WO2000066884A1 - Manifold arrangement for exhaust systems - Google Patents

Manifold arrangement for exhaust systems Download PDF

Info

Publication number
WO2000066884A1
WO2000066884A1 PCT/AT2000/000115 AT0000115W WO0066884A1 WO 2000066884 A1 WO2000066884 A1 WO 2000066884A1 AT 0000115 W AT0000115 W AT 0000115W WO 0066884 A1 WO0066884 A1 WO 0066884A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arrangement according
pipes
parallel
exhaust
wave
Prior art date
Application number
PCT/AT2000/000115
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Werth
Christian Skorianz
Original Assignee
Andreas Werth
Christian Skorianz
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 Andreas Werth, Christian Skorianz filed Critical Andreas Werth
Priority to AT00929007T priority Critical patent/ATE264990T1/en
Priority to DE50006155T priority patent/DE50006155D1/en
Priority to EP00929007A priority patent/EP1177368B1/en
Priority to AU47232/00A priority patent/AU4723200A/en
Priority to JP2000615490A priority patent/JP2002543336A/en
Publication of WO2000066884A1 publication Critical patent/WO2000066884A1/en
Priority to US10/001,188 priority patent/US20020083703A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/04Exhaust 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 having two or more silencers in parallel, e.g. having interconnections for multi-cylinder engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/06Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2885Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with exhaust silencers in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/12Metallic wire mesh fabric or knitting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/14Sintered material

Definitions

  • the invention relates to a collector pipe arrangement for exhaust systems of internal combustion engines, in particular multi-cylinder motorcycle engines, for connection between the exhaust gas outlet lines from the or each cylinder and at least one muffler, the exhaust gas outlet lines of the cylinders possibly being combined step by step into finally a connecting pipe, a branch is provided behind this connecting pipe, which divides the exhaust gas flow into at least two separate, flow-parallel pipes with a total larger cross-sectional area than that of the connecting pipe, and behind these pipes a merger is again provided on a single manifold.
  • exhaust systems can contribute to increasing the performance of the engine, mainly due to the lengths of the exhaust pipes connected to the engine.
  • the energy source for this increase in engine efficiency is the high residual pressure inside the cylinder at the end of the work cycle, which residual pressure suddenly discharges into the exhaust system when the exhaust valve or valves are opened.
  • Modern simulation and design models for exhaust systems favor the wave approach for the explanation and calculation, according to which a large part of the energy of the exhaust gas enters into a shock wave, which spreads in the exhaust system and due to sudden increases or decreases in the cross-sectional areas partially and depending on the Sense of change in size is reflected as a pressure or vacuum wave.
  • Each cylinder excites vibrations that remain at least until the next exhaust stroke of the same cylinder, whereby complex resonance patterns of residual vibrations can form in several cylinders, which come into resonance with the shock waves from the cylinders at critical speed or frequency ranges and in these resonance areas lead to a reduction in performance and an increase in noise levels.
  • No. 4,819,428 A describes an exhaust system in which a single header pipe is provided between the exhaust pipes coming from the engine and two branch pipes leading to two silencers.
  • the problem of the resonance of residual vibrations in the exhaust system with the shock waves of the exhaust gases is not discussed in any way.
  • the silencer of DE 37 12 495 A the task is at all only related to sound absorption and there is no reference to special designs of the pipes upstream of the silencer.
  • EP 421 724 discloses an arrangement with distribution of the exhaust gas flow over at least two pipelines with subsequent re-assembly. This arrangement works by damping standing waves by means of interference due to different lengths of the parallel pipes. As mentioned several times, pressure reactions in upstream areas of the exhaust line, for example by any wave resistance, should be avoided. It is also essential that the cross-sectional area of the parallel pipelines is at least equal to or larger than the input cross-sectional area and also at least equal to or larger than downstream sections. In US Pat. No.
  • the object of the invention is therefore a collector pipe arrangement as described in the introduction, which offers a continuous increase in performance over the entire speed range of a multi-cylinder engine, with the greatest possible elimination of disadvantageous resonance phenomena with sufficient sound absorption, which can be realized at the smallest possible size, in particular the use to make it possible for motorcycles or not to unduly reduce the space available for other components in automobile construction.
  • the header has a free flow cross-section that corresponds at least to the area of the parallel pipes, and that a component is used as a wave resistance in this further header, which component allows the exhaust gas volume flow to pass unhindered, while pressure waves total reflection on this component must be forced.
  • the distribution of the exhaust gas routing of the individual connecting pipe over at least two parallel pipes leads to the distribution of an undivided pressure wave in front of the tap on several waves, the energy of which corresponds to the original wave and which pass through the downstream, parallel channels as individualized and independent wave fronts.
  • the arrangement proposed according to the invention causes one repeated reflection of wave energy from one and the same pressure wave, as a result of which a large part of the wave energy obtained in the proposed arrangement is processed, since the reflection is inevitably associated with energy losses.
  • wave resistance dissolves the portion of wave energy that escapes the total reflection and passes it into a diffuse wave pattern, whereby the excitation of unwanted resonance vibrations in a downstream silencer is avoided.
  • it reflects negative pressure waves, which result from the mutual reflections in the proposed arrangement and would run after the collector pipe in the direction of the muffler, as a similar negative pressure wave in the direction of the engine, whereby an additional portion of the original pressure wave energy is used to support the charge exchange.
  • the frequent reflection of a pressure wave in the sequence of cross-sectional changes and wave resistance according to the invention brings about a system-internal optimization of the sound damping of the exhaust system by efficient processing of pressure wave energy even in the pipeline sections upstream of the actual silencer. Furthermore, it causes an increase in the energy portion from the original pressure wave, which is reflected as a negative pressure in the direction of the engine. As a result, the arrangement proposed in the invention is able to compensate for the power loss which is usually associated with the connection of a muffler into the exhaust line of known exhaust arrangements.
  • the total cross-sectional area of the parallel pipes is at least 25% larger than the free flow cross section of the Connection tube, preferably 40% to 60% larger.
  • the area of the connecting pipe connected upstream of the parallel pipes or channels applies at the point where it joins the branch. So that this partial reflection of the pressure wave induced in the gas exchange support of the engine at the tap on the downstream parallel pipes is optimally effective, it is advantageous to place the tap in the exhaust pipe at such a distance from the engine that a favorable wave duration for the resulting from this reflection returning vacuum wave guaranteed.
  • the length of the parallel pipelines between the tap and the junction should advantageously correspond to at least twice the respective diameter of these pipes in order to ensure that separate and independent wave fronts can form in the parallel channels and that the original wave is not only spread briefly.
  • One advantage of the proposed arrangement is that the total length of the parallel pipe pieces is irrelevant for the function, because the propagation times of the individual reflection waves within the arrangement are decoupled from the ignition frequency of the engine by the induced multiple wave reflection between the components according to the invention.
  • a division into several separate wave fronts running at different speeds due to the statistical distribution of the energies and thus the optimal avoidance of harmful resonances in the exhaust system with increased processing of wave energy is possible if more than two, preferably three parallel pipes are provided.
  • the wave resistance is designed as a sheet metal provided with holes or slots.
  • the wave resistance is designed as an essentially axially parallel perforated plate cylinder, the end of which is closed towards the parallel pipes, while the other end is open to the downstream parts of the exhaust system, in particular the silencer.
  • the wave resistance can be increased for a given hole diameter if the holes or slots have a non-negligible longitudinal dimension or if they are axially extended by short pipe sections or protuberances of the sheet. This makes it easy to produce the desired characteristic impedance with hole sizes that are easy to manufacture.
  • the wave resistance can also be a catalytic converter body with, for example, honeycomb shafts, as a result of which the prescribed limits for noise and exhaust gas emissions can be easily adhered to, even with motorcycles, with optimal and uniform performance increase with a very small size.
  • the wave resistance is a porous metal or ceramic body, preferably made of sintered material.
  • the wave resistance could also be an easy-to-manufacture scrim, knitted fabric or knitted fabric made of metal threads.
  • the flow resistance is not or only slightly greater than that of the upstream exhaust system, thereby avoiding an unfavorable influence on the engine performance. It is advantageously provided that the total cross section of the passage openings is approximately 30% to 40% larger than the total cross section of the pipelines.
  • the wave resistance is advantageously arranged immediately behind the junction, the distance to the end of which is a maximum of about double of the pipe diameter there.
  • At least two taps and at least two junctions are provided in parallel with one another, the pipelines of each tap running to different junctions.
  • connection between the parallel pipelines is advantageously provided in front of the or each branch.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention for four-cylinder engines
  • FIG. 2 is a further variant for four-cylinder engines
  • FIG. 3 and its cross-section AA represent a special embodiment for the parallel pipelines
  • FIG. 4 shows a further embodiment an exhaust system according to the invention with two taps, two parallel pipe arrangements and two wave resistors.
  • the primary exhaust pipes 1 to 4 of the individual cylinders of a four-cylinder engine which are designed as usual, are combined in pairs, as is also already known and customary, into two secondary exhaust pipes 5 and 6.
  • a corresponding arrangement is also common in six-cylinder engines, where groups of three primary exhaust pipes are then combined into a secondary pipe.
  • the secondary exhaust pipes 5, 6 can optionally also have a cross-section other than circular, for example if they are constructed by dividing an individual pipe into two separate pipe halves.
  • the secondary exhaust pipes 5, 6 assigned to a group of primary exhaust pipes are brought together in this known arrangement in a single manifold 7, which combines the exhaust gas flows of all cylinders and to which devices such as silencers or catalytic converters 14 are usually connected, which are also in a single component can be summarized.
  • Corresponding arrangements are also common for eight- or twelve-cylinder engines, in each of which a cylinder bank is equipped with such an exhaust pipe elbow.
  • the merging of the primary exhaust pipes immediately downstream of the individual cylinders into a common exhaust pipe is also common in two- or three-cylinder engines, with the difference that, according to the smaller number of cylinders, the primary exhaust pipes open directly into the individual manifold 7, which leads to a silencer or catalytic converter 1 leads.
  • FIG. 1 Behind the collecting or. Connecting pipe 7 a branch 8 is turned on, which divides the exhaust gas flow into at least two downstream, parallel pipe sections 9 and 10. These pipe sections 9, 10 are then again combined by means of the merging 11 into a single manifold 12, in which a wave resistor 13 is switched on.
  • the device 14, for example the muffler or the catalytic converter, is only connected to this collecting pipe 12 with wave resistance 13.
  • the wave resistance 13 is advantageously arranged concentrically in the collecting tube 12.
  • the particular effectiveness of the proposed arrangement is based on the following physical causes: the nature of the propagation of shock waves induced by the opening of an engine outlet and the fundamental difference between partial and total reflection of these waves.
  • the shock waves induced in the rhythm of the work cycles of a piston engine spread at the local speed of sound in the exhaust gas as a transmission medium inside the exhaust pipe towards the exhaust outlet.
  • These waves are individual events that are strictly correlated with the opening of an engine outlet.
  • Their nature corresponds to that of a shock wave on the occasion of an explosion or a sonic boom, because they too are the result of an abrupt entry of pressure energy into the transmission medium, which propagates there as a singular impulse with a single striking amplitude.
  • shock waves should not be mistaken for standing waves that are established inside an exhaust system. Because the singular wave fronts of shock waves can run through one another without changing their momentum, comparable to two different waves on the surface of a lake, while two different standing waves inside the pipes of the exhaust pipe, depending on their phase difference, either in the mode of resonance or Overlay interference. Such standing waves in the interior of the exhaust system receive their excitation from said shock waves, but like the cause, they are distinguished from their effect.
  • EP 0 421 724 A1 describes a pipe arrangement for damping standing waves by means of interference.
  • the fundamental frequency of which naturally corresponds to the ignition frequency of the engine, and is therefore between 100 and 400 Hertz tube lengths are required, especially those available on a motorcycle Clearly exceed space.
  • a large difference in length between the parallel tubes is necessary in order to produce a phase difference which is sufficient for interference of the standing waves.
  • the length difference of the parallel tubes 9 and 10 of the proposed arrangement is completely irrelevant for their function. This is also proven by corresponding test series on the test bench.
  • the arrangement of branch 8, which divides the exhaust gas flow of the collecting pipe 7 into two parallel further pipe strings 9 and 10, which are subsequently reunited by a merging 11, serves as a means of producing surface jumps within the free flow cross section in the Exhaust system exhaust pipe.
  • surface jumps as are given at the tap 8 and at the junction 11, there is known to be a partial reflection of the shock wave, on the basis of which its pulse is split into two waves, one of which maintains the original direction of propagation towards the exhaust end, while the second Wave is reflected in the opposite direction.
  • this reflection causes part of the pulse energy from each partial wave to be reflected back as branch shock waves against the original flow direction of the exhaust gas through the corresponding pipes back to branch 8, while the other part of the pulse energy as part shock waves themselves in the original Propagate propagation direction.
  • the defined minimal area of the pipes 9 and 10 ensures a sufficiently large area at the tap 8, where a new and partial reflection of the (partial) waves returning through these pipes is brought about.
  • the partial wave reflection of one and the same shock wave at the junction 11 as well as at the tap 8 binds a large portion - ideally half - of the pulse energy of the original shock wave within the arrangement, in that this leads to a mutual often reflection between the ends of the pipes 9 and 10 is forced.
  • Carnot's shock loss which inevitably occurs with each of these partial wave reflections, causes the pulse energy to be converted into heat and thus the original shock wave to be processed.
  • the distance between the primary exhaust pipes directly connected to the cylinder outlets and the pipes of the said arrangement is also short. Since the excitation for vibrations takes place within said arrangement with an engine frequency, ie an ignition frequency, it is possible to superimpose these vibrations with the upstream primary manifold tubes. These overlaps disturb them there the pulse energy of the shock wave taking place at the mouth of the primary manifold pipes is recovered by wave reflection, which uses their pulse energy for the advantageous support of the engine's gas exchange work. Instead, the energy of the shock wave, which induces the opening of a cylinder outlet in a primary manifold tube, is assimilated in the overlays, resulting in the amplification of residual standing waves.
  • Fig. 2 shows an arrangement according to the invention in which two exhaust silencers 14 and 14 'are coupled to the connecting pipe 7 on the branch 8 by the branch 8 having the exhaust gas flow on two pairs of parallel pipe sections 9 and 10 or 9' and 10 ' each subordinate devices 11 to 13 or 11 'to 13'.
  • FIG. 3 A constructive alternative to two separate, parallel pipes in the arrangement according to the invention is shown in Fig. 3 and its cross section A-A.
  • the parallel guidance of the exhaust gases is now ensured instead of in pipe sections 9, 10 by only one pipe, the cross-sectional area of which preferably corresponds to that of the collector pipe 12 or whose continuation it is.
  • This pipe is divided by a partition plate 15 into two channels through which the exhaust gas must flow.
  • the wave resistance 13 is placed at the end of these channels, advantageously as previously described, in the center of the pipe 12, to which the muffler or catalytic converter 14 is connected in the usual way.
  • the function of the branch 8, which divides the exhaust gas from the connecting pipe 7 onto the channels defined by the separating plate 15, is preferably carried out by a conical extension piece which has the cross section from that of the connecting pipe 7 to the Cross section of the manifold 12 expanded.
  • Fig. 4 shows a particularly favorable embodiment of an arrangement according to the invention, wherein the two secondary exhaust pipes 5 and 6, which each pass the exhaust gas of one cylinder or a cylinder group of an engine together and between which a connection 15 can optionally be provided, each have a wave resistance 13 or 13 ' it is assigned downstream silencer 14 or 14 '.
  • downstream lines 9 and 10 or 9 'and 10' are connected downstream of the branch 8 or 8 'in such a way that the exhaust gas flow of the tubes 5 and 6 is divided into both wave resistances 13 and 13' and sound absorbers 14 and 14 '.

