DE19923099C1 - Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Abgasanlage für eine BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Diese Abgasanlage ist an einer Brennkraftmaschine vorgesehen, die mehrere Zylinder aufweist. In die Abgasanlage integriert sind ein Vorkatalysator und ein Hauptkatalysator. Der Vorkatalysator ist an eine Auslaßvorrichtung der Brennkraftmaschine angeschlossen, und zwar vermittels einer Leitungseinrichtung. DOLLAR A Damit einerseits ein schnelles Anspringen der Katalysatoren sichergestellt ist und andererseits hohe spezifische Leistungs- und Drehmomentwerte der Brennkraftmaschine realisierbar sind, umfaßt die Leitungseinrichtung zwischen Auslaßvorrichtung und Vorkatalysator Rohrleitungen, wobei jede Rohrleitung einen ersten Kanal aufweist, und der Abgasstrom in einem der Kanäle steuerbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise
mehrere Zylinder umfassend nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist eine Abgasanlage bekannt, DE 42 05 496 C1, die einen Hauptkatalysator und
einen Vorkatalysator aufweist. Der Vorkatalysator ist einer Auslaßvorrichtung bzw.
einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine unmittelbar nachgeschaltet, und die
Zusammenführung von Abgasstutzen einzelner Zylinder erfolgt direkt hinter dem
Vorkatalysator. Dieser Ausführung haftet der Nachteil an, daß die Zusammenführung
der Abgasstutzen nahe dem Zylinderkopf - kurze Rohrlänge - einer besonderen
Leistungs- und Drehmomentauslegung der Brennkraftmaschine, und zwar über einen
breiten Drehzahlbereich, entgegensteht.
Sinngemäß gilt dies auch für das Katalysator-System für eine Brennkraftmaschine
gemäß der EP 0 653 551 A2. Denn dort sind die Rohrstutzen einzelner Zylinder, die
an Vorkatalysatoren angeschlossen sind, ebenfalls relativ kurz ausgeführt.
Die DE 44 05 189 A1 befaßt sich mit einer Brennkraftmaschine, die mit einem Ventil
zur Gaswechselsteuerung versehen ist. Dieses Ventil ist in Abhängigkeit von
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zu- und abschaltbar ausgeführt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Abgasanlage mit Vorkatalysator und
Hauptkatalysator für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, durch die zum einen ein
rasches Anspringen der Katalysatoren sichergestellt und zum anderen die Auslegung
hoher spezifischer Leistungs- und Drehmomentwerte über einen definierten
Drehzahlbereich möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen
enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch
die steuerbaren Kanäle der Rohrleitungen ein schnelles Anspringen der Katalysatoren,
namentlich des Vorkatalysators nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine erzielt
wird, wodurch eine bedeutende Emissionsreduktion erzielt wird. Dank der Länge der
Rohrleitungen ist sichergestellt, daß die mit dieser Abgasanlage ausgestattete
Brennkraftmaschine bezüglich Leistung und Drehmoment in bemerkenswerter
Ausprägung optimiert ist; denn besagte Leitungen weisen dadurch eine den
Ladungswechsel unterstützende Konfiguration auf. Für die steuerbaren Kanäle der
Rohrleitungen eignen sich schaltbare Auslaßventile des Gaswechselsteuersystems der
Brennkraftmaschine. Eine andere Möglichkeit besteht darin, in den entsprechenden
steuerbaren Kanälen der Rohrleitungen Drosselklappen vorzusehen. Die Auslaßventile
bzw. die Drosselklappen werden in Abhängigkeit von Parametern der
Brennkraftmaschine angesteuert, was eine zielgerichtete Funktion gewährleistet. Auch
ist diese Abgasanlage mit ihren Kanäle aufweisenden Rohrleitungen mit vertretbarem
Aufwand realisierbar. Schließlich wird durch die besondere Zusammenführung der
Kanäle, namentlich der nicht schaltbaren erreicht, daß der Vorkatalysator gerade in
der Startphase innen beaufschlagt wird - Hot Spot Effect -, was die angestrebte
Funktion des besagten Katalysators günstig beeinflußt.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend
näher beschrieben ist.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht von oben auf ein Brennkraftmaschine mit der
erfindungsgemäßen Abgasanlage,
Fig. 2 eine Teilansicht der Fig. 1 mit einer anderen Ausführungsform,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Auslaßventils der Brennkraftmaschine,
Fig. 4 eine Schrägansicht von einem Teilbereich der Abgasanlage etwa in
Pfeilrichtung A der Fig. 1 und teilweise im Schnitt,
Fig. 5 eine Schrägansicht gemäß Fig. 2, jedoch etwa in Pfeilrichtung B.
