DE2521494B2 - Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Teilen des Abgases an die Ansaugöffnung der Rrennkraftmaschine geleitet werden, wo sie einer
nochmaligen Verbrennung unterzogen werden können.
Aus der US-PS 34 12 722 ist eine ähnlich ausgebildete Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei der in der Auspuffleitung zwischen der Brennkraftmaschine und einer Reinigungseinrichtung
ein Schalldämpfer vorgesehen ist, der über mehrere parallele Leitungen mit einer weiteren
Reinigungseinrichtung verbunden ist, die wiederum direkt mit der Ansaugseite bzw. dem Vergaser der
Brennkraftmaschine verbunden ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird also ein Teil der ungereinigten
Abgase über eine zusätzliche Reinigungseinrichtung, die im wesentlichen jedoch nur ein Filtermaterial enthält, an
die Ansaugseite der Brennkraftmaschine zurückgegeben, jedoch nur, um den Reaktionsdruck der eigentlichen
Reinigungseinrichtung für die Abgase zumindest teilweise auszugleichen.
Aus der DE-OS 15 76 748 ist schließlich eine Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine
bekannt, die in einem Reinigungszylinder eine am weitesten stromauf liegende erste Kammer zur
Vorbehandlung der zu reinigenden Abgase und eine Vielzahl von stromab folgenden weiteren Kammern
aufweist, in der diese vorbehandelten Abgase durch Anwendung von adiabatischer Entspannung und Kondensation
weiterbehandelt und gereinigt werden, wobei die in den Abgasen enthaltenen Feststoff- und
Flüssigkeitsteilchen mit Hilfe von einem geeigneten Filtermaterial zurückgehalten und an eine Sammeleinrichtung
abgeführt werden können.
Aus der FR-PS 21 31 455 ist eine Vorrichtung zum Dämpfen des Schalls der Abgase von Druckgas-Kraftmaschinen
bekannt, die mit einem federbelasteten Rückschlagventil öffnungen einer Kammer verschließt,
wenn die in die Kammer eingeleiteten Abgase der Druckgasmaschine einen bestimmten Grenzwert nicht
überschreiten. Wird dagegen der Grenzwert durch die Abgase der Druckgasmaschine überschritten, so öffnet
das Rückschlagventil und gibt eine weitere Kammer für die Abgase frei, aus der diese über zusätzliche
öffnungen nach außen austreten können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in
Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Abgasströmung, d. h. in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl
der Brennkraftmaschine, selbsttätig eine optimale adiabatische Entspannung der zu reinigenden Abgase
stattfindet
Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der neuen Vorrichtung ist die Einrichtung zur adiabatischen Entspannung so ausgebildet, daß in
Abhängigkeit von der Größe der Abgasströmung, also in Abhängigkeit des Abgasdruckes, gegebenenfalls auch
in zusätzlicher Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases, der für die jeweilige adiabatische Entspannung
wirksame Gesamtöffnungsquerschnitt der Drosselöffnungen in Trennwänden für das zu reinigende Abgas
automatisch geändert wird. Dadurch wird sichergestellt, daß unabhängig von der jeweiligen Drehzahl der
Brennkraftmaschine, also unabhängig von der Größe der jeweils herrschenden Abgasströmung, alle nachfolgenden
Reinigungskammern in dem Reinigungszylinder gleichermaßen an der Reinigung der vorbehandelten
Abgase teilnehmen, wobei diese Abgase je nach der herrschenden Abgassirömung bereits optimal adiabatisch
entspannt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben.
Der Abgasreiniger hat einen mittig von einem Kühlluftrohr 12 durchsetzten, im wesentlichen zylindrischen
Reinigungszylinder 11 mit einem Einlaßbereich 14. An diesen schließt sich ein im wesentlichen
zylindrischer Anschlußraum 25 an. Dieser ist koaxial mit
ίο dem Reinigungszylinder 11 und dem Kühlluftrohr 12
angeordnet und wird von einem am Mantel des Reinigungszylinders 11 befestigten stationären Teil 26
und einem etwa die innere Hälfte des Teils 26 umgebenden, in Längsrichtung verschieblich auf diesem
geführten beweglichen Teil 27 umschlossen. Einlaßbereich 14 und Anschlußraum 25 bilden für das Abgas eine
erste Kammer.
