DE8225919U1 - Auspuffvorrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Abgasableitungsrohr mit mindestens einem Auspufftopf.

Die Abgasentgiftung bzw. Abgasreinigung hat die Aufgäbe, die hauptsächlich durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Abgas enthaltenen , gesundheitsschädigenden Stoffe zu beseitigen oder zumindest zu mindern. Hierzu sind verschiedene Verfahren entwickelt worden. So kann eine Abgasreinigung erreicht werden durch ein gleichbleibendes, günstiges Mischungsverhältnis von Kraftstoff zu Luft, das durch sogenannte Abgasvergaser mit Zusatzeinrichtungen für Leerlauf und Schiebebetrieb erreicht wird. Auch eine bessere Durchwirbelung und Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch besondere Anordnung der Ansaugleitungen und Gestaltung des Verbrennungsraumes und Änderung des Zündzeitpunktes tragen zu einer Abgasreinigung bei. Neben einer elektronisch gesteuerten Einspritzung und der damit verbundenen Herstellung des jeweils günstigen Mischungsverhältnisses ist auch die katalytische Nachverbrennung bekannt, bei der durch einen chemischen Vorgang die schädlichen Stoffe unwirksam gemacht werden. Diese Anlage ist jedoch in der Herstellung sehr kostspielig, verschmutzt rasch und ist nur kurze Zeit voll wirksam, besonders bei Verwendung verbleiter Kraftstoffe. Auch ist eine nicht katalytische Nachverbrennung als Beitrag zur Abgasreinigung bekannt, bei der durch eine Luftpumpe Luft in das Abgas kurz nach seinem Austritt aus dem Zy-

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linder geblasen wird, wodurch das giftige Kolenmonoxid-Gas in unterschädliches Kohlendioxid umgewandelt, wird. Außerdem werden noch unverbrannte CH-Anteile nachverbrannt. Auch die Rückführung eines Teiles des Auspuffgases zum Ansaugstutzen des Motors ist bekannt. Dadurch wird eine Verringerung der Stickoxide erreicht, jedoch müssen Leistungsverluste des Motors in Kauf genommen werden.

Die Abgasprobleme sind sehr schwer zu lösen, denn im allgemeinen steigt mit abnehmendem Kohlenmonoxidgehalt im Abgas der Anteil der giftigen Stickoxide. Darüber hinaus reichen die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung der Abgase nicht aus, um eine vollständige Reinigung der Abgase von Schadstoffen zu bewirken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Abgasreinigung,insbesondere in Bezug auf filterbare Anteile ,in den Abgasen ohne großen technischen Aufwand möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Auspuffvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß der eingangs beschriebenen Art vor, die erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet ist, daß die Auspuffvorrichtung eine Abgasreinigungseinrichtung aufweist, die aus einem Gehäuse mit in dessen Innenraum ausgebildeter Filterkammer mit mindestens einem Austauschfilter, einem an die Filterkammer angeschlossenen zweiten Abgasableitungsrohr mit einer in diesem angeordneten Saug- und Druckpumpe und einer die Filterkammer mit dem dem Auspufftopf nachgeschalteten

Rohrleitungsabschnitt des Abgasableitungsrohres verbindende Rohrleitung besteht, wobei im Verbindungsbereich dea Rohrleitungsabschnittes des Abgasableitungsrohres mit der mit der Filterkammer verbundenen Rohrleitung ein Umsteuerventil angeordnet ist.

Eine derart ausgebildete Auspuffvorrichtung erbringt den Vorteil, daß die von der Brennkraftmaschine kommenden Abgase nach Durchströmen des Auspufftopfes einer Abgasreinigungseinrichtung zugeführt werden, vermittels der eine Reinigung der Abgase von filterbaren Schadstoffen erfolgt. Vorteilhafterweise werden in dieser Abgasreinigungseinrichtung Austauschfilter verwendet, die nach Sättigung aus der Einrichtung herausgenommen und gegen neue unverbrauchte Filter ausgetauscht werden können, was mühelos und ohne großen technischen Aufwand möglich ist. Vorteilhafterweise werden als Austauschfilter Absorptionsfilter verwendet oder derartige Filter, bei denen eine Absorption der Schadstoffe durch Oxidation oder Reduktion der Abgasschadstoffe erfolgt. Diese Austauschfilter können auch als Kohlefilter ausgebildet sein, um eine hohe Absorption der Schadstoffanteile an den Abgasen zu ermöglichen.

