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EP0939208A2 - Exhaust gas manifold and purification apparatus as well as exhaust gas apparatus for a multi-cylinder engine - Google Patents

Exhaust gas manifold and purification apparatus as well as exhaust gas apparatus for a multi-cylinder engine Download PDF

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Publication number
EP0939208A2
EP0939208A2 EP98121660A EP98121660A EP0939208A2 EP 0939208 A2 EP0939208 A2 EP 0939208A2 EP 98121660 A EP98121660 A EP 98121660A EP 98121660 A EP98121660 A EP 98121660A EP 0939208 A2 EP0939208 A2 EP 0939208A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
cleaning device
exhaust
housing
cast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98121660A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0939208A3 (en
Inventor
Hongjiang Cui
Rudolf Gallitscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arvin Industries Deutschland GmbH
Original Assignee
Zeuna Starker GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeuna Starker GmbH and Co KG filed Critical Zeuna Starker GmbH and Co KG
Publication of EP0939208A2 publication Critical patent/EP0939208A2/en
Publication of EP0939208A3 publication Critical patent/EP0939208A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas collection and Cleaning device for a multi-cylinder engine, comprising a cast part Exhaust manifold and a close to the engine, to the Exhaust manifold connected, a housing and at least one exhaust gas purification body stored therein comprehensive exhaust gas purification device.
  • she concerns according to an independent further aspect an exhaust device for a multi-cylinder engine, comprising an exhaust manifold designed as a casting and a close to the engine, on the exhaust manifold connected exhaust gas guide element.
  • a generic exhaust gas collection and cleaning device is from the European patent application 0761939 known.
  • the arrangement of the exhaust gas cleaning device close to the engine aims at a favor on their starting behavior, i.e. on a Shortening the time after starting the Motors passes until the effective emission control starts.
  • the known generic exhaust gas collection and cleaning device form the Exhaust manifold and the inlet funnel as well as the Shell of the housing of the exhaust gas purification device a structural unit by acting as one piece Cast part are formed.
  • the exhaust gas purification device is a sheet metal part Executed output funnel welded.
  • the well-known exhaust gas collection and cleaning device generic type has a plurality of significant Disadvantages on: This is particularly worth mentioning the complex and therefore expensive manufacture of the combined casting for exhaust manifolds and Inlet funnel and jacket of the housing of the exhaust gas cleaning device. Furthermore, the high weight or the high mass of that casting unit is disadvantageous, not least with regard to the light-off behavior the emission control device. Furthermore is one Welded connection between the cast part Shell of the housing of the exhaust gas purification device and the trained as a sheet metal part Exit funnel provided; such a welded joint is as a result of the necessary measures (in particular specific material selection and preheating of the casting, using specific welding wire) also complex and expensive.
  • this object solved in that in the exhaust manifold in his outlet-side end area a sheet metal part, pipe piece protruding from the casting is cast in, with which a downstream Segment of the housing of the exhaust gas purification device connected is.
  • the one according to the invention Exhaust gas collection and cleaning device is characterized in that when casting the Exhaust manifold in its outlet end region Pipe piece is poured, which as a sheet metal part is executed and on the exhaust side from the exhaust manifold protrudes to connect to a downstream Segment of the housing of the exhaust gas purification device to enable.
  • the "downstream Segment "of the housing of the exhaust gas purification device can in this sense in particular an entrance funnel or a more or less cylindrical one Casing of the housing.
  • Pipe piece cast in the exhaust manifold can be in be realized in different ways. In consideration comes in addition to a design as a drawn part in particular a structure of two half-shells, single-layer and multi-layer designs are equally suitable are.
  • the cross-sectional shape can be round, oval, glasses-like (especially with multi-flow construction the exhaust system) or the like.
  • the pipe piece does not necessarily have a constant cross-section; it can rather be in its longitudinal direction narrow or widen its cross section change in any other way.
  • a first preferred development of the invention is characterized in that in the exhaust manifold cast pipe section as an inlet funnel the housing of the exhaust gas purification device is.
  • the shape of the pipe section as Input funnel of the housing of the Exhaust gas cleaning device is both before and also possible after the production of the casting elbow, in particular the process of hydroforming to shape the entrance funnel is suitable. This can also be used as a duo funnel (i.e. multi-layer).
  • the pipe section can be the same Be designed as a connecting tube with which is the inlet funnel of the housing of the exhaust gas purification device connected is.
  • the present invention is applicable to the connection of other components of an exhaust system the exhaust manifold designed as a cast manifold. So can for example, in a corresponding manner Coupling element enabling expansion compensation (e.g. Corrugated pipe / bellows) connected to the exhaust manifold become.
  • Coupling element enabling expansion compensation e.g. Corrugated pipe / bellows
  • the exhaust gas collection and illustrated in Figs Cleaning device is for connection to a 4-cylinder in-line engine designed. Accordingly includes the exhaust manifold 1 designed as a casting four Inlets 2. Inlets 2 each end in one engine side, for connection to the cylinder head provided flange 3.
  • the exhaust manifold 1 summarizes that Exhaust gas from all four cylinders together; it embraces consequently a common outlet 4.
  • the exhaust manifold 1 is an exhaust gas cleaning device directly 5 downstream.
  • Their housing 6 is made up of three segments, namely one Input funnel 7, a cylindrical shell 8 and an exit funnel 9.
  • the three segments of the Housing of the exhaust gas purification device 5 are - in as such known way - by means of two welds connected with each other. With the exit funnel 9, moreover, an output flange 10 is welded.
  • the pipe piece protruding a few centimeters from the casting 11 consists of an easily weldable sheet. Its wall thickness is essentially the same as the wall thickness the entrance funnel 7 essentially match.
  • the connecting pipe 11 protrudes slightly into into the end portion of the inlet funnel 7. The both parts are by a circumferential weld 13 connected to each other.
  • FIG. 2 is - for completeness - schematically the storage of an exhaust gas purification body 14 in the casing 8 of the housing of the exhaust gas purification device 5 with the interposition of one Storage mat 15 illustrated, wherein in Considering that any known ones here Design is conceivable on the representation of Details was dispensed with.
  • the modification illustrated in Fig. 3 differs from the above-described exhaust gas collection and cleaning device solely in that that in the end region of the outlet 4 of the exhaust manifold 1 cast pipe section 12 itself as Input funnel 7 of the housing 6 of the Exhaust gas purification device 5 is formed. On this is compared to that explained above Embodiment of the invention, the number of Components reduced by one more; and it is omitted a weld.
  • Fig. 4 serves to illustrate that the present invention is in no way limited to such exhaust manifolds, the exhaust of all Combine cylinders into a single exhaust gas flow. So is in the exhaust gas collection and shown in Fig. 4 Cleaning device the exhaust gas purification device 5 built up in two lines; and the exhaust manifold 1 holds the exhaust gas of the cylinder 1 and 4 and on the other hand the exhaust gas from cylinders 2 and 3 each to form a partial exhaust gas stream, each Exhaust gas partial flow a strand of the exhaust gas purification device 5 is supplied. To this Purpose is the pipe section 12 as a double-flow funnel 16 formed with glasses-like cross section. Corresponding to that illustrated in FIG.

