DE3925022A1 - Auspuffanlage fuer die abgase eines verbrennungsmotors, mit anlasser der nachverbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffanlage für die Abgase eines Verbrennungsmotors, mit Anlasser der Nachverbrennung.

Es sind Auspuffanlagen für Verbrennungsmotoren bekannt, die Anlasser des Abgas-Nachverbrennungsverfahrens enthalten, das zur Herabsetzung der Schadstoffemissionen nützlich ist. Bei derartigen Anlagen ist der Anlasser in dem mit dem oder den Zylinder/n des Motors verbundenen Auspuffrohr angeordnet. Offensichtlich stört die Anwesenheit des Anlassers innerhalb des Auspuffrohres die normale Strömung der Abgase. Die Folgen davon sind eine Abschwächung der Leistung und des erzeugten Drehmoments sowie ein schlechterer Verbrauch. Man hat versucht, diesem Nachteil mit der Ausbildung eines Hohlraumes in Längsrichtung der Achse des Anlassers abzufehlen, damit die Abgase zum größten Teil innerhalb dieses Hohlraumes frei ausströmen können.

Diese Maßnahme hat bei Viertakt-Verbrennungsmotoren eine durchschnittliche Wirksamkeit, aber bei Zweitakt-Verbren­ nungsmotoren, wo jeglicher eventuell im Auspuffrohr ent­ stehende Gegendruck das im Zylinder vor sich gehende thermo­ dynamische Verfahren wesentlich beeinflußt, entspricht die oben angegebene Lösung den Erfordernissen nicht genug.

Es ist auch noch die Tatsache zu erwähnen, daß durch diese Maßnahme der Anlasser kleiner ausfällt und daher weniger wirksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auspuffanla­ ge, insbesondere für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor, zu schaffen, die mit einem Anlasser der Nachverbrennung versehen ist, die die oben angegebenen Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Auspuffanlage für die Abgase eines Verbrennungsmotors mit Anlasser der Nachverbrennung und einem den Anlasser der Nachverbrennung enthaltenden Auspuffrohr, das an dem einen Ende mit dem Motor und am entgegengesetzten Ende mit einem Auspufftopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspuffrohr einen Rohrabschnitt aufweist, der einen mittleren Teil und zwei Anschlußteile umfaßt, die den mittleren Teil jeweils an einem weiteren, mit dem Motor verbundenen Abschnitt des Auspuffrohres und an einem weiteren, mit dem Auspuff­ topf verbundenen Abschnitt des Auspuffrohres anschließen, wobei der mittlere Teil des Auspuffrohrabschnittes den Anlasser aufnimmt und grössere Abmessungen als die Abmessun­ gen der anderen Auspuffrohrabschnitte sowie größere Abmessungen als die Abmessungen des Anlassers aufweist, um eine Abgasausströmung durch wenigstens einen Spalt zwischen dem mittleren Teil und dem Anlasser zu erzeugen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines nicht beschrän­ kenden, in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematischen Schnittansicht einer erfindungs­ gemäßen Auspuffanlage,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Line II-II von Fig. 1 und

Fig. 3 die Auspuffanlage nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen Element.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Auspuffanlage insgesamt mit 10 bezeichnet, die ein Auspuffrohr 11 mit kreisrundem Querschnitt aufweist, das in drei Abschnitte 11 a, 11 b und 12 eingeteilt ist, wobei die Rohrabschnitte 11 a und 11 b je mit der Auslaßöffnung eines insgesamt mit 20 be­ zeichneten Zweitakt-Verbrennungsmotors bzw. mit einem insgesamt mit 30 bezeichneten Auspufftopf verbunden sind. Wie in der Figur schematisch dargestellt, besteht der Rohrabschnitt 12 aus drei mit 14, 15 und 16 bezeichneten Teilen, und zwar aus einem mittleren Teil 15, dessen kreis­ runder Querschnitt einen größeren Durchmesser als der Querschnitt der Rohrabschnitte 11 a, 11 b aufweist und der einen Anlasser 13 des Nachverbrennungsverfahrens aufnimmt, aus einem kegelstumpfförmigen Anschlußteil 14, der den mittleren Teil 15 am Rohrabschnitt 11 a anschließt, und aus einem kegelstumpfförmigen Anschlußteil 16, der den mittleren Teil 15 mit dem Rohrabschnitt 11 b verbindet.

