DE3206264A1 - Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens

Info

Publication number
DE3206264A1
DE3206264A1 DE19823206264 DE3206264A DE3206264A1 DE 3206264 A1 DE3206264 A1 DE 3206264A1 DE 19823206264 DE19823206264 DE 19823206264 DE 3206264 A DE3206264 A DE 3206264A DE 3206264 A1 DE3206264 A1 DE 3206264A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust
exhaust gas
flow
sleeve
jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823206264
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Link
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19823206264 priority Critical patent/DE3206264A1/de
Publication of DE3206264A1 publication Critical patent/DE3206264A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/082Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of tailpipe, e.g. with means for mixing air with exhaust for exhaust cooling, dilution or evacuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B35/00Engines characterised by provision of pumps for sucking combustion residues from cylinders
    • F02B35/02Engines characterised by provision of pumps for sucking combustion residues from cylinders using rotary pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

  • Verfahren zum Betreiben von Ver-
  • brennungsmotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, und Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsmotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren.
  • Allen bekannten Verbrennungsmotoren ist gemeinsam, daß Brennstoffe angesaugt oder in den Verbrennungsraum direkt eingespritzt, dort verdichtet und zur Abgabe der dem Brennstoff innewohnenden Energie verbrannt werden. Die bei der Verbrennung auftretende Volumenvergrößerung wird in Leistung umgesetzt, und die Verbrennungsabgase werden anschließend ausgestoßen. Mit Ausnahme geringer Abgasreste, die im Verbrennungsraum zurückbleiben, werden die Abgase durch die Auspuffanlage in die Umwelt überführt.
  • Es sind zwar Verfahren bekannt, die Verbrennungsräume durch Ausspülen der Abgase zu entleeren. Diese Verfahren haben sich jedoch nur teilweise zum Beispiel bei 2-Taktmotoren, stationären Langsamläufern, Dieselmotoren mit Vorkammer oder dort bewährt, wo infolge des relativ großen Raumbedarfs die räumlichen Voraussetzungen gegeben sind. Solche Verfahren und die zu ihrer Ausübung eingesetzten Motoren haben jedoch verschiedene Mängel: So sind die im Verbrennungsraum zurückbleibenden Abgasreste verdichtet. Ihr Verdichtungsgrad ist hauptsächlich bestimmt durch die Faktoren Motordrehzahl, Größe und Form des Verbrennungstotraumes und das Verhältnis zwischen dem Querschnitt des Verbrennungsraumes einerseits und dem Ouerschnitt des Auslaßweges andererseits.
  • Es ist auch bekannt, daß die Abgasreste der Wiederaufladung des Brennraumes mit Frischgasen störend entgegenwirken, indem sie sich nach Beginn der oeffnung des Ansaugventils so lange in den Ansaugweg hinein entspannen, bis das Vakuum, das bei der jetzt beginnenden Volumenvergrößerung des Verbrennungsraumes entsteht, durch Einleiten des Ansaugvorganges eine Strömungsumkehr erzwingt und dadurch die Aufladung des Verbrennungsraumes bewirkt.
  • Durch den zuvor beschriebenen Vorgang ergeben sich dabei eine Vermischung der sauberen Frischgase mit den im Verbrennungsraum verbliebenen Restgasen, was die Güte des frischen Gasgemisches und dessen Sauerstoffgehalt erheblich mindert.
  • Beide Störungskomponenten summieren sich und verhindern die Erzielung der optimal möglichen Motorleistung, was sich in höherem Brennstoffverbrauch niederschlägt. Die Verdichtung der Abgasreste führt weiterhin dazrs, daß diese während des Ablaufs des beschriebenen Vorgangs zum Teil in die ölwanne entweichen, auf ihrem Strömungsweg die Ol- bzw.
  • Schmierfilme schädigen, sich in der ölwanne mit Uldämpfen sättigen und von dort zusätzlich umwelt schädigend durch den Entlüftungsstutzen entweichen.
  • Die Masse der Abgase wird zwar durch die Auspuffanlage in die Umgebungsatmosphäre abgeführt. Diese ist jedoch zur weiteren Geräuschdämpfung mit einem Auspufftopf ausgerüstet, der mit sogenannten Schikanen beschickt ist. Auch die beste bekannte Auspuffanlage behindert den freien Austritt der Abgase.