An seinem zuströmseitigen Ende hat das bewegliche Teil 27 einen Flansch 28, an welchem in gleichen
Umfangsabständen mehrere Zugstangen 55' jeweils mit einem Ende 30 befestigt sind. Die Zugstangen stehen
entgegen der Strömungsrichtung am Flansch 28 vor und durchsetzen die Stirnwandung des Reinigungszylinders
11. Die aus diesem hervorstehenden Endstücke der Zugstangen 55' tragen jeweils eine Druckfeder 33,
welche sich mit einem Ende an der Stirnwand des Reinigungszylinders Hl und mit dem anderen an einer
mittels einer Mutter 31 auf der betreffenden Zugstange befestigten Scheibe 32 abstützt und das bewegliche Teil
i« 27 in Richtung auf die Stirnwandung des Reinigungszylinders
11 belastet.
Das feststehende und das bewegliche Teil 26 bzw. 27 haben jeweils einen zylindrischen Teil 34 bzw. 35 und am
abströmseitigen Ende desselben einen sich quer erstreckenden Stirnteil 36 bzw. 37. Die zylindrischen
Teile 34, 35 und die Stirnteile 36, 37 sind jeweils von mehreren Drosselöffnungen 38, 39 bzw. 40, 41
durchsetzt. Die Drosselöffnungen 40 und 41 in den Stirnteilen 36 bzw. 37 fluchten miteinander, wobei
to jedoch die Drosselöffnungen 40 in dem Stirnteil 36 des
feststehenden Teils 26 wesentlich größer sind als die Drosselöffnungen 41 in dem Stirnteil 37 des beweglichen
Teils 27. In die erste Kammer 14,25 einströmende Abgase beaufschlagen daher den Stirnteil 37 des
beweglichen Teils 27 und versuchen, diesen in Strömungsrichtung zu verschieben. Die Federkonstante
der Schraubenfedern 33 ist so gewäh't, daß das bewegliche Teil 27 bei bestimmten Drücken der Abgase
jeweils um ein bestimmtes Stück verschoben wird. Die
so Drosselöffnungen 38 im zylindrischen Teil 34 des feststehenden Teils 26 haben die gleiche Form wie die
Drosselöffnungen 39 im Teil 35 des beweglichen Teils 27. In der gezeigten, einem niedrigen Abgasdruck
entsprechenden Stellung des beweglichen Teils 27 sind die einander entsprechenden Drosselöffnungen der
beiden zylindrischen Teile zwar in Längsrichtung derselben aufeinander ausgerichtet, fluchten jedoch
nicht miteinander. Bei einem Anstieg des Abgasdruckes wird das bewegliche Teil 27 in Strömungsrichtung, d. h.
ho also nach rechts verschoben, so daß seine Drosselöffnungen
39 in Deckung mit den Drosselöffnungen 38 des feststehenden Teils 26 kommen. Damit ändert sich also
der Öffnungsquerschnitt der Drosselöffnungen 38,39 in Abhängigkeit vom Druck der in die erste Kammer
ι j einströmenden Abgase. Zusätzlich kann eine perforierte
Wandung 42 am Ende der zweiten Kammer speziell für die adiabatische Entspannung bei hohem Druck
ausgebildet sein. Stromabwärts der perforierten Wan-
dung 42 enthält der Reinigungszylinder 11 zwei Filterkammern 43, 44, die mit einem Filtermaterial 20
gefüllt sind. Eine an der Unterseite des Reinigungszylinders 11 angesetzte Sammelkammer 22 für flüssige
Bestandteile der Abgase steht über eine Reihe von Ausflußöffnungen H mit den Filterkammern 43, 44 in
Verbindung und weist eine Abflußleitung 23 auf.
