DE1476589A1 - Anordnung zur Herabsetzung der schaedlichen Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Herabsetzung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaachinen

  Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Herabsetzung

  der schädlichen Bestandteile, insbesondere des CO-Gehaltes in

  den Abgasen von Brennkraftmaschinen.

  Um die Abgase der Brennkraftmaschinen von den schädlichen Bestand-

  teilen zu befreien, sind aufwendige und kostspielige Vorrichtungen

  notwendig. Die gesundheitsschädlichen Bestandteils, insbesondere

  das Kohlenmonoxyd (CD) und die.unverbranntenoblcn*aasei@stolfe@I

  können nach bereits bekannten Verfahrens s: 8e durch kateI,ytiechs'

  Nachverbrennung, vernichtet werden. Für Fahrzeugmotoren sind der.

  artige Vorrichtungen jedoch wegen ihres höhen Gewioiitee und ihres

  haumbedarfen nur bedingt geeignet. : , .

  Man hat daher bereits versucht, den Gehalt an Kohlenmonoxyd und Kohlenwasseretoffen in den Abgasen dadurch herabzusetzen, daß entsprechende Vorkehrungen am Vergaser und an der Zündung sowie an den Ansaugleitungen und an Verbrennungsraum getroffen werden. Bekanntlich wird der Prozentsatz der sohädiioben_Bestandteile wesentlich vom jeweiligen Betriebszustand des Motors beeinflußt. S.o ist z. B. der CO-Gehalt im Leerlauf höher als bei Normalfahrt. Besonders hoch ist der CO-Gehalt kurz rage dem Anlassen des Motors, da die i%sndungen der Auslaßkanäle und der Auppuffkrümmer noch kalt sind.
• Es bildet sich bei kaltem Motor besonders an den kalten wänden der Auspuffkrümmer in den Abgasen eine nandzone aus, die einen be- sonders hohen Anteil schädlicher Abgase enthält. In der Mitte des Abgasstromes ist der Anteil dieser unverbrannten Gase geringer, weil hier die Temperatur höher ist. Wenn die Äuspuffkrümmer sehr warm geworden sind, ist der Anteil der unverbrannten schädlichen Oase wesentlich kleiner als belle kalten Motor.
• Es ist ferner bekannt, zur Herabsetzung des Gehaltes an schädlichen Oasen hinter dem luslaßventil den Abgasen Frischluft zuzuführen. Zusätzlich zu dieser Maßnahme sieht man eine-Wdrmeisolierung einer den Auspuffkrümmer entsprechenden #uslaßvorrichsung vor, die aus einem hochwarafesten Werkstoff besteht und derart ausgebildet ist» daß.die Abgase gegen eine Aufprallfläche treffen. Dabei ist die Vaterialdicke der außen. mit einer Bratisolierung versehenen >uslaftorrichtung maßgebend dafür, in welcher Zeit nach den Anlassen

  das kalten Motors der Gehalt $n Kohlenmonoxyd und ICohlenwasser#

  staffen auf den bei warnen Motor üblichen Wert absinkt. Bekamt-

  lieh ist.dies-bei rr tandetärke schneller der fall: Die

  Wtadstärke darf jedoch aus Pestigkeitagründen ein bestimmtes Maß

  ,nicht trnterschraten, da es wich um ein tragendes Hauteil handelt.

  (a. SÄE Mid-Ywar-loetinga Chicago, III üay 17 - 219 19659 S--3,

  Fg. 4)

  #

  Dii vorliegende EDrfiudeuig hat sich ebenfalls die Aufgabe gestellt,

  den Anteil der schädlichen Bestandteile in den Abgasen schon un-

  mittelbar nach dem Anlaufen herabzusetzen, bevor also noch der Aus-

  pu£fkrtlrrer.eolbet die notwendige trwärmnig erfahren hat. Die Er-

  findung ipr»ndet dabei in Gegensatz zu der geschilderten bekannten

  coränung einfacher* llittela 41e es außerdem gestatten, von den

  herkömmlichen Bauteilen lund deren "staltungl s: B. das Auspuff-

  1ercf nicht¢oder nicht wesentlich abzugehen.