  • Erschwerend kommt hinzu, daß das Auspuffende bei motorbetriebenen Fahrzeugen im Bereich der größten Fahrtwindturbulenzen liegt, die den freien Austritt der Abgase zusätzlich behindern. Durch die Summierung aller Einzelkomponenten, die dem freien Austritt der Abgase entgegenwirken, baut sich in der Auspuffanlage ein Abgasrückstau auf, der bis in den Verbrennungsraum hinein mit den bekannten Folgen wirksam ist. Der so innerhalb der Auspuffanlage gebildete Rückstau führt außerdem zur Bildung aggressiver Ablagerungen und vermindert die Lebensdauer der Anlage entsprechend.
  • Es ist weiterhin bekannt, daß die Umwandlung von Strömungsturbulenzen - und turbulent verlassen die Abgase das Ende der Auspuffanlage - in laminare Strömungen ohne technisches Zutun bei sich bewegenden Fahrzeugen viel Zeit, große Strecken und Räume in Anspruch nimmt. Dadurch vermischen sich die Abgase mit atmosphärischer Luft unkontrolliert und äußerst gefährlich. Zur Optimierung der Absaugseite wurden bereits geeignete Kompressoren, Turbogebläse und Einspritzpumpen entwickelt. Die genannten, auf der Auspuffseite liegenden negativen Komponenten werden dadurch, wenn überhaupt, nur unzureichend ausgeräumt.
  • Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Fahrzeugmotoren so auszuführen, daß die Abgase rasch, möglichst vollständig und umweltfreundlich aus dem Verbrennungsraum herausbefördert und in die Umgebungsatmosphäre überführt werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dem auf den Auspuff wirkenden Gegendruck durch Beschleunigung der austretenden Verbrennungsgase entgegengewirkt, wohei angestrebt wird, den Gegendruck so weit wie möglich aufzuheben bzw. am Auspuff einen möglichst großen Unterdruck zu erzielen, damit die Abgase nicht nur aufgrund ihres Uberdruckes gegenüber der Atmosphäre nach außen gelangen, sondern positiv aus dem Verbrennungsraum abgezogen werden. Dabei kann es sich praktisch um jede Art von Verbrennungsmotor handeln, beispielsweise auch um einen Kolbenmotor mit nachgeschalteter Abgasturbine. Je schneller die Abgase abgezogen werden, um so besser kann die dem Kraftstoff innenwohnende Verbrennungsenergie ausgenutzt werden, d.h. man kann mit magerem Gemisch fahren, insbesondere also die Abgasmenge insgesamt, vor allem aber die Restabgasmenge herabsetzen. Es wird also Kraftstoff gespart, und durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit werden die Abgase schnell weiter vom Entstehungsort weggeführt, die örtliche Schadstoff-Konzentration wird herabgesetzt.
  • Nach einem Erfindungsvorschlag wird am Ende des Auspuffs eine diesen umgebende parallele Mantelströmung auf die ausströmenden Gase zur Einwirkung gebracht. Durch diese Mantel strömung wird eine Frischgas- oder Frischlufthülle um den Abgasstrahl gelegt, so daß sich die Gase beider Strömungen auf größerer Strecke temperatur- und geschwindigkeitsmäßig angleichen und vermischen können. Kondensationsvorgängen wird dabei ebenso entgegengewirkt wie dem konzentrierten Ausscheiden unverbrannter Kraftstoffteile oder Feststoff-Oxyde. Schon mit einem Gasmantel, der nur annähernd die gleiche Geschwindigkeit hat wie der Abgasstrom, läßt sich der auf den Auspuff wirkende Gegendruck wesentlich herabsetzen. Er kann in Unterdruck umgekehrt werden, wenn der Mantel strom größere Geschwindigkeit hat als der umschlossene Abgasstrom.
  • Die riantelströmung läßt sich grundsätzlich in jeder beliebigen bekannten Weise aufbringen, am einfachsten natürlich durch den bei der Fahrt erzeugten Staudruck bzw. den Fahrtwind. Es können auch die Auspuffgase unmittelbar durch mechanischen Eingriff beschleunigt werden, wobei sich die Beschleunigung willkürlich oder nach Betriebswerten selbsttätig steuern läßt.
