DE2452556A1

DE2452556A1 - IC engine exhaust after-burner - has exhaust pipes from different cylinder pair arranged to have wall in common

Info

Publication number: DE2452556A1
Application number: DE19742452556
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Scholz
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1976-05-13

Abstract

The arrangement is intended for purification of engine exhaust gases by after-burning, possibly with the addition of fresh air, and is of the type wherein each pair of cylinders has an exhaust manifold leading into an exhaust pipe. Two such exhaust pipes have a common wall. A common heat insulation may be provided around each pair of exhaust pipes. Two exhaust pipes may be concentrically arranged whereby the inner pipe is supported by leaf springs inside the outer pipe. This support may alternatively be by spring rings, or by a U-section spacer ring having its ends welded to the inner and outer pipe respectively and being provided with orifices.

Description

Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen durch Nachverbrennung, - gegebenenfalls unter Zufuhr von Frischluft, in die aus dem Zylinder ausströmenden Abgase - wobei die Abgasströme aus je zwei Zylindern durch einen Abgaskrümmer in je ein Vorrohr geleitet werden.Device for detoxifying the exhaust gases of internal combustion engines The invention relates to a device for detoxifying the exhaust gases of internal combustion engines in motor vehicles through post-combustion, - if necessary with the supply of fresh air, into the exhaust gases flowing out of the cylinder - whereby the exhaust gas flows from two Cylinders are passed through an exhaust manifold into a front pipe each.

Eine solche Maschine ergibt zwar eine gute Leistung, hat aber verglichen mit einer Maschine mit nur einem für vier Zylinder gemeinsamen Vorrohr eine geringfügig schlechtere Entgiftung der Abgase. Die Anlage mit dem einen Vorrohr vermindert die Leistung der Brennkraftmaschinen erheblich. Um unverbrannte Bestandteile der Abgase nachzuverbrennen, ist es bekannt, die Auspufftemperaturen durch einen späten Zündzeitpunkt möglichst hoch zu halten. Dabei ergibt sich aber Kraftstoffmehrverbrauch.Such a machine performs well, but has compared with a machine with only one pre-pipe common to four cylinders worse detoxification of the exhaust gases. The system with one front pipe reduces the Performance of the internal combustion engines considerably. About unburned components of the exhaust gases afterburning, it is known to reduce the exhaust temperatures by a late ignition point as high as possible. However, this results in increased fuel consumption.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei guter Leistung der Maschine mit geringem Aufwand und ohne Kraftstoffmehrverbrauch eine intensive Nachverbrennung der Abgase in den Vorrohren und damit eine Verringerung der giftigen Bestandteile im Abgas zu schaffen.The object of the invention is, when the machine performs well intensive afterburning with little effort and without additional fuel consumption of the exhaust gases in the upstream pipes and thus a reduction in the toxic components to create in the exhaust gas.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß je zwei Vorrohre eine gemeinsame Wand haben. Das Abgas in den beiden Vorrohren kann dann an der gemeinsamen Wand keine bzw. nur sehr wenig Wärme an die Außenluft abführen. Es bleibt somit für die Nachverbrennung eine besonders heiße und damit die Nachverbrennung unterstützende weit ausgedehnte Zone als Reaktionsflache in den Vorrohren.The solution according to the invention is that each two front pipes one have a common wall. The exhaust gas in the two front pipes can then be sent to the common Wall dissipate very little or no heat to the outside air. So it remains a particularly hot one for the afterburning and thus supporting the afterburning extensive zone as a reaction surface in the pre-pipes.

Durch eine gemeinsame wärmeisolierende Umhüllung für je ein Paar von orrohren kann das bieiten von Wärme noch verringert und so eine abkühlung der Vorrohre vermindert werden.With a common heat-insulating cover for each pair of Pipes can reduce the supply of heat and thus cool the downpipes be reduced.