Dadurch, daß Auspuffvorrichtung und Abgasreinigungseinrichtung eine Baueinheit darstellen, ist auch der nachträgliche Einbau einer derartigen erfindungsgemäß ausgebildeten Auspuffvorrichtung möglich. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß über ein vorgesehenes ümsteuerventil die Zuführung von Abgasen zu der Abgasreinigungs-

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einrichtung derart unterbunden werden kann, daß die Abgase über das sich an den Auspufftopf anschließende Abgasableitungsrohr nach außen strömen. Eine derartige Umschaltung ist immer dann erforderlich, wenn die Filter in der Abgasreinigungseinrichtung gesättigt sind und kein Aufnahmevermögen mehr besitzen. Diese Umsteuerung der Ausströmrichtung der Abgase kann über einen Meßfühler gesteuert werden, der den Sättigungsgrad der Filter erfaßt und in dem Augenblick , in dem die Filter keine weiteren Schadstoffe mehr absorbieren können, die Umsteuerung auslösen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus äen Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Auspuffvorrichtung mit integrierter Abgasreinigungseinrichtung teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt dargestellt.

Die mit 100 bezeichnete Auspuffvorrichtung besteht aus einem in an sich bekannter Weise ausgebildeten Auspufftopf 20, der in einem Abgasableitungsrohr 21 angeordnet ist, dessen dem Auspufftopf 20 vorgeschalteter Rohrleitungsabschnitt mit 21a und der dem Auspufftopf nachgeschaltete Rohrleitunqsabschnitt mit 21b bezeichnet ist. Der Rohrleitungsabschnitt 21a des Abgasableitungs- rohres 21 steht über einen Auspuffkrümmer mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkraftmaschine in Verbindung. Die Zuführung der Abgase in die Auspuff vorrichtung 100 erfolgt in Pfeilrichtung X.

Diese Auspuffvorrichtung 100 umfaßt eine Abgasreinigungseinrichtung 30, die aus einem Gehäuse 31 besteht. In dem Innenraum 32 dieses Gehäuses ist eine Filterkammer 33 ausgebildet, die mindestens ein-Austausch filter aufnimmt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbesipiel sind zwei als Austauschfilter ausgebildete Filter 34,35 in dem Innenraum 32 des Abgasreinigungseinrichtungsgehäuses 31 angeordnet, wobei die beiden Austauschfilter 34,35 über eine gasdurchlässige Trennwand voneinander getrennt sind.

Neben der Filterkammer 33 ist in dem Gehäuse 31 eine weitere Kammer 33a ausgebildet. Durch diese Kammer 33a ist ein weiteres Abgasableitungsrohr 38 hindurchgeführt, welches einendseitig in die Filterkammer 33 mündet. Der in der Kammer 33a liegende Rohrabschnittsbereich des Abgasableitungsrohres 38 weist eine Saug- und Druckpumpe 36 auf, vermittels der die dem Auspufftopf 20 und der Abgasreinigungseinrichtung 30 zuzuführenden Abgase angesogen werden, so daß die Abgase durch die Filter 34,35 in der Filterkammer 33 des Gehäuses 31

hindurchströmen können, wobei gleichzeitig die in dem Abgas vorhandenen Schadstoffe, soweit absorbierbar und filtrierbar von den Filtern 34,35 zurückgehalten werden. Die Zuführung der Abgase von dem Auspufftopf 20 zu der Abgasreinigungseinrichtung erfolgt über eine Rohrleitung 37/ die einendseitig mit dem Rohrleitungsabschnitt 31b des Abgasableitungsrohres 21 verbunden ist, während das andere Ende der Rohrleitung 37 in die Filter-

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kammer 33 des Gehäuses 31 der Abgasreinigungseinrichtung 30 mündet.

Im Anschluß- bzw. Verbindungsbereich der Rohrleitung 37 mit dem Rohrleitungsabschnitt 21b des Abgasableitungsrohres 21b ist ein ümsteuerventil 40 angeordnet, über das eine Ableitung der aus dem Auspufftopf 20 ausströmenden Abgase über die Rohrleitung 37 in die Abgasreinigungseinrichtung 30 möglich ist. Bei entsprechender Stellung des Umsteuerventils strömen die Abgase in Pfeilrichtung X1 durch die Rohrleitung 37 in die Abgasreinigungseinrichtung 30 und werden durch die Filter 34,35 von der Pumpe 36 angesogen und über das Abgasableitungsrohr 38 in Pfeilrichtung X3 an die Außenluft abgegeben.

