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Die Erfindung betrifft eine Auspuffvorrichtung für
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Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Abgasableitungsrohr mit mindestens
einem Auspufftopf.
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Die Abgasentgiftung bzw. Abgasreinigung hat die Aufgabe, die hauptsächlich
durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Abgas enthaltenen , gesundheitsschädigenden
Stoffe zu beseitigen oder zumindest zu mindern. Hierzu sind verschiedene Verfahren
entwickelt worden.
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So kann eine Abgasreinigung erreicht werden durch ein gleichbleibendes,
günstiges Mischungsverhältnis von Kraftstoff zu Luft, das durch sogenannte Abgasvergaser
mit Zusatz einrichtungen für Leerlauf und Schiebebetrieb erreicht wird. Auch eine
bessere Durchwirbelung und Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch besondere
Anordnung der Ansaugleitungen und Gesta-ltung des Verbrennungsraumes und Znderung
des Zündzeitpunktes tragen zu einer Abgasreinigung bei. Neben einer elektronisch
gesteuerten Einspritzung und der damit verbundenen Herstellung des jeweils günstigen
Mischungsverhältnisses ist auch die katalytische Nachverbrennung bekannt, bei der
durch einen chemischen Vorgang die schädlichen Stoffe unwirksam gemacht werden.
Diese Anlage ist jedoch in der Herstellung sehr kostspielig, verschmutzt rasch und
ist nur kurze Zeit voll wirksam, besonders bei Verwendung verbleiter Kraftstoffe.
Auch ist eine nicht katalytische Nachverbrennung als Beitrag zur Abgasreinigung
bekannt, bei der durch eine Luftpumpe Luft in das Abgas kurz nach seinem Austritt
aus dem Zy-
linder geblasen wird, wodurch das giftige Kolenmonoxid-Gas
in unterschädliches Kohlendioxid umgewandelt wird.
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Außerdem werden noch unverbrannte CH-Anteile nachverbrannt.
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Auch die Rückführung eines Teiles des Auspuffgases zum Ansaugstutzen
des Motors ist bekannt. Dadurch wird eine Verringerung der Stickoxide erreicht,
jedoch müssen Leistungsverluste des Motors in Kauf genommen werden.
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Die Abgasprobleme sind sehr schwer zu lösen, -denn im allgemeinen
steigt'mit -abnehmendem Kohlenmonoxidgehalt im Abgas der Anteil der giftigen Stickoxide.
Darüber hinaus reichen die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung der
Abgase nicht aus, um eine vollständige Reinigung der Abgase von Schadstoffen zu
bewirken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche
Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Abgasreinigung,insbesondere in Bezug auf filterbare
Anteile ,in den Abgasen ohne großen technischen Aufwand möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Auspuffvorrichtung
für Kraftfahrzeuge gemäß der eingangs beschriebenen Art vor, die erfindungsgemäß
in der Weise ausgebildet ist, daß die Auspuffvorrichtung eine Abgasreinigungseinrichtung
aufweist, die aus einem Gehäuse mit in dessen Innenraum ausgebildeter Filterkammer
mit mindestens einem Austauschfilter, einem an die Filterkammer angeschlossenen
zweiten Abgasableitungsrohr mit einer in diesem angeordneten Saug- und Druckpumpe
und einer die Filterkammer mit dem dem Auspufftopf nachgeschalteten
Rohrleitungsabschnitt
des Abgasableitungsrohres verbindende Rohrleitung besteht, wobei im Verbindungsbereich
des Rohrleitungsabschnittes des Abgasableitungsrohres mit der mit der Filterkammer
verbundenen Rohrleitung ein Umsteuerventil angeordnet ist.
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Eine derart ausgebiidete Auspuffvorrichtung erbringt den Vorteil,
daß die von der Brennkraftmaschine kommenden Abgase nach Durchströmen des Auspufftopfes
einer Abgasreinigungseinrichtung zugeführt werden, vermittels der eine Reinigung
der Abgase von filterbaren Schadstoffen erfolgt. Vorteilhafterweise werden in dieser
Abgasreinigungseinrichtung Austauschfilter verwendet, die nach Sättigung aus der
Einrichtung herausgenommen und gegen neue unverbrauchte Filter ausgetauscht werden
können, was mühelos und ohne großen technischen Aufwand möglich ist. Vorteilhafterweise
werden als Austauschfilter Absorptionsfilter verwendet-oder derartige Filter bei
denen eine Absorption der Schadstoffe durch Oxidation oder Reduktion der Abgasschadstoffe
erfolgt. Diese Austauschfilter können auch als Kohlefilter ausgebildet sein, um
eine hohe Absorption der Schadstoffanteile an den Abgasen zu ermöglichen.
