DE2616334C2 - Abgasvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abgasvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten rohrförmigen Hülse, die koaxial zueinandor angeordnet sind und in der ersten, innersten Hülse eine erste Abgasreaktionskammef, zwischen der ersten und der zweiten Hülse eine über mindestens eine öffnung in der ersten Hülse mit der ersten verbundene zweite Abgasreaktionskammer und zwischen der μ zweiten und der dritten, äußersten Hülse eine Über mindestens eine öffnung in der zweiten Hülse mit der zweiten verbundene dritte Abgasreaktionskammer bilden, mit mindestens einer Abgäszuführungsfeitung, die senkrecht zur Achse der Abgasreaktionskammer in die erste Abgasreaktionskammer eingeführt und von den abziehenden Abgasen beheizt ist, und mit einer an die dritte Abgasreaktionskammer angeschlossenen - Afogssafiifühmngsleitung,

Apg^syprfjchtungen dieser, durch die PEOS 22 4? 665 benannten Art sind dWu geeignet, die Abgase auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur zu halten und dadurch die Oxydation von JConienwasserstoffeh und Köhjenmonojiid vor der Ableitung in die Atmosphäre zu intensivieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abkühlung der in die eigentlichen Reaktionskammern einströmenden Abgase im Berefch der Zuführungsleitungen weiter zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß jede Abgaszuführungsleitung koaxial durch ein erstes Rohr umgeben ist und das erste Rohr wiederum mit einem zweiten Rohr ummantelt ist und dabei die dadurch gebildeten Rohrzwischenräume in ganz bestimmter Weise mit den einzelnen Abgasreaktionskammern verbunden sind, wird erreicht, daß ein Teil der Abgase in der zweiten Reaktionskammer zwischen der Abgaszuführungsleitung und dem ersten Rohr, dann durch dessen Öffnung in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr und von dort aus in die dritte Abgasreaktionskammer geleitet wird. Wenn die Abgase auf diese Weise geführt sind, werden Wärmeve»Iuste an der jeweiligen Abgaszuführungsleitung praktisch vermieden, wodurch die zugeführten Abgase eine höhere Temperatur behalten als dies bei der bekannten Abgaseinrichtung möglich ist Dadurch wird gegenüber der bekannten Einrichtung der Wirkungsgrad der Abgasreaktionen wesentlich verbessert

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

Fig. 1 den Schnitt I-I einer in Fig.2 dargestellten Abgasvorrichtung und

Fig.2 den Schnitt H-II der in Fig. 1 gezeigten Abgasvorrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden für die Anwendung auf eine Vierzylinder-Reihenmaschme beschrieben, deren Abgasöffnungen paarweise zusammengefaßt sind, jedoch bedeutet dies keine Einschränkung des Erfindungsgedankens. Die Erfindung ist in gleicher Weise auch auf Maschinen anwendbar, die jede beliebige Anzahl von Zylindern haben.

In den Figuren ist eine Abgasvorrichtung 10 dargestellt, die für eine Vierzylinder-Reihenmaschine ausgelegt ist und ein Außengehäuse 11 mit oberer Hälfte 12 und unterer Hälfte 13 aufweist, wobei diese Hälften 12 und 13 durch Schrauben 14 miteinander verbunden sind. Flansche 15 sind an der oberen Hälfte 12 des Außengehäuses 11 zum Anschluß an die Maschine vorgesehen. Ein Flansch 16 ist an der unteren Hälfte 13 des Außengehäuses 11 vorgesehen, um ein Auspuffrohr oder einen Schalldämpfer (nicht dargestellt) anschließen zu können.

Zueinander parallele Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 sind bei 19 und 20 erweitert, um die Abgase aus den in nicht dargestellter Weise paarweise zusammengefaßten Abgasöffnungen der Maschine aufzunehmen. Die Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 geben die Abgase in die beiden Enden einer ersten kreiszylindrischen Hülse 21 ab, die eine erste Reaktionskammer 22 bildet Das Austrittsende einer jeden Abgaszuführungsleitung mündet tangential an einer Stelle, die außerhalb der Achse der ersten Reaktionskammer 22 liegt Eine zweite kreiszylindrische Hülse 23 umgibt koaxial die

erste Hülse 21 und bildet eine zweite Abgftsreftktipnskammer 24, die einen ringförmigen QqeRphnttt hat. Eine dritte kreiszylindrisctje Hölse 25 nmgibVHo^is' die zweite kreiszylindrisehe Hülse 23 und bildet eine dritte Abgasre&ktionskammer26 mit gleichfalls ringförmigem Querschnitt

Die durch die erste Abgasrcaktianskammer geführten Abgase erzeugen eine Verwirbelung an der Innenwand dieser Kammer.