  • Eine Vorrichtung zum Ausüben des vorgeschilderten Verfahrens ist erfindungsgemäß vor allem gekennzeichnet durch eine der Auspuffleitung zugeordnete Beschleunigungsvorrichtung für die Abgase, die beispielsweise einen am Auspuffende angebrachten Ejektor aufweisen kann, der die den Abgasstrahl umhüllende Mantelströmung aufbringt. Dabei kann natürlich das Ejektionsgas durch ein Gebläse oder auch durch einen Stautrichter am Bug des Fahrzeuges aufgebracht werden. Bevorzugt wird jedoch der Ejektor mit einer im Fahrtwind angebrachten und sich in Auspuffrichtung verjüngenden Manteldüse ausgestattet. Es wird also der Staudruck zum Betrieb des Ejektors dicht am Auspuffende erzeugt und dann das Ejektionsgas beschleunigt und auf den Abgas strahl zur Einwirkung gebracht.
  • In der Regel ist es hinreichend, wenn der Einlaßquerschnitt der Manteldüse wenigstens viermal größer ist als der Auslaßquerschnitt des Auspuffrohres.
  • Vorteilhafterweise wird das Ende des Auspuffs durch einen Diffusor gebildet, dessen Auslaßquerschnitt wenigstens 80 %, insbesondere über 150 % größer ist als der lichte Querschnitt der Auspuffleitung.
  • Die Diffusorausbildung wird verhältnismäßig einfach durch eine am Ende der Auspuffleitung befestigte Diffusorhülse, deren sich in Ausströmrichtung erweiternde Außenfläche die innere Begrenzung der Manteldüse bildet. Dabei kann eine die Manteldüse außen begrenzende Mantelhülse in Ausströmrichtung kegelartig verjüngt bis über das Ende des Auspuffs hinaus verlängert sein. Auf diese Weise'wird die Mantelströmung vor der anschließenden Expansion noch etwas komprimiert und dadurch besser an den konzentrierten Abgasstrom angelegt.
  • Die Verjüngung in der Manteldüse und die Erweiterung im Diffusor sollten so auf die Abgasmenge des Motors abgestellt sein, daß bei der Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit die Mantelströmung noch wesentlich größere Geschwindigkeit hat als die Abgasströmung. Damit ist sichergestellt, daß wenigstens im oberen Geschwindigkeitsbereich die Abgase positiv ausgesaugt werden. Bei niederen Geschwindigkeiten bleibt immer noch eine bessere Abgas führung durch entsprechend große Minderung des Gegendruckes.
  • Diffusorhülse und Mantelhülse können durch wenigstens einen Verbindungssteg mit strömungsgünstigem Flachquerschnitt zu einer auswechselbaren Baueinheit zusammengefaßt sein. Zum Erzeugen einer Laminarströmung sollten mehrere Verbindungsstege parallel zum Auspuff, insbesondere radial bzw. in Achsialebenen der Auspuffachse vorgesehen sein. Ist es jedoch aus irgendwelchen Gründen nicht möglich oder nicht erwünscht, die Abgase geradlinig auszustoßen, können die Verbindungsstege oder andere Leitelemente auch schraubenförmig, insbesondere mit sich kontinuierlich verkleinernder Schraubensteigung gewendelt sein. Dabei erhält die schnelle Mantel strömung eine Rotation und weitet sich unmittelbar am Auspuffende aus, was sich wiederum druckmindernd auf den Abgasstrahl und damit steigernd auf die Abzugsgeschwindigkeit auswirkt.
  • Um eine Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände zu ermöglichen, kann der Ejektor mit regelbarer Antriebsleistung, insbesondere veränderlichem Verdichtungsverhältnis ausgestattet sein. So läßt sich das Verdichtungsverhältnis selbsttätig nach Fahrtgeschwindigkeit und/oder Motorleistung steuern.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform wird die insbesondere mehrteilig ausgebildete Mantelhülse mit veränderlichem Offnungswinkel vorgesehen, der auch durch den Fahrtwind gegen eine Rückstellkraft, etwa eine Feder, unmittelbar selbsttätig verstellbar sein kann. Bei langsamer Fahrt ist die Mantelhülse etwa durch Federn weit geöffnet, bei schneller Fahrt werden ihre Elemente gegen die Federkraft vom Fahrtwind zusammengedrückt. Auf diese Weise kann ohne sonderliche Regelvorrichtungen der auf das Auspuffende wirkende Unterdruck konstant gehalten oder in bestimmter vorgegebener Weise den Betriebsumständen angepaßt werden.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die wahlweise auch zusätzlich zu einem Fahrtwind-betriebenen Ejektor zur Anwendung kommen kann, weist die Beschleunigungsvorrichtung einen in die Abgasströmung eingreifenden kraftbetriebenen Förderer auf, insbesondere ein Gebläse, der bzw.
  • das sich durch Schalteinrichtungen wahlweise ein- und ausschalten läßt.
