EP1457647B1 - Abgasanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1457647B1
EP1457647B1 EP04000442A EP04000442A EP1457647B1 EP 1457647 B1 EP1457647 B1 EP 1457647B1 EP 04000442 A EP04000442 A EP 04000442A EP 04000442 A EP04000442 A EP 04000442A EP 1457647 B1 EP1457647 B1 EP 1457647B1
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EP
European Patent Office
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exhaust
collector housing
inlet pipes
exhaust system
housing
Prior art date
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EP04000442A
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French (fr)
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Diez Rainer
Bühler Frank
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Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Original Assignee
Friedrich Boysen GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/10—Tubes having non-circular cross section

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust system of an internal combustion engine having at least one exhaust manifold with a plurality of inlet pipes for connection to exhaust ports of the internal combustion engine and a collector for combining the intake pipes, having an outlet opening which is connected to subsequent elements of the exhaust system, including a catalyst housing, wherein the collecting means is designed as a one-piece collector housing.
  • the exiting from the outlets of an internal combustion engine exhaust gases are usually summarized via exhaust manifold in one or more exhaust main lines.
  • the exhaust manifold has a plurality of inlet pipes and a collecting device with an outlet opening, which is connected to a further exhaust pipe or directly to an exhaust gas catalytic converter.
  • the exhaust system in the exhaust manifold has significance for the exhaust back pressure.
  • so-called lambda probe is flown in a suitable manner.
  • a goal here is to flow as evenly as possible on the lambda probe with the individual exhaust gas streams of all intake pipes in order to have the same conditions for each cylinder of the internal combustion engine.
  • the flow of a subsequent catalyst should be as uniform as possible.
  • EP-A2-733 788 discloses a pipe junction of two exhaust pipes through a manifold. A collector housing is not disclosed here. The same applies to DE-U-296 17 304, which shows a pipe junction of four exhaust pipes.
  • the present invention has for its object to improve an exhaust system of the type mentioned.
  • an advantageous lambda and Katalysatoranströmung should be achieved.
  • the production should be as simple as possible and the stability of the exhaust system as high as possible.
  • the collecting device By forming the collecting device as a separate collector housing, an advantageous construction of the exhaust system can be achieved.
  • the production can be simplified because the one-piece collector housing, for example, by hydroforming including necklaces for the pipe connection is inexpensive to produce and additionally only simple pipes are needed.
  • the collector housing at least two, preferably three openings for connecting inlet pipes and an outlet opening, via which the collector housing is connected to subsequent parts of the exhaust systems.
  • collector housing made of rigid material with inlet pipes of relatively flexible material which allow a length compensation due to different thermal expansion.
  • the inlet pipes can be made relatively short, so that the collector housing can be brought very close to the exhaust gas outlets of the internal combustion engine. This saves space and increases advantageously the exhaust gas temperature in a subsequent catalyst.
  • the collector housing additionally has an opening for inserting a lambda probe.
  • the lambda probe is thus located in a space in which the exhaust gas streams of all exhaust pipes of the exhaust system meet, so that a largely uniform flow of the lambda probe can be achieved by the different exhaust gas streams.
  • this allows the redesign of the exhaust gas flow for the Katalysatoranströmung after the lambda probe done, so separated from the Lambdaanströmung. Through this separation, both streams can be optimized for each.
  • an outlet pipe is connected to the outlet opening of the collector housing, which is designed in particular as a catalyst inlet pipe.
  • the outlet tube thus fulfills a dual function, and good catalyst inflow can be achieved.
  • the Katalysatoranströmrohr is guided to close to the catalyst, wherein the catalyst housing is connected via a Katalysatoranströmrohr surrounding, in particular funnel-shaped tube directly to the collector housing.
  • the openings in the collector housing are at least partially punched out according to a further embodiment of the invention. As a result, the production can be simplified and cheapened.
  • the inlet pipes open into the collector housing such that the exhaust gas flow directions of all exhaust gas streams converge in a collection point.
  • the exhaust system the exhaust gas flow is optimized.
  • this results in the possibility of arranging the lambda probe with its probe tip in a point which is at least substantially uniformly flowed by the individual exhaust gas streams of all connected inlet pipes. Thereby, the engine control can be improved in the desired manner.
