DE102005025731A1 - Exhaust gas system for internal combustion engine has thin-walled shell-shaped insert fixed in exhaust gas channel - Google Patents

Exhaust gas system for internal combustion engine has thin-walled shell-shaped insert fixed in exhaust gas channel Download PDF

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Michael Dipl.-Ing Halves
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Uwe Dipl.-Ing. Klüßmann
Holger Dipl.-Ing. Nuhn
Ralf Dipl.-Ing. Pünjer
Olav Dipl-Ing. Reinhardt
Dirk Dipl.-Ing. Riewert
Alfred Riggers
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Abstract

The exhaust gas system (25) has an exhaust gas channel (3) in the cylinder heat and an exhaust gas fitting (4) connected to the cylinder head on the outlet side, with an air-gap-insulated shell-form insert (15) fixed in the exhaust gas channel at least over the region of the exhaust gas outlet. The insert is radially spaced out from the channel wall (19).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasführung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to an exhaust system an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Abgasführung ist durch die DE 100 540 06 A1 bekannt. Dort ist eine Abgasführung einer Brennkraftmaschine beschrieben, die eine besonders gute Wärmeisolierung aufweisen soll. Die Abgasführung beinhaltet dabei mehrere im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verlaufende Abgaskanäle sowie eine an den Zylinderkopf austrittsseitig sich anschließende Abgasanlage. Zur Wärmeisolierung ist zum einen die Abgasanlage durch eine Innenschalen- und Außenschalenkonstruktion luftspaltisoliert ausgeführt. Zum anderen ragt jeweils ein rohrförmiger Stutzen der Innenschalenkonstruktion in den jeweils zugeordneten Abgaskanal des Zylinderkopfes hinein, wobei der Abgaskanal in den Bereich in den der jeweilige Stutzen hineinragt, erweitert ist. Im erweiterten Abgaskanal ist in einer Ringnut ein ringförmiges Dichtelement eingelassen, das den Abgaskanal nach außen gasdicht abdichtet und das den Rohrstutzen, der das Dichtelement durchragt, radial führt. Das Dichtelement bildet bei der bekannten Abgasführung eine Wärmebrücke, über die die Abgaswärme teilweise auf das Material des Zylinderkopfes wieder übertragen werden kann. Durch die bekannte Wärmeisolierung wird ein relativ frühes Anspringen eines in der Abgasanlage integrierten Katalysators erreicht.A generic exhaust system is through the DE 100 540 06 A1 known. There, an exhaust system of an internal combustion engine is described, which should have a particularly good thermal insulation. The exhaust system includes several running in the cylinder head of the engine exhaust ducts and an outlet side of the cylinder head subsequent exhaust system. For thermal insulation on the one hand, the exhaust system is designed by an inner shell and outer shell construction air gap insulated. On the other hand, in each case a tubular neck of the inner shell construction protrudes into the respective associated exhaust duct of the cylinder head, wherein the exhaust duct extends into the region in which the respective neck projects. In the expanded exhaust gas channel, an annular sealing element is embedded in an annular groove, which seals off the exhaust gas channel to the outside in a gas-tight manner and radially guides the pipe socket which projects through the sealing element. The sealing element forms in the known exhaust system a thermal bridge over which the exhaust heat can be partially transferred to the material of the cylinder head again. Due to the known thermal insulation, a relatively early onset of a catalyst integrated in the exhaust system is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Abgasführung dahingehend weiterzubilden, dass in einfacher Weise die Wärmeisolierung des Abgases noch weiter verbessert wird.Of the The invention is based on the object of developing a generic exhaust gas guide to the effect that that in a simple way the heat insulation the exhaust gas is further improved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 einerseits und durch die Merkmale des Patentanspruches 2 andererseits gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 on the one hand and by the features of claim 2 on the other hand solved.

