DE102008030377A1

DE102008030377A1 - Hochleistungs-Abgassystem

Info

Publication number: DE102008030377A1
Application number: DE102008030377A
Authority: DE
Inventors: Erick L. Rubicon Gruber
Original assignee: Harley Davidson Motor Co Inc; Harley Davidson Motor Co Group LLC
Current assignee: Harley Davidson Motor Co Inc; Harley Davidson Motor Co Group LLC
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2009-01-08
Also published as: JP5417610B2; US20090000282A1; US7895832B2; JP2009008088A

Abstract

Ein Abgassystem für einen Motorradmotor enthält einen Krümmer mit einem stromaufliegenden Ende an eine Brennkammer des Motors angrenzend und einem dem stromaufliegenden Ende gegenüberliegenden stromabliegenden Ende. Das Abgassystem enthält einen Katalysator, der stromab von der Brennkammer angeordnet und so ausgeführt ist, dass er die Emissionsqualität von Abgasen verbessert, die aus der Brennkammer ausgestoßen werden. Das Abgassystem enthält des Weiteren einen perforierten Abschnitt, der wenigstens teilweise einen Abgaskanal bildet, wobei der perforierte Abschnitt an das stromabliegende Ende des Krümmers angrenzend angeordnet ist. Eine Resonatorkammer steht in Fluidverbindung mit dem perforierten Abschnitt. Die Resonatorkammer ist so ausgeführt, dass sie die Expansion der Abgase in dem Abgaskanal über den perforierten Abschnitt ermöglicht.

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft ein Abgassystem für Motorradmotoren, das einen Katalysator enthält.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Konstruktion schafft die Erfindung ein Abgassystem für einen Motorradmotor, das einen Krümmer mit einem stromauf liegenden Ende an eine Brennkammer des Motors angrenzend und einem dem stromauf liegenden Ende gegenüberliegenden stromab liegenden Ende enthält. Das Abgassystem enthält einen Katalysator, der stromab von der Brennkammer angeordnet und so ausgeführt ist, dass er die Emissionsqualität von Abgasen verbessert, die aus der Brennkammer ausgestoßen werden. Das Abgassystem enthält des Weiteren einen perforierten Abschnitt, der wenigstens teilweise einen Abgaskanal bildet, wobei der perforierte Abschnitt an das stromab liegende Ende des Krümmers angrenzend angeordnet ist. Eine Resonatorkammer steht in Fluidverbindung mit dem perforierten Abschnitt, wobei die Resonatorkammer so ausgeführt ist, dass sie Expansion der Abgase in dem Abgaskanal durch den perforierten Abschnitt ermöglicht.
In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Motorrad, das einen Motor und Komponenten des oben beschriebenen Abgassystems enthält.
In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Schalldämpferbaugruppe zum Einsatz mit einem Motor. Die Schalldämpferbaugruppe weist ein stromauf liegendes Ende zum Aufnehmen von Abgasen aus einem oder mehreren Krümmern sowie ein stromab liegendes Ende zum Ausstoßen von Abgasen an die Atmosphäre auf. Die Schalldämpferbaugruppe enthält einen Schalldämpfabschnitt an das stromab liegende Ende angrenzend sowie einen Katalysator, der eine Menge an Katalysatormaterial aufweist, durch die die Emissionsqualität der Abgase aus dem Motor verbessert werden kann. Eine Abgasleitung bildet wenigstens teilweise einen Abgaskanal stromauf von dem Katalysator, wobei die Abgasleitung ein oder mehrere Loch/Löcher aufweist. Eine Resonatorkammer ist so ausgeführt, dass sie volumerische Expansion der Abgase in dem Abgaskanal zulässt, wobei die Resonatorkammer in Fluidverbindung mit dem einen oder den mehreren Loch/Löchern steht. Der Katalysator ist am stromauf liegenden Ende der Schalldämpferbaugruppe angeordnet.
Andere Aspekte der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Motorrades mit einem Abgassystem, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
2 ist eine teilweise weggeschnittene Perspektivansicht des Abgassystems in 1.
3 ist eine teilweise weggeschnittene Draufsicht auf eine Schalldämpferbaugruppe des in 1 gezeigten Abgassystems.
4 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht der Schalldämpferbaugruppe in 1.
5 ist ein Diagramm, das einen Abgasdruck als Funktion des Kurbelwinkels darstellt und den Effekt des Abgassystems in 1 veranschaulicht.
