DE4400536C2 - Motorabgasvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorabgasvorrichtung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Motorabgasvorrichtung dieser Art (US-PS 40 94 645) wird Sekundärluft in das von einem Motor abgegebene Abgas eingeleitet, um die Abgasreinigung in einem Katalysator zu beschleunigen. Dabei wird das Abgas in eine erste Expansionskammer eingeleitet. Von dort gelangt das Abgas nach einer 360°-Umlenkung in eine zweite Expansionskammer, aus der es über einen zentralen, sich düsenartig verengenden Diffusor direkt in einen gleichgerichteten Diffusor ausgegeben wird, der das Abgas über eine 180°- Umlenkung in einen Katalysator einleitet. Von dort gelangt das gereinigte Abgas nach einer 90°-Umlenkung in ein Gasauslaßrohr.

Eine andere Motorabgasvorrichtung ist in der US-3,468,124 beschrieben. Dort ist stromauf eines Abgassammelrohrs ein Ejektorabschnitt zum Einleiten der Sekundärluft unter Ausnutzung des Ejektoreffekts vorgesehen. Stromab des Ejektorabschnitts ist ein Schalldämpfer zum Absenken des Auspuffgeräuschpegels angeordnet.

Da der Schalldämpfer mit hohem Strömungswiderstand stromab des Ejektorabschnitts ange­ ordnet ist, kann ein zufriedenstellender Ejektoreffekt nicht erreicht werden.

Da darüber hinaus die Unterdruckanteile des Abgasdrucks des Motors geringfügig sind, wird der Ejektoreffekt durch die Überdruckanteile des Abgasdrucks unvermeidbar geschwächt.

Ferner wird der Schalldämpferkörper durch die Reaktionswärme, die durch die Reaktion zwischen Abgas und Sekundärluft mit Hilfe des Katalysators entsteht, aufgeheizt, so daß Probleme hinsichtlich der Haltbarkeit entstehen, die auch auf oxidative Schädigung zurückzuführen sind. Weiterhin werden aufgrund der plötzlichen Entspannung des Abgases erzeugte Geräusche beim Ausströmen durch die Sekundärlufteinlaßöffnung nach außen in Form von Auspuffgeräuschen abgegeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorabgasvorrichtung zu schaffen, die sowohl einen wesentlich verbesserten Ejektoreffekt der Sekundärlufteinleitung bewirkt als auch eine verbesserte Vermischung von Abgas und Sekundärluft gewährleistet.

Diese Aufgabe ist durch Patentanspruch 1 gelöst.

Bei einer Motorabgasvorrichtung nach der Erfindung gelangt das Abgas in den Ejektor­ abschnitt, nachdem es den Schallunterdrückungsabschnitt passiert hat, und wird dann im Nachbehandlungsabschnitt gereinigt. Der Ejektoreffekt wird dabei durch den Schallunter­ drückungsabschnitt, der hohen Strömungswiderstand aufweist, nicht gemindert.

Dementsprechend werden der Abgasgeräuschpegel abgesenkt und der Ejektoreffekt der Sekundärlufteinleitung beträchtlich verbessert. Die erfindungsgemäße Motorabgasvorrichtung zeichnet sich ferner durch einfachen Aufbau und geringe Herstellkosten aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf einige Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Motorabgasvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Außenansicht der in Fig. 1 dargestellten Abgasvorrichtung;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Ejektorabschnitt, der an der in Fig. 1 dargestellten Abgasvorrichtung befestigt ist;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Ejektorabschnitts;

Fig. 5 ist ein Schaubild, das die zeitliche Abhängigkeit des im Ejektorabschnitt hervorgerufenen Abgasdrucks darstellt;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer Motorabgasvorrichtung entsprechend einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Motorabgasvorrichtung entsprechend einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer Motorabgasvorrichtung entsprechend einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform;

Fig. 9 ist ein Schaubild, daß die zeitliche Abhängigkeit des Motorabgasdrucks darstellt;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Motorabgasvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 10.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 wird nun eine Abgasvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In dieser wie in Fig. 2 mit 1 bezeichneten Abgasvorrichtung ist ein Sammelrohr 3 an einem Ende eines zylindrischen Schalldämpferkörpers 2 befestigt, so daß innen eine Verbindung besteht. Eine Abgasöffnung eines Motors (nicht dargestellt) ist an einen Flansch 3a an einem Ende des Sammelrohrs 3 angeschlossen.

