DE4440194B4

DE4440194B4 - Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE4440194B4
Application number: DE4440194A
Authority: DE
Inventors: Tord Egon Ronny Karlsson
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2014-11-11
Also published as: DE4440194A1; SE9303843D0; JP3450471B2; US5498842A; SE502068C2; SE9303843L; JPH07197810A

Abstract

Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Gehäuse (10) mit ersten und zweiten Kammern (13, 14), wobei die Kammern durch eine Trennwand (16) getrennt sind, wobei die erste Kammer aus dem Motor abgegebenes Abgas aufnehmen kann, wobei die zweite Kammer (14) ein Katalysatorelement (15) aufweist, das mit der Atmosphäre über ein Auslaßrohr (17) verbunden ist, wobei sich das Auslaßrohr durch die erste Kammer (13) erstreckt und behandeltes Abgas zur Atmosphäre führt, wobei ein äußeres Rohr (19) das Auslaßrohr (17) umgibt und mit dem Auslaßrohr zur Ausbildung eines Durchlasses (20) zusammenarbeitet, wodurch Abgas durch den Durchlaß (20) strömt, wenn es von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer strömt und durch das Auslaßrohr (17), während es durch dieses hindurchströmt, erhitzt wird und dadurch vorerhitzt wird, bevor es das Katalysatorelement (15) erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Gehäuse mit ersten und zweiten Kammern, wobei die Kammern durch eine Trennwand getrennt sind, wobei die erste Kammer aus dem Motor abgegebenes Abgas aufnehmen kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Behandlung von durch einen Verbrennungsmotor erzeugten Abgasen, wobei die Abgase in eine erste Kammer (13) eines Auspufftopfs, eingeführt und die Abgase dann durch einen Durchlaß (20) in eine zweite Kammer (14) des Auspufftopfs abgegeben werden.
Die Erfindung betrifft im allgemeinen Auspufftöpfe für Zweitakt-Verbrennungsmotoren, hauptsächlich kleine Motoren der Gattung, die beispielsweise bei tragbaren Werkzeugen mit Motorantrieb, wie Kettensägen, verwendet werden. Bei Auspufftöpfen, die mit einem Katalysatorelement oder Katalysator versehen sind, im allgemeinen und bei Auspufftöpfen für kleine Motoren insbesondere wird es bevorzugt, daß der Katalysator mit seinem vollen Betrieb so bald wie mög lich nach dem Anlassen des Motors beginnt, um die Abgabe von unreinen Gases so weit wie möglich zu verringern. Um ordnungsgemäß zu arbeiten, muß der Katalysator die richtige Temperatur haben, und es ist deshalb wichtig, daß der Katalysator so schnell wie möglich nach dem Anlassen des Motors erhitzt wird.

Die Druckschrift DE 37 29 477 A1 offenbart einen Abgasschalldämpfer für Zweitaktmotoren mit einer Abgasreinigungseinrichtung. Zwei Gehäuseteile können an einer Stoßstelle zusammengesetzt sein. In der Trennwand zwischen den Gehäuseteilen ist ein Katalysator angeordnet.

Die in der Technik bekannten Katalysatorauspufftöpfe erhitzen das Katalysatorelement nicht schnell und behandeln deshalb Abgase nach dem Anlassen des Motors nicht effektiv. Deshalb besteht in der Technik ein Bedarf nach einem Katalysatorauspufftopf der das Katalysatorelement schnell erhitzt, so daß der Katalysator die wirksame Behandlung der Abgase bald nach dem Anlassen des Motors beginnen kann.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Erhitzungszeit des Katalysators für die Zwecke der Verringerung der Abgabe von unreinen oder ungenügend gereinigten Abgasen zu verringern. Eine weitere Aufgabe ist die Verringerung der Temperatur der Abgase, die den Auspufftopf verlassen für den Zweck der Verringerung der Gefahr einer dadurch verursachten Flammenbildung und eines dadurch verursachten Feuers.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2 und durch ein Verfahren zur Behandlung von durch einen Verbrennungsmotor erzeugten Abgasen nach Anspruch 3.

