DE2521494C3 - Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Teilen des Abgases an die Ansaugöffnung der Brennkraftmaschine 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 Reinigung·, zylinder 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 Rucks -hlagventil öffnungen einer Kammer verschließt, wenn die in die Kammer eingeleiteten Abgase der Dme! gasmaschine 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 Abhängigke.i 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 eriindungsgemäß 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 herrschsnden Abgasströmung, alle nachfolgenden Reinigungskammern in dem Reinigungszylinder gleichermaßen an der Reinigung der vorbehandelten Abgase teilnehmen, wobei diese Abgase je nach der herrschenden Abgasströmung bereits optimal adiabatisch entspannt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben.

Der Abgasreiniger hat einen mittig vom 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 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 Zugstanp~n 55' jeweils mit einem Ende 30 befestigt sind. Die Zugstangen stehen entgegen der Strömungsrichtung am Flansch 28 vor und durchsetzen die Stirnwandung des ileinigungszylinders 11. Die aus diesem hervorstehenden Endstück? der Zugstanpen 55' tragen jeweils eine Druckfeder 33, weiche sich mit einem Ende an der Stirnwand des Reinigungszylinders 11 und mit dem anderen an einer mittels einer Mutter 31 auf der betreffenden Zugstange befestigten Scheibe 32 abstützt und das bewegliche Teil 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

S5 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 jedoch die Drosselöffnungen 40 in dem Stirnteil 36 des festr'ehenden 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 Stirntei! 37 des

(5 beweglichen Teils 27 und versuchen, diesen in Strömungsrichtung zu verschieben. Die Federkonstante der Schraubenfedern 33 ist so gewählt, daß das bewegliche Teil 27 bei bestimmten Drücken der Abgase jeweils um ein bestimmtes Stück verschoben wird. Die

w 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

5¹S 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 beweglicl j Teil 27 in Strömungsrichiung. d. h.

mi also nach rpchts verschoben, so daß seine Drosselöffnungen 39 in Deckung mit den Drosselöffnungen 38 des feststehenden Teils 26 kommen. Damit är/dert sich also der Öffnungsquerschnitt der Drosselöffnungen 38,39 in Abhängigkeit vom Druck der in die erste Kammer

hi einströmenden Abguss. 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 Reinigöngszylindef 11 zwei Filterkammern 43, 44, die mit einem Filtermaterial 20 gefüllt sind. Eine an der Unterseite des Reinigungszylinders II angesetzte Samfnelkämffief 22 für flüssige Bestandteile der Abgase steht über eine Reihe von ·> Ausflußöffnungen H mit den Filterkammern 43, 44 in Verbindung und weist eine AbfluDleitung 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 (5 lind die Stirnseite des Reinigungszylinders 11 nach außen und enden an einem Kolben 56, der in einem Zylinder 57 gelagert ist, der mit dem Reinigungszylinder Il verbunden ist. Der Zylinder 57 ist mit einer einen wärmeempfindlichen Dehnstoff enthaltenden Kammer 56 über eine Leitung 59 verbunden. Die Kammer 58 umgibt die Abgasleitung 5 oder steht auf andere Weise mit ihr in Verbindung, so daß eine Temper alUfefhöhüiig 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 verschöben, daß der Gesämtqüerschriilt der Drosselöffnungen in der Einrichtung für die adiabatische Entspannung in Abhängigkeit von der Temperatur verändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. 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 ι ο 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 Drosselöff-Tiungen, 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 aaskondensieren und mit einem Auslaß des Reinigungszylinderä zum Abgeben des behandelten Abgases an dem am weitesten stromab legenden 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 Itationäre und der bewegliche Teil (26, 27) jeweils einen zylindrischen Teil (34, 35) und einen sich am itromabwärtii; ^n Ende des zylindrischen Teils über diesen quer erstreckenden Stirn»eil (36, 37) aufweilen, die Stimteile (36, 37) eine Vielzahl von Drosselöffnungen (40, 41) enthalten, wobei die Drosselöffnungen (40) im Stirnteii (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 «J auf ihn wirkenden Abgasdrucks verschiebbar ist, wodurch das Maß der Überlappung der Öffnungen $8,39) in den zylindrischen Teilen (34,35) und damit der Gesamtquerschnitt der für das Abgas zu seiner •diabatischen 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 (11) und mit ihrem anderen Ende an dem beweglichen Teil (27) abstützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennteichnet durch eine von der Temperatur der dem fteinigungszylinder (11) zugeführten Abgase ge-Heuerte 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 gekenn-

leichnet, daß die weitere Einrichtung (56 bis 59) eine die Abgasleitung (5) umgebende, ein Strömungsmit· (el enthaltende Kärriffier (58) Und einen mit ihr Verbundenen, einen Rolben (56) enthaltenden Zylinder (57) aufweist, dessen Kolbenstange sich Vom Zylinder (57) bis zum beweglichen Teil (27) &5 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 Strömongsweg 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 Reinigungszyünders.

Aus der DE-OS 23 42 237 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgas bekannt, die innerhalb eines Reinigungszylinders an seinem am weitesten stromauf liegenden 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 A.irahl 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 Re-nigen 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 Abgasöff nung abgeführt. Die in der Reinigungseinrichtung zurückgehaltenen Feststoff- und Flüssigkeitsteilchen gelangen durch die Drehung der Trommel äri die Innenmantelfläche des Reinigungszylinders, an der sie nach Unten auf den Boden des Reinigungszylinders abfließen. Der Boden des Reinigungszyliriders ist mit einer weiteren Leitung verbunden durch die hindurch die Feststoff- und Flüssigkeilsleilclien zusammen mit