Sind die Filter 34,35 gesättigt, dann erfolgt eine Umsteuerung des Ventils 40 derart, daß die Abgase nicht mehr in Pfeilrichtung X1 der Abgasreinigungseinrichtung zugeführt werden, sondern über den Rohrleitungsabschnitt 21b des Abgasableitungsrohres 21 in Pfeilrichtung X4 aus der Auspuffvorrichtung austreten. Ist der gesättigte Filter aus der Abgasreinigungseinrichtung 30 herausgenommen und gegen ein neues Filter ersetzt worden, dann wird das Ventil 40 wieder so umgesteuert, daß die vom Auspufftopf 20 kommenden Abgase der Abgasreinigungseinrichtung

30 über die Rohrleitung 37 zugeführt und über das Abgasableitungsrohr 38 in Pfeilrichtung X3 an die Außenluft abgegeben wird.

Für das Austauschen der Filter 34,35 ist das Gehäuse

31 mit in der Zeichnung nicht dargestellten verschließbaren

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Öffnungen versehen, so daJ3 ein Filteraustausch mühelos und ohne Zeitaufwand vorgenommen werden kann.

Vorteilhafterweise sind Auspuffvorrichtung 100 und Abgasreinigungseinrichtung 30 als Baueinheit in einem Gehäuse 110 angeordnet, wobei die Rohrleitungsabschnitte 21a,21b des Abgasableitungsrohres 21 und das Abgasableitungsrohr 38 mit einem Abschnitt aus den Gehäuseseitenwänden herausgeführt sind, damit auf der einen Seite ein Anschluß der Gesarotvorrichtung an den Auspuffkrümmer der Brennkraftmaschine möglich ist und zum anderen ein ungehindertes Austreten der Abgase aus der gesamten Auspuffvorrichtung möglich ist.

Die Umsteuerung des Ventils 40 erfolgt vorteilhafterweise über eine bei 41 angedeutete Steuereinrichtung, die wiederum von e^nem Meßfühler 45 steuerbar ist, der in der Filterkammer 33 derart angeordnet ist, daß der Meßfühler bei einer Sättigung der Filter 34,35 anspricht und dann vermittels der Steuereinrichtung 41 das Umsteuern des Ventils 40 auslöst, wenn eine Sättigung der Filter 34,35 in der Abgasreinigungseinrichtung 30 erfolgt. Dieser Meßfühler 45 kann als Gasdetektor od.dgl. ausgebildet sein und nur dann ansprechen, wenn ein bestimmter Sollwert überschritten wird, der gleich ist mit dem Sättigungswert bzw. der Aufnahmefähigkeit der Filter 34,35.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die voranstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform. Abweichungen in den Anordnungen der Abgas-

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reinigungseinrichtung und der Auspuffvorrichtung zueinander liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andersartige Ausgestaltung der Abgasreinigungseinrichtung 30.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Auspuffvorrichtung ist umweltfreundlich und führt zu keiner Belastung der Umwelt. Die die Abgasreinigungseinrichtung verlassenden Abgase sind nicht mehr in dem Maße gesundheitsschädigend, als wenn die Abgase direkt den Auspufftopf eines Kraftfahrzeuges verlassen.

Claims (3)

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1. Auspuffvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Abgasableitungsrohr mit mindestens einem Auspufftopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffvorrichtung (100) eine Abgasreinigungseinrichtung (30) aufweist, die aus einem Gehäuse (31) mit in dessen Innenraum (32) ausgebildeter Filterkammer (33) mit mindestens einem Austauschtilter (34,35), einem an die Filterkammer (33) angeschlossenen zweiten Abgasableitungsrohr (38) mit einer in diesem angeordneten Saug- und Druckpumpe (36) und einer die Filterkammer (33) mit dem dem Auspufftopf (20) nachgeschalteten Rohrleitungsabschnitt (21b) des Abgasableitungsrohres (21) verbindende Rohrleitung (37)

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besteht, wobei im Verbindungsbereich des Rohrleitungsabschnittes (21b) des Abgasableitungsrohres (21) mit der mit der Filterkammer (33) verbundenen Rohrleitung (37) ein Umsteuerventil (40) angeordnet ist. 5

2. Auspuffvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Austauschfilter (34,35) als Absorptionsfilter ausgebildet ist.

3. Auspuffvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffvorrichtung (100) und die Abgasreinigungseinrichtung (30) in einem Gehäuse (110) angeordnet sind, das mit Durchbrechungen für die freien Enden des Abgasableitungsrohres (38) , des Rohrleitungsabschnittes (21b), des Abgasableitungsrohres (21) und des dem Auspufftopf (20) vorgeschalteten Abgaszuführungsrohres (21a) versehen ist.