Ein Abgasrohr 4 ist am anderen Ende des Schalldämpferkörpers 2 befestigt, so daß gerei­ nigtes Abgas durch das Rohr 4 in die Atmosphäre abgegeben wird. Ein Ejektorabschnitt 5 ist im wesentlichen in der Mitte des Schalldämpferkörpers 2 angeordnet, und Sekundärluft wird durch den Abschnitt 5 in den Körper 2 eingeleitet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, schließt der Schalldämpferkörper 2 einen Schallunterdrückungs­ abschnitt ein. Der Schallunterdrückungsabschnitt besteht aus einer ersten Expansionskammer 6, die mit dem Sammelrohr 3 in Verbindung steht, einer zweiten Expansionskammer 7, die mit der ersten Kammer 6 über ein Leitrohr 9 in Verbindung steht, und einer dritten Expansi­ onskammer 8, die zwischen der ersten und zweiten Kammer 6 und 7 angeordnet ist und mit der zweiten Kammer in Verbindung steht. Der Schalldämpferkörper 2 schließt weiter eine Katalysatorkammer 10 ein, die benachbart zur zweiten Expansionskammer 7 angeordnet ist, und eine Auspuffkammer 11, in die das Auspuffrohr 4 mündet.

Die erste und dritte Expansionskammer 6 und 8 sind durch eine Trennplatte 12 abgeteilt, und die dritte und zweite Expansionskammer 8 und 7 durch eine Trennplatte 13. Die entgegenge­ setzten, offenen Enden des Leitrohrs 9 sind jeweils an den Trennplatten 12 und 13 befestigt, so daß die erste und zweite Expansionskammer 6 und 7 untereinander über das Rohr 9 in Verbindung stehen. Die erste und dritte Expansionskammer 7 und 8 stehen untereinander durch eine Anzahl Löcher 13a in der Trennplatte 13 in Verbindung.

Der Ejektorabschnitt 5 ist in der zweiten Expansionskammer 7 untergebracht. Der Abschnitt 5 besteht aus einer zylindrischen Wirbeltrommel 14, einem Abgaseinlaßrohr 15, das die Trommel 14 und die dritte Expansionskammer 8 verbindet, einem Lufteinlaßrohr 16 zum Einleiten der Sekundärluft von außen, und einem gekrümmten Diffusorrohr 17 zum Mischen von Sekundärluft und Abgas und zum Führen der entsteh­ enden Mischung in die Katalysatorkammer 10.

Das Abgaseinlaßrohr 15 durchdringt die Trennplatte 13, wobei eines seiner Enden in die dritte Expansionskammer 8 mündet. Wie in Fig. 3 dargestellt, mündet das andere Ende des Rohrs 15 in das Wirbelrohr 14. Das Rohr 15 schneidet die Trommel 14 rechtwinklig mit einem Versatz in Bezug auf die Mittelachse des Rohrs 14.

Das Lufteinlaßrohr 16 durchdringt die Außenwand des Wirbelrohrs 14 und ist an der Trom­ mel 14 koaxial befestigt. In der Trommel 14 ist das Rohr 16 so angeordnet, daß es mit dem geraden Abschnitt des Diffusorrohrs 17 koaxial ist, der einen größeren Durchmesser als das Rohr 16 aufweist.

Der gerade Abschnitt des Diffusorrohrs 17 ist koaxial an der Wirbeltrommel 14 befestigt. Ein gebogener Abschnitt des Rohrs 17, der sich in die zweite Expansionskammer 7 erstreckt, durchdringt die Trennplatte 18 und mündet in die Katalysatorkammer 10.

Die Katalysatorkammer 10 ist von der Auspuffkammer 11 durch die Trennplatte 19 abgeteilt. Ein Katalysator (Oxidationskatalysator) 21 mit niedrigem Strömungswiderstand ist in einem Katalysatorhalter 20 gehalten, der an der Trennplatte 19 befestigt ist. Das durch den Kataly­ sator 21 gereinigte Abgas wird über die Auspuffkammer 11 und das Auspuffrohr 4 in die At­ mosphäre abgegeben.

Nachfolgend wird die Funktion der Abgasvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung beschrieben.

