EP1776515A1 - Zweiflutige abgasanlage für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Zweiflutige abgasanlage für eine brennkraftmaschine

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EP1776515A1
EP1776515A1 EP05716061A EP05716061A EP1776515A1 EP 1776515 A1 EP1776515 A1 EP 1776515A1 EP 05716061 A EP05716061 A EP 05716061A EP 05716061 A EP05716061 A EP 05716061A EP 1776515 A1 EP1776515 A1 EP 1776515A1
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EP
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exhaust system
pipe
double
flow exhaust
flow
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Jürgen Schorn
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2885—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with exhaust silencers in a single housing

Definitions

  • the invention relates to a double-flow exhaust system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • each exhaust line consists of several assemblies, such as exhaust manifold, catalytic converter and rear silencer, which are assembled via corresponding exhaust pipe lines and flange connections.
  • the object of the invention is to design the assemblies of the exhaust system in such a way that on the one hand the space available in the area of the exhaust pipe is increased and on the other hand the assembly of the entire exhaust system is facilitated.
  • the two exhaust lines each have a separate rear silencer, both of which are connected in terms of fluid technology via at least one mountable connecting pipe, means that the installation space obtained between the two end faces can be used for the placement or configuration of the exhaust pipe.
  • the two exhaust lines in the area of the rear silencer, it is possible to assemble the individual exhaust lines as a pre-assembled unit in order to then complete them on the vehicle to form the overall exhaust system.
  • the U-shaped exhaust system in the area of the rear silencer it is also possible to transport the pre-assembled unit without any problems. Due to the features and measures listed in the subclaims, further advantageous refinements and developments of the exhaust system are possible.
  • a first connection of the two rear silencers takes place via a T-pipe section, which is connected with its two first pipe ends to the two rear silencers, while the third pipe end serves as an exhaust gas outlet.
  • a T-pipe section which is connected with its two first pipe ends to the two rear silencers, while the third pipe end serves as an exhaust gas outlet.
  • an end pipe with an end pipe cover is mounted on the third pipe end of the T-piece.
  • a second connecting pipe between the two rear silencers advantageously contributes to noise damping, particularly of the low-frequency components in the lower speed range.
  • noise damping particularly of the low-frequency components in the lower speed range.
  • a torque increase in the lower speed range is achieved.
  • the course and the position in the speed band of the torque increase and the noise damping can be significantly influenced by the specific coordination of the pipe length and the pipe cross-section.
  • the mountable second connecting pipe consists of two pipe sockets connected to the respective rear silencer housing, onto which a sliding sleeve is pushed and their axial positioning or securing e.g. can be reached by a clamp.
  • Fig. 2 is a front perspective view of the exhaust system
  • Fig. 3 is a rear perspective view of the exhaust system.
  • the two-flow exhaust system for a 6-cylinder engine each has an exhaust manifold 2 and 4, each of which is attached with its flange section 6 or 8 to the cylinder head of an engine unit, not shown.
  • the three individual pipes of the exhaust manifold 2 and 4 open into an exhaust gas collection pipe 10 or 12, to which a housing 14 or 16 of a starting catalytic converter is connected.
  • An exhaust pipe 18 or 20 is connected to the two starting catalytic converters 14, 16 via a releasable flange connection 19, each leading to a housing 22 or 24 in which a main catalytic converter is accommodated.
  • the two main catalytic converters 22, 24 are each received in a rear silencer housing 26 or 28 or partially integrated therein.
  • Both rear silencer housings 26 and 28 are connected to one another via a first connecting pipe 30, hereinafter referred to as the lower connecting pipe.
  • the lower connecting pipe 30 is designed as a T-pipe piece, on the free connecting piece of which an exhaust pipe cover 32 is fastened, while the two connecting pieces are plugged onto a pipe connecting piece of the respective rear silencer housing 26, 28 and are secured by two fastening clamps 34.
  • a second connecting pipe 36 hereinafter referred to as the upper connecting pipe 36, runs above the lower connecting pipe 30 and consists of two pipe sockets 36 a and 36 b led out of the respective rear silencer housings 26 and 28. The two ends of the pipe sockets 36a, 36b are spaced apart from one another in an aligned manner on the end faces.
  • the gap a which forms is covered by a sliding sleeve 36c (only shown in FIG. 1), which is secured axially with the aid of clamping clips, not shown.
  • a second gas-tight connection between the two muffler housings 26 and 28 is thus produced through the connecting pipe 36.
  • a fastening device 38 is provided for suspending or fastening the entire exhaust system, which has a carrier plate 40 that can be fastened to a transmission.
  • a lower tubular strut 42 is fastened to the carrier plate 40, on the left and right support legs 42a and 42b one of the housing of the Starting catalyst 14 or 16 encompassing fastening clamp 44 or 46 is provided.
  • the lower tubular strut 42 is supported by two tension struts 48 and 50 which are elastically mounted on the carrier plate 40.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweiflutige Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, mit abgasführenden Rohren (2, 4, 10, 12, 18, 20) und mindestens einem Schalldämpfer- und Katalysatorgehäuse (14, 16, 22, 24, 26, 28). Es wird vorgeschlagen, dass je Abgasstrang ein separater Endschalldämpfer (26, 28) vorgesehen ist, die beide durch mindestens ein vorzugsweise montierbares Verbindungsrohr (30, 36) strömungstechnisch verbunden sind.