Abstract

The invention relates to a manifold arrangement for exhaust systems of internal combustion engines, especially multi-cylinder motorbike engines. Said arrangement is introduced between the exhaust gas outlet pipes coming from the or each cylinder and at least one exhaust silencer (14). The inventive arrangement is configured in such a way that the exhaust gas outlet pipes of the cylinders are combined step-by-step so as to form one joint pipe (7). A branch (8) is provided behind the joint pipe (7). Said branch (8) divides the flow of exhaust gas into at least two pipes (9, 10; 9', 10') which are separated from each other, are parallel in a flow-wise manner and together have a greater cross-sectional surface than the joint pipe (7). A joining element (11, 11') for one collector pipe (12, 12') is provided behind said pipes (9, 10; 9', 10'). The collector pipe (12, 12') is provided with a free flow cross-section which matches at least the surface sum of the parallel pipes (9, 10; 9', 10'). A component (13, 13') serving as a characteristic impedance is introduced into the continuing collector pipe (12, 12'). The component (13, 13') allows the exhaust gas volume flow to pass in an unhindered manner while pressure waves are forced to perform a total reflection on said component, whereby said total reflection is as complete as possible.

Description

Sammelrohr-Anordnung für Auspuffanlagen Collector pipe arrangement for exhaust systems
Die Erfindung betrifft eine Sammlerrohr-Anordnung für Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Mehrzylinder-Motorradmotoren, zur Einschaltung zwischen die Abgas-Auslassleitungen aus dem oder jedem Zylinder und zumindest einen Schalldämpfer, wobei die Abgas-Auslassleitungen der Zylinder allenfalls stufenweise in schließlich ein Verbindungsrohr zusammengefaßt sind, wobei hinter diesem Verbindungsrohr ein Abzweiger vorgesehen ist, der den Abgasstrom auf zumindest zwei voneinander getrennte, strömungsmäßig parallele Rohrleitungen mit insgesamt größerer Querschnittsfläche als jener des Verbindungsrohres aufteilt, und hinter diesen Rohrleitungen eine Zusammenführung auf wiederum ein einziges Sammelrohr vorgesehen ist.The invention relates to a collector pipe arrangement for exhaust systems of internal combustion engines, in particular multi-cylinder motorcycle engines, for connection between the exhaust gas outlet lines from the or each cylinder and at least one muffler, the exhaust gas outlet lines of the cylinders possibly being combined step by step into finally a connecting pipe, a branch is provided behind this connecting pipe, which divides the exhaust gas flow into at least two separate, flow-parallel pipes with a total larger cross-sectional area than that of the connecting pipe, and behind these pipes a merger is again provided on a single manifold.
Es ist allgemein auf dem Gebiet des Auspuffbaus bekannt, daß Auspuffanlagen zur Leistungssteigerung des Motors beitragen können, wobei dafür hauptsächlich die Längen der an den Motor angeschlossenen Auspuffrohre verantwortlich sind. Die Energiequelle für diese Steigerung der Motoreffizienz ist der hohe Restdruck im Zylinderinneren am Ende des Arbeitstaktes, welcher Restdruck sich beim öffnen des oder der Auslaßventile schlagartig in die Auspuffanlage entlädt. Moderne Simulations- und Auslegungsmodelle für Auspuffanlagen favorisieren zur Erklärung und Berechnung den Wellen-Ansatz, nach dem ein großer Teil der Energie des Abgases in eine Stoßwelle eingeht, die sich im Auspuffsystem ausbreitet und an sprunghaften Vergrößerungen bzw. Verkleinerungen der Querschnittsflächen partiell und je nach dem Sinn der Größenänderung als Über- oder Unterdruckwelle reflektiert wird. Jeder Zylinder regt dabei Schwingungen an, die zumindest noch bis zum nächsten Auslaßtakt des gleichen Zylinders aufrecht bleiben, wobei sich bei mehreren Zylindern komplexe Resonanzmuster von Residualschwingungen bilden können, die bei kritischen Drehzahl- bzw. Frequenzbereichen mit den Stoßwellen aus den Zylindern in Resonanz kommen und in diesen Resonanzbereichen zu einer Leistungsverminderung und Steigerung des Lärmpegels führen.It is generally known in the field of exhaust construction that exhaust systems can contribute to increasing the performance of the engine, mainly due to the lengths of the exhaust pipes connected to the engine. The energy source for this increase in engine efficiency is the high residual pressure inside the cylinder at the end of the work cycle, which residual pressure suddenly discharges into the exhaust system when the exhaust valve or valves are opened. Modern simulation and design models for exhaust systems favor the wave approach for the explanation and calculation, according to which a large part of the energy of the exhaust gas enters into a shock wave, which spreads in the exhaust system and due to sudden increases or decreases in the cross-sectional areas partially and depending on the Sense of change in size is reflected as a pressure or vacuum wave. Each cylinder excites vibrations that remain at least until the next exhaust stroke of the same cylinder, whereby complex resonance patterns of residual vibrations can form in several cylinders, which come into resonance with the shock waves from the cylinders at critical speed or frequency ranges and in these resonance areas lead to a reduction in performance and an increase in noise levels.
Die bekannten Lösungsansätze sind nicht zielführend, da beispielsweise eine "Verstimmung" der Resonanzfrequenz nach unten eine speziell im Motorradbau nicht realisierbare Verlängerung des Sammelrohres voraussetzen würde. Eine "Verstimmung" zu höherer Resonanzfrequenz ist nicht erfolgversprechend, da die Residualschwingungen letztendlich als Oberwellen der Zündfrequenz des einzelnen Zylinders interpretiert werden können. Eine akustische Bedämpfung des Sammelrohres ändert das Resonanzverhalten nicht und führt daher nur zu einer geringfügigen quantitativen Verbesserung. Sehr wirksam ist hingegen die Einschaltung eines Expansionsvolumens in die Abgasführung, in welche die die Leistungssteigerung bestimmenden Auspuffrohre münden, wenn dieses Volumen hinreichend groß ist, was wiederum auf bauliche Einschränkungen stößt, insbesondere für Motorräder.The known approaches are not expedient because, for example, a "detuning" of the resonance frequency downwards is not one, especially in motorcycle construction would require realizable extension of the manifold. A "detuning" to a higher resonance frequency does not promise success, since the residual vibrations can ultimately be interpreted as harmonics of the ignition frequency of the individual cylinder. Acoustic damping of the manifold does not change the resonance behavior and therefore only leads to a slight quantitative improvement. On the other hand, it is very effective to switch an expansion volume into the exhaust gas duct, into which the exhaust pipes that determine the increase in output flow, if this volume is sufficiently large, which in turn encounters structural restrictions, in particular for motorcycles.
In der US 4,819,428 A ist ein Auspuffsystem beschrieben, bei dem ein einzelnes Sammlerrohr zwischen den vom Motor kommenden Abgasleitungen und zwei zu zwei Schalldämpfern führenden Zweigleitungen vorgesehen ist. Dabei wird in keiner Weise auf die Problematik der Resonanz von Residualschwingungen im Auspuffsystem mit den Stoßwellen der Abgase eingegangen. Beim Schalldämpfer der DE 37 12 495 A ist die Aufgabenstellung überhaupt nur auf die Schalldämpfung bezogen und es ist kein Hinweis auf besondere Gestaltungen der dem Schalldämpfer vorgeschalteten Rohrleitungen vorhanden.No. 4,819,428 A describes an exhaust system in which a single header pipe is provided between the exhaust pipes coming from the engine and two branch pipes leading to two silencers. The problem of the resonance of residual vibrations in the exhaust system with the shock waves of the exhaust gases is not discussed in any way. In the case of the silencer of DE 37 12 495 A, the task is at all only related to sound absorption and there is no reference to special designs of the pipes upstream of the silencer.
In der EP 421 724 ist eine Anordnung mit Aufteilung des Abgasstromes auf wenigstens zwei Rohrleitungen mit anschließender Wiederzusammenführung geoffenbart. Diese Anordnung wirkt durch Dämpfung stehender Wellen mittels Interferenz aufgrund unterschiedlicher Längen der parallelen Rohrleitungen. Wie mehrmals erwähnt wird, sollen dabei Druckrückwirkungen in vorgeschaltete Bereiche des Abgasstranges, etwa durch beliebige Wellenwiderstände, vermieden werden. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei weiters, dass die Querschnittsfläche der parallelen Rohrleitungen zumindest gleich oder größer ist als die Eingangs- Querschnittsfläche und auch zumindest gleich oder größer ist als nachgeschaltete Abschnitte. In der US 4,206,177, gemäß welcher Schrift in einem Schalldämpfer ein Katalysator angeordnet ist und die zwischen einem Expansionsabschnitt und einem Schalldämpfungsabschnitt eine Wellenreflexionswandung vorsieht, ist die Aufgabe gestellt, einen Katalysator derart anzuordnen, dass er bei voller Wirksamkeit möglichst wenig Rückwirkung auf die Druckreflexionen zeigt. Hier werden also ganz andere Dämpfungs-Mechanismen angesprochen als im zuvor genannten Vorhalt. Überdies betrifft die US 4,206,177 die Konstruktion des eigentlichen Schalldämpfers ganz am Ende des Abgasstranges.EP 421 724 discloses an arrangement with distribution of the exhaust gas flow over at least two pipelines with subsequent re-assembly. This arrangement works by damping standing waves by means of interference due to different lengths of the parallel pipes. As mentioned several times, pressure reactions in upstream areas of the exhaust line, for example by any wave resistance, should be avoided. It is also essential that the cross-sectional area of the parallel pipelines is at least equal to or larger than the input cross-sectional area and also at least equal to or larger than downstream sections. In US Pat. No. 4,206,177, according to which document a catalytic converter is arranged in a silencer and which provides a wave reflection wall between an expansion section and a silencing section, the task is to arrange a catalytic converter in such a way that, with full effectiveness, it shows as little reaction as possible on the pressure reflections. Quite different damping mechanisms are addressed here than in the aforementioned Reprimand. Furthermore, US 4,206,177 relates to the construction of the actual silencer at the very end of the exhaust line.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher eine Sammlerrohr-Anordnung wie eingangs beschrieben, welche durchgehend über den gesamten Drehzahlbereich eines Mehrzylindermotors eine Leistungssteigerung unter weitestgehender Ausschaltung nachteiliger Resonanzphänomene bei ausreichender Schalldämpfung bietet, was gleichzeitig bei einer möglichst geringen Baugröße verwirklicht werden kann, um so insbesondere den Einsatz bei Motorrädern möglich zu machen oder im Automobilbau das Raumangebot für andere Komponenten nicht übermäßig zu verringern.The object of the invention is therefore a collector pipe arrangement as described in the introduction, which offers a continuous increase in performance over the entire speed range of a multi-cylinder engine, with the greatest possible elimination of disadvantageous resonance phenomena with sufficient sound absorption, which can be realized at the smallest possible size, in particular the use to make it possible for motorcycles or not to unduly reduce the space available for other components in automobile construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sammelrohr einen freien Strömungsquerschnitt aufweist, der zumindest der Flächensumme der parallelen Rohrleitungen entspricht, und dass in diesem weiterführenden Sammelrohr ein Bauteil als Wellenwiderstand eingesetzt ist, welcher Bauteil den Abgas-Volumenstrom ungehindert passieren läßt, während Druckwellen zu einer möglichst vollständigen Totalreflexion an dieser Komponente gezwungen werden. Die Aufteilung der Abgasführung des einzelnen Verbindungsrohres auf wenigstens zwei parallel geführte Rohrleitungen bewirkt die Aufteilung einer vor dem Abzweiger ungeteilten Druckwelle auf mehrere Wellen, deren Energie in Summe der ursprünglichen Welle entspricht und die die nachgeschalteten, parallel geführten Kanäle als individuierte und unabhängige Wellenfronten durchlaufen. Da an der Zusammenführung der parallelen Rohrleitungen in das einzelne, gemeinsam weiterführende Sammelrohr erfindungsgemäß ein Flächensprung in Relation zum freien Strömungsquerschnitt jedes einzelnen der parallelen Kanäle für sich genommen gegeben ist, werden die individuierten, die einzelnen Kanäle durchlaufenden Wellenfronten an der jeweiligen Kanalmündung in der Zusammenführung zu einer wirkungsvollen partiellen Wellenreflexion gezwungen. Die aus dieser Reflexion resultierenden (Unterdruck-)Wellen laufen in jedem der einzelnen parallelen Kanäle zurück in Richtung Abzweiger. Da am Abzweiger ein ähnlicher Flächensprung im Verhältnis zum freien Strömungsquerschnitt jedes einzelnen