DE2532013A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

ocson 1 Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Wf.ic* mann, ^4Jg'^{y I}

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
27-8, 6-chome, Jingumae
Shibuya-ku
Tokio, 150 /Japan

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem eine Abgasreaktionskammer enthaltenden Abgassystem. Die Abgasreaktionskammer kann durch ein dünnwandiges metallisches Innengehäuse gebildet sein, welches mit Abstand innerhalb eines dickwandigen Gehäuses angeordnet ist. Es ist erwünscht, die Wärmeableitung aus den Abgasen minimal zu halten, während sie aus den Verbrennungskammern in die Reaktionskammer geleitet werden.

Eine Brennkraftmaschine eingangs genannter Art ist hierzu erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein dünnwandiges metallisches Innengehäuse mit Abstand in einem dickwandigen Gehäuse angeordnet ist und die mit einem von jedem Zylinder ausgehenden Abgaskanal über eine Abgassammelleitung verbundene Abgasreaktionskammer enthält und daß jeder Abgaskanal mit einer dünnwandigen Auskleidung aus hitzebeständigem Material geringer Wärmekapazität versehen ist, die mit der Abgassamraelleitung verbunden ist.

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Vorzugsweise ist die jeweilige Auskleidung mit Abstand zur Innenwandung des Abgaskanals angeordnet.

Eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung, bei der zwei oder mehr Zylinder vorgesehen sein können, hat die Abgaskanäle vorzugsweise paarweise gruppiert, wobei jedes Paa» von Abgaskanälen in einen gemeinsamen Austritt ausläuft, der mit einem einzigen Abgassammeirohr in Verbindung steht. Dabei kann eine einheitliche dünnwandige Auskleidung vorgesehen sein, die zwei Zweige hat, welche jeweils in einem Abgaskanal liegen. Sie laufen zusammen und stehen mit der AbgasSammelleitung in Verbindung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise gebrochene und geschnittene Draufsicht auf die wichtigsten Teile einer Brennkraftmaschine

nach der Erfindung und
Fig. 2 einen Seitenschnitt der in Fig. 1 gezeigten Maschine.

In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine 1 mit mehreren Zylindern 2 dargestellt, die jeweils einen Kolben 3 enthalten, welcher eine Wandung einer Hauptverbrennungskammer 4 bildet. Eine Vorverbrennungskammer 7 ist mit jeder Hauptverbrennungskammer 4 über einen Flammkanal 5 verbunden. Eine Zündkerze 6 ist für jede Vorverbrennungskammer 7 vorgesehen.

Eine ZufUhrungs-Mehrfachleitung A hat Wandungen, wie eine Hauptzuführungskammer 9 bilden, welche mit jeder Hauptverbrennungskammer 4 über Zuführungdanäle 8 verbunden ist. Die Mehrfachleitung A hat ferner Wandungen, die eine Hilfszuführungskammer 11 bilden, welche mit jeder Vorverbrennungskammer 7 über Hilfszuführungskanäle 10 verbunden ist. Eine

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Abgas-Mehrfachleitung B ist aus einem doppelwandigen Gehäuse 12 gebildet, das eine Außenwand 24 und eine darin mit Abstand angeordnete Innenwand 20 hat. Diese Teile sind in einen dickwandigen Gehäuse 13 angeordnet. Die dünnen Wände der Gehäuseteile 12 sind aus wärmebeständigem Material hergestellt, das eine geringe Wärmekapazität hat. Ein solches Material ist beispielsweise Edelstahl. Eine erste Abgasreaktionskammer 14 innerhalb des Gehäuses 12 empfängt Abgase von der Maschine durch Abgassammelleitungen 15, die einen Teil des Gehäuses 12 bilden. Jede Sammelleitung 15 empfängt die Abgase aus zwei benachbarten Abgaskanälen 16 der Maschine 1. Die Abgaskanäle 16 sind mit Auskleidungen 17 aus dünnem, wärmebeständigem Material mit geringer Wärmekapazität, beispielsweise aus Edelstahl hergestellt. Eine einzelne Auskleidung -17 mit zwei zusammenlaufenden Zweigen ist jedem Paar einander benachbarter Abgaskanäle 16 zugeordnet und hat eine gemeinsame Austrittsöffnung 17a, die mit einer Sammelleitung 15 in Verbindung steht.

Die Abgase laufen aus der ersten Abgasreaktionskammer 14 in eine zweite Abgasreaktionskammer oder Zwischenkammer 19 innerhalb des Innengehäuses 20 durch eine Öffnung 21. Die Abgase gelangen von der zweiten Kammer 19 durch eine Öffnung 22 in einen Raum 23 zwischen der Innenwand 20 und der Außenwand 24. Eine dritte Reaktionskammer, die durch den Raum 23 giildet ist, umgibt die erste Kammer 14 und die zweite Kammer 19. Die Abgase treten aus dem Raum 23 durch eine Austrittsleitung 25 aus und werden durch einen nicht dargestellten Schalldämpfer geführt. Die Wärme der Abgase wird innerhalb der Auskleidungen 17 der Abgaskanäle 16 und innerhalb des doppelwandigen Gehäuses 12 im Gesamtgehäuse 13 gehalten. Der mehrfach gebogene Weg der Abgase, der durch die Kammern 14, 19 und 23 erzeugt wird, hält die

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Abgase für relativ lange Zeit auf einer relativ hohen Temperatur. Da das gesamte Kraftstoff-Luftverhältnis der den Verbrennungskammern zugeführten Gemische geringer als das stöchiometrische Verhältnis ist, enthalten die Abgase einen Überschuß an Sauerstoff. Die lange Verweilzeit bei hohen Temperaturen innerhalb der Abgasleitungen bewirkt eine Änderung des schädlichen CO in harmloses COp und eine fortgesetzte Oxydation von HC, so daß unverbrannte Kohlenwasserstoffe in den Abgasen reduziert werden, wenn sie in die Atmosphäre abgegeben werden.

