DE3940194A1 - Selbstansaugende kolbenmotoren mit abgasseitiger schubduese, langrohr und finalem schalldaempfungssystem mit rueckwurfstrecke fuer den stosswellenzulauf - Google Patents

Description

Diese Anmeldung ist eine Zusatzanmeldung zur P 39 37 604.4, in der meß­ technische Betriebszustand-Untersuchungen vorgelegt wurden: Beilagen zur Ausstattung serienmäßiger Mehrzylinder-Anlagen von Ottomotoren mit einem Schubdüsensystem auf Seite 5 der P 39 29 533.8, die eine Gegenüberstellung des serienmäßigen Kolbenmotors mit einem CO-Anfall von 0,61% bis zu 6,77% CO, letztere im Vollastzustand der Höchstleistung des Ottomotors, enthalten, die verglichen wird mit der technischen Möglichkeit, diesen CO-Anfall durch die Betriebszustände hindurch durch eine Minimierung von 0,16 bis 0,20% zu ersetzen. Begleitet ist dieser Vergleich mit einer we­ sentlichen Reduzierung der HC- und NO_x-Werte. Dieses Ergebnis wurde er­ reicht mittels einer Neuauslegung des ansaugseitigen und abgasseitigen Leitungsstreckensystems, das die Eigenheit aufweist, den Beladungsprozeß innerhalb des bzw. der Motorbrennräume so zu verbessern, daß keine addi­ tiven Maßnahmen wie Thermoreaktoren und Katalysatoren innerhalb der Lei­ tungsstrecke vorgesehen werden mußten. Allerdings wurde zugleich der Sauerstoff-Beladungsgrad mit ansaugseitigen Mitteln wesentlich erhöht, so daß einwandfreie Beladungsvorgänge hergestellt wurden, die dieses Er­ gebnis zugleich als chemisch einwandfrei bestätigen. Als schutzrechtliche Grundlagen dieser Maßnahmen wurden die P 39 05 405.5 und die P 39 21 106 benannt.

Die Patentanmeldung P 39 29 533.8 bezeichnete in ihrem Hauptanspruch ein System der thermischen Speicherung spezieller Definition, das in der Re­ gel, d. h. bezogen auf ein sachkundiges Fahrverhalten, einen zügigen Tem­ peratur-Aufbau herbeiführt. Die Ansprüche 2 und 3 der P 39 29 533.8 wer­ den im Bezug auf die vorhergehenden Anmeldungen des gleichen Anmelders mit­ tels der Maßnahmen der hier vorgelegten Zusatzanmeldung ergänzt und wesent­ lich dadurch verbessert, daß eine sich sofort ab Kaltstart aufbauende ther­ mische Speicherstrecke darin dargestellt wird. Sie besteht in einem belie­ big fallweise ausdehnbaren System von Innenrippen innerhalb der abgassei­ tigen Leitungseinheit, mit dem nach Erreichen einer stabilisierten Thermik zusammen mit dem ab Anspruch 2 dieser Anmeldung näher bezeichneten Zusatz­ lufteinzug ein Gesamtzustand ständig schadstoffärmster Emission herbeiführ­ bar ist.

Die Fig. 1 bis 6 erläutern dies mit Schemazeichnungen.

Dabei ist durchgehend die Möglichkeit der thermischen Außenisolierung vor­ gesehen. Die gleichbleibend mit K1 bezeichnete äußere Formgebung der Schubdüse berücksichtigt praktisch alle Arten von Leistungsauslegungen der Kolbenmotoren vom Motor des täglichen Gebrauchs bis hin zum speziell ausgelegten Sport- und Industriemotor. Der dazugehörige finale Schall­ verzehrer ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Seine Konstruktion ist in der Hinterlegung P 39 37 604 im einzelnen beschrieben worden. In die­ ser Ausarbeitung wurde zugleich die im Unterflurbereich der PKW vorteil­ hafte Profilrohr-Anwendung angeführt, die es ermöglicht, explosiv arbei­ tende "diskrete" Nachreaktionsvorgänge innerhalb der Gesamtlänge der Lang­ rohre bzw. des Langrohrs zu ermöglichen, und zwar ohne Vernachlässigung eines dafür notwendigen Volumenbedarfs. Letzterer ist meist notwendig, wenn Zonen gewisser unterstöchiometrischer Gesamtauslegung des Motors er­ forderlich werden, die gleichzeitig mit extrem schadstoffarmer Abgasemis­ sion verbunden werden müssen.

