EP1022445A1 - Gasleitungssystem, insbesondere Abgasleitungssystem für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1022445A1
EP1022445A1 EP99124827A EP99124827A EP1022445A1 EP 1022445 A1 EP1022445 A1 EP 1022445A1 EP 99124827 A EP99124827 A EP 99124827A EP 99124827 A EP99124827 A EP 99124827A EP 1022445 A1 EP1022445 A1 EP 1022445A1
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EP
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gas
section
flow cross
pipe system
flow
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EP99124827A
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Gerhard Hoheisel
Holger Porada
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Volkswagen AG
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/082—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of tailpipe, e.g. with means for mixing air with exhaust for exhaust cooling, dilution or evacuation

Definitions

  • the invention relates to a gas line system according to the preamble of Claim 1.
  • the invention is based, in general a gas line system in the task To create cases where these and similar problems arise, and this Train the gas pipeline system so that it does not affect the tightness of the Systems based on rigid connections of the different parts or areas of the Difficulties based on the gas line system are avoided.
  • the invention thus provides for a subdivision of the gas line system into at least two Direction of flow of gases in front of successive parts, forming gaps merge into each other without contact.
  • This gap formation has a disadvantage in itself because it can be described as a specific leak in the gas pipe system.
  • the second gas line is in the flow direction as Diffuser panel designed by converting speed energy into Pressure energy ensures gas intake from the environment through the gap.
  • this gap ensures that a direct movement or Vibration transmission via the gas line system is prevented, and on the other hand it enables relative movements of the components of the gas pipe system to each other, so that a suspension, for example, on vehicle parts that are in operation of the vehicle can also perform somewhat larger relative movements to each other.
  • the gas line system contains the first gas line 1 and the second gas line 2, their with respect to the gas flow, here an exhaust gas flow 3, a front end region forms larger flow cross-section F1 than the first gas line 1, so that this under Maintaining a gap 4 protrudes into the first area 5 of the second gas line 2. While this first line region 5 has a constant cross section, the one increases Flow cross section of the adjoining area 6 of the second gas line 2 from a value F2, which is identical to the value F1, continuously up to one Maximum value F3.
  • the area 5 has a length I1
  • the area 6 has a length I2.
  • the flow cross section of the gap 4 amount to at most about 80% of the flow cross section of the first region 5.
  • the maximum flow cross section F3 of the outlet area 6 should be smaller than the flow cross-section in which a disruptive flow separation would occur. As has been shown, it is advantageous if the maximum Flow cross section F3 about 100 mm after area 5 twice Flow cross section F2 of the inlet area 5 corresponds. Basically you can say that the smaller the, the better the function of the diffuser screen Flow cross-section of the gap; this contactless decoupling through the gap understandably, however, must not be lost.
  • gas lines 1 and 2 are not must necessarily have round cross sections, so the gap 4 also one of the shape of the annular disc can have a different shape.

