DE4136206A1 - Abgasanlage eines kraftfahrzeug-hubkolbenmotors - Google Patents
Abgasanlage eines kraftfahrzeug-hubkolbenmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeug-Hubkolbenmotors
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Abgasanlage ist aus DE-PS 25 60 475 bekannt. Die vom Motor
kommenden Abgase durchströmen zunächst einen Vorschalldämpfer und danach
einen größeren Endschalldämpfer, bevor sie ins Freie gelangen. Da die Abgase
im ganzen Lastbereich des Motors durch den kleinen Vorschalldämpfer strömen,
ergibt sich durch den mit zunehmender Last und entsprechend steigendem
Abgas-Volumenstrom ein hoher Abgasgegendruck, der die Motorleistung
vermindert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen zu hohen Abgasgegendruck bei hoher
Motorlast zu vermeiden.
Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1. Wenn parallel zum Vorschalldämpfer ein Bypassrohr verlegt ist,
wird es möglich, den größten Teil des Abgases unter Umgehung des
Vorschalldämpfers direkt in den großen Endschalldämpfer zu leiten. Durch
geeignete Bemessung des Querschnitts der Abgasleitung und des Volumens des
Endschalldämpfers wird erreicht, daß auch in diesem Betriebszustand des
Motors ein nicht zu lauter, akustisch angenehmer Motorsound erzielt wird.
Um im Stadtverkehr einen zu hohen Geräuschpegel zu vermeiden, wird nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Bypassrohr erst bei
Fahrzeuggeschwindigkeiten geöffnet, die höher als 30 km/h liegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird nachfolgend erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 Steuerschema einer Abgasanlage eines Hubkolbenmotors,
Fig. 2 Draufsicht auf die Abgasanlage,
Fig. 3 Seitenansicht der Abgasanlage,
Fig. 4 Querschnitt der Drehklappe,
Fig. 5 räumliche Darstellung der Drehklappe.
An einem Hubkolbenmotor 1 eines Kraftfahrzeugs sind an seinen beiden
V-förmig angeordneten Zylinderreihen 2, 3 Abgassammelleitungen 4, 5
angeschlossen; in sie ist jeweils ein Katalysator 6 eingebaut. Die
Abgassammelleitungen vereinigen sich in der als X-Stück ausgebildeten
Mischkammer 7. An ihr ist eine Abgasleitung 8 angeschlossen, die einen
Vorschalldämpfer 9 enthält. Parallel zu ihm geht von der Mischkammer 7 ein
Bypassrohr 10 aus, in das eine Drehklappe 11 eingesetzt ist. In einer
zweiten Mischkammer 12 vereinigen sich die Abgasleitung 8 und das Bypassrohr
10. An die zweite Mischkammer 12 ist ein großer Endschalldämpfer 13
angeschlossen, nach dessen Durchströmen die Abgase durch ein Endrohr 14 ins
Freie gelangen. Die Abgasleitung 8 besteht aus einem Vorrohr 8a, in dem der
Vorschalldämpfer sitzt und einem Hauptrohr 8b, in das der Endschalldämpfer
eingesetzt ist. Das Vorrohr hat einen Durchmesser von 50 mm, das Bypassrohr
einen Durchmesser von 75 mm, das Hauptrohr einen Durchmesser von 80 mm. Das
Durchmesserverhältnis von Hauptrohr zu Vorrohr beträgt 1,6. Das
Volumenverhältnis des Vorschalldämpfervolumens V1 zum
Endschalldämpfervolumen V2 beträgt etwa 1/3.
Die Drehklappe 11 wird von einem Unterdrucksteller 15 im Zweipunktbetrieb so
betätigt, daß sie aus der Schließstellung heraus voll geöffnet wird. Der
Unterdrucksteller 15 erhält seinen Druck über ein Magnetventil 16, das über
einen Unterdruckspeicher 17 und ein Rückschlagventil 18 nahe der
Drosselklappe 19 am Luftansaugstutzen 20 des Motors angeschlossen ist.
