DE1292669B

DE1292669B - Muffler for internal combustion engines, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1292669B
Application number: DEA46587A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-07-17
Filing date: 1964-07-15
Publication date: 1969-04-17
Also published as: GB1073143A; MY7000163A

Description

Die Erfindung betrifft einen Auspufftopf für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit mehreren hintereinanderliegenden, durch Leitungen verbundenen Kammern.The invention relates to a muffler for internal combustion engines, in particular of motor vehicles, with several one behind the other, through lines connected chambers.

Die Abgase der Motoren von Kraftfahrzeugen enthalten Kohlenstoff, Kohlenmonoxyd, Aldehyd, Stickoxyd, Bleiverbindungen, Schwefeldioxyd, Benzypren und Kohlenwasserstoffe. Diese Giftstoffe gelangen mit den Abgasen in die Atmosphäre. Die Luftverunreinigung bzw. -vergiftung verursacht Krankheiten, die eine ernste Bedrohung für das menschliche Leben darstellen.The exhaust gases from the engines of motor vehicles contain carbon, Carbon monoxide, aldehyde, nitrogen oxide, lead compounds, sulfur dioxide, benzyprene and Hydrocarbons. These toxins enter the atmosphere with the exhaust gases. Air pollution or poisoning causes diseases that are a serious one Pose a threat to human life.

Vom Standpunkt der Verkehrssicherheit ist der Nachteil hervorzuheben, daß durch die Abgabe einer großen Menge von schwarzem Rauch bzw. Qualm die Sicht auf den Straßen beeinträchtigt und die Möglichkeit von Unfällen erhöht wird. Es hat sich erwiesen, daß das Einatmen der verunreinigten Luft, die Partikeln enthält, welche einen Durchmesser von unter 1 #x haben, wenn dieses Einatmen über längere Zeiträume erfolgt, Krebs verursacht, da Benzypren, welches an der Oberfläche der Partikeln anhaftet, in die Lunge eingeatmet wird.From the point of view of road safety, the disadvantage is to be emphasized that by emitting a large amount of black smoke or fume the vision on the roads and increases the chance of accidents. It it has been shown that inhalation of the polluted air, which contains particles, which are less than 1 #x in diameter when inhaled for long periods of time Periods takes place, causing cancer because benzyprene, which is on the surface of the Particles adhering, inhaled into the lungs.

Es sind Auspufftöpfe bzw. Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen bekannt, die mehrere hintereinanderliegende, durch Leitungen verbundene Kammern aufweisen, die von Filtermaterial umschlossen sind, das durch eine gegebenenfalls perforierte Wandung begrenzt ist. Durch diese Vorrichtungen, die zum Teil nur die Aufgabe der Schalldämpfung erfüllen können, läßt sich eine intensive Reinigung, insbesondere eine Ausscheidung von festen Teilchen und eine Entgiftung, nur unvollkommen erreichen.There are known mufflers or silencers for internal combustion engines, which have several consecutive chambers connected by lines, which are enclosed by filter material, which may be perforated by a Wall is limited. By these devices, which in part only the task of Can meet sound absorption, can be an intensive cleaning, in particular an elimination of solid particles and a detoxification can only be achieved imperfectly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kohlenstoff und andere giftige Stoffe aus den Abgasen von Kraftfahrzeugmotoren zu beseitigen.The invention is based on the object of carbon and other toxic Eliminate substances from vehicle engine exhaust gases.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Auspufftopf der oben angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß mit allseitigem Abstand innerhalb der der Filterkammern Expansionskammern angeordnet sind, die an die Eintrittsleitung bzw. die Verbindungsleitungen anschließen und eine mit Ausnahme der stromabwärts gelegenen Stirnseite perforierte Wandung aufweisen, und daß sämtliche Kammern in an sich bekannter Weise kugelig ausgebildet sind.To solve this problem, a muffler is the one given above Type characterized in that with all-round spacing within the filter chambers Expansion chambers are arranged, which are attached to the inlet line or the connecting lines connect and one perforated with the exception of the downstream face Have wall, and that all chambers are spherical in a known manner are trained.

