DE2613349C3

DE2613349C3 - Abgasnachbrennvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2613349C3
Application number: DE2613349A
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Futamura; Masami Konishi
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1976-03-29
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2613349B2; JPS5531299B2; DE2613349A1; JPS5273214A; US4060982A

Description

Die Erfindung bezieht sich au^f -jine Abgasnachbrennvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Reaktionskammer umschlieilend'-η Gehäuse, mindestens einem durch Metallgießen in dem Gehäuse starr befestigten Abgaseinlaßrohr, welches eine Leitung für die Abgase von der Abgasauslaßöffnung des Zylinderkopfs zur Reaktionskammer bildet und mit einer Ausströmöffnung, um die Abgase aus der Reaktionskammer fortzuleiten.

Es ist bereits eine derartige Abgasnachbrennvorrichtung bekannt (DE-OS 22 18 819), die mit der Abgasauslaßöffnung des Zylinderkopfs verbunden ist und deren Gehäuse aus einer Innenhülle aus rostfreiem Stahl und einer Außenhülle aus Gußeisen od. dgl. und einer dazwischenliegenden Isolierschicht gebildet ist. Die Innenhülle wird beim Gießen der Außenhülle mit ihrem angeformten Halsteil starr mit der Außenhülle verbunden. Aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien von Innen- und Außenhülle ist eine derartige Verbindung bei Dauerbeanspruchung durch ständige Temperaturänderungen Spannungen ausgesetzt, die ein Ablösen der beiden Hüllen voneinander verursachen, zumal beim Gießen der Außenhülle das dafür erforderliche Gußmetall keine innige Verbindung mit dem rostfreien Stahl der Innenhülle eingeht; damit ist zusätzlich auch die Gefahr des Ablösens durch Maschinenvibrationen gegeben. Durch die Ablösungsspalte dringen Abgase in die Isolierschicht und beeinträchtigen deren Wirkung. Diese bekannte Abgasnachbrennvomchtüng hat auch außerdem den Nachteil, daß nach der Herstellung das Gehäuseinnere jeglichem weiteren Zugang, beispielsweise für Reparaturzwecke, Versperrt ist

Es ist ferner eine Abgasnachbrennvorrichtung be^ kannt (DE-OS 21 01 643), bei der Außengehäuseteile Schraubendurchgangslöcher aufweisen, durch die mit Schrauben Innengehäuseteile befestigt sind. Diese Art von Befestigungsmitteln ist relativ aufwendig und zudem bei den gegebenen Beanspruchungen durch Temperaturänderungen und Vibrationen nicht sicher gasdicht

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine

Abgasnachbrennvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Abgaseinlaßrohr sicher und starr unbeeinflußbar von Temperaturänderungen und Vibrationen mit dem Gehäuse verbunden ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasnachbrennvomchtüng gelöst, bei der das Gehäuse mindeiitens ein Durchgangsloch aufweist, durch welches von der Außenseite des Gehäuses geschmolze-'■5 nes Schweißmetall gegen die äußere Umfangsfläche des Abgaseinlaßrohrs gegossen ist so daß das Schweißmetall das Durchgangsloch füllt und die Befestigung des Abgaseinlaßrohrs im Gehäuse bildet

Das Schweißmetall dieser Verbindung geht mit dem Abgaseinlaßrohr eine Schweißverbindung ein, so daß dieses Rohr sicher fixiert ist Dabei spielt es keine Rolle, ob das Gehäuse aus Gußmetall hergestellt und demgemätl keine Verbindung mit dem Schweißmetall eingeht; eine Verspannung des Abgaseeinlaßrohrs mit dem Gehäuse ist dadurch möglich, daß das Schweißmetall an seinem äußeren Ende einen vergrößerten Bereich aufweist, so daß das Schweißmetall ähnlich wie ein Niet wirkt

Eine weitere Verspannung des Abgaseinlaßrohrs mit dem Gehäuse kann erreicht werden, indem der Einlaßbereich des. Abgaseinlaßrohrs unter Druck in die innere Wand des Gehäuses eingesetzt ist. Damit ist das Abgaseinliißrohr bei Temperaturänderungen, aber auch bei Vibrationen, sicher an dem Gehäuse der Abgasnachbrennvornchtung befestigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasnachbrennvorrichtung;

Fig.2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie U-II in Fig. 1.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Abgasnachbrennvorrichtung hat ει«! aus Gußmetall hergestelltes Gehäuse 10 mit einem Gehäuseflansch 11 und eine innerhalb des Gehäuses i0 angeordnete und daran befestigte äußere Reaktionskammerwand 12, eine innerhalb der äußeren Reaktionskammerwand 12 angeordnete und an ihr über ein Stützelement 14 befestigte innere Reaktionskammerwand 13 und ein innerhalb des Gehäuseflansches 11 angeordnetes Abgaseinlaßrohr 16, dessen eines Ende sich in das Innere einer von der inneren Kammerwand 13 gebildeten Reaktionskammer 15 erstreckt. Das Gehäuse 10 ist mit seinem Flansch 11 über eine Abdichtung 19 mittels nicht dargestellter Bolzen an einem Zylinderkopf 20 befestigt, so daß eine Abgasöffnung 17 des Zylinderkopfs 20 mit einer Einlaßöffnung 18 im Gehäuse fluchtet. Der Raum zwischen der äußeren Kammerwand 12 und dem Gehäuse 10 ist mit einem wärmeisolierenden Material 21 ausgefüllt, um die Wärme in der Reaktionskammer 15 und in einer zwischen der inneren und der äußeren Kammerwand 13 und 12 gebildeten Nachbrennkämmer 27 zurückzuhalten. Das Abgaseinlaßrohr 16 erstreckt sich durch eine in dem Gehäuseflansch 11 ausgebildete kreisförmige Öffnung 24 hindurch. Auf das Abgaseinlaß· röhr 16 ist eine äbgasdichte Manschette 25 in der Weise montiert, daß die innere Oberfläche der Dichtmanschet-