Ein erstes und sin zweites Rohr 27 und 31 umgeben die Abgaszuführungsleitung 17, analoge Rohre 28 und 32 sind für die Abgaszuführungsleitüng 18 vorgesehen. Ein Durchbruch 29 im Rohr 27 verbindet den ringförmigen Raum im ersten Rohr 27 mit dem ringförmigen Raum im zweiten Rohr 31. Ähnlich verbindet ein Durchbruch 30 im Rohr 23 dessen ringförmigen Innenraum mit dem ringförmigen Innenraum des zweiten Rohrs 32.

Endverschiüsse 33 und 34 für die Hülsen sind gleichartig ausgebildet und jeweils mit konzentrischen Kanten 35, 36 und 37 versehen, an denen jeweils ein Ende der koaxialen Hülsen 21, 23 und 25 befestigt ist. Zwischen den Hülsen und den Endverschlüssen ist eine relative Axialbewegung der Enden der Hülsen bei Wärmeausdehnung möglich. Die Endverschiüsse 33 und 34 verschließen die Enden der ersten, der zweiten und der dritten Abgasreaktionskammer 22,24 und 26. Eine wärmedämmende äußere Verschlußplatte 53 ist an jedem Endverschluß 33 und 34 befestigt und bildet zu diesem einen wärmedämmenden Zwischenraum 54.

Eine zentrale Öffnung 40 in der Hülse 21 ermöglicht die Strömung von Abgasen von der ersten Abgasreaktionskammer 22 in die zweite Abgasreaktionskammer 24. ÄhnKch ermöglichen mit seitlichem Abstand zueinander angeordnete Öffnungen 41 in der zweiten Hülse 23 eine Strömung der Abgase von der zweiten Abgasreaktionskammer 24 in die dritte Abgasreaktionskammer 26. Die Abgase in der zweiten Abgasreaktionskammer 24 können auch durch den Raum zwischen den Abgaszuführungsleitungen 17,18 und den sie umgebenden Rohren 27 und 28 strömen und gelangen dann durch die Durchbrüche 29 und 30 in den Raum innerhalb der zweiten Rohre 31, 32. Die öffnungen 42 in den Endverschlüssen 33 und 34 ermöglichen eine Strömung der Abgase von der dritten Abgasreaktionskammer 26 in den wärmedämmenden Zwischenraum 54 und aus diesem heraus. Eine Abgasführungsleitung 43 innerhalb des Flansches 16 führt die Abgase aus der Abgasvorrichtung 10 heraus.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Abgase von den Abgas^ffnungen der Maschine in die erweiterten Eintrittsteile 19 und 20 der Zuführungsleitungen 17 und 18 geführt werden und durch diese hindurch zu den beiden Enden der ersten Reaktionskammer 22 gelangen. Die Abgase strömen dann durch die zentrale öffnung 40 in die zweite Abgasreaktionskammer 24 zwischen den Hülsen 21 und 23. Sie verlassen die zweite Abgasreaktionskammer 24 durch die mit Abstand zueinander angeordneten Öffnungen 41 in der Hülse 23 und treten in die dritte Abgasreaktionskemmer 26 ein. Es ist m erkennen, daß die ersten Rohre 27 und 28 mit der zweiten Abgasresktionskammer 24 ifnd die jsweHen Rohre 31 und 32 mit der dritten Abgasreaktipnskammer 26 verbunden sind. Ein Teil der Strömung der Abgase, gelangt von der zweiten Abgasreaktionskammer 24 durch das Innere der ersten Rohre 27 und 28 und darin durch die Durchbrüche 29 und 30 in das Innere der zweiten Rphre 31 und 32 und kehrt dann zur dritten Abgasreaktionskammer 26

ίο zurück. DJe Abgabe der Abgase aus der dritten Abgasreaktionskammer 26 erfolgt durch die Abführungsleitung 43.

Ein Abstandselement 44 ist an der ersten Hülse 21, ein Abstandselement 45 an der zweiten Hülse 23 befestigt Ein Bolzen 46 verläuft durch aufeinander ausgerichtete öffnungen in den Abstandselementen 44 und 45 und in den Hülsen 23 und 25, um eine relative Axialbewegung der Hülsen 21,23 und 25 zueinander zu, verhindern und sie koaxial zueinander zu halten. Wenn die Hülsen 21,23 und 25 mittels des Bolzens 46 zusammengebaut sind, so sind die öffnungen 56, 57 und 58 in dej». Hülsen 21, 23 und 25 aufeinander ausgerichtet. Die A'bgaszuführungsleitungen 17 und 18 sind durch die Öffnungen 56,57 und 58 hindurchgeführt Die Abstandselemente 44 und 45 und der Bolzen 46 sind in der Mitte der Länge der Hülsen 21,23 und 25 angeordnet

