EP0514645A1 - Abgasanlage eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors - Google Patents

Abgasanlage eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an exhaust system of a multi-cylinder reciprocating piston engine with two rows of cylinders according to the preamble of claim 1.
  • the characterizing features of claim 1 serve. If the exhaust gases of the two rows of cylinders flow through a front silencer lying transversely to them in countercurrent, a short overall length of the exhaust system and the engine can be achieved by appropriate arrangement behind the engine. A spatially compact construction is further favored by the fact that the catalytic converters and main silencers lie alongside the rows of cylinders. Such an exhaust system is ideally suited for a V-engine, which is arranged in the rear of the vehicle. But it also has spatial advantages for a mid-engine.
  • the silencer in coordination with the total stroke volume of the cylinders, an exhaust system with low pressure loss and good damping can be created despite multiple deflection of the exhaust gas flows.
  • both exhaust pipes in the central region 12 are separated into two sections 10 ', 10' 'and 11', 11 ''.
  • the sections are bent at the ends and provided with nozzle-shaped end pieces and arranged with respect to one another such that the exhaust gases run against one another in cross-counterflow.
  • the exhaust gases After exiting the front silencer 7, the exhaust gases enter the main silencers 14, 15 lying parallel to the rows of cylinders. They enter the main silencers from the rear, turn 180 ° on the front and enter the tailpipes 16 leading to the outside again at the rear. 17 out.
  • the entire exhaust system is constructed symmetrically to the central longitudinal axis 18 of the engine.
  • the right and left catalytic converters and main silencers are each of the same size and are equidistant from the central longitudinal axis 18.
  • the exhaust gases from one row of cylinders flow through the main silencer adjacent to the other row of cylinders. In order to keep the flow resistance low despite the multiple sharp deflections, the volumes of the casing pipes surrounding the silencers and catalytic converters are quite large.
  • the ratio of the total catalyst volume V Kat to the total stroke volume of the cylinders V H is 1.4; the ratio of the total damping volume V D to the total stroke volume V H is 14.
  • the large-volume main silencers are below the two rows of cylinders arranged so that the installation length of the motor does not have to be increased because of them.
  • the engine with the exhaust system is mounted centrally on an engine mount 19 of the motor vehicle.
  • the motor mount 19 is integrated in the axle structure (subframe) of the motor vehicle.

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Abstract

Die Abgase beider Zylinderreihen (1,3) eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors durchströmen zunächst einen längs der Zylinderreihe (1,3) liegenden Katalysator (5,6) und danach im Kreuz-Gegenstrom einen quer zu den Zylinderreihen angeordneten, horizontal liegenden Vorschalldämpfer (7). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors mit zwei Zylinderreihen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Abgasanlage ist aus US-PS 30 70 187 bekannt. Die Abgase der in Fahrtrichtung liegenden beiden Zylinderreihen werden in zwei quer zum Fahrzeug liegende Schalldämpfer eingeleitet. In beiden Schalldämpfern liegen gelochte Abschnitte von Abgasrohren, aus denen die Abgase an der Hinterseite des Kraftfahrzeugs ins Freie austreten.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine solche Abgasanlage so umzugestalten, daß die benötigten Schalldämpfer und Katalysatoren auf engstem Raum untergebracht werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Wenn die Abgase der beiden Zylinderreihen einen quer zu ihnen liegenden Vorschalldämpfer im Gegenstrom durchströmen, läßt sich durch zweckmäßige Anordnung hinter dem Motor eine kurze Gesamtbaulänge der Abgasanlage und des Motors erreichen. Begünstigt wird eine räumlich kompakte Bauweise noch dadurch, daß die Katalysatoren und Hauptschalldämpfer längsseits der Zylinderreihen liegen. Optimal eignet sich eine solche Abgasanlage für einen V-Motor, der im Fahrzeugheck angeordnet ist. Sie bringt aber auch für einen Mittelmotor räumliche Vorteile.
  • Durch eine geeignete Bemessung der Gesamtvolumina der Katalysatoren, der Schalldämpfer in Abstimmung auf das Gesamthubvolumen der Zylinder kann trotz mehrfacher Umlenkung der Abgasströme eine Abgasanlage mit geringem Druckverlust und guter Dämpfung geschaffen werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    Draufsicht auf eine Abgasanlage an einem V8-Motor,
    Fig. 2
    Ansicht der Abgasanlage von hinten,
    Fig. 3
    Vorschalldämpfer.
  • Von einer linken Zylinderreihe 1 eines 8-Zylinder-V-Motors mit den Zylindern Z1, Z2, Z3, Z4 gehen vier Abgasleitungen aus, die sich in einem Sammelrohr 2 vereinigen. Die vier Abgasleitungen der rechten Zylinderreihe 3 mit den Zylindern Z5, Z6, Z7, Z8 vereinigen sich in dem Sammelrohr 4. In beide Sammelrohre 2 und 4 sind Katalysatoren 5, bzw. 6 eingesetzt, deren Längsachsen parallel zu den Zylinderreihen 1 bzw. 3 liegen.
  • Das in den Katalysatoren 5, 6 gereinigte Abgas gelangt sodann in einen querliegenden Vorschalldämpfer 7 und durchströmt ihn in zwei gegenläufigen Abgasströmen. Es tritt an den beiden Stirnflächen 8 und 9 in eine Mantelrohr 13 ein, das die beiden Abgasrohre 10, 11 umschließt. Um eine intensive Durchmischung der Abgasströmung und eine gute Schalldämpfung zu erreichen, sind beide Abgasrohre im Mittenbereich 12 in zwei Teilstücke 10', 10'' bzw. 11', 11'' aufgetrennt. Die Teilstücke sind endseitig abgekröpft und mit düsenförmigen Endstücken versehen und so zueinander angeordnet, daß die Abgase im Kreuz-Gegenstrom gegeneinander laufen.
  • Nach Austritt aus dem Vorschalldämpfer 7 gelangen die Abgase in die parallel zu den Zylinderreihen liegenden Hauptschalldämpfer 14, 15. Sie treten von hinten in die Hauptschalldämpfer ein, kehren an der Vorderseite um 180° um und treten hinten wieder in die ins Freie führenden Endrohre 16, 17 aus. Die gesamte Abgasanlage ist symmetrisch zur Mittenlängsachse 18 des Motors aufgebaut. Die rechten und linken Katalysatoren und Hauptschalldämpfer sind jeweils gleich groß bemessen und liegen äquidistant zur Mittenlängsachse 18. Die Abgase der einen Zylinderreihe durchströmen den der anderen Zylinderreihe benachbarten Hauptschalldämpfer. Um den Strömungswiderstand trotz der mehrfachen scharften Umlenkungen gering zu halten, sind die Volumina der die Schalldämpfer und Katalysatoren umgebenden Mantelrohre recht groß bemessen. Das Verhältnis des Gesamtkatalysatorvolumens VKat zum Gesamthubvolumen der Zylinder VH beträgt 1,4; das Verhältnis des Gesamtdämpfungsvolumens VD zum Gesamthubvolumen VH beträgt 14. Die großvolumigen Hauptschalldämpfer sind unterhalb der beiden Zylinderreihen angeordnet, so daß ihretwegen die Einbaulänge des Motors nicht vergrößert werden muß.
  • Der Motor mit Abgasanlage ist mittig auf einem Motorträger 19 des Kraftfahrzeugs gelagert. Der Motorträger 19 ist in die Achsstruktur (Fahrschemel) des Kraftfahrzeugs integriert.