der zwischengeschalteten Kanäle gegeben ist wie an deren Zusammenführung, bewirkt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung eine mehrmalige Reflexion von Wellenenergie aus ein und derselben Druckwelle, wodurch ein großer Teil der in die vorgeschlagene Anordnung gelangten Wellenenergie abgearbeitet wird, da die Reflexion unvermeidbar mit energetischen Verlusten verbunden ist.This object is achieved in that the header has a free flow cross-section that corresponds at least to the area of the parallel pipes, and that a component is used as a wave resistance in this further header, which component allows the exhaust gas volume flow to pass unhindered, while pressure waves total reflection on this component must be forced. The distribution of the exhaust gas routing of the individual connecting pipe over at least two parallel pipes leads to the distribution of an undivided pressure wave in front of the tap on several waves, the energy of which corresponds to the original wave and which pass through the downstream, parallel channels as individualized and independent wave fronts. Since, according to the invention, there is a jump in area in relation to the free flow cross section of each of the parallel channels when the parallel pipelines are brought together into the individual, collectively further collecting pipe, the individualized wave fronts running through the individual channels at the respective channel mouth are added in the combination an effective partial wave reflection. The (negative pressure) waves resulting from this reflection run back in the direction of the branch in each of the individual parallel channels. Since there is a similar jump in area in relation to the free flow cross-section of each individual one of the interposed channels at the branch as at their merging, the arrangement proposed according to the invention causes one repeated reflection of wave energy from one and the same pressure wave, as a result of which a large part of the wave energy obtained in the proposed arrangement is processed, since the reflection is inevitably associated with energy losses.
Die in der Erfindung vorgeschlagene Schaltung eines Bauteiles in das Sammelrohr nach der Zusammenführung der parallel führenden Rohre oder Kanäle, an dem auftreffende Druckwellen im Unterschied zu den vorgeschalteten Flächensprüngen nicht zu einer partiellen, sondern zu einer Totalreflexion gezwungen werden, bewirkt eine Verdopplung der Intensität der Abarbeitung von Wellenenergie in den vorgeschalteten parallelen Rohrstücken, da auch der Anteil der ursprünglichen Druckwelle, der den Abzweiger, dann die parallel geführten Rohre sowie deren Mündung in die Zusammenführung auf das gemeinsame Sammelrohr passiert hat, an diesem Wellenwiderstand reflektiert wird, wodurch ein beträchtlicher zusätzlicher Anteil der Wellenenergie der wechselseitigen Reflexion mit entsprechender Abarbeitung zugeführt wird. Ein weiterer Vorteil des Bauteiles "Wellenwiderstand" besteht darin, daß er zum einen den Anteil an Wellenenergie, der der Totalreflexion entgeht und ihn passiert, in ein diffuses Wellenmuster auflöst, wodurch die Anregung von unerwünschten Resonanzschwingungen in einem nachgeschalteten Schalldämpfer vermieden wird. Zum anderen reflektiert er Unterdruckwellen, die aus den wechselseitigen Reflexionen in der vorgeschlagenen Anordnung resultieren und nach dem Sammlerrohr in Richtung Schalldämpfer laufen würden, als gleichartige Unterdruckwelle in Richtung Motor, wodurch ein zusätzlicher Anteil der ursprünglichen Druckwellenenergie für die Unterstützung des Ladungswechsels nutzbar gemacht wird.The switching of a component proposed in the invention into the header pipe after the parallel pipes or ducts have been brought together, on which the pressure waves which, in contrast to the upstream surface jumps, are not forced to a partial, but to a total reflection, doubles the intensity of the processing of wave energy in the upstream parallel pipe sections, since the proportion of the original pressure wave, which has passed the tap, then the parallel pipes and their outlet into the junction on the common manifold, is also reflected in this wave resistance, which means that a considerable additional proportion of the Wave energy of the mutual reflection is supplied with appropriate processing. Another advantage of the component "wave resistance" is that on the one hand it dissolves the portion of wave energy that escapes the total reflection and passes it into a diffuse wave pattern, whereby the excitation of unwanted resonance vibrations in a downstream silencer is avoided. On the other hand, it reflects negative pressure waves, which result from the mutual reflections in the proposed arrangement and would run after the collector pipe in the direction of the muffler, as a similar negative pressure wave in the direction of the engine, whereby an additional portion of the original pressure wave energy is used to support the charge exchange.
Die oftmalige Reflexion einer Druckwelle in der erfindungsgemäßen Abfolge von Querschnittsänderungen und Wellenwiderstand bewirkt eine systemimmanente Optimierung der Schalldämpfung der Auspuffanlage durch effizientes Abarbeiten von Druckwellenenergie schon in den dem eigentlichen Schalldämpfer vorgeordneten Rohrleitungsabschnitten. Ferner bewirkt sie eine Vergrößerung des Energieanteils aus der ursprünglichen Druckwelle, der als Unterdruck in Richtung Motor reflektiert wird. Dadurch ist die in der Erfindung vorgeschlagene Anordnung in der Lage, den Leistungsverlust zu kompensieren, der mit der Einschaltung eines Schalldämpfers in die Auspuffleitung bekannter Auspuff-Anordnungen üblicherweise verbunden ist. Um eine wirkungsvolle Reflexion der von einem Zylinderauslaß des Motors ablaufenden Druckwelle in der Abgasführung der Auspuffanlage und einen ersten bedeutsamen Energieabbau in der vorgeschlagenen Anordnung zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Summen-Querschnittsfläche der parallelen Rohrleitungen mindestens 25% größer ist als der freie Strömungsquerschnitt des Verbindungsrohres, vorzugsweise 40% bis 60% größer. Es gilt dabei die Fläche des den parallelen Rohren oder Kanälen vorgeschalteten Verbindungsrohres an dessen Einmündung in den Abzweiger. Damit diese am Abzweiger auf die nachgeschalteten parallelen Rohre induzierte partielle Reflexion der Druckwelle in der Ladungswechselunterstützung des Motors optimal wirksam wird ist es vorteilhaft, den Abzweiger in der Auspuffleitung in einer derartigen Distanz vom Motor zu plazieren, die eine günstige Wellenlaufzeit für die aus dieser Reflexion resultierende rücklaufende Unterdruckwelle gewährleistet.The frequent reflection of a pressure wave in the sequence of cross-sectional changes and wave resistance according to the invention brings about a system-internal optimization of the sound damping of the exhaust system by efficient processing of pressure wave energy even in the pipeline sections upstream of the actual silencer. Furthermore, it causes an increase in the energy portion from the original pressure wave, which is reflected as a negative pressure in the direction of the engine. As a result, the arrangement proposed in the invention is able to compensate for the power loss which is usually associated with the connection of a muffler into the exhaust line of known exhaust arrangements. In order to ensure an effective reflection of the pressure wave emanating from a cylinder outlet of the engine in the exhaust system of the exhaust system and a first significant energy reduction in the proposed arrangement, it is provided that the total cross-sectional area of the parallel pipes is at least 25% larger than the free flow cross section of the Connection tube, preferably 40% to 60% larger. The area of the connecting pipe connected upstream of the parallel pipes or channels applies at the point where it joins the branch. So that this partial reflection of the pressure wave induced in the gas exchange support of the engine at the tap on the downstream parallel pipes is optimally effective, it is advantageous to place the tap in the exhaust pipe at such a distance from the engine that a favorable wave duration for the resulting from this reflection returning vacuum wave guaranteed.
Die Länge der parallel geführten Rohrleitungen zwischen Abzweiger und Zusammenführung sollte vorteilhafterweise wenigstens dem Doppelten des jeweiligen Durchmessers dieser Rohre entsprechen, um sicherzustellen, daß sich in den parallelen Kanälen jeweils separate und unabhängige Wellenfronten ausbilden können und die ursprüngliche Welle nicht nur kurz aufgespreizt wird. Ein Vorzug der vorgeschlagenen Anordnung besteht darin, daß die Gesamtlänge der parallel geführten Rohrstücke für die Funktion ohne Bedeutung ist, weil durch die induzierte vielmalige Wellenreflexion zwischen den erfindungsgemäßen Komponenten die Laufzeiten der einzelnen Reflexionswellen innerhalb der Anordnung von der Zündfrequenz des Motors entkoppelt werden. Diese Systemeigenschaft, zusammen mit der Tatsache, daß die an der motorseitigen Öffnung am Abzweiger stattfindende partielle Wellenreflexion die Energie durch die Auspuffanlage rücklaufender Wellen näherungsweise halbiert, führt zu einer Entkoppelung der nachgeordneten Glieder der Auspuffanlage, in die üblicherweise der oder die Schalldämpfer eingeschaltet sind, von den Wellenreflexionen an den dem Motor unmittelbar nachgeschalteten Auslaßrohren, die die mögliche Effizienzsteigerung durch die Auspuffanlage bewirken, bei gleichzeitiger Unterdrückung nachteiliger Resonanzerscheinungen. Um diese Entkopplung sicher zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, das Verbindungsrohr als Verbindungsglied zwischen den vorgeordneten Auslaßrohren und der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Rohrlänge auszuführen, die wenigstens dem Durchmesser des besagten Rohres entspricht.The length of the parallel pipelines between the tap and the junction should advantageously correspond to at least twice the respective diameter of these pipes in order to ensure that separate and independent wave fronts can form in the parallel channels and that the original wave is not only spread briefly. One advantage of the proposed arrangement is that the total length of the parallel pipe pieces is irrelevant for the function, because the propagation times of the individual reflection waves within the arrangement are decoupled from the ignition frequency of the engine by the induced multiple wave reflection between the components according to the invention. This system property, together with the fact that the partial wave reflection taking place at the opening on the engine side of the tap roughly halves the energy of the returning waves through the exhaust system, leads to a decoupling of the downstream elements of the exhaust system, into which the silencer (s) are usually switched on the wave reflections on the exhaust pipes immediately downstream of the engine, which bring about the possible increase in efficiency through the exhaust system, while at the same time suppressing adverse resonance phenomena. To ensure this decoupling safely, it is advantageous to design the connecting pipe as a connecting link between the upstream outlet pipes and the arrangement according to the invention with a pipe length which corresponds at least to the diameter of said pipe.
Baulich sehr einfach und auch für die Kühlung sehr effektiv ist eine Anordnung bei der gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal die parallelen Rohrleitungen als nebeneinander verlaufende Rohrstücke mit im wesentlichen parallelen Achsen ausgebildet sind.An arrangement in which, according to a further feature of the invention, the parallel pipelines are designed as pipe sections running alongside one another with essentially parallel axes is very simple in construction and also very effective for cooling.
Eine Unterteilung in mehrere separate und aufgrund der statistischen Verteilung der Energien unterschiedlich schnell laufende Wellenfronten und damit die optimale Vermeidung von schädlichen Resonanzen im Auspuffsystem bei vermehrter Abarbeitung von Wellenenergie ist möglich, wenn mehr als zwei, vorzugsweise drei parallele Rohrleitungen vorgesehen sind. Je mehr Rohrleitungen vorgesehen sind, umso größer ist selbstverständlich der notwendige Einbauraum, so daß sich speziell für Motorräder Ausführungsformen mit maximal drei Rohrleitungen als vorteilhaft erwiesen haben.A division into several separate wave fronts running at different speeds due to the statistical distribution of the energies and thus the optimal avoidance of harmful resonances in the exhaust system with increased processing of wave energy is possible if more than two, preferably three parallel pipes are provided. The more pipelines are provided, the larger the necessary installation space, of course, so that embodiments with a maximum of three pipelines have proven to be advantageous especially for motorcycles.