  • the inlet pipes preferably lead into the collector housing such that the exhaust gas flow directions are each inclined to a plane perpendicular to the exhaust gas flow direction in the outlet opening, such that the exhaust gas flow directions of the inlet pipes point to the same side of this plane as the exhaust gas flow direction in the outlet opening.
  • the outflow of the exhaust gas through the outlet opening is thereby improved and the exhaust backpressure can be reduced.
  • a preferred arrangement of the lambda probe is on the side facing away from the outlet opening of the collector housing. On the one hand, this makes it possible to achieve the arrangement of the probe tip in the collection point of the exhaust gas flows, and on the other hand, the exhaust gas flow is relatively little affected. In addition, this is structurally advantageous.
  • the inlet pipes open in particular into the collector housing in such a way that the collection point of the exhaust gas streams is located inside the collector housing.
  • the lambda inflow takes place within the collector housing and before the realignment of the exhaust gas flow for the catalyst outflow. This separation further improves the flow of the lambda probe and the catalyst.
  • the collector housing has molded connecting pieces for the inlet pipes and / or the outlet pipe.
  • This embodiment has a constructive advantages and on the other hand, the assembly of the exhaust system is simplified. Above all, this embodiment enables a welding of the collector housing with the inlet pipes and the outlet pipe on the outside. An intrusion of weld beads into the interior of the exhaust system and the associated problems, in particular the risk of deterioration of the catalyst, can be avoided.
  • the collector housing is at least partially formed mirror-symmetrically to a plane perpendicular to the connecting line of the exhaust gas outlets of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas flow and in particular the flow of the lambda probe can thereby be further uniformed.
  • the inlet pipes and / or the lambda probe are arranged and formed mirror-symmetrically.
  • the exhaust gas flow can be evened out even further hereby.
  • this embodiment has the advantage that the components of the exhaust system can be standardized. In particular, the same components can be used for different exhaust strands.
  • these may be at least partially identical in design, despite the normally different installation situation at the various outlets of the internal combustion engine. As a result, costs can be saved and storage can be simplified.
  • the inlet pipes are preferably formed at least in sections with an oval cross-section. As a result, a higher deformability of the inlet pipes is achieved, by which a better length compensation can take place with different thermal expansion of the pipes.
  • the exhaust system partially shown in Figures 1 and 2 comprises two three-jet exhaust manifold 1, 1 ', the inlet side with a motor flange 2, 2' and the outlet side via inlet funnel 3a, 3a 'with a catalyst housing 3, 3' are connected.
  • each case includes a continuing exhaust pipe 4, 4', which in turn is connected in each case with a flange 5, 5 'for connection to a further exhaust pipe.
  • the walls of the collector housing 9, 9 ' enclose a collecting space 13, in which the exhaust gas streams from the inlet pipes 6, 6', 7, 7 ', 8, 8' out.
  • the exhaust gas flow directions I, II, III are directed to a common collection point 14 in the interior of the collecting space 13.
  • the walls of the collector housing 9, 9 ' also have a recess 15, in which a lambda probe 16, 16' is inserted. Namely, the lambda probe 16, 16 'inserted into the recess 15 such that its probe tip 17 is in the region of the collection point 14.
  • the lambda probe 16 is always at least approximately the same flow.
  • 1 'inlet pipes 6, 6 ', 7, 7' and 8, 8 'thus result in substantially equal inflow conditions. As a result, the engine control can be improved accordingly.
  • the lambda probe 16, 16 ' can be screwed into the recess 15.
  • the lambda probe 16, 16 ' has an external thread 18 and the recess 15 an internal thread 19.
  • the outlet pipe 21 can also, as shown in Fig. 6, be integrally formed on the collector housing 9, 9 '. In both cases, the flow pipe 21 is formed so that the catalyst is optimally flowed by the exhaust gas stream.
  • the inflow pipe 21 is also guided to close in front of the catalyst body 3b.
  • an annular space 21a is formed between the outlet tube 21 and the inlet funnel 3a, 3a 'of the catalyst housing 3, 3', which is connected in shunt to the exhaust gas flow and acts as an insulation for the exhaust gas flow.
  • the inlet pipes 6, 6 ', 7, 7' and 8, 8 ' are each connected by welding to the collector housing 9, 9'.