In dem Abgasreiniger kann das bewegliche Teil 27 für die adiabatische Entspannung auch in Abhängigkeit zur
Temperatur des Abgases verschoben werden. Die Einrichtung zum Verstellen des beweglichen Teils 27 in
Abhängigkeit von der Abgastemperatur weist Schubstangen 55 auf, deren eines Ende an dem beweglichen
Teil 27 befestigt ist. Die Schubstangen erstrecken sich vom beweglichen Teil 27 durch das stationäre Teil 26
und die Stirnseite des Reinigungszylinders 11 nach außen und enden an einem Kolben 56, der in einem
ιυ
Zylinder 57 gelagert ist, der mit dem Reinigungszylinder 11 verbunden ist. Der Zylinder 57 ist mit einer einen
wärmeempfindlichen Dehnstoff enthaltenden Kammer 58 über eine Leitung 59 verbunden. Die Kammer 58
umgibt die Abgasleitung 5 oder steht auf andere Weise mit ihr in Verbindung, so daß eine Temperaturerhöhung
des in der Abgasleitung 5 befindlichen Abgases zu einer Volumenexpansion des Dehnstoffs in der Kammer 58
führt. Der expandierende Dehnstoff fließt über die Leitung 59 in den Zylinder 57 und verschiebt das
bewegliche Teil 27 stromabwärts, indem der Kolben 56 gegen die Kraft einer Feder bewegt wird. Wenn also die
Temperatur des Abgases zunimmt, wird das bewegliche Teil 27 derart verschoben, daß der Gesamtquerschnitt
der Drosselöffnungen in der Einrichtung für die adiabatische Entspannung in Abhängigkeit von der
Temperatur verändert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine mit einem Reinigungszylinder,
in dem sich eine erste Kammer zum Vorbehandeln r>
der Abgase an dem stromauf liegenden Ende des Reinigungszylinders befindet, einer mit dem Inneren
der ersten Kammer in Verbindung stehenden Auspuffleitung, einer zweiten Kammer in dem
Reinigungszylinder zur adiabatischen Entspannung der in der ersten Kammer vorbehandelten Abgase,
wobei die zweite Kammer unmittelbar stromab von der ersten Kammer angeordnet ist, mit einer
Drosseleinrichtung mit einer Anzahl von Drosselöffnungen, die in dem Reinigungszylinder zwischen der
ersten Kammer und der zweiten Kammer quer zum Strömungsweg der Abgase angeordnet ist, einer
Einrichtung in dem Reinigungszylinder zum Zurückhalten von Tröpfchen, die infolge der Entspannung
der Abgase auskondensieren und mit einem Auslaß des Reinigungszylinders zum Abgeben des behandelten
Abgases an dem am weitesten stromab liegenden Ende des Reinigungszylinders, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (26, 27) einen ihren stationären, die Drosselöffnungen
aufweisenden Teil (26) bedeckenden beweglichen Teil (27) aufweist, der im Reinigungszylinder
(11) in dessen Längsrichtung bewegbar ist, wobei der stationäre und der bewegliche Teil (26, 27) jeweils
einen zylindrischen Teil (34, 35) und einen sich am stromabwärtigen Ende des zylindrischen Teils über
diesen quer erstreckenden Stirnteil (36, 37) aufweisen, die Stirnteile (36, 37) eine Vielzahl von
Drosselöffnungen (40, 41) enthalten, wobei die Drosselöffnungen (40) im Stirnteil (36) des stationären
Teils (26) größer als die Drosselöffnungen (41) in dem Stirnteil (37) des beweglichen Teils (27) sind,
und die zylindrischen Teile (34,35) Drosselöffnungen (38, 39) gleicher Größe haben, so daß während des
Betriebs der bewegliche Teil (27) nach Maßgabe des -»u
auf ihn wirkenden Abgasdrucks verschiebbar ist, wodurch das Maß der Überlappung der Öffnungen
(38,39) in den zylindrischen Teilen (34,35) und damit
der Gesamtquerschnitt der für das Abgas zu seiner adiabatischen Entspannung wirksamen Öffnungen in
Abhängigkeit vom jeweiligen Druck der Abgase gebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Federelemente (Druckfedern 33), die mit
ihrem einen Ende sich an dem Reinigungszylinder so (11) und mit ihrem anderen Ende an dem
beweglichen Teil (27) abstützen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine von der Temperatur der dem
