SE454101B - Avgassystem vid forbrenningsmotor - Google Patents

Description

454 101 system, ofta icke kan genomföras utan tillgång till gassvets eller lik- nande uppvärmningskälla, då efterjustering genom uppvärmning och bock- ning av ingående avgasrörsdelar erfordras. Det sätt varpå ljuddämpare och katalysatorenheter utskjuta från avgasröret med en avsevärt större tvärsnittsarea medför även att desamma ofta skadas vid körning över ojämn mark, och i vissa fall kan härvid avgassystemet som helhet lossna eller skadas. Katalysatorenheter utnyttjade för avgasrening är härvid speciellt lätta att skada, då ingående tunna keramiska element icke bör utsättas för tryck- eller slagpåkänningar, och kostnaderna för att er- sätta en sådan enhet är mycket höga.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att påvisa ett avgassystem som kan anpassas till olika tillämpningar, samt därmed även olika fordons- modeller. Avgassystemet enligt föreliggande uppfinning avsaknar tidigare utnyttjade skarvförband, samt utgöres av en enhetlig rörlängd; varjämte en anpassning till önskad längdutsträckning kan genomföras utan tillgång till värmekälla. Vidare erbjudes möjlighet att för varje individuell motortyp genomföra avstämning av det mottryck som ett avgassystem bör utöva, i avsikt att erhålla maximal verkningsgrad för motorn. Avgassys- temets tvärsnittsarea vidmakthålles i allt väsentligt oförändrad utan några areaförstoringar av den typ som exempelvis ljuddämpare tidigare medfört. Vidare erbjudes möjlighet att åstadkomma katalytisk avgasrening till en avsevärt reducerad kostnad relativt gängse utnyttjad teknik, och vidare kan förekommande frätande kondensprodukter i allt väsentligt av- lägsnas.

Avgassystemet för förbränningsmotorer enligt föreliggande uppfinning innefattar en långsträckt rörformig del, anordnad attt vid ett första ändparti medge infästning gentemot utloppsdelen för avgaser vid en för- bränningsmotor, anordnad att avleda avgaser till en utloppspunkt, inne- fattande åtminstone en insats anordnad att bibringa genom den rörformiga delen strömmande avgaser från förbränningsmotorn en förändrad kemisk sammansättning genom katalysatorverkan och/eller att nedbringa avgas- ~ljudnivån, samt kännetecknas i huvudsak av att den rörformiga delen i riktning från ett första ändparti innefattar ett antal släta partier, växelvis anordnade med korrugerade partier, varjämte en i den lång- sträckta rörformiga delen införbar insats är anordnad att i infört läge kvarhållas medelst en friktionsingripande kontakt mellan införd insats 454 101 och förefintliga korrugerade partier i den omgivande rörformiga delen; samt att den rörformiga delen i sin totala längdutsträckning företrädes- vis utgöres av en enhetlig rörlängd.

Ett antal exempel på utföringsformer av ett avgassystem enligt förelig- gande uppfinning skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, varpåz- Fig. 1 visar en perspektivvy av en utföringsform av ett avgasrör enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2 visar i kombination en schematisk sidovy och en planvy av en bil med ett avgassystem enligt uppfinningen; Fig. 3A visar en perspektivvy av avgassystemets rörformiga yttre del; Fig. 3B visar en perspektivvy med ett exempel på en utföringsform av en insats avsedd att införas i den med en pil markerade riktningen i en rörformig del av den typ som visas i Fig. 3A; Fig. 30 visar en perspektivvy i förstorad skala av en del av den insats som visas i Fig. 3B; Fig. 3D visar en perspektivvy motsvarande Fig. 3C av en efterföljande del av insatsen visad i Fig. 3B; Fig. däviåar i kombination en planvy av en andra utföringsform av en insat§¿Éšamt nämnda insats anordnad i avgasröret, visad dels i längd- sektion, dels i tvärsektion; Fig. 5 visar i kombination en perspektivvy av en tredje utföringsform av en insats, samt nämnda insats anordnad i avgasröret, visad dels i längd- sektion, dels i tvärsektion; samt Fig. 6 visar kombinationsvyer motsvarande Fig. 5 av en fjärde utförings- form av en insats.