6 ist ein Diagramm, das Motorleistung als Funktion von Motordrehzahl darstellt und den Effekt des Abgassystems veranschaulicht.
7 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Konstruktion eines Abgassystems, das einige Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert.
Bevor Ausführungen der Erfindung ausführlich erläutert werden, ist anzumerken, dass die Erfindung in ihrem Einsatz nicht auf die Details der Konstruktion und die Anordnung von Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung aufgeführt werden oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen haben und auf verschiedene Weise umgesetzt oder ausgeführt werden. Des Weiteren versteht sich, dass die hier verwendeten Formulierungen und Termini der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend zu betrachten sind. Die Verwendung von "einschließen", "umfassen" oder "aufweisen" und Varianten derselben soll die danach aufgeführten Elemente und Äquivalente derselben sowie weitere Elemente einschließen. Wenn nicht anders angegeben oder anderweitig eingeschränkt, werden die Begriffe "angebracht", "verbunden", "gelagert" bzw. "getragen" und "gekoppelt" und Varianten derselben im weitesten Sinne verwendet und schließen sowohl direkte als auch indirekte Anbringungen, Verbin dungen, Lagerungen und Kopplungen ein. Des Weiteren sind "verbunden" und "gekoppelt" nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 stellt ein Motorrad 10 mit einem Zweizylindermotor 14 dar. Ein Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in einer Brennkammer (nicht dargestellt) für jeden Zylinder des Motors 14 gezündet. Nach Verbrennung in einer bestimmten Brennkammer werden die Abgase (die gemischte Produkte der Verbrennungsreaktion und einige restliche, nicht umgesetzte Bestandteile enthalten) über einen Auslasskanal in ein Abgassystem 18 des Motorrads ausgestoßen.
Das Abgassystem 18 enthält, wie in 1–4 gezeigt, Halterungen 20 zum Anbringen an dem Motorrad 10. Das Abgassystem 18 enthält ein Paar Krümmerrohre (d. h. "Krümmer") 22, einen Sammlerabschnitt 26, einen Katalysator 30 und einen Schalldämpfabschnitt 34. Die Krümmer 22 sind Abgasleitungen, die sich direkt an den Motor 14 anschließen. Der Sammlerabschnitt 26, der Katalysator 30 und der Schalldämpfabschnitt 34 bilden zusammen eine Schalldämpferbaugruppe 35.
Ein stromauf liegendes Ende 36A jedes Krümmers 22 ist mit dem Motor 14 verbunden, um Abgase über einen entsprechenden Auslasskanal des Motors 14 aufzunehmen. Die Krümmer 22 bilden Abgas-Strömungskanäle, die separat voneinander sind, wobei jeder Krümmer 22 Abgase direkt von einem Auslasskanal des Motors 14 zu einer stromab liegenden Abgaskomponente leitet. Ein stromab liegendes Ende 36B jedes der Krümmer 22 führt zu einem stromauf liegenden Ende 35A der Schalldämpferbaugruppe 35, d. h. dem Sammlerabschnitt 26. Das stromauf liegende Ende 35A der Schalldämpferbaugruppe 35 ist im Allgemeinen vor dem Motor 14 angeordnet. Der Sammlerabschnitt 26 ist eine Abgasleitung, die einen 2-in-1-Abgas-Strömungskanal bildet, der die zwei separaten Abgas-Strömungskanäle der Krümmer 22 zu einem einzelnen größeren Abgas-Strömungskanal an den Katalysator 30 angrenzend vereint. Daher werden Abgase aus beiden Brennkammern mit dem Katalysator 30 behandelt.
Ein Verbindungsabschnitt 35C der Schalldämpferbaugruppe 35 ist mit dem stromauf liegenden Ende 35A verbunden, um die Abgase von dem stromauf liegenden Ende 35A aufzunehmen und die Abgase von der Vorderseite des Motors 14 an der Unterseite des Motors 14 entlang zu einem stromab liegenden Ende 356 der Schalldämpferbaugruppe 35 zu leiten. Das stromab liegende Ende 35B, das den Schalldämpfabschnitt 34 enthält, ist mit dem Verbindungsabschnitt 35C verbunden und im Allgemeinen hinter dem Motor 14 angeordnet. Ein Gehäuse 35D (das aus einem oder mehreren Teilen besteht) erstreckt sich von dem stromauf liegenden Ende 35A zu dem stromab liegenden Ende 35B und bildet eine Außenfläche der Schalldämpferbaugruppe 35.