Damit sind weitere Möglichkeiten geschaffen, im Motor nicht verbrannte Bestandteile an einer heißen Wand zur Zündung und Nachverbrennung zu bringen Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindung können je zwei Vorrohre gleichmittig angeordnet seine Die Wärmeabstrahlung ist durch bessere Wärmeisolation und kleinere Rohroberfläche besonders gering Zum Ausgleich der unterschiedlichen Ausdehnung zwischen dem inneren und äußeren Vorrohr kann das Ende des inneren Vorrohres mit Zungenfedern oder mit Ringfedern im äußeren Vorrohr abgestützt sein.This creates further possibilities that are not burned in the engine Bringing constituents to ignition and afterburning on a hot wall A particularly advantageous embodiment of the invention can have two front pipes its equidistant The heat radiation is due to better heat insulation and smaller pipe surface particularly small To compensate for the different Expansion between the inner and outer front pipe can be the end of the inner front pipe be supported with tongue springs or with ring springs in the outer front tube.

Schließlich kann auch das freie Ende des inneren Vorrohres mit einem U-förmig profilierten Distanzring im äußeren Vorrohr abgestützt, die beiden kreisringförmigen Ränder des Distanzringes am inneren bzw. äußeren Vorrohr angeschweißt und im Distanzring Durchlaßöffnungen angeordnet sein. Vor dem Distanzring kann ein elastisches Glied im äußeren Vorrohr angeordnet sein.Finally, the free end of the inner front pipe can also be equipped with a U-shaped profiled spacer ring supported in the outer front pipe, the two circular ring-shaped Edges of the spacer ring welded to the inner or outer front pipe and through openings can be arranged in the spacer ring. In front of the spacer ring can be a elastic member be arranged in the outer front tube.

So wird die Längenausdehnung bei Erhitzung entweder allein von dem Distanzring zwischen den beiden Vorrohren oder bei zusätzlicher Anwendung eines elastischen Gliedes am äußeren Vorrohr vom Distanzring und vom elastischen Glied aufgenommen.So the linear expansion when heated is either solely from the Spacer ring between the two pre-pipes or, if additionally used, one elastic member on the outer front tube of the spacer ring and the elastic member recorded.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung.The drawings show exemplary embodiments of the invention in schematic form Depiction.

Fig. 1 eine Vorrichtung, bei der zwei Vorrohre eine gemeinsame Wand haben, Fig. 2 einen Schnitt II-II aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine Vorrichtung mit gleichmittig angeordneten Rohren, Fig. 4 einen Schnitt IV-IV aus Fig. 3, Fig. 5 eine Vorrichtung mit einer Lagerung der Enden der Vorrohre geschnitten dargestellt, Fig. 6 einen Schnitt VI-VI durch Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsmöglichkeit für die Lagerung der Enden der Vorrohre, Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII aus Fig. 7 und Fig. 9 eine abgeänderte Ausführung der Möglichkeit nach Fig. 7, Fig. 10 eine andere Vorrichtung mit einer Lagerung der Enden der Vorrohre im Schnitt, Fig. 11 einen Schnitt XI-XI aus Fig. 10.Fig. 1 shows a device in which two front pipes have a common wall 2 shows a section II-II from FIG. 1 on an enlarged scale, FIG. 3 shows a Device with tubes arranged in the same center, FIG. 4 shows a section IV-IV Fig. 3, Fig. 5, a device with a storage of the ends of the pre-pipes cut 6 shows a section VI-VI through FIG. 5, FIG. 7 shows a section through another embodiment for the storage of the ends of the front pipes, Fig. 8 shows a section VIII-VIII from FIG. 7 and FIG. 9 shows a modified embodiment of the Possibility according to Fig. 7, Fig. 10 shows another device with a Storage of the ends of the front pipes in section, FIG. 11 a section XI-XI from FIG. 10.