  Ein w#iterer Vortel der erfindungergeaäWen Anordnung besteht darin,

  daR nachträgtio#, also bei bereits in Betrieb gewesenen Motoren,

  erbaut werden kÄmf ohne dsß besondere baulich Veränderungen

  eorw=ahzen sind. So karg "o auch bei älteren Xotoren die Nach-

  Die vogliege#de grfinäung ist gekennzeichnet durch in Bereich der

  balßen ;Verbrennüggsgase gegenüber den fanduhgeteilen des Notore

  ma4loder &niseukrüsrara Rärae-iaolia@=t anordnete: Einsatzglieder

  ms schnell `wxwbüraa, hitsrrbeständlg*m Werkstoff. Diese Einsatz-

  gliedsr bestehen zweckmäßig aus riochwarmfestem Stählblech mit

  geringer Wandstärke und sind zu den Wandungsteilen des Auspuffkrümmere luftisoliert angeordnet. Da es sich bei den Einsatz- gliedern um keine tragenden Bauteile handelt, kann ihre Wandstärke sehr gering ausgeführt werden. Die geringe Wandstärke hat eine schnelle Erwärmung der Einsatzglieder zur Folge, die außerdem noch durch die Luftisolierung gefördert wird, da die heißen Ab- gase auch in den Luftspalt gelangen.
• In einfacher Weise sind die Einsatzglieder von einer in jeden Auspuffkrümmer hineinragendeß Flanechbüchse gebildet, die zur Krümmerwand einen kleinen Luftspalt aufweisen. Der Querschnitt des Auspuffkrümmers ist zweckmäßig auf eine den Büchsen entspre- chende Länge grö3er ausgeführt und der Durchetrömquerschnitt der Plansahbüchae entspricht dem- de® Auslaßkanals. Die Planschbüchse kann sowohl in den Auspuffkrümmer als auch in den Auslaßkanal hineinreichen.
• Zwecks Befestigung der Flanschbüchee sind am Flansch Bohrungen vorgesehen, durch die die Befestigungsschrauben für den Auspuffkrümmer hindurch gehen.
• Beim Anlassen des kalten Motors werden die Büchsen aua hoebwarafesten Xerkstoff sehr schnell dunkelrotwarm, da der isolierende Luftspalt zwischen Büchse und KrUm4.erwand die Wärme nur schwer ableitet.

  Die erfindungegemäße Anordnung erfüllt auch bei betriebswarmen

  Motor ihren Zweck, und zwar insbesondere beim Leerlauf, bei.wel-

  chem die Abgase eine relativ niedriua Temperatur besitzen, In

  diesem Falle verhindern diel Büchsen, eine zu starke Abkühlung in,

  den Randzonen der Auspuffkrümmer und gewährleisten so die wirk-

  saure Verbrennung such an diesen Stellen.

  Ein Ausfiihrungebeispiel der Erfindung vird anhand der Zeichnung

  näher erläutert: In der Zeichnung etellen darr

  Figur 1 die Seitenansicht eines Verbrennungsmotors

  mit Auspuffkrümmer und Auspuffrohr,

  Figur 2 einen schematischen Schnitt durch einen Teil

  des Zylinderkopfes und des Auspuffkrümmers,

  Figur 3 einen Schnitt nach Linie` III - III in Figur 2 und

  Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Auslaßkanal und

  einen Ausguffkrüs$mer.

  äm Motor i ist der Auspuffkrilmmer 2 angeschlossen, mit. dem. des

  auspuffrohr 3 und der Schalldämpfer 4. in Verbindung stehen. 3a

  handelt sich im Amführungsbespiel um binen Vier#Zylindermotore

  bei dem die Auelaßkanäle der beiden mittleren Zylinder :u einem

  eiz.zigen Auslaßkanal aueammongefaßt., Bind, Die Auslaßkanäle sind

  mit 5, 6 und 7 bezeichnet*-

  Der Auspuffkrümmer 2 besteht aus den drei itohrteilen 8# 9 und 10, die je einen Flansch 11 mit Durchgangsbohrungen 12 zur Befestigung am Motor aufweisen.
• In die hohrteile 8, 9 und 10 des Auspuffkrümmers 2 ragen Büchsen 13 hinein, die aus einem hochwarmfesten Stahlblech bestehen und eine geringe Wandstärke besitzen. Die Hitzebeständigkeit kann zum Bei- spiel durch einen Oberflächenschutz erzielt werden. Natürlich sind auch entsprechend legierde Stähle denkbar. Die Form dieser Büchsen 13 ist dem ;uerschnitt der imohrteile 8, 9 und 10 angepaßt. Diese weisen im Bereich der Büchsen 13 einen größeren wuerschnitt auf, so daß der Duroh$trömquerachnitt der Büchsen 13 dem des Auslaßkanals entsprechend ausgeführt werden kann. Die Länge der Büchsen 13 wird wonl im allgemeinen so groß via möglich gewählt, sie kann sich natürlion nach der Zusammensetzung der Abgase richten. Die 4ußenwandungen der Büchsen 13 verlaufen in geringem Abstand zu den Wandun4en des .iuspuffkrümmere. Dieser Luftspalt von zum Beispiel 1 mm erschwert die Ableitung der Wärme. Die Büchsen 13 sind mittels Flansche 14 be- festigt, die in gleicher Reise Durchgangslöcher wie die Flansche 11 des Auspuffkrümmers 2 besitzen. Die Befestigungsschrauben für die Auspuff krümmer halten also gleichzeitig auch die Büchsen 13. Im rechten Teil der Figur 2 ist gezeigt, wie eine Büchse 18, die aus dem gleichen Material wie die Büchse 13 besteht, auch in den Auslaßkanal 7 des Motors 1 hineinragen kann. Diese Büchse 18 ist gegenüber den gandungen des Auslaßkanals 7 ebenfalls luftisoliert angeordnet.