In baulich besonders einfacher Ausführung ist der Wellenwiderstand als mit Löchern oder Schlitzen versehenes Blech ausgeführt.In a structurally particularly simple design, the wave resistance is designed as a sheet metal provided with holes or slots.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Wellenwiderstand als im wesentlichen achsparallel orientierter Lochblechzylinder ausgeführt ist, dessen den parallelen Rohrleitungen zugewandtes Ende verschlossen ist, während das andere Ende zu den nachgeschalteten Teilen der Auspuffanlage, insbesondere dem Schalldämpfer, hin offen ist. Mit dieser Konstruktion kann durch die gute Umspülung des Lochblechzylinders im Abgasrohr mit geringem Aufwand und bei kleinem Bauvolumen eine hinreichend große Lochblech-Fläche und damit ein hinreichend dimensionierter Wellenwiderstand untergebracht werden.According to a particularly advantageous embodiment, it is provided that the wave resistance is designed as an essentially axially parallel perforated plate cylinder, the end of which is closed towards the parallel pipes, while the other end is open to the downstream parts of the exhaust system, in particular the silencer. With this construction, a sufficiently large perforated plate surface and thus a sufficiently dimensioned wave resistance can be accommodated with little effort and with a small construction volume due to the good flushing of the perforated plate cylinder in the exhaust pipe.
Dabei läßt sich der Wellenwiderstand bei gegebenem Lochdurchmesser vergrößern, wenn die Löcher oder Schlitze eine nicht vernachlässigbare Längsdimension aufweisen oder durch kurze Rohrstücke bzw. Ausstülpungen des Bleches axial verlängert sind. Damit ist mit leicht herstellbaren Lochgrößen einfach der gewünschte Wellenwiderstand herstellbar. Vorteilhafter eise kann der Wellenwiderstand auch ein Katalysatorkörper mit beispielsweise wabenförmigen Schächten sein, wodurch mit sehr geringer Baugröße die vorgeschriebenen Limits für Lärm und Abgasemissionen bei optimaler und gleichmäßiger Leistungssteigerung auch bei Motorrädern einfach eingehalten werden können.The wave resistance can be increased for a given hole diameter if the holes or slots have a non-negligible longitudinal dimension or if they are axially extended by short pipe sections or protuberances of the sheet. This makes it easy to produce the desired characteristic impedance with hole sizes that are easy to manufacture. Advantageously, the wave resistance can also be a catalytic converter body with, for example, honeycomb shafts, as a result of which the prescribed limits for noise and exhaust gas emissions can be easily adhered to, even with motorcycles, with optimal and uniform performance increase with a very small size.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Wellenwiderstand ein poröser Metall- oder Keramikkörper, vorzugsweise aus Sintermaterial. Auch könnte der Wellenwiderstand ein einfach herzustellendes Gelege, Gewirke oder Gestrick aus Metallfäden sein.According to a further advantageous embodiment, the wave resistance is a porous metal or ceramic body, preferably made of sintered material. The wave resistance could also be an easy-to-manufacture scrim, knitted fabric or knitted fabric made of metal threads.
Wenn dabei in jeder beliebigen der genannten Ausführungsformen der Gesamtquerschnitt der Durchtritts-Öffnungen im Bauteil des Wellenwiderstandes größer ist als der Gesamtquerschnitt der parallelen Rohrleitungen, ist der Strömungswiderstand nicht oder nur unwesentlich größer als jener des vorgeschalteten Auspuffsystems, wodurch eine ungünstige Beeinflußung der Motorleistung vermieden ist. Vorteilhafterweise ist dazu vorgesehen, daß der Gesamtquerschnitt der Durchtritts-Öffnungen ca. 30% bis 40% größer ist als der Gesamtquerschnitt der Rohrleitungen.If the total cross section of the passage openings in the component of the wave resistance is greater than the total cross section of the parallel pipelines in any of the above-mentioned embodiments, the flow resistance is not or only slightly greater than that of the upstream exhaust system, thereby avoiding an unfavorable influence on the engine performance. It is advantageously provided that the total cross section of the passage openings is approximately 30% to 40% larger than the total cross section of the pipelines.
Um zu verhindern, daß die Rohrleitung zwischen der Zusammenführung und dem Wellenwiderstands-Bauteil als Volumenresonator wirkt und Eigenschwingungen aufbaut, welche nachteilig auf das vorgeschaltete System zurückwirken, ist vorteilhafterweise der Wellenwiderstand unmittelbar hinter der Zusammenführung angeordnet, wobei der Abstand zu deren Ende maximal etwa das Doppelte des dortigen Rohrdurchmessers ist.In order to prevent the pipeline between the junction and the wave resistance component from acting as a volume resonator and from building up natural vibrations which have a detrimental effect on the upstream system, the wave resistance is advantageously arranged immediately behind the junction, the distance to the end of which is a maximum of about double of the pipe diameter there.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann zur weiteren Effizienzsteigerung der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen sein, dass zumindest zwei Abzweiger und zumindest zwei Zusammenführungen parallel zueinander vorgesehen sind, wobei die Rohrleitungen jedes Abzweigers zu verschiedenen Zusammenführungen verlaufen.According to an advantageous embodiment, to further increase the efficiency of the arrangement according to the invention, it can be provided that at least two taps and at least two junctions are provided in parallel with one another, the pipelines of each tap running to different junctions.
Dabei ist vorteilhafterweise vor dem oder jedem Abzweiger zumindest eine Verbindung zwischen den parallelen Rohrleitungen vorgesehen.In this case, at least one connection between the parallel pipelines is advantageously provided in front of the or each branch.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsbeispielen für eine erfindungsgemäße Auspuffanlage für Motorräder näher erläutert werden. Dabei zeigt die Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung für Vierzylindermotoren, Fig. 2 ist eine weitere Variante für Vierzylindermotoren, die Fig. 3 sowie deren Querschnitt A-A stellen eine spezielle Ausführungsform für die parallelen Rohrleitungen dar, und Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auspuffanlage mit zwei Abzweigern, zwei parallelen Rohranordnungen und zwei Wellenwiderständen.In the following description, the invention is based on the attached drawings of preferred embodiments for an exhaust system according to the invention for motorcycles are explained in more detail. 1 shows a first embodiment of the invention for four-cylinder engines, FIG. 2 is a further variant for four-cylinder engines, FIG. 3 and its cross-section AA represent a special embodiment for the parallel pipelines, and FIG. 4 shows a further embodiment an exhaust system according to the invention with two taps, two parallel pipe arrangements and two wave resistors.
In der Anordnung der Fig. 1 sind die wie üblich ausgeführten primären Auslaßrohren 1 bis 4 der einzelnen Zylinder eines Vierzylindermotors paarweise, wie ebenfalls bereits bekannt und üblich, in zwei sekundäre weiterführende Abgasrohre 5 und 6 zusammengefaßt. Eine entsprechende Anordnung ist auch bei Sechszylindermotoren üblich, wo dann jeweils Gruppen von je drei primären Auslaßrohren in je ein sekundäres weiterführendes Rohr zusammengefaßt sind. Die sekundären Abgasrohre 5, 6 können gegebenenfalls auch einen anderen als kreisförmigen Querschnitt aufweisen, etwa wenn sie konstruktiv durch die Teilung eines einzelnen Rohres in zwei separierte Rohrhälften ausgeführt sind. Die jeweils einer Gruppe von primären Auslaßrohren zugeordneten sekundären Abgasrohre 5, 6 werden in dieser bekannten Anordnung in ein einzelnes Sammelrohr 7 zusammengeführt, welches die Abgasströme sämtlicher Zylinder vereint und an welches üblicherweise Vorrichtungen wie Schalldämpfer oder Katalysatoren 14 angeschlossen sind, die auch in einem einzigen Bauteil zusammengefaßt sein können. Entsprechende Anordnungen sind auch für Acht-oder Zwölfzylindermotoren üblich, bei denen jeweils eine Zylinderbank mit einem derartigen Abgasrohrkrümmer ausgestattet ist. Die Zusammenführung der unmittelbar den einzelnen Zylindern nachgeordneten primären Abgasrohre in ein gemeinsam weiterführendes Abgasrohr ist auch bei Zwei- oder Dreizylindermotoren mit dem Unterschied üblich, daß entsprechend der kleineren Zylinderanzahl die primären Auslaßrohre unmittelbar in das einzelne Sammelrohr 7 münden, das zu einem Schalldämpfer oder Katalysator 1 führt.In the arrangement of FIG. 1, the primary exhaust pipes 1 to 4 of the individual cylinders of a four-cylinder engine, which are designed as usual, are combined in pairs, as is also already known and customary, into two secondary exhaust pipes 5 and 6. A corresponding arrangement is also common in six-cylinder engines, where groups of three primary exhaust pipes are then combined into a secondary pipe. The secondary exhaust pipes 5, 6 can optionally also have a cross-section other than circular, for example if they are constructed by dividing an individual pipe into two separate pipe halves. The secondary exhaust pipes 5, 6 assigned to a group of primary exhaust pipes are brought together in this known arrangement in a single manifold 7, which combines the exhaust gas flows of all cylinders and to which devices such as silencers or catalytic converters 14 are usually connected, which are also in a single component can be summarized. Corresponding arrangements are also common for eight- or twelve-cylinder engines, in each of which a cylinder bank is equipped with such an exhaust pipe elbow. The merging of the primary exhaust pipes immediately downstream of the individual cylinders into a common exhaust pipe is also common in two- or three-cylinder engines, with the difference that, according to the smaller number of cylinders, the primary exhaust pipes open directly into the individual manifold 7, which leads to a silencer or catalytic converter 1 leads.
In der erfindungsgemäßen Anordnung der Fig. 1 ist hinter dem Sammel-bzw. Verbindungsrohr 7 ein Abzweiger 8 eingeschaltet, der die Abgasströmung auf wenigstens zwei nachgegliederte, parallel angeordnete Rohrstücke 9 und 10 aufteilt. Diese Rohrstücke 9, 10 werden in der Folge wieder mittels der Zusammenführung 11 wieder in ein einzelnes Sammelrohr 12 zusammengefaßt, in welches ein Wellenwiderstand 13 eingeschaltet ist. Erst an dieses Sammelrohr 12 mit Wellenwiderstand 13 ist erfindungsgemäß die Vorrichtung 14, etwa der Schalldämpfer oder der Katalysator, angeschlossen. Wie der Schnitt A-A der Fig. 1 zeigt, ist der Wellenwiderstand 13 vorteilhafterweise konzentrisch im Sammelrohr 12 angeordnet.In the arrangement according to the invention in FIG. 1, behind the collecting or. Connecting pipe 7 a branch 8 is turned on, which divides the exhaust gas flow into at least two downstream, parallel pipe sections 9 and 10. These pipe sections 9, 10 are then again combined by means of the merging 11 into a single manifold 12, in which a wave resistor 13 is switched on. The device 14, for example the muffler or the catalytic converter, is only connected to this collecting pipe 12 with wave resistance 13. As the section AA of FIG. 1 shows, the wave resistance 13 is advantageously arranged concentrically in the collecting tube 12.
Die besondere Wirksamkeit der vorgeschlagenen Anordnung beruht auf folgenden physikalischen Ursachen: der Natur der Ausbreitung von Stoßwellen, die durch das Öffnen eines Motorauslasses induziert werden, und dem grundlegenden Unterschied zwischen partieller und totaler Reflexion dieser Wellen. Die im Rhythmus der Arbeitstakte eines Kolbenmotors induzierten Stoßwellen breiten sich mit lokaler Schallgeschwindigkeit im Auspuffgas als Übertragungsmedium im Inneren der Auspuffleitung Richtung Auspuffmündung aus. Diese Wellen sind individuierte Ereignisse, die strikt mit dem Öffnen eines Motorauslasses korreliert sind. Ihre Natur entspricht der einer Schockwelle anläßlich einer Explosion oder eines Überschallknalles, denn auch sie sind das Resultat eines schlagartigen Eintrages von Druckenergie in das Übertragungsmedium, der sich dort als singulärer Impuls mit einer einzigen markanten Amplitude fortpflanzt.The particular effectiveness of the proposed arrangement is based on the following physical causes: the nature of the propagation of shock waves induced by the opening of an engine outlet and the fundamental difference between partial and total reflection of these waves. The shock waves induced in the rhythm of the work cycles of a piston engine spread at the local speed of sound in the exhaust gas as a transmission medium inside the exhaust pipe towards the exhaust outlet. These waves are individual events that are strictly correlated with the opening of an engine outlet. Their nature corresponds to that of a shock wave on the occasion of an explosion or a sonic boom, because they too are the result of an abrupt entry of pressure energy into the transmission medium, which propagates there as a singular impulse with a single striking amplitude.
