DE3528136A1

DE3528136A1 - Abgaskruemmer einer doppelrohrabgasleitung fuer mehrzylindrige brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3528136A1
Application number: DE19853528136
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl In Riemenschneider; Herbert Dr Ing Tesarek; Hans Ing Grad Jonas
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1987-02-19
Also published as: DE3528136C2; DE8522610U1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgaskrümmer einer Doppelrohr-Abgasleitung für mehrzylindrige Brennkraft maschinen, in dem die den Zylindern zugeordneten Abgas leitungen gruppenweise in zwei Abgaskanälen vereinigt sind, mit einer den Abgaszustand messenden, in die Abgas kanäle eingebrachten Lambdasonde.

Um eine Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches im Ver brennungsmotor mit möglichst geringen Schadstoffanteilen im Abgas zu erzielen, wird der Zustand des Abgases mit Hilfe einer Lambdasonde gemessen. Die in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases von der Lambdasonde erzeugten, über das Betriebsverhalten der Brennkraftma schine Aufschluß gebenden, elektrischen Signale werden als Regelparameter benutzt, um das für eine optimale Ver brennung geeignete Luft-Kraftstoffgemisch kontinuierlich verfügbar zu haben. Die Lambdasonde soll, um genaue Werte liefern zu können, möglichst nahe am Entstehungs ort der heißen Abgase und bei einer Doppelrohrabgaslei tung auch dem Einfluß der Gesamtheit der Gase ausgesetzt sein. Zu diesem Zweck ist bei einer aus der DE-OS 30 29 012 bekannten Abgasleitung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, deren Zylinder zu zwei Gruppen zusam mengefaßt und über einen zweiteiligen Abgaskrümmer mit getrennten, den Gruppen zugeordneten Abgaskanälen an eine Doppelrohr-Abgasleitung angeschlossen sind, die Lambdasonde quer zur Strömungsrichtung in den Krümmer wandungen so angeordnet, daß sie in die beiden Abgaska näle hineinragt. Diese Anordnung der Lambdasonde bildet nicht nur einen unerwünschten Strömungswiderstand; auch ist die Meßgenauigkeit der Lambdasonde nicht optimal, weil sie nur an einer Seite vom Abgas angeströmt und zudem nicht über ihre gesamte Länge beiden Abgasströmen ausgesetzt ist. Außerdem muß die Lambdasonde ziemlich lang sein, um die Abgaskanalquerschnitte hinreichend zu überdecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ab gaskrümmer der eingangs genannten Art eine Lambdasonde vornehmlich von relativ kurzer Bauart so nahe wie mög lich an der Brennkraftmaschine so anzuordnen, daß sie von beiden Gasströmen allseitig beaufschlagt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lambdasonde in einer Ausnehmung innerhalb einer ge meinsamen Trennwand zwischen den Abgaskanälen angeordnet ist, derart, daß die Lambdasonde vollumfänglich von den Abgasströmen beider Abgaskanäle beaufschlagt wird.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, den Leistungs- und Drehmomentvorteil eines Doppelrohrkrümmers auch bei einer für einen optimalen Katalysatorbetrieb erforder lichen Gemischregelung zu erhalten. Da die Lambdasonde nahe der Brennkraftmaschine angeordnet ist, ergeben sich auch bei Teillastbetrieb oder gar im Leerlauf noch aus reichend hohe Abgastemperaturen, um ein zuverlässiges Arbeiten sicherzustellen. Der geringe Abstand zur Brenn kraftmaschine führt weiterhin zu kurzen Regelwegen, so daß die Gemischregelung schnell anzusprechen vermag. Weiterhin gewährleistet die erfindungsgemäße Anordnung, daß die Lambdasonde gleichmäßig und allseitig mit Abgas umspült wird. Sie kann dadurch einen mittleren Abgas zustand erfassen.

Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, daß die Lambdasonde sich mit ihrer Längsachse entweder längs der Strömungsrichtung oder quer zur Strömungsrichtung der Abgase in der zwischen den Abgaskanälen befindlichen Ausnehmung der Trennwand erstreckt. Die Lambdasonde kann sich also entweder längs zu den Abgaskanälen oder quer zu ihnen innerhalb der Ausnehmung der Trennwand erstrecken. Wichtig und zweckmäßig in beiden Fällen ist nur, daß die Lambdasonde so in der Ausnehmung der Trennwand angeordnet ist, daß ihre Längsachse in der Längsmittel ebene der Trennwand liegt oder einen spitzen Winkel mit dieser bildet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Lambda sonde im Abgaskrümmer erfüllt nicht nur die Forderung nach möglichst naher Unterbringung an der Brennkraft maschine, wo in allen Betriebszuständen genügend hohe Abgas- und somit Arbeitstemperaturen für die Lambdasonde verfügbar sind, sondern durch die Lage der Lambdasonde in Strömungsrichtung wird sie auch allseitig von den Ab gasströmen beider Abgaskanäle beaufschlagt, ohne selbst einen Strömungswiderstand zu bilden. Die Lambdasonde kann unabhängig von den Querschnittsgestaltungen und -größen der Abgaskanäle von relativ kurzer Bauart sein und liefert dennoch optimale Meßergebnisse. Durch den erfindungsgemäßen Einbau der Lambdasonde in die Ausneh mung der Trennwand ist es möglich geworden, den bekann ten Leistungs- und Drehmomentvorteil eines Doppelrohr-Ab gaskrümmers mit einer für einen optimalen Katalysator betrieb erforderlichen Gemischregelung zu kombinieren.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nach folgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Abgaskrümmers mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer Lambdasonde,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Abgaskrümmers,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Abgaskrümmer nach Fig. 1,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 durch den Abgaskrümmer ohne Lambdasonde,

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2 durch den Abgaskrümmer ohne Lambdasonde,

Fig. 6 einen weiteren, horizontalen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2 durch den Ab gaskrümmer,

Fig. 7 einen Ausschnitt im Schnitt nach Linie VII- VII in Fig. 6 unter Weglassung der Lambda sonde.