  • Dabei können Tastmittel zum Ertasten von Betriebswerten des Motors und/oder des Fahrzeuges und eine von den Tastmitteln beeinflußte selbsttätige Steuerung vorgesehen sein, um den Abgas förderer entsprechend schalten und steuern zu können.
  • Dies läßt sich verhältnismäßig einfach bewerkstelligen, wenn der Abgas förderer in einer Nebenschlußleitung zur Haupt-Auspuffleitung angeordnet ist. Dabei lassen sich an den Leitungsverzweigungen angebrachte Weichenelemente zum Umleiten wenigstens eines größeren Teiles des Abgasstromes durch die Zweigleitung vorsehen.
  • Gesteuert werden muß nur das stromaufwärts liegende Weichenelement, während sich das stromabwärts liegende Element mit selbsttätig einstellbarer Rückschlagklappe ausbilden läßt.
  • Auf diese Weise wird selbst mit einem schwachen Gebläse in unteren Drehzahlen und ohne Fahrtwindunterstützung der auf den Auspuff wirkende Gegendruck in angemessener Weise vermindert.
  • Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieder. Eszeigen Fig. 1 einen am Auspuffende eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors angebrachten Ejektor und Fig. 2 die Anordnung eines Abgasge6läses in einer an die Auspuffleitung anschaltbaren Zweigleitung.
  • Beide Ausführungsformen der Erfindung können wahlweise getrennt oder auch gemeinsam zur Anwendung gebracht werden.
  • Mit 1 ist das Auspuffrohr bezeichnet, das unmittelbar mit dem Auslaß eines Fahrzeugverbrennungsmotors, insbesondere eines Kolbenmotors, aber auch einer diesem nachgeschalteten Abgasturbine in Verbindung stehen kann. Auf dem Ende des Auspuffrohres sitzt, etwa mit Stellschrauben 2 festgelegt, eine Diffusorhülse 3, die durch Stege 4 einstückig mit einer Mantelhülse 5 verbunden sein kann.
  • Die Diffusorhülse s weist einen auf dem Ende des Auspuffrohres sitzenden Buchsenteil 31 und einen das Auspuffrohr überragenden, um ca. 30 t längeren Diffusorteil 32 auf, der nur wenig dicker ist als das Auspuffrohr und mit seinem Endteil 33 stromabwärts verjüngt ist. Die Diffusorhülse ist tulpenartig ausgebildet mit einer glockenförmigen Diffusorhöhlung 34, die sich unmittelbar am Ende des Auspuffrohres 1 bis wenigstens auf das Doppelte des lichten Rohrquerschnitts erweitert, während die anschließende Kegelfläche 35 einen Spitzenwinkel von ca. 100 bildet. Die Verjüngung im Endteil 33, der das eigentliche Auspuffende bildet, wird hier dadurch erzielt, daß die Außenfläche 36, die zunächst ebenfalls einen spitzen Winkel von ca. 100 bildet, in eine annähernd zylindrische Teilfläche 37 übergeht, was abweichend von der Darstellung mit größerer Wölbung erfolgen kann, und die das Ende der Diffusorhülse und damit des Auspuffs bildende Ringkante 38 kann scharfkantig zulaufen.
  • Während die Spitze des durch die Diffusorhülse 3 gebildeten Kegels stromaufwärts liegt, liegt die Spitze eines von der Mantelhülse 5 gebildeten Kegels stromabwärts und bildet ebenfalls einen Spitzenwinkel von ca. 10°. Zwischen beiden Hülsen wird dadurch eine Manteldüse 6 gebildet, die zein.
  • trisch zum Auspuffrohr liegt und damit den aus der Diffusorhöhlung 34 in Richtung des Pfeiles A austretenden Abgasstrom ringförmig umschließt.
  • Die Mantelhülse 5 ist nur wenig länger ausgebildet als die Diffusorhülse 3 und gegenüber dieser etwas in Strömungsrichtung versetzt. Vom abgerundeten Vorderteil des Buchsenteils 31 abgelenkter Fahrtwind gelangt jedoch zuverlässig in die Einlaßöffnung 61 der Manteldüse, deren Durchmesser D1 etwa 2,5 mal- größer ist als der Außendurchmesser d2 des Auspuffrohres, so daß der Einlaßquerschnitt mehr als 5 mal größer ist als der Innenquerschnitt des Auspuffrohres 1 mit dem Durchmesser dl.