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Abstract

Zwecks Vermeidung einer Schwingungsübertragung enthält ein Abgasleitungssystem zwei Abgasleitungen (1,2 ), von denen die der Abgasquelle nähere erste (1) mit ihrem freien Ende berührungslos unter Spaltbildung (4) in die zweite (2) hineinragt, die als Diffusorblende ausgelegt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasleitungssysttem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Betrachtet man den bevorzugten, aber keineswegs einzigen Einsatzfall der Erfindung, nämlich im Rahmen eines Abgasleitungssystems eines Kraftfahrzeugs, so werden hier über die Dichtheit des Leitungssystems hinausgehende Anforderungen gestellt. Zum einen bewegen sich verschiedene Teile, an denen das Abgasleitungssystem befestigt werden muß, im Fahrbetrieb relativ zueinander, und zum anderen muß eine Schwingungsübertragung schon aus Gründen der Vermeidung von Geräuschen so gut wie möglich unterbunden sein. Außerdem bewegen sich verschiedene Bestandteile des Fahrzeugs, die in Richtung des Gasleitungssystems aufeinanderfolgen, relativ zueinander, beispielsweise Bestandteile der Karosserie bzw. des Fahrzeugbodens einerseits und Stoßfänger andererseits.
Es ist bekannt, zur Berücksichtigung dieser verschiedenen Relativbewegungen und zur Unterdrückung von Schwingungen flexible Leitungen im Zuge des Abgasleitungssystems einzusetzen. Derartige, auch als Flexleitungen bekannte Leitungen können zwar Relativbewegungen zwischen durch sie verbundenen Bestandteilen des Gasleitungssystems ermöglichen, jedoch unter Inkaufnahme erheblicher Kosten. Außerdem ist eine vollständige Unterdrückung der Schwingungsübertragung nicht gewährleistet, da nach wie vor metallene Bestandteile in direkter Verbindung miteinander stehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ganz allgemein ein Gasleitungssystem in Fällen zu schaffen, in denen diese und ähnliche Probleme auftreten, und dieses Gasleitungssystem so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung der Dichtheit des Systems die auf starren Verbindungen der verschiedenen Teile bzw. Bereiche des Gasleitungssystems beruhenden Schwierigkeiten vermieden sind.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Die Erfindung sieht also eine Unterteilung des Gasleitungssystems in zumindest zwei in Strömungsrichtung der Gase aufeinanderfolgende Teile vor, die unter Spaltbildung berührungslos ineinander übergehen. Diese Spaltbildung hat an sich einen Nachteil, denn sie ist als gezielte Undichtheit des Gasleitungssystems zu bezeichnen. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß die in Strömungsrichtung zweite Gasleitung als Diffusorblende ausgelegt, die durch Umsetzung von Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie eine Gasansaugung aus der Umgebung durch den Spalt sicherstellt.
Dieser Spalt sorgt also einerseits dafür, daß eine direkte Bewegungs- bzw. Schwingungsübertragung über das Gasleitungssystem unterbunden ist, und andererseits ermöglicht er Relativbewegungen der Bestandteile des Gasleitungssystems zueinander, so daß eine Aufhängung beispielsweise an Fahrzeugteilen, die im Betrieb des Fahrzeugs auch etwas größere Relativbewegungen zueinander ausführen, möglich wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Das Gasleitungssystem enthält die erste Gasleitung 1 und die zweite Gasleitung 2, deren bezüglich der Gasströmung, hier einer Abgasströmung 3, vorderer Endbereich einen größeren Strömungsquerschnitt F1 bildet als die erste Gasleitung 1, so daß diese unter Wahrung eines Spalts 4 in den ersten Bereich 5 der zweiten Gasleitung 2 hineinragt. Während dieser erste Leitungsbereich 5 einen konstanten Querschnitt besitzt, steigt der Strömungsquerschnitt des sich anschließenden Bereichs 6 der zweiten Gasleitung 2 von einem Wert F2, der identisch ist mit dem Wert F1, kontinuierlich an bis zu einem Maximalwert F3. Der Bereich 5 hat eine Länge I1, der Bereich 6 eine Länge I2.
Damit eine Rückströmung oder Ausströmung von Abgas 3 durch den Spalt 4 vermieden ist, also dort nur eine Einströmung entsprechend den Pfeilen 7 erfolgt, müssen bestimmte Randbedingungen erfüllt sein. So soll der Strömungsquerschnitt des Spalts 4 höchstens etwa 80 % des Strömungsquerschnitts des ersten Bereichs 5 betragen. Der maximale Strömungsquerschnitt F3 des Ausgangsbereichs 6 soll kleiner bemessen sein als derjenige Strömungsquerschnitt, bei dem eine störende Strömungsablösung auftreten würde. Wie sich gezeigt hat, ist es vorteilhaft, wenn der maximale Strömungsquerschnitt F3 etwa 100 mm nach dem Bereich 5 dem doppelten Strömungsquerschnitt F2 des Einlaßbereichs 5 entspricht. Grundsätzlich kann man sagen, daß die Funktion der Diffusorblende um so besser ist, je kleiner der Strömungsquerschnitt des Spalts ist; diese berührungslose Entkopplung durch den Spalt darf jedoch verständlicherweise nicht verlorengehen.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Gasleitungen 1 und 2 nicht notwendigerweise runde Querschnitte besitzen müssen, also der Spalt 4 auch eine von der Ringscheibenform abweichende Form haben kann.

Claims (4)

  1. Gasleitungssystem, insbesondere Abgasleitungssystem für eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch zwei in Gasströmungsrichtung (3) im wesentlichen aufeinanderfolgende Gasleitungen (1, 2), von denen die der Gasquelle nähere erste Gasleitung (1) mit einem Endbereich unter Wahrung eines Spalts (4) berührungslos in den eine größere lichte Weite aufweisenden zugekehrten Endbereich der zweiten Gasleitung (2) hineinragt, die als Diffusorblende mit in Gasströmungsrichtung (3) kontinuierlich zunehmendem Strömungsquerschnitt ausgebildet ist.
  2. Gasleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gasleitung (2) einen der ersten Gasleitung (1) zugekehrten Einlaßbereich (5) mit über seine Länge konstantem Strömungsquerschnitt (F2) und anschließend einen Auslaßbereich (6) mit dem kontinuierlich zunehmenden Strömungsquerschnitt aufweist, wobei der von dem Spalt (4) gebildete Strömungsquerschnitt höchstens etwa 80 % des Strömungsquerschnitts (F2) des Einlaßbereichs (5) beträgt, während der maximale Strömungsquerschnitt (F3) des Auslaßbereichs (6) kleiner als ein Strömungsquerschnitt bemessen ist, bei dem eine störende Strömungsablösung auftritt.
  3. Gasleitungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Strömungsquerschnitt (F3) etwa 100 mm hinter dem Einlaßbereich (5) dem Doppelten des Strömungsquerschnitts (F2) des Einlaßbereichs (5) entspricht.
  4. Gasleitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es den Endbereich einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage bildet.
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