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Dadurch, daß Auspuffvorrichtung und Abgasreinigungseinrichtung eine
Baueinheit darstellen, ist auch der nachträgliche Einbau einer derartigen erfindungsgemäß
ausgebildeten Auspuffvorrichtung möglich. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß über
ein vorgesehenes Umsteuerventil die Zufuhrung von Abgasen zu der Abgasreinigungs-
einrichtung
derart unterbunden werden kann, daß die Abgase über das sich an den Auspufftopf
anschließende Abgasableitungsrohr nach außen strömen. Eine derartige Umschaltung
ist immer dann erforderlich, wenn die Filter in der Abgasreinigungseinrichtung gesättigt
sind und kein Aufnahmevermögen mehr besitzen. Diese Umsteuerung der Ausströmrichtung
der Abgase kann über einen Meßfühler gesteuert werden, der den Sättigungsgrad der
Filter erfaßt und in dem Augenblick , in dem die Filter keine weiteren Schadstoff
mehr absorbieren können, die Umsteuerung auslösen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Auspuffvorrichtung
mit integrierter Abgasreinigungseinrichtung teils in Ansicht, teils in einem senkrechten
Schnitt dargestellt.
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Die mit 100 bezeichnete Auspuffvorrichtung besteht aus einem in an
sich bekannter Weise ausgebildeten Auspufftopf 20, der in einem Abgasableitungsrohr
25 angeordnet ist, dessen dem Auspufftopf 20 vorgeschalteter Rohrleitungsabschnitt
mit 21a und der dem Auspufftopf nachgeschaltete Rohrleitungsabschnitt mit 21b bezeichnet
ist. Der Rqhrleitungsabschnitt 21a des Abgasableitungsrohres 21 steht über einen
Auspuffkrümmer mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkraftmaschine
in Verbindung. Die Zuführung der Abgase in die Auspuffvorrichtung 100 erfolgt in
Pfeilrichtung X.
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Diese Auspuffvorrichtung 100 umfaßt eine Abgasreinigungseinrichtung
30, die aus einem Gehäuse 31 besteht. In dem Innenraum 32 dieses Gehäuses ist eine
Filterkammer 33 ausgebildet, die mindestens ein Austauschfilter aufnimmt. Bei dem
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbesipiel sind zwei als Austauschfilter
ausgebildete Filter 34,35 in dem Innenraum 32 des Abgasreinigungseinrichtungsgehäuses
31 angeordnet, wobei die beiden Austauschfilter 34,35 über eine gasdurchlässige
Trennwand voneinander getrennt sind.
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Neben der Filterkammer 33 ist in dem Gehäuse 31 eine weitere Kammer
33a ausgebildet. Durch diese Kammer 33a ist ein weiteres Abgasableitungsrohr 38
hindurchgeführt, welches einendseitig in die Filterkammer 33 mündet. Der in der
Xammer 33a liegende Rohrabschnittsbe-;reich des Abgasableitungsrohres 38 weist eine
Saug- und Druckpumpe 36 auf, vermittels der die dem Auspufftopf 20 und der Abgasreinigungseinrichtung
30 zuzuführenden Abgase angesogen werden, so daß die Abgase durch die Filter 34,35
in der Filterkammer 33 des Gehäuses 31 hindurchströmen können, wobei gleichzeitig
die in dem Abgas vorhandenen Schadstoffe, soweit absorbierbar und filtrierbar von
den Filtern 34,35 zurückgehalten werden.
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Die Zuführung der Abgase von dem Auspufftopf 20 zu der Abgasreinigungseinrichtung
erfolgt über eine -Rohrleitung 37, die einendseitig mit dem Rohrleitungsabschnitt
31b des Abgasableitungsrohres 21 verbunden ist, während das'andere Ende der Rohrleitung
37 in die Filter-
kammer 33 des Gehäuses 31 der Abgasreinigungseinrichtung
30 mündet.