  • In der Diffusorhöhlung 34 können sich die aus dem Auspuffrohr 1 mit dem Querschnitt des lichten Rohrdurchmessers dl austretende Abgase bis auf die Austrittsfläche an der Ringkante 38 mit dem Durchmesser d3 aufeinenmehr als 2,7 fachen Querschnitt ausdehnen und entspannen,wobei ihre Geschwindigkeit vl entsprechend herabgesetzt wird, während die gemäß Pfeil B mit der Fahrtgeschwindigkeit v2 eintretende Ejektorluft durch Verdichtung beschleunigt und auf einen Auslaßspalt mit den Durchmessern D2 und d3 beschleunigt wird, der nur etwa 40 t des Einlaßquerschnittes hat. Mit den rechnerisch nicht voll erfaßbaren Verlusten ist es jedenfalls ohne weiteres möglich, die Verhältnisse der Geschwindigkeiten v2 der Ejektorluft und vl der Abgase an der Ringkante 38 um wenigstens den Faktor 5 zu steigern. Bei Fahrt mit höherer Geschwindigkeit im Auto oder mit dem Motorrad läßt sich so stets erreichen, daß die Austrittsgeschwindigkeit v4 aus der Ejektordüse größer ist als die Austrittsgeschwindigkeit v3 aus dem Diffusor-Hohlraum.
  • Bei normalem Betrieb einigermaßen schnell fahrender Straßenfahrzeuge wird durch den Ejektor stromabwärts vom Auspuffende eine den Abgas strom umschließende ringförmige Strömung aus Umgebungsluft gebildet, die in Folge ihrer höheren Geschwindigkeit eine Mitnahmekraft auf den inneren Abgasstrom ausübt, in diesem einen Unterdruck aufbaut und dadurch die Abgasströmung dermaßen beschleunigt, daß sich der Sog bis in den Verbrennungsraum des Motors hinein auswirkt. Die Mantel strömung bewirkt zudem eine Minderung der inneren und äußeren Motorgeräusche.
  • Bei der dargestellten Ausführung ist zudem die Ejektorströmung im Bereich der Ringkante 38 leicht nach innen gelenkt, so daß sich bei der anschließenden Expansion nach dem Mantelende 51 zufolge der achsparallelen Stege 4 noch eine weitgehend axial gerichtete laminare Strömung fortsetzen kann, was die unkontrollierte und turbulente Auflösung des giftigen und warmen inneren Abgasstrahls bewirkt. Die allmähliche Angleichung der Temperaturen und Geschwindigkeiten beider konzentrischer Gasstrahlen sorgt dann dafür, daß die Oberführung des schädlichen Abgasanteils auf größere Räume verteilt erfolgt.
  • Verständlicherweise kann eine einstückige oder auch nur starre Ausführung der beiden Hülsen 3 und 5 nur für feste Werte v1 und v2 zu optimalen Ergebnissen führen. Ein begrenzter Ausgleich ist selbstverständlich dadurch möglich, daß man wenigstens eine dieser Geschwindigkeiten mißt und danach, vor allem selbsttätig, Korrekturen durchführen läßt.
  • So kann man die Mantelhülse 5 vierteilig und verstellbar mit veränderlichem Uffnungswinkel ausbilden. Dabei läßt sich im Prinzip die Korrektur dadurch herbeiführen, daß man zwei Kräfte gegenein,ander wirken läßt, von welchen die eine *vom Fahrtwind ausgeübte Stellkraft sein kann. In der Regel reicht es hin, eine Gegenkraft konstant bzw. stellungsveränderlich wie durch eine Feder vorzusehen. Bei geringer Fahrgeschw,indigkeit lassen sich so ohne weiteres Verdichtungen bis zum 10-fachen erzielen, während man bei Spitzengeschwindigkeiten die Verdichtung unter 3 herabsetzen kann.
  • Die Rückstellkraft kann ggf. auch von der Motorleistung aus gesteuert werden. * die Eine ausschließlich vom Fahrt-wind betriebene Abzugsvorrichtung reicht in aller Regel bei langsamen Fahrtgeschwindigkeiten, zum Beispiel bei Bergfahrt mit hochturig laufendem Motor oder gar bei völligem Fahrzcugtillstand nicht aus, um hinreichende Saugkräfte auf die Abgase auszuüben. Hier kann die in Fig. 2 gezeigte Ausführung Abhilfe schaffen.