An den Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine ist der Abgaskrümmer 2 angeschlossen. Die Leitungen 3 und 4 des ersten und des vierten Zylinders münden über den Flansch 5 in das Vorrohr 6 und die Leitungen 7 und 8 des zweiten und dritten Zylinders in das Vorrohr 9. Damit ergibt sich eine gute Leistung der Maschine, da das Druckwellensystem phasenverschobener Abgasströme erhalten bleibt. Die zwei Vorrohre 6 und 9 haben eine gemeinsame Wand 10, die bis zum Ende der Vorrohre eine ausgedehnte, heiße, für die Nachverbrennung günstige Zone bildet.The exhaust manifold is on the cylinder head 1 of the internal combustion engine 2 connected. Lines 3 and 4 of the first and fourth cylinders open via the flange 5 into the front pipe 6 and the lines 7 and 8 of the second and third Cylinder in the front pipe 9. This results in a good performance of the machine, there the pressure wave system of phase-shifted exhaust gas flows is preserved. The two front pipes 6 and 9 have a common wall 10, which has an extensive, forms a hot zone that is favorable for post-combustion.

An die Enden der Vorrohre 6 und 9 schließt ein Zwischenrohr (nicht dargestellt) mit einer üblichen Auspuffanlage an. Die Vorrohre 6 und 9 können von einer gemeinsamen wärmeisolierenden Umhüllung 11 umgeben sein.An intermediate pipe (not shown) with a standard exhaust system. The front pipes 6 and 9 can of be surrounded by a common heat-insulating sheath 11.

In dem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 3) münden ebenfalls im Abgaskrümmer 14 die Leitungen 12 und 13 des ersten und vierten Zylinders in das eine Vorrohr 15 und die Leitungen 16 und 17 in das andere Vorrohr 18. Die beiden Vorrohre 15 und 18 sind gleichmittig angeordnet. Der Rohrflansch 19 trägt das innere Vorrohr 15 und über ein Verbindungsstück 20 das äußere Vorrohr 18.In the other embodiment (Fig. 3) also open into the exhaust manifold 14 the lines 12 and 13 of the first and fourth cylinders in the one front pipe 15 and the lines 16 and 17 in the other upstream pipe 18. The two upstream pipes 15 and 18 are arranged equidistant. The pipe flange 19 carries the inner front pipe 15 and via a connector 20 the outer Front pipe 18.

Das freie Ende des Vorrohres 15 kann durch Zungenfedern 21 oder Ringfedern 22 im Vorrohr 18 abgestützt sein und so Längenunterschiede ausgleichen, die durch die ungleichförmige Erwärmung entstehen.The free end of the front tube 15 can be provided with tongue springs 21 or ring springs 22 be supported in the front pipe 18 and so compensate for differences in length caused by the uneven heating arise.

Die Klemmung des Vorrohres 15 erfolgt über einen oder zwei Federbügel 23 der Zungenfeder 21 bzw. 23. Die Ringfeder 22 kann mit dem Vorrohr 18 verschraubt oder auf dessen Innenseite aufgepunktet sein. Die Berührungsflächen der Ringfedern 22 haben die Kontur der Krümmungsradien der Vorrohre 18 bzw. 15.The front tube 15 is clamped by means of one or two spring clips 23 of the tongue spring 21 or 23. The ring spring 22 can be screwed to the front tube 18 or be dotted on the inside. The contact surfaces of the ring springs 22 have the contour of the radii of curvature of the front pipes 18 and 15, respectively.

Die Berührungsfläche des Vorrohres 15 ist oberflächengehärtet. Jedes Vorrohr 15 wird von mindestens drei Zungenfedern 21, 23 getragen. Statt Zungenfedern können auch Ringfedern 22 angeordnet und oval oder kreisrund ausgeführt sein. Die Ringfeder 22 wird an der Innenseite des Vorrohres 18 entweder mit einer Schraube oder durch Punktschweißung befestigt.The contact surface of the front pipe 15 is surface-hardened. Each Front pipe 15 is supported by at least three tongue springs 21, 23. Instead of tongue springs Ring springs 22 can also be arranged and made oval or circular. the Ring spring 22 is attached to the inside of the front tube 18 either with a screw or attached by spot welding.