Die Erfindung wird nachstehend detaillierter mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, die einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auspufftopfes zeigt.
Der in der Zeichnung dargestellte Auspufftopf umfaßt ein Gehäuse 10, das an einem teilweise gezeigten Zylinder 11 befestigt ist, der eine Auslaßöffnung 12 aufweist. Das Gehäuse weist eine erste Kammer 13 in der Nähe der Auslaßöffnung 12 und eine zweite Kammer 14 von der Auslaßöffnung 12 entfernt auf, die einen Katalysator 15 enthält. Die Kammern 13, 14 sind durch eine Trennwand 16 getrennt. Ein Auslaßrohr 17 erstreckt sich von dem Katalysatorelement 15 durch die Trennwand 16 und die erste Kammer 13 und mündet in die Atmosphäre über eine Auslaßöffnung 18, die mit einem Gitter oder einer Flammensperre versehen ist. Das Auslaßrohr 17 ist teilweise von einem äußeren Rohr 19 umgeben, wodurch ein ringförmiger Durchlaß 20 für Gas zwischen den beiden Rohren gebildet ist. Das äußere Rohr 19 hat ein Ende, das in der zweiten Kammer 14 endet, und ein entgegengesetztes Ende innerhalb der ersten Kammer 13, wie dargestellt.
Wie durch Pfeile in der Fig. gezeigt, strömen die Abgase vom Motor von der Auslaßöffnung 12 in die ersten Kammer 13 und sie werden weiter durch den Durchlaß 20 in die zweite Kammer 14 geleitet. In der zweiten Kammer 14, strömen die Abgase durch das Katalysatorelement 15 und in das Auslaßrohr 17. Eine Strömung von gereinigtem oder behandeltem Gas wird durch das Auslaßrohr 17 über die Auslaßöffnung 18 abgegeben.
In den Abgasen des Motors enthaltener, nicht verbrannter Kraftstoff wird im Katalysatorelement 15 in einer exothermen Reaktion verbrannt, was zu einer erhöhten Temperatur der behandelten Gasströmung führt, die das Katalysatorelement 15 verläßt, wenn dessen Aktivierung begonnen hat. Ein Teil des Wärmqegehalts in diesem behandelten Gasstrom wird über das Auslaßrohr 17 an das Abgas, das in dem umgebenden Durchlaß 20 strömt, abgegeben oder mit diesem ausgetauscht. Mittels dieses Wärmeaustauschs wird die in dem Katalysatorelement 15 erzeugte Hitze zu dem Abgas zurückgeführt, das in das Katalysatorelement 15 eintritt, das dadurch seine richtige Betriebstemperatur schneller erreicht. Dies verringert den Zeitraum nach dem Anlassen des Motors, während dessen der Betrieb des Katalysators nicht zufriedenstellend ist, was wiederum zu einer Verringerung der erzeugten Menge an schädlichen Substanzen in den Abgasen führt, die durch die Auslaßöffnung 18 abgegeben werden.
Der beschriebene Wärmeaustausch führt auch zu einer Temperaturverringerung des behandelten Abgases, das durch die Auslaßöffnung 18 abgegeben wird, was vorteilhaft ist, da die Gefahr der Verursachung eines Feuers oder einer Brandverletzung verringert ist.
Es ist zu beachten, daß ein Wärmeaustausch zwischen dem ankommenden und dem Auslaßstrom des Katalysatorelements selbst ohne das äußere Rohr 19 stattfinden würde, da sich das Auslaßrohr 17 durch die erste Kammer 13 erstreckt. Es ist jedoch leicht zu erkennen, daß das Vorsehen des umgebenden Durchlasses 20 zu einem beträchtlich wirksameren Wärmeaustausch führt, der dadurch erzielt wird, daß der Gasstrom in dem Durchlaß 20 in engen Kontakt mit dem Auslaßrohr 17 gebracht wird.
Obgleich die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern daß zahlreiche andere Anordnungen, Modifikationen und der Ersatz von Teilen und Elementen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, zu verlassen.

Claims

Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Gehäuse (10) mit ersten und zweiten Kammern (13, 14), wobei die Kammern durch eine Trennwand (16) getrennt sind, wobei die erste Kammer aus dem Motor abgegebenes Abgas aufnehmen kann, wobei die zweite Kammer (14) ein Katalysatorelement (15) aufweist, das mit der Atmosphäre über ein Auslaßrohr (17) verbunden ist, wobei sich das Auslaßrohr durch die erste Kammer (13) erstreckt und behandeltes Abgas zur Atmosphäre führt, wobei ein äußeres Rohr (19) das Auslaßrohr (17) umgibt und mit dem Auslaßrohr zur Ausbildung eines Durchlasses (20) zusammenarbeitet, wodurch Abgas durch den Durchlaß (20) strömt, wenn es von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer strömt und durch das Auslaßrohr (17), während es durch dieses hindurchströmt, erhitzt wird und dadurch vorerhitzt wird, bevor es das Katalysatorelement (15) erreicht.
Auspufftopf für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Gehäuse (10), eine Trennwand (16), ein Katalysatorelement (15), ein Auslaßrohr (17) und ein äußeres Rohr (19), wobei die Trennwand (16) mit dem Gehäuse (10) zur Bildung einer ersten Kammer (13), die Abgase von dem Motor aufnehmen kann, und einer zweiten Kammer (14) zusammenarbeitet, in der das Katalysatorelement (15) enthalten ist, wobei sich das Auslaßrohr (17) von einem Auslaß des Katalysatorelements (15) durch die Trennwand (16) und die erste Kammer (13) zur Atmosphäre erstreckt, wobei das äußere Rohr (19) einen Teil des Auslaßrohrs (17) innerhalb der ersten Kammer (13) umgibt und sich durch die Trennwand (16) hindurch erstreckt, wobei Abgas durch die erste Kammer (13) in einen Durchlaß (20) zwischen dem äußeren Rohr (19) und dem Auslaßrohr (17) und in die zweite Kammer (14) fließt und behandeltes Abgas durch das Auslaßrohr (17) in die Atmosphäre strömt.
Verfahren zur Behandlung von durch einen Verbrennungsmotor erzeugten Abgasen, umfassend folgende Schritte: Einführen der Abgase in eine erste Kammer (13) eines Auspufftopfs, Abgeben der Abgase durch einen Durchlaß (20) in eine zweite Kammer (14) des Auspufftopfs, wobei der Durchlaß (20) durch einen ringförmigen Raum zwischen einem Auslaßrohr (17) und einem äußeren Rohr (19) gebildet ist, Durchleiten der Abgase durch ein Katalysatorelement (15) innerhalb der zweiten Kammer (14), um dadurch behandeltes Abgas bei einer erhöhten Temperatur zu erzeugen, Durchleiten des behandelten Abgases durch das Auslaßrohr (17), Erhitzen des Abgases innerhalb des Durchlasses (20) durch Hitze, die von dem behandelten Abgas abgegeben wird, das durch das Auslaßrohr (17) strömt, während gleichzeitig das behandelte Abgas gekühlt wird, und Abgeben des gekühlten behandelten Abgases in die Atmosphäre.