Durch die Ausbildung des luftspaltisolierten Organs als dünnwandiger hülsenförmiger Einsatz kann dieser bei der Montage des Zylinderkopfes in einfacher Weise in dessen Abgaskanal hineingeschoben und anschließend in diesem befestigt werden. Die Beabstandung des hülsenförmigen Einsatzes von der Kanalwandung erfolgt durch Mittel, die mit geringem Aufwand an diesem ausgebildet oder angeordnet sind. Hierbei sind beispielsweise dünne Ringe denkbar, die auf den Einsatz aufgepresst oder aufgeschoben und dann an diesem befestigt werden. Die Ringe bestehen aus einem hochtemperaturfesten Material, beispielsweise aus Federstahl. Es ist dabei darauf zu achten, dass nur wenige dieser Ringe verwandt werden und diese in möglichst großem axialem Abstand auf dem Einsatz angeordnet werden, damit Wärmebrücken zur Abgaskanalwandung möglichst gering gehalten werden. Gleichfalls ist es denkbar, dass an dem Einsatz radial abragende Stege angeformt sind, die am Anfang und am Ende des Einsatzes ausgebildet sind und deren Länge die Breite des Luftspaltes definieren. Zur Befestigung des Einsatzes im Abgaskanal kann der Einsatz in höchst einfacher Weise eingepresst werden, was die Voraussetzung hat, dass die Mittel zur Beabstandung von der Abgaskanalwandung elastische Eigenschaften besitzen. Weiterhin ist es denkbar, den Einsatz abgasaustrittsseitig mit seinem Beabstandungsmittel an der Abgaskanalwandung anzuschweißen. Des Weiteren ist es denkbar, die als Stege ausgebildeten Beabstandungsmittel für eine Clipsverbindung zu nutzen, bei der die Abgaskanalwandung entsprechend präpariert werden muss, so dass die Stege einen Absatz der Wandung hintergreifen können. Des Weiteren sind auch Rastverbindungen des Einsatzes im Abgaskanal denkbar.By the formation of the air gap-insulated organ as thin-walled sleeve-shaped insert can this in the assembly of the cylinder head in a simple manner in the exhaust duct pushed into it and then secured in this. The spacing of the sleeve-shaped insert from the sewer wall is done by means that with little effort are formed or arranged on this. Here are, for example thin rings conceivable that pressed onto the insert or postponed and then attached to this. The rings are made of a high temperature resistant Material, for example made of spring steel. It is up to it Pay attention that only a few of these rings are related and these in preferably large axial Distance can be arranged on the insert, so that thermal bridges to Exhaust duct wall as possible be kept low. Likewise, it is conceivable that at the Insert radially projecting webs are formed, which at the beginning and are formed at the end of the insert and whose length the Define the width of the air gap. For fastening the insert In the exhaust duct, the insert can be pressed in a very simple manner become, which has the condition that the means for the spacing of the Abgaskanalwandung have elastic properties. Farther it is conceivable, the use of the exhaust gas outlet side with its spacing means to weld the exhaust duct wall. Furthermore, it is conceivable formed as webs spacer means for a clip connection to use in which the Abgaskanalwandung prepared accordingly must be so that the webs engage behind a paragraph of the wall can. Furthermore, locking connections of the insert in the exhaust duct are also conceivable.

Um zu vermeiden, dass der Luftspalt von den Abgasen durchströmt wird, ist die Ausbildung der Beabstandungsmittel so zu wählen, dass diese auf Eintrittsseite des Einsatzes den Luftisolierspalt verschließen. Auf Abgasaustrittsseite des Einsatzes ist es zur Minimierung von Wärmebrücken günstig, den Luftspalt offen zu gestalten und die Stege, die die Beabstandungsmittel bilden, als einzelne Arme auszubilden. Auf Grund dessen, dass mit der Erfindung gemäß Anspruch 1 sehr dünne Beabstandungsmittel realisierbar sind, ist der Wärmeübertrag des heißen Abgases auf die Abgaskanalwandung sehr gering, wodurch die Wärmeisolierung des Abgases erheblich verbessert wird und ein Anspringen des Katalysators zu einem sehr frühen Zeitpunkt nach Kaltstart somit erreicht wird. Zur Minimierung des Wärmeübertrags ist es des Weiteren förderlich, wenn die Wandung des hülsenförmigen Einsatzes selbst sehr dünn ausgebildet wird. Da der Einsatz ein separates Bauteil in der Gasführung der Brennkraftmaschine und damit unabhängig vom Zylinderkopf und der Abgasanlage ist sowie keine anderen Funktionen besitzt, an die besondere Stabilitätsanforderungen an den Aufbau des Einsatzes geknüpft sind, ist die Dünnwandigkeit des Einsatzes ohne Weiteres realisierbar. Die Dünnwandigkeit des Einsatzes erbringt zusätzlich den Vorteil, dass der Einsatz biegeelastische Eigenschaften erhält, durch die der Einsatz weiter in den Abgaskanal hineingeschoben werden kann. Hierbei passt sich der Einsatz im axialen Formverlauf Biegungen des Abgaskanals weitgehend an. Der Einsatz kann dabei sehr nahe an die Brennkammer des Zylinderkopfs herangeführt werden, wodurch das Abgas sehr kurz nach dem Austritt aus der Brennkammer durch den Luftspalt des Einsatzes wärmeisoliert wird, was den Wärmeverlust über die Wärmeleitung zur Kanalwandung enorm reduziert und somit den Zeitpunkt des Anspringens des Katalysators drastisch verkürzt. Die Erstreckung des Einsatzes kann so gewählt werden, dass diese von nahe der Brennkammer bis zum Abgasaustritt aus dem Zylinderkopf reicht.In order to avoid that the air gap is flowed through by the exhaust gases, the formation of the spacing means is to be selected so that they close the Luftisolierspalt on the inlet side of the insert. On the exhaust gas exit side of the insert, in order to minimize thermal bridges, it is beneficial to open the air gap and form the webs forming the spacing means as individual arms. Due to the fact that with the invention according to claim 1 very thin spacing means can be realized, the heat transfer of the hot exhaust gas to the exhaust duct wall is very low, whereby the heat insulation of the exhaust gas is significantly improved and a cracking of the catalyst at a very early time after cold start thus is reached. To minimize the heat transfer, it is further beneficial if the wall of the sleeve-shaped insert itself is made very thin. Since the insert is a separate component in the gas guide of the internal combustion engine and thus independent of the cylinder head and the exhaust system and has no other functions are linked to the particular stability requirements for the construction of the insert, the thinness of the insert is readily feasible. The thinness of the insert additionally provides the advantage that the insert receives flexural elastic properties, by means of which the insert can be pushed further into the exhaust gas duct. In this case, the insert largely adapts to bending of the exhaust gas duct in the axial shape curve. The insert can be brought very close to the combustion chamber of the cylinder head, whereby the exhaust gas is thermally insulated very shortly after exiting the combustion chamber through the air gap of the insert, which the heat loss via the heat conduction to Kanalwan enormously reduced and thus drastically shortened the time of the start of the catalyst. The extent of the insert can be chosen so that it extends from near the combustion chamber to the exhaust gas outlet from the cylinder head.