Avgassystemet enligt föreliggande uppfinning innefattar ett yttre hölje 454 101 i form av en iångsträckt rörformig dei, såsom heihet betecknad 1, viiken innefattar omväxiande siäta partier 2, 2' och korrugerade partier 3, 3".

Med fördei, så är de korrugerade partierna 3, 3' anordnade att enbart deivis omge den rörformiga deien 1, tiii biidande av en i den rörformiga deiens 1 iängdriktning utsträckt siät och icke korrugerad dei, såsom betecknad A i Fig. 1.

En sådan rörformig dei 1 kan framstäiias av förhåiiandevis tunn piåt, samt med fördei av rostfritt materiai, samt kan genom förekomsten av de korrugerade partierna 3, 3' iätt formas tiii önskvärd iängdutsträckning, t.ex. såsom exempiifierat i Fig. 2. När den rörformiga deien 1 är utfor- mad med tidigare berörd icke korrugerade dei A, så iokaiiseras densamma vid montering såsom en underiiggande och markpianet näriiggande dei. An- siutning av den rörformiga deien 1 vid förbränningsmotorn möjiiggöres genom att den rörformiga deien 1 vid åtminstone det förbränningsmotorn näriiggande ändpartiet anordnas avsiutat genom ett icke korrugerat siätt parti 2, 2'.

I syfte att åstadkomma en ijuddämpande funktion, så måste dock den med hänvisning tiii Fig. 1 och 2 beskrivna rörformiga deien 1, fortsätt- ningsvis betecknad avgasröret 1, anordnas med en ijuddämpande insats. En sådan insats monteras genom att den införes i avgasröret 1, och exempei på en sådan insats och monteringsmetodiken iiiustreras i Fig. 3A - 3D.

Monteringen genomföres iämpiigen när avgasröret 1 uppvisar en väsentii- gen iinjär utsträckning (Fig. 3A), varvid en insats, viiken i sin heihet betecknats 4, införes från ett ändparti av avgasröret 1. En sådan insats 4 kan härvid utgöras av en iångsträckt dei av kuddformiga deiar 5, 5' av ett vävt trådmateriai med eiastiska egenskaper, viika omge kroppar med kuiformig, rörformig, eiier annan godtyckiig form, vari även inbegripes kroppar med ett eiier fiera genomgående håi, kroppar med porös struktur, samt kroppar av trådformigt materiai. Sådana kroppar är med fördei ut- formade av keramiskt materiai, men även andra temperaturbeständiga mate- riai kan givetvis'utnyttjas, viiket specieiit gäiier kroppar av trådfor- migt materiai, där metaiiiska materiai givetvis är att föredra, samt där det trådformiga materiaiet iämpiigen anordnas i ett obestämt inbördes förhåiiande, så att en "ståiuiisiiknande" konfiguration erhåiies. 454 101 Vid införande i avgasröret 1, så förbindes ett första ändparti av insat- sen 4 med en tråd eller liknande, vilken föres genom avgasröret 1. Genom applicering av en dragkraft gentemot tråden, så sträckes insatsen 4 till en ökad längd, samt därmed även en minskad diameter, företrädesvis till en tvärsnittsarea understigande avgasrörets 1 invändiga area, och med vidmakthållande av applicerad dragkraft kan därefter insatsen 4 införas i avgasröret 1 till lämpligt lokaliseringslëge, varefter den kraft var- med insatsens 4 töjning vidmakthållits avlägsnas. De elastiska egenska- perna i de kuddformiga delarnas 5, 5' höljen medför härvid att desamma expanderas diametralt i samband med att längdutsträckningen förminskas, varvid de kuddformiga delarna 5, 5' anpressas gentemot avgasrörets 1 invändiga mantelyta. Denna diametrala expansion illustreras med pilmar- keringar för vissa ingående element i den insats som visas i Fig. 3B, samt även i Fig. 3D. De partier som ej visas expanderade kan härvid utgöras av ett skruvlinjeformigt vridet metallband 6, såsom visat i Fig. 3C, som utformas i längder inbördes förenade med kuddformiga delar 5, 5", varvid en sådan förening åskådliggöres i Fig. 3D.

