DE8804803U1 - Abgeknickt geführte Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit hinter den Knickstellen angeordneten Katalysator-Trägerkörpern - Google Patents

Description

Interatom GmbH

Abgeknickt geführte Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit hinter den Knickstellen angeordneten Katalysator-Trägerkörpern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasleitung einer

, Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kfz-Motors nach dem Oberbegriff des 1. Anspruchs. Die ,tut Abgasentgiftung von

1&Oacgr; Kraftfahrzeugmotoren eingesetzten Katalysatoren sind aus Keramik oder Metall hergestellt und zur Oberflächenvergrößerung mit zahlt,sichten in Längsrichtung verlaufenden, wabenbildenden Trennwänden versehen. Die eigentliche katalytisch wirksame Substanz hat die Gestalt einer auf die Zwischenwände aufgebrachten Schicht. Mindestens einer, gelegentlich aber auch zwei jeweils als Vor- bzw. Hauptkatalysator wirkende Körper werden in den Abga.sleitungen untergebracht. Dabei ist es üblich, dem den Katalysatorkörper enthaltender Abschnitt der Abgasleitung einen vergrößerten Durchmesser zu geben, um für einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt (der gegenüber der leeren Leitung ja durch die Stirnfläche der Trennwände verringert wird) zu sorgen. Um ungünstige Strömungsverhältnisse zu vermeiden, werden die Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers insbesondere auf der Anströmseite durch ein als Diffusor wirkendes, kegelförmiges Teil miteinander verbunden. Dieser Diffusor beansprucht, wenn er wirksam sein soll, eine erhebliche Länge, die aus konstruktiven Gründen oft nur schwer zur Verfügung zu stellen ist. Da die Abgasleitungen von dem meist vorn im Fahrzeug untergebrachten Motor unter diesen hindurch bis zu seinem hinteren Ende geführt werden, läßt es sich kaum vermeiden, dieselben abgeknickt um den direkten Weg blockierende Teile, z. B. das Getriebe herumzuführen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Ausgestaltung der Abgasleitungen derart, daß auf die platzaufwendigen Diffusoren verzichtet werden kann, durch eine andere Art der

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Strömungsführung jedoch auch hinter der Knickstellen ein günstiges Verhalten der Strömung erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des 1. Anspruchs angegebene Ausgestaltung. Der Abgasstrom wird stromab von der Knickstelle durch den Eintritt in den Katalysatorkörper in zahlreiche, durch die einzelnen Waben geführte Ströme aufgespalten, wobei in jedem derselben die Umlenkung nur eine geringe Verwirbelung bewirken kann. Zwar tritt durch die Einschnürung des Querschnittes ein gewisser Druckverlust auf, und die Strömung in den einzelnen Waben wird beschleunigt, dieser Druckverlust ist jedoch nur gering und trägt mit dazu bei, die Strömung zu vergleichmäßigen.

Üblicherweise werden zueinander im Winkel stehende, miteinander verbundene Rohrstücke auf Gehrung geschnitten, so daß beiden Rohrabschnitten der gleiche, meist kreisförmige Querschnitt gegeben werden kann. Geinäß der im 2. Anspruch vorgeschlagenen Ausgestaltung der Erfindung werden, die Abschnitte der Abgasleitung jedoch so zugeschnitten, daß jeweils der eine quer zu seiner Längsachse geschnitten wird und der andere mit einer entsprechend vergrößerten Schräge. Hat letzterer einen kreisförmigen Querschnitt, so muß ersterer oval mit zwangsläufig vergrößertem Querschnitt gestaltet werden. Dieser Effekt kann insbesondere bei eineu Hauptkatalysator erwünscht sein, damit die nach Abzug der Stirnflächen der Trennwände verbleibende Querschnittsgröße derjenigen im runden Teil der Abgasleitung gleich ist. Bei kleineren Katalysatorkörpern, z. B. Vorkatalysatoren kann dieser Gesichtspunkt von geringerer Bedeutung sein. Angestrebt werden sollte ein Verhältnis von freiem Querschnitt im Anströmrohr zu freiem Querschnitt im Katalysator von etwa 1 ot'er darüber.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar im Längsaxialschnitf;.