Als singulärer Impuls dürfen besagte Stoßwellen nicht fälschlich mit stehenden Wellen verwechselt werden, die sich im Inneren einer Auspuffanlage etablieren. Denn die singulären Wellenfronten von Stoßwellen können ohne Änderung ihres Impulses durcheinander hindurchlaufen, vergleichbar mit zwei verschiedenen Wellen auf der Oberfläche eines Sees, während zwei verschiedene stehende Wellen im Inneren der Rohre des Auspuffes, abhängig von ihrer Phasendifferenz, sich entweder im Modus der Resonanz bzw. Interferenz überlagern. Derartige stehende Wellen im Inneren der Abgasanlage erhalten ihre Anregung von besagten Stoßwellen, sind von diesen aber wie die Ursache von ihrer Wirkung unterschieden.As a singular impulse, said shock waves should not be mistaken for standing waves that are established inside an exhaust system. Because the singular wave fronts of shock waves can run through one another without changing their momentum, comparable to two different waves on the surface of a lake, while two different standing waves inside the pipes of the exhaust pipe, depending on their phase difference, either in the mode of resonance or Overlay interference. Such standing waves in the interior of the exhaust system receive their excitation from said shock waves, but like the cause, they are distinguished from their effect.
Die EP 0 421 724 A1 beschreibt eine Rohranordnung zur Dämpfung stehender Wellen mittels Interferenz. Für eine wirksame Dämpfung dieser Wellen, deren Grundfrequenz naturgemäß der Zündfrequenz des Motors entspricht, mithin zwischen 100 und 400 Hertz liegt, sind aber Rohrlängen vonnöten, die speziell den an einem Motorrad zur Verfügung stehenden Platz deutlich übersteigen. Verschärfend kommt hinzu, daß ein großer Längenunterschied zwischen den parallelen Rohren nötig ist, um eine Phasendifferenz zu erzeugen, die für eine Interferenz der stehenden Wellen hinreicht. Im Gegensatz dazu ist die Längendifferenz der parallelen Rohre 9 und 10 der vorgeschlagenen Anordnung für deren Funktion völlig irrelevant. Dies belegen auch entsprechende Versuchsreihen auf dem Prüfstand.EP 0 421 724 A1 describes a pipe arrangement for damping standing waves by means of interference. For effective damping of these waves, the fundamental frequency of which naturally corresponds to the ignition frequency of the engine, and is therefore between 100 and 400 Hertz, tube lengths are required, especially those available on a motorcycle Clearly exceed space. To make matters worse, a large difference in length between the parallel tubes is necessary in order to produce a phase difference which is sufficient for interference of the standing waves. In contrast, the length difference of the parallel tubes 9 and 10 of the proposed arrangement is completely irrelevant for their function. This is also proven by corresponding test series on the test bench.
Gemäß der Erfindung dient die Anordnung aus Abzweiger 8, der den Abgasstrom des Sammelrohres 7 auf zwei parallele weiterführende Rohrstränge 9 und 10 aufteilt, welche in der Folge durch eine Zusammenführung 11 wieder vereinigt werden, als Mittel zur Herstellung von Flächensprüngen innerhalb des freien Strömungsquerschnittes in der Abgasleitung der Auspuffanlagen. An derartigen Flächensprüngen, wie sie am Abzweiger 8 und an der Zusammenführung 11 gegeben sind, ereignet sich bekanntermaßen eine partielle Reflexion der Stoßwelle, anläßlich derer ihr Impuls in zwei Wellen aufgespalten wird, von denen die eine die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung Richtung Auspuffende beibehält, während die zweite Welle in entgegengesetzte Richtung reflektiert wird.According to the invention, the arrangement of branch 8, which divides the exhaust gas flow of the collecting pipe 7 into two parallel further pipe strings 9 and 10, which are subsequently reunited by a merging 11, serves as a means of producing surface jumps within the free flow cross section in the Exhaust system exhaust pipe. At such surface jumps, as are given at the tap 8 and at the junction 11, there is known to be a partial reflection of the shock wave, on the basis of which its pulse is split into two waves, one of which maintains the original direction of propagation towards the exhaust end, while the second Wave is reflected in the opposite direction.
Die nachfolgend aufgeführten Dimensionierungsregeln definieren die Untergrenze der geometrischen Proportionen in einer erfindungsgemäßen Abgasführung, die für die Effizienz der partiellen Wellenrefiexion wesentlich sind. So ist mit der minimalen Länge der parallelen Rohre 9 und 10, welche vorzugsweise wenigstens dem Doppelten des jeweiligen Durchmessers dieser Rohre entsprechen soll, sichergestellt, dass ein vor dem Abzweiger 8 ungeteilter Stoßwellen- Impuls in zwei Impulse aufgeteilt wird, deren Energie in Summe idealerweise, d.h. ohne Berücksichtigung unvermeidlicher Wandverluste, der des ursprünglichen Impulses entspricht. An der Zusammenführung 11 erfährt jede der Teil-Wellen, die sich in den Rohren 9 und 10 Richtung Auspuffende ausbreiten, eine partielle Reflexion am Flächensprung, den der freie Strömungsquerschnitt dieses Bauteils in Relation zur Einzelfläche der Rohre 9 und 10 darstellt. Der Partial-Charakter dieser Reflexion bewirkt, daß ein Teil der Impuls-Energie von jeder Teil- Welle wiederum als Teil-Stoßwellen entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung des Abgases durch die entsprechenden Rohre zurück zum Abzweiger 8 reflektiert wird, während der andere Teil der Impuls-Energie als Teil-Stoßwellen sich in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung fortpflanzen. Die definierte minimale Fläche der Rohre 9 und 10 gewährleistet eine hinreichend große Fläche am Abzweiger 8, wo eine neuerliche und partielle Reflexion der durch diese Rohre rücklaufenden (Teil-)Wellen bewirkt wird. Bei dieser zweiten partiellen Reflexion innerhalb der Anordnung werden wiederum zwei, in ihrer Ausbreitungsrichtung unterschiedene Stoßwellenpaare erzeugt, ein Paar in Richtung Motor sowie das andere Paar als Produkte der zweiten Reflexion, die wieder die Orientierung der Ursprungs-Impulse aufweisen.The dimensioning rules listed below define the lower limit of the geometric proportions in an exhaust gas duct according to the invention, which are essential for the efficiency of the partial wave reflection. Thus, with the minimum length of the parallel tubes 9 and 10, which should preferably correspond to at least twice the respective diameter of these tubes, it is ensured that an undivided shock wave pulse in front of the tap 8 is divided into two pulses, the total energy of which, ideally, ie without taking into account inevitable wall losses, which corresponds to the original impulse. At the junction 11, each of the partial waves, which propagate in the pipes 9 and 10 towards the exhaust end, experiences a partial reflection at the surface jump, which the free flow cross section of this component represents in relation to the individual surface of the pipes 9 and 10. The partial nature of this reflection causes part of the pulse energy from each partial wave to be reflected back as branch shock waves against the original flow direction of the exhaust gas through the corresponding pipes back to branch 8, while the other part of the pulse energy as part shock waves themselves in the original Propagate propagation direction. The defined minimal area of the pipes 9 and 10 ensures a sufficiently large area at the tap 8, where a new and partial reflection of the (partial) waves returning through these pipes is brought about. With this second partial reflection within the arrangement, two shockwave pairs different in their direction of propagation are generated, one pair in the direction of the motor and the other pair as products of the second reflection, which again have the orientation of the original impulses.
Die partielle Wellenreflexion ein- und derselben Stoßwelle an der Zusammenführung 11 wie auch am Abzweiger 8 bindet einen großen Anteil - im Ideal die Hälfte - der Impulsenergie der Ursprungs-Stoßwelle innerhalb der Anordnung, in dem diese zu einer wechselseitigen oftmaligen Reflexion zwischen den Enden der Rohre 9 und 10 gezwungen wird. Der Carnot'sche Stoßverlust, der sich unvermeidbar bei jeder dieser partiellen Wellen-Reflexionen ereignet, bewirkt dabei eine Umsetzung der Impulsenergie in Wärme und damit eine Abarbeitung der ursprünglichen Stoßwelle.The partial wave reflection of one and the same shock wave at the junction 11 as well as at the tap 8 binds a large portion - ideally half - of the pulse energy of the original shock wave within the arrangement, in that this leads to a mutual often reflection between the ends of the pipes 9 and 10 is forced. Carnot's shock loss, which inevitably occurs with each of these partial wave reflections, causes the pulse energy to be converted into heat and thus the original shock wave to be processed.
Eine Anordnung parallel geführter Rohre von einer Länge, wie sie in der EP 0 421 724 A1 beschrieben ist, wäre beispielsweise an einer Auspuffanlage für Motorräder nicht möglich und bewirkt überdies für sich allein nur eine marginale Reduktion des Schalldruckes und verschlechtert darüber hinaus sogar, wie in Versuchen festgestellt werden konnte, die Motoreffizienz im Vergleich zu einer konventionellen, d.h. unverzweigten Abgasführung. Dieses Phänomen erklärt sich dadurch, daß eine derartige parallele Rohrführung ein hochgradig schwingungsfähiges System darstellt, und das ist eine Eigenschaft, die für die Abgasführungen, die auf der Grundlage der Herstellung von Wellen-Interferenzen arbeiten, vorteilhaft, für den Einsatzzweck der gegenständlichen Erfindung aber desaströs ist. Weil speziell an einem Motorrad die Auspuffanlage als Ganzes naturgemäß sehr kurz ist, ist die Distanz zwischen den primären, unmittelbar an die Zylinderauslässe angeschlossenen Auspuffrohren und den Rohren besagter Anordnung ebenfalls kurz. Da die Anregung für Schwingungen innerhalb besagter Anordnung mit Motor-, d.h. Zündfrequenz erfolgt, wird einer Überlagerung dieser Schwingungen mit den vorgeordneten primären Krümmerrohren möglich. Diese Überlagerungen stören die dort stattfindende Rückgewinnung von Impulsenergie der Stoßwelle am Mündungsende der primären Krümmerrohre durch Wellenreflexion, die deren Impulsenergie für die vorteilhafte Unterstützung der Ladungswechselarbeit des Motors nutzbar gemacht wird. Stattdessen wird die Energie der Stoßwelle, die das Öffnen eines Zylinderauslasses in einem primären Krümmerrohr induziert, in den Überlagerungen assimiliert, indem sie zur Verstärkung von residualen stehenden Wellen führen.An arrangement of parallel pipes of a length, as described in EP 0 421 724 A1, would not be possible, for example, on an exhaust system for motorcycles and, in addition, alone causes only a marginal reduction in the sound pressure and, moreover, even worsens, as in Experiments could determine the engine efficiency compared to a conventional, ie unbranched exhaust system. This phenomenon is explained by the fact that such a parallel ducting is a highly vibratory system, and this is a property that is advantageous for the exhaust ducts that operate on the basis of the production of shaft interference, but is disastrous for the purpose of the present invention is. Because the exhaust system as a whole is naturally very short, especially on a motorcycle, the distance between the primary exhaust pipes directly connected to the cylinder outlets and the pipes of the said arrangement is also short. Since the excitation for vibrations takes place within said arrangement with an engine frequency, ie an ignition frequency, it is possible to superimpose these vibrations with the upstream primary manifold tubes. These overlaps disturb them there the pulse energy of the shock wave taking place at the mouth of the primary manifold pipes is recovered by wave reflection, which uses their pulse energy for the advantageous support of the engine's gas exchange work. Instead, the energy of the shock wave, which induces the opening of a cylinder outlet in a primary manifold tube, is assimilated in the overlays, resulting in the amplification of residual standing waves.
