DE1242414B

DE1242414B - Abgasanlage fuer Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1242414B
Application number: DED41138A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Rothweiler; Dipl-Ing Eugen Lense
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1963-03-15
Filing date: 1963-03-15
Publication date: 1967-06-15
Also published as: GB995528A

Description

Abgasanlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung von Abgasanlagen für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit zwei von der Maschine bis zum Fahrzeugende geführten Abgassammelrohren, die über Löcher in ihrer Wandung durch eine leere Druckausgleichkammer und durch wenigstens einen nachgeschalteten Schalldämpfer miteinander in Verbindung stehen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Kammer von den wenigstens an dieser Stelle in einem Abstand, der kleiner als der Rohrdurchmesser ist, parallelliegenden Sammelrohren, von je einer oberen und unteren, die Rohrwandungen tangierenden Längswand und zwei stegartigen Querwänden zwischen den Rohren gebildet wird. An jedem der innerhalb der Kammer liegenden Wandungsteile der Sammelrohre sind zwei achsparallele Lochreihen vorgesehen. Die durch die Mitten der jeweils in einer Ebene übereinanderliegenden Löcher gehenden Radialen schließen einen Winkel von 15 bis 30° ein. Die Kammer besteht entweder aus mit den Rohren und miteinander verschweißten Blechen oder ist als Gußstück in die anschließenden Rohrenden eingesetzt.
Bei bekannten Schalldämpferanlagen für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, bei denen die Abgasstutzen der einzelnen Zvlinder in zwei selbständige Sammelleitungen zusammengefaßt und diese mit einer druckausgleichenden Querverbindung versehen sind, besteht die Querverbindung aus einem entweder unmittelbar oder über besondere Töpfe an die Sammelleitungen angeschlossenen Querrohr. Ein Nachteil dieser Anordnungen ist, daß sich die Rohrverbindung nur auf eine engbegrenzte Stelle der Sammelleitungen auswirkt und damit unberücksichtigt läßt, daß sich die Schwingungsbäuche in den Sammelleitungen mit jeder Drehzahländerung der Brennkraftmaschine verlagern. Ein Druckausgleich erfolgt also nur unzulänglich: Das verhältnismäßig große Volumen der bekannter< Verbindungsleitungen hat außerdem den Nachteil einer Verzögerung der Gasströmung in den Sammelleitungen, die zum mindestens in der Nähe des Motors unerwünscht ist, weil die heißen Gase von dort möglichst rasch weggebracht werden sollen. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß infolge des großen Volumens der Verbindungsleitungen diese selber die Ursache eines Aufschaukelns von Störschwingungen bilden.
Man hat auch schon unmittelbar hinter dem Übergang der einzelnen Auspuffleitungen in die Sammelleitungen einen gemeinschaftlichen Absorptionstopf vorgesehen, der aber neben einem mangelhaften Druckausgleich und einer unerwünschten Verzögerung der Abgasströmung leicht überhitzt und damit vorzeitig unbrauchbar wird. Auch ist die Dämpfungswirkung solcher Töpfe an dieser Stelle wegen der hart aufeinanderprallenden Abgasströme mangelhaft.
Schließlich ist eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader bekannt, bei der zwei Zylindergruppen jeweils ein verhältnismäßig dünnes Abgassammelrohr derart zugeordnet ist, daß die Abgasstöße einander nicht stören und die beiden Rohre bis zur Turbine dicht nebeneinander herlaufen. Zweck dieser Sammelleitungen ist, die Abgase unter Beibehaltung ihrer hohen Temperatur unter möglichst hohem Druck mit möglichst großer kinetischer Energie der Turbine zuzuführen. Eine solche Anordnung gibt für das Erfindungsproblem des Anmeldungsgegenstandes und seine Lösung keinen Hinweis.
Die Erfindung ergibt eine ganze Reihe Vorteile. Durch den geringen Rohrabstand, der gegebenenfalls so klein gehalten werden kann, daß die Rohre dicht nebeneinander herlaufen, ergibt sich eine nur sehr kleine Druckausgleichskammer zwischen den an dieser Stelle mit einer oder mehreren Lochreihen versehenen Rohre. Die Bauelemente für diese Kammer sind ebenfalls klein und leicht. Trifft man die Anordnung so, daß die Kammer seitlich nur durch die einander zugekehrten Hälften der Rohre begrenzt wird, dann werden deren äußere Hälften wirksam vom Fahrwind gekühlt. Zwischen den Rohren besteht kein größeres zu Störschwingungen neigendes Gasvolumen. die spitzwinkligen Räume zwischen der Decken- und Bodenfläche der Ausgleichkammer und den Rohren tragen ebenfalls zur Unterdrückung von Störschwingungen bei. Eine Verzögerung der Abgasströmungen ist durch die unverändert bleibenden freien Querschnitte der durchgehenden Sammelrohrleitungen vermieden. Schließlich sorgen die langen, vorzugsweise achsparallelen Lochreihen im Bereich der Kammer für einen ausreichenden Druckausgleich auch dann, wenn sich die Wellenbäuche in den Sammelleitungen verlagern. Schließlich trägt zur Unterdrückung von Störschwingungen auch bei, wenn man an den Rohrabschnitten jeweils zwei Lochreihen unter einem spitzen Winkel, z. B. von 45° auf die Rohrachsen bezogen, anordnet, so daß die Gase aus den Rohren in die vorerwähnten spitzwinkligen Taschen der Ausgleichkammer hineinblasen. Zusätzliche Blenden, Drosseleinsätze, viel Raum beanspruchende längere Verbindungsrohre oder großräumige Rohrverbindungen und zusätzliche Töpfe in toten Leitungsabschnitten werden durch die Erfindung vermieden. Ohne Beeinträchtigung ihrer Wirkung können beide Rohre hinter dem Motor über die ganze Fahrzeuglänge dicht nebeneinander verlegt werden, so daß auch Raum unter dem Fahrzeug gewonnen wird, der für die Anordnung des nach rückwärts ausladenden Wechselgetriebegehäuses, des Kardangelenkes, der Kardanwelle, der Gelenke für die Pedale und Bremsseile samt deren Hebel und Schutzrohre besser ausgenutzt werden kann.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Auspuffleitung eines Kraftfahrzeuges im Grundriß und im kleineren Maßstab, F i g. 2 einen Querschnitt durch die Auspuffleitung nach der Linie II-II von F i g. 1, im größeren Maßstab, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach F i g. 2 und F i g. 4 einen Längssehnitt für die Druckausgleichsverbindung nach der Linie IV-IV von F i g. 2.
Nach F i g. 1 besteht in bekannter Weise die Schalldämpfungsanlage aus zwei Abgassammelleitungsrohren 1, 2 mit einer Druckausgleichskammer 3, einem gemeinschaftlichen Absorptionstopf 4 für die tiefen und einem gemeinschaftlichen Absorptionstopf 5 für die hohen Frequenzen oder umgekehrt.
Gemäß der Erfindung sind - s. F i g. 2 bis 4 -die beiden Sammelrohre 1, 2 zum mindesten an der Stelle der Druckausgleichskammer 3 so dicht nebeneinander verlegt, daß ihr Wandabstand kleiner ist als ihr Rohrdurchmesser. Beide Rohre 1, 2 liegen parallel und sind durch je eine obere und untere Längswand 7 miteinander verbunden, welche die Rohrwandungen tangieren. Zwei stegartige Querwände 6 bilden den Abschluß der Kammer 3. An den innerhalb der Kammer 3 liegenden Wandungen sind die Sammelrohre mit einer oder mit mehreren vorzugsweise achsparallelen Lochreihen 8, 9 (F i g. 4) versehen. Die von den Rohrmittelachsen ausgehenden und durch die Lochmitten gehend gedachten Radialen schließen einen Winkel a zwischen 15 bis 30° ein (F i g. 2).
Die Wirkungsweise der Erfindung ergibt sich aus der Zeichnung, insbesondere nach F i g. 2 ohne weiteres. Die die Rohre 1, 2 durchströmenden Abgase gleichen ihren Druck ohne Verzögerung durch die Löcher 8 und 9 auf dem kürzesten Weg aus. Gleichzeitig werden die Außenseiten der Rohrwände auch im Bereich der Ausgleichskammer wirksam durch den Fahrwind gekühlt. Die freien Querschnitte der Rohre schließen eine Verzögerung der Abgasströme aus. Störschwingungen treten nicht auf. Man kann die Kammer mit zwei Anschlußrohrstücken z. B. durch Gießen für sich herstellen und in die Sammelrohrleitungen einsetzen. Man kann aber auch die Kammer durch unmittelbares Verschweißen der Bleche 7 und der Stege 6 an den Rohren 1 und 2 herstellen.

