DE4111957C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abgasreinigung an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 27 25 943 ist es bekannt, den Gesamtabgasstrom von einer Brennkraftmaschine über mehrere Teilgasströme (Fluten) zu führen und diese Trennung in mehrere Fluten bis zu einer motornah angeordneten Abgasreinigungseinrichtung bzw. über diese hinaus zu führen. Problematisch an dieser Lösung ist es, daß die mehrflutige Zuleitung der Auspuffgase zu der Ab­ gasreinigungseinrichtung und deren Anflanschungen aufgrund der unterschiedlichen Dehnungsrichtungen und -beträge bei den im Betrieb auftretenden krassen Temperaturänderungen sehr großen Spannungen ausgesetzt ist.

Außerdem ist in dieser Lösung nicht angegeben, wie die Abgas­ reinigungseinrichtung bei optimaler Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes möglichst motornah und bei minimaler Belastung der die Abgasreinigungseinrichtung tragenden Bauteile anzuordnen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Abgasreinigung an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine so zu gestalten, daß eine den vorhandenen Bauraum optimale nutzende Lage der Abgasreinigungseinrichtung in einer mehr­ flutigen Auspuffanlage bei minimaler mechanischer Belastung der Bauteile erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsge­ mäßen Anordnung kennzeichnen.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Raum unter den Abgassammelstutzen einer mehrflutigen Auspuffanlage für eine optimale motornahe Unterbringung einer Abgasreinigungseinrich­ tung genutzt, wobei eine minimale mechanische Beanspruchung der Bauteile (insbesondere auch unter dem Gesichtspunkt der durch die krassen Temperaturschwankungen auftretenden Lage- und Län­ genänderungen der Bauteile) gewährleistet ist, sowie strömungs­ technisch günstige große Krümmungsradien der Abgasführung mög­ lich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen chematisch dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung einer Abgasreinigungseinrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine in einer Prinzipdarstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Einströmhutze der Abgasreinigungseinrichtung.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein 6-Zylinder Dieselmotor bezeichnet. Die von den einzelnen Zylindern abführenden Auslaßkanäle 2 sind gestrichelt darge­ stellt, wobei an drei zu einer Gruppe zusammengefaßten Auslaßkanälen 2 ein erster Abgassammelstutzen 3 und an die zweite Gruppe von drei Auslaßkanälen 2 ein zweiter Abgassammelstutzen 4 angeschlossen ist.

Diese beispielhafte Zusammenführung von jeweils drei nebenein­ anderliegenden Auslaßkanälen 2 ist entsprechend der gasdyna­ mischen Bedingungen sinnvoll, da hierdurch keine negativen wechselseitigen Beeinflussungen der Gaswechselvorgänge der einzelnen Zylinder eintritt. Die erfindungsgemäße Lösung ist entsprechend den konkreten Bedingungen und der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine auch in beliebigen anderen Varianten der Zusammenführung von Auslaßkanälen 2 möglich.

Die an die Auslaßkanäle 2 angeschlossenen Auslaßstutzen 5 des ersten Abgassammelstutzens 3 verlaufen von der im wesentlichen waagerecht, quer zur Motorlängsachse gerichteten Austritts­ richtung der Auslaßkanäle 2 aus dem Dieselmotor 1 in einem Bogen gekrümmt nach oben zu einem ersten Sammelrohr 6. Dieses waagerechte, parallel zur Motorlängsachse verlaufende erste Sammelrohr 6 verlängert sich einseitig in Richtung des zweiten Abgassammelstutzens 4 und endet nach einem abwärtsgerichteten Bogen 7 in senkrechter Richtung mit einem Flansch 8. Daran starr angeflanscht beginnt mit einem weiteren Bogen ein erstes Einströmrohr 9 in eine Einströmhutze 10 eines Rußabbrennfilters 11. Die Krümmung des Einströmrohres 9 verläuft dergestalt, daß der mit seinem Gehäuse 12 an die Einströmhutze 10 angeschlos­ sene Rußabbrennfilter 11 mit einer im wesentlichen parallel zur Motorlängsachse verlaufenden Durchströmrichtung angeordnet ist. Durch diese starre Anflanschung in der beschriebenen Anordnung wird der Rußabbrennfilter 11 im wesentlichen durch den ersten Abgassammelstutzen 3 getragen und in seiner Lage bestimmt, wo­ bei erfindungsgemäß der Rußabbrennfilter 11 mit seinem Gehäuse 12 direkt unter den Abgassammelstutzen 3, 4, vorzugsweise jedoch unter dem ersten Abgassammelstutzen 3 angeordnet ist und da­ durch Torsionsbeanspruchungen auf die Anflanschung des ersten Abgassammelstutzens 3 am Dieselmotor 1 vermieden werden. Ins­ besondere durch die Verlagerung des ersten Sammelrohres 6 nach oben über die Auslaßkanäle 2 des Dieselmotors 1 ist es erfin­ dungsgemäß möglich, den Rußabbrennfilter 11 unmittelbar unter den Auslaßkanälen 2 anzuordnen und dabei relativ große, strömungsgünstige Krümmungsradien der Abgasführungen zu ge­ währleisten.