Lokalisierungsstifte 49 halten die Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 an ihrer richtigen Stelle und in der richtigen Ausrichtung. Die seitlich erweiterten Teile 19 und 20 der Zuführungsleitungen 17 und 18 stehen in flächiger Berührung mit entsprechend erweiterten Teilen 50 der ersten Rohre 27 und 28. Die zweiten Rohre

31 und 32 haben gleichfalls Enden 51, die an den erweiterten Enden 50 der Rohre 27 und 28 befestigt sind, sowie innere Enden 55, die mit der dritten zylindrischen Hülse 25 verschweißt sind.

Das Außengehäuse 11, die Hülse 25, die Rohre 31 und

32 und die Endverschlüsse 33 und 34 bilden einen geschlossenen Raum, der eine wärmedämmende Füllung 52 enthält

Die Konstruktion der Abgasvorrichtung 10 ist derart getroffen, daß die Abgase längere Zeit auf hoher Temperatur gehalten werden, um die Oxidation von CO und HC zu begünstigen und dadurch den An'eil dieser

luftverschmutzenden Stoffe innerhalb der in die Atmosphäre abgegebenen Abgase zu verringern, jeder der Hochtemperaturkanäle und jede Kammer ist durch einen weiteren Kanal bzw. eine weitere Kammer umgeben, die die Gasströmung führt, so daß die heißen Abgase in den Abgaszuführungsleitungen 17 und 18 durch heiße Abgase innerhalb der Rohre 27 und 28 und durch heiße Abgase in den drei Reaktionskammern 22, 24 und 26 umgeben sind. Ähnlich sind die heißen Abgase in der zweiten Abgasreaktionskammer 24 durch die heiCen Abgase in der dritten Abgasreaktionskammer 26 umgeben. Infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird die Temperatur der über die Zuführungsleitungen 17 und 18 zugeführten Abgase hoch gehalten, wenn die Abgase durch die verschiedenen Kammern

ω innerhalb der Abgas-'orrichtung IO geleitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   t, Abgasvorrichtwng fpr erne Brennkraftmaschine, mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten rohrförmigen Hülse, dje koaxial zueinander angeordnet sind und ip der erstefl, innersten Hülse e}ne erste Abgweajctionskammeiy zwischen der ersten und der zweiten Hülse eine über mindestens eine öffnung in der ersten Hijjse mit der ersten verbundene zweite Abgasreaktionskammer und I ο zwischen der zweiten und der dritten, äußersten Hülse eine über mindestens eine öffnung in der zweiten Hülse mit der zweiten verbundene dritte Abgasreaktionskammer bilden, mit mindestens einer Abgaszuführungsleitung, die senkrecht zur Achse der Abgäsreaktionskainmer in die erste Abgasreakttonskammer eingeführt und von den abziehenden Abgasen beheizt ist, und mit einer an die dritte Abgasreaktionskairimer angeschlossenen Abgasabführungshitung, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgaszuführungsleitung (17, 18) koaxial von einem ersten Rohr (27,28) umgeben ist, das mit der zweiten Abgasreaktionskammer (24) an seinem inneren Ende verbunden, an seinem äußeren Ende jedoch verschlossen ist, daß das jeweilige erste Rohr (27, 28) koaxial von einem zweiten Rohr (31, 32) umgeben ist, das mit der xfritten Abgasreaktionskammer (26) an seinem inneren Ende verbunden, an seinem äußeren Ende jedoch verschlossen ist, und daß mindestens ein Durchbruch (29, 30) im ersten Rohr (27, 28) dessen Inneres mit dem Inneren des zweiten Rohrs (31, 32) verbindet, so daß ein Abgas-Ncbenstromweg vci/ der zweiten (24) zur dritten (26) Abgasreaklionskammer geschaffen ist

   Z Abgasvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgaszuführungsleitung (17, 18) einen nach außen erweiterten Eintrittsteil (19,20) aufweist, der in flächigem Kontakt mit einem entsprechend erweiterten Teil (50) des ersten Rohrs (27,28) steht.

   3. Abgasvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Abgasreaktionskammern (22, 24, 26) und zwei an sie angeschlossenen Abgaszuführungsleitungen (17,18) mit sie umgebenden Rohren (27,28; 31,32) sowie der Abgasabführungsleitung (43) gebildete Körper insgesamt von einem eine wärmedämmende Füllung (52) enthaltenden Außengehäuse (11) umgeben ist