Als Alternative zum erwähnten Einsatz ist erfindungsgemäß nach Anspruch 2 das Organ durch ein frei in den Abgaskanal ragendes Abgasrohr der Abgasanlage gebildet, wobei der Abgaskanal in dem Bereich, in den das Abgasrohr hineinragt, unter Ausbildung eines stufigen Absatzes erweitert ist, wobei dessen Rand vom Abgasrohr radial nach außen umlaufend überdeckt wird. In dieser Variante wird ein bei der Abgasführung bereits vorhandenes Bauteil verwendet, um die Luftspaltisolierung zu bilden. Dadurch werden zusätzliche Bauteile zur Erstellung der Luftspaltisolierung eingespart. Indem das Abgasrohr frei in den Austrittskanal hineinragt, gibt es innerhalb des Zylinderkopfes über den Bereich des luftspaltisolierten Organes, also des Abgasrohres, keine Wärmebrücken, so dass das Anspringverhalten des Katalysators in der Abgasführung der Brennkraftmaschine verbessert wird. Des Weiteren wird dadurch erreicht, dass bei entsprechender Dimensionierung des Luftspaltes im Motorbetrieb auftretende Wärmedehnungen des Abgasrohres kontakt- und schadensfrei aufgenommen werden können ohne dafür großen Aufwand zu betreiben. In Folge dessen, dass der Abgaskanal in dem Bereich, in den das Abgasrohr hineinragt, eine mit einem stufigen Absatz versehene Erweiterung aufweist und dass das Abgasrohr den Absatzrand radial nach außen umlaufend überdeckt, wird verhindert, dass ein Abgasteilstrom am Abgasrohr vorbei in den Luftspalt geleitet wird, was die Luftspaltisolierung verringern würde. Von dem Abgasrohr wird also der gesamte Abgasstrom erfasst, wobei das Abgasrohr durch seine Überdeckung der Abgasströmung keinen Widerstand bietet, der zu einem Abgasrückstau führen würde, welcher die Motorleistung herabsetzen würde. Des Weiteren ist durch die Überdeckung die Gasdichtheit am Zylinderkopf gewährleistet. Zur Überdeckung ist der Innendurchmesser des Abgasrohres größer gestaltet als der Durchmesser des Abgaskanales im nicht-erweiterten Bereich.When Alternative to the mentioned Use according to the invention according to claim 2 shows the organ through an exhaust pipe projecting freely into the exhaust gas duct the exhaust system formed, wherein the exhaust duct in the area in which projects the exhaust pipe, forming a stepped paragraph is extended, wherein the edge of the exhaust pipe circumferentially covers radially outward becomes. In this variant, a component already present in the exhaust system becomes used to form the air gap insulation. This will be additional Saved components for creating the air gap insulation. By doing the exhaust pipe protrudes freely into the outlet channel, there are within the Cylinder head over the area of the air-gap-insulated member, that is the exhaust pipe, no thermal bridges, so that the light-off behavior of the catalyst in the exhaust system of the Internal combustion engine is improved. Furthermore, this achieves that with appropriate dimensioning of the air gap in engine operation occurring thermal expansions the exhaust pipe can be recorded without contact and damage without for a big effort to operate. As a result of the exhaust passage in the area, into which projects the exhaust pipe, one with a stepped heel having provided extension and that the exhaust pipe the paragraph edge radially outward covered all over, is prevents a partial exhaust gas flow past the exhaust pipe into the air gap which would reduce the air gap insulation. From the exhaust pipe so the entire exhaust gas flow is detected, the Exhaust pipe through its coverage the exhaust gas flow offers no resistance that would lead to an exhaust back pressure, which is the engine power would degrade. Furthermore, by the overlap ensures the gas-tightness of the cylinder head. To cover the inner diameter of the exhaust pipe is made larger than the diameter the exhaust duct in the non-extended area.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der letztgenannten erfindungsgemäßen Variante nach Anspruch 3 ist das Abgasrohr ein bezüglich der restlichen Abgasanlage separates Bauteil, welches an der dem Zylinderkopf zugewandten Seite eines Befestigungsflansches für die Abgasanlage angebracht ist. Zwar bedeutet dies für den Gesamtzusammenbau der Abgasführung eine Vermehrung der Teilevielfalt, jedoch wird trotzdem die Herstellung der Anlage vereinfacht, da der Flansch mit dem separaten Abgasrohr als vormontierte Baueinheit bereitgestellt werden kann, wobei das nachfolgende Abgasrohr in einfacher und bekannter Weise am Flansch befestigt werden kann. Dies wirkt sich insbesondere günstig bei der sich an den Flansch anschließenden Ausbildung eines Abgaskrümmers mit Innenhochdruckumformtechnik aus, da die Ausziehlänge der mit dem Flansch zu verbindenden Rohrenden des Krümmers gering bleiben kann, was der Prozesssicherheit des Herstellungsverfahrens zugute kommt. Das separate Abgasrohr ist in dieser Version an der Rückseite des Befestigungsflansches unter Ausbildung einer Rundnaht angeschweißt.In an advantageous development of the latter variant of the invention According to claim 3, the exhaust pipe is a respect to the rest of the exhaust system separate component, which on the side facing the cylinder head a mounting flange for the exhaust system is attached. Although this means for the overall assembly of exhaust system an increase in the variety of parts, but still the production simplified because the flange with the separate exhaust pipe can be provided as a preassembled unit, wherein the subsequent exhaust pipe in a simple and known manner on the flange can be attached. This has a particularly favorable effect the adjoining the flange training of an exhaust manifold with Hydroforming technology because the extension length of the with the flange too connecting pipe ends of the manifold low can remain what the process reliability of the manufacturing process benefits. The separate exhaust pipe is in this version at the back welded to the mounting flange to form a circumferential seam.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ist die Luftspaltisolierung durch die Beabstandung des Abgasrohres von der Wandung des Abgaskanals gebildet. Dies stellt die einfachste Form der Luftspaltisolierung dar, da für deren Realisierung lediglich das Abgasrohr und die Kanalwandung von Nöten sind. Die Bauteilvielfalt ist dadurch minimal. Alternativ kann das in den erweiterten Abschnitt des Abgaskanals hineinragende Abgasrohr aus einem Innenrohr und einem Außenrohr bestehen, die voneinander radial beabstandet sind und dadurch einen Luftspalt ausbilden.In a further advantageous embodiment of the invention according to claim 4 is the air gap insulation by the spacing of the exhaust pipe formed by the wall of the exhaust passage. This is the simplest Form of the air gap insulation is because of their realization only the exhaust pipe and the channel wall are needed. The variety of components is minimal. Alternatively, this can be done in the extended section the exhaust passage projecting exhaust pipe of an inner tube and an outer tube, which are radially spaced from each other and thereby an air gap form.

