DE19915789A1

DE19915789A1 - Exhaust flap

Info

Publication number: DE19915789A1
Application number: DE1999115789
Authority: DE
Inventors: Joachim Schommers
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-19
Also published as: WO2000061925A1

Abstract

The invention relates to an exhaust system (1) for an internal combustion engine. Said system (1) comprises at least two exhaust branches (2, 3) and a device for closing at least one exhaust branch (3). The inventive system comprises at least a first closing device (4). At least the first closing device (4) is provided in the right exhaust branch (3) between discharge channels (8) of the internal combustion engine and a joint (5) of the left and right exhaust branches (2, 3) of the exhaust system (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasanlage für eine Brenn kraftmaschine mit mindestens zwei Abgassträngen und einer Vor richtung zum Schliessen von mindestens einem Abgasstrang, die mindestens eine erste Verschlusseinrichtung aufweist.The invention relates to an exhaust system for a combustion Engine with at least two exhaust lines and a front direction for closing at least one exhaust line, the has at least one first closure device.

Es ist bereits eine Vorrichtung der eingangs aufgeführten Art bekannt (EP 0 758 714 A1), die zwei Verschlusseinrichtungen aufweist. Die beiden Verschlusseinrichtungen sind in einem Bypassrohr und/oder in der Abgasrohrleitung angeordnet und in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und weiteren Motorparame tern gesteuert. Das Steuern der Abgasströme im Hinblick auf auftretende Abgasgeräusche ist nicht vorgesehen.It is already a device of the type listed at the beginning known (EP 0 758 714 A1), the two closure devices having. The two locking devices are in one Bypass pipe and / or arranged in the exhaust pipe and in Dependence on the exhaust gas temperature and other engine parameters controlled. Controlling exhaust gas flows with a view to Exhaust noise is not provided.

