DE1751059A1 - Mit einem Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen vereinigte Abgas-Kuehlanlage - Google Patents

Description

• "Mit einem Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen vereinigte Abgas-Kühlanlage't Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen vereinigte Abgas-Kühlanlage, bei der die Abgase aus einem durchlochten Innenrohr in einen Ringraum geleitet und beim Austritt aus diesem unter Bjektorwirkung mittels auf dem Umfang des Schalldämpfers angeordneter düsenartiger Austrittsöffnungen mit der durch einen Kanal quer vorbeistreichenden Luft gemischt werden. Durch die Mischung von Luft und Abgasen kann die Temperatur der letzteren stark herabgesetzt werden, so daß sie sich beim Austritt aus dem kanalförmigen Raum der Außentemperatur nähert. Aufgabe der Erfindung ist es vor allem" diese Wirkung weiter zu verbessern und die Temperatur der Abgase möglichst über den ganzen Querschnitt des kanalförmigen Raumes gleichmäßig abzusenken und dadurch auch eine gleichmäßig tiefe Temperatur der Abgase am Austrittsende des kanalförmigen Raumes zu erhalten. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß das Innenrohr sich von seinem Eintrittsende, zum entgegenge- setzten Ende konisch verjüngt und die düsenartigen Austritts- öffnungen sich über die Länge des Ringraumes auf den Umfang desselben verteilen. Durch die konische Ausbildung des gelochten Innenrohres wird erreicht, daß der freie Durchtrittsquerschnitt desselben etwa proportional dem in axialer Richtung durch das Innenrohr strömenden Gasvolumen abnimmt, das sich durch das über den Umfang des Rohres abströmende Gasvolumen kontinuierlich verringert. Zugleich kann eine nahezu konstante Gasgeschwindigkeit des radial in den Ringraum strömenden Gasvolumens und somit eine möglichst gleich mäßige Verteilung des Gases auf die ganze Länge des Ringraumes und damit vorzugsweise auch über den Querschnitt des Luftkanals erreicht werden. Durch die gleichmäßige Mischung von Gas und Luft, die noch durch die von dem einen auf das andere Medium ausgeübte Bjektorwirkung unterstützt wird, können Stromfäden höherer Temperatur im Luftkanal vermieden und die Abgase insgesamt weitgehend auf die Temperatur der den Kanal durchströmenden Luft abgekühlt werden.

  Vorzugsweise erstreckt sich das konische hinenrohr mit den

  düsenartigen Austrittsöffnungen über die ganze Breite des

  Luftkanals, so daß möglichst die gesamte den Kanal durchströ-

  mende Luft an der Kühlung der Abgase teilnimmt.

