DE2532012C3 - Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Haupt- und einer Hilfsbrennkammer, die über einen Flammkanal miteinander verbunden sind, und die je aus einem Vergaser mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch über Ansaugleitungen versorgt werden, die mit zugeordneten Ansaugkanälen des Vergasers verbunden sind, mit einem wärmeübertragenden Abschnitt zwischen eines Abgasleitung und mindestens der zur Hilfsbrennkammer ein an Brennstoff angereichertes Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hilfsansaugleistung, sowie mit einem wärmeübertragenden Wandungsabschnitt zwischen der Abgasleitung und der das in einem Stufenvergaser erzeugte Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hauptansaugleitung,

Ein solches Ansaug- und Abgassystem ist nach der DE-OS 23 33 807 bekannt. Bei diesem System werden beide Stufen des Stufenvergasers in gleichem Maße durch die Abgase erwärmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System dieser Art anzugeben, das den Brennstoff besonders rationell ausnutzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das System dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeübertragende Wandungsabschnitt dem von der ersten Stufe des Stufenvergasers gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisch zugeordnet ist, und daß das die zweite Stufe verlassende Brennstoff-Luft-Gemisch zur Abgasleitung gegen Wärmeübertragung aus der Abgasleitung abgeschirmt ist.

Bei Ausführung der Lehre der Erfindung ist im Leerlauf und während geringer Belastung der Bi^nn kraftmaschine die zweite Stufe praktisch unwirksam. Mit zunehmender Belastung führt die zweite Stufe ein Brennstoff-Luft-Gemisch verhältnismäßig niedriger Temperatur der Brennkraftmaschine zu, wodurch eine erhöhte Leistung der Brennkraftmaschine erzielt wird.

'5 Wesentlich für diese erhöhte Leistung ist nicht nur, daß die zweite Stufe überhaupt wirksam wird, sondern daß das von ihr abgegebene Brennstoff-Luft-Gemisch eine verhältnismäßig.niedrige Temperatur hat

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in

den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt, teils geschnitten, teils aufgebrochen, die wichtigen Teile einer mit einem erfindungsgemäßen Ansaug- und Abgassystem ausgestatteten Brennkraftmaschine.

In der Zeichnung ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinder 2 dargestellt, der einen Kolben 3 enthält, welcher eine Wandung einer Hauptbrennkammer 4 bildet. Eine Hilfsbrennkammer 7 ist mit der Hauptbrennkammer 4 über einen Flammkanal 5 verbunden. Eine Zündkerze 6 ist für die Hilfsbrennkammer 7 vorgesehen. Eine Hauptansaugkammer 9 ist mit der Hauptbrenn kammer 4 über eine Hauptansaugleitung 8 verbunden. Eine Hilfsansaugkammer 11 ist mit der Hilfsbrennkammer 7 über eine Hilfsansaugleitung 10 verbunden. Eine Abgasleitung 16 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 20 und 24 der Auskleidung 12 sind aus wärmebeständigem Metall mit niedriger Wärmekapazität gebildet, beispielsweise aus Edelstahl. Eine Abgassammeikammer 14 innerhalb der Auskleidung 12 nimmt das Abgas über eine Leitung 15 auf, die einen Teil der Auskleidung 12 bildet. Die Leitung 15 empfängt die Abgase von der Abgasleitung 16. Die Abgasleitung 16 ist 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 werden von der zweiten Kammer 19 durch eine öffnung 22 in einen Raum 23 zwischen der Innenwand 20 und der Außenwand 24 geführt. Der Raum 23 bildet eine dritte Kammer, die die erste Kammer 14 und die zweite Kammer 19 umgibt. 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 Abgasleitung 16 und in der doppelwandigen Auskleidung 12 innerhalb des Gehäuses 13 gehalten, und der durch die Kammern 14, 19 und 23 gebildete mehrfach

μ gekrümmte Weg für die Abgase hält diese für relativ lange Zeit auf relativ hoher Temperatur. Da das Kraftstoff-Luft-Gemisch für die Hilfsbrennkammer 7 fetter als das stöchiometrische Verhältnis ist. befindet

sich ein Überschuß von Sauerstoff in den Abgasen, Die lange Verweilzeit der Abgase innerhalb der Abgasordnung bei hoher Temperatur bewirkt eine Umwandlung des schädlichen CO in unschädliches CO₂ und eine Fortsetzung der Oxidation von Kohlenwasserstoffen zur Minderung unverbrannter Kohlenwasserstoffe in den Abgasen, wenn diese in die Atmosphäre abgegeben werden.

