DE2532012A1

DE2532012A1 - Ansaug- und abgassystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2532012A1
Application number: DE19752532012
Authority: DE
Inventors: Soichi Nakano; Yasumichi Oohama; Masao Watanabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1974-07-18
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1976-02-05
Also published as: CH596445A5; JPS5112021A; DD120505A5; GB1512445A; NL162995B; FR2323890A1; SE426973B; FR2323890B1; NL7508553A; FR2284777B1; SE7508162L; AR211690A1; BR7504556A; IT1040970B; FR2284777A1; DE2532012C3; DE2532012B2; US4016846A; CA1016022A; JPS5226569B2

Description

O C T O Π 1 *? Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Z O ο £ U

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Honda Giken Kogyo Fabushiki Kaisha 27-8, 6-chome, Jingumae

Shibuya-ku

Tokio, 150 / Japan

Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine, bei der eine Vorverbrennungskamraer über einen Flammkanal mit der oder jeder Hauptverbrennungskammer verbunden ist.

Bei einer Brennkraftmaschine dieser Art wird ein angereichertes Kraftstoff-Luftgemisch der oder jeder Vorverbrennungskammer und ein abgemagertes Kraftstoff-Luftgemisch der oder jeder Hauptverbrennungskammer zugeführt. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer solchen Brennkraftmaschine, bei der drei separate Vergaseranordnungen verwendet v/erden, und zwar eine für das angereicherte Gemisch, zwei für das abgemagerte Gemisch. Von den letzten beiden Anordnungen wird nur eine zweite in Funktion gebracht, wenn die Maschine unter schwerer Belastung läuft.

Gemäß der Erfindung ist ein System der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Hauptansaugkammer, über die jeweils ein Kraftstoff-Luftgemisch

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der Hauptverbrennungskammer zugeführt wird, durch eine mit der Vorverbrennungskammer verbundene Hilfsansaugkammer, durch ein Abgasgehäuse mit nach oben weisender Öffnung, mit der eine Wandung der ersten Hauptansaugkammer und eine Wandung der Hilfsansaugkammer in Wärmeaustausch stehen, und durch eine von der Öffnung entfernte Anordnung der Wandungen der zv/eiten Hauptansaugkammer.

Beim Betrieb v/erden das der Hilf sansaugkammer zugeführte angereicherte Gemisch und das der ersten Hauptansaugkammer zugeführte abgemagerte Gemisch durch die Abgase aufgeheizt, so daß eine vollständige Verdampfung der Gemische gewährleistet ist. Das von der verbleibenden Vergaseranordnung in die zweite Hauptansaugkammer geführte abgemagerte Gemisch wird, jedoch nicht aufgeheizt. Da diese Vergaseranordnung nur dann in Funktion tritt, wenn die Maschine unter schwerer Belastung läuft, ist es günstig, ein relativ kühles Gemisch zuzuführen, um den volumetrischen Wirkungsgrad der Maschine zu erhöhen und dadurch maximale Leistungsabgabe zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht in teils geschnittener, teils gebrochener Darstellung auf die wichtigsten Teile einer mit der Erfindung ausgerüsteten Brennkraftmaschine, und

Fig. 2 einen Seitenschnitt der Brennkraftmaschine.

I_n den Figuren ist eine Maschine 1 mit mehreren Zylindern 2 dargestellt, die jeweils einen Kolben 3 enthalten, welcher eine Wandung einer Hauptverbrennungskammer 4 bildet. Eine Vorverbrennungskammer 7 ist mit jeder Hauptverbrennungskammer

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4 über einen Flammkanal 5 verbunden. !Eine Zündkerze 6 ist für jede Vorverbrennungskammer 7 vorgesehen.