Wenn der Motor angelassen wird, wird das vom Motor abgegebene Abgas durch das Sam­ melrohr 3 in die erste Expansionskammer 6 geleitet. Dann wird das Gas durch das Leitrohr 9 in die zweite Expansionskammer 7 abgegeben. Weiterhin wird das Abgas durch die Löcher 13a in der Trennplatte 13 über der zweiten Kammer 7 gedrosselt, während es in die dritte Expansionskammer 8 eingeleitet wird. Auf diese Weise durchläuft das vom Motor abge­ gebene Abgas wiederholt Expansion und Kontraktion, so daß der Abgasgeräuschpegel unter Verwendung des Schallunterdrückungsabschnitts mit geringem Volumen wirksam abgesenkt werden kann.

Anschließend wird das Abgas aus der dritten Expansionskammer 8 durch das Abgas­ einlaßrohr 15 des Ejektorabschnitts 5 in die Wirbeltrommel 14 eingeleitet. Da das Rohr 15 rechtwinklig zur Mittelachse der Trommel 14 verläuft, wie in Fig. 3 gezeigt, wird das Abgas in der Trommel 14 in einer beschleunigten Strömung verdrallt.

Nach der Verdrallung in der Wirbeltrommel 14 gelangt das Abgas durch einen zwischen den jeweiligen Öffnungen des Rohrs 17 und des Lufteinlaßrohrs 16 gebildeten, ringförmigen Spalt in das Diffusorrohr 17, wie in Fig. 4 dargestellt. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Abgasströmung weiter erhöht und ein Unterdruck erzeugt, wodurch frische Außenluft (Sekundärluft) durch das Rohr 16 eingesaugt wird.

Danach werden Abgas und Sekundärluft im Diffusorrohr 17 gemischt, und die sich erge­ bende Gasmischung wird in die Katalysatorkammer 10 geleitet und gelangt in den Kataly­ sator 21. Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, giftige Gase, werden durch Oxidation im Katalysator 21 eliminiert, und die Abgase werden durch das Auspuffrohr 4 in die Atmosphäre abgegeben.

Der Schallunterdrückungsabschnitt, der somit aus der ersten, zweiten und dritten Expan­ sionskammer 6, 7 und 8 mit hohem Widerstand besteht, ist stromauf des Ejektorabschnitts 5 angeordnet. Hierbei kann der Abgasdruck des Motors wirksam genutzt werden, d. h. der im Ejektorabschnitt 5 hervorgerufene Unterdruck kann verstärkt werden, wie in Fig. 5 gezeigt, so daß die Zufuhr von Sekundärluft wesentlich vergrößert werden kann.

Dadurch kann der Motorgeräuschpegel wirksam abgesenkt werden, und der Ejektoreffekt kann vergrößert werden, um die Abgasreinigungsfähigkeit beträchtlich zu verbessern. Auch kann die Größe der gesamten Vorrichtung reduziert werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nun eine Abgasvorrichtung entsprechend einer ersten Mo­ difikation der ersten Ausführungsform beschrieben.

In dieser ersten Modifikation ist auf der Sekundärlufteinlaßseite ein Rückschlagventil vorge­ sehen, um den Ejektoreffekt stärker zu machen als bei der Abgasvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen sind gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Teile wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, und eine Beschreibung dieser Teile ist weggelassen.

In der Abgasvorrichtung 30 dieser Modifikation, wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein Lufteinlaßrohr 31 durch Verlängerung des umgebungsluftseitigen Endes des Lufteinlaßrohrs 16 des Ejektorabschnitts 5 nach der ersten Ausführungsform gebildet. Das Rückschlagventil 32 befindet sich im verlängerten Ende des Rohrs 31. Das Ventil 32 besteht integral aus einem Rohrventil 33, einem Anschlag 34 und einem Sitz 35. Das Rückschlagventil 32 wird zwischen einem Einlaßrohr 36 und einem Abdeckteil 37 gehalten, welches damit durch Be­ festigungsmittel wie Bolzen oder ähnliches verbunden und an das äußerste Ende des Luft­ einlaßrohrs 31 angeschlossen ist.

Wie in Fig. 9 gezeigt, besteht der Abgasdruck des Motors hauptsächlich aus Überdruckan­ teilen. Das Rückschlagventil 32 kann verhindern, daß der Überdruck ungereinigtes Abgas durch das Lufteinlaßrohr 31 in die Umgebungsluft abgibt. Dadurch kann der Ejektoreffekt vergrößert werden, und die Sekundärluft kann wirksam eingeleitet werden. Weitere Funk­ tionen und Wirkungen sind die gleichen wie bei der vorangehenden, ersten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nun eine Abgasvorrichtung nach einer zweiten Modi­ fikation der ersten Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Modifikation wird im Vergleich zur Abgasvorrichtung 1 der ersten Ausführ­ ungsform die Umgebung des Katalysators 21 gekühlt, um eine thermische Beschädigung durch die Reaktionswärme vom Katalysator 21 zu vermeiden.