De kuddformiga delarna 5, 5' erhåller synnerligen gott ingrepp gentemot avgasrörets 1 invändiga mantelyta, genom förefintliga korrugerade par- tier 3, 3', vilka förhindra att insatsen 4 förflyttas inom avgasröret 1.

I förening med de skruvlinjeformigt vridna metallbanden 6 åstadkommer de kuddformiga delarna 5, 5', med däri förefintlig fyllning av kroppar som medge förbiströmning av förbränningsgaser, en god ljuddämpande verkan.

Avståndet mellan de kuddformiga delarna 5, 5' kan med fördel vara olik- formigt, i syfte att erhålla en förbättrad luddämpande verkan.

Ovan berörda kuddformiga delar 5, 5' kan även anordnas med en fyllning av exempelvis keramiska kroppar, belagda med ett platinaskikt, i syfte att tjäna såsom en avgasrenande katalysator, och en sådan beläggning kan givetvis även utnyttjas vid mellanliggande skruvlinjeformigt vridna me- tallband 6. Såsom tidigare känt, så erfordrar eg katalysator av platina- typ en temperatur i storleksordningen 250 - 300 C för att arbeta effek- tivt, och genom att utsträcka katalysatorns längd utefter avgassystemets totala längd, så uppnås den fördelen att en gynnsam temperatur alltid föreligger vid en katalysatorverkande del. Det bör i detta sammanhang nämnas, att skiktet givetvis ej enbart behöver utgöras av platina, samt att även skikt av platina-rodium kan användas, liksom andra kända mate- 454 101 riai för kataiysatorer.

Förutom skruviinjeformigt vridna metaiiband 6; så kan även andra typer av insatsorgan utnyttjas, och i Fig. 4 visas hur ett band av inbördes förenade rondeiier 7, vars yta deivis perforerats, även kan utnyttjas.

Ett sådant band kan anordnas med en zick-zackformig utsträckning i av- gasröret 1, varvid perforeringarna i varandra näriiggande rondeiier biir anordnade omväxiande uppåt/nedåt tiii varandra. En sådan utformning bi- bringar avgaserna en kontinueriigt varierad fiödesriktning, samt medför goda ijuddämpande egenskaper. Det tiii zick-zackform bockade bandet 7 ingriper även väi mot avgasrörets 1 invändiga manteiyta, samt specieiit väi mot avgasrörets 1 korrugerade partier 3, 3”. Bandet 7 kan därvid iätt införas i avgasröret 1 genom att detsamma sträckes tiii en utökad iängd, varifrån detsamma tiiiåtes återfjädra tiii ett ingreppsiäge gen- temot avgasrörets 1 invändiga manteiyta.

En ytteriigare aiternativ utföringsform visas i Fig. 5, samt utgöres av ett band av inbördes förenade koniska rondeiier 8, varvid varandra när- iiggande rondeiier visas omvänt koniska i förhåiiande tiii varandra. I övrigt överensstämmer denna utföringsform med Fig. 4, d.v.s. varje ron- deii är uppvisar en deivis perforerad yta, och montering i avgasröret 1 utföres med en zick-zackformigt bockad utsträckning, samt infästes på det sätt som beskrivits med hänvisning tiii Fig. 4.

I Fig. 6 visas ett exempei på en ytteriigare aiternativ utföringsform, innefattande ett antai koniska deiar 9, 9', uppvisande en deivis perfo- rerad yta; inbördes förenade genom en centrait utsträckt tråd eiier wire 10. De perforerade partierna är vid varandra näriiggande koniska deiar 9, 9' anordnade växeivis vända reiativt varandra, i avsikt att åstadkom- ma en kontinueriigt förändrad strömningsbana för avgaserna. De koniska deiarna 9, 9' erhåiier gott ingrepp gentemot avgasrörets 1 invändiga manteiyta, samt givetvis även mot de korrugerade partierna 3, 3”.