Die Wände 27 des Gehäuses 13 bilden nach oben weisende Öffnungen 28. Eine wärmebeständige Platte 29 ist in der Öffnung 28 angeordnet. Sie besteht aus demselben Material wie das doppelwandige Gehäuse 12. Gewindeelemente 30 verbinden die Platte 29 mit der Außenwand/aes Gehäuses 12. Die Wand 24 und die Platte 29 haben mehrere aufeinander ausgerichtete Öffnungen 31, so daß die Abgase aus dem Raum 23 auf die Platten 32 und 33 einwirken können, die Wandungen der Zuführungskammern 11 und 9 bilden. Diese Platten bestehen aus wärmebeständigem dünnwandigem Metall geringer Wärmekapazität, beispielsweise aus Edelstahl. Die Wärme wird von der Abgas-Mehrfachleitung B durch die Platte 32 übertragen und heizt das angereicherte Gemisch in der Hilfszuführungskammer 11 auf. Ähnlich wird Wärme von der Mehrfachleitung B durch die Platte 33 übertragen, so daß das abgemagerte Gemisch in der HauptzufUhrungskammer 9 aufgeheizt wird.

Ein Hauptvergaser 35 liefert abgemagertes Gemisch für die Hauptzuführungskammer 9, ein Hilfsvergaser 36 liefert angereichertes Gemisch für die Hilfszuführungskammer 11. Ein zweiter Hauptvergaser 37 liefert gleichfalls abgemagertes Gemisch, jedoch tritt dieser Vergaser nur dann in Aktion, wenn die Maschine unter schwerer Last arbeitet. Bei Leerlauf

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oder geringer Last bleibt er abgeschaltet. Die zweite Hauptzuführungskammer 38 ist daher mit Abstand zur Öffnung 28 angeordnet und wird nicht direkt durch die Abgase aufgeheizt. Sie gibt ihren Inhalt in dieselben Hauptzuführungskanäle 8 ein wie die erste Hauptzuführungskammer 9. Die relativ niedrige Temperatur des zusätzlichen abgemagerten Gemischs, welches aus der Zuführungskammer 38 austritt, führt zu einer Erhöhung des Gesamtgewichts an Kraftstoff-Luftgemisch, welches der Maschine zugeführt wird. Damit ist eine Verbesserung der Leistungsabgabe verbunden.

Ein größerer Teil der Länge einer jeden Auskleidung 17 ist mit Abstand zu der Innenwand des jeweiligen Abgaskanals 16 angeordnet. Die Verwendung wärmebeständiger Auskleidungen 17 in den Abgaskanälen der Maschine begünstigt die Haltung der Abgase auf möglichst hoher Temperatur in der Abgasreaktionskammer 14, so daß dadurch eine weitere Verbesserung der Steuerung schädlicher Anteile in den Abgasen erreicht wird. Dies wirkt sich insbesondere während eines Maschinenbetriebs unter geringer Belastung aus.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einem eine Abgasreaktionskammer enthaltenden Abgassystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiges metallisches Innengehäuse (12) mit Abstand in einem dickwandigen Gehäuse (13) angeordnet ist und die mit einem von jedem Zylinder (2) ausgehenden Abgaskanal (16) über eine Abgassammelleitung (15) verbünde Abgasreaktionskammer (14) enthält und daß jeder Abgaskanal (16) mit einer dünnwandigen Auskleidung (17) aus hitzebeständigem Material geringer Wärmekapazität versehen ist, die mit der AbgasSammelleitung (15) verbunden ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Auskleidung (17) mit Abstand zur Innenwandung des jeweiligen Abgaskanals (16) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaskanäle (16) paarweise für einander benachbarte Zylinder angeordnet sind, daß die Abgaskanäle (16) eines jeden Paars zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung (17a) zusammenlaufen, die mit einer gemeinsamen Abgassammelleitung (15) verbunden ist, und daß eine einheitliche dünnwandige Auskleidung mit zwei Zweigen jeweils für zwei Abgaskanäle (16) vorgesehen und an die Abgassammelleitung (15) angeschlossen ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dünnwandige Gehäuse (12) eine die üugasreaktionskammer (14) bildende und mit der jeweiligen Abgassammelleitung (15) verbundene Innenwandung (20), die ferner eine weitere, mit der ersten (14)

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durch eine Öffnung (21) verbundene Abgasreaktionskammer (19) bildet, und eine zur Innenwandung (20) mit Abstand angeordnete Außenwandung {2k) umfaßt, die eine äußere Reaktionskammer (23) bildet.

Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeder Zylinder eine Hauptverbrennungskammer und eine damit über einen Flammkanal verbundene Vorverbrennungskammer umfaßt und Zuführungskanäle zur Zuführung eines relativ abgemagerten Kraftstoff-Luftgemischs zu jeder Hauptverbrennungskammer und eines relativ angereicherten Kraftstoff-Luftgemischs zu jeder Vorverbrennungskammer vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das dickwandige Gehäuse (13) des Abgassystems eine Öffnung (28) aufweist, die in Wärmeaustausch mit den Zuführungskanälen angeordnet ist, so daß die Wärme der Abgase zumindest eines der zugeführten Gemische aufheizt.

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