Demgemäss besteht die Erfindungsaufgabe darin, die Abgasanlage derart auszubilden und anzuordnen, dass bei Zylinderabschaltung bzw. unter Teillast auftretende Geräusche auf ein Minimum redu ziert werden.Accordingly, the task of the invention is the exhaust system to train and arrange such that with cylinder deactivation or noise occurring under partial load to a minimum be decorated.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass zumin dest die erste Verschlusseinrichtung im rechten Abgasstrang zwischen Auslasskänalen der Brennkraftmaschine und einem Zusam menschluss des linken und rechten Abgasstrangs der Abgasanlage vorgesehen ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei Zylinderab schaltung die auftretenden Abgase der aktiven Zylinderbank nicht in den abgeschalteten Abgastrakt einströmen können, son dern in den weiteren Teil der Abgasanlage geleitet werden. Da durch werden auftretende Resonanzen bzw. Strömungsgeräusche im abgetrennten Teil der Abgasanlage vermieden bzw. gedämpft. According to the invention, the object is achieved in that at least least the first closure device in the right exhaust system between exhaust ducts of the internal combustion engine and a co Connection of the left and right exhaust system of the exhaust system is provided. This ensures that with cylinder from switching the occurring exhaust gases of the active cylinder bank cannot flow into the switched off exhaust system, son which are directed into the other part of the exhaust system. There due to occurring resonances or flow noises in the separated part of the exhaust system avoided or damped.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Brennkraftmaschine mehrere Auslassleitungen aufweist, die zusammen an eine Leitung ange schlossen sind, wobei die erste Verschlusseinrichtung in dieser Leitung vor dem Zusammenschluss der zwei Abgasstränge vorgese hen ist, an den sich eine Schalldämpferanlage und/oder eine Ka talysatoranlage anschliesst. Eine so angeordnete erste Ver schlusseinrichtung verkürzt den Teil des inaktiven Ab gasstrangs, so dass keine Abgase in den Teil der abgeschalteten Abgasanlage eintreten können.It is also advantageous that the internal combustion engine has several Has outlet lines, which together on a line are closed, the first closure device in this Line before the merger of the two exhaust lines hen is to which a silencer system and / or a Ka connects to the analyzer system. A first ver so arranged locking device shortens the part of the inactive Ab gas strangs, so no exhaust gases in the part of the shutdown Exhaust system can enter.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäss einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass neben der ersten Ver schlusseinrichtung eine zweite Verschlusseinrichtung vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung vor der Leitung und dem Zusammen schluss der oberen und unteren Auslassleitung angeordnet ist. Der durch die in Strömungsrichtung weiter unten angeordnete er ste Verschlusseinrichtung getrennte Abgasstrang kann in seiner Eigenschaft als Resonanzkörper durch diese zweite Ver schlusseinrichtung geteilt werden. Die aufgrund der reinen Kol benbewegung erzeugten Luftströme der inaktiven Zylinderbank können frühzeitig abgeschottet werden. Das dritte Teilstück der oberen Auslassleitung kann somit nur bedingt als Resonanzkörper wirksam werden.According to further training, an additional option is the Device according to the invention that in addition to the first Ver closing device provided a second closing device is in the direction of flow in front of the pipe and together the upper and lower outlet line is arranged. The one arranged further down in the direction of flow Most separate exhaust system can be closed in its Property as a resonance body by this second ver closing device can be shared. The due to the pure col air flow generated by the inactive cylinder bank can be sealed off early. The third section of the Upper outlet line can therefore only partially serve as a resonance body be effective.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Verschlusseinrichtung in ihrer einen Endlagestellung in einer die Leitung vollständig verschliessenden Stellung ge halten ist. Befindet sich die Verschlusseinrichtung in dieser Endlage, so wird gewährleistet, dass der Abgasstrom der aktiven Zylinderbank und die aufgrund der Kolbenfunktion der inaktiven Zylinderbank erzeugten Luftströme sich nicht gegenseitig beein flussen, da sie voneinander abgeschottet sind.In a further embodiment of the invention, it is advantageous that the closure device in its one end position in a position completely closing the line hold is. The locking device is located in this End position, this ensures that the exhaust gas flow of the active Cylinder bank and the inactive due to the piston function Air currents generated by the cylinder bank do not affect each other flow because they are isolated from each other.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Lösung ist schliesslich vorgesehen, dass die Verschlusseinrich tung in Abhängigkeit einer bestimmten Kenngrösse des Dreh zahl/Last-Kennfeldes verstellbar ist. Hierbei stehen im wesent lichen die Betriebspunkte wie Voll- oder Teillast der Brenn kraftmaschine im Vordergrund und bieten dadurch die Möglich keit, die Abgas- bzw. Luftströme mittels der Verschlusseinrich tung je nach Betriebspunkt am Zurückströmen in inaktive Teile der Abgasanlage zu hindern.According to a preferred embodiment of the inventive The solution is finally provided that the locking device depending on a certain parameter of the rotation number / load map is adjustable. Here are essentially the operating points such as full or partial load of the burner engine in the foreground and thus offer the possibility speed, the exhaust gas or air flows by means of the closure device Depending on the operating point, it flows back into inactive parts to prevent the exhaust system.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Verschlusseinrichtung mit einem Stellglied antriebs verbunden ist. Das Stellglied wird über ein Steuergerät akti viert, das ausgehend von festen Betriebspunkten und/oder über einen Regelkreis mit den notwendigen Daten versorgt wird, um die Verschlusseinrichtung in die erforderliche Stellung zu bringen.Of particular importance for the present invention is that the closure device is driven by an actuator connected is. The actuator is activated via a control unit Fourth, starting from fixed operating points and / or over a control loop is supplied with the necessary data the locking device in the required position bring.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Ausbildung und An ordnung ist es von Vorteil, dass die Verschlusseinrichtung in Abhängigkeit der in verschiedenen Betriebspunkten auftretenden Gasströme steuerbar ist, so dass auftretende Resonanzen durch das Trennen oder Überlagern der Gasströme vermieden werden. Vorteilhaft ist es ferner, dass die Verschlusseinrichtung bei Zylinderabschaltung bzw. Teillastbetrieb aktivierbar ist, um bei Bedarf nur die abgeschaltete Zylinderbank zu schliessen.In connection with the training and to the invention it is advantageous that the closure device in Dependency of those occurring in different operating points Gas flows can be controlled so that resonances occur the separation or superimposition of the gas flows can be avoided. It is also advantageous that the closure device at Cylinder deactivation or partial load operation can be activated in order if necessary, only close the deactivated cylinder bank.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Pa tentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Fi guren dargestellt. Es zeigt: Further advantages and details of the invention are in the Pa claims and explained in the description and in the Fi shown. It shows:

Fig. 1a eine vereinfachte Darstellung einer Ab gasanlage für eine Brennkraftmaschine, FIG. 1a is a simplified representation of a plant for gas from an internal combustion engine,

Fig. 1b eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ab gasanlage für eine Brennkraftmaschine, FIG. 1b is a simplified representation of a second embodiment of a plant for gas from an internal combustion engine,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Ab gasklappe. Fig. 2 is a simplified representation of a gas valve.

In Fig. 1a ist eine Abgasanlage 1 für eine zwölfzylindrige Brennkraftmaschine 15 vereinfacht dargestellt.In Fig. 1a, an exhaust system 1 for a twelve-cylinder internal combustion engine 15 is shown in simplified form.

Die Brennkraftmaschine 15 weist auf ihren gegenüberliegenden Seiten einen linken und rechten Abgasstrang 2, 3 auf. Jeder dieser Abgasstränge 2, 3 weist eine obere und eine untere Aus lassleitung 9, 10 auf, die ihrerseits je drei Auslasskanäle 8 bilden. Die drei Auslasskanäle 8 sind jeweils an eine der Aus lassleitungen 9, 10 angeschlossen, die drei Teilabschnitte 20, 21, 22 aufweisen. Des weiteren ist die Abgasanlage 1 mit einem Zusammenschluss 12 für die beiden Auslassleitungen 9, 10 sowie einem Zusammenschluss 5 für die beiden Abgasstränge 2, 3 verse hen.The internal combustion engine 15 has a left and right exhaust system 2 , 3 on its opposite sides. Each of these exhaust lines 2 , 3 has an upper and a lower outlet line 9 , 10 , which in turn each form three outlet channels 8 . The three outlet channels 8 are each connected to one of the outlet lines 9 , 10 , which have three sections 20 , 21 , 22 . Furthermore, the exhaust system 1 with a combination 12 for the two outlet lines 9 , 10 and a combination 5 for the two exhaust lines 2 , 3 verses hen.

Von zwei Zylinderreihen 13 ausgehend, erstreckt sich die Ab gasanlage 1 mit ihren beiden Abgassträngen 2, 3 symmetrisch zu den beiden Zylinderreihen 13.Starting from two rows of cylinders 13 , the gas system 1 extends with its two exhaust lines 2 , 3 symmetrically to the two rows of cylinders 13 .

Die beiden Auslassleitungen 9, 10 sind über den Zusammen schluss 12 mit einer Leitung 7 verbunden, die wiederum beide Abgasstränge 2, 3 in den Zusammenschluss 5 führt. Nach dem Zu sammenschluss 5 teilt sich die Abgasanlage 1 in zwei Stränge auf, wobei in jedem Strang ein Katalysator 11 und/oder in der Zeichnung nicht dargestellte Schalldämpfer angeordnet sind.The two outlet lines 9 , 10 are connected via the connection 12 to a line 7 , which in turn leads both exhaust lines 2 , 3 into the union 5 . After the closing 5 , the exhaust system 1 is divided into two strands, a catalyst 11 and / or a silencer (not shown in the drawing) being arranged in each strand.

Die Abgasanlage 1 weist eine erste Verschlusseinrichtung 4 auf, die als Abgasklappe ausgebildet ist. Die erste Verschlussein richtung 4 ist am Ende des rechten Abgasstrangs 3 in der Lei tung 7 angeordnet, d. h. nach dem Zusammenschluss 12 der oberen und unteren Auslassleitungen 9, 10 bzw. vor dem Zusammen schluss 5 des linken und rechten Abgasstrangs 2, 3.The exhaust system 1 has a first closure device 4 , which is designed as an exhaust flap. The first closure device 4 is arranged at the end of the right exhaust line 3 in the line 7 , ie after the combination 12 of the upper and lower exhaust lines 9 , 10 or before the combination 5 of the left and right exhaust lines 2 , 3 .