Der Querschnitt des mittleren Teils 15 ist in Fig. 2 darge­ stellt, die zeigt, daß der mittlere Teil 15 aus zwei Halb­ schalen 15 a und 15 b besteht, die an ihren entgegengesetzten, mit 17 a bzw. 17 b bezeichneten, nach der Innenseite des mittleren Teils 15 abgewinkelten Rippen in Längsrichtung miteinander verbunden, zum Beispiel zusammengeschweißt, sind. Die Rippen 17 a und 17 b dienen auch zur Halterung und zur Zentrierung des Anlassers 13, dessen zylinderförmi­ ger Drahtnetzaufbau einen kleineren Durchmesser als der mittlere Teil 15 aufweist.

Durch die beschriebene und dargestellte Gestaltung des Rohrabschnittes 12 entsteht in dem Raum zwischen dem mittle­ ren Teil 15 und dem Anlasser 13 ein großer Ausströmungs­ querschnitt für die Abgase, der im wesentlichen die Form eines kreisrunden Kranzes hat, der aus zwei Spalten 18 besteht, deren Querschnitte je im wesentlichen die Form eines kreisrunden Halbkranzes haben. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß dieser große Ausströmungsquer­ schnitt zustande kommt, ohne das Volumen des Anlassers zu beeinträchtigen, der - wie in der Figur ersichtlich einen Durchmesser hat, der im wesentlichen dem Durchmesser der normalen Abschnitte 11 a und 11 b des Auspuffrohres 11 entspricht, d.h., daß seine Außenmasse in Querrichtung im wesentlichen der Lichtweite dieser normalen Rohrabschnit­ te entsprechen, so daß er bei einer bekannten Auspuffanlage die ganze Lichtweite in Querrichtung des Rohres einnehmen würde. Das ist bekanntlich hinsichtlich der Wirksamkeit des Anlassers während der Kaltstartstufen des Motors sehr wichtig. Dadurch werden also die einleitend beschriebenen Nachteile beseitigt.

Die Kegelstumpfform der Anschlußteile 14 und 16 begrenzt diese Ausströmung der Abgase. Um diesem Erfordernis optimal zu entsprechen, steht der Unterschied zwischen dem Quer­ schnitt des mittleren Teils 15 und dem Querschnitt der Rohrabschnitte 11 a, 11 b vorzugsweise im Verhältnis zur Länge der jeweiligen kegelstumpfförmigen Anschlußteils 14 und 16 im Bereich zwischen 0,2 und 1,2, der einem Kegel des jeweiligen Anschlußteils 14 und 16 zwischen 5° und 30° entspricht.

In Fig. 3 ist dem Anlasser 13 ein Katalysator 31 zugeordnet, der innerhalb des Auspufftopfes 30 angeordnet ist.

In diesem Fall wird die durch den Anlasser bewirkte Nachver­ brennung der Abgase vom Katalysator weiter gesteigert und vervollständigt. Diese Lösung ist für die Fälle geeig­ net, bei denen der Gehalt und die Menge der Abgase hoch sind. Die Anordnung des Anlassers 13 ist sowohl bei dieser Lösung als auch bei der in Fig. 1 dargestellten Lösung identisch.

Selbstverständlich können die beschriebenen und dargestell­ ten Lösungen abgeändert und/oder vervollständigt werden.

Die Form des den Anlasser enthaltenden Rohrabschnittes kann unter der Bedingung geändert werden, daß dieser Rohrabschnitt einen den Anlasser aufnehmenden mittleren Teil, dessen Abmessungen größer als diejenigen des An­ lassers selbst und des restlichen Auspuffrohres sind, damit die Ausströmung der Abgase durch wenigstens einen Spalt zustande kommt, der jede beliebige Gestaltung zwischen dem mittleren Teil und dem Anlasser haben kann, und zwei Anschlußteile besitzt, die den mittleren Teil an den beiden angrenzenden Auspuffrohrabschnitten anschließen. Die Zylin­ derform des mittleren Teils und die Kegelstumpfform der Anschlußteile sind daher nicht unbedingt einzuhalten.

