DE3926921A1

DE3926921A1 - EXHAUST SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE3926921A1
Application number: DE3926921A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Karl; Bernd Dipl Ing Noack; Hansjoerg Dipl Ing Poehler; Gunter Duenewald
Original assignee: ZSCHOPAU MOTORRAD VEB
Current assignee: MOTORRADWERK ZSCHOPAU GMBH I.L., O-9360 ZSCHOPAU,
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1990-09-27
Also published as: FR2644510A1; GB2229224A; DD286727A7; JPH02248612A; GB8922139D0

Abstract

To produce pressure oscillations in the exhaust system to assist charging the exhaust pipe 3 upstream of the silencer 12 has a diffuser 4 opening within a chamber 5 having a conical upstream end 6, opening to a chamber (14, Fig. 3) having conical opposite ends (6, 15) or containing plates (13, Fig. 2) providing a decreasing cross-section in the upstream direction. The downstream end of the diffuser 4 may have a curved lip (19, Fig. 4). An apertured plate (20, Fig. 5) may be provided in the chamber 5 supporting the diffuser 4. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffanlage für eine Brenn kraftmaschine, welche die durch den Auslaßvorgang ausge lösten Druckschwingungen in der Auspuffanlage zur Unterstüt zung des Ladungswechsels ausnutzt, bestehend aus einem lei stungsbestimmenden Teil mit den Komponenten Auspuffrohr, Diffusor, zylindrischer Teil und Gegenkonus, welche nach einander in Strömungsrichtung der Abgase angeordnet sind sowie aus einem Auspuffdämpfer, wobei das Teil, welches die positive Reflexion der Vorauslaßdruckwelle bewirkt, in einer solchen Entfernung vom Auslaßkanal angeordnet ist, daß die erzeugte Überdruckwelle zur Rücklaufladung des Zylinders beiträgt.The invention relates to an exhaust system for a burner engine, which the by the exhaust process released pressure vibrations in the exhaust system to support takes advantage of the charge change, consisting of a lei performance determining part with the components exhaust pipe, Diffuser, cylindrical part and counter cone, which after are arranged in the flow direction of the exhaust gases as well as an exhaust muffler, the part that the causes positive reflection of the pre-discharge pressure wave in a such a distance from the outlet duct that the generated overpressure wave for return charging the cylinder contributes.

Aus DE-Literatur H. Bönsch, Einführung in die Motorradtech nik, Motorbuchverlag Stuttgart, S. 146/147 ist eine Auspuff anlage bekannt, die in ihrem Grundaufbau aus dem leistungs bestimmenden Teil und dem Dämpfungsteil besteht. Das lei stungsbestimmende Teil setzt sich nacheinander aus den Kom ponenten Auspuffkanal, Auspuffrohr, Diffusor, zylindrischer Teil, Reflexionsblende und Endrohr zusammen. Das Leistungs teil einer Auspuffanlage ist maßgeblich für die Ausnutzung der Abgasdruckschwingungen verantwortlich. From DE literature H. Bönsch, introduction to motorcycle tech nik, Motorbuchverlag Stuttgart, p. 146/147 is an exhaust plant known in its basic structure from the performance determining part and the damping part. The lei The part determining the performance consists of the com components exhaust duct, exhaust pipe, diffuser, cylindrical Part, reflecting screen and tail pipe together. The achievement Part of an exhaust system is crucial for the utilization responsible for the exhaust gas pressure vibrations.