  In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die düsenartigen Abgasaustrittsmündüngen von ihrem mit dem Ringraum verbundenen Querschnitt ab rohrförmig verlängert, so daß Ringraum und Austrittsmündungen als Resonatoren wirken. Zusätzliche Öffnungen in den rohrförmigen Mündungswandungen für einen Nebenaustritt der Abgase tragen dazu bei, daß such die die Randquerschnitte des Luftkanals durchströmende Luft zur Kühlung der Abgase herangezogen wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführumg$beispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei' zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schalldämpfer mit Abgas Kühlanlage, Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schalldämpfer nach der ILnie 3-3 der Fig. 1.
• Der Schalldämpfer 10 ist innerhalb eines huftkanales 11 quer zur %ä-sgsachse 12-12 desselben angeordnet und erstreckt sseh über die ganze Breite 13 des Kanals. Das-Innenrohr 14 des Schalldämpfers 10 ist am Abgaseintrittsende 15 auf einen kreiszylindrischen Rohrstutzen 16 aufgeschoben und mit diesem verschweißt. Der Kreisquerschnitt 14a am Abgaseintrittsende 15 des Innenrohres 14 wird durch einen Übergangsteil 17 in einen ovalen Querschnitt 14b übergeführt. Das Innenrohr 14 verjüngt sich . konisch von dem in gewissem Abstand vom Abgaseintrittsende 15 befindlichen ovalen Querschnitt 14b des übergangsteiles 17 bis zum entgegengesetzten Ende 18 auf einen kreisförmigen Querschnitt 14c und läuft. in einen zylindri -sehen Endteil 19 aus. Mittels dieses Endteiles 19 ist es auf einem entsprechenden, mit der Endwand 20 des Schalldämpfers 10 verschweißten rohrförmigen Führungsteil 21 zum Ausgleich von Wärmedehnungen schiebbar gelagert. Das Innen- rohr 14 steht auf seinem Umfang 22 durch über seine ganze Länge verteilte Öffnungen 23 mit dem zwischen dem Außenmantel 24 des Schalldämpfers 10 und dem Innenrohr 14 gebil- deten Ringraum 25 in Verbindung. Der Außenmantel 24 des Schalldämpfers 10 weist einen ovalen Querschnitt auf, ist aus zwei verschweißten Schalenhälften 24a und 24b zusammengesetzt und an seinen Enden durch Endwände 20,26 verschlossen, wobei die Endwand 26 auf den Rohrstutzen 16 mittels einer Führung 27 aufgesetzt und mit diesem verschweißt ist. Der Schalldämpfer 10 ist am Abgaseintrittsende 15 über einen auf dem Rohrstutzen 16 aufgeschweißten Flansch 28 mit der Seitenwand 29 des Kanals 11 und über die Endwand 20 bzw. einen auf diese aufgeschweißten, nicht dargestellten Flansch mit der Seitenwand 30 des Kanals 11 verschraubt. In dem Außenmantel 24 des Schalldämpfers 10 sind düsenartige Austrittsmündungen 31 auf der Oberseite bzw. 32 auf der Unterseite über die ganze Breite 13 des Luftkanals 11 verteilt angeordnet. Sie werden durch von ihrem mit dem Ringraum 25 verbundenen Querschnitt in Umfangsrichtung des Mantels 24 verlängerte, rohrförmige Teile 33 gebildet, die mit dem Mantel 24 verschweißt sind, so daß sie mit dem Ringraum 25 als Resonatoren wirken. Die Wandungen der rohrförmigen Teile 33 sind mit Öffnungen 34 für einen Nebenaustritt der Abgase versehen.
• Die Abgase treten in Pfeilrichtung x1 in das Eintrittsende 15 des Innenrohres 14 ein und teilen sich fortlaufend in Teilströme auf, wobei der kontinuierlich abnehmende Hauptstrom mit nahezu konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung xl durch das Innenrohr 14 strömt und von diesem Hauptstrom jeweils Teilströme, etwa ebenfalls mit z.B. nahezu konstanter Geschwindigkeit über die Öffnungen 23 auf dem Umfang des Innenrohres in Pfeilrichtung x2 in den Ringraum 25 gelangnn.
• Die Kühlluft durchströmt den Luftkanal 11 in Pfeilrichtung senkrecht zur Längsachse des Schalldämpfers 10, wobei ihre Strömungsenergie in beliebiger Weise,.z.B. durch den Fahrtwind oder auch mittels des Antriebsmotors des Fahrzeugs bzw. eines von diesem angetriebenen Gebläses od.dgl.'erzeugt werden kann. Luft und Abgase üben gegenseitig eine Ejektorwirkung aus. Die Abgase getan hierbei in Pfeilrichtung x3 aus den düsenartigen Austrittsmündungen 31,32 sowie in Pfeilrichtung x4 aus den Nebenöffnungen 34 in den Wandungen der rohrförmigen Mündungswandungen 33 aus, indem sie sich über die ganze Breite des Luftkanals mit der in Richtung desselben strömenden und in Pfeilrichtung y den Schalldämpfer umströmenden Luft mischen. Die aus den Öffnungen 34 austretenden Nebenströme x4 werden hierbei von den Randströmen y1 der Luft erfaßt bzw. mischen sich mit diesen, die dadurch ebenfalls zur Kühlung der Abgase wirksam herangezogen werden und verhindern, daB sich an der Ober- und Unterseite des Kanals eine nicht ausgenutzte, kühle Luftzone bildet. Es ist dadurch möglich, den in Pfeilrichtung z durch das Gitter 35 am Ende des Luftkanals 11 ins Freie austretenden Abgas-Luftstrom praktisch insgesamt bis auf Außentemperatur abzukühlen.

Claims (1)

1. Ansprüche: 1. Mit einem Schalldämpfer fUr Brennkraftmaschinen vereinigte AbgaskM1anlage, bei der die Abgase aus einem durchlochten Innenrohr in einen Ringraum ge- leitet und beim Austritt aus diesem unter Ejektorwirkung mittels auf dem Umfang des Schalldämpfers angeordneter düsenartiger Austrittsmündungen mit der durch einen Kanal quer vorbeistreichenden Luft gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daB das Innenrohr (14) sich von seinem Eintrittsende (15) zum entgegengesetzten Ende (18) konisch verjüngt und die düsenartigen Austrittsmündungen (31,32) sich über die Länge des Ringraumes (25) verteilen. 2. Abgaskühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Innenrohr (14) mit den düsenartigen Austrittsmthzdungen (31,32) sich über die ganze Breite (13) des Luftkanals (11) erstreckt. 3. Abgaskühlanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB die düsenartigen Austrittsmündungen .(31,32) von ihrem mit dem Ringraum (25) verbundenen Querschnitt ab rohrförmig verlängert sind, so daB Ringraum (25) und Austrittsmündungen (31,32) als Resonatoren wirken. Abgaskühlanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (33) der rohrförmig verlängerten Austrittsmündungen (31,32) mit Öffnungen (34) für einen Nebenaustritt der Abgase versehen sind.