Durch die praktisch adiabatisch verlaufende Expansion in den Expansionskammern nimmt in diesen die Gastemperatur ab, und zwar auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfs; so daß Wasser kondensiert. Die dadurch erzeugten Wassertröpfchen dienen dazu, mikroskopisch kleine Festteilchen anzuziehen, deren Abscheidung bei bekannten Vorrichtungen sehr schwierig war. Es wird auch eine gute Abscheidung sämtlicher Typen von Aldehyden und von organischen Bleiverbindungen erreicht, so daß man mit dem Auspufftopf gemäß der Erfindung auch eine physikalische Reinigungswirkung zusätzlich zur chemischen erhält. Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung lassen sich auch lange Betriebszeiten erreichen, da bei zunehmender Verschmutzung des Filtermaterials in den vorderen Kammern noch eine ausreichende Expansion in den nachgeschalteten Kammern zu erreichen ist.Due to the practically adiabatic expansion in the expansion chambers the gas temperature decreases in these to a temperature below the Dew point of the water vapor contained in the exhaust gases; so that water condenses. The water droplets generated in this way are used to form microscopic solid particles to attract, the deposition of which was very difficult in known devices. It also a good separation of all types of aldehydes and organic ones Lead compounds achieved, so that you can also use the muffler according to the invention a physical cleaning effect in addition to the chemical one. With the device According to the invention, long operating times can also be achieved, since with increasing Soiling of the filter material in the front chambers is still sufficient Expansion in the downstream chambers can be achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g.1 in schaubildlicher Darstellung, teilweise geschnitten, einen Auspufftopf gemäß der Erfindung und; F i g. 2 in schematischer Darstellung in kleinerem Maßstab als F i g,1. einen Längsschnitt durch den Auspufftopf.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows FIG. 1 in a diagrammatic representation, partially in section, a muffler according to the invention and; F i g. 2 in a schematic representation on a smaller scale as F i g, 1. a longitudinal section through the muffler.

Der in den Auspufftopf eintretende Gasstrom ist mit 1 und der austretende Abgasstrom mit U bezeichnet. Der Auspufftopf enthält mehrere Expansionskammern 3, die kugelig ausgebildet sind; deren Wand perforiert ist und die einen größeren Querschnitt aufweisen als die in die Expansionskammer führenden Eintrittsrohre. Die Kammer 3, die eine perforierte Wand 1 hat, ist von der Kondetisationskammer 4 umgeben, deren ebenfalls kugelige Wand 5 perforiert ist. Zwischen der Wand 5 der Kondensationskammer 4 und der Innenfläche der Gehäusewand 17 ist wärmebeständiges Filtermaterial 6, z: B. Glaswolle, so eingebracht, daß es eine gleichmäßige Dichte hat. Der dargestellte Auspufftopf hat drei Filterkammern, die in Richtung der Achse des Auspufftopfs verbunden sind. Zwischen den Filterkammern liegen perforierte Trennwände 7, 8, 9 und 10. Die Wand an der Austrittsseite des Auspufftopfs hat ebenfalls Perforierungen. Die zu den Expansionskammern 3' "und 3" führenden, in der Mittellängsachse des Auspufftopfs liegenden Leitungen 12 und 13 haben denselben Durchmesser bzw. Durchtrittsquerschnitt wie die Leitung 2 am Eintritt in den Auspufftopf.The gas stream entering the muffler is 1 and the exiting one Exhaust gas flow designated with U. The muffler contains several expansion chambers 3, which are spherical; whose wall is perforated and which have a larger cross-section have than the inlet pipes leading into the expansion chamber. Chamber 3, which has a perforated wall 1 is surrounded by the condensation chamber 4, whose also spherical wall 5 is perforated. Between the wall 5 of the condensation chamber 4 and the inner surface of the housing wall 17 is heat-resistant filter material 6, e.g. glass wool, introduced in such a way that it has a uniform density. The one shown The muffler has three filter chambers that are connected in the direction of the axis of the muffler are. Perforated partition walls 7, 8, 9 and 10 are located between the filter chambers Wall on the exit side of the muffler also has perforations. The too the expansion chambers 3 '"and 3" leading in the central longitudinal axis of the muffler lying lines 12 and 13 have the same diameter or passage cross-section like line 2 at the inlet to the muffler.

Das Volumen der Expansionskammer wird so gewählt, daß wasserdampfhaltiges Abgas infolge der durch die Expansion verursachten Temperaturabnahme übersättigt wird. Man kann eine Abschirmplatte in der Expansionskammer-anbringen, durch welche die Abgase umgelenkt werden, um zu verhindern, daß große Köhlenstoffpartikeln direkt durch die Leitungen 12, 13 aus dem Auspufftopf austreten.The volume of the expansion chamber is chosen so that it contains water vapor Exhaust gas is oversaturated as a result of the decrease in temperature caused by the expansion will. A shielding plate can be placed in the expansion chamber through which the exhaust gases are diverted to prevent large carbon particles from directing exit through the lines 12, 13 from the muffler.