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Abstract

In the exhaust gas manifold (1) in its outlet side end area a plate part pipe piece (12) is cast in and extends out of the cast part. The pipe piece is formed as an input funnel (7) of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5). The pipe piece is formed as a connecting pipe (11) with which the inlet funnel of the housing of the exhaust gas cleaning device is connected.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgassammel- und Reinigungseinrichtung für einen Mehrzylindermotor, umfassend einen als Gußteil ausgeführten Abgaskrümmer und eine motornah angeordnete, an den Abgaskrümmer angeschlossene, ein Gehäuse und mindestens einen darin gelagerten Abgasreinigungskörper umfassende Abgasreinigungsvorrichtung. Sie betrifft gemäß einem eigenständigen weiteren Aspekt eine Abgaseinrichtung für einen Mehrzylindermotor, umfassend einen als Gußteil ausgeführten Abgaskrümmer und ein motornah angeordnetes, an den Abgaskrümmer angeschlossenes Abgasführungselement.The present invention relates to an exhaust gas collection and Cleaning device for a multi-cylinder engine, comprising a cast part Exhaust manifold and a close to the engine, to the Exhaust manifold connected, a housing and at least one exhaust gas purification body stored therein comprehensive exhaust gas purification device. she concerns according to an independent further aspect an exhaust device for a multi-cylinder engine, comprising an exhaust manifold designed as a casting and a close to the engine, on the exhaust manifold connected exhaust gas guide element.

