Stirnflächenabschnitt der Trennplatte 8 und der oberen Oberfläche des Katalysators 2 ein (nicht gezeigter) Zwischenraum gebildet.
  • Hierbei ist die Fläche des Ausschnitts 9 auf 18 % der einen Gasdurchgangsfläche PA bzw. der anderen Gasdurchgangsfläche PA an dem unteren Ende des Abgassammelabschnitts 7 (der halben Fläche, die durch Ausschließen der transversalen Querschnittsfläche des Stirnflächenabschnitts der Trennplatte 8 von der transversalen Querschnittsfläche des unteren Endes des Abgassammelabschnitts 7 erhalten wird) festgelegt. Wenn die Querschnittsfläche des Sauerstoffsensors 10 eingeschlossen wird, beträgt die Öffnungsfläche des Ausschnitts 15 % der Gasdurchgangsfläche.
  • Durch Bezugnahme auf 5(c) wird deutlich, dass ein Teil des von den einzelnen Ausströmöffnungen E1, E2, E3, E4 abgegebenen Abgases durch den Ausschnitt 9 in die andere Kammer und danach in den Katalysator 2 strömt.
  • Daher ist es möglich, einen Teil des durch jede Kammer strömenden Abgases zu der anderen Kammer umzuleiten, um dadurch eine Leistungsminderung des Katalysators 2 und die Zurückhaltung von Abgas infolge der schrägen Strömung von Abgas zu vermeiden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurde, können selbstverständlich viele weitere mögliche Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
  • Beispielsweise sind die Abgaskrümmer mit integriertem Katalysator 1, 11, 21 oben für ein 4-2-1-Abgassystem zur Verwendung bei einem Vierzylindermotor beschrieben worden. Jedoch können sie auch an ein 6-2-1-Abgassystem zur Verwendung bei einem Sechszylindermotor angepasst werden.
  • Ferner ist es möglich, die Lage, die Anzahl und die Öffnungsfläche von in der Trennplatte 2 vorgesehenen Ausschnitten 9 und/oder die Fläche des Zwischenraums 12, der zwischen dem Stirnflächenabschnitt 8A der Trennplatte 8, der dem Katalysator 2 zugewandt ist, und dem oberen Ende des Katalysators 2 gebildet ist, zu verändern usw. Beispielsweise kann ein Ausschnitt 9 in der Mitte der Trennplatte 8 oder in der Mitte des Stirnflächenabschnitts 8A vorgesehen sein.
  • Zusammenfassung
  • Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer (4), der unter einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter (3) für die Aufnahme eines Katalysators (2) angefügt ist und mehrere Zweigrohre (6a, 6b, 6c, 6d), die mit entsprechenden Ausströmöffnungen (E1, E2, E3, E4) in Verbindung stehen, einen Abgassammelabschnitt (7), an dem die mehreren Zweigrohre zusammengeführt sind, und eine Trennplatte (8), die den Innenraum des Abgassammelabschnitts (7) unterteilt, umfasst. Die Trennplatte (8) ist abgeschnitten bzw. ausgeschnitten, um an einem Stirnflächenabschnitt (8A), der dem Katalysator (2) zugewandt ist, einen Ausschnitt (9) zu schaffen.
    1

Claims (2)

  1. Abgaskrümmer (4), der unter einem schrägen Winkel an einen Katalysatorbehälter (3) für die Aufnahme eines Katalysators (2) angefügt ist, mit: mehreren Zweigrohren (6a, 6b, 6c, 6d), die mit entsprechenden Ausströmöffnungen (E1, E2, E3, E4) eines Motors in Verbindung stehen; einem Abgassammelabschnitt (7), an dem die mehreren Zweigrohre (6a, 6b, 6c, 6d) zusammengeführt sind; und eine Trennplatte (8), die den Innenraum des Abgassammelabschnitts (7) unterteilt, wobei die Trennplatte (8) an einem Endflächenabschnitt (8A), der dem Katalysator (2) zugewandt ist, abgeschnitten bzw. ausgeschnitten ist.
  2. Abgaskrümmer (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausschnitt (9) der Trennplatte (8) ein Sensor (10) vorgesehen ist.
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