  • Dort ist an das Auspuffrohr 1 eine Zweigleitung 7 mit einem ersten Zweigrohr 8 und einem zweiten Zweigrohr 9 angeschlossen,zwischen welchen ein Gebläse 11 eingeschaltet ist, das durch einen Kettentrieb 12 von einem Motor 13 antreibbar ist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor, es kann aber auch ein vom Fahrzeugmotor über eine Kupplung oder ein stufenloses Getriebe antreibbares Antriebsorgan sein. Ebenso wie ein solches Antriebsorgan bzw. der Motor 13 kann auch die hier als Kettentrieb 12 ausgebildete Übertragungsvorrichtung stufenlos regelbar sein.
  • An den Anschlußstellen der Zweigrohre 8, 9, die mindestens gleichen Durchmesser wie das Auspuffrohr 1 haben sollten, sind Weichen 14, 15 angebracht, die beide als schwenkbare Klappen ausgebildet sind.
  • Die Weiche 14 ist starr mit einem Hebel 16 verbunden, der durch eine Gelenkstange 17 an eine Betätigungsvorrichtung angeschlossen ist. Aus der mit vollen Linien eingezeichneten Schließstellung kann die Klappe durch eine Zugkraft in Richtung Pfeil 18 die mit Strichpunktlinien eingezeichnete Anschlußstellung 141 eingeschwenkt werden.
  • Auch die Weiche 15 läßt sich aus der gezeigten Schließstellung in die Anschlußstellung 151 umlegen. Dies erfordert jedoch keinerlei Stellkräfte, da die Weiche als Rückschlagklappe ausgebildet ist und sich entsprechend der Einstellung der Weiche 14 aufgrund der auf sie einwirkenden Strömungskräfte selbsttätig einstellt. So wird die Weiche gemäß der in der Absperrstellung herrschenden Strömung A-C in die ausgezogene Stellung gegen die Oeffnung des Zweigrohres 9 gelegt, während sie bei der Nebenschlußströmung gemäß den Pfeilen D und E in die Stellung 151 geschwenkt wird.
  • Das Gebläse 11 soll so ausgelegt und angetrieben sein, daß es im Zweigrohr 8 stets einen Unterdruck erzeugt. Seine Drehzahl kann am Armaturenbrett angezeigt werden und läßt sich ggf. willkürlich von Hand regeln. Auch die Gelenkstange 17 kann grundsätzlich von Hand gesteuert werden.
  • Es empfiehlt sich jedoch, beide Funktionen selbsttätig steuern zu lassen, wobei die Umstellung der Weiche 14 ein kraftbetriebenes Stellgerät erfordert. Zur Steuerung können dabei Tastelemente etwa für die Fahrgeschwindigkeit und ggf. Betriebswerte des Motors dienen, so daß sich einerseits die Umschaltung der Weiche 14 ebenso wie die Regelung der Gebläsedrehzahl selbsttätig bewirken lassen.
  • Bei gemeinsamer Anwendung der Ausführungen Fig. 1 und 2 ist dann ab einer Mindestgeschwindigkeit ausschließlich die Vorrichtung Fig. 1 wirksam, unterhalb dieser Mindestgeschwindigkeit wird das Gebläse 11 in Fig. 2 eingeschaltet, das beim Stillstand des Fahrzeuges ausschließlich die Absaugung bewirkt. Beide Vorrichtungen tragen gemeinsam oder für sich zu erheblicher Brennstoffeinsparung, zur Steigerung der Lebensdauer des Motors und der Auspuffanlage ebenso bei, wie zu einer umweltfreundlichen Uberführung des Abgases in die Umwelt.
  • Leerseite

Claims (25)

  1. Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsmotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, und Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens Ansprüche 1.,Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsmotoren, insbeandere Fahrzeugmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf den Auspuff wirkenden Gegendruck durch Beschleunigung der austretenden Verbrennungsgase entgegengewirkt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Auspuffs eine diesen umgebende parallele Mantel strömung auf die ausströmenden Gase zur Einwirkung gebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffgase unmittelbar durch mechanischen Eingriff beschleunigt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch-gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Abgase willkürlich oder nach Betriebswerten selbsttätig gesteuert wird.
  5. 5. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1- bis 4, gekennzeichnet durch eine der Auspuffleitung (1) zugeordnete Beschleunigungsvorrichtung für die Abgase. (Fig. 1, 2).
  6. 6* Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Ausbildung der BeschXeunigungsvorrichtung als am Auspuffende (, 38) angebrachter Ejektor. (Fig. 1)
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor eine im Fahrtwind angebrachte und sich in Auspuffrichtung verjüngende Manteldüse (6) aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßquerschnitt (D1 - d2) der Manteldüse (6) wenigstens viermal größer ist als der Außenquerschnitt (d2) des Auspuffrohres (1).