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1b ist eine Abgasanlage 1 dargestellt, die eine zweite Verschlusseinrich tung 6 aufweist. Die Verschlusseinrichtung 6 ist ebenfalls als Abgasklappe ausgebildet und am Anfang des dritten Teilstücks 22 der Auslassleitung 9 bzw. vor dem Zusammenschluss 12 der oberen und unteren Auslassleitung 9, 10 angeordnet.In a further exemplary embodiment according to FIG. 1 b, an exhaust system 1 is shown which has a second closure device 6 . The closure device 6 is also designed as an exhaust flap and is arranged at the beginning of the third section 22 of the outlet line 9 or before the connection 12 of the upper and lower outlet lines 9 , 10 .

In Fig. 2 ist die Abgasklappe 4 vereinfacht dargestellt, die als kreisrunde Scheibe ausgebildet sein kann und die in ihrer einen Endlagestellung an in der Leitung 7 vorgesehenen, nicht dargestellten Dichtelementen anliegt und dadurch vollständig schliesst. Die Abgasklappe 4 ist der rohrförmigen Leitung 7 an gepasst und wird über eine Achse 14 aufgenommen bzw. geführt, die über in der Leitung 7 vorgesehene, nicht dargestellte Lager aufgenommen ist.In FIG. 2, the exhaust flap 4 is shown in simplified form, which may be formed as a circular disk and rests in its one Endlagestellung to provided in the conduit 7, not shown sealing elements and thereby completely closes. The exhaust flap 4 is fitted to the tubular line 7 and is received or guided via an axis 14 which is received via bearings (not shown) provided in the line 7 .

Nach einem anderen in der Zeichnung nicht dargestellten Ausfüh rungsbeispiel kann die Abgasklappe 4 in Abhängigkeit einer Stellgrösse bzw. in Abhängigkeit der Lastveränderung gesteuert und somit in eine beliebige Stellung gebracht werden. Hierzu kann die Verschlusseinrichtung in einen Regelkreis eingebunden sein und so, entsprechend der Stellgrösse, über das Stellglied in die gewünschte Lage gebracht werden.According to another exemplary embodiment not shown in the drawing, the exhaust flap 4 can be controlled as a function of a manipulated variable or as a function of the load change and can thus be brought into any position. For this purpose, the closure device can be integrated into a control loop and, according to the manipulated variable, can be brought into the desired position via the actuator.

Claims

1. Exhaust system ( 1 ) for an internal combustion engine with at least two exhaust lines ( 2 , 3 ) and a device for closing at least one exhaust line ( 3 ), which has at least one first closure device ( 4 ), characterized in that at least the first closure device ( 4 ) in the right-hand exhaust line ( 3 ) between the exhaust ducts ( 8 ) of the internal combustion engine and a combination ( 5 ) of the left and right exhaust lines ( 2 , 3 ) of the exhaust system ( 1 ) is provided.

2. Exhaust system according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine has a plurality of outlet lines ( 9 , 10 ) which are connected together to a line ( 7 ), the first closure device ( 4 ) in this line ( 7 ) before the connection ( 5 ) of the two exhaust lines ( 2 , 3 ) is easily seen, to which a silencer system and / or a catalyst system ( 11 ) connects.

3. Exhaust system according to claim 1 or 2, characterized in that in addition to the first closure device ( 4 ), a second closure device ( 6 ) is provided, the device in the direction of flow in front of the line ( 7 ) and the union ( 12 ) of the upper and lower Outlet line ( 9 , 10 ) is arranged.

4. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the closure device ( 4 , 6 ) is held in its one end position in a position completely closing the line ( 7 ).

5. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the closure device ( 4 , 6 ) is adjustable depending on a certain parameter of the speed / load map.

6. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the closure device ( 4 , 6 ) is drive-connected to an actuator.

7. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the closure device ( 4 , 6 ) is controllable as a function of the gas flows occurring in different operating points.

8. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the closure device ( 4 ) can be activated in the case of cylinder deactivation or part-load operation, in order to close only the cylinder bank which is switched off if required.