  • the weld is located on the outside of the exhaust system, so that no welding Impurities can get into the interior of the exhaust system.
  • the inlet pipes 6, 6 ', 7, 7' and 8, 8 ' are each preferably made by hydroforming and have an oval cross-section in a central region between their respective inlet end and their respective outlet end.
  • the exhaust manifolds 1, 1 'with inlet pipes 6, 6', 7, 7 'and 8, 8' and the collector housing 9, 9 ', but without outlet pipe 21, are mirror-symmetrical to a plane IV, which at the same time forms the longitudinal center plane of the motor flange 2, 2 '.
  • the recess 15 for the lambda probe 16 and the lambda probe 16 itself are formed mirror-symmetrically to this plane IV.
  • the two exhaust manifolds 1 and 1 ' are substantially identical to each other, although the continuing elements of the exhaust system such as outlet pipe 21 and catalyst housing 3, 3' are formed differently.
  • the inlet pipes 6, 6 ', 7, 7' and 8, 8 ' are also shaped so that they not only hold the screw holes 22 for mounting the motor flange 2, 2' as accessible as possible on the engine block, but also so that the exhaust gas streams I, II and III are inclined to a plane V, which is perpendicular to the exhaust gas flow direction VI in the outlet pipe 21.
  • the inclination is chosen so that the exhaust gas flow directions I, II and III on entering the collector housing 9, 9 'on the same side of the plane V have, as the exhaust gas flow direction VI in the outlet tube 21.
  • collector housing 9, 9 'of relatively rigid material and relatively soft inlet pipes 6, 6', 7, 7 ', 8, 8'.
  • Collector housing 9, 9 'and inlet pipes 6, 6', 7, 7 '8, 8' are each relatively easy to produce, with high accuracy can be met.
  • this can be a particularly compact arrangement with close-coupled catalyst can be created.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgaskrümmer mit mehreren Einlassrohren zum Anschluss an Abgasauslässe der Brennkraftmaschine und einer Sammeleinrichtung zum Zusammenfassen der Einlassrohre, die eine Auslassöffnung aufweist, welche mit nachfolgenden Elementen der Abgasanlage, einschließlich einem Katalysatorgehäuse verbunden ist, wobei die Sammeleinrichtung als einstückiges Sammlergehäuse ausgebildet ist.
  • Die aus den Auslässen einer Brennkraftmaschine austretenden Abgase werden üblicherweise über Abgaskrümmer in eine oder mehr Abgashauptleitungen zusammengefasst. Der Abgaskrümmer weist hierfür mehrere Einlassrohre und eine Sammeleinrichtung mit einer Auslassöffnung auf, welche mit einem weiterführenden Abgasrohr oder direkt mit einem Abgaskatalysator verbunden ist. Die Abgasführung im Abgaskrümmer hat dabei Bedeutung für den Abgasgegendruck. Neben dem Erfordernis, diesen optimal auszugestalten, ist es aber auch wichtig, dass die zur Motorsteuerung benötigte, so genannte Lambdasonde in geeigneter Weise angeströmt wird. Ein Ziel dabei ist, die Lambdasonde mit den einzelnen Abgasströmen aller Einlassrohre möglichst gleichmäßig anzuströmen, um für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine gleiche Verhältnisse zu haben. Außerdem soll die Anströmung eines nachfolgen Katalysators möglichst gleichmäßig sein.
  • Eine Abgasanlage der eingangs genannten Art ist aus der US-A1-6,082,103 bekannt. Bei der EP-A2-1 247 954 sind die Einlassrohre im Einlasstrichter des Katalysatorgehäuses zusammengeführt.
