DE3609848A1

DE3609848A1 - Abgassystem an einer luftverdichtenden brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3609848A1
Application number: DE19863609848
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Bergmann; Manfred Meyer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1986-03-22
Publication date: 1987-10-01
Also published as: DE3609848C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgassystem an einer luft verdichtenden Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der EP-A 00 20 766 ist ein Abgassystem einer luftver dichtenden Brennkraftmaschine mit einer zweigeteilten paral lel verlaufenden Abgasleitung mit je einem Rußfilter bekannt. Die Rußfilter werden wechselseitig vom Abgasstrom der Brenn kraftmaschine oder von dem Abgasstrom einer Brennkammer durchströmt. Das wechselseitige Umlenken der Abgasströme erfolgt mit Drehklappen, die stromauf der Rußfilter im Ab gassystem angeordnet sind. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß das Zündungssystem der Brennkammer von den Abgasen der Brennkraftmaschine verunreinigt wird, so daß deren Funktions fähigkeit nicht immer gewährleistet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschmutzung der Brenn kammer durch den Abgasstrom der Brennkraftmaschine durch mechanische Bauelemente und unter Nutzung fluidtechnischer Bauelemente zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unter ansprüche.

Das erfindungsgemäße Abgassystem weist den Vorteil auf, daß in den Stillstandszeiten der Brennkammer von einem Strahlpumpeneigenschaften aufweisenden fluidtechnischen Bauelement, das die Energie des Abgasstromes der Brenn kraftmaschine nutzt, Umgebungsluft durch die Brennkammer und der ihr zugeordneten Abgasleitung gesaugt wird. Auf grund des Druckgefälles zwischen den Abgasleitungen und dem Einsatz der Drosselklappen zum wechselseitigen Ver schließen der Abgasleitungen strömt kein Teilstrom des Abgases der Brennkraftmaschine in die Brennkammer, so daß Betriebsstörungen der Brennkammer aufgrund von Verschmutzungen durch den Abgasstrom der Brennkraftmaschine nicht auftreten. Die hohe Betriebssicherheit bedingt durch die einfache keine beweglichen Teile aufweisenden Bauart des fluidtechnischen Bauelementes, das eine ausreichend große Saugleistung gewährleistet, trägt zu einer wartungsfreundlichen und störungsunanfälligen Vorrichtung bei.

In der Zeichnung ist beispielhaft ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

Eine luftverdichtende Brennkraftmaschine 1 umfaßt stromab des Abgassammelrohres 2 ein Hosenrohr 3, stromab dem in den parallel verlaufenden Leitungssträngen 4, 5 der Abgasleitung je ein Rußfilter 6, 7 angeordnet ist. Die Leitungsstränge 4, 5 münden in einem gemeinsamen Endrohr 8. In dem Hosenrohr 3 sind auf einer gemeinsamen Welle 9 um 90° versetzt wechselseitig schließend Drehklappen 10, 11 angeordnet. Stromab dieser mündet je eine Leitung 12, 13 eines hosenförmigen Verbin dungsrohres 14, an dem anströmseitig eine Brennkammer 15 angeordnet ist. In jeder Leitung 12, 13 des hosenförmigen Verbindungsrohres 14 ist auf einer gemeinsamen Welle 15 um 90° versetzt wechselseitig schließende Drehklappen 16, 17 angeordnet. Mit einem hilfskraftbetätigbaren Stellantrieb 26 sind die zwangsgekoppelten Wellen 9, 15 verschwenkbar. Dabei sind die Drehklappen 10, 11, 16, 17 im Hosenrohr 3 und im Verbindungsrohr 14 um 90° versetzt wechselseitig schließend angeordnet. Der endrohrseitige Bereich 18, 19 der Abgas leitungen 4, 5 ist düsenartig ausgebildet, wobei der an strömseitige Bereich 20 des Endrohres 8 den gemeinsamen Düsenhals bildet, an dem sich ein diffusorförmiger Bereich 21 des Endrohres 8 anschließt. Einem Steuergerät 22 werden als Eingangsgrößen die mit Meßfühlern 23, 24 erfaßte Temperatur der Rußfilter 6, 7 und der Abgasgegendruck zugeführt, der mit einem stromauf der Drehklappen 10, 11 im Hosenrohr 3 ange ordneten Meßfühler 25 erfaßt wird. Das Steuergerät 22 akti viert bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Abgasgegen druckes den Stellantrieb 26 und den Brenner der Brennkammer 15. Der Stellantrieb 26 verschwenkt die Wellen 9, 15, so daß der Zustrom von dem Abgas der Brennkraftmaschine zum zu regene rierenden Rußfilter unterbunden ist, der nun vom Brennkammer abgas zur Gewährleistung der Rußoxidation mit einem aus reichend hohen Sauerstoffanteil im Brennkammerabgas beauf schlagt wird. Da die thermische Regeneration der Rußfilter 6, 7 erst ab einer Temperatur von oberhalb 600°C beginnt, je doch die Temperatur von 850°C der Bauteile nicht über schritten werden soll, wird mit den Meßfühlern 23, 24 die Temperatur der Rußfilter 6, 7 überwacht. Wird diese über schritten, so wird die Brennstoffzufuhr zu der Brennkammer 15 unterbrochen.