Ebenso ist der oben vorgeschlagene Kegelwertbereich für die Anschlußteile des Behälters nicht unbedingt einzuhal­ ten, auch wenn er dennoch zu empfehlen ist. Dieser Kegel­ wertbereich ist jedenfalls für jede beliebige Form der Anschlußteile gültig, wobei unter Kegelform im weitesten Sinne die Neigung der Anschlußwände der jeweiligen An­ schlußteile gegenüber der Längsachse des Anschlußteils selbst zu verstehen ist.

Der Anlasser des Nachverbrennungsverfahrens kann in Form, Abmessungen und Aufbau von dieser Beschreibung und dieser Darstellung abweichen. Er kann auch aus einem Edelmetalle enthaltenden Katalysator bestehen.

Ein derartiger Anlasser kann in dem ihn enthaltenden Aus­ puffrohrabschnitt in einer anderen als die beschriebene und dargestellte Art gelagert sein.

Es lassen sich für die verschiedenen Bestandteile der erfin­ dungsgemäßen Auspuffanlage andere Abmessungen, zum Beispiel eine andere Länge des Auspuffrohres, sowie eine andere Ge­ staltung der für den Auspufftopf 30 vorgeschlagenen Innen­ räume wählen, um die Auspuffanlage je nach den Eigenschaften des Verbrennungsmotors abzustimmen, mit der sie verbunden ist.

Die betreffenden Auspuffanlage kann auch bei einem Zweitakt- Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern vorgesehen werden, und zwar mit einem mit dem Auspufftopf verbundenen Auspuff­ rohr, das dem beschriebenen und dargestellten Auspuffrohr entspricht und - wenn sie sich bei einem Zweitakt-Verbren­ nungsmotor erfolgreich anwenden läßt - kann sie im allgemeinen ebenso erfolgreich mit einem Viertakt-Verbren­ nungsmotor mit einem oder mehreren Zylindern verbunden werden.

Claims (12)

1. Auspuffanlage für die Abgase eines Verbrennungsmotors mit Anlasser der Nachverbrennung und einem den Anlasser der Nachverbrennung enthaltenden Auspuffrohr, das an dem einen Ende mit dem Motor und am entgegengesetzten Ende mit einem Auspufftopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspuffrohr einen Rohrabschnitt aufweist, der einen mittleren Teil und zwei Anschlußteile umfaßt, die den mittleren Teil jeweils an einem weiteren, mit dem Motor verbundenen Abschnitt des Auspuffrohres und an einem weiteren, mit dem Auspufftopf verbundenen Abschnitt des Auspuffrohres anschließen, wobei der mittlere Teil des Auspuffrohrabschnittes den Anlasser aufnimmt und größe­ re Abmessungen als die Abmessungen der anderen Auspuffrohr­ abschnitte sowie größere Abmessungen als die Abmessungen des Anlassers aufweist, um eine Abgasausströmung durch wenigstens einen Spalt zwischen dem mittleren Teil und dem Anlasser zu erzeugen.

2. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil zylinderförmig ist und daß die beiden Anschlußteile jeweils kegelstumpfförmig sind.

3. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser zylinderförmig ausgesaltet ist und einen kleineren Durchmesser als der mittlere Teil hat.

4. Auspuffanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser im mittleren Teil koaxial angeordnet ist, um zwischen dem mittleren Teil und dem Anlasser einen Ausströmungsquerschnitt mit im wesentlichen der Form eines kreisrunden Kranzes zu bilden.

5. Auspuffanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmasse des Anlassers in Querrichtung im wesentlichen der Lichtweite der restli­ chen Abschnitte des Auspuffrohres entsprechen.

6. Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil aus zwei Halbschalen besteht, die innen an Rippen miteinander verbunden sind, die den Anlasser tragen.

7. Auspuffanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teil aus zwei Halbschalen besteht, die innen an Rippen miteinander verbunden sind, die den Anlasser tragen und den Raum zwischen dem mittleren Teil und dem Anlasser in zwei Spalte teilen, deren Querschnitte im wesentlichen je die Form eines kreisrunden Kranzes aufweisen.

8. Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile einen Kegel zwischen 5° und 30° aufweisen.

9. Auspuffanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile einen Kegel zwischen 5° und 30° aufweisen.

10. Auspuffanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anlasser einen Drahtnetzaufbau hat.

11. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser aus einem Edelmetalle enthaltenden Kataly­ sator besteht.

12. Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 1, 10, 11, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Auspufftopfes ein Kataly­ sator vorgesehen ist.