Die Wände 27 des Gehäuses 13 bilden eine aufwärts weisende Öffnung'~i8. Eine wärmebeständige Platte 29 ι ο Oberdeckt diese öffnung 28. 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 Außenwand 24 und die Platte 29 haben mehrere aufeinander ausgerichtete öffnungen 31, so daß die Abgase aus dem Raum 23 auf die Platten 32 und 33 einwirken können, die Wandungen der Ansaugkammern 11 und 9 bilden. Diese Platten 32 und 33 bestehen aus wärmebeständigem, dünnwandigem Metall geringer Wärmekapazität, beispielsweise aus Edelstahl. Die Wärme wird von der Abgasleitung 16 über die Platte 32 übertragen un/i bewirkt eine Aufheizung des angereicherten Gemischs in der Hilfsansaugkammer U. Ähnlich wird die Wärme von der Abgasleitung 16 über die Platte 33 übertragen und bewirkt eine Aufheizung des abgemagerten Gemischs in der ersten Hauptansaugkammei 9.

Eine erste Stufe 35 eines Stufenvergasers 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 Stufe 37 des Stufenvergasers gibt gleichfalls ein mageres Gemisch ab. jedoch ist diese zweite Stufe 37 nur dann in Funktion, wenn die Maschine unter schwerer Belastung läuft. Während des Leerlaufs oder während geringer Belastung bleibt diese zweite Stufe 37 unwirksam. Eine zweite Hauptansaugkammer 38 ist von der öffnung 28 getrennt angeordnet und und wird nicht direkt durch die Abgase aufgeheizt. Sie gibt ihren Inhalt in dieselbe Hauptansaugleitung 8 wie die erste Hauptansaugkammer 9 ab. Die relativ niedrige Temperatur des zusätzlichen mageren Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches durch die zweite Hauptansaugkammer 38 zugeführt wird, erhöht das Gesamtgewicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches der Maschine zugeführt wird, wodurch eine entsprechende Verbesserung der Leistungsabgabe erzielt wird. Das in der zweiten Hauptansaugkammer 38 verfügbare Gemisch ist nicht nur aufgeheizt, sondern wird auch durch die Wärmeabsorption bei der Verdampfung des angereicherten Hilfsgemischs beeinflußt, so daß es in die Maschine mit relativ niedriger Temperatur eingeführt wird.

Daß die Abgase in der dritten Abgaükammer 23 auf die Wärmeübertragungsplatten 32 und 33 einwirken, hat folgende Gründe. Während eines Betriebes bei niedriger bis mittlerer Last reagieren die Abf. i* in der ersten Kammer 14 oder in beiden Kammern 14 und 19. Die Oxidationsreaktionen 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 unverbrannten Kohlenwasserstoff in die Atmosphäre minimal gehalten. Ferner tritt während hoher Belastung der Haschine kein nachteiliger Effekt 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Ansaug- und Abgassystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Haupt- und einer Hilfsbrennkammer, die über einen Flammkanal miteinander verbunden sind, und die je aus einem Vergaser mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch über Ansaugleitungen versorgt werden, die mit zugeordneten Ansaugkanälen des Vergasers verbunden sind, mit einem wärmeübertragenden Abschnitt zwischen einer Abgasleitung und mindestens der zur Hilfsbrennkammer ein an Brennstoff angereichertes Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hilfsansaugleitungen, sowie mit einem wärmeübertragenden Wandungsabschnitt zwischen der Abgasleitung und der das in einam Stufenvergaser erzeugte Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hauptansaugleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeübertragende Wandungsabschnitt (33) dem von der ersten Stufe (35) des Stufenvergasers (35, 37) gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisch zugeordnet ist, und daß das die zweite Stufe (37) verlassende Brennstoff-Luft-Gemisch zur Abgasleitung (16) gegen Wärmeübertragung aus der Abgasleitung (16) abgeschirmt ist.

2. Ansaug- und Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die zweite Stufe (37) verlassende Brennstoff-Luft-Gemisch zur Abgasleitung (16) durch einen Abschnitt der Hilfsansaugleitung (10) abgeschirmt ist.

3. Ansaug- und Abgassystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandungsabschnitt (33) zwischen der Abgasleitung (16) und der ersten Stufe (35) des Stufenvergasers (35, 37) durch eine dünne Metallplatte gernger Wärmekapazität gebildet ist.

4. Ansaug- und Abgassystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandungsabschnitt (32) zwischen der Abgasleitung (16) und der Hilfsansaugleitung (10) durch eine dünne Metallplatte geringer Wärmekapazität gebildet ist. '