Eine Zuführungs-Vielfachleitung Λ bildet mit ihren Wänden eine erste Fauptansaugkammer 9, die mit jeder Hauptverbrennungskammsr 4 über Hauptansaugkanäle O verbunden ist. Die Leitung A hat außerdem Wände, die eine Hilfsansaugkammer 11 bilden, welche mit Jeder Vorverbrennungskammer über Hilfsansaugkanäle 10 verbunden ist. Eine Abgas-Vielfachleitung B hat eine dünnwandige Auskleidung 12 mit einer Außenwand 24 und einer Innenwand 20, die in einem dickwandigen Gehäuse 13 mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die dünnen Wände der Auskleidung 12 sind aus wärmebeständigem Metall mit niedriger Wärmekapazität gebildet, beispielsweise aus Edelstahl. Eine Abgassammelkammcr 14 innerhalb der A\islüeidung 12 nimmt die Abgase von der Maschine über Sammelleitungen 15 auf, die einen Teil der Auskleidung 12 bilden. Jede Sammelleitung 15 empfängt die Abgase von zwei einander benachbarten Abgaskanälen 16 der Maschine 1. Die Abgaskanäle 16 sind bei 17 mit einem dünnwandigen, wärmebeständigen Metall ausgekleidet, das niedrige Wärmekapazität hat, beispielsweise .Edelstahl.

Die Abgase gelangen von der Abgassammeikammer 14 in eine zweite Kammer 19 innerhalb der Innenwand 20 durch eine Öffnung 21. Die Abgase v/erden von der zweiten Kammer 19 durch eine Öffnung 22 in einen Raum 23 zwischen der Innenwand 20 und der Außenwand 24 gdührt. Eine dritte, durch den Abstand 23 gebildete Kammer umgibt die erste Kammer 14 und die zweite Kammer 19. Die Abgase treten aus dem Raum 23 durch eine Abführungsleitung 25 aus und werden durch einen nicht dargestellten Schalldämpfer geleitet. Die Wärme der Abgase wird in der Auskleidung 17 der Abgaskanäle 16 und in der doppelwandigen Auskleidung 12 innerhalb des Gehäuses 13 gehalten, und der durch die Kammern 14, 19 und 23 gebildete

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mehrfach gekrümmte Weg für die Abgase hält diese für relativ lange Zeit auf relativ hoher Temperatur, Da das Kraftstoff-Luftgemisch der in dio Verbrennungskammern gelieferten Gemische insgesamt kleiner als das stöchiornetrische Verhältnis ist, befindet sich ein Überschuß von Sauerstoff in den Abgasen. Die lange Verweilzeit bei hoher Temperatur der Abgase innerhalb der Abgas-Mehrfachleitung bewirkt eine Änderung des schädlichen CO in unschädliches CO₀ und eine Fortsetzung der Oxydation von HC zur Reduktion unverbrannter Kohlenwasserstoffe in den Abgasen, wenn diese in die Atmosphäre abgegeben werden.

Die Wände 27 des Gehäuses 13 bilden eine aufwärts v/eisende Öffnung 23. Eine wärmebeständige Platte 29 überdeckt diese öffnung 2Γ3, diese Platte 29 ist aus demselben Material wie die doppelwandige Auskleidung 12 hergestellt. Gewindebolzen 30 halten die Platte 29 an der Außenwand 24 der Auskleidung 12. Die Innenwand 24 und die Platte 29 haben mehrere aufeinander ausgerichtete Öffnungen 31, so daß die Abgase aus dem Raum auf die Platten 32 und 33 einwirken können, die Wandungen der Ansaugkammern 11 und 9 bilden. Diese Platten bestehen aus wärmebeständigem, dünnwandigem Metall geringer Wärmekapazität, beispielsweise aus Edelstahl. Die Wärme wird von der Abgas-Ilchrfachleitung B über die Platte 32 übertragen und bewirkt eine Aufheizung des angereicherten Gemischs in der Hilfsansaugkammer 11. Ähnlich wird die Wärme von der Abgas-Mehrfachleitung B über die Platte 33 übertragen und bewirkt eine Aufheizung des abgemagerten Gemischs in der ersten Hauptansaugkammer 9.

Eine erste Hauptvergaseranordnung 35 gibt ein abgemagertes Gemisch an die erste Hauptansaugkammer 9 ab, und eine Hilfsvergaseranordnung 36 gibt ein angereichertes Gemisch an die Hilfsansaugkammer 11 ab. Eine zweite Hauptvergaseranordnung gibt gleichfalls einmgeres Gemisch ab, jedoch ist diese An-