Durch das Zusammenfassen der düsenartigen endrohrseitigen Bereiche 18, 19 mit einem gemeinsamen Düsenhals 20 erhält man ein fluidtechnisches Bauelement mit strahlpumpenähn lichen Eigenschaften. Beim Durchströmen des Düsenhalses 20 vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine 1 entsteht in der Abgasleitung zum regenerierenden bzw. regenerierten Rußfilter ein Unterdruck, aufgrund dessen insbesondere beim regenerierten Rußfilter Umgebungsluft durch die Brennkammer 15 und dem Rußfilter dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine im Düsenhals 20 zugeführt wird. Auf grund des Druckgefälles zwischen den beiden Abgaslei tungen ist sichergestellt, daß kein Teilstrom des Abgases der Brennkraftmaschine in die Brennkammer gelangt und diese verschmutzt, wodurch insbesondere die Funktionsfähigkeit der Zündeinheit der Brennkammer beeinträchtigt würde. Um eine Betriebsstörung unter allen denkbaren Betriebsbe dingungen auszuschließen, wird in der regenerierten Ruß filterphase von dem endrohrseitig strahlpumpenähnliche Eigenschaften aufweisenden fluidtechnischen Bauelement Umgebungsluft durch die Brennkammer, der Abgasleitung und dem Rußfilter gesaugt. Die Länge des diffusorartigen End rohres beträgt etwa das Vier- bis Zwölffache des Durch messers des Endrohres 8.

Claims

1. Abgassystem an einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit einer in zwei Leitungssträngen geteilten Abgasleitung, in denen je ein Rußfilter angeordnet ist, die wechselseitig von dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine und dem Abgasstrom einer Brennkammer durchströmt werden, wobei die Abgasströme mit Drehklappen wechselseitig in einen der beiden Leitungs stränge umgelenkt werden und wobei die Abgasleitungen strom ab der Rußfilter in ein gemeinsames Endrohr zusammengeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Düse, die von dem endrohrseitigen Bereich (18, 19) der Leitungsstränge (4, 5) und dem Endrohr (8) gebildet wird, Umgebungsluft durch die Brennkammer (15) und der ihr zugeordneten Abgasleitung (4, 5) ansaugbar ist.

2. Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der endrohrseitige Bereich (18, 19) der zweiflutigen Abgasleitung (4, 5) düsenartig ausgebildet ist und daß der anströmseitige Bereich (20) des Endrohres (8) der gemein same Düsenhals ist, an dem sich ein diffusorartiger abström seitiger Bereich (21) des Endrohres (8) anschließt.

3. Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselseitige Zuführung der Abgasströme zu den Rußfiltern (6, 7) mit zwangsgekoppelten Drehklappen (10, 11, 16, 17) erfolgt, die stromauf der Rußfilter (6, 7) im Hosen rohr (3) der Abgasleitung (4, 5) der Brennkraftmaschine und im hosenförmigen Verbindungsrohr (14) vom Brenner (15) zu den Rußfiltern (6, 7) angeordnet sind.

4. Abgassystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehklappen (10, 11, 16, 17) des Hosenrohres (3) und des Verbindungsrohres (14) jeweils auf einer gemein samen Welle (9, 15) wechselseitig schließend angeordnet sind.

5. Abgassystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsgekoppelten Drehklappen (10, 11, 16, 17) mit einem Stellantrieb (26) verschwenkbar sind.

6. Abgassystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Endrohres (8) das vier- bis zwölffache des Durchmessers des Endrohres ist.