Von dem Katalysator 30 strömen Abgase über einen ersten Kanal des Verbindungsabschnitts 35C zu dem Schalldämpfabschnitt 34. Der Verbindungsabschnitt 35C erstreckt sich, wie oben beschrieben, in Längsrichtung unter dem Motor, es sind jedoch alternative Formen und Positionen der Abgaskomponenten an dem Motorrad 10 möglich. Die Abgase treten durch den Schalldämpfabschnitt 34 hindurch (ändern dabei wenigstens zweimal die Richtung), bevor sie aus der Schalldämpferbaugruppe 35 an einem Paar Auslasse 35E austreten, die am stromab liegenden Ende 35B angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen strömt wenigstens ein Teil der Abgase von dem Schalldämpfabschnitt 34 in den Verbindungsabschnitt 35C zurück (in eine Resonatorkammer separat von dem ersten Kanal des Verbindungsabschnitts 35C), bevor sie aus der Schalldämpferbaugruppe 35 an den Auslassen 35E austreten.
Der Katalysator 30 verbessert, um zur Behandlung der Abgase am stromauf liegenden Ende 35A zurückzukommen, die Emissionsqualität der aus dem Motor 14 ausgestoßenen Abgase unter Verwendung eines oder mehrerer bekannter Katalysatormaterialien (das im Folgenden der Einfachheit halber als Katalysatormaterial 38 bezeichnet wird), die in dem Katalysator 30 enthalten sind. Das Katalysatormaterial 38 reagiert mit unerwünschten Abgaskomponenten, um erwünschtere Produkte zu erzeugen, bevor sie über Auslasse 35E an die Atmosphäre abgegeben werden. Insbesondere können Stickoxide (NO_x) in Stickstoff (N₂) und Sauerstoff (O₂) umgewandelt werden, während Kohlenmonoxid (CO) in Kohlendioxid (CO₂) umgewandelt werden kann.
Die Temperatur des Katalysators 38 beeinflusst seine Leistung. Es ist notwendig, den Katalysator 38 über eine minimale Schwellentemperatur aufzuwärmen bzw. "anspringen zu lassen", um ein gewünschtes Niveau der Leistung von dem Katalysator 30 zu erzielen und so die unerwünschten Abgaskomponenten effektiv umzuwandeln, wie dies oben beschrieben ist. Bei einem Kaltstart des Motors 14 hat der Katalysator 38 im Allgemeinen nicht die minimale Schwellentemperatur, und daher ist es wünschenswert, den Katalysator so schnell wie möglich zu erwärmen, um eine ausreichende oder optimale Leistung zu erzielen. Ein Weg, den Katalysator 38 schneller anspringen zu lassen besteht darin, den Katalysator 30 nahe an dem Motor 14 anzuordnen, der aufgrund der heißen Abgase, die durch die Krümmer 22 zu dem Katalysator 30 strömen, eine Wärmequelle ist.
Jedoch kann das Anordnen des Katalysators 30 an den stromab liegenden Enden 36 der Krümmer eine unerwünschte Wirkung auf die Dynamik des Abgasdrucks verglichen mit einer Anordnung weiter stromab haben. Die unerwünschte Auswirkung kann in gewisser Weise reduziert werden, wenn mehrere Katalysatoren 30 parallel eingesetzt werden. Der Einsatz mehrerer Katalysatoren 30 bewirkt jedoch eine unvorteilhafte Zunahme der Katalysator-Anspringzeit (zusätzlich zu höheren Kosten, der zunehmenden Größe und des größeren Gewichts). Unabhängig von seiner Position in dem Abgassystem 18 stellt der Katalysator 38 ein erhebliches Hindernis für den Strömungskanal dar und bewirkt daher eine plötzliche Zunahme des Strömungswiderstandes an seinem stromauf liegenden Ende. Dies bewirkt, dass eine Druckwelle bzw. ein Druckimpuls auf den Motor 14 über die Krümmer 22 zurück reflektiert wird. Die Dynamik der Abgase, die von dem Motor 14 kommen, und der reflektierten Wellen, die sich auf den Motor zu bewegen, beeinflusst die Leistung des Motors (d. h. Leistungs- und Drehmomentabgabe).
