DE1751059C3

DE1751059C3 - Mit einem Schalldämpfer vereinigte Abgaskuhlanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751059C3
Application number: DE1751059A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boysen (Verstorben)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-27
Filing date: 1968-03-27
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE1751059B2; NL6813943A; DE1751059A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Schalldämpfer vereinigte Abgaskühlanlage für Brennkraftmaschinen, deren Schalldämpfer für den Abgaseintritt ein gelochtes Innenrohr enthält, welches zur Bildung eines Ringraums von einem Mantelrohr umgeben ist, das für den Abgasaustritt auf dem Umfang düsenartige Ejektor-Austrittsmündungen aufweist, die in einen Beimischluftkanal führen, in welchem der Schalldämpfer quer zur Hauptströmungsrichtung der Luft angeordnet ist. Eine solche Abgasküiilanlage ist Gegenstand des älteren, nicht vorveröffentlichten Patents 12 68 435.

Es ist des weiteren eine mit einem Schalldämpfer vereinigte Abgaskühlanlage bekannt (FR-PS 6 98 865), die ein sich vom Eintrittsende konisch verjüngendes *■*> gelochtes Innenrohr aufweist, welches zur Bildung eines Ringraumes von einem Mantelrohr umgeben ist, welches seinerseits über einen Teil seiner Länge durch Bohrungen mit einem das Mantelrohr ringförmig umgebenden Beimischluftkanal verbunden ist, welcher w in Längsrichtung des Schalldämpfers, konzentrisch zum Innenrohr und zum Mantelrohr, von Luft durchströmt wird.

Durch die Mischung der durch den Kanal hindurchströmenden Luft mit den Abgasen kann die Temperatur '~>^r> der letzteren stark herabgesetzt werden. Diese Wirkung ist jedoch bei der bekannten Anlage infolge der nur einfachen Durchtrittsöffnungen und der begrenzten Verteilung derselben über die Länge des Mantelrohres nur unvollkommen; dieses auch deshalb, weil die durch w) den Außenkanal strömende Beimischluft die in Strömungsrichtung nachfolgenden Austrittsöffnungen erst erreicht, nachdem sich bereits heiße Abgase mit der Luft gemischt haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine ·'"> möglichst optimale starke und gleichmäßige Herabsetzung der Temperatur der mit der Kühlluft gemischten Absase zu erreichen, insbesondere auch derart, daß sich die Temperatur der Abgase beim Austritt aus dem Beimischluftkanal der Außentemperatur nähert. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß das Innenrohr sich von seinem Eintrittsende zum entgegengesetzten Ende konisch verjüngt und die Ejektor-Austrittsmündungen über die Länge des Mantelrohrs verteilt sind.

Durch die konische Ausbildung des gelochten Innenrohres wird erreicht, daß der freie Durchtrittsquerschnitt desselben etwa proportional dem in axialer Richtung durch das Innenrohr strömenden Abgasvolumen abnimmt, das sich durch das über den Umfang des Rohres abströmende Abgasvolumen bei möglichst gleichmäßiger Verteilung des Abgases auf die ganze Länge des Ringraumes kontinuierlich verringert Da ferner die Ejektor-Austrittsmündungen über die Länge des Mantelrohres verteilt sind, läßt sich zugleich eine praktisch vollkommen gleichmäßige Verteilung des aus dem Mantelrohr in den Beimischluftkanal überströmenden Abgases erreichen, wobei die Queranordnung des Luftkanals sicherstellt, daß die Beimischluft an den einzelnen Ejektor-Austrittsmündungen vorbeiströmt, ohne zuvor durch bereits beigemischte Abgase aufgeheizt worden zu sein, so daß Stromfäden höherer Temperatur im Luftkanal vermieden und die Abgase gleichmäßig auf die Temperatur der den Kanal durchströmenden Luft abgekühlt werden. Durch die Anordnung von Ejektor-Austrittsmündungen wird die Intensivierung der Mischung von Abgasen und Luft wirksan. unterstützt.

Vorzugsweise reichen das Innenrohr und die düsenartigen Austrittsmündungen über die ganze Breite des Luftkanals. Hierdurch ist gewährleistet, daß möglichst die gesamte den Kanal durchströmende Luft an der Kühlung der Abgase teilnimmt.

Des weiteren können in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung die Wandungen der rohrartig verlängerten Austrittsmündungen mit Öffnungen für einen Nebenaustritt der Abgase versehen sein. Die Öffnungen tragen dazu bei, daß auch die die Randquerschnitte des Luftkanal^ durchströmende Luft zur Kühlung der Abgase herangezogen wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße, mit einem Schalldämpfer vereinigte Abgaskühlanlage,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 der F i g. 1 und

Fig.3 einen Querschnitt durch die Anlage nach der Linie 3-3der Fig. 1.