Bei der Abgasvorrichtung 40 nach dieser Modifikation erstreckt sich der Umfangsrand eines Katalysatorhalters 42, wie in Fig. 7 dargestellt, soweit, daß er gegen eine Trennplatte 41 (entsprechend der Trennplatte 18 der ersten Ausführungsform) am Boden der zweiten Expansionskammer 7 anstößt. Der Umfangsrand des Halters 42 legt die Katalysatorkammer 10 fest, in die ein Diffusorrohr 43 des Ejektorabschnitts 5 mündet.

In Fig. 7 unterscheidet sich das Diffusorrohr 43 nur geringfügig vom Diffusorrohr 17 der ersten Ausführungsform in der Form der 90°-Krümmung. Alternativ kann der Ejektor­ abschnitt 5 allerdings seitlich zu einem gewissen Grad ausgeweitet werden, so daß die Befestigungsposition des Diffusorrohrs verschoben werden kann.

Eine vierte Expansionskammer 45 wird durch einen von einem äußeren Gehäuse 2a um­ gebenen Abstandselement, der Trennplatte 41 der Seitenwand des Katalysatorhalters 42 und einer Trennplatte 44, auf der der Halter 42 gehalten ist, festgelegt.

Die Trennplatte 41 hat ein Loch 41a, das zwischen dem äußeren Gehäuse 2a und der Außen­ wand des Katalysatorhalters 42 liegt. In gleicher Weise hat die Trennplatte 44 ein Loch 44a, das zwischen dem Gehäuse 2a und der Außenwand des Halters 42 liegt. Die Löcher 41a und 44a bilden gemeinsam mit der vierten Expansionskammer 45 einen Bypass, der die zweite Expansionskammer 7 mit der Auspuffkammer 11 verbindet.

Entsprechend dieser Modifikation, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, wird das Abgas von der zweiten Expansionskammer 7 mit der Sekundärluft im Ejektorabschnitt 5 gemischt, und die resultierende Gasmischung wird in den Katalysator 21 eingeleitet. Unter­ dessen wird ein Teil des Abgases aus der zweiten Expansionskammer 7 durch das Loch 41a in der Trennplatte 41 in die vierte Expansionskammer 45 und dann durch das Loch 44a in der Trennplatte 44 in die Auspuffkammer 11 geleitet. Daraufhin wird das eingeleitete Gas mit dem durch den Katalysator 21 gereinigten Abgas gemischt, und die resultierende Gasmisch­ ung wird in die Atmosphäre abgegeben.

Somit strömt ein Teil des Abgases zwischen dem äußeren Gehäuse 2a und dem Katalysatorhalter 42, wodurch ein Hochtemperaturabschnitt, der durch die Wärme der Oxi­ dationsreaktion im Katalysator 21 aufgeheizt wird, gekühlt wird. Wenn dieses Abgas mit dem durch den Katalysator 21 geführten Abgas gemischt wird, ist der überschüssige Sauerstoff darüberhinaus in zu geringem Maße vorhanden, um eine Reaktorreaktion zu bewirken. Daher können die einzelnen Teile der Vorrichtung vor einem ungünstigen Temperaturanstieg bewahrt werden, und der gesamte Schalldämpfer kann auf relativ niedriger Temperatur gehalten werden. Dementsprechend ist es unnötig, teure, wärmebeständige Legierungen zu verwenden, so daß die Gesamtkosten vermindert und die Sicherheit und Dauerhaftigkeit der Vorrichtung verbessert werden können.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun eine Abgasvorrichtung entsprechend einer dritten Mo­ difikation der ersten Ausführungsform beschrieben.

In dieser dritten Modifikation wird im Vergleich zur ersten Ausführungsform, bei der ein Rückschlagventil für die Abgasvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, ein Rückschlagventil für die Abgasvorrichtung 40 der zweiten Modifikation vorgesehen.