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist das Abgasrohr ein Innenrohr einer zumindest teilweise luftspaltisolierten Abgasanlage, die mit einem Flansch an der Außenseite des Zylinderkopfes befestigt ist, wobei das Innenrohr sich durch den Flansch hindurch in den Abgaskanal hinein erstreckt. Der Zusammenbau mit dem Befestigungsflansch ist dabei relativ einfach. Hierbei muss nämlich das Innenrohr nur durch den Flansch hindurchgefädelt werden, wonach das Innenrohr mit dem Flansch rückseitig verschweißt wird. Der Außenmantel der luftspaltisolierten Abgasanlage kann vorderseitig am Befestigungsflansch angeschweißt und/oder an der Rückseite des Befestigungsflansches durch Schweißen befestigt sein.In a further particularly preferred embodiment of the invention According to claim 5, the exhaust pipe is an inner tube of at least one partially air gap insulated exhaust system, which with a flange on the outside the cylinder head is fixed, wherein the inner tube is through extends through the flange into the exhaust passage. The assembly with the mounting flange is relatively simple. This must namely the inner tube can only be threaded through the flange, after which the inner tube with the flange on the back welded becomes. The outer jacket the air gap insulated exhaust system can on the front side on the mounting flange welded and / or at the back be attached by welding the mounting flange.