Det bör i detta sammanhang även nämnas, att en tråd eiier wire 10 av den typ som berörts med den utföringsform som beskrivits med hänvisning tiii Fig. 6 givetvis även kan utnyttjas i förening med de utföringsformer som redovisats med hänvisning tiii Fig. 4 och 5. En sådan tråd eiier wire 10 kan härvid anordnas ingripande mot en yttre rondeii; 7 respektive 8, 454 iof samt genom anspänning gentemot en yttre rondell vid motstående ändparti av insatsen 4 tvinga rondellerna 7, 8 till ett varandra mera närliggande läge, samt därmed även förstärka insatsens 4 ingrepp gentemot avgasrö- rets 1 invändiga mantelyta.

De exempel på utföringsformer av insatser 4 som visats och beskrivits kan givetvis ytterligare varieras på ett otal olika sätt, och således kan visade utföringsformer dels kombineras med varandra, dels kan visad konfiguration ytterligare varieras. Således kan visade perforeringar ersättas av genomgående urtagningar med annan konfiguration, liksom även av avlägsnade periferiellt lokaliserade delar. I de fall där utnyttjade delar sammanförenas med hjälp av åtminstone en tråd eller wire 10, så kan även delarna utformas med annan konfiguration än de koniska delar 9, 9' som visas i Fig. 6. Vidare kan givetvis de utföringsformer som visas i Fig. 4 - 6, liksom variationer därav, även användas i förening med de kuddformiga delar 5, 5' som tidigare beskrivits, och sådana kuddformiga delar 5, 5' kan även utnyttjas inbördes förenade med varandra. I samtli- ga fall så kan insatserna helt eller delvis beläggas med platina eller platina-rodium, liksom även andra typer av katalysatormaterial, i avsikt att åstadkomma en katalytisk avgasrening.

Med hänvisning till det icke korrugerade icke korrugerade parti som be- tecknats A, samt vilket angivits anordnat som ett undre parti i avgas- systemet, så medför detsamma att vätskeformiga kondensprodukter lätt avrinner från avgassystemet, liksom att de även medbringas avgaserna under dessas genomströmning av avgassystemet. Några skarvförband före- ligger ej, utan avgassystemet utgöres av en enhetlig del, helt utan areaförändringar som medverka till uppkomst av "fickor" där frätskador uppkommer genom uppsamlade kondensprodukter. Genom att utforma avgassys- temet från ett rostfritt material, så erhålles god motståndskraft mot korrosionsskador, och kostnaderna för ett komplett avgassystem blir även låg, då enbart en lämplig rörlängd/insatslängd erfordras för aktuell tillämpning. Vikten för ett avgassystem enligt uppfinningen kan även hållas låg, då utnyttjad materialtjocklek är avsevärt mindre än vad som användes vid konventionella typer av avgassystem.

Genom ett lämpligt val av typ av insats 4, samt densammas längd, så kan även avgassystemets motstånd anpassas för erhållande av maximal effekt 454 101 för ansluten motor inom visst varvtalsområde. En sådan anpassning av ett avgassystems motstånd genomföres idag genom tillhandahållande av förhål- landevis dyra avstämda avgassystem, vilka vanligen endast utnyttjas inom bilsportsammanhang. En motsvarande anpassning kan vid avgassystemet en- ligt föreliggande uppfinning lätt genomföras, och lämpliga data för typ av insats 4, samt densammas längd, kan tillhandahållas i tabellform för olika förekommande bilmodeller.

Det inses även, att en insats 4 vid behov kan avlägsnas från det omslu- tande avgasröret 1, liksom att kuddformiga delar 5, 5' fyllda med krop- par av keramiskt material, belagda med platina eller liknande material, således kan avlägsnas, rengöras eller lämnas för återvinning av den be- läggning varmed omslutna kroppar åstadkommer katalytisk avgasrening.