Bei der Abgasvorrichtung 50 der dritten Modifikation nach Fig. 8 ist das Lufteinlaßrohr 31 identisch mit dem nach der ersten Modifikation und wird für den Ejektorabschnitt 5 ver­ wendet. Das Rückschlagventil 32 ist identisch mit dem der ersten Modifikation und liegt am äußersten Ende des Rohrs 31. Daher kann der Ejektoreffekt verstärkt werden, ohne eine thermische Beschädigung aufgrund der Wärme der Oxidationsreaktion vom Katalysator nach sich zu ziehen.

Obwohl der Ejektor nach der oben erwähnten Ausführungsform so ausgelegt ist, daß das Abgas spiralförmig rotiert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung be­ schränkt.

Nach der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird das vom Motor abgegebene Abgas in den Schallunterdrückungsabschnitt im Schalldämpferkörper eingeleitet, wodurch der Auspuffgeräuschpegel abgesenkt wird. Danach wird das Abgas aus dem Schallunter­ drückungsabschnitt in den Ejektorabschnitt geführt und mit der Sekundärluft gemischt und dann in den Katalysator eingeleitet, um durch diesen gereinigt zu werden. Daher kann der Ejektoreffekt durch den Schallunterdrückungsabschnitt mit hohem Widerstand nicht gemin­ dert werden. Demnach kann der Ejektoreffekt zur wirksamen Zufuhr von Sekundärluft unter Verwendung eines einfachen Aufbaus verbessert werden. Der Auspuffgeräuschpegel kann ebenfalls mit geringen Kosten gesenkt werden.

Da die Sekundärluft durch das Rückschlagventil in den Ejektorabschnitt eingeleitet wird, kann der Ejektoreffekt darüberhinaus durch den Auspuffüberdruck nicht gemindert werden.

Weiterhin kann ein Teil des Abgases vom Schallunterdrückungsabschnitt einen Bypass durchlaufen, und wird zu der Zone um den Katalysatorhalter herum geleitet, um die Um­ gebung des Katalysators zu kühlen. Dementsprechend kann der Schalldämpferkörper vor einer oxidativen Schädigung durch hohe Temperaturen bewahrt werden, so daß seine Dauer­ haftigkeit und Zuverlässigkeit verbessert wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 wird nun eine zweite Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung beschrieben.

Im allgemeinen enthält das Abgas bei Industriemotoren, z. B. bei Zweitaktmotoren, wenn Brennstoff und Öl in einem gemischten Zustand verbrannt werden, unverbranntes Öl, welches sichtbaren Rauch und störenden Geruch mit sich bringt, so daß die Motoren dazu neigen, im Hinblick auf Abgasentsorgungsmaßnahmen rückständig zu sein.

Eine herkömmliche Maßnahme, um dem Abgasproblem zu begegnen, ist z. B. in der US-PS 3,468,124 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird die Sekundärluft in das Abgassystem eingeleitet und mittels eines thermischen Reaktors zur Reaktion gebracht. Um wirksam zu reagieren, muß das Abgas allerdings auf einer hohen Temperatur gehalten werden, so daß die Steuerung kompliziert ist und hohe Kosten nach sich zieht.

Bei der Reinigung des Abgases mittels eines reaktiven Elements wie etwa eines Katalysators hat die Reaktion des gesamten Abgases unter Verwendung des reaktiven Elements eine ernsthafte Vergiftung des reaktiven Elements zur Folge. Da unverbranntes Öl im Abgas ent­ halten ist, sind darüberhinaus die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit nicht zufriedenstellend.

Die zweite Ausführungsform soll dazu dienen, eine Motorabgasvorrichtung zu schaffen, bei der eine Schädigung des reaktiven Elements wie etwa eines Katalysators eingeschränkt werden kann, um die Reaktorreaktion zu beschleunigen, so daß die Reinigung des Abgases mit hoher Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.

In Fig. 10 und 11 ist mit 71 ein Schalldämpferkörper bezeichnet, der von einem Abdeckteil 72 abgedeckt ist. Das Abdeckteil 72 und der Schalldämpferkörper 71 werden von einem unteren, mittleren und oberen, fest an der Außenseite des Schalldämpferkörpers 71 gehaltenen Flansch 73 sowie von oberen und unteren, festen Trägern 74 tragend aneinander fixiert. Ein Sekundärluftzufuhrdurchlaß 75 ist zwischen dem Abdeckteil 72 und dem Schalldämpfer­ körper 71 festgelegt. Belüftungsöffnungen 73a sind durch jeden Flansch 73 gebohrt, und eine Sekundärlufteinlaßöffnung 76 ist durch den Abschnitt des Abdeckteils 72 gebohrt, der sich zwischen dem mittleren und oberen Flansch 73 befindet.