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann ein reflektierter Abgasimpuls den Prozess des Ausspülens von Abgas sowie die Fähigkeit des Zylinders beeinträchtigen, frische Ansaugluft aufzunehmen (wodurch auch die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder beeinflusst werden kann). Wenn die Abgaswelle, die von dem Katalysator 38 zurückreflektiert wird, bei Ventilüberdeckung beide Brennkammern (der Zeit, zu der sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil offen sind) erreicht, kommt es zu einem erheblichen Leistungsverlust aufgrund von geringerem volumetrischem Wirkungsgrad. Bei hohem Abgasdruck stromab von der Brennkammer wird das Gesamt-Druckgefälle, durch das Frischluft in den Zylinder gesaugt wird, reduziert. So wird der Zylinder mit weniger Luft und Kraftstoff gefüllt, und der volumetrische Wirkungsgrad wird beeinträchtigt, so dass es zu einem "Loch" bei der Leistungs- und Drehmomentabgabe kommt. Die reduzierte Ausgangsleistung tritt über den Bereich von Motordrehzahlen auf, bei denen die Abgasdruckwelle bei Ventilüberschneidung zurückkehrt. Im Allgemeinen führt ein größerer Abstand zwischen den Zylindern und dem Katalysator 38 zu Leistungsverlust bei niedrigeren Motordrehzahlen, und ein kürzerer Abstand zwischen den Zylindern und dem Katalysator 38 führt zu einem Leistungsverlust bei höheren Motordrehzahlen.
In dem Abgassystem 18 ist der Katalysator 30 innerhalb der ersten Hälfte der gesamten Abgasstromlänge zwischen dem Motor 14 und den Auslassen 35E angeordnet. Des Weite ren ist wenigstens ein Teil des Sammlerabschnitts 26, wie in 2–4 gezeigt, in einer Resonatorkammer 42 angeordnet. Weiterhin umgibt oder umschließt die Resonatorkammer 42 im Wesentlichen den Katalysator 30. In der dargestellten Ausführungsform ist der Katalysator 30 vollständig über die gesamte Länge des Katalysators 30 in der Resonatorkammer 42 in Umfangsrichtung eingeschlossen. In einigen Ausführungsformen umgibt oder umschließt die Resonatorkammer 42 den Katalysator 30 nicht vollständig, sondern grenzt an den Katalysator 30 an oder umschließt ihn teilweise. Ein/e oder mehrere Loch/Löcher oder Öffnung/Öffnungen 46 bilden einen perforierten Abschnitt 50, der Fluidverbindung des Abgasströmungskanals des Sammlerabschnitts 20 mit der Resonatorkammer 42 herstellt, so dass eine Erweiterung des Strömungskanals an dem perforierten Abschnitt 50 vorhanden ist. Die Öffnungen 46 sind, wie in 2–4 gezeigt, kreisförmig und gleichmäßig um den Umfang des Sammlerabschnitts 26 herum beabstandet. Die Öffnungen 46 können in anderen Ausführungsformen andere Formen und/oder andere Ausrichtungen haben.
Die Resonatorkammer 42 dient als ein "Sackgassen"-Expansionsvolumen, da die einzigen Kanäle in die Resonatorkammer 42 hinein und aus ihr heraus die Öffnungen 46 sind. So strömen alle Abgase, die über die Öffnungen 46 in die Resonatorkammer 42 eintreten, schließlich über die Öffnungen 46 aus der Resonatorkammer 42 heraus und gelangen anschließend durch den Katalysator 30. Hingegen können die Abgase, die nicht in die Resonatorkammer 42 eintreten, direkt in den Katalysator 30 und durch ihn hindurch gelangen. Strom in dem Katalysator 30 hinein wird insofern nicht behindert, als keine physischen Hindernisse vorhanden sind, die Abgasstrom direkt von den Krümmern 22 durch den Katalysator 30 behindern, d. h. nur der Katalysator 30 selbst wirkt drosselnd.
In der dargestellten Ausführungsform bildet der Sammlerabschnitt 26 keinen wesentlichen Abschnitt des Abgassystems 18. Dies stellt einen Unterschied zu einem Abgassystem mit einem langen Sammlerabschnitt dar, der normalerweise von der Vorderseite des Motors oder neben ihm zu einer Position hinter dem Motor verläuft. Statt dessen dient der Sammlerabschnitt 26 des dargestellten Abgassystems 18 dazu, die Abgasströmungskanäle der Krümmer 22 über eine kurze Länge zu vereinigen, so dass der perforierte Abschnitt 50 und der Katalysator 30 an den stromab liegenden Enden 36 jedes der Krümmer 22 oder im Wesentlichen daran angrenzend und innerhalb der ersten 40% der gesamten Strömungslänge zwischen den Motor-Auslasskanälen und den Auslassen 35E angeordnet sind. So beträgt beispielsweise die Länge von dem hinteren Zylinder-Auslasskanal zu dem perforierten Abschnitt 50 ungefähr 612 Millimeter, und die Länge von dem perforierten Abschnitt 50 zu den Auslassen 35E beträgt ungefähr 950 Millimeter.