  • Die EP-A2-733 788 offenbart eine Rohrzusammenführung von zwei Abgasrohren durch eine Rohrverzweigung. Ein Sammlergehäuse ist hier nicht offenbart. Dasselbe gilt für die DE-U-296 17 304, die eine Rohrzusammenführung von vier Abgasrohren zeigt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere sollen eine vorteilhafte Lambda- und Katalysatoranströmung erreicht werden. Zudem soll die Herstellung möglichst einfach und die Standfestigkeit der Abgasanlage möglichst hoch sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
    Durch die Ausbildung der Sammeleinrichtung als getrenntes Sammlergehäuse kann ein vorteilhafter Aufbau der Abgasanlage erreicht werden. Insbesondere die Herstellung kann vereinfacht werden, da das einstückige Sammlergehäuse beispielsweise durch Innenhochdruckumformen einschließlich Aushalsungen für den Rohranschluss günstig herstellbar ist und zusätzlich lediglich noch einfache Rohre benötigt werden. Dabei weist das Sammlergehäuse mindestens zwei, bevorzugt drei Öffnungen zum Anschluss von Einlassrohren und eine Auslassöffnung auf, über welche das Sammlergehäuse mit nachfolgenden Teilen der Abgasanlagen verbunden ist.
  • Vorteilhaft ist auch die erfindungsgemäße Kombination eines Sammlergehäuses aus biegesteifem Material mit Einlassrohren aus verhältnismäßig biegsamem Material die einen Längenausgleich aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung ermöglichen. Die Einlassrohre können verhältnismäßige kurz ausgebildet sein, so dass das Sammlergehäuse sehr nahe an die Abgasauslässe der Brennkraftmaschine herangeführt werden kann. Dies spart Platz und erhöht vorteilhafterweise die Abgastemperatur in einem nachfolgenden Katalysator.
  • Besonders bevorzugt ist es außerdem, wenn das Sammlergehäuse zusätzlich eine Öffnung zum Einsetzen einer Lambdasonde aufweist. Die Lambdasonde befindet sich dadurch in einem Raum, in welchem die Abgasströme aller Einlassrohre der Abgasanlage zusammentreffen, so dass eine weitgehend gleichmäßige Anströmung der Lambdasonde durch die verschiedenen Abgasströme erreicht werden kann. Zudem kann dadurch die Neugestaltung des Abgasstroms für die Katalysatoranströmung nach der Lambdasonde erfolgen, also getrennt von der Lambdaanströmung. Durch diese Trennung können beide Anströmungen jeweils für sich optimiert werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an die Auslassöffnung des Sammlergehäuses ein Auslassrohr angeschlossen, welches insbesondere als Katalysator-Anströmrohr ausgebildet ist. Das Auslassrohr erfüllt damit eine Doppelfunktion, und es kann eine gute Katalysatoranströmung erreicht werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn das Katalysatoranströmrohr bis nahe vor den Katalysator geführt ist, wobei das Katalysatorgehäuse über ein das Katalysatoranströmrohr umgebendes, insbesondere trichterförmiges Rohr direkt mit dem Sammlergehäuse verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine doppelwandige Abgasführung mit einem zwischen Auslassrohr des Sammlergehäuses und Einlasstrichter des Katalysators gebildeten Ringraum, der lediglich im Nebenschluss an den Abgasstrom angeschlossen ist. Dieser Raum wirkt daher als Wärmeisolierung für den Abgasstrom, wodurch die Abgastemperatur im Katalysator erhöht werden kann.
  • Die Öffnungen im Sammlergehäuse sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zumindest zum Teil ausgestanzt. Dadurch kann die Herstellung vereinfacht und verbilligt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung münden die Einlassrohre derart in das Sammlergehäuse, dass die Abgasstromrichtungen aller Abgasströme in einem Sammelpunkt zusammenlaufen. Durch diese Ausgestaltung der Abgasanlage wird die Abgasströmung optimiert. Insbesondere ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, die Lambdasonde mit ihrer Sondenspitze in einem Punkt anzuordnen, der von den einzelnen Abgasströmen aller angeschlossenen Einlassrohre zumindest im Wesentlichen gleichmäßig angeströmt wird. Dadurch kann die Motorsteuerung in der gewünschten Weise verbessert werden.
  • Die Einlassrohre münden bevorzugt derart in das Sammlergehäuse, dass die Abgasstromrichtungen jeweils gegenüber einer senkrecht zur Abgasstromrichtung in der Auslassöffnung verlaufenden Ebene geneigt sind, und zwar derart, dass die Abgasstromrichtungen der Einlassrohre auf dieselbe Seite dieser Ebene weisen wie die Abgasstromrichtung in der Auslassöffnung. Die Abströmung des Abgases durch die Auslassöffnung wird hierdurch verbessert und der Abgasgegendruck kann reduziert werden.