Bei der rückseitigen Schweißung des Außenmantels ist dieser so auszuführen, dass er mit der Rückseite des Befestigungsflansches bündig abschließt und in der Bohrung des Befestigungsflansches einen Durchmesser aufweist, der es ermöglicht, den Außenmantel in die Bohrung hineinzustecken. Auf Grund der völligen Luftspaltisolierung der Abgasanlage wird der Effekt der Wärmeisolierung des Abgases maximiert, so dass die Anspringzeit des Katalysators noch weiter in erheblichem Ausmaß verkürzt wird.at the back welding of the outer jacket is this to be done so that he is with the back flush with the mounting flange concludes and in the bore of the mounting flange has a diameter, which makes it possible the outer jacket into the hole. Due to the complete air gap insulation the exhaust system maximizes the effect of heat insulation of the exhaust gas, so that the light-off time of the catalyst even further in considerable Extent is shortened.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:following the invention with reference to two shown in the drawings embodiments explained in more detail. there shows:

1 in einem seitlichen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Abgasführung einer Brennkraftmaschine mit einem luftspaltisolierten hülsenförmigen Einsatz im Abgaskanal, 1 in a lateral longitudinal section one exhaust gas guide according to the invention of an internal combustion engine with an air gap-insulated sleeve-shaped insert in the exhaust gas duct,

2 in einem seitlichen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Abgasführung einer Brennkraftmaschine mit einem das luftspaltisolierten organbildenden Abgasrohr, das in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine hineinragt. 2 in a lateral longitudinal section of an inventive exhaust system of an internal combustion engine having an air gap-insulated organ-forming exhaust pipe, which projects into the exhaust passage of the internal combustion engine.