Claims (10)

  1. Abgasanlage für einen Mehrzylinder-Hubkolbenmotor, mit zwei Zylinderreihen, insbesondere für einen V-Motor, mit einem quer zu den Zylinderreihen, horizontal liegenden Vorschalldämpfer, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase beider Zylinderreihen (1 bzw. 3) zunächst einen ihnen benachbarten und zu ihnen parallel liegenden Katalysator (5 bzw. 6) und dann im Gegenstrom den Vorschalldämpfer (7) durchströmen.
  2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Vorschalldämpfer (7) austretenden Abgase der einen Zylinderreihe (1 bzw. 3) einen benachbart der anderen Zylinderreihe (3 bzw. 1) zu ihr parallel liegenden Hauptschalldämpfer 14 bzw. 15) durchströmen.
  3. Abgasanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in die Hauptschalldämpfer (14, 15) von hinten eintreten, an ihrer Vorderseite um 180° umgelenkt werden und hinten wieder in die ins Freie führenden Endrohre (16, 17) ausströmen.
  4. Abgasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschalldämpfer (14, 15) unterhalb der Zylinderreihen (1, 2), symmetrisch zum mittigen Vorschalldämpfer (7) und zur Mittenlängsachse (18) des Motors angeordnet sind.
  5. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorschalldämpfer (7) ein endseitig verschlossenes Mantelrohr (13) umgibt, in dem zwei parallele, im Kreuz-Gegenstrom durchströmte Abgasrohre (10, 11) angeordnet sind.
  6. Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der einen Stirnfläche (8 bzw. 9) in das Mantelrohr (13) eintreten, im Mittenbereich (12) abgekröpt sind und parallel versetzt zur anderen Stirnfläche (9 bzw. 8) hin weitergeführt sind.
  7. Abgasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrohre (10, 11) im Mittenbereich unterbrochen sind und zwei im Abstand zueinander stehende Teilstücke (10', 10'') bzw. (11', 11'') bilden.
  8. Abgasanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abgasstrom zwischen den Teilstücken (10', 10'') des einen Abgasrohres (10) mit dem Abgasstrom des anderen Abgasrohres (11) im Kreuzstrom vermischt.
  9. Abgasanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Gesamthubvolumen (VKat) der Katalysatoren zum Gesamthubvolumen (VH) aller Zylinder etwa 1/10 des Verhältnisses Gesamtdämpfervolumen (VD) zu Gesamthubvolumen (VH) beträgt.
  10. Abgasanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
    Figure imgb0001
     das Verhältnis
    Figure imgb0002
     beträgt.
EP92105424A 1991-05-21 1992-03-30 Abgasanlage eines Mehrzylinder-Hubkolbenmotors Expired - Lifetime EP0514645B1 (de)

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