Jeder Bestandteil hat dabei seine spezifische Aufgabe, um in einem großen Drehzahlbereich optimale Druckverhältnisse am Auslaß zu realisieren. Der angestrebte Druckverlauf ergibt sich unter Beachtung der Bauteile wie folgt: Die unter hohem Druck aus dem Auslaß entweichenden Gase durchströmen das Auspuffrohr und gelangen in den Diffusor, wo durch die plötzliche Querschnittserweiterung negative Reflexionen aus gelöst werden. Die entstandenen Unterdruckwellen strömen in Richtung Auslaß zurück und unterstützen damit den Ladungs wechsel im Zylinder. Die Auspuffdruckwelle wird im Diffusor aber nur teilweise reflektiert. Der andere Teil der Druck welle läuft bis zur Reflexionsblende weiter, wo eine posi tive Reflexion der Druckwelle erfolgt und damit eine Über druckwelle zum Auslaß zurückwandert. Diese Druckwelle hat die Aufgabe, verlorengegangene Frischladung in den Zylinder zurückzubefördern und damit eine dynamische Nachlaufladung zu realisieren.Each component has its specific task in order to a wide speed range optimal pressure conditions at Realize outlet. The desired pressure curve results considering the components as follows: The under high Gases escaping from the outlet flow through it Exhaust pipe and get into the diffuser where through the sudden cross-sectional widening negative reflections be solved. The resulting vacuum waves flow in Back towards the outlet and thus support the cargo change in the cylinder. The exhaust pressure wave is in the diffuser but only partially reflected. The other part of the print wave continues up to the reflection diaphragm, where a posi tive reflection of the pressure wave occurs and thus an over pressure wave migrates back to the outlet. This pressure wave has the task of getting lost fresh cargo into the cylinder convey back and thus a dynamic post-charge to realize.