Die obenstehende Beschreibung hebt einige der Probleme hervor, die entstehen, wenn einfach ein Katalysator von einer stromab liegenden Position entfernt und an eine weiter stromauf liegende Position verschoben wird, um schnelleres Anspringen zu bewirken. Die Resonatorkammer 42 und der perforierte Abschnitt 50 der vorliegenden Erfindung ermöglichen sowohl schnelles Anspringen als auch zufriedenstellende Ausgangsleistung des Motors 14.
Wenn sich das Abgasventil (nicht dargestellt) eines Zylinders öffnet, breitet sich eine Hochdruckwelle in dem dazugehörigen Krümmerrohr 22 aus. Wenn diese Welle den perforierten Abschnitt 50 erreicht, wird ihr Druck durch die Expansion der Resonatorkammer 42 abgeleitet. Eine sekundäre Welle (die verbleibende Komponente der ursprünglichen Hochdruckwelle) trifft auf den Katalysator 38 auf. Ein Teil der sekundären Welle von Abgasen tritt durch den Katalysator 30 zu dem Schalldämpfabschnitt 34 des Schalldämpfers hindurch. Der Teil der sekundären Welle, der nicht durch den Katalysator 30 hindurchgelangt, wird von dem Katalysator 38 und wieder zurück zu dem Motor 14 reflektiert. Bevor er sich zu den stromauf liegenden Enden 36A der Krümmer 22 ausbreitet, wird der Druck der reflektierten Welle weiter durch die Expansion verringert, die auftritt, wenn die reflektierte Welle auf den perforierten Abschnitt 50 trifft. Daher wird die reflektierte Welle, die bis zu dem Motor 14 gelangt, durch Expansion an dem perforierten Abschnitt 50 (zusätzlich zu dem Abschnitt, der durch den Katalysator 30 hindurchgetreten ist) zerstreut. Zusätzlich zu der Zerstreuung kommt es unter bestimmten Betriebsbedingungen zu einem Wellenauslöschungseffekt, der wenigstens teilweise durch die Anzahl von Öffnungen 46 und die Größe des Volumens in der Resonatorkammer 42 beeinflusst wird. Beim Auftreten von Wellenauslöschung treffen zwei Wellen, die sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen, aufeinander, und wenigstens eine der Wellen wird ausgelöscht. So kann beispielsweise eine Welle von frischen Abgasen von dem Motor 15 den Effekt einer reflektierten Welle auslöschen, die sich von dem Sammlerabschnitt 26 auf den Motor 14 zu bewegt.
Bei dem Zweizylindermotor 14 der dargestellten Ausführungsform, bei dem beide Zylinder den einen Katalysator 30 speisen, wird die von dem Katalysatormaterial 38 reflek tierte Welle an dem Sammlerabschnitt 26 geteilt und bewegt sich weiter in beide Krümmerrohre 22. Bei einer Abgasanlage, bei der mehrere Krümmer einen einzelnen Katalysator speisen, wird die von dem Katalysator reflektierte Welle an dem Sammler auf die Krümmerrohre aufgeteilt. Daher kann die Kombination aus dem perforierten Abschnitt 50 und der Resonatorkammer 42 besonders gute Leistung bei Zweizylindermotoren mit gemeinsamem Abgassystem, wie beispielsweise bei dem Motorrad 10 in 1, erbringen. Obwohl das Abgassystem 18 primär für die Funktion mit einem 2-in-1-System dargestellt und beschrieben ist, eignet es sich auch für Einzylindersysteme und Mehrzylindermotoren mit getrennten oder gemeinsamen Abgassystemen.