In 1 ist eine Abgasführung 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt, wobei die Abgasführung 1 hier stellvertretend für mehrere einen im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine verlaufenden Abgaskanal 3 und eine sich an den Zylinderkopf 2 austrittsseitig anschließenden Abgasanlage 4 enthält. Die Abgasanlage 4 ist luftspaltisoliert ausgeführt und besteht aus einem Innenrohr 5 und einem Außenmantel 6, der hier in Schalenbauweise ausgebildet ist und das Innenrohr 5 unter Ausbildung eines Luftspaltes 7 mit Abstand umgibt. Das Innenrohr 5 kann ebenfalls in Schalenbauweise ausgebildet sein; es kann auch, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, einstückig als innenhochdruck-umgeformtes Bauteil gestaltet sein. Die Abgasanlage 4 ist mit einem Befestigungsflansch 8 verbunden, wobei der Außenmantel 6 an der vom Zylinderkopf 2 abgewandten Vorderseite 9 des Befestigungsflansches 8 mit einer Rundnaht 10 angeschweißt ist. Das Innenrohr 5 ist in die zentrale Bohrung 11 des Befestigungsflansches 8 hineingesteckt, so dass das Ende 12 des Innenrohres 5 mit der dem Zylinderkopf 2 zugewandten Rückseite 13 des Befestigungsflansches 8 nahezu bündig abschließt. Das Innenrohr 5 ist an seinem Ende 12 mit der Wandung der Bohrung 11 verschweißt. Es ist in gleicher Weise denkbar, dass der Außenmantel 6 ebenfalls in die Bohrung 11 des Befestigungsflansches 8 hineingesteckt wird, wonach der Außenmantel 6 und das Innenrohr 5 mit der Wandung der Bohrung 11 des Befestigungsflansches 8 gemeinsam in einer Dreistoffschweißung miteinander gasdicht verbunden werden. Dieses Schweißverfahren ist besonders verfahrensökonomisch, da die Befestigung dreier Bauteile aneinander durch einen einzigen Schweißarbeitsgang erfolgt. Der Befestigungsflansch 8 ist mit der angeschweißten Abgasanlage 4 über Schraubendurchgangslöcher 14 an den Zylinderkopf 2 angeschraubt. In den Abgaskanal 3 ist ein luftspaltisoliertes Organ, das als dünnwandiger hülsenförmiger Einsatz 15 ausgebildet ist, hineingeschoben. Dieser Einsatz erstreckt sich vom Abgasaustritt 16 des Zylinderkopfes 2 in Richtung der hier nicht gezeigten Brennkammer der Brennkraftmaschine. Zur Luftspaltisolierung weist der Einsatz 15 an seinem abgasaustrittsseitigen Ende 17 armartige Stege 18 auf, die an der Wandung 19 des Abgaskanals 3 anliegen. Der Einsatz 15 schließt sich unmittelbar an das Ende 12 des Innenrohres 5 an, wobei der Innendurchmesser seines Endes 17 gleichgroß oder kleiner ist als der Innendurchmesser des Innenrohres 5, um die Abgasströmung nicht zu behindern. Am anderen Ende 20 weist der Einsatz 15 einen Ringbund 21 auf, der mit seiner Außenseite 22 an der Kanalwandung 19 gasdicht anliegt. Der brennraumnahe Ringbund 21 und die brennraumfern angeordneten Stege 18 bilden an dem Einsatz 15, an dem sie angeformt oder mechanisch befestigt sind, die Mittel, die den Einsatz 15 radial von der Kanalwandung 19 beabstanden. Durch die Beabstandung bildet sich ein ringförmiger Luftisolierspalt 35 aus, dessen Breite von der Länge der Stege 18 und der radialen Erstreckung des Ringbundes 21 definiert wird. Auf Grund der Dünnwandigkeit des hülsenförmigen Einsatzes 15 erweist sich dieser als derart biegsam, dass sich sein Verlauf beim Einschieben in den Abgaskanal 3 dem Verlauf der Wandung 19 des Abgaskanals 3 anpasst. Durch die Dünnwandigkeit ist der Einsatz 15 sehr leicht und einfach in den Abgaskanal 3 hineinzuschieben. Zur Befestigung des Einsatzes 15 im Abgaskanal 3 kann der Einsatz bei entsprechender Dimensionierung der Stege 18 und des Ringbundes 21 in den Kanal eingepresst werden. Es ist in gleicher Weise denkbar, dass die Stege 18 mit der Wandung 19 am Abgasaustritt 16 angeschweißt sind. Um den Strömungswiderstand des Einsatzes 15 in der Abgasströmung zu verringern, ist es möglich, den Abgaskanal 3 so zu gestalten, dass er unter Ausbildung eines Absatzes bis zum Abgasaustritt 16 hin erweitert ist, wobei das Ende 20 des Einsatzes 15 einen zumindest gleich großen Durchmesser aufweist wie der nicht-erweiterte Abgaskanalabschnitt. Der Einsatz 15 wird mit seinem Ende 20 so nahe an den Absatz herangeführt, dass dieser vom Ende 20 überdeckt wird. Dadurch wird verhindert, dass der Ringbund 21 störend im Wege der Abgasströmung steht.In 1 is an exhaust system 1 an internal combustion engine shown, wherein the exhaust system 1 here representative of several in the cylinder head 2 the internal combustion engine extending exhaust passage 3 and a to the cylinder head 2 outlet side subsequent exhaust system 4 contains. The exhaust system 4 is designed with air gap insulation and consists of an inner tube 5 and an outer jacket 6 , which is designed here in shell construction and the inner tube 5 forming an air gap 7 surrounds with distance. The inner tube 5 may also be designed in shell construction; It may also, as in the present embodiment, be integrally designed as a high-pressure-formed component. The exhaust system 4 is with a mounting flange 8th connected, wherein the outer jacket 6 at the cylinder head 2 facing away from the front 9 of the mounting flange 8th with a round seam 10 is welded. The inner tube 5 is in the central hole 11 of the mounting flange 8th put in, so the end 12 of the inner tube 5 with the cylinder head 2 facing back 13 of the mounting flange 8th almost flush. The inner tube 5 is at its end 12 with the wall of the hole 11 welded. It is equally conceivable that the outer sheath 6 also in the hole 11 of the mounting flange 8th is inserted, after which the outer jacket 6 and the inner tube 5 with the wall of the hole 11 of the mounting flange 8th be connected together gas-tight together in a three-component welding. This welding process is particularly process-economical, since the attachment of three components to each other by a single welding operation. The mounting flange 8th is with the welded exhaust system 4 via screw holes 14 to the cylinder head 2 screwed. In the exhaust duct 3 is an air gap-insulated organ, the thin-walled sleeve-shaped insert 15 is formed, pushed into it. This insert extends from the exhaust outlet 16 of the cylinder head 2 in the direction of the combustion chamber of the internal combustion engine, not shown here. For air gap insulation has the use 15 at its exhaust outlet end 17 arm-like bars 18 on the wall 19 the exhaust duct 3 issue. The use 15 closes immediately to the end 12 of the inner tube 5 on, with the inner diameter of its end 17 is equal to or smaller than the inner diameter of the inner tube 5 so as not to hinder the flow of exhaust gas. On the other end 20 indicates the use 15 a ring collar 21 on that with his outside 22 on the canal wall 19 gastight. The combustion chamber near collar 21 and the combustion chamber remote arranged webs 18 form on the insert 15 to which they are molded or mechanically fastened, the means of use 15 radially from the duct wall 19 spacing. The spacing forms an annular Luftisolierspalt 35 whose width depends on the length of the webs 18 and the radial extent of the annular collar 21 is defined. Due to the thinness of the sleeve-shaped insert 15 this proves to be so flexible that its course when inserted into the exhaust duct 3 the course of the wall 19 the exhaust duct 3 adapts. The thinness is the use 15 very light and easy in the exhaust duct 3 inside push. For fastening the insert 15 in the exhaust duct 3 can the use with appropriate dimensioning of the webs 18 and the ring collar 21 be pressed into the channel. It is equally conceivable that the webs 18 with the wall 19 at the exhaust outlet 16 are welded. To the flow resistance of the insert 15 in the exhaust gas flow, it is possible to use the exhaust duct 3 be designed so that he training a paragraph to the exhaust outlet 16 is extended, the end 20 of the insert 15 has an at least the same diameter as the non-expanded exhaust duct section. The use 15 will end with him 20 brought so close to the paragraph that this from the end 20 is covered. This will prevent the waistband 21 disturbing in the way of the exhaust gas flow is.