  • Eine bevorzugte Anordnung der Lambdasonde ist auf der der Auslassöffnung abgewandten Seite des Sammlergehäuses. Zum einen kann hierdurch die Anordnung der Sondenspitze im Sammelpunkt der Abgasströme gut erreicht werden und zum anderen wird die Abgasströmung verhältnismäßig wenig beeinträchtigt. Darüber hinaus ist dies konstruktiv vorteilhaft.
  • Die Einlassrohre münden insbesondere derart in das Sammlergehäuse, dass sich der Sammelpunkt der Abgasströme im Inneren des Sammlergehäuses befindet. Durch diese Ausgestaltung erfolgt die Lambdaanströmung innerhalb des Sammlergehäuses und vor der Neuausrichtung des Abgasstromes für die Katalysatorausströmung. Durch diese Trennung werden die Anströmung der Lambdasonde und des Katalysators weiter verbessert.
  • Bevorzugt weist das Sammlergehäuse angeformte Anschlussstutzen für die Einlassrohre und/oder das Auslassrohr auf. Diese Ausgestaltung hat zum einen konstruktive Vorteile und zum anderen ist der Zusammenbau der Abgasanlage vereinfacht. Vor allem ermöglicht diese Ausgestaltung ein Verschweißen des Sammlergehäuses mit den Einlassrohren und dem Auslassrohr auf der Außenseite. Ein Eindringen von Schweißperlen in das Innere der Abgasanlage und die damit verbundenen Probleme, insbesondere die Gefahr einer Beeinträchtigung des Katalysators, kann dadurch vermieden werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sammlergehäuse zumindest teilweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene ausgebildet, die senkrecht zu der Verbindungslinie der Abgasauslässe der Brennkraftmaschine verläuft. Die Abgasströmung und insbesondere die Anströmung der Lambdasonde können hierdurch weiter vergleichmäßigt werden.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind auch die Einlassrohre und/oder die Lambdasonde spiegelsymmetrisch angeordnet und ausgebildet. Zum einen kann hierdurch die Abgasströmung noch weiter vergleichmäßigt werden. Zum anderen hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die Bauteile der Abgasanlage vereinheitlicht werden können. Insbesondere können gleiche Bauteile für verschiedene Abgasstränge verwendet werden. So können beispielsweise bei Abgasanlagen mit zwei erfindungsgemäßen Abgaskrümmern diese trotz der normalerweise unterschiedlichen Einbausituation an den verschiedenen Auslässen der Brennkraftmaschine zumindest teilweise gleich ausgebildet sein. Hierdurch können Kosten eingespart und die Lagerhaltung vereinfacht werden.
  • Die Einlassrohre sind bevorzugt zumindest abschnittsweise mit einem ovalen Querschnitt ausgebildet. Dadurch wird eine höhere Verformbarkeit der Einlassrohre erreicht, durch welche ein besserer Längenausgleich bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung der Rohre stattfinden kann.
  • Eine bessere Verformbarkeit zum Längenausgleich ergibt sich auch, wenn die Einlassrohre nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch Innenhochdruckumformen hergestellt sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    eine Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Abgasanlage aus einer ersten Richtung,
    Fig. 2
    eine Ansicht des Teils von Fig. 1 aus einer hierzu um 90° verdrehten Richtung,
    Fig. 3
    ein Detail von Fig. 1 in vergrößerter und teilweise geschnittener Darstellung,
    Fig. 4
    eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie B-B in Fig. 1,
    Fig. 5
    eine Ansicht eines Sammlergehäuses einer erfindungsgemäßen Abgasanlage und
    Fig. 6
    eine Ansicht eines anderen, mit einem Anströmrohr einstückig ausgebildeten Sammlergehäuses einer erfindungsgemäßen Abgasanlage.
  • Die in den Figuren 1 und 2 teilweise dargestellte Abgasanlage umfasst zwei dreistrahlige Abgaskrümmer 1, 1', die eintrittsseitig mit einem Motorflansch 2, 2' und austrittsseitig über Einlasstrichter 3a, 3a' mit einem Katalysatorgehäuse 3, 3' verbunden sind. An die Katalysatorgehäuse 3, 3' schließt jeweils ein weiterführendes Abgasrohr 4, 4' an, das seinerseits jeweils mit einem Flansch 5, 5' zum Anschluss an eine weiterführende Abgasleitung verbunden ist.