Die erzeugten Druckwellen in der Auspuffanlage pflanzen sich mit Schallgeschwindigkeit fort. Die Gesamtlänge des lei stungsbestimmenden Teils ist nach DE-PS 9 46 930 und DE-PS 9 64 005 so festgelegt, daß die am Bauteil reflektierte posi tive Druckwelle kurz vor "Auslaß schließt" am Zylinder wie der eintrifft. Bei den bekannten technischen Lösungen werden die Teile der Auspuffanlage nacheinander in Strömungsrich tung der Abgase angeordnet, was insbesondere bei kleinen Abstimmdrehzahlen zu langen Auspuffanlagen führt. Bei Zwei radfahrzeugen bringt dies z. T. Schwierigkeiten bei der räumlichen Unterbringung und auch hinsichtlich des Designs des Fahrzeuges sowie eine große schallabstrahlende Ober fläche der Auspuffanlage.The pressure waves generated in the exhaust system plant themselves at the speed of sound. The total length of the lei Part of the stungs is according to DE-PS 9 46 930 and DE-PS 9 64 005 so determined that the reflected on the component posi tive pressure wave just before "exhaust closes" on the cylinder like who arrives. In the known technical solutions the parts of the exhaust system one after the other in flow direction device of the exhaust gases arranged, which is particularly true for small Tuning speeds leads to long exhaust systems. With two wheel vehicles brings this z. T. difficulty with the spatial accommodation and also in terms of design of the vehicle as well as a large sound-radiating upper area of the exhaust system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Gestaltung und Anordnung des leistungsbestimmenden Teils die Baulänge der Auspuffanlage zu verringern und einen solchen Druckverlauf am Auslaß der Brennkraftmaschine zu erreichen, der den Ladungswechsel optimal unterstützt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Komponenten des leistungs bestimmenden Teils nicht nur nacheinander in Strömungsrich tung der Abgase sondern auch ineinander verschachtelt und dadurch übereinander angeordnet sind, wodurch die vorlaufen de Auspuffdruckwelle durch eine große Anzahl 2n negativer Reflexionen und n positiver Reflexionen (2n +1)-mal das Vorzeichen seiner Laufrichtung ändert und daß zur Gewährlei stung der Funktion im Abströmraum in Strömungsrichtung der Abgase vorzugsweise keine gesonderte Reflexionsblende vorge sehen ist. Zur Erzielung einer mehrmaligen Laufrichtungsum kehr der vorlaufenden Abgasdruckwelle ist der Gegenkonus am vorderen Teil des zylindrischen Teils entgegengesetzt zum Auspuffdämpfer angeordnet und mit dem Diffusor bzw. dem Auspuffrohr verbunden und der Diffusor ragt durch den Gegen konus und bis zu einem Teil in das zylindrische Teil hinein, wobei der Durchmesser am Diffusoraustritt kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Teils, so daß ein Ring spalt gebildet wird. Nach einer weiteren Ausführung ist das zylindrische Teil, in welches der Diffusor hineinragt und am Diffusoraustritt mit dem zylindrischen Teil einen Ringspalt bildet, an seinem vorderen Ende offen und wird von einem zweiten, im Durchmesser größeren, zylindrischen Teil teil weise umschlossen, so daß zwischen den beiden zylindrischen Teilen ein zweiter Ringspalt entsteht und daß das zweite zylindrische Teil in Richtung Auspuffdämpfer durch einen Gegenkonus mit dem ersten zylindrischen Teil und am vorderen Ende mit dem Diffusor bzw. Auspuffrohr durch ein Bauteil, vorzugsweise einen Gegenkonus, verbunden ist. Als Gegenkonen können im zylindrischen Teil bzw. im Bereich des Diffusors auch im Durchmesser gestaffelte Blenden oder eine Refle xionswand vorgesehen sein. Das Durchmesserverhältnis zwi schen dem Diffusoraustritt und dem zylindrischen Teil liegt im Bereich von 0,85 bis 0,65. Der Diffusor kann am Diffusor austritt eine strömungsgünstige Wölbung aufweisen. Zur Ab stützung kann zwischen dem Diffusor und dem zylindrischen Teil ein Stützblech mit Durchtrittsöffnung vorgesehen sein. Der Abstand zwischen Diffusoraustritt im zylindrischen Teil und Beginn des Auspuffdämpfers beträgt mindestens 0,5 des Durchmessers des zylindrischen Teils.The invention has for its object to reduce the overall length of the exhaust system by constructive design and arrangement of the performance-determining part and to achieve such a pressure curve at the outlet of the internal combustion engine that optimally supports the gas exchange. The essence of the invention is that the components of the performance-determining part not only successively in the direction of flow of the exhaust gases but also nested one inside the other and thus arranged one above the other, whereby the leading de exhaust pressure wave by a large number of 2 n negative reflections and n positive reflections ( 2 n +1) times the sign of its running direction changes and that to ensure the function in the outflow chamber in the flow direction of the exhaust gases, there is preferably no separate reflection diaphragm provided. To achieve a multiple direction of rotation of the leading exhaust pressure wave, the counter cone is arranged on the front part of the cylindrical part opposite the exhaust damper and connected to the diffuser or the exhaust pipe and the diffuser protrudes through the counter cone and up to a part into the cylindrical part, wherein the diameter at the diffuser outlet is smaller than the diameter of the cylindrical part, so that an annular gap is formed. According to a further embodiment, the cylindrical part, into which the diffuser protrudes and forms an annular gap at the diffuser outlet with the cylindrical part, is open at its front end and is partially enclosed by a second, larger-diameter cylindrical part, so that between the two cylindrical parts a second annular gap is created and that the second cylindrical part is connected in the direction of the exhaust silencer by a counter cone to the first cylindrical part and at the front end to the diffuser or exhaust pipe by a component, preferably a counter cone. As counter cones in the cylindrical part or in the region of the diffuser, staged diaphragms or a reflection wall can also be provided. The diameter ratio between the diffuser outlet and the cylindrical part is in the range from 0.85 to 0.65. The diffuser can have a streamlined curvature at the diffuser outlet. For support can be provided between the diffuser and the cylindrical part, a support plate with a passage opening. The distance between the diffuser outlet in the cylindrical part and the beginning of the exhaust silencer is at least 0.5 of the diameter of the cylindrical part.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung des leistungsbestim menden Teils der Auspuffanlage wechselt die einlaufende Auslaßdruckwelle innerhalb des leistungsbestimmenden Teils eine ungerade Anzahl (2n+1)-mal das Vorzeichen seiner Laufrichtung, bevor die reflektierte Auslaßdruckwelle wieder am Auslaßorgan eintrifft und zur Verbesserung des Ladungs wechsels beiträgt. Für die Laufrichtungswechsel werden eine gerade Anzahl 2n negative Reflexionen und n positive Refle xionen realisiert. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, daß die positive Reflexion an der Querschnittsverengung nicht in Strömungsrichtung der Abgase liegen muß. Der mehrmalige Richtungswechsel der Druckwelle ist Voraussetzung, um die Baulänge des leistungsbestimmenden Teils wesentlich zu redu zieren und gleichzeitig eine hohe Leistung zu erzielen.Due to the inventive design of the performance-determining part of the exhaust system, the incoming exhaust pressure wave changes within the performance-determining part an odd number (2 n +1) times the sign of its running direction before the reflected exhaust pressure wave arrives again at the exhaust element and contributes to improving the charge change. An even number of 2 n negative reflections and n positive reflections are realized for the direction changes. This results in the possibility that the positive reflection at the cross-sectional constriction need not be in the flow direction of the exhaust gases. The repeated change of direction of the pressure wave is a prerequisite to significantly reduce the overall length of the performance-determining part and at the same time to achieve high performance.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachstehend beschrieben werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen sche matische Darstellungen von Auspuffanlagen. In one embodiment, the invention is intended below to be discribed. The associated drawings show Sche matic representations of exhaust systems.