5 und 6 veranschaulichen die verbesserte Leistung, die mit den Merkmalen des Abgassystems 18 erbracht wird. 5 ist ein computersimuliertes Diagramm, das einen Abgasdruck (an dem Auslasskanal) als Funktion des Kurbelwinkels des Motors 14 bei Betrieb bei relativ hoher Motordrehzahl darstellt, wie beispielsweise bei 8000 U/min. Eine Druckkurve in 5 steht für eine Grundkonfiguration mit einem Katalysator, der ähnlich wie der Katalysator 30 in der Schalldämpferbaugruppe 35 des dargestellten Abgassystems 18 angeordnet ist. Die Grundkonfiguration, die durch eine durchgehende Linie dargestellt wird, enthält den perforierten Abschnitt 50 oder die Resonatorkammer 42 nicht, ist aber ansonsten identisch mit dem dargestellten Abgassystem 18. Eine zweite Druckkurve in 5, die mit der unterbrochenen Linie dargestellt ist, steht für den Motor 14 mit dem Abgassystem 18, das den perforierten Abschnitt 50 und die Resonatorkammer 42 enthält. Die Kurven in dem Diagramm in 5 veranschaulichen den Effekt des Eintreffens einer reflektierten Abgaswelle an dem Abgaskanal bei Ventilüberschneidung, im Allgemeinen um den oberen Totpunkt herum (360 Grad, wie in 5 angedeutet). Das Abgassystem 18 mit dem perforierten Abschnitt 50 und der Resonatorkammer 42 weist einen erheblich niedrigeren Abgasdruck bei Ventilüberschneidung auf. Der vergleichsweise hohe Abgasdruck bei Ventilüberschneidung bei der Grundfiguration führt, wie dies oben beschrieben ist, zu verringertem volumetrischem Wirkungsgrad und geringerer Motorausgangsleistung. Aufgrund der Position des Katalysators 30 an die stromab liegenden Enden 36 der Krümmer 22 angrenzend (d. h. des kurzen Abgasabschnitts zwischen dem Motor 14 und dem Katalysator 38) ist bei diesen relativ hohen Motordrehzahlen die reflektierte Abgaswelle an dem Auslasskanal bei Ventilüberschneidung vorhanden.
6 ist ein computersimuliertes Diagramm, das den bei einem Motor auftretenden Leistungsverlust darstellt, der bei Drehzahlen arbeitet, bei denen eine reflektierte Abgaswelle den Abgaskanal bei Ventilüberschneidung erreicht. Die durchgehende Linie in dem Diagramm in 6 stellt den Motor 14 mit der oben beschriebenen theoretischen Grundkonfiguration dar, der als Vergleichsbasis dient. Die unterbrochene Linie stellt den Motor 14 mit dem dargestellten Abgassystem 18 dar, das den perforierten Abschnitt 50 und die Resonatorkammer 42 enthält. Zwischen 5500 U/min und 9000 U/min ermöglichen es der perforierte Abschnitt 50 und die Resonatorkammer 42 des Abgassystems 18, dass der Motor zwischen 2 und 4 PS mehr erzeugt. Dies stellt bis zu 5% mehr Leistung (gemessen bei ungefähr 6000 U/min) dar.
7 stellt eine weitere Konstruktion eines Abgassystems 80 mit einem Paar Krummem 82, einer Resonatorkammer 84, einem Katalysator 86, einem perforierten Abschnitt 88, der mit jedem der Krümmer 82 verbunden ist, und einem Schalldämpfabschnitt 89 dar. Ein Sammlerabschnitt 90 führt zwei Abgasströmungs-Kanäle, die durch die Krümmer 82 gebildet werden, zu einem einzelnen Abgas-Strömungskanal zusammen. Die perforierten Abschnitte 88 stellen Fluidverbindung zwischen den Krümmer-Abgas-Strömungskanälen und einem Innenvolumen der Resonatorkammer 84 her. Die Resonatorkammer 84 ist so ausgeführt, dass sie den Sammlerabschnitt 90, den perforierten Abschnitt 88 und den Katalysator 86 umgibt. In alternativen Ausführungsformen ist der Katalysator 86 entweder außerhalb der Resonatorkammer 84 positioniert oder teilweise innerhalb der Resonatorkammer 84 positioniert.