  • Die Abgaskrümmer 1, 1' weisen jeweils drei Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8' aus verhältnismäßig weichem bzw. biegsamen Material auf, die jeweils abgaseintrittsseitig in einer Öffnung des zugehörigen Motorflansches 2, 2' angeordnet und abgasaustrittsseitig mit einem Sammlergehäuse 9, 9' verbunden sind. Das Sammlergehäuse 9, 9' weist Wände auf, in welche Anschlussstutzen 10, 10', 11, 11' und 12, 12' eingeformt sind, und ist aus verhältnismäßig steifem Material gebildet.
  • Wie man insbesondere in den Figuren 3 bis 6 erkennen kann, umschließen die Wände des Sammlergehäuses 9, 9' einen Sammelraum 13, in welchen die Abgasströme aus den Einlassrohren 6, 6', 7, 7', 8, 8' geführt werden. Die Abgasstromrichtungen I, II, III sind dabei auf einen gemeinsamen Sammelpunkt 14 im Inneren des Sammelraumes 13 gerichtet. Die Wände des Sammlergehäuses 9, 9' weisen zudem eine Ausnehmung 15 auf, in welche eine Lambdasonde 16, 16' eingesetzt ist. Und zwar ist die Lambdasonde 16, 16' derart in die Ausnehmung 15 eingesetzt, dass sich ihre Sondenspitze 17 im Bereich des Sammelpunktes 14 befindet.
  • Unabhängig davon, aus welchem Zylinder das Abgas gerade stammt, wird dadurch die Lambdasonde 16 stets zumindest annähernd gleich angeströmt. Bei allen drei an den Abgaskrümmer 1, 1' angeschlossenen Einlassrohren 6, 6', 7, 7' und 8, 8' ergeben sich so im Wesentlichen gleiche Anströmverhältnisse. Dadurch kann die Motorsteuerung entsprechend verbessert werden.
  • Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, kann die Lambdasonde 16, 16' in die Ausnehmung 15 eingeschraubt sein. Hierfür weist die Lambdasonde 16, 16' ein Außengewinde 18 und die Ausnehmung 15 ein Innengewinde 19 auf.
  • In die Wände des Sammlergehäuses 9, 9' eingeformt ist außerdem, wie man beispielsweise in Fig. 3 erkennt, ein eine Auslassöffnung 20a umgebender Anschlussstutzen 20 für ein Auslassrohr 21, welches insbesondere als Anströmrohr für den Katalysator ausgebildet ist. Das Auslassrohr 21 kann aber auch, wie in Fig. 6 dargestellt, an das Sammlergehäuse 9, 9' einstückig angeformt sein. In beiden Fällen ist das Anströmrohr 21 so ausgebildet, dass der Katalysator optimal von dem Abgasstrom angeströmt wird.
  • Das Anströmrohr 21 ist außerdem bis nahe vor den Katalysatorkörper 3b geführt. Dadurch wird zwischen dem Auslassrohr 21 und dem Einlasstrichter 3a, 3a' des Katalysatorgehäuses 3, 3' ein Ringraum 21a gebildet, der im Nebenschluss an den Abgasstrom angeschlossen ist und als Isolierung für den Abgasstrom wirkt.
  • Die Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8' sind jeweils durch Schweißen mit dem Sammlergehäuse 9, 9' verbunden. Dasselbe gilt für das Auslassrohr 21 bei der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Variante, während bei der in Fig. 6 dargestellten Variante, wie gesagt, das Auslassrohr 21 an das Sammlergehäuse 9, 9' angeformt ist. Die Schweißnaht befindet sich jeweils auf der Außenseite der Abgasanlage, so dass beim Schweißen keine Verunreinigungen in das Innere der Abgasanlage gelangen können. Dasselbe gilt für die Verschweißung der Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8' an den Motorflanschen 2, 2'.