Fig. 1 - eine Auspuffanlage für eine Zweitakt-Brennkraftma schine und ein Diagramm mit dem optimalen Druckver lauf am Auslaß, Fig. 1 - machine an exhaust system for a two-stroke Brennkraftma and a diagram showing the optimum Druckver running at the outlet,

Fig. 2 - eine Auspuffanlage mit im Durchmesser gestaffelte Blenden, Fig. 2 - an exhaust system with staggered in diameter aperture,

Fig. 3 - eine weitere Ausführung einer Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit fünf Laufrichtungswechsel der Druckwelle und ein Diagramm mit dem opti malen Druckverlauf am Auslaß, Fig. 3 - another embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine with five running direction of the pressure wave and a diagram showing the optical paint pressure profile at the outlet,

Fig. 4 - eine Auspuffanlage mit strömungsgünstiger Ausbil dung des Diffusoraustritts, Fig. 4 - an exhaust system with streamlined Ausbil extension of the diffuser outlet,

Fig. 5 - eine Auspuffanlage mit einem Abstützring, Fig. 5 - an exhaust system with a supporting ring,

Fig. 6 - eine Auspuffanlage für eine Viertakt-Brennkraft maschine und ein Diagramm mit dem optimalen Druck verlauf am Auslaß. Fig. 6 - an exhaust system for a four-stroke internal combustion engine and a diagram with the optimal pressure at the outlet.

Das leistungsbestimmende Teil einer Auspuffanlage setzt sich zusammen aus einem Auspuffrohr 3, einem Diffusor 4, einem zylindrischen Teil 5 und einem Gegenkonus 6. Der Gegenkonus 6 ist am vorderen Ende 10 des zylindrischen Teils 5, entgegen gesetzt zum Auspuffdämpfer 12 angeordnet und der Gegenkonus 6 ist dabei mit dem Diffusor 4 bzw. mit dem Auspuffrohr 3 verbunden, so daß der Gegenkonus 6 geschlossen ist. Der Diffusor 4 ragt durch den Gegenkonus 6 bis zum Querschnitt 8 des Abströmraumes 11 des zylindrischen Teils 5 hinein. Der Durchmesser dD des Diffusors 4 ist im Querschnitt 8 kleiner als der Durchmesser dZ des zylindrischen Teils 5. Das Ver hältnis der beiden Durchmesser dD und dZ liegt zwischen 0,85 und 0,65. Durch den kleineren Durchmesser des Diffusors 4 wird im Querschnitt 8 zwischen Diffusor 4 und dem zylindri schen Teil 5 ein Ringspalt 7 gebildet. The performance-determining part of an exhaust system is composed of an exhaust pipe 3 , a diffuser 4 , a cylindrical part 5 and a counter cone 6 . The counter cone 6 is arranged at the front end 10 of the cylindrical part 5 , opposite to the exhaust damper 12 , and the counter cone 6 is connected to the diffuser 4 or to the exhaust pipe 3 , so that the counter cone 6 is closed. The diffuser 4 projects through the counter cone 6 up to the cross section 8 of the outflow space 11 of the cylindrical part 5 . The cross section 8 of the diameter dD of the diffuser 4 is smaller than the diameter dZ of the cylindrical part 5 . The ratio of the two diameters dD and dZ is between 0.85 and 0.65. Due to the smaller diameter of the diffuser 4 , an annular gap 7 is formed in cross section 8 between the diffuser 4 and the cylindrical part 5 .

Die Reflexionslänge nach Fig. 1 ergibt sich aus:The reflection length according to FIG. 1 results from:

LR = LA + LK + LD + LZ + LG/2. LR = LA + LK + LD + LZ + LG / 2.