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen das Ende des Auspuffs bildenden Diffusor (3), dessen Auslaßquerschnitt (d3) um wenigstens 80 %, insbesondere*150 %, größer ist als der lichte Querschnitt (dgl) der Auspuffleitung. * über
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine am Ende der Auspuffleitung (1) befestigte Diffusorhülse (3), deren sich in Ausströmrichtung erweiternde Außenfläche (36) die innere Begrenzung der Manteldüse (6) bildet.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Manteldüse (6) außen begrenzende Mantelhülse (5) in Ausströmrichtung kegelartig verjüngt und bis *das Ende (38) des Auspuffs hinaus verlängert ist. *über
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung in der Manteldüse (6) und die Erweiterung (d1 - d3) im Diffusor (3, 34) so auf die Abgasmenge des Motors abgestellt sind, daß bei der Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit die Mantelströmung noch wesentlich größere Geschwindigkeit (v4)hat als die Abgasströmung (v3).
  13. 13. VorrichtuRg nach Anspruch 9 und t0, dadurch gekennzeichnet, daß Di;Efusorhülse (3) und ManteXhülse (5) durch wenigstens einen Verbindungssteg (4) mit strömungsgünstigem Flachquerschnitt zu einer auswechselbaren Baueinheit zusammengefaßt sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verbindungsstege (4) parallel zum Auspuff (1), insbesondere radial bzw. in Axialebenen der Auspuffachse vorgesehen sind.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (4) schraubenförmig, insbesondere mit sich verkleinernderschraubensteigung, gewendelt sind.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor mit regelbarer Antriebsleistung, insbesondere veränderlichem Verdichtungsverhältnis ausgestattet ist.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsverhältnis selbsttätig nach Fahrtgeschwindigkeit und/oder Motorleistung steuerbar ist.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere mehrteilig ausgebildete Mantelhülse mit veränderlichem Uffnungswinkel vorgesehen ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Offnungswinkel der Mantelhülse durch den Fahrtwind gegen eine Rückstellkraft unmittelbar selbsttätig verstellbar ist.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsvorrichtung einen in die Abgasströmung eingreifenden kraftbetriebenen Förderer, insbesondere ein Gebläse (11), aufweist.
  21. 2tv vQrrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Schaiteinrichwtungen zum wahlweisen Ein- oder Ausschalten des Abgasförderers (11).
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Tastmittel zum Ertasten von Betriebswerten des Motors und/oder Fahrzeuges und durch eine von den Tastmitteln beeinflußte selbsttätige Steuerung des Abgasförderers (11).
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasförderer (11) in einer Nebenschlußleitung (7) zur Haupt-Auspuffleitung (1) angeordnet ist.
  24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch an den Leitungsverzweigungen angebrachte Weichenelemente (14, 15) zum Umleiten wenigstens eines größeren Teiles des Abgasstromes durch die Zweigleitung (7).
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch die Ausbildung des stromabwärts liegenden Weichenelementes (15) als selbsttätig einstellbare Rückschlagklappe.