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Im Anschluß- bzw. Verbindungsbereich der Rohrleitung 37 mit dem Rohrleitungsabschnitt
21b des Abgasableitungsrohres 21b ist ein Umsteuerventil 40 angeordnet, über das
eine Ableitung der aus dem Auspufftopf 20 ausströmenden Abgase über die Rohrleitung
37 in die Abgasreinigungseinrichtung 30 möglich ist. Bei entsprechender Stellung
des Umsteuerventils strömen die Abgase. in Pfeilrichtung X1 durch die Rohrleitung
37 in die Abgasreinigungseinrichtung 30 und werden durch die Filter 34,35 von der
Pumpe 36 angesogen und über das Abgasableitungsrohr 38 in Pfeilrichtung X3 an die
Außenluft abgegeben.
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Sind die Filter 34,35 gesättigt, dann erfolgt eine Umsteuerung des
Ventils 40 derart, daß die Abgase nicht mehr in Pfeilrichtung X1 der Abgasreinigungseinrichtung
30 zugeführt werden, sondern über den Rohrleitungsabschnitt 21b des Abgasableitungsrohres
21 in Pfeilrichtung X4 aus der Auspuffvorrichtung austreten. Ist der gesåttiqte
Filter aus der Abgasreinigungseinrichtung 30 herausgenommen und gegen ein neues
Filter ersetzt worden, dann wird das Ventil 40 wieder so umgesteuert, daß die vom
Auspufftopf 20 kommenden Abgase der Abgasreinigungseinrichtung 30 über die Rohrleitung
37 zugeführt und über das Abgasableitungsrohr 38 in Pfeilrichtung X3 an die Außenluft
abgegeben wird.
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Für das Austauschen der Filter 34,35'ist das Gehäuse 31 mit in der
Zeichnung nicht dargestellten verschließbaren
Öffnungen versehen,
so daß ein Filteraustausch mühelos und ohne Zeitaufwand vorgenommen werden kann.
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Vorteilhafterweise sind Auspuffvorrichtung 100 und Abgasreinigungseinrichtung
30 als Baueinheit in einem Gehäuse 110 angeordnet, wobei die Rohrleitungsabschnitte
21a,21b des Abgasableitungsrohres 21 und das Abgasableitungsrohr 38 mit einem Abschnitt
aus den Gehäuseseitenwänden herausgeführt sind, damit auf der einen Seite ein Anschluß
der Gesamtvorrichtung an den Auspuffkrümmer der Brennkraftmaschine möglich ist und
zum anderen ein ungehindertes Austreten der Abgase aus der gesamten Auspuffvorrichtung
möglich ist.
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Die Umsteuerung des Ventils 40 erfolgt vorteilhafterweise über eine
bei 41 angedeutete Steuereinrichtung, die wiederum von einem Meßfühler 45 steuerbar
ist, der in der Filterkammer 33 derart angeordnet ist, daß der Meßfühler bei einer
Sättigung der Filter 34,35 anspricht und dann vermittels der Steuereinrichtung 41
das Umsteuern des Ventils 40 auslöst, wenn eine Sättigung der Filter 34,35 in der
Abgasreinigungseinrichtung 30 erfolgt. Dieser Meßfühler 45 kann als Gasdetektor
od.dgl. ausgebildet sein und nur dann ansprechen, wenn ein bestimmter Sollwert überschritten
wird, der gleich ist mit dem Sättigungswert bzw. der Aufnahmefähigkeit der Filter
34,35.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die voranstehend beschriebene
und inder Zeichnung dargestellte Ausführungsform. Abweichungen in den Anordnungen
der Abgasreinigungseinrichtung
und der Auspuffvorrichtung zueinander
liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andersartige Ausgestaltung der Abgasreinigungseinrichtung
30.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Auspuffvorrichtung ist umweltfreundlich
und führt zu keiner Belastung der Umwelt. Die die Abgasreinigungseinrichtung verlassenden
Abgase sind nicht mehr in dem Maße gesundheitsschädigend, als wenn die Abgase direkt
den Auspufftopf eines Kraftfahrzeuges verlassen.