Weiter ist eine Öltrennkammer 77 im stromauf gelegenen Abschnitt des Schalldämpfer­ körpers 71 festgelegt. Ein Diffusorabschnitt 78, der mit dem Sekundärluftzufuhrdurchlaß 75 in Verbindung steht, erstreckt sich in Umfangsrichtung (in tangentialer Richtung in der dargestellten Ausführungsform) von der Außenseite der Kammer 77. Ein Abgasrohr 80 ist durch den Diffusorabschnitt 78 geführt, so daß es mit einer Auslaßöffnung 79a im Körper 79 eines Zweitaktmotors in Verbindung steht und das Abdeckteil 72 fixiert. Eine Abgasdüse 80a am entfernten Ende des Rohrs 80 steht einer Zone gegenüber, die sich gerade hinter der Ausströmöffnung des Diffusorabschnitts 78 befindet. Die Düse 80a und der Diffusor­ abschnitt 78 bilden einen Sekundärlufteinlaß-Ejektorabschnitt 81.

Ein Ölführungsabschnitt 82 in Form eines sich nach oben erweiternden Kegels ist im stromab befindlichen Abschnitt der Öltrennkammer 77 des Schalldämpferkörpers 71 angeordnet. Ein Reaktor 83 ist in der Mitte des Führungsabschnitts 82 durch Abstützungen 84 gehalten. Eine Gaseinlaßöffnung 83a mündet leicht eingeschnürt in den oberen Endabschnitt des Reaktors 83, und eine Gasauslaßöffnung 83b befindet sich im unteren Ende. Eine im Reaktor 83 ausgebildete Reaktionskammer 83c nimmt einen Katalysator 85 auf.

Das untere Ende des Ölführungsabschnitts 82 erstreckt sich leicht eingeschnürt unterhalb der Gasauslaßöffnung 83b des Reaktors 83 und bildet dadurch einen Gasmischabschnitt 82a. Der Mischabschnitt 82a und die Auslaßöffnung 83b bilden einen Gasmischejektorabschnitt 86.

Unterhalb des Ölführungsabschnitts 82 des Schalldämpferkörpers 71 ist durch eine Trenn­ platte 87 eine Auspuffkammer 88 festgelegt. Eine Anzahl von Belüftungsöffnungen 87a sind durch die Trennplatte 87 gebohrt.

Ein Endrohr 89 dringt von der Außenseite der Auspuffkammer 88 nach außen vor. Eine Abgabeöffnung 89a des Endrohrs 89 befindet sich gegenüber einem Schalldämpferkühl­ ungsdiffusorabschnitt 72a, der auf dem Abdeckteil 72 ausgebildet ist. Der Diffusorabschnitt 72a und die Abgabeöffnung 89a bilden einen Schalldämpferkühlungs-Ejektorabschnitt 90.

Es folgt eine Funktionsbeschreibung der Abgasvorrichtung nach der zweiten Ausführungs­ form.

Das von der Auslaßöffnung 79a des Motorkörpers 79 durch die Spülwirkung des Zweitaktmotors abgegebene Abgas wird rasch durch die Abgasdüse 80a des Abgasrohrs 80 in die Öltrennkammer 77 im stromaufgelegenen Abschnitt des Schalldämpferkörpers 71 abge­ geben. Das Abgasrohr 80 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Trennkammer 77. Daher strömt das Abgas wirbelartig an der Seitenwand der Kammer 77 entlang, wodurch das unver­ brannte Öl im Abgas durch die Zentrifugalkraft vom Gas getrennt wird und sich auf der Innenfläche der Wand absetzt.

Wenn das Abgas durch die Abgasdüse 80a des Abgasrohrs 80 ausströmt, wird Sekundärluft vom Diffusorabschnitt 78 aufgrund des Ejektoreffekts in die Öltrennkammer 77 eingesaugt.