In Fig. 2 sind an Stelle des Gegenkonus 6 im zylindrischen Teil 5 im Bereich des Diffusors 4 im Durchmesser gestaffelte Blenden 13 vorgesehen, welche fest mit dem Diffusor 4 oder dem zylindrischen Teil 5 verbunden sind. Fig. 3 zeigt eine Auspuffanlage, bei der eine mehrma lige Verschachtelung der Komponenten des leistungsbestimmen den Teils vorgenommen wurde. Bei dieser Ausführung ist das zylindrische Teil 5, in welches der Diffusor 4 hineinragt und am Diffusoraustritt im Querschnitt 8 mit dem zylindri schen Teil 5 einen Ringspalt 7 bildet, an seinem vorderen Ende 10 offen und wird von einem zweiten, im Durchmesser größeren, zylindrischen Teil 14 teilweise umschlossen. Da durch entsteht zwischen den beiden zylindrischen Teilen 5, 14 im Querschnitt 16 ein zweiter Ringspalt 17. Das zylindrische Teil 14 ist in Richtung Auspuffdämpfer 12 durch einen Gegen konus 6 mit dem zylindrischen Teil 5 und am vorderen Ende 18 mit dem Diffusor 4 bzw. Auspuffrohr 3 über einen Gegenkonus 15 verbunden. Als Gegenkonus 15 kann auch eine gerade Wand vorgesehen sein. Die Reflexionslänge nach Fig. 3 ergibt sich aus:In FIG. 2, instead of the counter-cone 6 in the cylindrical part 5 in the region of the diffuser 4 , diameters 13 are provided which are firmly connected to the diffuser 4 or the cylindrical part 5 . Fig. 3 shows an exhaust system in which a multiple nesting of the components of the performance-determining part was made. In this embodiment, the cylindrical part 5 , into which the diffuser 4 projects and forms an annular gap 7 at the diffuser outlet in cross section 8 with the cylindrical part 5 , is open at its front end 10 and is opened by a second, larger diameter cylindrical part 14 partially enclosed. Since a second annular gap 17 is created between the two cylindrical parts 5, 14 in cross section 16 . The cylindrical part 14 is connected in the direction of the exhaust damper 12 by a counter cone 6 to the cylindrical part 5 and at the front end 18 to the diffuser 4 or exhaust pipe 3 via a counter cone 15 . A straight wall can also be provided as counter cone 15 . The reflection length according to FIG. 3 results from:

mit K=2.with K = 2.

Aus Fig. 3 ist auch der Verlauf der Hauptreflexion zu ent nehmen, bei dem auch der fünfmalige Wechsel der Laufrichtung der Druckwelle zum Ausdruck kommt. In Fig. 4 weist der Diffusor 4 am Austritt eine stömungsgünstige Wölbung 19 auf. In Fig. 5 ist zwischen Diffusor 4 und dem zylindrischen Teil 5 eine Blende in Form eines Stützbleches 20 mit Durch trittsöffnungen 21 vorgesehen. From Fig. 3, the course of the main reflection can be seen ent, in which the five times change in the direction of the pressure wave is expressed. In FIG. 4, 4, the diffuser at the outlet to a buckle stömungsgünstige 19th In Fig. 5, an aperture in the form of a support plate 20 with through openings 21 is provided between the diffuser 4 and the cylindrical part 5 .