Eine gattungsgemäße Abgassammel- und Reinigungseinrichtung ist aus der europäischen Patentanmeldung 0761939 bekannt. Die motornahe Anordnung der Abgasreinigungsvorrichtung zielt dabei auf eine Begünstigung von deren Anspringverhalten ab, d.h. auf eine Verkürzung derjenigen Zeit, die nach dem Starten des Motors vergeht, bis die wirksame Abgasreinigung einsetzt. Bei der bekannten gattungsgemäßen Abgassammel- und Reinigungseinrichtung bilden der Abgaskrümmer und der Eingangstrichter sowie der Mantel des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung eine bauliche Einheit, indem sie als einstückiges Gußteil ausgebildet sind. An den Mantel des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung ist ein als Blechteil ausgeführter Ausgangstrichter angeschweißt.A generic exhaust gas collection and cleaning device is from the European patent application 0761939 known. The arrangement of the exhaust gas cleaning device close to the engine aims at a favor on their starting behavior, i.e. on a Shortening the time after starting the Motors passes until the effective emission control starts. In the known generic exhaust gas collection and cleaning device form the Exhaust manifold and the inlet funnel as well as the Shell of the housing of the exhaust gas purification device a structural unit by acting as one piece Cast part are formed. On the casing of the case the exhaust gas purification device is a sheet metal part Executed output funnel welded.

Die bekannte Abgassammel- und Reinigungseinrichtung gattungsgemäßer Art weist eine Mehrzahl von erheblichen Nachteilen auf: Zu nennen ist hier insbesondere die aufwendige und somit teuere Herstellung des kombinierten Gußteils für Abgaskrümmer und Eingangstrichter sowie Mantel des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung. Ferner ist das hohe Gewicht bzw. die hohe Masse jener Guß-Einheit von Nachteil, nicht zuletzt im Hinblick auf das Anspringverhalten der Abgasreinigungsvorrichtung. Des weiteren ist eine Schweißverbindung zwischen dem als Gußteil ausgebildeten Mantel des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung und dem als Blechteil ausgebildeten Ausgangstrichter vorgesehen; eine derartige Schweißverbindung ist infolge der erforderlichen Maßnahmen (insbesondere spezifische Materialwahl und Vorwärmen des Gußteils, Verwenden spezifischen Schweißdrahtes) ebenfalls aufwendig und teuer.The well-known exhaust gas collection and cleaning device generic type has a plurality of significant Disadvantages on: This is particularly worth mentioning the complex and therefore expensive manufacture of the combined casting for exhaust manifolds and Inlet funnel and jacket of the housing of the exhaust gas cleaning device. Furthermore, the high weight or the high mass of that casting unit is disadvantageous, not least with regard to the light-off behavior the emission control device. Furthermore is one Welded connection between the cast part Shell of the housing of the exhaust gas purification device and the trained as a sheet metal part Exit funnel provided; such a welded joint is as a result of the necessary measures (in particular specific material selection and preheating of the casting, using specific welding wire) also complex and expensive.

