DE4335357A1

DE4335357A1 - Abgasanlage

Info

Publication number: DE4335357A1
Application number: DE4335357A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl Ing Poelzl; Xaver Dipl Ing Stemmer; Clemens Dipl Ing Bandel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-10-16
Filing date: 1993-10-16
Publication date: 1995-04-20
Also published as: JPH07158437A; EP0648921B1; DE59401920D1; US5502964A; EP0648921A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine W-12 Hubkolbenbrenn kraftmaschine mit drei Zylinderreihen zu je vier Zylinder, gemäß dem Oberbegriff des Patenanspruches 1.

Brennkraftmaschinen der gattungsgemäßen Art zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise bei einer hohen Leistungsdichte auf, erfordern aber zur Erzielung gesetzlich vorgegebener niedriger Abgasemissionswerte einen hohen baulichen und steuerungstechnischen Aufwand bei der Abga sanlage sowie der Motorsteuerung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasanlage für gattungsgemäße W-12 Brennkraftmaschinen vorzuschlagen, die bei vertretbarem bau lichen Aufwand funktionell und steuerungstechnisch vorteilhaft ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß sind zwei Abgasstränge vorgesehen, an die je Zylin derreihe zwei Zylinder der Brennkraftmaschine angeschlossen sind. Dies ergibt eine zweifache Sechzylinder-Verteilung, wobei die gesamte Motorsteuerung mit der aufgeschalteten Lambdaregelung entsprechend zweifach ausgebildet sein kann. Daraus resultiert eine funktional gut beherrschbare Motorsteuerung, die bei nur geringen Leistungsanforde rungen auch einen verbrauchsoptimierten Betrieb der Brennkraftmaschi ne nur als Sechszylinder-Motor gestattet. Darüberhinaus ist eine de rart gesplittete Abgasanlage sowohl hinsichtlich der Montage an der Brennkraftmaschine als auch der Verlegung des Rohrsystems am Kraft fahrzeug vorteilhaft vereinfacht.

Besonders zweckmäßig können die Zylinder je Zylinderreihe an stirn seitig der Brennkraftmaschine angeordnete jochförmige Krümmerab schnitte angeschlossen sein, die mit der weiterführenden Abgasanlage mit Dreiwege-Katalysator verbunden sind. Bevorzugt können ferner die jochförmigen Krümmerabschnitte zu einem zweiflutigen Abgaskrümmer baulich vereint sein.

Gemäß Patentanspruch 4 können bei der vorgegebenen Zündfolge die angegebenen Zylinder mit dem einen Krümmerabschnitt und die übrigen Zylinder mit dem anderen Krümmerabschnitt verbunden sein. Dies ermö glicht eine hinsichtlich der Leistung der Brennkraftmaschine gute Abstimmung bei zeitlich gleichmäßig verteilten Druckpulsationen bzw. Abgasausstößen.

Eine baulich günstige Verlegung der Abgasleitungen von den Auslaßka nälen der Zylinderköpfe der Brennkraftmaschine zum Abgaskrümmer er gibt sich zusätzlich durch die Merkmale der Patentansprüche 5 und 6. Gemäß Anspruch 7 wird zudem vorgeschlagen, diese Abgasleitungen in an sich bekannter Weise wärmeisoliert auszuführen, um unerwünschte Auf heizungen im Motorumfeld zu vermeiden und ein schnelles Ansprechen der Abgasentgiftung sicherzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die anliegende Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Abgasanlage für eine W-12 Hubkolben brennkraftmaschine mit zwei separaten Abgassträngen;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine teilweise dargestellte W-12 Hub kolbenbrennkaftmaschine mit Anordnung der von den Auslaßkanä len der Brennkraftmaschine abgehenden Abgasleitungen; und

Fig. 3 eine schematische Ansicht auf die Stirnseite der Brennkraftma schine mit angebautem jochförmigen Abgaskrümmer.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte W-12 Viertakt-Hubkolbenbrennk raftmaschine 20 weist drei Zylinderreihen 22, 24, 26 in W-Anordnung mit je vier Zylindern (Numerierung von 1-12) auf. Wie Fig. 2 zeigt, ist die mittlere Zylinderreihe 24 im Ausführungsbeispiel stehend ange ordnet, während die äußeren Zylinderreihen 22, 26 um 60° umfangsver setzt zur mittleren Zylinderreihe 24 ausgerichtet sind.

Die Abgasanlage ist in zwei Abgasstränge (vgl. Fig. 1) 28, 30 aufge teilt, wobei der eine Abgasstrang 28 an die Zylinder 1 und 4 der Zylinderreihe 22, an die Zylinder 6 und 7 der mittleren Zylinderreihe 24 und an die Zylinder 9 und 12 der dritten Zylinderreihe 26 ange schlossen ist. Der Abgasstrang 30 ist dementsprechend an die jeweils noch verbleibenden Zylinder 2 und 3, 5 und 8 und 10 und 11 der Zylin derreihen 22, 24, 26 angeschlossen.

Der Abgasstrang 28 setzt sich zusammen aus den an die Auslaßkanäle in den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine (soweit nicht beschrieben herkömmlicher Bauart) anschließenden Abgasleitungen 32, 34, 36, 38, 40, 42, welche Abgasleitungen in einen Krümmerabschnitt 44 eines gemein samen Abgaskrümmers 46 münden. Von dem Krümmerabschnitt 44 zweigt auslaßseitig ein Abgasvorrohr 48 ab, in das in üblicher Weise eine nicht dargestellte Lambdasonde eingesetzt ist und das an einen Drei wege-Katalysator 50 angeschlossen ist. Über den Dreiwege-Katalysator strömt das Abgas der weiteren Abgasanlage der Brennkraftmaschine zu, die herkömmlicher Bauart sein kann und deshalb nicht dargestellt ist.