Damit wird einerseits eine Abstützung des Diffusors 4 am zylindrischen Teil 5 erreicht und andererseits besteht durch die Festlegung der Fläche der Durchtrittsöffnungen 21 die Möglichkeit, den Verlauf der Drehmomenten- bzw. Leistungs kurve bei gleicher Auspuffkonfiguration zu beeinflussen. Die Entfernung des Stützbleches 20 vom Querschnitt 8 ist dabei entsprechend dem gewünschten Verlauf festzulegen. Bei den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Varianten treten unter den beschriebenen Bauteilen, welche die Hauptreflexion bewirken, auch noch andere Reflexionsstellen auf. So ist bei allen Ausführungen mit zusätzlichen Reflexionen an der Verbind dungsstelle leistungsbestimmender Teil - Auspuffdämpfer zu rechnen. Bei Fig. 5 tritt am Gegenkonus 6 ebenfalls noch eine zusätzliche Reflexion auf. Deshalb ist der Abstand zwischen Qerschnitt 8 und Beginn Auspuffdämpfer 12 und der Abstand zwischen Querschnitt 16 in Fig. 3 und Befestigungs punkt 9 des Gegenkonus 15 so festzulegen, daß diese Refle xionserscheinungen eine zusätzliche positive Auswirkung auf den realisierten Druckverlauf am Auslaß ausüben. Fig. 6 zeigt eine Ausführung für eine Viertakt-Brennkraftmaschine. Der Grundaufbau entspricht dem in Fig. 1 Beschriebenen. Von Interesse ist hier aber, daß während der Auslaßphase keine negative Auswirkung der Reflexion, die durch den angebauten Auspuffdämpfer 12 zu erwarten ist, im Druckverlauf eintritt. Die vom Auspuffdämpfer 12 reflektierte Druckwelle sollte deshalb erst nach "Auslaß schließt" am Auslaßventil eintref fen. Dementsprechend ist der Abstand zwischen Querschnitt 8 und Auspuffdämpfer 12 festzulegen. On the one hand, this supports the diffuser 4 on the cylindrical part 5 , and on the other hand, by defining the area of the passage openings 21, there is the possibility of influencing the course of the torque or power curve with the same exhaust configuration. The distance of the support plate 20 from the cross section 8 is to be determined according to the desired course. In the variants shown in FIGS. 1 to 5, other reflection points also occur among the described components which bring about the main reflection. For all versions, additional reflections are to be expected at the connection point of the partial exhaust silencer that determines performance. In FIG. 5, an additional reflection also occurs at the counter cone 6 . Therefore, the distance between the cross section 8 and the beginning of the exhaust damper 12 and the distance between the cross section 16 in FIG. 3 and the fastening point 9 of the counter cone 15 should be determined such that these reflection phenomena have an additional positive effect on the pressure curve at the outlet. Fig. 6 shows an embodiment for a four-stroke internal combustion engine. The basic structure corresponds to that described in FIG. 1. It is of interest here, however, that during the exhaust phase there is no negative effect of the reflection to be expected from the attached exhaust damper 12 in the pressure curve. The pressure wave reflected from the exhaust damper 12 should therefore only hit the exhaust valve after "exhaust closes". The distance between the cross section 8 and the exhaust silencer 12 must be determined accordingly.