In 2 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, wobei in Abweichung zum vorgenannten Ausführungsbeispiel das luftspaltisolierte Organ nicht durch einen hülsenförmigen Einsatz 15 sondern durch ein Innenrohr 23 der luftspaltisolierten Abgasanlage 24, die die Abgasführung 25 enthält, gebildet ist. Das Innenrohr 23 ist gegenüber dem Innenrohr 5 verlängert ausgeführt und wird durch den Befestigungsflansch 8 hindurchgefädelt. Beim Durchfädeln des Innenrohres 23 wird der Außenmantel 26 der Abgasanlage 24 in die Bohrung 11 des Befestigungsflansches 8 hineingesteckt und mit seinem dortigen Ende mit diesem sowie mit dem Innenrohr 23 unter Ausbildung einer Rundnaht 27 verschweißt. Nach der Schraubbefestigung der Abgasanlage 24 über den Befestigungsflansch 8 ragt das Innenrohr 23 frei in den Abgaskanal 28 des Zylinderkopfes 29 der Brennkraftmaschine hinein. In dem Bereich 32, in den das Innenrohr 23 frei und ungeführt hineinragt, ist der Abgaskanal 28 unter Ausbildung eines stufigen Absatzes 30 erweitert. Die Anordnung des Innenrohres 23 in diesem Bereich 32 und der Innendurchmesser des Innenrohres 23 ist so gestaltet, dass es den Absatzrand 31 radial nach außen umlaufend überdeckt. Hierdurch wird verhindert, dass das Innenrohr 23 in den Strömungsweg des Abgases hineinragt und dabei dessen Abströmung behindert. Das Innenrohr 23 ist des Weiteren in dem Bereich 32 des Abgaskanals 28, in den es hineinragt, von dessen Wandung 33 radial beabstandet, wodurch sich ein Luftisolierspalt 34 über die gesamte Länge des erweiterten Bereichs 32 ausbildet.In 2 a variant of the invention is shown, wherein, in deviation from the aforementioned embodiment, the air gap-insulated organ not by a sleeve-shaped insert 15 but through an inner tube 23 the air gap insulated exhaust system 24 that the exhaust system 25 contains, is formed. The inner tube 23 is opposite the inner tube 5 extended running and is through the mounting flange 8th threaded. When threading through the inner tube 23 becomes the outer jacket 26 the exhaust system 24 into the hole 11 of the mounting flange 8th put in and with its local end with this and with the inner tube 23 under formation of a round seam 27 welded. After screwing the exhaust system 24 over the mounting flange 8th protrudes the inner tube 23 free in the exhaust duct 28 of the cylinder head 29 the internal combustion engine into it. In that area 32 into the inner tube 23 free and unguided protrudes, is the exhaust duct 28 with the formation of a graduated paragraph 30 extended. The arrangement of the inner tube 23 in this area 32 and the inner diameter of the inner tube 23 is designed to be the paragraph edge 31 radially outward covered over. This will prevent the inner tube 23 protrudes into the flow path of the exhaust gas, thereby hindering its outflow. The inner tube 23 is also in the area 32 the exhaust duct 28 into which it protrudes, from its wall 33 radially spaced, resulting in a Luftisolierspalt 34 over the entire length of the extended area 32 formed.