Ein den Fig. 1, 2 und 3 gezeigter Abgaskrümmer 1 einer nicht dargestellten Doppelrohr-Abgasleitung für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine besteht aus vier den einzelnen Zylindern zugeordneten Abgasleitungen, 2, 3, 4 und 5, die an ihren freien Enden mit Anschlußflan schen 6, 7, 8 und 9 zur Befestigung des Abgaskrümmers 1 am Motorblock versehen sind. Die äußeren Abgasleitungen 2, 5 und die inneren Abgasleitungen 3, 4 vereinigen sich jeweils in einem gemeinsamen Abgaskanal 10 bzw. 11, deren Austritte in einem Anschlußflansch 12 des Abgaskrümmers 1 münden, an dem zur Verschraubung des Abgaskrümmers 1 mit der Doppelrohr-Abgasleitung Gewindebohrungen 13 vorgesehen sind.

In Fig. 4 ist die Vereinigung der Abgasleitungen 2, 5 sowie der aus der Vereinigung der Abgasleitungen resul tierende Abgaskanal 11 erkennbar, während Fig. 5 die beiden Abgaskanäle 10, 11 verdeutlicht. Ferner ist in den Fig. 4, 5, 6 und 7 zu erkennen, daß die Abgas kanäle 10, 11 eine gemeinsame Trennwand 14 besitzen, in der sich eine fensterartige Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Lambdasonde 16 befindet. Zu diesem Zweck ist das Krümmergehäuse mit einer Einsenkung 17 und einer daran anschließenden Gewindedurchgangsbohrung 18 versehen, in welche die Lambdasonde 16 mit einem mit Außengewinde ver sehenen Schaft 19 ähnlich einer Zündkerze einschraubbar ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Lambdasonde (16) mit ihrem Meßfühler 20 etwa mittig in die fenster artige Ausnehmung 15 der Trennwand 14 derart hineinragt, daß ihre Längsachse 21 mit der Längsmittelebene 22 der Trennwand 14 zusammenfällt oder einen spitzen Winkel alpha mit ihr bildet, der bei der dargestellten Ausfüh rungsform etwa 25 Grad beträgt.

Wichtig für die Erfindung ist es, daß die Lambdasonde 16 mit ihrem Meßfühler 20 allseitig von den Abgasströmen in den Abgaskanälen 10, 11 umspült wird, um die Abgaswerte beider Gasströme optimal zu erfassen und die mittlere Abgaszusammensetzung aller Zylinder ständig zu über wachen und daß die Lambdasonde 16 in eine genügend große Gewindedurchgangsbohrung 18 eingeschraubt ist, damit die Trennwand zwischen beiden Abgaskanälen 10, 11 im Bereich der Ausnehmung 15 wieder ausgefüllt wird und die Vortei le des Doppelrohrkrümmers erhalten bleiben.

Claims

1. Abgaskrümmer einer Doppelrohr-Abgasleitung für mehr zylindrige Brennkraftmaschinen, in dem die den Zylin dern zugeordneten Abgasleitungen gruppenweise in zwei Abgaskanälen vereinigt sind, mit einer den Abgaszustand messenden, in die Abgaskanäle eingebrachten Lambdasonde, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (16) in einer Ausnehmung (15) innerhalb einer gemeinsamen Trenn wand (14) zwischen den Abgaskanälen (10, 11) angeordnet ist, derart, daß die Lambdasonde (16) vollumfänglich von den Abgasströmen beider Abgaskanäle (10, 11) beauf schlagt wird.

2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (16) mit ihrer Längsachse (21) längs der Strömungsrichtung der Abgase in der zwischen den Abgaskanälen (10, 11) befindlichen Ausnehmung (15) der Trennwand (14) angeordnet ist.

3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (16) mit ihrer Längsachse (21) quer zur Strömungsrichtung der Abgase in der zwischen den Abgaskanälen (10, 11) befindlichen Ausnehmung (15) der Trennwand (14) angeordnet ist.

4. Abgaskrümmer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lambdasonde (16) derart in der Ausnehmung (15) der Trennwand (14) zwischen beiden Abgas kanälen (10, 11) angeordnet ist, daß ihre Längsachse (21) in der Längsmittelebene der Trennwand (14) liegt.

5. Abgaskrümmer nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekenn zeichnet durch eine Anordnung der Lambdasonde (16) in der Ausnehmung (15) der Trennwand (14) unter einem spit zen Winkel (alpha), den ihre Längsachse (21) mit der Längsmittelebene der Trennwand (14) bildet.

6. Abgaskrümmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel (alpha) etwa 25 Grad beträgt.

7. Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausneh mung (15) in der Trennwand (14) durch die Anordnung der Lambdasonde (16) strömungstechnisch geschlossen ist.