Die perforierten Abschnitte 88 werden durch ein/e oder mehrere Öffnung/en bzw. Loch/Löcher 92 in jedem der Krümmer 82 gebildet. Die Öffnungen 92 sind in der dargestellten Ausführungsform kreisförmig und gleichmäßig beabstandet um Umfänge der Krümmer 82 herum angeordnet, jedoch sind andere Formen und Ausrichtungen möglich. Obwohl das Abgassystem 80 in 7 sich von dem Abgassystem 18 in 2–4 durch die Positionierung der perforierten Abschnitte 88 in den Krümmern 82 anstelle des einzelnen perforierten Abschnitts 50 in dem Sammlerabschnitt 26 unterscheidet, ist im Allgemeinen die Position der perforierten Abschnitte 88 in Bezug auf den Katalysator 86 die gleiche wie bei dem Abgassystem 18. Da die perforierten Abschnitte 88 an den stromab liegenden Enden der Krümmer 82 angeordnet sind und da sich der Sammlerabschnitt 90 nicht über eine erhebliche Länge erstreckt, befindet sich der Katalysator 86 unmittelbar stromab von den perforierten Abschnitten 88. Das Abgassystem 80 arbeitet mit dem Motor 14 so zusammen, dass ähnliche Funktion und Leistung wie bei dem oben beschriebenen Abgassystem 18 erreicht werden.
Das Abgassystem 80 in 7 unterscheidet sich zusätzlich dazu, dass es zwei separate perforierte Abschnitte 88 aufweist, dadurch von dem Abgassystem 18 in 2–4, dass es im Wesentlichen an dem Motor 14 und nicht unter dem vorderen Abschnitt des Motors 14 angeordnet ist. Die Aspekte der Anbringung an der Seite des Motors 14 und des Vorhandenseins zweier perforierter Abschnitte 88 müssen nicht zusammen integriert werden, sind jedoch der Deutlichkeit halber beide in 7 enthalten. Einer der Aspekte der Gestaltung in 7 kann ohne den anderen in das Abgassystem 18 in 2–4 integriert werden.
Die mit den Pfeilen in 7 angedeuteten Bereiche 94 stellen alternative Positionen für die perforierten Abschnitte 88 dar. Statt die Öffnungen 92 nur in den Krümmern 82 auszubilden, können zusätzliche Öffnungen 92 in dem Sammlerabschnitt 90 ausgebildet werden. Diese Position der perforierten Abschnitte 88 stellt insofern eine Hybridlösung aus dem Abgassystem 18 in 2–4 und dem Abgassystem 80 in 7 dar, als mehrere perforierte Abschnitte 88 in dem Sammlerabschnitt 90 ausgebildet sind.

Claims

Abgassystem für einen Motorradmotor, das umfasst: einen Krümmer mit einem stromauf liegenden Ende an eine Brennkammer des Motors angrenzend und einem dem stromauf liegenden Ende gegenüberliegenden stromab liegenden Ende; einen Katalysator, der stromab von der Brennkammer angeordnet und so ausgeführt ist, dass er die Emissionsqualität von aus der Brennkammer ausgestoßenen Abgasen verbessert; einen perforierten Abschnitt, der wenigstens teilweise einen Abgaskanal bildet, wobei der perforierte Abschnitt an das stromab liegende Ende des Krümmers angrenzend angeordnet ist; und eine Resonatorkammer, die in Fluidverbindung mit dem perforierten Abschnitt steht, wobei die Resonatorkammer so ausgeführt ist, dass sie Expansion der Abgase in dem Abgaskanal über den perforierten Abschnitt ermöglicht.
Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der Katalysator, der perforierte Abschnitt und die Resonatorkammer Teil einer Schalldämpferbaugruppe sind und der Katalysator am vorderen Ende der Schalldämpferbaugruppe angeordnet ist.
Abgassystem nach Anspruch 2, wobei die Schalldämpferbaugruppe einen Schalldämpfabschnitt enthält, das vordere Ende vor dem Motor angeordnet ist und der Schalldämpfabschnitt hinter dem Motor angeordnet ist.
Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der Katalysator wenigstens teilweise in der Resonatorkammer eingeschlossen ist.
Abgassystem nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: einen zweiten Krümmer zum Leiten von Abgasen von einer zweiten Brennkammer des Motors weg; und eine Sammlereinrichtung, die zwischen den ersten und den zweiten Krümmer und den Katalysator gekoppelt ist, wobei sich der perforierte Abschnitt in der Sammlereinrichtung befindet.
Abgassystem nach Anspruch 1, wobei sich der perforierte Abschnitt in dem Krümmer befindet.
Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der perforierte Abschnitt eine Vielzahl beabstandeter Löcher enthält, die Fluidverbindung zwischen dem Abgaskanal und der Resonatorkammer herstellen.