Aus den dem Stand der Technik anhaftenden Nachteilen leitet sich die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung ab, die darin besteht, eine Abgassammel- und Reinigungseinrichtung der gattungsgemäßen Art in der Weise weiterzubilden, daß bei geringem Gewicht eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist.From the disadvantages inherent in the prior art derives from which the present invention is based Task that consists of a Exhaust gas collection and cleaning device of the generic type Kind in such a way that at light weight a simple and inexpensive Manufacturing is possible.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Abgaskrümmer in seinem auslaßseitigen Endbereich ein als Blechteil ausgeführtes, aus dem Gußteil herausragendes Rohrstück eingegossen ist, mit welchem ein nachgeschaltetes Segment des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Abgassammel- und Reinigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß beim Gießen des Abgaskrümmers in dessen auslaßseitigem Endbereich ein Rohrstück eingegossen wird, welches als Blechteil ausgeführt ist und auslaßseitig aus dem Abgaskrümmer herausragt, um eine Verbindung mit einem nachgeschalteten Segment des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung zu ermöglichen. Das "nachgeschaltete Segment" des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung kann in diesem Sinne insbesondere ein Eingangstrichter oder aber ein mehr oder weniger zylindrischer Mantel des Gehäuses sein.According to the present invention, this object solved in that in the exhaust manifold in his outlet-side end area a sheet metal part, pipe piece protruding from the casting is cast in, with which a downstream Segment of the housing of the exhaust gas purification device connected is. In other words, the one according to the invention Exhaust gas collection and cleaning device is characterized in that when casting the Exhaust manifold in its outlet end region Pipe piece is poured, which as a sheet metal part is executed and on the exhaust side from the exhaust manifold protrudes to connect to a downstream Segment of the housing of the exhaust gas purification device to enable. The "downstream Segment "of the housing of the exhaust gas purification device can in this sense in particular an entrance funnel or a more or less cylindrical one Casing of the housing.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind überaus zahlreich. So ergibt sich verglichen mit dem gattungsgemäßen Stand der Technik ein geringeres Bauteilgewicht, wobei die Reduzierung der Bauteilmasse zu einer weiteren Verkürzung der Aufheizphase der Abgasreinigungsvorrichtung führt. Ferner muß, anders als dies für den gattungsbildenden Stand der Technik zutrifft, der Krümmerwerkstoff nicht auf die Schweißbarkeit abgestimmt werden. In Anwendung der Erfindung kann dennoch an der bewährten Ausführung des Abgaskrümmers als Gußteil festgehalten werden, ohne daß es einer aufwendigen und/oder kostenintensiven Verbindung zu der nachgeschalteten Abgasreinigungsvorrichtung bedarf. Insbesondere benötigen weder der Abgaskrümmer auslaßseitig noch die Abgasreinigungsvorrichtung eingangsseitig einen Flansch, so daß die mit einer Flanschbearbeitung verbundenen Herstellkosten nicht anfallen. Ebenso bedarf es keiner im Falle einer Flanschverbindung erforderlichen Verschraubung der beiden Flansche, die im Betrieb zu Undichtigkeiten führen kann und eine die Zugänglichkeit der Verschraubung berücksichtigende Gestaltung der Komponenten erforderlich macht. Zudem fällt, verglichen mit einer Verschraubung, der Montageaufwand deutlich geringer aus. Die Formgebung der Übergangsstelle und vom Abgaskrümmer zur Abgasreinigungsvorrichtung und des durch den Eingangstrichter definierten Übergangsbereichs ist überaus flexibel gestaltbar. Und schließlich eignet sich das durch die vorliegende Erfindung verwirklichte Konzept besonders gut zu einer kostengünstigen Modulbauweise, wobei sich die geringe Anzahl der Komponenten zugleich positiv auf die Funktion der Abgassammel- und Reinigungseinrichtung auswirkt.The advantages of the present invention are enormous numerous. So compared to that generic prior art a lower Component weight, reducing the component mass to further shorten the heating phase leads to the emission control device. Furthermore, different from this for the generic state of the Technology applies, the manifold material does not apply to the Weldability can be coordinated. Using the Invention can still on the proven design of the exhaust manifold are held as a casting, without being a complex and / or costly Connection to the downstream emission control device requirement. In particular need neither the exhaust manifold on the exhaust side nor the exhaust gas purification device a flange on the input side, so that associated with flange machining Manufacturing costs are not incurred. It also needs none required in the case of a flange connection Screw connection of the two flanges, which in the Operation can lead to leaks and one that Considering the accessibility of the screw connection Design of the components required. In addition compared to a screw connection, the Installation effort significantly lower. The shape the transition point and from the exhaust manifold to the exhaust gas purification device and that by the Input funnel defined transition area is extremely flexible. And finally suitable realized by the present invention Concept particularly good at an inexpensive Modular design, the small number of Components at the same time positive for the function of the Exhaust gas collection and cleaning device affects.

Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung auslaßseitig in den Abgaskrümmer eingegossene Rohrstück kann in verschiedener Weise realisiert sein. In Betracht kommt neben einer Gestaltung als Ziehteil insbesondere ein Aufbau aus zwei Halbschalen, wobei einlagige und mehrlagige Bauweisen in gleichem Maße geeignet sind. Die Querschnittsform kann rund, oval, brillenartig (insbesondere bei mehrflutigem Aufbau der Abgasanlage) oder dergleichen sein. Das Rohrstück hat nicht notwendigerweise einen konstanten Querschnitt; es kann sich vielmehr in seiner Längsrichtung verengen, aufweiten oder seinen Querschnitt in sonstiger Weise ändern.The outlet side in the context of the present invention Pipe piece cast in the exhaust manifold can be in be realized in different ways. In consideration comes in addition to a design as a drawn part in particular a structure of two half-shells, single-layer and multi-layer designs are equally suitable are. The cross-sectional shape can be round, oval, glasses-like (especially with multi-flow construction the exhaust system) or the like. The pipe piece does not necessarily have a constant cross-section; it can rather be in its longitudinal direction narrow or widen its cross section change in any other way.

Eine erste bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das in den Abgaskrümmer eingegossene Rohrstück als Eingangstrichter des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Formgebung des Rohrstücks als Eingangstrichter des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung ist dabei sowohl vor als auch nach der Herstellung des Gußkrümmers möglich, wobei sich insbesondere das Verfahren der Innenhochdruckumformung zur Formgebung des Eingangstrichters eignet. Dieser kann dabei insbesondere auch als Duo-Trichter (d.h. mehrlagig) ausgeführt werden.A first preferred development of the invention is characterized in that in the exhaust manifold cast pipe section as an inlet funnel the housing of the exhaust gas purification device is. The shape of the pipe section as Input funnel of the housing of the Exhaust gas cleaning device is both before and also possible after the production of the casting elbow, in particular the process of hydroforming to shape the entrance funnel is suitable. This can also be used as a duo funnel (i.e. multi-layer).

Die vorstehend erläuterte Ausbildung des in den Abgaskrümmer eingegossenen Rohrstückes als Eingangstrichter des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung ist jedoch in keiner Weise zwingend. Vielmehr kann das Rohrstück in gleicher Weise als Verbindungsrohr ausgebildet sein, mit welchem der Eingangstrichter des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist.The above explained training in the Exhaust manifold cast pipe section as Input funnel of the housing of the However, emission control device is in no way imperative. Rather, the pipe section can be the same Be designed as a connecting tube with which is the inlet funnel of the housing of the exhaust gas purification device connected is.

Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Rohrstück und das nachgeschaltete Segment des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung mittels einer Schweißnaht miteinander verbunden sind. In diesem Zusammenhang erweist sich als besonders günstig, daß zwei Blechteile miteinander zu verschweißen sind. Es bedarf somit weder der Vorwärmung eines Bauteils, noch der Verwendung spezieller Schweißdrähte. Ferner sind die beim Verschweißen von Gußkörpern und Blechen üblicherweise auftretenden Probleme hinsichtlich der Dauerfestigkeit der Schweißnaht sicher ausgeschlossen. Des weiteren ist die Schweißverbindung zwischen dem Rohrstück und dem nachgeschalteten Segment des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung hinsichtlich Werkstoff, Geometrie und Verfahrensführung optimal gestaltbar.Yet another preferred further development of the Invention is characterized in that the pipe section and the downstream segment of the housing the exhaust gas purification device by means of a Weld seam are interconnected. In this Context proves to be particularly favorable that two sheet metal parts are to be welded together. It therefore neither needs to preheat a component, nor the use of special welding wires. Further are when welding castings and sheets Common problems with the Fatigue strength of the weld seam is definitely excluded. Furthermore, the welded joint between the pipe section and the downstream Segment of the housing of the exhaust gas purification device with regard to material, geometry and process management optimally designed.