  Figur 4 zeigt den Zylinderkopf 15 mit einen Auslaßventl 16,

  an das sich der,:,ulaßkanal 6 anschließt. Im itohrteil 9 des

  #upuffkrUmure '2 ist das frührohen 17 befestigt, das bis in

  die Sühe des Ventiltellers des dusleAventile 16 reicht: .Durch

  diesen Zöhrcuen 17 wird hinter dem äuelafentil Frischluft

  eingeblasen, die die Verbrennung der heißen Auspuffgase fördert.

  Das äußere Ende des dbhrchens 17 steht ixt bekannter Weise mit

  einer Luftpunge in Verbindung, die den nötigen Überdruck für

  die Friechlufteinblaaung erzeugt.

  Beis Anleseen des noch kalten Motors werden die Büchsen 13 fast

  sofort dunkelratwaryr, weil der wärveisolisren,4e Luftspalt zwischen

  Büchse unä KrU»ereand eine Ableitung der nicht sulgßt. Es

  erfolgt somit eine

  Aar schädlichen Abgase such in des

  Haadsonen fast unmittelbar nach den Anlassen den kalten Notare,

  Auch frei betrfalswarmen Motor findet, eine öeeeere Verbrennung der

  Abgase statt, wenn swn Beispiel in Leerlauf, in den die Abgase

  eine niedrigere tewperatur beeitsen, eine :u starke Kühlung des Aus-

  putxrümoere durch die Außenluft erfolgt. In diesen Falle wird in

  den Buchsen 13 dib tärms gespeichert,

  Die Erfindung beschränkt eich nicht auf das Aueführungebefspiel.

  Die büchsen 13 können such eins andere Formgebung besitzen und

  schließlich auch ,susätzliah zu Aufprallfle,chen geformt sein.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Anordnung zÜr 3erabeetzung der schädlichen $eetandteile# . insbesondere des in den Elbgasen Yon Brenn- kraftmaschinen, gekennzeichnet durch im Bereich der heißen Verbrennunge-_ gase gegenüber den Wandungeteilen des Motors (1,-15) und/ oder Auspuffkrümmers (2) wärmeisoliert angeO'rdnete-E-.neats- glieder (13) aua schnell.erwärmbarem, hitzebeständigem Werkstoff. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch geksnnseichnet, daß die Einsatzglieder (1'3) aus hochwarmfestem Stahlblech mit geringer Wandstärke bestehen und gegenüber den ganduwgeteilen des Auepuftkrümmdrs (2) luftisoliert angeordnet sind. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennezeichaet, daß die Einsatzglieder (13) von einer in jeden Auspuffkrü@rrohr (8, 9, 10) hineinragenden Flanschbüchee (13) gebildet sind, die zur Krüoaerwand einen kleinen Luftspalt aufweisen. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchetröaquerechnitt des Auspuffkrümmere (2) auf eine den Büchsen (13) entsprechende Länge größer ausgeführt ist und der Durehrtrömquersohnitt der Planechbüchse (13) dem Ase Auslaßkanale (5, 6, 7) ent- 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis dadurch gekennzeichnete daB die Planschbüchss (13) sowohl in den ,Auspuffkrümmer (2) als .auch in den 1BSlaOkansl (5, ,.-b@) hi»lnreicht . 6Anordnung nach »nepruch. 1 bis :daäuroh :geker@aaeiohnet, daß der mansch (14) zur Befaatigang am.1lotor (1) mit :Bohrungen (1:2) für den Durchgang der Be- fsdtngeschrauben' für dien Autpuffkrüsarsr- (2) versehen ist.