Die Berührfläche soll die Kontur des Krümmungsradius vom Vorrohr 18 aufweisen. Dasselbe gilt für die Berührfläche am Vorrohr 15. Diese nimmt die Relativbewegung zwischen Ringfeder 22 und Innenrohr 15 auf, und sollte daher oberflächengehärtet werden.The contact surface should be the contour of the radius of curvature of the front pipe 18 exhibit. The same applies to the contact surface on the front pipe 15. This takes the relative movement between the ring spring 22 and the inner tube 15, and should therefore be surface-hardened will.

Es kann auch (Fig. 11) das freie Ende 24 des inneren Vorrohres 15 mit einem U-förmig profilierten Distanzring 25 im äußeren Vorrohr 26 abgestützt sein. Die beiden kreisringförmigen Ränder 26, 27 des Distanzringes 25 sind dann am inneren 15 bzw. äußeren 26 Vorrohr angeschweißt. Im Distanzring 25 sind Durchlaßöffnungen 29, 30 für das ausströmende Gas angeordnet. Die Stege 31, 32 zwischen den Durchlaßöffnungen verbiegen sich bei Temperaturunterschieden zwischen dem inneren Vorrohr 15 und dem äußeren Vorrohr 26 geringfügig und gleichen somit die Längenänderungen aus. Vor dem Distanzring 25 kann auch ein elastisches Glied 28 im äußeren Vorrohr 26 angeordnet sein. Das elastische Glied 28 kann aus einem oder mehreren Ringen 33 mit halbkreisförmigen Querschnitt bestehen. Die Längenänderungen werden so durch geringfügige Verformungen der Ringe 33 zusätzlich aufgenommen.The free end 24 of the inner front tube 15 can also (FIG. 11) supported by a U-shaped spacer ring 25 in the outer front pipe 26 be. The two circular edges 26, 27 of the spacer ring 25 are then welded to the inner 15 or outer 26 front pipe. In the spacer ring 25 are passage openings 29, 30 arranged for the outflowing gas. The webs 31, 32 between the passage openings bend with temperature differences between the inner tube 15 and the outer front tube 26 slightly and thus compensate for the changes in length. before In addition to the spacer ring 25, an elastic member 28 can also be arranged in the outer front tube 26 be. The elastic member 28 can consist of one or more rings 33 with semicircular Cross-section exist. The changes in length are caused by slight deformations the rings 33 were also added.

Claims

(1. '. Device for detoxifying the exhaust gases of internal combustion engines in motor vehicles through post-combustion, - possibly with the supply of fresh air into the exhaust gases flowing out of the cylinder - whereby the exhaust gas flows from two Cylinders are passed through an exhaust manifold into a front pipe each, characterized in that that two front pipes (6, 9 and 15, 18) have a common wall (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that a common, heat-insulating cover (11) for a pair of front pipes (6, 9 and 15, 18) is arranged.

3. Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that that two front pipes (15, 18) are arranged equidistant.

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the free end of the inner front tube (15) with tongue springs (21) is supported in the outer front pipe (18).

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the free end of the inner front tube (15) with annular springs (22) is supported in the outer front pipe (18).

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the free end (24) of the inner front tube (15) with a U-shaped profiled spacer ring (25) is supported in the outer front tube (26), which two circular edges (26, 27) of the spacer ring (25) on the inner (15) or outer front pipe (26) are welded and in the spacer ring (25) passage openings (29, 30, 31, 32) are arranged.

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in front of the spacer ring (25) an elastic member (28) is arranged in the outer front pipe (26).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the elastic Member (28) consists of at least one ring (33) with a semicircular profile.