Description

Zweiflutige Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine zweiflutige Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 199 32 349 AI ist eine zweiflutige Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges bekannt, deren beiden Abgasstränge am Ende in ein gemeinsames Endschalldämpfergehäuse zusammen geführt sind. Am Endschalldämpfergehäuse ist ein Endrohr befestigt, über das die Abgase nach aussen abgeführt werden. Wie aus Fig. 1 der DE 199 32 349 Alersichtlich, besteht jeder Abgasstrang aus mehreren Baugruppen, wie Abgaskrümmer, Katalysator und Endschalldämpfer, die über entsprechende Abgasrohrleitungen und Flanschverbindungen zusammengesetzt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Baugruppen der Abgasanlage so auszugestalten, dass einerseits die Bauraumfreiheiten im Bereich des Abgasendrohres erhöht und andererseits die Montage der gesamten Abgasanlage erleichtert ist.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Dadurch, dass die beiden Abgasstränge über jeweils einen separaten Endschalldämpfer verfügen, die beide über mindestens ein montierbares Verbindungsrohr strömungstechnisch in Verbindung stehen, kann der zwischen den beiden Stirnseiten gewonnene Bauraum für die Platzierung bzw. Ausgestaltung des Abgasendrohres genutzt werden. Darüber hinaus ist es durch die Auftrennung der beiden Abgasstränge im Bereich des Endschalldämpfers möglich, den einzelnen Abgasstrang als vormontierte Baueinheit zusammen zu setzen, um sie dann am Fahrzeug zur Gesamt- Abgasanlage zu komplettieren. Durch die Auftrennung der u- förmig ausgebildeten Gesamt- Abgasanlage im Bereich des Endschalldämpfers ist auch ein Transport der vormontierten Baueinheit problemlos möglich. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale und Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Abgasanlage möglich.
Eine erste Verbindung der beiden Endschalldämpfer erfolgt über ein T- Rohrstück, das mit seinen zwei ersten Rohrenden mit den beiden Endschalldämpfern verbunden ist, während das dritte Rohrende als Abgasaustritt dient. Auf dem dritten Rohrende des T- Stücks ist dabei ein Endrohr mit einer Endrohrblende montiert.
Ein zweites Verbindungsrohr zwischen den beiden Endschalldämpfern trägt auf vorteilhafte Art und Weise zu einer Geräuschdämpfung insbesondere der tiefrequenten Anteile im unteren Drehzahlbereich bei. Gleichzeitig wird eine Drehmomenterhöhung im unteren Drehzahlbereich erreicht. Dabei kann über die gezielte Abstimmung der Rohrlänge und des Rohrquerschnittes der Verlauf und die Lage im Drehzahlband der Drehmomentenerhöhung und der Geräuschdämpfung wesentlich beeinflusst werden.
Das montierbare zweite Verbindungsrohr besteht aus zwei mit dem jeweiligen Endschalldämpfergehäuse verbundenen Rohrstutzen, auf die eine Schiebehülse aufgeschoben ist und deren axiale Positionierung bzw. Sicherung z.B. durch eine Klemmschelle erreichbar ist.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher beschrieben ist.
Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Abgasanlage,
Fig. 2 eine perspektivische Frontansicht der Abgasanlage und
Fig. 3 eine perspektivische Rückansicht der Abgasanlage. Die zweiflutig ausgebildete Abgasanlage für einen 6-Zylinder-Motor weist jeweils einen Abgaskrümmer 2 und 4 auf, der jeweils mit seinem Flanschabschnitt 6 bzw. 8 am Zylinderkopf einer nicht dargestellten Motoreinheit befestigt ist. Die drei Einzelrohre des Abgaskrümmers 2 und 4 münden in ein Abgassammeirohr 10 bzw. 12 ein, an das sich ein Gehäuse 14 bzw. 16 eines Startkatalysators anschließt. An die beiden Startkatalysatoren 14, 16 ist über eine lösbare Flanschverbindung 19 jeweils ein Abgasrohr 18 bzw. 20 angeschlossen, die zu jeweils einem Gehäuse 22 bzw. 24 führen, in denen ein Hauptkatalysator aufgenommen ist. Die beiden Hauptkatalysatoren 22, 24 sind jeweils in einem Endschalldämpfergehäuse 26 bzw. 28 aufgenommen bzw. teilweise darin integriert. Beide Endschalldämpfergehäuse 26 und 28 sind über ein erstes Verbindungsrohr 30, im folgenden als unteres Verbindungsrohr bezeichnet, miteinander verbunden. Das untere Verbindungsrohr 30 ist dabei als T-Rohrstück ausgebildet, an dessen freien Stutzen eine Abgasrohrblende 32 befestigt ist, während die beiden Verbindungsstutzen auf einem Rohrstutzen des jeweiligen Endschalldämpfergehäuses 26, 28 aufgesteckt und über zwei Befestigungsschellen 34 gesichert sind. Ein zweites Verbindungsrohr 36, im folgenden als oberes Verbindungsrohr 36 bezeichnet, verläuft oberhalb des unteren Verbindungsrohres 30 und besteht aus zwei, aus dem jeweiligen Endschalldämpfergehäuse 26 bzw. 28 herausgeführten Rohrstutzen 36 a und 36b. Die beiden Enden der Rohrstutzen 36a, 36b sind stirnseitig zueinander fluchtend voneinander beabstandet. Der sich ausbildende Spalt a wird durch eine Schiebehülse 36c überdeckt (nur in Fig. 1 dargestellt), die mit Hilfe von nicht dargestellten Klemmschellen axial gesichert ist. Durch die beiden Rohrstutzen 36a,36b und die montierbare Schiebehülse 36c wird somit durch das Verbindungsrohr 36 eine zweite gasdichte Verbindung zwischen beiden Endschalldämpfergehäusen 26 und 28 hergestellt.
Zur Aufhängung bzw. Befestigung der gesamten Abgasanlage ist eine Befestigungsvorrichtung 38 vorgesehen, die eine an einem Getriebe befestigbare Trägerplatte 40 aufweist. An der Trägerplatte 40 ist eine untere Rohrstrebe 42 befestigt, an dessen linken bzw. rechten Tragschenkel 42a bzw. 42b eine das Gehäuse des Startkatalysators 14 bzw. 16 umgreifende Befestigungsschelle 44 bzw. 46 vorgesehen ist. Unterstützt wird die untere Rohrstrebe 42 durch zwei elastisch an der Trägerplatte 40 gelagerte Zugstreben 48 und 50.