Die Einschaltung eines "Wellenwiderstandes" in die Abgasführung, wie sie etwa in der US 4 206 177 A beschrieben ist, hat bekanntermaßen allenfalls einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Schallemission und ändert erfahrungsgemäß das Resonanzverhalten einer Auspuffanlage nicht. Bei Motorradmotoren, die üblicherweise eine große Ventilüberschneidung aufweisen, führt die Installation eines Katalysatorkörpers in das Verbindungsrohr zwischen Auspuffkrümmer und Schalldämpfer aber häufig zur diskreten Leistungseinbrüchen in bestimmten Drehzahlbereichen. Der Grund hierfür liegt darin, daß an der Frontseite eines Katalysators, der üblicherweise aus wabenförmigen Zellen besteht, die vom Motor ablaufenden Stoßwellen eine Totalreflexion erfahren und als Überdruck-Impuls zum Zylinder zurücklaufen, wo sie den Ladungswechsel stören.The activation of a "characteristic impedance" in the exhaust system, as described, for example, in US Pat. No. 4,206,177 A, is known to have at most a negligible influence on the noise emission and, based on experience, does not change the resonance behavior of an exhaust system. In motorcycle engines, which usually have a large valve overlap, the installation of a catalytic converter body in the connecting pipe between the exhaust manifold and the muffler often leads to discrete performance drops in certain speed ranges. The reason for this is that on the front of a catalytic converter, which usually consists of honeycomb cells, the shock waves emanating from the engine experience total reflection and run back as an overpressure pulse to the cylinder, where they interfere with the gas exchange.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene konstruktive Verbindung der Merkmale der Aufteilung und folgende Wiedervereinigung der Abgasströmung mit einem nachgeschalteten Wellenwiderstand, der aber vor dem eigentlichen Schalldämpfer liegt, vermeidet nicht nur jegliche negative Beeinflussung der Motor-Effizienz aufgrund ungünstiger Schwingungsüberlagerungen und rücklaufender (Überdruck-) Stoßwellen, sondern bewirkt überdies eine interne Schalldämpfung innerhalb der vorgestellten Anordnung um 3 db(A), mithin eine Halbierung des Schalldrucks noch vor dem eigentlichen Schalldämpfer. Die vorgesehene Schaltung eines Mediums unmittelbar nach der Vereinigung der parallel geführten Rohrleitungen, dessen Passagen wohl den Abgas-Volumenstrom ungehindert passieren lassen, jedoch so klein sind, daß sie auftreffende Stoßwellen zu einer Total-Reflexion zwingen, wie etwa ein fein perforiertes Blech oder ein Katalysatorkörper, bewirkt im Vergleich zu der Anordnung aus der EP 0 421 724 A1 eine exponentielle Vervielfachung der Menge von Impulsenergie, die in wechselseitiger partieller Reflexion zwischen den Enden der parallelen Rohre 9 und 10 in der Anordnung gebunden ist: Denn die Schaltung eines derartigen Mediums unmittelbar nach der Vereinigung der parallelen Rohrleitungen bewirkt Totalreflexion sämtlicher auftretender Stoßwellen, also auch der Teilwellen, die sich aus der vor der Anordnung im Sammelrohr 7 ungeteilten Stoßwelle ergeben, d.h. die Spalt-Wellen sowie deren zahllosen abgeleiteten, vielfach (partiell) reflektierten Folgewellen und die aufgrund des Partial-Charakters der Wellenreflexion an den Enden der Rohre 9 und 10 die Ausbreitungsrichtung der Ursprungswelle beibehalten. Diese exponentielle Vervielfachung von Teil-Wellen, die sich aus der Ursprungs-Stoßwelle ableiten, die aufgrund der Totalreflexion am Wellenwiderstand 12 dem Wechselspiel partieller Wellenreflexion in der vorgeschalteten Rohranordnung zugeführt wird, bewirkt eine entsprechende Vervielfachung der Carnot'schen Stoßverluste und mithin eine exponentiell gesteigerte Umwandlung von Wellenenergie in Wärme im Zuge der Partial-Reflexionen. Dies erklärt nicht nur die effiziente Schalldruck-Reduktion der vorgeschlagenen Anordnung, sondern realisiert einen weiteren Vorzug unserer Erfindung: die Intensivierung der Carnot'schen Stoßverluste bewirkt eine eigenständige interne Aufheizung des Abgases unmittelbar vor einem Katalysator, aber nicht, wie bei bekannten Katalysatoranordnungen üblich, im Staupunkt an seiner Frontfläche. Auf diese Weise erreicht der Katalysatorkörper, selbst wenn er vergleichsweise weit vom Motor entfernt plaziert ist, nach dem Kaltstart des Motors schnell Betriebstemperatur, ohne jedoch im Vollastbetrieb zu überhitzen.The proposed constructive connection of the features of the division and subsequent reunification of the exhaust gas flow with a downstream wave resistance, which is however in front of the actual silencer, not only avoids any negative influence on the engine efficiency due to unfavorable vibration superposition and returning (overpressure) shock waves, but causes In addition, an internal sound attenuation within the presented arrangement by 3 db (A), thus halving the sound pressure before the actual silencer. The proposed switching of a medium immediately after the union of the parallel pipelines, the passages of which allow the exhaust gas volume flow to pass unhindered, but are so small that they force impinging shock waves to a total reflection, such as a finely perforated sheet metal or a catalyst body , causes in comparison to the arrangement from EP 0 421 724 A1 Exponential multiplication of the amount of pulse energy, which is bound in mutual partial reflection between the ends of the parallel pipes 9 and 10 in the arrangement: Because the switching of such a medium immediately after the unification of the parallel pipes leads to total reflection of all occurring shock waves, including the partial waves , which result from the undivided shock wave before the arrangement in the collecting tube 7, ie the split waves and their countless derived, often (partially) reflected secondary waves and, due to the partial character of the wave reflection at the ends of the tubes 9 and 10, the direction of propagation of the original wave. This exponential multiplication of partial waves, which are derived from the original shock wave, which due to the total reflection at the wave resistor 12 is fed to the interplay of partial wave reflection in the upstream pipe arrangement, causes a corresponding multiplication of Carnot's shock losses and consequently an exponentially increased conversion of wave energy in heat in the course of partial reflections. This not only explains the efficient reduction in sound pressure of the proposed arrangement, but also realizes a further advantage of our invention: the intensification of Carnot's shock losses results in independent internal heating of the exhaust gas immediately upstream of a catalytic converter, but not, as is customary in known catalytic converter arrangements, in the Stagnation point on its front surface. In this way, the catalytic converter body, even if it is placed comparatively far from the engine, quickly reaches operating temperature after the engine has been cold started, but without overheating under full load operation.
Die in der vorgeschlagenen Anordnung stattfindende exponentielle Vervielfachung jeder einzelnen Stoßwelle, die beim Öffnen eines Zylinderauslasses entsteht, in eine Vielzahl von Unterwellen schließt überdies wirksam allfällige Schwingungsüberlagerungen mit den vorgeordneten primären Krümmerrohren der Auspuffanlage aus, an deren Mündung bekanntermaßen die, in der Zündfrequenz des Motors erzeugten, Stoßwellen eine vorteilhafte, weil den Motor-Wirkungsgrad optimierende (partielle) Wellenreflexion erfahren. Der Grund hierfür liegt nicht nur in der schon erwähnten Abarbeitung der Impulsenergie der Stoßwellen, wodurch ebenfalls Anregung für allfällige residualen stehenden Wellen reduziert wird, sondern im wesentlichen darin, daß mit der exponentiellen Aufspaltung und Zerteilung der Ursprungs-Welle in eine Vielzahl von Unter-Wellen, eine ebensolche Vervielfachung der Eigenfrequenz einer stehenden Welle einhergeht, die durch diese Unter-Wellen ihre Anregung erfahren. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Grundfrequenz von Schwingungen aus besagter Anordnung deutlich über der Zündfrequenz des Motors liegt, an den die Auspuffanlage angeschlossen ist, wodurch unerwünschte Überlagerungen und Resonanzen unterbleiben.The exponential multiplication of each individual shock wave that occurs in the proposed arrangement, which occurs when a cylinder outlet is opened, into a large number of sub-waves also effectively excludes any vibration overlaps with the upstream primary manifold pipes of the exhaust system, at the mouth of which, as is known, generated the ignition frequency of the engine , Shock waves experience an advantageous (partial) wave reflection because they optimize engine efficiency. The reason for this lies not only in the already mentioned processing of the impulse energy of the shock waves Likewise, suggestion for any residual standing waves is reduced, but essentially in that the exponential splitting and division of the original wave into a large number of sub-waves is accompanied by a similar multiplication of the natural frequency of a standing wave, which is caused by these sub-waves experience their suggestion. In this way it is ensured that the fundamental frequency of vibrations from said arrangement is significantly above the ignition frequency of the engine to which the exhaust system is connected, as a result of which undesired superimpositions and resonances are avoided.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, in der an das Verbindungsrohr 7 an dem Abzweiger 8 zwei Auspuffschalldämpfer 14 und 14' angekoppelt sind, indem der Abzweiger 8 die Abgasströmung auf zwei Paare von parallelen Rohrstücken 9 und 10 bzw. 9' und 10' mit jeweils nachgeordneten Vorrichtungen 11 bis 13 bzw. 11' bis 13' aufteilt.Fig. 2 shows an arrangement according to the invention in which two exhaust silencers 14 and 14 'are coupled to the connecting pipe 7 on the branch 8 by the branch 8 having the exhaust gas flow on two pairs of parallel pipe sections 9 and 10 or 9' and 10 ' each subordinate devices 11 to 13 or 11 'to 13'.
Eine konstruktive Alternative zu zwei separaten, parallel geführten Rohren in der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 3 und deren Querschnitt A-A dargestellt. Hier wird nun die Parallelführung der Abgase anstelle in Rohrstücken 9, 10 durch lediglich ein Rohr gewährleistet, dessen Querschnittsfläche vorzugsweise dem des Sammlerrohres 12 entspricht bzw. dessen Fortsetzung es ist. Dieses Rohr wird durch ein Trennblech 15 in zwei Kanäle unterteilt, die das Abgas durchströmen muß. Der Wellenwiderstand 13 ist am Ende dieser Kanäle, vorteilhafterweise wie zuvor beschrieben, achsmittig im Sammelrohr 12 plaziert, an das wieder in üblicher Weise der Schalldämpfer oder Katalysator 14 angeschlossen ist.A constructive alternative to two separate, parallel pipes in the arrangement according to the invention is shown in Fig. 3 and its cross section A-A. Here, the parallel guidance of the exhaust gases is now ensured instead of in pipe sections 9, 10 by only one pipe, the cross-sectional area of which preferably corresponds to that of the collector pipe 12 or whose continuation it is. This pipe is divided by a partition plate 15 into two channels through which the exhaust gas must flow. The wave resistance 13 is placed at the end of these channels, advantageously as previously described, in the center of the pipe 12, to which the muffler or catalytic converter 14 is connected in the usual way.
In einer Anordnung wie jener der Fig. 3 wird die Funktion des Abzweigers 8, der das Abgas aus dem Verbindungsrohr 7 auf die durch das Trennblech 15 definierten Kanäle aufteilt, vorzugsweise durch ein konisches Erweiterungsstück ausgeübt, das den Querschnitt von jenem des Verbindungsrohres 7 auf den Querschnitt des Sammelrohres 12 erweitert.In an arrangement such as that of FIG. 3, the function of the branch 8, which divides the exhaust gas from the connecting pipe 7 onto the channels defined by the separating plate 15, is preferably carried out by a conical extension piece which has the cross section from that of the connecting pipe 7 to the Cross section of the manifold 12 expanded.
Die Fig. 4 zeigt eine besonders günstige Ausführung einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei den beiden sekundären Auspuffrohren 5 und 6, die das Abgas jeweils eines Zylinders bzw. einer Zylindergruppe eines Motors gemeinsam weiterleiten und zwischen denen wahlweise eine Verbindung 15 vorgesehen sein kann, jeweils ein Wellenwiderstand 13 bzw. 13' it nachgeschaltetem Schalldämpfer 14 bzw. 14' zugeordnet wird. Dabei sind nach dem Abzweiger 8 bzw. 8' weiterführende Leitungen 9 und 10 bzw. 9' und 10' so geschaltet, dass die Abgasströmung der Rohre 5 und 6 jeweils auf beide Wellenwiderstände 13 und 13' und Schalldämpfer 14 und 14' aufgeteilt wird. Diese zusätzliche Aufteilung in der Abgasführung bewirkt eine neuerliche Effizienzsteigerung der vorgeschlagenen Anordnung in der Abarbeitung der Druckwellenenergie, da die Wellenanteile aus den Leitungen 9 und 10 bzw. 9' und 10', die in der Folge am Wellenwiderstand 13 bzw. 13' total reflektiert werden, durch die hier ausgeführte Schaltung sowohl im Abzweiger 8 als auch im Abzweiger 8' Wellenreflexionen zugeführt werden.Fig. 4 shows a particularly favorable embodiment of an arrangement according to the invention, wherein the two secondary exhaust pipes 5 and 6, which each pass the exhaust gas of one cylinder or a cylinder group of an engine together and between which a connection 15 can optionally be provided, each have a wave resistance 13 or 13 ' it is assigned downstream silencer 14 or 14 '. In this case, downstream lines 9 and 10 or 9 'and 10' are connected downstream of the branch 8 or 8 'in such a way that the exhaust gas flow of the tubes 5 and 6 is divided into both wave resistances 13 and 13' and sound absorbers 14 and 14 '. This additional division in the exhaust gas routing brings about a new increase in efficiency of the proposed arrangement in the processing of the pressure wave energy, since the wave components from the lines 9 and 10 or 9 'and 10', which are subsequently totally reflected on the wave resistance 13 or 13 ' , wave reflections are supplied by the circuit implemented here both in tap 8 and in tap 8 '.
Patentansprüche: Claims:

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Sammlerrohr-Anordnung für Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Mehrzylinder-Motorradmotoren, zur Einschaltung zwischen die Abgas-Auslassleitungen aus dem oder jedem Zylinder und zumindest einen Schalldämpfer (14), wobei die Abgas- Auslassleitungen der Zylinder allenfalls stufenweise in schließlich ein Verbindungsrohr (7) zusammengefaßt sind, wobei hinter diesem Verbindungsrohr (7) ein Abzweiger (8) vorgesehen ist, der den Abgasstrom auf zumindest zwei voneinander getrennte, strömungsmäßig parallele Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') mit insgesamt größerer Querschnittsfläche als jener des Verbindungsrohres (7) aufteilt, und hinter diesen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') eine Zusammenführung (11 , 11') auf wiederum ein einziges Sammelrohr (12, 12') vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (12, 12') einen freien Strömungsquerschnitt aufweist, der zumindest der Flächensumme der parallelen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') entspricht, und dass in diesem weiterführenden Sammelrohr (12, 12') ein Bauteil (13, 13') als Wellenwiderstand eingesetzt ist, welcher Bauteil (13, 13') den Abgas- Volumenstrom ungehindert passieren läßt, während Druckwellen zu einer möglichst vollständigen Totalreflexion an dieser Komponente gezwungen werden.1. Collector pipe arrangement for exhaust systems of internal combustion engines, in particular multi-cylinder motorcycle engines, for switching between the exhaust gas outlet lines from the or each cylinder and at least one muffler (14), the exhaust gas outlet lines of the cylinders eventually being gradually integrated into a connecting pipe (7 ) are summarized, a branch (8) is provided behind this connecting pipe (7), which branches the exhaust gas flow onto at least two separate, flow-parallel pipes (9, 10; 9 ', 10') with a larger cross-sectional area than that of the connecting pipe (7), and behind these pipes (9, 10; 9 ', 10') a junction (11, 11 ') is again provided on a single header (12, 12'), characterized in that the header (12 , 12 ') has a free flow cross section which corresponds at least to the total area of the parallel pipelines (9, 10; 9', 10 '), and that in di esem collecting tube (12, 12 ') a component (13, 13') is used as a wave resistance, which component (13, 13 ') allows the exhaust gas volume flow to pass unhindered, while pressure waves are forced to give the most complete possible reflection on this component .
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Summen-Querschnittsfläche der parallelen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') mindestens 25% größer ist als der freie Strömungsquerschnitt des Verbindungsrohres (7), vorzugsweise 40% bis 60% größer.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the total cross-sectional area of the parallel pipes (9, 10; 9 ', 10') is at least 25% larger than the free flow cross section of the connecting pipe (7), preferably 40% to 60% greater.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der parallel geführten Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') wenigstens dem Doppelten des jeweiligen Durchmessers dieser Rohre entspricht. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the parallel pipes (9, 10; 9 ', 10') corresponds to at least twice the respective diameter of these pipes.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (7) als Verbindungsglied zwischen den vorgeordneten Auslaßrohren (1 bis 4, 5, 6) und der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Rohrlänge ausgeführt ist, die wenigstens dem Durchmesser des besagten Rohres (7) entspricht.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the connecting tube (7) is designed as a connecting member between the upstream outlet tubes (1 to 4, 5, 6) and the arrangement according to the invention with a tube length which is at least the diameter of said tube (7th ) corresponds.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') als nebeneinander verlaufende Rohrstücke mit im wesentlichen parallelen Achsen ausgebildet sind.5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the parallel pipes (9, 10; 9 ', 10') are formed as adjacent pipe sections with substantially parallel axes.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei, vorzugsweise drei parallele Rohrleitungen vorgesehen sind.6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that more than two, preferably three parallel pipes are provided.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') als mit Löchern oder Schlitzen versehenes Blech ausgeführt ist.7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is designed as a plate provided with holes or slots.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') als im wesentlichen achsparallel orientierter Lochblechzylinder ausgeführt ist, dessen den parallelen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10') zugewandtes Ende verschlossen ist, während das andere Ende zu den nachgeschalteten Teilen (14) der Auspuffanlage, insbesondere dem Schalldämpfer, hin offen ist.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is designed as a substantially axially parallel oriented perforated plate cylinder, the parallel pipes (9, 10; 9', 10 ') facing end is closed, while the the other end to the downstream parts (14) of the exhaust system, in particular the silencer, is open.
9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher oder Schlitze eine nicht vernachlässigbare Längsdimension aufweisen oder durch kurze Rohrstücke bzw. Ausstülpungen des Bleches axial verlängert sind. 9. Arrangement according to claim 7, characterized in that the holes or slots have a non-negligible longitudinal dimension or are axially extended by short pipe sections or protuberances of the sheet.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') ein Katalysatorkörper mit beispielsweise wabenförmigen Schächten ist.10. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is a catalyst body with, for example, honeycomb shafts.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') ein poröser Metall- oder Keramikkörper, vorzugsweise aus Sintermaterial, ist.11. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is a porous metal or ceramic body, preferably made of sintered material.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') ein Gelege, Gewirke oder Gestrick aus Metallfäden ist.12. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is a scrim, knitted fabric or knitted fabric made of metal threads.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Durchtritts-Öffnungen im Wellenwiderstand (13, 13') größer ist als der Gesamtquerschnitt der parallelen Rohrleitungen (9, 10; 9', 10').13. Arrangement according to one of claims 7 to 12, characterized in that the total cross section of the passage openings in the wave resistance (13, 13 ') is larger than the total cross section of the parallel pipes (9, 10; 9', 10 ').
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Durchtritts-Öffnungen ca. 30% bis 40% größer ist als der Gesamtquerschnitt der Rohrleitungen (9, 10; 9', 10').14. Arrangement according to claim 13, characterized in that the total cross section of the passage openings is approximately 30% to 40% larger than the total cross section of the pipelines (9, 10; 9 ', 10').
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand (13, 13') unmittelbar hinter der Zusammenführung (11, 11') angeordnet ist, wobei der Abstand zu deren Ende maximal etwa das Doppelte des dortigen Rohrdurchmessers ist.15. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the wave resistance (13, 13 ') is arranged directly behind the junction (11, 11'), the distance to the end of which is at most approximately twice the pipe diameter there.
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Abzweiger (8, 8') und zumindest zwei Zusammenführungen (11 , 11') parallel zueinander vorgesehen sind, wobei die Rohrleitungen (9, 10 bzw. 9', 10') jedes Abzweigers (8, 8') zu verschiedenen Zusammenführungen (11 , 11') verlaufen. 16. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least two taps (8, 8 ') and at least two junctions (11, 11') are provided parallel to one another, the pipelines (9, 10 and 9 ', 10 ') of each branch (8, 8') to different mergers (11, 11 ').
7. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem oder jedem Abzweiger (8, 8') zumindest eine Verbindung (15) zwischen den parallelen Rohrleitungen (5, 6) vorgesehen ist. 7. Arrangement according to claim 16, characterized in that at least one connection (15) between the parallel pipes (5, 6) is provided in front of the or each branch (8, 8 ').
PCT/AT2000/000115 1999-05-03 2000-05-03 Manifold arrangement for exhaust systems WO2000066884A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT00929007T ATE264990T1 (en) 1999-05-03 2000-05-03 COLLECTION PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS
DE50006155T DE50006155D1 (en) 1999-05-03 2000-05-03 PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS
EP00929007A EP1177368B1 (en) 1999-05-03 2000-05-03 Manifold arrangement for exhaust systems
AU47232/00A AU4723200A (en) 1999-05-03 2000-05-03 Manifold arrangement for exhaust systems
JP2000615490A JP2002543336A (en) 1999-05-03 2000-05-03 Collective pipe structure for exhaust system
US10/001,188 US20020083703A1 (en) 1999-05-03 2001-11-02 Manifold arrangement for exhaust systems