Während des Auslaßvorganges ergibt sich nach Fig. 1 folgen der Ablauf: Die Vorauslaßdruckwelle durchläuft den Auslaßka nal 2 und das Auspuffrohr 3. Dann passiert diese Druckwelle den Diffusor 4. Durch die stetige Querschnitterweiterung des Diffusors 4 werden negative Druckwellen (rücklaufender Wel lenanteil) an den Auslaß 1 zurückgeschickt, die den Spülvorgang des Zylinders nachhaltig unterstützen. Im Querschnitt 8 liegt für die vorlaufende Druckwelle eine plötzliche Quer schnittserweiterung vor, die eine ausgeprägte negative Re flexion zur Folge hat, welche einerseits eine rücklaufende negative Druckwelle zum Auslaß 1 erzeugt und andererseits als vorlaufende Unterdruckwelle in Richtung Gegenkonus 6 läuft. Damit wird die Laufrichtung der Druckwelle geändert. Am Gegenkonus 6 wird in Folge Querschnittsverengung die ankommende Unterdruckwelle gleichpolig reflektiert, was wiederum zu einer Umkehr der Laufrichtung der Druckwelle führt. Am Querschnitt 8 existiert für die ankommende nega tive Druckwelle eine plötzliche Querschnittserweiterung, die die Polarität der Druckwelle wechseln läßt. Somit läuft dann eine Überdruckwelle in Richtung Auslaß 1, d. h. die Lauf richtung der Druckwelle hat sich erneut geändert. Bei rich tiger Abstimmung ermöglicht diese Druckwelle eine Nachladung des Zylinders vor Abschluß des Auslaßvorganges. Der darge stellte Verlauf der Reflexionen im leistungsbestimmenden Teil stellt nur einen vereinfachten Mechanismus dar. Neben den beschriebenen Vorgängen treten noch eine Vielzahl anderer Reflexionen auf. So erfolgten z. B. Reflexionen beim Rücklauf der Druckwellen in den Diffusor 4, da dann ja eine kontinuierliche Querschnittsverengung vorhanden ist oder es ist auch mit Reflexionen der Druckwellenanteile zu rechnen, die in den Abströmraum 11 des zylindrischen Teils 5 hinein laufen. Damit der beschriebene Verlauf der Druckwellenrefle xionen mit hohem Wirkungsgrad realisiert werden kann, ist es notwendig, das Durchmesserverhältnis im Querschnitt 8 vom Diffusor 4 und dem zylindrischen Teil 5 zu optimieren. Um zu gewährleisten, daß die vom Gegenkonus 6 reflektierte Aus puffdruckwelle kurz vor "Auslaß schließt" am Auslaß 1 ein trifft, muß die für den gewünschten Abstimmdrehzahlbereich notwendige Reflexionslänge LR bestimmt werden. . During the exhaust process results of Figure 1 following the routine: The Vorauslaßdruckwelle passes through the Auslaßka nal 2 and the exhaust pipe 3. Then this pressure wave passes through the diffuser 4 . Due to the constant cross-sectional expansion of the diffuser 4 , negative pressure waves (returning Wel lenShare) are sent back to the outlet 1 , which sustainably support the flushing process of the cylinder. In cross section 8 there is a sudden cross-sectional expansion for the leading pressure wave, which results in a pronounced negative Re flexion, which on the one hand generates a returning negative pressure wave to the outlet 1 and on the other hand runs as a leading negative pressure wave in the direction of the cone 6 . This changes the direction of the pressure wave. As a result of the narrowing of the cross-section, the incoming vacuum wave is reflected at the opposite cone 6 in the same pole, which in turn leads to a reversal of the direction of travel of the pressure wave. At cross section 8 there is a sudden cross-sectional expansion for the incoming negative pressure wave, which allows the polarity of the pressure wave to change. Thus, an overpressure wave then runs in the direction of outlet 1 , ie the direction of the pressure wave has changed again. When properly tuned, this pressure wave enables the cylinder to be reloaded before the exhaust process is completed. The illustrated course of the reflections in the performance-determining part represents only a simplified mechanism. In addition to the processes described, a large number of other reflections occur. So z. B. reflections when the pressure waves return to the diffuser 4 , since then there is a continuous narrowing of the cross section, or reflections of the pressure wave components are to be expected, which run into the outflow chamber 11 of the cylindrical part 5 . So that the described course of Druckwellenrefle xions can be realized with high efficiency, it is necessary to optimize the diameter ratio in cross section 8 of the diffuser 4 and the cylindrical part 5 . In order to ensure that the puff pressure wave reflected by the counter cone 6 arrives shortly before "outlet closes" at outlet 1 , the reflection length LR required for the desired tuning speed range must be determined.

Die beschriebene Konstruktion hat bei Viertakt-Brennkraftma schinen insbesondere den Vorteil, daß der gewünschte Druck verlauf am Auslaßventil erzielt werden kann, ohne daß das freie Abströmen der Abgase durch Einbauten in deren Abström richtung behindert wird.The construction described has a four-stroke internal combustion engine seem particularly the advantage that the desired pressure can be achieved at the outlet valve without the free discharge of the exhaust gases through built-in components in their discharge direction is hindered.

Aufstellung über die verwendeten Bezugszeichen. Es bedeuten:List of the reference symbols used. It means:

1 Auslaß
2 Auslaßkanal
3 Auspuffrohr
4 Diffusor
5 zylindrisches Teil
6 Gegenkonus
7 Ringspalt
8 Querschnitt
9 Befestigungspunkt
10 vorderes Ende
11 Abströmraum
12 Auspuffdämpfer
13 Blende
14 zylindrisches Teil
15 Gegenkonus
16 Querschnitt
17 Ringspalt
18 vorderes Ende
19 Wölbung
20 Stützblech
21 Durchtrittsöffnung 1 outlet
2 outlet duct
3 exhaust pipe
4 diffuser
5 cylindrical part
6 counter cone
7 annular gap
8 cross section
9 attachment point
10 front end
11 outflow space
12 exhaust silencers
13 aperture
14 cylindrical part
15 counter cone
16 cross section
17 annular gap
18 front end
19 curvature
20 support plate
21 passage opening

dD Durchmesser Diffusor
dZ Durchmesser des zylindrischen Teils
n = (1, 2, 3, 4, . . .)
LA Länge Auspuffkanal
LK Länge Auspuffrohr
LD Länge Diffusor
LZ Länge zylindrisches Teil
LG Länge Gegenkonusd D diameter diffuser
d Z diameter of the cylindrical part
n = (1, 2, 3, 4,...)
LA length exhaust duct
LK length exhaust pipe
LD length diffuser
LZ length cylindrical part
LG counter cone length

Claims

1.Exhaust system for an internal combustion engine, which uses the pressure vibrations triggered by the exhaust process in the exhaust system to support the gas exchange, consisting of a performance-determining part with the components exhaust pipe, diffuser, cylindrical part and counter cone, which are arranged one after the other in the flow direction of the exhaust gases and from a puff damper, the component which causes the positive re flexion of the pre-discharge pressure wave, is arranged at such a distance from the exhaust port that the generated pressure wave contributes to the supercharging of the cylinder, characterized in that the components of the performance-determining part are not only in succession in the flow direction of the exhaust gases but also nested one inside the other and thus arranged one above the other, where by the leading exhaust pressure wave by an even number 2 n negative reflections and n positive reflections (2 n +1) times the sign n changes its direction of travel and that in order to ensure the function in the outflow space in the flow direction of the exhaust gases, preferably no separate reflection diaphragm is provided.

2. Exhaust system according to claim 1, characterized in that in order to achieve a multiple reversal of the direction of the leading exhaust pressure wave of the counter cone ( 6 ) on the front part of the cylindrical part ( 5 ) sets against the exhaust damper ( 12 ) and arranged with the diffuser ( 4 ) or the exhaust pipe ( 3 ) is connected and that the diffuser ( 4 ) projects through the counter cone ( 6 ) and up to a part into the cylindrical part ( 5 ), the diameter of the diffuser ( 4 ) in cross section ( 8 ) being smaller than the diameter of the cylindrical part ( 5 ) so that an annular gap ( 7 ) is formed.

3. Exhaust system according to claims 1 and 2, characterized in that the cylindrical part ( 5 ) into which the diffuser ( 4 ) protrudes and forms an annular gap ( 7 ) at the diffuser outlet with the cylindrical part ( 5 ), at its front End ( 10 ) is open and is partially surrounded by a two th, larger diameter cylindrical part ( 14 ), so that a second annular gap ( 17 ) is formed between the two cylindrical parts ( 5, 14 ) and that the cylindrical part ( 14 ) in the direction of the exhaust damper ( 12 ) through a counter cone ( 6 ) with the cylindrical part ( 5 ) and at the front end ( 18 ) with the diffuser ( 4 ) or exhaust pipe ( 3 ) through a component, preferably before a counter cone ( 15 ), connected is.

4. Exhaust system according to claims 1 to 3, characterized in that as a counter-cone ( 6 ) in the cylindrical part ( 5 ) or in the region of the diffuser ( 4 ) staggered diaphragms in diameter ( 13 ) or a reflection wall are easily seen.

5. Exhaust system according to claims 1 to 4, characterized in that the diameter ratio in cross section ( 8 ) between the diffuser ( 4 ) and the cylindri's part ( 5 ) (d D / d Z) in the range of 0.85 up to 0.65.

6. Exhaust system according to claims 1 to 5, characterized in that the diffuser ( 4 ) at the diffuser outlet has a streamlined curvature ( 19 ).

7. Exhaust system according to claims 1 to 6, characterized in that between the diffuser ( 4 ) and the cylindrical part ( 5 ), a support plate ( 20 ) with passage openings ( 21 ) is provided.

8. Exhaust system according to claims 1 to 7, characterized in that the distance between the cross section ( 8 ) in the cylindrical part ( 5 ) and the beginning of the exhaust damper ( 12 ) at least 0.5 of the diameter of the cylin drical part ( 5th ) is.