Durch Kühlung, z. B. mittels eines Gebläses, kann die Wand 17 gekühlt werden, um die Temperatur im Auspufftopf herabzusetzen und den Wirkungsgrad der Expansion zu erhöhen.By cooling, e.g. B. by means of a fan, the wall 17 can be cooled to lower the temperature in the muffler and increase the efficiency of the Increase expansion.

Es können auch mehr oder weniger als drei Filterkammern vorgesehen sein. Die aus der Expansionskammer 3 austretenden- Kohlenstoffpartikeln nehmen Wasser aus den Abgasen in der Kondensationskammer 4 auf und ballen sich zu größeren Klümpchen zusammen, die schließlich in dem wärmebeständigen Filtermaterial 6 in der Filterkammer hängenbleiben.More or fewer than three filter chambers can also be provided be. The carbon particles emerging from the expansion chamber 3 take water from the exhaust gases in the condensation chamber 4 and agglomerate to form larger lumps together, which finally in the heat-resistant filter material 6 in the filter chamber get stuck.

Sobald in der ersten Filterkammer Kohlenstoffteilchen auf der perforierten Wand und dem hitzebeständigen Filtermaterial bis zu einem gewissen Grad der Sättigung angesammelt sind, stellt sich von selbst ein Abgasstrom durch das Verbindungsrohr 12 zur Expansionskammer 3' der zweiten Filterkammer ein, da der Durchflußwiderstand in der ersten Filterkammer durch die Ablagerungen vergrößert wird. Anders ausgedrückt, bevorzugt der Abgasstrom den Weg a an Stelle des Wegs b (vgl. F i g. 2).Once in the first filter chamber carbon particles on the perforated Wall and the heat-resistant filter material to a certain degree of saturation are accumulated, an exhaust gas flow is automatically established through the connecting pipe 12 to the expansion chamber 3 'of the second filter chamber, since the flow resistance in the first filter chamber is enlarged by the deposits. Expressed differently, the exhaust gas flow preferably takes route a instead of route b (see FIG. 2).

Sobald die »Sättigung« der zweiten Filterkammer eintritt, wird der Vorgang der Expansion in die dritte Filterkammer übertragen. Dort setzt sich die Anlagerung von Wasser und Giftstoffen an die Kohlenstoffpartikeln fort.As soon as the "saturation" of the second filter chamber occurs, the Transfer process of expansion into the third filter chamber. There she sits down Accumulation of water and toxins on the carbon particles continues.

Bei Versuchen mit dem neuen Auspufftopf wurde hinsichtlich des Auffangens fester Schwebestoffe bzw. Kohlenstoffpartikeln ein hoher Wirkungsgrad festgestellt. Bei Überlast, wie sie beim Start bzw. beim Fahren in der Steigung vorliegt, wurde gemessen, daß 60 bis 70% dieser Schwebestoffe herausgefiltert werden. Bei einer Geschwindigkeit von mehr als 60 km/h des Kraftfahrzeugs (bei einer Motordrehzahl von 2200 U/min) betrug der Wirkungsgrad des Filters 60 bis 70%. In tests with the new muffler, a high degree of efficiency was found in terms of trapping solid suspended matter or carbon particles. In the event of an overload, as is the case when starting or driving on an incline, it was measured that 60 to 70% of these suspended solids are filtered out. At a speed of more than 60 km / h of the motor vehicle (at an engine speed of 2200 rpm), the efficiency of the filter was 60 to 70%.

Der Auspufftopf gemäß der Erfindung wirkt als Geräuschdämpfer. Zur Kühlung des Auspufftopfs können an seiner Außenseite Rippen vorgesehen sein, die in Achsenrichtung oder in Spiralplatten verlaufen.The muffler according to the invention acts as a silencer. To the Cooling of the muffler can be provided on its outside ribs, which run in the axial direction or in spiral plates.

Claims

Claim: Muffler for internal combustion engines, in particular of motor vehicles, with several chambers lying one behind the other, connected by lines, which are enclosed by filter material optionally delimited by a perforated wall, characterized in that with all-round spacing within these chambers (4, 4 ', 4 ") Chambers (3, 3 ', 3 ") are arranged which connect to the inlet line (2) or the connecting lines (12, 13) and a wall ( 16, 16', 16") that is perforated with the exception of the downstream end face (16, 16 ', 16 ") 1) , and that all chambers are spherical in a known manner.