Der Schalldämpfer 10 ist innerhalb eines Beimischluftkanals 11 quer zur Längsachse 12—12 desselben, d. h. quer zur Strömungsrichtung der Beimischluft, angeordnet und erstreckt sich 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 146 übergeführt. Das als gelochtes Rohr ausgebildete Innenrohr 14 verjüngt sich konisch von dem in gewissem Abstand vom Abgaseintrittsende 15 befindlichen ovalen Querschnitt 14£>des Übergangsteiles 17 bis zum entgegengesetzten Ende 18 auf einen kreisförmigen Querschnitt 14c und läuft in einen zylindrischen Endteil 19 aus. Mittels dieses Endteiles 19 ist es auf einem entsprechenden, mit der Endwand 20 des

Schalldämpfers 10 verschweißten rohrförmigen Führungsteii 21 zum Ausgleich von Wärmedehnungen schiebbar gelagert Das an seinem Ende am Führungsteil 21 geschlossene Innenrohr 14 steht auf seinem Umfang 22 durch über seine ganze Länge verteilte ■> Löcher 23 mit einem zwischen dem Mantelrohr 24 des Schalldämpfers 10 und dem Innenroor 14 gebildeten Ringraum 25 in Verbindung.

Das Mantelrohr 24 weist einen ovalen Querschnitt auf, ist aus zwei verschweißten Schalenhälfttn 24a und 246 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 den Rohrstutzen 16 aufgeschweißten Flansch 28 mit der Seitenwand 29 des BeimischluftkanaJs 11 und über die Endwand 20 bzw. einen auf diese aufgeschweißten, nicht dargestellten Flansch mit der Seitenwand 30 des Beimischluftkanals 11 verschraubt.

In dem Mantelrohr 24 sind düsenartige Ejektor-Austrittsmündungen 31 auf der Oberseite bzw. 32 auf der Unterseite über die ganze Breite 13 des Luftkanals 11 verteilt angeordnet. Sie werden durch mit dem Mantelrohr 24 verschweißte hülsenartig gebogene und in Umfangsrichtung des Mantelrohres 24 verlängerte rohrförmige Wandungen 33 gebildet, so daß sie mit dem Ringraum 25 als Resonatoren wirken. Die Wandungen 33 sind mit öffnungen 34 für einen Nebenaustritt der Abgase versehen.

Die Abgase treten in Pfeilrichtung *i 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 Xj durch das Innenrohr 14 strömt und von diesem Hauptstrom jeweils Teilströme, etwa ebenfalls mit z. B. nahezu konstanter Geschwindigkeit, über die Löcher 23 des gelochten Innenrohres in Pfeilrichtung χι in den Ringraum 25 gelangen.

Die Beimisch- oder Kühlluft durchströmt den Beimischluftkanal 11 in Pfeilrichtung y 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 treten hierbei in Pfeilrichtung *3 aus den düsenartigen Ejek «or-Austrittsmündungen 31, 32 sowie in Pfeilrichtung χι, aus den Nebenöffnungen 34 in den Wandungen 33 der rohrförmigen Austrittsmündungen aus, indem sie sich über die ganze Breite des Beimischluftkanals mit der in Richtung desselben strömenden und in Pfeilrichtung y den Schalldämpfer umströmenden Luft mischen. Die aus den Öffnungen 34 in Pfeilrichtung x» austretenden Nebenströme werden hierbei von den Randströmen y\ der Luft erfaßt bzw. mischen sich mit diesen, die dadurch ebenfalls zur Kühlung der Abgase wirksam herangezogen werden und verhindern, daß sich an der Ober- und Unterseite des Beimischluftkanals eine nicht ausgenutzte, kühle Luftzone bildet. Es ist dadurch möglich, den in Pfeilrichtung ζ durch das Gitter 35 am Ende des Luftkanals 11 ins Freie austretenden Abgas-Luftstrom insgesamt gleichmäßig bis praktisch auf Außentemperatur abzukühlen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit einem Schalldämpfer vereinigte Abgaskühlar.lage für Brennkraftmaschinen, deren Schalldämpfer für den Abgaseintritt ein gelochtes Innenrohr enthält, welches zur Bildung eines Ringraumes von einem Mantelrohr umgeben ist, das für den Abgasaustritt auf dem Umfang düsenartige Ejektor-Austrittsmündungen aufweist, die in einen Beimischluftkanal führen, in welchem der Schalldämpfer quer zur Hauptströmungsrichtung der Luft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) sich von seinem Eintrittsende (15) zum entgegengesetzten Ende (18) konisch verjüngt und die Ejektor-Austrittsmündungen (31, 32) über die Länge des Mantelrohres (24) verteilt sind.

2 Abgaskühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) und die düsenartigen Austrittsmündungen (31, 32) über die ganze Breite (13) des Luftkanals (11) reichen.

3. Abgaskühlanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (33) der rohrartig verlängerten Austrittsmündungen (31, 32) mit öffnungen (34) für einen Nebenaustritt der Abgase versehen sind.