Diese Sekundärluft wird durch die Sekundärlufteinlaßöffnung 76 in die Außenseite des Abdeckteils 72 eingeleitet und durch den Sekundärluftzufuhrdurchlaß 75 gespeist, der zwi­ schen dem Schalldämpferkörper 71 und dem Abdeckteil 72 festgelegt ist. Da die Flanschteile 73 in der Mitte des Zufuhrdurchlasses 75 angeordnet sind, strömt die Sekundärluft durch die Belüftungsöffnungen 73a in den Flanschteilen 73. In dieser Anordnung dienen die Flansch­ teile 73 zum Zurückhalten von Schall, so daß die Auspuffgeräusche nicht unmittelbar durch die Einlaßöffnung 76 nach außen dringen können. Dadurch wird ein leiser Betrieb gewähr­ leistet.

Wenn sich das Abgas in schneller Wirbelbewegung befindet, sammelt sich Abgas ohne unverbranntes Öl in der Mitte der Öltrennkammer 77. Ein Teil dieses Abgases strömt zu­ sammen mit der Sekundärluft in die Reaktionskammer 83c des Reaktors 83, die im we­ sentlichen in der Mitte angeordnet ist. Wenn das Abgas durch den Katalysator 85 in der Reak­ tionskammer 83c hindurchgeht, erfolgt eine Oxidationsreaktion.

Der Rest des Abgases, der nicht durch den Reaktor 83 gegangen ist, wird zusammen mit dem abgetrennten, unverbrauchtem Öl in schnellen Wirbeln entlang einer geneigten Fläche des Ölführungsabschnitts 82 um den Reaktor 83 herum in den Gasmischabschnitt 82a geführt.

Anschließend wird das in der Reaktionskammer 83c gereinigte und durch die Reak­ tionswärme auf hohe Temperatur aufgeheizte Abgas durch den Ejektoreffekt von der Aus­ strömöffnung 83b des Reaktors 83, die über dem Gasmischabschnitt 82a mündet, abgesaugt.

Als Ergebnis wird das unverbrannte Öl und das durch die Reaktionswärme aufgeheizte Abgas gemischt, um die Reaktorreaktion im Gasmischabschnitt 82a zu bewirken, und Kohlen­ wasserstoff und Kohlenmonoxid werden durch Oxidationsreaktion eliminiert. Gleichzeitig wird das unverbrannte Öl verbrannt und strömt durch die Belüftungsöffnungen 87a in der Trennplatte 87 in die Auspuffkammer 88, die im stromabbefindlichen Abschnitt des Schalldämpferkörpers 71 ausgebildet ist. Dann wird das Öl durch die Ausströmöffnung 89a des Endrohrs 89, welches durch die Seitenwand der Kammer 88 verläuft, in die Atmosphäre abgegeben.

Unterdessen wird die Sekundärluft im Sekundärluftzufuhrdurchlaß 75 durch den Ejektoreffekt vom Schalldämpferkühlungsdiffusorabschnitt 72a des Abdeckteils 72, in das die Ausströmöffnung 89a des Endrohrs 89 lose eingesetzt ist, eingesaugt und abgegeben. Als Ergebnis wird der Schalldämpferkörper 71 durch die Sekundärluft gekühlt, so daß seine Schädigung durch hohe Temperaturen eingeschränkt werden kann.

Der Katalysator 85 kann vor einer Schädigung bewahrt werden und seine Haltbarkeit kann verbessert werden, indem die Öffnungsfläche der Gaseinlaßöffnung 83a des Reaktors 83 so eingestellt wird, daß die Abgasmenge, die durch den Reaktor 83 geht, die mindestens erforderliche Menge ist, die für eine Reaktion im Gasmischabschnitt 82a ausreicht.

Entsprechend der zweiten Ausführungsform wird das abgegebene Gas, wie oben beschrieben, wenn das Abgas aus der Abgasdüse, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, so daß sie der Öl­ trennkammer im stromauf gelegenen Abschnitt des Schalldämpferkörpers gegenübersteht, ausströmt, in eine Wirbelbewegung versetzt, so daß das unverbrannte Öl im Gas durch die Zentrifugalkraft abgetrennt wird.

Außerdem wird die Sekundärluft aufgrund des Ejektoreffekts durch die Abgasdüse und den die Düse umgebenden Diffusorabschnitt in die Öltrennkammer eingeleitet.

Das vom unverbrannten Öl befreite Abgas strömt in die Reaktionskammer in der Mitte des stromabgelegenen Abschnitts der Öltrennkammer, worauf es durch Reaktion gereinigt wird.