DE19823206264 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens Withdrawn DE3206264A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206264 DE3206264A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206264 DE3206264A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3206264A1 true DE3206264A1 (de) 1983-10-06

Family

ID=6156345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823206264 Withdrawn DE3206264A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3206264A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999001649A1 (de) * 1997-07-03 1999-01-14 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des gesamtwirkungsgrades bei einem hybridantrieb
WO2000040842A1 (de) * 1999-01-04 2000-07-13 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades bei verbrennungskraftmaschinen
US9920670B1 (en) * 2017-06-29 2018-03-20 Byron Wright Muffler for a powerboat engine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE357631C (de) * 1922-08-29 Edmund Wolff Kleinlichtstromerzeuger fuer durch Explosionsmotoren angetriebene Fahrzeuge
DE737396C (de) * 1940-12-13 1943-07-12 Eberspaecher J Abgassammler fuer Brennkraftmaschinen
FR971719A (fr) * 1948-09-17 1951-01-22 Procédé de fonctionnement de moteurs à combustion interne et moteurs pour l'application de ce procédé
FR1147297A (fr) * 1956-04-07 1957-11-21 Tuyère d'échappement améliorant le rendement des moteurs à explosion
DE1071412B (de) * 1959-12-17 Fa. Fried. Krupp, Essen Verfahren zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US4012907A (en) * 1975-06-09 1977-03-22 Thomas Buchanan Exhaust apparatus
DE2712663A1 (de) * 1977-03-23 1978-09-28 Bbc Brown Boveri & Cie Vorrichtung zur umlenkung eines abgasstromes
DE2936397A1 (de) * 1979-09-08 1981-04-02 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen Triebwerk fuer eine mit einem reibradantrieb versehene, vorzugsweise dieselhydraulische, zugmaschine in gestalt eilner zugkatze oder eines zugwagens o.dgl.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE357631C (de) * 1922-08-29 Edmund Wolff Kleinlichtstromerzeuger fuer durch Explosionsmotoren angetriebene Fahrzeuge
DE1071412B (de) * 1959-12-17 Fa. Fried. Krupp, Essen Verfahren zum Spülen und Aufladen der Zylinder von Zweitaktbrennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE737396C (de) * 1940-12-13 1943-07-12 Eberspaecher J Abgassammler fuer Brennkraftmaschinen
FR971719A (fr) * 1948-09-17 1951-01-22 Procédé de fonctionnement de moteurs à combustion interne et moteurs pour l'application de ce procédé
FR1147297A (fr) * 1956-04-07 1957-11-21 Tuyère d'échappement améliorant le rendement des moteurs à explosion
US4012907A (en) * 1975-06-09 1977-03-22 Thomas Buchanan Exhaust apparatus
DE2712663A1 (de) * 1977-03-23 1978-09-28 Bbc Brown Boveri & Cie Vorrichtung zur umlenkung eines abgasstromes
DE2936397A1 (de) * 1979-09-08 1981-04-02 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen Triebwerk fuer eine mit einem reibradantrieb versehene, vorzugsweise dieselhydraulische, zugmaschine in gestalt eilner zugkatze oder eines zugwagens o.dgl.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z: Wasser, Luft und Betrieb, H.6, 1963, S.365/6 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999001649A1 (de) * 1997-07-03 1999-01-14 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des gesamtwirkungsgrades bei einem hybridantrieb
WO2000040842A1 (de) * 1999-01-04 2000-07-13 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades bei verbrennungskraftmaschinen
US9920670B1 (en) * 2017-06-29 2018-03-20 Byron Wright Muffler for a powerboat engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE970090C (de) Rueckstossduese fuer Rueckstosstriebwerke
DE2717685C3 (de) Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge
EP3098426B1 (de) Adaptives flugzeugtriebwerk
DE2159490A1 (de) Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zur Verringerung des Gegendruckes der Abgase
WO1999053180A1 (de) Abgasturboladerturbine
DE2259238A1 (de) Lufteinlass fuer gasturbinenflugtriebwerke
EP3051099A1 (de) Verdichter mit variabler anströmgeometrie
WO2006117073A1 (de) Abgasturbolader für eine brennkraftmaschine
EP1570161A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader
DE1059247B (de) Vorrichtung zum Regeln des wirksamen Querschnitts der Duese eines Rueckstossantriebes
EP1881173B1 (de) Multidiffusor für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE3630233A1 (de) Ansaugsystem fuer motoren
EP0080741B1 (de) Gasdynamische Druckwellenmaschine mit Abgasbypass
DE2122762A1 (de) Gasturbinentriebwerk
DE1531449A1 (de) Stroemungskanal mit Schubumkehrvorrichtung
DE102014223765B4 (de) Hochleistungs-Vakuum-Venturipumpe
DE3206264A1 (de) Verfahren zum betreiben von verbrennungsmotoren, insbesondere fahrzeugmotoren, und vorrichtung zum ausueben dieses verfahrens
WO2017025235A1 (de) Verdichter eines turboladers mit einem schubumluftventil sowie turbolader und kraftfahrzeug mit einem solchen verdichter
DE3719930C2 (de) Turbofan-Gasturbinentriebwerk
DE2435004A1 (de) Im staubetrieb aufgeladene viertaktbrennkraftmaschine
DE4038918A1 (de) Mischvorrichtung fuer gasfoermige medien von brennkraftmaschinen
DE3048933A1 (de) Vorrichtung zur regelung des ladedruckes bei einer mit abgasaufladung betriebenen brennkraftmaschine
DE2630180A1 (de) Ansaugsteuervorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
DE2817026C2 (de) Leerlaufbrennstoffsystem in einem Vergaser für Brennkraftmaschinen
DE102022000150B4 (de) Turbine für einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8140 Disposal/non-payment of the annual fee for main application