DE4127633A1 - Mehrzylindrige brennkraftmaschine mit einer insbesondere katalytischen abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftma­ schine mit einer insbesondere katalytischen Abgasreini­ gungsvorrichtung, stromauf derer zumindest zwei, einzel­ nen Zylindern oder Zylindergruppen zugeordnete Abgasrohre zusammengeführt sind.

Werden an einer Brennkraftmaschine die Abgasrohre einzel­ ner Zylinder oder Zylindergruppen zusammengeführt, so wird angestrebt, diese Zusammenführung möglichst weit entfernt von der Brennkraftmaschine anzuordnen. Der Ver­ lauf der Drehmomentkurve, d. h. des über der Brennkraft­ maschinendrehzahl aufgetragenen von der Maschine abgege­ benen Drehmomentes wird hierdurch günstig beeinflußt.

Andererseits benötigen Abgasreinigungsvorrichtungen und insbesondere solche katalytischer Bauart eine gewisse Mindesttemperatur, um die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffe erfolgreich konvertieren zu kön­ nen. Um diese Mindesttemperatur insbesondere im Anschluß an einen Start der Brennkraftmaschine kurzfristig zu er­ reichen, sind die einzelnen Abgasrohre oftmals mit auf­ wendig gestalteten Isolationsumhüllungen versehen.

Ausgehend von dieser Problematik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer bei gleichbleibend guter Ladungswechseldynamik so­ wie zumindest gleichbleibend gutem Anspringverhalten der Abgasreinigungsvorrichtung nach einem Start der Brenn­ kraftmaschine der Isolationsaufwand an den Abgasrohren reduziert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß über einen weiten Bereich das eine Abgasrohr innerhalb des anderen Abgasrohres verläuft.

Erfindungsgemäß bildet eines der Abgasrohre mit seinem in ihm geführten Abgasstrom die Isolationsumhüllung eines anderen Abgasrohres, wenn dieses andere Abgasrohr inner­ halb des ersten Abgasrohres angeordnet ist. Diese insbe­ sondere konzentrische Anordnung zweier Abgasrohre er­ streckt sich dabei über den Großteil der Länge dieser Rohre. Vorteilhafterweise muß bei Vorsehen einer zusätz­ lichen Isolationsschicht lediglich ein einziges Rohr um­ mantelt werden. Die Zusammenführung der beiden Rohre er­ folgt nahe vor der Abgasreinigungsvorrichtung und kann äußerst einfach gestaltet werden, da lediglich das innere Rohr frei innerhalb des äußeren Rohres endet. Der Be­ reich, in dem das innerhalb liegende Abgasrohr in das äußere Abgasrohr eindringt, wird hingegen möglichst nahe an die Brennkraftmaschine gelegt. Insbesondere liegt die­ ser Bereich, in dem das innere Abgasrohr die Wand des äußeren Abgasrohres durchdringt, nahe einer Zusammenfüh­ rung einzelner Zylinder-Abgasleitungen zu zumindest einem der beiden Abgasrohre.
Zwar ist eine ähnliche Abgasanlage für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, bei denen zwei Abgasrohre einander durchdringend und konzentrisch zu einander verlaufend zu­ sammengeführt sind, aus der deutschen Patentschrift 4 20 608 bekannt. Dabei verläuft das innere Abgasrohr jedoch lediglich über ein äußerst kurzes Teilstück innerhalb des äußeren Abgasrohres und bildet mit diesem zusammen eine Düse. Die oben beschriebene Problematik der optimierten Ladungswechseldynamik bei guter Wärmeisolation ist in dieser Patentschrift jedoch nicht enthalten.

Die im folgenden erläuterte Prinzipskizze zeigt ein be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Abgase einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine 1 mit den einzelnen Zylindern 2a, 2b, 2c, 2d gelangen über Ab­ gasleitungen 3a, 3b, 3c, 3d in Abgasrohre 4, 5. Dabei ist das Abgasrohr 4 über die Abgasleitungen 3b, 3c den Zylin­ dern 2b, 2c zugeordnet, während das Abgasrohr 5 über die Zylinder-Abgasleitungen 3a, 3d die Abgase der Zylinder 2a, 2d aufnimmt.

Die beiden Abgasrohre 4, 5 vereinigen sich zu einem ein­ zigen Abgasrohr 6, das in einer katalytischen Abgasreini­ gungsvorrichtung 7 mündet. Aus diesem Katalysator gelan­ gen die Abgase über einen nicht gezeigten Schalldämpfer in die Umgebung.

Nahe der Zusammenführung der Zylinder-Abgasleitungen 3b, 3c zum Abgasrohr 4 sowie nahe der Zusammenführung der Zy­ linder-Abgasleitungen 3a, 3d zum Abgasrohr 5 durchdringt das innere Abgasrohr 4 die Wand des äußeren Abgasrohres 5, so daß das Abgasrohr 4 über einen weiten Bereich in­ nerhalb des Abgasrohres 5 verläuft. Mit dieser Anordnung bildet das Abgasrohr 5 vorteilhafterweise zugleich eine Isolationsumhüllung für das Abgasrohr 4, so daß die im Abgasrohr 4 geführten Abgase nahezu ohne Wärmeverlust zur katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung 7 gelangen. Letztere erreicht daher anschließend an einen Start der Brennkraftmaschine schneller ihre Betriebstemperatur, als dies bei nichtisolierten, nebeneinanderliegenden Abgas­ rohren der Fall ist. Gleichzeitig ergibt sich durch die Tatsache, daß die Abgase der durch die Zylinder 2a und 2d bzw. 2b und 2c gebildeten Zylindergruppen vor ihrer Zusammenführung über eine relativ lange Strecke in den Abgasrohren 4, 5 getrennt geführt werden, eine im Hin­ blick auf die Drehmomentcharakteristik der Brennkraftma­ schine optimierte Ladungswechseldynamik. Vorteilhafter­ weise wird mit der vorgeschlagenen Lösung auch die ge­ räuschabstrahlende Oberfläche verringert und somit aku­ stische Vorteile erzielt. Konstruktive Details können da­ bei durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (2)

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine (1) mit einer ins­ besondere katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung (7), stromauf derer zumindest zwei einzelnen Zylin­ dern oder Zylindergruppen (2a, 2d bzw. 2b, 2c) zuge­ ordnete Abgasrohre (4, 5) zusammengeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß über einen weiten Be­ reich das eine Abgasrohr (4) innerhalb des anderen Abgasrohres (5) verläuft.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Abgasrohr (4) die Wand des äußeren Abgasrohres (5) nahe einer Zu­ sammenführung durchdringt, in der sich einzelne Zy­ linder-Abgasleitungen (3a, 3d bzw. 3b, 3c) zum Ab­ gasrohr (4 bzw. 5) vereinigen.