De exempel på utföringsformer av ett avgassystem enligt uppfinningen som visats och beskrivits, avser givetvis endast att tjäna som icke begrän- sande exempel på utföringsformer inom ramen för uppfinnartanken och ef- terföljande patentkrav, då, såsom tidigare indikerat, ytterligare modi- fieringar givetvis kan genomföras. 12'

Claims (10)

454 101 P A T E N T K R A V

1. l. Avgassystem för förbränningsmotorer innefattande en långsträckt rörformig del (1), anordnad attt vid ett första ändparti medge infäst- ning gentemot utloppsdelen för avgaser vid en förbränningsmotor, samt anordnad att avleda avgaser till en utloppspunkt, innefattande åtmins- tone en insats (4) anordnad att bibringa genom den rörformiga delen (1) strömmande avgaser från förbränningsmotorn en förändrad kemisk samman- sättning genom katalysatorverkan och/eller att nedbringa avgasljudnivån k ä n n e t e c k n a t a v, att den rörformiga delen i riktning från ett första ändparti innefattar ett antal släta partier (2, 2'), växelvis anordnade med korrugerade partier (3, 3'), varjämte en i den långsträck- ta rörformiga delen (1) införbar insats (4) är anordnad att i infört läge kvarhållas medelst en friktionsingripande kontakt mellan införd insats (4) och förefintliga korrugerade partier (3, 3') i den omgivande rörformiga delen (1), samt att den rörformiga delen (1) i sin totala längdutsträckning företrädesvis utgöres av en enhetlig rörlängd.

2. Avgassystem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att insatsen (4) är anordnad att vid applicering av en kraft resulte- rande i en ökning av insatsens (4) längd uppvisa en tvärsnittskonfigura- tion med en area understigande den rörformiga delens (1) invändiga tvär- snittsarea, samt att uppvisa en tvärsnittskonfiguration med en area mot- svarande eller överstigande den rörformiga delens (1) invändiga tvär- snittsarea i ett icke påverkat tillstånd.

3. Avgassystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att insatsen (4) helt eller delvis utgöres av kuddformiga delar (5, 5') av ett vävt trådmaterial med elastiska egenskaper, vilka omge kroppar med kulformig, rörformig, eller annan godtycklig form, vari även inbe- gripes kroppar med ett eller flera genomgående hål, kroppar med porös struktur, samt kroppar av trådformigt material.

4. Avgassystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att insatsen (4) helt eller delvis utgöres av ett metallband (6) med skruvlinjeformig utsträckning.

5. Avgassystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v, 454 101 10 att insatsen (4) helt eller delvis utgöres av ett zick-zackformigt ut- sträckt band av med varandra förenade delar (7) uppvisande en väsent- ligen plan utsträckning.

6. Avgassystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att insatsen (4) helt eller delvis utgöres av ett'zick-zackformigt ut- . sträckt band av med varandra förenade delar (8) uppvisande en konisk eller på annat sätt deformerad utsträckning.

7. Avgassystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att insatsen (4) helt eller delvis utgöres av ett antal från varandra skilda brickformiga delar (9, 9'), uppvisande en plan, konisk eller på annat sätt deformerad yta, inbördes förenade med åtminstone en tråd eller wire (10).

8. Avgassystem enligt något av patentkraven 4 - 7, k ä n n e t e c k - n a t a v, att i insatsen (4) ingående band (6) eller delar (7, 8, 9, 9") uppvisa en yta vilken åtminstone delvis är perforerad eller är ut- formad med urtagningar eller liknande som medge förbiströmning av avga- ser.

9. Avgassystem enligt något av patentkraven 1 - 8, k ä n n e t e c k - n a t a v, att i insatsen (4) ingående band (6) eller andra delar (5, 5', 7, 8, 9, 9') är anordnade belagda med ett skikt av ett katalysator- verkande material, såsom platina, platina-rodium eller liknande.

10. Avgassystem enligt något av patentkraven 1 - 9, k ä n n e t e c k - n a t a v, att den långsträckta rörformiga delens (1) korrugerade par- tier (3, 3') uppvisa ett icke korrugerat parti (A), sammanfallande med de icke korrugerade partierna (2, 2'), samt bildande en i den rörformiga delens (1) längdutsträckningsriktning förlöpande slät del, avsedd att lokaliseras såsom en undre yta vid avgassystemets montering.