te 25 in Berührung mit der äußeren Oberfläche des Abgaseinlaßrohrs 16 steht. Die äußere Kammerwand 12 ist in eine äußere Umfangsnut 26 der Dichtmanschette 25 eingepaßt. Die Wärme des Abgases bewirkt eine thermische Ausdehnung des Abgaseinlaßrohrs 16 und der äußeren Kammerwand 12; deshalb ist die äußere Kammerwand 12 mit Spiel in die äußere Umfangsnut 26 der Dichtmanschette 25 eingepaßt.

Die Abgase aus den Zylindern der Maschine werden über die Abg&;offnung 17 in die Einlaßöffnung 18 und weiter in die Reaktionskammer 15 abgegeben. Die Oxidation der Abgase beginnt bereits in der Abgasöffnung ¥7, jedoch wird der größte Teil der Abgase in den Reaktions- bzw. Nachbrennk.Timern 15 und 27 oxidiert Für eine positive Beeinflussung der Oxidation der Abgase ist die Temperatur der Abgase möglichst hoch zu halten. Für diesen Zweck ist ein als Wärmeisolator wirkender Spalt 28 zwischen dem Abgaseinlaßrohr 16 und der Innenwand des Gehäuseflansches 11 ausgebildet

In dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spalt 28 mit einem wärrneisolierenden Material gefüllt Dieses wärmeisolierende Material verhindert wegen seiner Dämpfungseigenschaften auch ein Mitschwingen des Abgaseinlaßrohrs mit den Vibrationen der Maschine.

Das Abgaseinlaßrohr 16 hat an einem Ende einen Bereich 31 mit vergrößertem Durchmesser; dieser Bereich 31 ist in eine in der inneren Wand des Gehäuseflansches 11 ausgebildete ringförmige Nut 32 eingepreßt Im Gehäuseflansch 11 des Gehäuses 10 ist ein Durchgangsloch 33 ausgebildet, durcii das geschmolzenes Schweißmetall gegen die äußere Umfangsfläche des Abgaseinlaßrohrs 16 gegossen wird. Das eingegossene Schweißmetall verschweißt sich mit der äußeren Umfangsfläche des Abgaseinlaßrohrs 16; das eingegossene Schweißmetall braucht sich jedoch nicht mit dem aus Gußmetall hergestellten Gehäuse 10 zu verbinden. Das erstarrte Schweißmetall hat ein vergrößertes Ende 34 und somit eine nietenähnliche Form. Folglich ist das Abgaseinlaßrohr 16 starr mittels des nietenähnlich geformten Schweißmetalls an dem Gehäuse 10 fixiert und befestigt Diese Befestigungsmöglichkeit kann ebenso bei Abgasreinigern ohne Isolierspalt 28 und auch bei Abgasreinigern mit einem Gehäuse aus Metallblech angewendet werden.

Da das Abgaseinlaßrohr relativ zum Gehäuse nicht vibrieren kann, besteht keine Gefahr, daß eine Gasundichtigkeit an den Berührungsflächen der Dichtmanschette 25 und der äußeren Wa Z des Abgaseinlaßrohrs auftritt Zusätzlich kann der Eär'.aßbereich des Abgaseinlaßrohrs mit Preßsitz in das Gehäuse eingesetzt sein und somit eine weitere Sicherung gegen Vibrationen des Abgaseinlaßrohrs gegenüber dem Gehäuse darstellen. Damit ist das in dem Spalt 28 enthaltene wärmeisolierende Material wirksam gegen eine Beeinträchtigung durch eindringende Abgase geschützt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abgasnachbrennvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Reaktionskammer umschließenden Gehäuse, mindestens einem durch Metallgießen in dem Gehäuse starr befestigten Abgaseinlaßrohr, welches eine Leitung für die Ahigase von der Abgasauslaßöffnung des Zylinderkopfes zur Realctionskammer bildet und mit einer Ausströmöffnung, um die Abgase aus der Reaktionskaimmerfortzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mindestens ein Durchgangsloch (33) aufweist, durch welches von der Außenseite des Gehäuses geschmolzenes Schweißmetall gegen die äußere Umfangsfläche des Abgaseinlaßrohrs (16) gegossen ist, so daß das Schweißmetall das Durchgangsloch füllt und die Befestigung de« Abgaseinlaßrohrs im Gehäuse bildet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißmetall an seinem äußeren Ende (34) einen vergrößerten Bereich autweist und so das Abgaseinüaßrohr (16) mit dem Gehäuse (10) verspannt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßbereich (31) des Abgaseinlaßrohrs (16) unter Druck in die innere Wand des Gehäuses (10) eingesetzt ist