Motorrad, das umfasst: einen Motor, der so ausgeführt ist, dass er in Funktion Abgase aus einer Brennkammer ausstößt; einen Krümmer, der so ausgeführt ist, dass er die Abgase von der Brennkammer wegleitet, wobei der Krümmer ein stromauf liegendes Ende an die Brennkammer angrenzend und ein stromab liegendes Ende von der Brennkammer entfernt hat; einen Katalysator stromab von der Brennkammer, der so ausgeführt ist, dass er die Emissionsqualität der Abgase verbessert; einen perforierten Abschnitt, der wenigstens teilweise einen Abgaskanal bildet, wobei der perforierte Abschnitt an das stromab liegende Ende des Krümmers angrenzend angeordnet ist; und eine Resonatorkammer, die ein Expansionsvolumen für den Abgaskanal an den perforierten Abschnitt angrenzend bildet.
Motorrad nach Anspruch 8, wobei der Katalysator, der perforierte Abschnitt und die Resonatorkammer Teil einer Schalldämpferbaugruppe sind und der Katalysator an einem vorderen Ende der Schalldämpferbaugruppe angeordnet ist.
Motorrad nach Anspruch 9, wobei die Schalldämpferbaugruppe einen Schalldämpfabschnitt enthält und das vordere Ende der Schalldämpferbaugruppe vor dem Motor angeordnet ist und der Schalldämpfabschnitt hinter dem Motor angeordnet ist.
Motorrad nach Anspruch 8, wobei der Katalysator wenigstens teilweise in der Resonatorkammer eingeschlossen ist.
Motorrad nach Anspruch 8, das des Weiteren umfasst: einen zweiten Krümmer zum Leiten von Abgasen von einer zweiten Brennkammer des Motors weg; und eine Sammlereinrichtung, die zwischen den ersten und den zweiten Krümmer und den Katalysator gekoppelt ist, wobei sich der perforierte Abschnitt in der Sammlereinrichtung befindet.
Motorrad nach Anspruch 8, wobei sich der perforierte Abschnitt in dem Krümmer befindet.
Motorrad nach Anspruch 8, wobei der perforierte Abschnitt eine Vielzahl beabstandeter Löcher enthält, die Fluidverbindung zwischen dem Abgaskanal und der Resonatorkammer herstellen.
Schalldämpferbaugruppe zum Einsatz mit einem Motor, wobei die Schalldämpferbaugruppe ein stromauf liegendes Ende zum Aufnehmen von Abgasen von einem oder mehreren Krümmern und ein stromab liegendes Ende zum Ausstoßen von Abgasen an die Atmosphäre hat und die Schalldämpferbaugruppe umfasst: einen Schalldämpfabschnitt an das stromab liegende Ende angrenzend; einen Katalysator mit einer Menge an Katalysatormaterial, durch die die Emissionsqualität der Abgase von dem Motor verbessert werden kann; eine Abgasleitung, die wenigstens teilweise einen Abgaskanal, stromauf von dem Katalysator bildet, wobei die Abgasleitung ein oder mehrere Loch/Löcher hat; und eine Resonatorkammer, die so ausgeführt ist, dass sie volumetrische Expansion der Abgase in dem Abgaskanal ermöglicht, wobei die Resonatorkammer in Fluidverbindung mit dem einen oder den mehreren Loch/Löchern steht, wobei der Katalysator an dem stromauf liegenden Ende der Schalldämpferbaugruppe angeordnet ist.
Schalldämpferbaugruppe nach Anspruch 15, die des Weiteren ein aus einem Teil bestehendes Gehäuse umfasst, das wenigstens teilweise sowohl die Resonatorkammer als auch den Schalldämpfabschnitt bildet.
Schalldämpferbaugruppe nach Anspruch 15, wobei der Katalysator wenigstens teilweise in der Resonatorkammer eingeschlossen ist.
Schalldämpferbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Abgasleitung einen Sammlerabschnitt enthält, der Fluidverbindung von wenigstens zwei Krümmern mit dem Katalysator herstellt.
Schalldämpferbaugruppe nach Anspruch 18, wobei das eine oder die mehreren Loch/Löcher an einem stromab liegenden Ende des Sammlerabschnitts an den Katalysator angrenzend angeordnet ist/sind.
Schalldämpferbaugruppe nach Anspruch 15, wobei das stromauf liegende Ende der Schalldämpferbaugruppe vor dem Motor angeordnet ist und das stromab liegende Ende der Schalldämpferbaugruppe hinter dem Motor angeordnet ist, und die Schalldämpferbaugruppe einen Verbindungsabschnitt hat, der Fluidverbindung zwischen dem Katalysator und dem Schalldämpfabschnitt herstellt und im Wesentlichen unter dem Motor angeordnet ist.