Die vorliegende Erfindung läßt sich übertragen auf den Anschluß anderer Komponenten einer Abgasanlage an dem als Gußkrümmer ausgeführten Abgaskrümmer. So kann beispielsweise in entsprechender Weise ein den Dehnungsausgleich ermöglichendes Koppelelement (z.B. Wellrohr/Balg) an den Abgaskrümmer angeschlossen werden. Auf diese Übertragung der erfinderischen Überlegungen auf solche Abgasanlagen, bei denen an den Abgaskrümmer ein anderes Bauteil (Abgasführungselement) als eine Abgasreinigungsvorrichtung angeschlossen ist, ist der nebengeordnete Anspruch 7 gerichtet.The present invention is applicable to the connection of other components of an exhaust system the exhaust manifold designed as a cast manifold. So can for example, in a corresponding manner Coupling element enabling expansion compensation (e.g. Corrugated pipe / bellows) connected to the exhaust manifold become. On this transfer of inventive Considerations on such exhaust systems where the exhaust manifold another component (exhaust gas guide element) connected as an exhaust gas purification device is the subsidiary claim 7 directed.

Im Folgenden wird die Erfindung dreier in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

  • Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgassammel- und Reinigungseinrichtung,
  • Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch die Abgassammel- und Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1,
  • Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch eine Abwandlung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Abgassammel- und Reinigungseinrichtung und
  • Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgassammel- und Reinigungseinrichtung.
    • The invention of three preferred exemplary embodiments shown in the drawing is explained in more detail below. It shows
  • 1 is a view of a first embodiment of the exhaust gas collection and cleaning device according to the invention,
  • 2 shows a partial section through the exhaust gas collection and cleaning device according to FIG. 1,
  • Fig. 3 is a partial section through a modification of the exhaust gas collection and cleaning device shown in Figs. 1 and 2 and
  • Fig. 4 is a plan view of a further embodiment of the exhaust gas collection and cleaning device according to the invention.

    • Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte Abgassammel- und Reinigungseinrichtung ist zum Anschluß an einen 4-Zylinder-Reihenmotor ausgelegt. Demzufolge umfaßt der als Gußteil ausgeführte Abgaskrümmer 1 vier Einlässe 2. Die Einlässe 2 enden jeweils in einem motorseitigen, zum Anschluß an den Zylinderkopf vorgesehenen Flansch 3. Der Abgaskrümmer 1 faßt das Abgas sämtlicher vier Zylinder zusammen; er umfaßt demzufolge einen gemeinsamen Auslaß 4.The exhaust gas collection and illustrated in Figs Cleaning device is for connection to a 4-cylinder in-line engine designed. Accordingly includes the exhaust manifold 1 designed as a casting four Inlets 2. Inlets 2 each end in one engine side, for connection to the cylinder head provided flange 3. The exhaust manifold 1 summarizes that Exhaust gas from all four cylinders together; it embraces consequently a common outlet 4.

    Dem Abgaskrümmer 1 ist unmittelbar eine Abgasreinigungsvorrichtung 5 nachgeschaltet. Deren Gehäuse 6 ist aus drei Segmenten aufgebaut, nämlich einem Eingangstrichter 7, einem zylindrischen Mantel 8 und einem Ausgangstrichter 9. Die drei Segmente des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung 5 sind - in als solches bekannter Weise - mittels zweier Schweißnähte miteinander verbunden. Mit dem Ausgangstrichter 9 ist im übrigen ein Ausgangsflansch 10 verschweißt.The exhaust manifold 1 is an exhaust gas cleaning device directly 5 downstream. Their housing 6 is made up of three segments, namely one Input funnel 7, a cylindrical shell 8 and an exit funnel 9. The three segments of the Housing of the exhaust gas purification device 5 are - in as such known way - by means of two welds connected with each other. With the exit funnel 9, moreover, an output flange 10 is welded.

    Zur Verbindung der Abgasreinigungsvorrichtung 5 mit dem Abgaskrümmer 1 ist in den Endbereich des Auslasses 4 des Abgaskrümmers 1 ein als Verbindungsrohr 11 ausgebildetes Rohrstück 12 eingegossen. Das wenige Zentimeter aus dem Gußteil herausragende Rohrstück 11 besteht aus einem leicht schweißbaren Blech. Seine Wandstärke stimmt im wesentlichen mit der Wandstärke des Eingangstrichters 7 im wesentlichen überein. Das Verbindungsrohr 11 ragt geringfügig in den Endabschnitt des Eingangstrichters 7 hinein. Die beiden Teile sind durch eine umlaufende Schweißnaht 13 miteinander verbunden.To connect the exhaust gas purification device 5 with the exhaust manifold 1 is in the end region of the Outlet 4 of the exhaust manifold 1 as a connecting pipe 11 formed pipe section 12 cast. The pipe piece protruding a few centimeters from the casting 11 consists of an easily weldable sheet. Its wall thickness is essentially the same as the wall thickness the entrance funnel 7 essentially match. The connecting pipe 11 protrudes slightly into into the end portion of the inlet funnel 7. The both parts are by a circumferential weld 13 connected to each other.