  • Die Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8' sind jeweils bevorzugt durch Innenhochdruckumformen hergestellt und weisen in einem mittleren Bereich zwischen ihrem jeweiligen Einlassende und ihrem jeweiligen Auslassende einen ovalen Querschnitt auf. Durch die genannte Art der Herstellung und diese Ausbildung mit ovalem Querschnitt ergibt sich eine verhältnismäßig hohe Verformbarkeit der Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8', so dass bei Erwärmung ein Längenausgleich stattfinden kann.
  • Wie man in den Figuren erkennt, sind die Abgaskrümmer 1, 1' mit Einlassrohren 6, 6', 7, 7' und 8, 8' sowie das Sammlergehäuse 9, 9', jedoch ohne Auslassrohr 21, spiegelsymmetrisch zu einer Ebene IV ausgebildet, die zugleich die Längsmittelebene des Motorflansches 2, 2' bildet. Auch die Ausnehmung 15 für die Lambdasonde 16 und die Lambdasonde 16 selbst sind spiegelsymmetrisch zu dieser Ebene IV ausgebildet. Wie man erkennt, sind dadurch die beiden Abgaskrümmer 1 und 1' untereinander weitgehend identisch, obwohl die weiterführenden Elemente der Abgasanlage wie Auslassrohr 21 und Katalysatorgehäuse 3, 3' unterschiedlich ausgebildet sind.
  • Die Einlassrohre 6, 6', 7, 7' und 8, 8' sind außerdem so ausgeformt, dass sie nicht nur die Schraubenlöcher 22 zur Befestigung des Motorflansches 2, 2' am Motorblock möglichst gut zugänglich halten, sondern auch so, dass die Abgasströme I, II und III zu einer Ebene V geneigt verlaufen, die senkrecht auf der Abgasstromrichtung VI im Auslassrohr 21 steht. Die Neigung ist dabei so gewählt, dass die Abgasstromrichtungen I, II und III beim Eintritt in das Sammlergehäuse 9, 9' auf die selbe Seite der Ebene V weisen, wie die Abgasstromrichtung VI im Auslassrohr 21. Dadurch wird eine gute Abgasstromführung mit geringem Gegendruck erreicht.
  • Insgesamt ergibt sich eine Abgasanlage mit guter Abgasstromführung, die vor allem eine gleichmäßige Anströmung der Lambdasonde 16, 16' mit einem verhältnismäßig geringen Abgasdruck verbindet. Außerdem kann eine bessere Katalysatoranströmung erzielt werden, da der Neuaufbau der Strömung nach der Lambdasonde 16, 16' erfolgt und beide Anströmungen daher getrennt voneinander ausgebildet werden können.
  • Besonders vorteilhaft ist auch die Kombination aus einem Sammlergehäuse 9, 9' aus verhältnismäßig steifem Material und verhältnismäßig weichen Einlassrohren 6, 6', 7, 7', 8, 8'. Sammlergehäuse 9, 9' und Einlassrohre 6, 6', 7, 7' 8, 8' sind jeweils relativ einfach herstellbar, wobei eine hohe Genauigkeit eingehalten werden kann. Außerdem kann dadurch eine besonders kompakte Anordnung mit motornahem Katalysator geschaffen werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1'
    Abgaskrümmer
    2, 2'
    Motorflansch
    3, 3'
    Katalysatorgehäuse
    3a, 3a'
    Einlasstrichter
    3b
    Katalysatorkörper
    4, 4'
    Abgasrohr
    5, 5'
    Flansch
    6, 6'
    Einlassrohr
    7, 7'
    Einlassrohr
    8, 8'
    Einlassrohr
    9, 9'
    Sammlergehäuse
    10
    Anschlussstutzen
    11
    Anschlussstutzen
    12
    Anschlussstutzen
    13
    Sammelraum
    14
    Sammelpunkt
    15
    Ausnehmung
    16, 16'
    Lambdasonde
    17
    Sondenspitze
    18
    Außengewinde
    19
    Innengewinde
    20
    Anschlussstutzen
    20a
    Auslassöffnung
    21
    Auslassrohr
    21 a
    Ringraum
    22
    Schraubenloch
    I
    Abgasstromrichtung
    II
    Abgasstromrichtung
    III
    Abgasstromrichtung
    IV
    Mittelebene
    V
    Ebene
    VI
    Abgasstromrichtung

Claims (10)

  1. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgaskrümmer (1, 1') mit mehreren Einlassrohren (6, 6', 7, 7', 8, 8') zum Anschluss an Abgasauslässe der Brennkraftmaschine und einer Sammeleinrichtung (9, 9') zum Zusammenfassen der Einlassrohre (6, 6', 7, 7' 8, 8'), die eine Auslassöffnung (20a) aufweist, welche mit nachfolgenden Elementen der Abgasanlage, einschließlich einem Katalysatorgehäuse (3, 3') verbunden ist, wobei die Sammeleinrichtung (9, 9') als einstückiges Sammlergehäuse ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sammeleinrichtung (9, 9') aus biegesteifem Material besteht und als von dem nachfolgenden Katalysatorgehäuse (3, 3') samt Katalysatoreinlasstrichter (3a, 3a') getrenntes Sammlergehäuse (9, 9') ausgebildet ist, und dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') gegenüber dem Sammlergehäuse (9, 9') aus verhältnismäßig biegsamem Material sind.