Eine Abgasanlage 1 ist an einer Brennkraftmaschine 2 angebracht, die beiderseits
einer Mittellängsebene C-C gegenüberliegende Zylinderreihen 3, 4 aufweist, und zwar
in Boxerbauart.
Die Zylinderreihen 3, 4 umfassen Zylinder 5, 6, 7 bzw. 8, 9, 10 und nicht detailliert
dargestellte Auslaßvorrichtungen 11, 12 eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine,
von denen aus erste Leitungseinrichtungen 13, 14 zu Vorkatalysatoren 15, 16 - auch
Startkatalysatoren genannt - führen. Zweite Leitungseinrichtungen 17, 18 erstrecken
sich zwischen den Vorkatalysatoren 15, 16 und Hauptkatalysatoren 17', 18'; die
Hauptkatalysatoren 17', 18' sind den Vorkatalysatoren 15, 16 nachgeschaltet. Die
Abgasleitungen, die von den freien Seiten der Hauptkatalysatoren 17', 18' weggeführt
sind, sind mit Endschalldämpfern verbunden.
Pro Zylinder z. B. 5 sind zwei Einlaßventile 19, 20 und zwei Auslaßventile 21, 22
vorgesehen. Das Auslaßventil 21 wird zwangsläufig in Abhängigkeit einer Nockenwelle
23 geöffnet und geschlossen, wogegen das Auslaßventil 22 unter Vermittlung eines
Stößels 23 schaltbar ausgeführt d. h. besagtes Ventil kann ungeachtet von
Rotationsbewegungen der Nockenwelle in einer Schließstellung D verharren - Fig. 3 -.
Die bereits genannte DE 44 05 189 A1 beschreibt anschaulich den konstruktiven
Aufbau und die Wirkungsweise eines schaltbaren Ventils.
Jede erste Leitungseinrichtung beispielsweise 17 besitzt zwischen einem Zylinder z. B.
5 der Auslaßvorrichtung 11 und dem Vorkatalysator 15 eine Rohrleitung 26. Die
Rohrleitung 26 ist wenigstens mit einem ersten Kanal 27 und einem zweiten Kanal 28
versehen, die Querschnitte QI und QII beider Kanäle 27 und 28 sind im
Ausführungsbeispiel in etwa gleich groß ausgeführt. Die Rohrleitungen 26 sind über
einen wesentlichen Bereich ihrer Gesamtlänge GL getrennt ausgebildet, und münden
nahe dem Startkatalysator 15 in eine Leitungszusammenführung 29. Dabei ist die
Gesamtlänge GL der Rohrleitungen 26 - Fig. 1 - so bemessen, daß die den
Ladungswechsel des Gassystems der Brennkraftmaschine 2 unterstützende
Gasdynamik optimiert ist. Die Gesamtlänge GL der Rohrleitungen 26 beträgt zwischen
250 und 350 mm.
Der Gasstrom eines jeden zweiten Kanals 28 der Rohrleitung 26 ist steuerbar, d. h.
beim Start und in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ist der Gasstrom im
Kanal 28 gesperrt. Dies kann einerseits mit dem Auslaßventil 22 - Fig. 3 - bewerkstelligt
werden. Ein andere Möglichkeit besteht darin, in dem zweiten Kanal 28 eine
Drosselklappe 30 vorzusehen, die benachbart der Auslaßvorrichtung 11 der
Brennkraftmaschine 2 angeordnet ist. Die Drosselklappe 30 kann mittels geeigneter
Einrichtungen aus einer Schließstellung SST in eine Offenstellung OST oder umgekehrt
bewegt werden.