Zur elektrischen Ansteuerung des Magnetventils 16 dient ein elektrisches
Steuergerät 21. Es erhält ein Signal für die Fahrzeuggeschwindigkeit, das
durch einen Radsensor 22 ermittelt wird. Weiterhin geht in das Steuergerät
21 die 50%-Vollastkurve ein, die in einem Rechner 23 aus der am
Zündverteiler 24 ermittelten Motordrehzahl und der durch einen
Drosselklappensensor 25 erfaßten Stellung der Drosselklappe 19 ermittelt
wird. Entsprechend diesen Signalen öffnet das Steuergerät das Magnetventil
16, wenn zusätzlich auch die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als ca. 30 km/h
liegt, und der Motor oberhalb der 50%-Vollastkurve betrieben wird. Der
Grenzwert für die Motordrehzahl beträgt hierbei etwa 3360 l/min, der
Öffnungswinkel für die Drosselklappe 19 etwa 26,5°.
Das Gehäuse 26 der Drehklappe 11 ist so gestaltet, daß es in das Bypassrohr
10 anstelle eines Kugelschellenabdichtungs- und Ausgleichselements
einsetzbar ist. Die Außenflächen 27, 28 des Gehäuses 26 sind kugelig
abgedreht. In der das Gehäuse 26 umgreifenden Kugelschelle braucht dann
lediglich eine Bohrung zur Durchführung der Klappenwelle 29 angebracht sein.
Der kreisrunde Klappenkörper 30 der Drehklappe 11 ist exzentrisch an der
Klappenwelle 29 befestigt. Der längere, untere Teil 31 des Klappenkörpers 30
wiegt schwerer als der obere Teil und bietet dem ihn beaufschlagenden
Abgasstrom 32 einen höheren Widerstand. Somit wird nach Schließen des
Magnetventils 16 und Abschalten des Unterdrucks der Klappenkörper 30 durch
sein Eigengewicht und den Strömungsimpuls des Abgases 32 in Schließlage
gebracht.
Claims (12)
1. Abgasanlage eines Kraftfahrzeug-Hubkolbenmotors, mit einer Abgasleitung,
in die ein kleinerer Vorschalldämpfer und stromabwärts ein größerer
Endschalldämpfer eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Vorschalldämpfer (9) ein ihn umgehendes Bypassrohr (10) verlegt ist, dessen
Durchfluß mit einer Drehklappe (11) steuerbar ist.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehklappe
(11) in das Bypassrohr (10) eingesetzt ist.
3. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einmündungsstelle des Bypassrohres (10) in der Abgasleitung (8) zwischen dem
Vorschalldämpfer (9) und dem Endschalldämpfer (13) liegt und als Mischkammer
(12) ausgebildet ist.
4. Abgasanlage nach Anspruch 1 für einen Motor mit zwei Zylinderreihen,
wobei von jeder Zylinderreihe ein Abgassammelrohr ausgeht, dadurch
gekennzeichnet, daß in beide Abgassammelrohre (4, 5) Katalysatoren (6)
eingesetzt sind und daß sich die Abgassammelrohre (4, 5) in einer weiteren
Mischkammer (7) vereinigen, an die das Bypassrohr (10) und die Abgasleitung
(8) angeschlossen sind.
5. Abgasanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehklappe (11) in Abhängigkeit der Motordrehzahl und -last gesteuert ist.
6. Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehklappe
(11) bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb ca. 30 km/h geschlossen
ist.
7. Abgasanlage nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehklappe (11) oberhalb etwa 50 % Vollast geöffnet ist.
8. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus
Vorschalldämpfer-Volumen V1 und Endschalldämpfer-Volumen
beträgt.
9. Abgasanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abgasleitung (8) aus einem kleineren Vorrohr (8a), in dem der
Vorschalldämpfer (9) sitzt und einem größeren Hauptrohr (8b) besteht, in dem
der Endschalldämpfer (13) eingebaut ist, wobei das Hauptrohr (8b) etwa den
gleichen Querschnitt hat wie das Vorrohr (8a) und das Bypassrohr (10)
zusammen und wobei das Durchmesserverhältnis Hauptrohr (8b) zu Vorrohr (8a)
etwa 1,6 : 1 beträgt.
10. Abgasanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehklappe (11) durch eine Stelleinrichtung (15, 16, 17, 18) in Abhängigkeit
des im Luftansaugstutzen (20) des Motors herrschenden Unterdrucks betätigt
ist.
11. Abgasanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehklappe (11) exzentrisch an ihrer Klappenwelle (29) befestigt ist und
durch ihre exzentrisch angreifendes Eigengewicht und/oder durch den Impuls
des Abgasstromes (32) geschlossen wird.
12. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(26) der Drehklappe (11) so gestaltet ist, daß es anstelle des Dichtelements
einer handelsüblichen Kugelschellen-Bohrverbindung in das Bypaßrohr (10)
einsetzbar ist.
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