  2. Abgasanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sammlergehäuse (9, 9') mindestens zwei, insbesondere drei Öffnungen zum Anschluss von Einlassrohren (6, 6', 7, 7', 8, 8') und eine Auslassöffnung (20a) und/oder eine Öffnung (15) zum Einsetzen einer Lambdasonde (16, 16') aufweist.
  3. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurchgekennzeichnet,
    dass an die Auslassöffnung (20a) ein Auslassrohr (20) angeschlossen ist, wobei das Auslassrohr (20) bevorzugt als Katalysator-Anströmrohr ausgebildet ist, wobei das Katalysatoranströmrohr (20) ebenfalls bevorzugt bis nahe vor den Katalysator geführt und das Katalysatorgehäuse (3, 3') über ein das Katalysatoranströmrohr (20) umgebendes, insbesondere trichterförmiges Rohr (3a, 3a') direkt mit dem Sammlergehäuse (9, 9') verbunden ist.
  4. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Öffnungen im Sammlergehäuse (9, 9') zumindest zum Teil ausgestanzt sind und/oder dass das Sammlergehäuse (9, 9') durch Innenhochdruckumformung hergestellt ist.
  5. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') derart in das Sammlergehäuse (9, 9') münden, dass die Abgasstromrichtungen (I, II, III) aller Abgasströme in einem Sammelpunkt (14) zusammenlaufen, wobei bevorzugt eine Lambdasonde (16) derart in dem Sammlergehäuse (9, 9') angeordnet ist, dass sich die Sondenspitze (17) im Sammelpunkt (14) befindet.
  6. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') derart in das Sammlergehäuse (9, 9') münden, dass die Abgasstromrichtungen (I, II, III) jeweils gegenüber einer senkrecht zur Abgasstromrichtung (VI) in der Auslassöffnung (20a) verlaufenden Ebene (V) geneigt sind, und zwar derart, dass die Abgasstromrichtungen (I, II, III) der Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') auf die selbe Seite dieser Ebene (V) weisen wie die Abgasstromrichtung (VI) im Auslassrohr (21).
  7. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lambdasonde (16) auf der der Auslassöffnung (20a) abgewandten Seite des Sammlergehäuses (9, 9') angeordnet ist und/oder dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') derart in das Sammlergehäuse (9, 9') münden, dass sich der Sammelpunkt (14) im Inneren (13) des Sammlergehäuses (9') befindet.
  8. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sammlergehäuse (9, 9') angeformte Anschlussstutzen (10, 11, 12, 20) für die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') und/oder das Auslassrohr (21) aufweist.
  9. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sammlergehäuse (9, 9') zumindest teilweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene (IV) ausgebildet ist, die senkrecht zu der Verbindungslinie der Abgasauslässe der Brennkraftmaschine verläuft, wobei bevorzugt auch die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') und/oder die Lambdasonde (16, 16') spiegelsymmetrisch zu dieser Ebene (IV) angeordnet sind.
  10. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8, 8') verhältnismäßig biegsam sind, insbesondere indem Sie zumindest abschnittsweise einen ovalen Querschnitt aufweisen, und/oder dass die Einlassrohre (6, 6', 7, 7', 8; 8') durch Innenhochdruckumformen hergestellt sind.
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