    In Fig. 2 ist noch - der Vollständigkeit halber - schematisch die Lagerung eines Abgasreinigungskörpers 14 in dem Mantel 8 des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung 5 unter Zwischenschaltung einer Lagerungsmatte 15 veranschaulicht, wobei in Anbetracht dessen, daß hier jede beliebige bekannte Ausgestaltung denkbar ist, auf die Darstellung von Details verzichtet wurde. 2 is - for completeness - schematically the storage of an exhaust gas purification body 14 in the casing 8 of the housing of the exhaust gas purification device 5 with the interposition of one Storage mat 15 illustrated, wherein in Considering that any known ones here Design is conceivable on the representation of Details was dispensed with.

    Die in Fig. 3 veranschaulichte Abwandlung unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Abgassammel- und Reinigungseinrichtung allein dadurch, daß das in den Endbereich des Auslasses 4 des Abgaskrümmers 1 eingegossene Rohrstück 12 selbst als Eingangstrichter 7 des Gehäuses 6 der Abgasreinigungsvorrichtung 5 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist, verglichen mit der vorstehend erläuterten Ausgestaltung der Erfindung, die Anzahl der Bauteile nochmals um eines reduziert; und es entfällt eine Schweißnaht.The modification illustrated in Fig. 3 differs differs from the above-described exhaust gas collection and cleaning device solely in that that in the end region of the outlet 4 of the exhaust manifold 1 cast pipe section 12 itself as Input funnel 7 of the housing 6 of the Exhaust gas purification device 5 is formed. On this is compared to that explained above Embodiment of the invention, the number of Components reduced by one more; and it is omitted a weld.

    Fig. 4 dient der Veranschaulichung dessen, daß die vorliegende Erfindung keinesfalls beschränkt ist auf solche Abgaskrümmer, die das Abgas sämtlicher Zylinder zu einem einzigen Abgasstrom zusammenfassen. So ist bei der in Fig. 4 dargestellten Abgassammel- und Reinigungseinrichtung die Abgasreinigungsvorrichtung 5 zweiflutig aufgebaut; und der Abgaskrümmer 1 faßt einerseits das Abgas der Zylinder 1 und 4 und andererseits das Abgas der Zylinder 2 und 3 jeweils zu einem Abgasteilstrom zusammen, wobei jeder Abgasteilstrom einem Strang der Abgasreinigungsvorrichtung 5 zugeführt wird. Zu diesem Zwecke ist das Rohrstück 12 als zweiflutiger Doppeltrichter 16 mit brillenartigem Querschnitt ausgebildet. Entsprechend der in Fig. 3 veranschaulichten Gestaltung ist das dem Abgaskrümmer 1 zugeordnete Ende des Doppeltrichters 16 in die Endbereiche der Auslässe 4 des Abgaskrümmers 1 eingegossen. Der gegenüberliegende Endbereich des Doppeltrichters 16 ist mit dem Mantel 8 des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung verschweißt.Fig. 4 serves to illustrate that the present invention is in no way limited to such exhaust manifolds, the exhaust of all Combine cylinders into a single exhaust gas flow. So is in the exhaust gas collection and shown in Fig. 4 Cleaning device the exhaust gas purification device 5 built up in two lines; and the exhaust manifold 1 holds the exhaust gas of the cylinder 1 and 4 and on the other hand the exhaust gas from cylinders 2 and 3 each to form a partial exhaust gas stream, each Exhaust gas partial flow a strand of the exhaust gas purification device 5 is supplied. To this Purpose is the pipe section 12 as a double-flow funnel 16 formed with glasses-like cross section. Corresponding to that illustrated in FIG. 3 Design is that associated with the exhaust manifold 1 End of the double funnel 16 in the end regions of the Outlets 4 of the exhaust manifold 1 cast. Of the opposite end region of the double funnel 16 is with the jacket 8 of the housing of the exhaust gas purification device welded.