Claims

Patentansprüche
1. Zweiflutige Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, mit abgasführenden Rohren (2, 4, 10, 12, 18, 20) und mindestens einem Schalldämpfer- und Katalysatorgehäuse (14, 16, 22, 24, 26, 28), dadurch gekennzeichnet, dass je Abgasstrang ein separater Endschalldämpfer (26, 28) vorgesehen ist, die beide durch mindestens ein vorzugsweise montierbares Verbindungsrohr (30, 36) strömungstechnisch verbunden sind.
2. Zweiflutige Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verbindungsrohr (30) als T- Rohrstück ausgebildet ist, wobei zwei Rohrstutzen mit den
Endschalldämpfern (26, 28) verbunden sind, während der dritte Rohrstutzen als Austritt für die Abgase nach aussen dient.
3. Zweiflutige Abgasanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem dritten Rohrstutzen eine Endrohrblende (32) montiert ist.
4. Zweiflutige Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Verbindungsrohr (36) zwischen beiden Endschalldämpfern (26, 28) vorgesehen ist.
5. Zweiflutige Abgasanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungsrohr (36) aus zwei mit dem jeweiligen Endschalldämpfergehäuse (26, 28) verbundenen Rohrstutzen (36a, 36b) besteht, deren beiden fluchtend zueinander beabstandeten Enden von einer gemeinsamen Schiebehülse (36c ) überdeckt sind.
6. Zweiflutige Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Abgasstrang ein Katalysator (22, 24) vorgesehen ist, der teilweise im Endschalldämpfergehäuse (26, 28) integriert bzw. aufgenommen ist.
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