Reinigungszylinder (11) zugeführten Abgase gesteuerte weitere Einrichtung (56 bis 59) zum
Verschieben des beweglichen Teils (27) in zusätzlicher Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung (56 bis 59) eine m>
die Abgasleitung (5) umgebende, ein Strömungsmittel enthaltende Kammer (58) und einen mit ihr
verbundenen, einen Kolben (56) enthaltenden Zylinder (57) aufweist, dessen Kolbenstange sich
vom Zylinder (57) bis zum beweglichen Teil (27) ''>
erstreckt und mit diesem verbunden ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine mit
einem Reinigungszylinder, in dem sich eine erste Kammer zum Vorbehandeln der Abgase an dem
stromauf liegenden Ende des Reinigungszylinders befindet, einer mit dem Inneren der ersten Kammer in
Verbindung stehenden Auspuffleitung, einer zweiten Kammer in dem Reinigungszylinder zur adiabatischen
Entspannung der in der ersten Kammer vorbehandelten Abgase, wobei die zweite Kammer unmittelbar stromab
von der ersten Kammer angeordnet ist, mit einer Drosseleinrichtung mit einer Anzahl von Drosselöffnungen,
die in dem Reinigungszylinder zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer quer zum Strömungsweg
der Abgase angeordnet ist, einer Einrichtung in dem Reinigungszylinder zum Zurückhalten von
Tröpfchen, die infolge der Entspannung der Abgase auskondensieren und mit einem Auslaß des Reinigungszylinders zum Abgeben des behandelten Abgases an
dem am weitesten stromab liegenden Ende des Reinigungszylinders.
Aus der DE-OS 23 42 237 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgas bekannt, die innerhalb eines
Reinigungszylinders an seinem am weitesten stromauf Hegenden Ende eine erste Kammer zum Vorbehandeln
der zu reinigenden Abgase aufweist. Stromabwärts folgt dieser Kammer eine zweite Kammer zur adiabatischen
Entspannung der vorbehandelten Abgase. Zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer sowie auch
zwischen dieser und stromabwärts folgenden weiteren Kammern sind jeweils Drosseleinrichtungen zur adiabatischen
Entspannung vorgesehen, die aus Querwandungen des Reinigungszylinders mit einer Anzahl von
Drosselöffnungen gebildet sind. Die Drosselöffnungen in den einzelnen Querwandungen sind dabei hinsichtlich
ihrer Größe und Anzahl so dimensioniert, daß die am weitesten stromab liegenden Querwandungen Drosselöffnungen
mit immer kleinerem Öffnungsquerschnitt und eventuell auch niedrigerer Anzahl aufweisen.
Dadurch wird erreicht, daß bei einer relativ geringen Abgasströmung, d. h. bei einer niedrigen Drehzahl der
Brennkraftmaschine, hauptsächlich nur die hinteren wärmeundurchlässigen Querwände zu einer adiabatischen
Entspannung führen, während bei zunehmender Abgasströmung auch weiter vorn liegende wärmeundurchlässige
Querwände zu einer nennenswerten adiabatischen Entspannung beitragen, so daß bei
größtmöglicher Abgasströmung alle wärmeundurchlässigen Querwände zur adiabatischen Entspannung
beitragen.
Aus der US-PS 27 92 909 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei der die Abgase in einen Reinigungszylinder eingeleitet werden, in dem eine an ihrer Mantelfläche
mit Öffnungen versehene zylindrische Trommel rotiert, die in ihrem Inneren mit einem Filtermaterial zum
Zurückhalten von Feststoff- und Flüssigkeitsteilchen versehen ist. Die durch die Öffnungen der Mantelfläche
der sich drehenden Trommel hindurchströmenden und bereits behandelten Abgase werden über eine Abgasöffnung
abgeführt. Die in der Reinigungseinrichtung zurückgehaltenen Feststoff- und Flüssigkeitsteilchen
gelangen durch die Drehung der Trommel an die Innenmantelfläche des Reinigungszylinders, an der sie
nach unten auf den Boden des Reinigungszylinders abfließen. Der Boden des Reinigungszylinders ist mit
einer weiteren Leitung verbunden, durch die hindurch die Feststoff- und Flüssigkeitsteilchen zusammen mit
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