Claims

Patentansprüche: 1. Abgasanlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit zwei von der Maschine bis zum Fahrzeugende geführten Abgassammelrohren, die über Löcher in ihrer Wandung durch eine leere Druckausgleichskammer und durch wenigstens einen nachgeschalteten Schalldämpfer miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) von den wenigstens an dieser Stelle in einem Abstand, der kleiner als der Rohrdurchmesser ist, parallelliegenden Sammelrohren (1, 2), von je einer oberen und unteren, die Rohrwandungen tangierenden Längswand (7) und zwei stegartigen Querwänden (6) zwischen den Rohren gebildet wird.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine vorzugsweise zwei achsparallele Lochreihen (8, 9) an jedem innerhalb der Kammer (3) liegenden Wandungsteil der Sammelrohre (1, 2).
3. Abgasanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Rohrachsen aus durch die Mitten der in einer Ebene liegenden Löcher jedes Rohrs gerichteten Radialen einen Winkel von 15 bis 30° einschließen.
4. Abgasanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längswände (7) und die Querwände (6) aus Blechen bestehen, die mit den Sammelrohren (1, 2) verschweißt sind.
5. Abgasanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diz Kammer (3) aus einem Gußstück besteht, in das die Rohrenden eingesetzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 721228, 647118; deutsche Auslegeschrift Nr. 1035 973; schweizerische Patentschrift Nr. 138 682.