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Ordnung nur dann in Funktion, wenn die Haschine unter schwerer Belastung läuft, !fahrend dos Leerlaufs oder geringer Belastung bleibt diese Vergaseranordnung un-wirksam. F.ine zweite Hauptansaugkammor 38 ist von der öffnung 28 getrennt angeordnet und wird nicht direkt durch die Abgase aufgeheizt. Sie gibt ihren Inhalt in dieselben Hauptansaugkanäle 8 wie die erste Hauptansaugkammer 9 ab. Die relativ niedrige Temperatur des zusätzlichen mageren Kraftstoff-Luftgemiscl^ welches durch die Ansaugkammer 38 zugeführt wird, erhöht dar. Gesamtgewicht des Kraft stoff-Luftgemischs, welches der Maschine zugeführt wird, wodurch eine entsprechende Verbesserung der Leistungsabgabe erzielt wird. Das in der zweiten Hauptansaugkammer verfügbare Gemisch ist nicht nur nicht aufgeheizt, sondern wird auch durch die Wärmeabsorption bei der Verdampfung des angereicherten Hilfsgemischs beeinflußt, so daß es in die Haschine mit relativ niedriger Temperatur eingeführt wird.

Die Tatsache, daß die Abgase in der dritten Abgaskammer 23 auf die Wärmeübertragungsplatten 32 und 33 einwirken, hat die folgenden Gründe: Während eines Betriebes bei niedriger bis mittlerer Last reagieren die Abgase in der ersten Kammer 14 oder in beiden Kammern 14 und 19. Die Orydationsreaktionen liefern zusätzliche Wärme, so daß die Erwärmung der Platten 32 und 33 keine merkliche schädliche Auswirkung auf diese Reaktion hat. Dadurch wird die Abgabe von CO und HC in die Atmosphäre minimal gehalten. Ferner tritt während hoher Belastung der Maschine kein nachteiliger Effeiet auf, da eine relativ große Menge Abgase abgegeben wird. Die Verwendung eines wärmebeständigen Auskleidungsmaterials innerhalb der Abgasöffnungen der Maschine begünstigt die Beibehaltung einer möglichst hohen Temperatur der Abgase in der Abgassammeikammer 14, so daß die Emissionseigenschaften weiter verbessert sind. Dies zeigt sich besonders während geringer Belastung der Maschine.

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Claims

Patentansprüche

/1 y Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine, bei der eino Vorvcrbrennungskammor über einen Flammkanal mit der oder jeder Hauptverbrennungskammer verbunden ist, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Hauptansaugkammer (9, 38), über die jeweils ein Eraftstoff-Luftgcmisch der Hauptverbrennungskammer (4) zugeführt wird, durch eine mit der Vorverbronnungskammer (7) verbundene Hilfscnsaugkarnmcr (11), durch ein Abgasgehäuse (13) mit nach oben weisender Öffnung (28), mit der eine Wandung (33) der ersten Hauptansaugkammer (9) und eine Wandung (32) der Hilfsansaugkammer (11) in l/firme austau sch stehen, und durch eine von der Öffnung (28) entfernte Anordnung der Wandungen der zweiten Hauptansaugkammer (33).
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (33) der ersten Hauptansaugkammer (9) und die Wandung (32) der Hilfsansaugkammer (11) jeweils durch eine dünne Netallplatte geringer Wärmekapazität gebildet sind.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Iletallplattcn (32, 33) aus Edelstahl bestehen.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasgehäuse (13) ein dickwandiges Gehäuse ist, welches eine dünnwandige metallische Auskleidung (12) mit Abstand zu seinen Wandungen enthält.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (12) aus Edelstahl besteht.

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6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche für
eine Lrennkraftmacchine mit mindestens zv:ci Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die /-.nsaurkammorn (9, 11,
33) einen Teil einer Ansotig-Vielfachloitung und die
Abgaskammer (13) einen Teil einer Abgas-Viclfachleitung bilden.
7. Brennkraftmaschine, bei der eine Vorverlrrnnnungckammcr über einen Flammkanal mit der oder je-der HauptverbrennungE-Itammer verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Ansnur,- und Ab^aGEyGtem nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

C. Brennkraftmnschine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Ansaus- und Abgassystem nach Anspruch 4 oder 5 und durch eine Auskleidung (17) des oder nedes Abgaskanals (1G) im I-Iaschinenkörper aus Iletall geringer Wärmekapazität, v/obei diese Auskleidung (17) in die metallische Auskleidung (1?) am Anschluß des Abgassystems an den
Maschinenkörper übergeht.

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