Die Fig. 1 bis 6 sind in ihrem technologischen Entwicklungszusammen­ hang aus den vorherigen Anmeldungen, die in der Hauptanmeldung in der Beschreibung genannt sind, zusammen mit den vorherigen Anmeldungen verständlich, in welchen insbesondere der den Stoßwellen-Rückwurf er­ zeugende Schalldämpferteil der Leitungsstrecke beschrieben wurde, den die hier beigelegten Fig. 3 und 4 zeigen.

Das hier bezeichnete System der abgasseitigen Leitungsstrecke beschleu­ nigt in wirksamer Weise den thermischen Anreicherungsprozeß dieser Strec­ ke, ohne daß dem Konstrukteur des Kolbenmotors, gleichgültig ob Ein- oder Mehrzylinder-Ausführung, in Bezug auf die Ausbildung der Kolbenstrec­ ke Beschränkungen auferlegt werden.

Claims (4)

1. Arbeitsverfahren selbstansaugender Kolbenmotoren (Ein- und Mehrzylin­ der) mit abgestimmtem Nachreaktionsprozeß in Schubdüse, Langrohr und fi­ naler Schalldämpfergruppe mit Stoßwellen-Rückwurf, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungseinheit Schubdüse/Langrohr/finale Rückwurfanordnung insbesondere durch unüblich größere Querschnittsauslegung des der Schub­ düse (42) folgenden Langrohrs (52) der durch die Stoßwelle überlaufene Druckbereich dadurch mit einer Zone schneller Nachreaktionsneigung ver­ sehen wird, daß sowohl im stromabwärtigen Schubdüsenteil wie im Inneren des sich anschließenden Langrohrs (42/52) großflächige Innenrippen (R1 bis R8) vorgesehen werden, die schnell ab Kaltstart Glühzustände erreichen und als Prallflächen an die durchgesetzten Medien Wärme abgeben.

2. Arbeitsverfahren gemäß Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgasseitigen Leitungsstrecke vorgesehener Zusatzluft-Durchsatz ent­ weder gemäß Hauptanspruch ausreichend thermisch angereichert wird (vgl. Fig. 1, 2, 5 und 6) oder erst nach Heißgasbildung im Wärmetauch ihrer Zuleitungsstrecke (Fig. 4, 5 und 6) in den Schubdüsen-Innenraum gelangt (Leitung 410 in Fig. 4, Leitung 66/65 in Fig. 5, Leitung 63/67/62 in Fig. 6).

3. Arbeitsverfahren mit beiden Maßnahmen der vorherigen Ansprüche in Fig. 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Luft erhitzt wird und nach der Einmischung in heiße Abgase eine gemeinsame thermische Akkumula­ tion durchläuft (66/65/42 in Fig. 5; 63/67/62 in Fig. 6).

4. Arbeitsverfahren nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubdüsensystem (K1) mit Zusatzlufteinzug in seinen stromauf­ wärtigen Teil, wie dies in Fig. 4 bis 6 beispielsweise bezeichnet ist ähnlich wie in Fig. 2, so ausgeführt ist, daß die Möglichkeit besteht, die ansaugseitig ausgelegte Kraftstoff-Einmengung in eine Luftsäule be­ denkenlos unterstöchiometrisch auszulegen, ohne daß der schadstoffarme Auswurf des Abgases in die freie Atmosphäre hierdurch gefährdet wird.