Der Abgasstrang 30 weist in gleicher Weise zwei Abgasleitungen 52, 54 an der ersten Zylinderreihe 22, zwei Abgasleitungen 56, 58 an der mittleren Zylinderreihe 24 und zwei Abgasleitungen 60, 62 an der drit ten Zylinderreihe 26 auf, die in den zweiten Krümmerabschnitt 64 des Abgaskrümmers 46 münden. Von diesem Krümmerabschnitt 64 geht ein zweites Abgasvorrohr 66 ab, daß mit einem zweiten Katalysator 68 verbunden ist.

Bei einer Zündfolge der W-12 Brennkraftmaschine von 1-8-9-3-6-11-4-5- 12-2-7-10 sind die Abgasleitungen des einen Abgasstranges 28 an die Zylinder 1 und 4 der einen Zylinderreihe 22, an die Zylinder 6 und 7 der mittleren Zylinderreihe 24 und an die Zylinder 9 und 12 der drit ten Zylinderreihe 26 angeschlossen, während die übrigen Zylinder an den zweiten Abgasstrang 30 wie vorbeschrieben angeschlossen sind.

Wie die Fig. 2 zeigt, sind dabei die Abgasleitungen 36, 38 bzw. 56, 58 in einem Freiraum 70 angeordnet, der sich zwischen den beiden Zylin derreihen 22, 24 bildet und der von einem Leitungsabschnitt 72 der nicht näher erläuterten Ansauganlage der Brennkraftmaschine überdeckt ist.

Die Abgasleitungen 32, 34 bzw. 52, 54 der linken äußeren Zylinderreihe 22 und die Abgasleitungen 40, 42 bzw. 60, 62 der rechten äußeren Zylin derreihe 26 liegen jeweils etwa senkrecht unterhalb deren Zylinder köpfe, wodurch sich eine hinsichtlich des Einbauraumes günstige An ordnung der Abgasleitungen ergibt.

Diese Abgasleitungen münden - wie die Fig. 3. zeigt - wie vorbesch rieben in den jochförmigen Abgaskrümmer 46, der durch eine Trennwand 74 unterteilt zweiflutig ausgebildet ist und an der kraftabgebenden Stirnseite 76 der Brennkraftmaschine verlegt ist. An den zweiflutigen Abgaskrümmer 46 sind die Abgasvorrohre 48, 66 der separaten Abgas stränge 28, 30 angeschlossen.

Wie insbesondere der Fig. 2 entnehmbar ist, sind die Abgasleitungen 32, 34, 36, 38, 40, 42 sowie 52, 54, 56, 58, 60, 62 mit einer Wärmeisolierung (zweischalig mit eingelegten Isoliermatten!) versehen. In gleicher Weise sind der Abgaskrümmer 46 und die Abgasvorrohre 48, 66 bis zu den Katalysatoren 50, 68 isoliert.

In nicht dargestellter Weise ist je Abgasvorrohr eine Lambdasonde vorgesehen, die der je sechs Zylinder vorgesehenen zweifachen Motor steuerung in bekannter Weise regelungstechnisch aufgeschaltet ist.

Claims

1. Abgasanlage für eine W-12 Hubkolbenbrennkraftmaschine mit drei Zylinderreihen zu je vier Zylinder, deren Auslaßkanäle an Abgas leitungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei separate Abgasstränge (28, 30) vorgesehen sind, an die je Zylinder reihe (22, 24, 26) zwei Zylinder angeschlossen sind.

2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite (76) der Brennkraftmaschine (2) jochförmige Krümmerab schnitte (44, 64) angeordnet sind, in die die Abgasleitungen der zusammengefaßten Zylinder einmünden und von denen zumindest je ein Abgasvorrohr (48, 66) abgeht.

3. Abgasanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei jochförmigen Krümmerabschnitte (44, 64) zu einem zwei flutigen Abgaskrümmer (46) vereint sind.

4. Abgasanlage nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zündfolge der Brennkraftmaschine von 1-8-9-3-6-11-4-5- 12-2-7-10 die Zylinder 1-4, 6-7 und 9-12 mit dem einen Krümmerab schnitt (44) und die übrigen Zylinder mit dem anderen Krümmerab schnitt (64) verbunden sind.

5. Abgasanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungen (36, 38 bzw. 56, 58) der mittleren Zylinderreihe (24) innerhalb des von einem Ansauglei tungsabschnitt (72) überdeckten und von einer äußeren Zylinderrei he (22) begrenzten Freiraumes (70) angeordnet sind.

6. Abgasanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Auslaßkanälen der äußeren Zylinderreihen (22, 26) abgehenden Auslaßleitungen (32, 34, 52, 54 und 40, 42, 60, 62) bei stehender Anordnung der mittleren Zylinderreihe (24) und einem 60° Zylinderreihenversatz unterhalb der korrespon dierenden Zylinderköpfe verlaufen.

7. Abgasanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Abgasleitungen und der jochförmige Abgaskrümmer (46) wärmeisoliert ausgebildet sind.