    Claims (7)

    Abgassammel- und Reinigungseinrichtung für einen Mehrzylindermotor, umfassend einen als Gußteil ausgeführten Abgaskrümmer (1) und eine motornah angeordnete, an den Abgaskrümmer (1) angeschlossene, ein Gehäuse (6) und mindestens einen darin gelagerten Abgasreinigungskörper (14) umfassende Abgasreinigungsvorrichtung (5),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in den Abgaskrümmer (1) in seinem auslaßseitigen Endbereich ein als Blechteil ausgeführtes, aus dem Gußteil herausragendes Rohrstück (12) eingegossen ist, mit welchem ein nachgeschaltetes Segment des Gehäuses (6) der Abgasreinigungsvorrichtung (5) verbunden ist.    Exhaust gas collection and cleaning device for a multi-cylinder engine, comprising an exhaust manifold (1) designed as a cast part and an exhaust gas cleaning device (5) arranged close to the engine and connected to the exhaust manifold (1), comprising a housing (6) and at least one exhaust gas cleaning body (14) mounted therein.
    characterized,
    that in the exhaust manifold (1) in its outlet-side end area a sheet metal part, protruding from the casting pipe piece (12) is cast, with which a downstream segment of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5) is connected.         Abgassammel- und Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das in den Abgaskrümmer (1) eingegossene Rohrstück (12) als Eingangstrichter (7) des Gehäuses (6) der Abgasreinigungsvorrichtung (5) ausgebildet ist.    Exhaust gas collection and cleaning device according to claim 1,
    characterized,
    that the pipe section (12) cast into the exhaust manifold (1) is designed as an inlet funnel (7) of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5).         Abgassammel- und Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rohrstück (12) als Verbindungsrohr (11) ausgebildet ist, mit welchem der Eingangstrichter (7) des Gehäuses (6) der Abgasreinigungsvorrichtung (5) verbunden ist.    Exhaust gas collection and cleaning device according to claim 1,
    characterized,
    that the pipe section (12) is designed as a connecting pipe (11) with which the inlet funnel (7) of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5) is connected.         Abgassammel- und Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rohrstück (12) und das nachgeschaltete Segment des Gehäuses (6) der Abgasreinigungsvorrichtung (5) mittels einer Schweißnaht (13) miteinander verbunden sind.    Exhaust gas collection and cleaning device according to one of claims 1 to 3,
    characterized,
    that the pipe section (12) and the downstream segment of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5) are connected to one another by means of a weld seam (13).         Abgassammel- und Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rohrstück (12) aus einem leicht schweißbaren Blech besteht.    Exhaust gas collection and cleaning device according to claim 4,
    characterized,
    that the pipe section (12) consists of an easily weldable sheet.         Abgassammel- und Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wandstärken des Rohrstückes (12) und des nachgeschalteten Segments des Gehäuses (6) der Abgasreinigungsvorrichtung (5) im wesentlichen übereinstimmen.    Exhaust gas collection and cleaning device according to one of claims 1 to 5,
    characterized,
    that the wall thicknesses of the pipe section (12) and the downstream segment of the housing (6) of the exhaust gas cleaning device (5) essentially match.         Abgaseinrichtung für einen Mehrzylindermotor, umfassend einen als Gußteil ausgeführten Abgaskrümmer und ein motornah angeordnetes Abgasführungselement,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in den Abgaskrümmer in seinem auslaßseitigen Endbereich ein als Blechteil ausgeführtes, aus dem Gußteil herausragendes Rohrstück eingegossen ist, welches Teil des nachgeschalteten Abgasführungselements oder mit diesem verbunden ist.    Exhaust device for a multi-cylinder engine, comprising an exhaust manifold designed as a cast part and an exhaust gas guide element arranged close to the engine,
    characterized,
    that in the exhaust manifold in its outlet-side end area is cast as a sheet metal part, protruding from the casting pipe piece, which is part of the downstream exhaust gas guide element or connected to this.
    EP98121660A 1998-02-28 1998-11-12 Exhaust gas manifold and purification apparatus as well as exhaust gas apparatus for a multi-cylinder engine Withdrawn EP0939208A3 (en)

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