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Eine auf einem Teil ihrer Länge zweistränglg und zur Umgehung von hier nicht gezeigten Arilageteilen abgeknickt geführte Abgasleitung besteht aus einzelnen, z> B₄ durch Schweißen miteinander verbundenen Abschnitten 1 bis 4. An ihrem der Strömung (durch den Pfeil angedeutet) entgegengerichteten Ende sind der zweite und dritte Abschnitt 2, 3 in einer zu ihrer Längsachse senkrechten Ebene geschnitten. Wird z. B. für den zweiten Abschnitt 2 ein kreisförmiger Querschnitt gewählt, so ergibt sich daraus zwangsläufig, daß der erste Abschnitt 1 und der dritte Abschnitt 3 einen ovalen Querschnitt aufweisen müssen, wobei die längere Querschnittsachse im ersten Fall senkrecht zur Zeichnungsebene und im letzteren Fall in derselben liegt. Unmittelbar stromab von der Knickstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 1, 2 ist ein Vorkatalysatorkorper 5 angeordet, der wie üblich durch zahlreiche sich längs erstreckende Trennwände 6 in einzelne Waben aufgeteilt ist. Die Wände 6 bewirken eine Einschnürung des Querschnittes, so daß es vor dem Vorkatalysatorkorper 5 zu einem die Strömung beschleunigenden geringen Druckverlust kommt. Durch einzelne gezeigte Stromfäden wird verdeutlicht, daß der in den zweiten Abschnitt 2 eintretende, ohne das Vorhandensein des Vorkatalysatorkorpers 5 zur Verwirbelung und damit zu erhöhtem Druckverlust neigende Strom durch die einzelnen Waben fast laminar umgelenkt wird. Die aufgrund von Druckgradienten in einem Krümmer erzeugte Sekundärströmung, die Ablösungen auf der Innenseite und Geschwindigkeitsüberhöhung auf der Außenseite bewirkt, tritt bei dieser Bauweise nicht auf- Gleiches geschieht, wenn der Strom hinter der den zweiten und dritten Abschnitt 2, 3 verbindenden Knickstelle durch einen prinzipiell ähnlich aufgebauten, jedoch einen ovalen Querschnitt aufweisenden Katalysatorkörper 7 erneut umgelenkt wird. Folgen die die Katalysatorkörper enthaltenden Abschnitte nicht unmittelbar aufeinander, sondern ist zwischen ihnen noch ein weiterer Abschnitt vorhanden, ist es auch möglich, beide Katalysatorkörper in Abschnitten mit kreisförmigem Querschnitt unterzubringen. Hier kann es von Vorteil sein, daß der dritte

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Abschnitt 3 durch die ovale Form einen größeren lichten Querschnitt aufweist, da dadurch die durch die Stirnwände der Längswände 6 hervorgerufene Einschnürung des Querschnittes gegenüber¹ demjenigen im freien Teil des zweiten Abschnittes ee#ä ausgeglichen wird, so daß hier kein nennenswerter Druckverlust stattfindet. Zwischen Vor- und Hauptkatalysatorkörper 5, 7 kann bekannterweise eine sogenannte Lambda-Sonde 8 angeordnet sein, über die die Verbrennungsverhä'ltnisse in der hier nicht gezeigten Brennkräftmaschine so eingestellt werden, daß das Gas eine für die Wirksamkeit insbesondere des Hauptkatälysatorkörpers optimale Zusammensetzung erhält.

2 Schutzansprüche 1 FlG

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   Schutzänsprüche

   I. Abgeknickt geführte Abgasleitung (1 - 4) einer Brennkraftmaschine mit einge-Uäuten, wäbenförmigen Tfägerkörperr. (5, 7) für eine kätälytiache Beschichtung zur Abgasentgiftung, dadurch gekennzeichnet, daß die KätälysätörkÖrper (5, 7) unmittelbar stromab Von den Knickstellen (1/2, 2/3) angeordnet sind.
2. 2. Abgasleitung nach Anspruch &Idigr;, dadurch gekennzeichnet, daß vor zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten, von denen einer einen kreisförmigein Querschnitt aufweist, derjenige (2, 3), an dessen Anfang dßr Katalysatorkörper (5> 7) angeordnet ist, hier in einer zu seiner Längsachse senkrechten Ebene geschnitten ist, wobei dieser (3) und/oder ein benachbarter Abschnitt (1) einen ovalen Querschnitt aufweist.

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