Die Leitungszusammenführung 29, die nach Art eines Deckels oder Schließteils
ausgeführt sein kann, ist dem Vorkatalysator 15 zugeordnet, in die die Rohrleitungen
26 bzw. die Kanäle 27, 28 der Zylinder 5, 6, 7 münden. Dabei sind die nicht
steuerbaren Kanäle 27, 27', 27" derart zusammengeführt, daß beim Start und in der
Warmlaufphase eine Innenseite 31 des Vorkatalysators 15 mit Abgasen beaufschlagt
wird. Die steuerbaren Kanäle 28, 28', 28" sind außerhalb der Kanäle 27, 27', 27" - Fig.
4 und 5 - an die Leitungsführung 29 herangeführt. Dadurch wird der Teilstrom der
zuletzt genannten Kanäle auf kürzestem Weg dem entsprechenden Hauptkatalysator
zugeführt.
Claims (9)
1. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise mehrere Zylinder
umfassend, mit einem Vorkatalysator und einem Hauptkatalysator, die einerseits
mittels einer ersten Leitungseinrichtung an eine Auslaßvorrichtung der
Brennkraftmaschine und andererseits mittels einer zweiten Leitungseinrichtung
untereinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Leitungseinrichtung (13, 14) zwischen der Auslaßvorrichtung (11, 12) eines jeden
Zylinders (5, 6, 7) und dem Vorkatalysator (15, 16) eine Rohrleitung (26) mit
wenigstens einem ersten Kanal (27) und einen zweiten Kanal (28) aufweist, wobei der
Abgasstrom in einem der Kanäle (z. B. 28) steuerbar ist.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (24)
von den jeweiligen Zylindern (5, 6, 7) bis zu ihrer Zusammenführung nahe dem
Vorkatalysator (15, 16) eine solche Länge aufweisen, daß die den Ladungswechsel der
Brennkraftmaschine (2) unterstützende Gasdynamik optimiert ist.
3. Abgasanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der
Rohrleitungen (24) zwischen 250 und 350 mm beträgt.
4. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine mit schaltbaren Ventilen zur
Gaswechselsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schaltbares
Auslaßventil (22) den Abgasstrom in einem der Kanäle (z. B. 26) steuert.
5. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart der
Auslaßvorrichtung (11, 12) in einem der Kanäle (26) eine Drosselklappe (30)
vorgesehen ist.
6. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (26)
zwischen Auslaßvorrichtung (11, 12) und Vorkatalysator (15) benachbart dem
besagten Vorkatalysator (15) in eine Leitungszusammenführung (29) münden.
7. Abgasanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüch dadurch
gekennzeichnet, daß die nicht schaltbaren Kanäle (27) der Rohrleitungen (26) derart
geführt sind, daß zumindest in der Startphase der Brennkraftmaschine (2) eine
Innenseite (29) des Vorkatalysators (15, 16) mit Abgasen beaufschlagt wird.
8. Abgasanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die schaltbaren Kanäle (28) außerhalb der nicht schaltbaren
Kanäle (27) an die Leitungszusammenführung (29) angeschlossen sind.
9. Abgasanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitungszusammenführung (29) nach Art eines Deckels oder Schließteils an den
Vorkatalysator (15, 16) herangeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19923099A DE19923099C1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19923099A DE19923099C1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19923099C1 true DE19923099C1 (de) | 2000-10-26 |
Family
ID=7908587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19923099A Expired - Fee Related DE19923099C1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19923099C1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4205496C1 (de) * | 1992-02-22 | 1993-01-28 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
EP0653551A2 (de) * | 1993-11-16 | 1995-05-17 | Tickford Limited | Katalysatorsystem für Brennkraftmaschinen |
DE4405189A1 (de) * | 1994-02-18 | 1995-08-24 | Porsche Ag | Stößel für ein schaltbares Ventil einer Brennkraftmaschine |
-
1999
- 1999-05-20 DE DE19923099A patent/DE19923099C1/de not_active Expired - Fee Related
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