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT78999 1999-05-03
ATA789/99 1999-05-03

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/001,188 Continuation US20020083703A1 (en) 1999-05-03 2001-11-02 Manifold arrangement for exhaust systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000066884A1 true WO2000066884A1 (en) 2000-11-09

Family

ID=3499795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2000/000115 WO2000066884A1 (en) 1999-05-03 2000-05-03 Manifold arrangement for exhaust systems

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20020083703A1 (en)
EP (1) EP1177368B1 (en)
JP (1) JP2002543336A (en)
AT (1) ATE264990T1 (en)
AU (1) AU4723200A (en)
DE (1) DE50006155D1 (en)
WO (1) WO2000066884A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT4965U3 (en) * 2001-04-30 2002-06-25 Sinus Fahrzeugkomponenten Enwi PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
CN105626220A (en) * 2016-01-30 2016-06-01 太仓丹妮尔模塑汽配有限公司 Automobile vent pipe with super-strong sound-muffling function

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612384B1 (en) * 2004-07-02 2006-10-18 Ford Global Technologies, LLC Muffler device
JP4455962B2 (en) * 2004-09-13 2010-04-21 川崎重工業株式会社 Motorcycle exhaust system
JP2007032541A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Toyota Motor Corp Exhaust emission control system of internal combustion engine
US20110039461A1 (en) * 2005-12-12 2011-02-17 Brunswick Corporation Exhaust plenum for distributing exhaust gas uniformly through a catalyst module
JP2007162653A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd Exhaust device for vehicle and motorcycle having exhaust device
US8066950B2 (en) * 2005-12-19 2011-11-29 Miratech Holdings, Llc Catalytic converter system and element for diesel engines
JP4463210B2 (en) * 2006-01-13 2010-05-19 本田技研工業株式会社 Multi-cylinder internal combustion engine having a cylinder head formed with a collective exhaust port
US8113893B2 (en) * 2008-07-22 2012-02-14 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Exhaust device for outboard motor multi-cylinder engine
US8359847B2 (en) * 2009-10-01 2013-01-29 Albert Earl Hatchett Device and method for converting a motorcycle exhaust system into a multiple exhaust system
JP6548693B2 (en) * 2017-05-19 2019-07-24 本田技研工業株式会社 Internal combustion engine exhaust system
CN115875107A (en) * 2023-03-03 2023-03-31 临沂临工重托机械有限公司 Exhaust purification device of engine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206177A (en) 1977-02-09 1980-06-03 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Exhaust silencer including a catalyst
DE3712495A1 (en) 1986-04-15 1987-10-22 Sebring Auspuff Silencer for the exhaust gases of internal combustion engines
US4819428A (en) 1986-02-27 1989-04-11 Alfa Romeo Auto S.P.A. Exhaust system for an internal combustion engine
EP0355729A1 (en) * 1988-08-23 1990-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Exhaust device for a multicylinder internal-combustion engine
US4926634A (en) * 1986-12-04 1990-05-22 Audi Ag Method and apparatus for producing a homogeneous exhaust gas mixture in an exhaust system for an internal combustion engine having two banks of cylinders
US4953352A (en) * 1985-08-26 1990-09-04 Campbell Monty A Exhaust system
EP0421724A1 (en) 1989-10-02 1991-04-10 FEULING ENGINEERING, Inc. Muffler for internal combustion engine
AT3287U2 (en) * 1999-05-03 1999-12-27 Skorianz Christian PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206177A (en) 1977-02-09 1980-06-03 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Exhaust silencer including a catalyst
US4953352A (en) * 1985-08-26 1990-09-04 Campbell Monty A Exhaust system
US4819428A (en) 1986-02-27 1989-04-11 Alfa Romeo Auto S.P.A. Exhaust system for an internal combustion engine
DE3712495A1 (en) 1986-04-15 1987-10-22 Sebring Auspuff Silencer for the exhaust gases of internal combustion engines
US4926634A (en) * 1986-12-04 1990-05-22 Audi Ag Method and apparatus for producing a homogeneous exhaust gas mixture in an exhaust system for an internal combustion engine having two banks of cylinders
EP0355729A1 (en) * 1988-08-23 1990-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Exhaust device for a multicylinder internal-combustion engine
EP0421724A1 (en) 1989-10-02 1991-04-10 FEULING ENGINEERING, Inc. Muffler for internal combustion engine
AT3287U2 (en) * 1999-05-03 1999-12-27 Skorianz Christian PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT4965U3 (en) * 2001-04-30 2002-06-25 Sinus Fahrzeugkomponenten Enwi PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
CN105626220A (en) * 2016-01-30 2016-06-01 太仓丹妮尔模塑汽配有限公司 Automobile vent pipe with super-strong sound-muffling function

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002543336A (en) 2002-12-17
ATE264990T1 (en) 2004-05-15
US20020083703A1 (en) 2002-07-04
DE50006155D1 (en) 2004-05-27
AU4723200A (en) 2000-11-17
EP1177368B1 (en) 2004-04-21
EP1177368A1 (en) 2002-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1177368B1 (en) Manifold arrangement for exhaust systems
EP1760279B1 (en) Silencer for an exhaust system
DE102004046184B4 (en) Method for exhaust noise attenuation in engines with cylinder deactivation
EP2543600B1 (en) Sound absorber for an auxiliary engine of an aircraft
EP1959106B1 (en) Silencer for an exhaust system
DE102009032214B4 (en) Exhaust system of an internal combustion engine
DE102013208946A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine and method for operating the exhaust system
DE2308360A1 (en) SILENCER
DE102008030596A1 (en) Motorcycle exhaust system
EP2000637B1 (en) Exhaust silencer
EP1798390B2 (en) Engine exhaust apparatus
EP0470390B1 (en) Exhaust pipe arrangement of a multicylinder internal combustion engine
DE2816159C2 (en) Reflection silencers for internal combustion engines
AT3287U2 (en) PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS
DE102007007946B4 (en) Multi-flow exhaust system with crosstalk
DE1035973B (en) Exhaust sound absorption system for multi-cylinder internal combustion engines
DE10030490B4 (en) Exhaust system for an internal combustion engine
EP3175096B1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine
DE949974C (en) Silencer for pulsating currents, especially for the exhaust of motor vehicle internal combustion engines
AT4965U2 (en) PIPE ARRANGEMENT FOR EXHAUST SYSTEMS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
EP3420208A1 (en) Device for treating an exhaust gas stream
DE19605540A1 (en) Exhaust gas silencer for motorcycle IC-engine
DE102005031272A1 (en) Exhaust system for four- or eight-cylinder internal combustion (IC) engine for motor vehicle, has cross joint, interposed between pre-tubes downstream of catalysts, having cross-sectional area variable as function of engine speed
DE1019509B (en) Gas supply system for intermittently flowing gas flows
DE1902285U (en) SINGLE CHANNEL ABSORPTION SILENCER FOR COMBUSTION ENGINES.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000929007

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2000 615490

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10001188

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000929007

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2000929007

Country of ref document: EP