Andererseits werden das in der Öltrennkammer abgetrennte Öl und das in Wirbelbewegung befindliche Abgas in schnellen Wirbeln entlang des Ölführungsabschnitts in die Gasausström­ öffnung der Reaktionskammer geführt. Dann wird das in der Reaktionskammer durch den Ejektoreffekt gereinigte und durch die Reaktionswärme auf hohe Temperatur aufgeheizte Abgas von der Ausströmöffnung abgesaugt, das unbeeinflußte Abgas wird durch die Reaktion gereinigt und das Öl wird verbrannt.

Auf diese Weise wird das von unverbranntem Öl befreite Abgas durch Reaktion auf hohe Temperatur erhitzt, und das unbeeinflußte Abgas wird durch das auf hohe Temperaturen be­ findliche Abgas einer Reaktion im Reaktor mit der eingeführten Sekundärluft unterworfen, wodurch das unbeeinflußte Abgas gereinigt und das unverbrannte Öl verbrannt wird. Dadurch kann das Abgas ohne sichtbaren Rauch und störenden Geruch an die Atmosphäre abgegeben werden, d. h. es wird eine in hohem Maße zuverlässige Abgasreinigung erreicht.

Darüber hinaus darf die Menge des durch das reaktive Element hindurchgehenden Abgases nur gerade so groß sein, daß die Reaktion des unbeeinflussten Abgases im Reaktor stattfinden kann, und das in die Reaktionskammer gespeiste Abgas enthält kein unverbranntes Öl. Dadurch wird eine Schädigung verhindert, um eine verbesserte Haltbarkeit und hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (4)

1. Motorabgasvorrichtung zum Reinigen des aus einer Auslaßöffnung eines Motors abgege­ benen Abgases und zum Senken des Auspuffgeräuschpegels mit einem Schalldämpfungs­ abschnitt (6, 7, 8); einem Ejektorabschnitt (5) zum Einleiten von Sekundärluft in das aus dem Schalldämpfungsabschnitt abgegebene Abgas über ein Lufteinlaßrohr (16) und zum Mischen der Sekundärluft mit dem Abgas in einem Diffusorrohr (17), um die Motorab­ gasvorrichtung durch die Sekundärluft zu kühlen; und einem Nachbehandlungsabschnitt (20) zum Reinigen der über das Diffusorrohr (17) aus dem Ejektorabschnitt (5) abgegebe­ nen Gasmischung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektorabschnitt ein Trommelelement (14) und ein Abgaseinlaßrohr (15) umfaßt, welches tangential in das Trommelelement (14) einmündet und dieses mit dem Schalldämpfungsabschnitt (6, 7, 8) verbindet, und daß das Lufteinlaßrohr (16) mit dem Diffusorrohr (17) einen Ringspalt zum Ansaugen des in dem Trommelelement verwirbelten Abgases bildet.

2. Motorabgasvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämp­ fungsabschnitt umfaßt:
eine erste Expansionskammer (6) zur Aufnahme des Abgases;
eine zweite Expansionskammer (7), die mit der ersten Expansionskammer (6) durch ein Leitrohr (9) in Verbindung steht; und
eine dritte Expansionskammer (8), die zwischen der ersten und zweiten Expansionskam­ mer (6, 7) ausgebildet ist und mit der zweiten Expansionskammer (7) über das Abgasein­ laßrohr (15) in Verbindung steht.

3. Motorabgasvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Rückschlag­ ventil (32) im Lufteinlaßrohr (31), um zu vermeiden, daß ungereinigtes Abgas durch das Lufteinlaßrohr (31) in die Atmosphäre abgegeben wird.

4. Motorabgasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine vierte Expansionskammer (45), die benachbart zum Nachbehandlungsabschnitt (44) aus­ gebildet ist und einen Teil des Abgases aus der zweiten Expansionskammer (7) in eine Abgabeöffnung (1) leitet, wodurch das Abgas aus der zweiten Expansionskammer (7) mit der Sekundärluft im Ejektorabschnitt (5) gemischt wird und die resultierende Gasmi­ schung in den Katalysator (21) eingeleitet wird, während ein anderer Teil des Abgases aus der zweiten Expansionskammer (7) in die vierte Expansionskammer (45) und dann in die Auspuffkammer eingeleitet wird, so daß das eingeleitete Gas mit dem vom Katalysator (21) gereinigten Abgas gemischt wird und die resultierende Gasmischung in die Atmo­ sphäre abgegeben wird.