Die Auslaßstutzen 5 des zweiten Abgassammelstutzens 4 verlaufen von der ebenfalls im wesentlichen waagerechten, quer zur Mo­ torlängsachse gerichteten Austrittsrichtung der Auslaßkanäle 2 nach unten gekrümmt zu dem zweiten Sammelrohr 13. Das ebenfalls waagerecht und parallel zur Motorlängsachse verlaufende zweite Sammelrohr 13 verlängert sich an seiner zum ersten Abgassam­ melstutzen 3 gerichteten Seite bogenförmig nach unten und endet nach einem weiteren Rohrbogen 14 in Richtung zur Einströmhutze 10, wobei in dieser Abgasführung ebenfalls relativ große, strömungsgünstige Krümmungsradien möglich sind. Im weiteren ist das zweite Sammelrohr 13 bzw. der Rohrbogen 14 über ein fle­ xibles Verbindungsstück 15 mit einem zweiten Einströmrohr 16 der Einströmhutze 10 verbunden.

Durch den Einsatz des flexiblen Verbindungsstückes 15 ist si­ chergestellt, daß die sich aufgrund von Wärmedehnungen erge­ benden Lageveränderungen zwischen dem Ende des zweiten Sammel­ rohres 13 und der Einströmhutze 10 weitgehend spannungslos kompensiert werden, wobei sich durch die erfindungsgemäße An­ ordnung des flexiblen Verbindungsstückes 15 unmittelbar an der Einströmhutze 10 in achsparalleler Lage zur Mittellängsachse 17 des Rußabbrennfilters 11 im wesentlichen nur axiale Verschie­ bungen ergeben.

Die Auspuffgasströme werden somit parallel zueinander durch die mit dem Gehäuse 12 verbundene Einströmhutze 10 in Richtung auf das Filterelement 18 gelenkt. Die getrennten Einströmrohre 9, 16 in die Einströmhutze 10 erweitern sich im Verlauf der Einström­ hutze 10 in Strömungsrichtung trichterförmig auf den Anström­ querschnitt des Filterelementes 18, wobei die sich einander annähernden und in Höhe der Anströmfläche 19 des Filterelemen­ tes 18 zusammengeführten Trennwände 20 zwischen den beiden Einströmtrichtern 21 dicht auf der Anströmfläche 19 aufliegen und somit ein freies Überströmen der Auspuffgase zwischen den Einströmtrichtern 21 verhindern. Durch die Trennung der Abgasströme bis in das Filterelement 18 hinein wird eine gegen­ seitige Beeinflussung bzw. Störung der Auspuffdruckwellen sicher unterdrückt, da infolge der Reibungsverluste beim Durchströmen der lamellaren Struktur des Filterelementes 18, die durch eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden engen Kanälen gebildet ist und der daraus resultierenden Dämp­ fung der Druckwellenamplitude die Auspuffdruckwellen derartig abgebaut werden, daß das Zurückwirken auf den jeweils anderen Einströmtrichter 21 annähernd vollständig verhindert wird. An der Ausströmseite des Filterelementes 18 schließt sich an das Gehäuse 12 eine Ausströmhutze 22 an, in der die Auspuffgase zusammengeführt und einflutig in das weiterführende nicht dar­ gestellte Auspuffrohr geleitet werden, oder es schließt sich eine analog der beschriebenen Einströmhutze 10 aufgebaute Ausströmhutze an, vermittels der die Auspuffanlage mehrflutig weitergeführt wird.

Claims (4)

1. Anordnung einer Abgasreinigungseinrichtung an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgassammelstutzen zur getrennten Zuführung der Abgase aus Auslaßkanälen von Zylindern oder Zylindergruppen in die motornah angeschlossene Abgasreinigungseinrichtung, die eingangsseitig eine Einströmhutze mit einer der Anzahl der Abgassammelstutzen entsprechenden Anzahl von Anschlußstellen für die Anflanschung an die Abgassammelstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmhutze (10) der Abgasreinigungseinrichtung an einem an die Auslaßkanäle (2) einer ersten Zylindergruppe angeschlossenen und mit nach oben gekrümmten Auslaßstutzen (5) versehenen ersten Abgassammelstutzen (3) starr angeflanscht und mit den weiteren Abgassammelstutzen (4) flexibel verbunden ist, wobei die Abgasreinigungseinrichtung direkt unter dem mit der Abgasreinigungsvorrichtung starr verbundenen ersten Abgassammelstutzen (3) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Auslaßkanäle (2) einer zweiten Zylindergruppe angeschlossener zweiter Abgassammelstutzen (4) mit nach unten gekrümmten Auslaßstutzen (5) versehen ist, die in ein unterhalb der Auslaßkanäle (2) verlaufendes zweites Sammelrohr (13) münden und daß die Abgassammelstutzen (3, 4) an den zu den jeweils anderen Abgassammelstutzen (4, 3) weisenden Seiten mit je einem Abgasausgang versehen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachse (17) der Abgasreinigungsvorrichtung im wesentlichen parallel zur Mittellängsachse der Brennkraft­ maschine verläuft.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (15) für die flexible Verbindung zwischen mindestens einem Abgassammelstutzen (4) und der Einströmhutze (10) achsparallel zur Mittellängsachse (17) der Abgasreinigungseinrichtung unmittelbar an der Einströmhutze (10) angeordnet sind.