Es sei an dieser Stelle betont, dass die Abgasanlage 24 nicht zwangsweise eine Luftspaltisolierung erfordert. Ebenso können auch an Stelle des Abgaskrümmers, der sich an den Abgasaustritt der Zylinderköpfe 2 und 29 der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele anschließt, als einzelne von einander unabhängig angeordnete Abgasrohre vorgesehen sein, die über den Befestigungsflansch 8 an den Zylinderkopf 2 bzw. 29 angeschlossen sind.It should be stressed at this point that the exhaust system 24 does not necessarily require air gap isolation. Likewise, instead of the exhaust manifold, which is connected to the exhaust gas outlet of the cylinder heads 2 and 29 followed by the above-described embodiments, be provided as a single independently arranged exhaust pipes, which via the mounting flange 8th to the cylinder head 2 respectively. 29 are connected.

Weiterhin ist es denkbar, den in den erweiterten Bereich 32 des Abgaskanals 28 hineinragenden Abschnitt des Innenrohres 23 als bezüglich der restlichen Abgasanlage 24 separates Bauteil auszubilden, welches an der dem Zylinderkopf 29 zugewandten Rückseite 13 des Befestigungsflansches 8 angebracht, vorzugsweise angeschweißt wird.Furthermore, it is conceivable that in the extended area 32 the exhaust duct 28 protruding portion of the inner tube 23 as with respect to the remaining exhaust system 24 Form separate component, which at the cylinder head 29 facing back 13 of the mounting flange 8th attached, preferably welded.

Claims (5)

Abgasführung einer Brennkraftmaschine, wobei die Abgasführung zumindest einen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verlaufenden Abgaskanal und eine sich an den Zylinderkopf austrittsseitig anschließende Abgasanlage enthält, wobei im Abgaskanal zumindest über den Bereich des Abgasaustritts hinweg ein luftspaltisoliertes Organ angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ ein dünnwandiger hülsenförmiger Einsatz (15) ist, der im Abgaskanal (3) befestigt ist und Mittel aufweist, durch die der Einsatz (15) radial von der Kanalwandung (19) beabstandet ist.Exhaust duct of an internal combustion engine, wherein the exhaust gas duct contains at least one exhaust duct extending in the cylinder head of the internal combustion engine and an exhaust system adjoining the cylinder head, wherein an air-gap-insulated member is arranged in the exhaust duct at least over the region of the exhaust gas outlet, characterized in that the member is a thin-walled sleeve-shaped insert ( 15 ), which is in the exhaust channel ( 3 ) and has means by which the insert ( 15 ) radially from the channel wall ( 19 ) is spaced. Abgasführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ durch ein frei in den Abgaskanal (28) ragendes Abgasrohr der Abgasanlage (24) gebildet ist, wobei der Abgaskanal (28) in dem Bereich (32), in den das Abgasrohr hineinragt, unter Ausbildung eines stufigen Absatzes (30) erweitert ist, und dass das Organ den Absatzrand (31) radial nach außen umlaufend überdeckt.Exhaust system according to the preamble of claim 1 , characterized in that the organ by a free in the exhaust duct ( 28 ) protruding exhaust pipe of the exhaust system ( 24 ), wherein the exhaust duct ( 28 ) in that area ( 32 ), in which projects the exhaust pipe, to form a stepped paragraph ( 30 ), and that the organ is the heel 31 ) circumferentially covered radially outward. Abgasführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr ein bezüglich der restlichen Abgasanlage (24) separates Bauteil ist, welches an der dem Zylinderkopf (29) zugewandten Rückseite (13) eines Befestigungsflansches (8) für die Abgasanlage (24) angebracht ist.Exhaust duct according to claim 2, characterized in that the exhaust pipe with respect to the remaining exhaust system ( 24 ) is a separate component, which at the cylinder head ( 29 ) facing back ( 13 ) of a mounting flange ( 8th ) for the exhaust system ( 24 ) is attached. Abgasführung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftspaltisolierung durch die Beabstandung des Abgasrohres von der Wandung (33) des Abgaskanals (28) gebildet ist.Exhaust duct according to one of claims 2 or 3, characterized in that the air gap insulation by the spacing of the exhaust pipe from the wall ( 33 ) of the exhaust duct ( 28 ) is formed. Abgasführung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr ein Innenrohr (23) einer zumindest teilweise luftspaltisolierten Abgasanlage (24) ist, die mit einem Flansch (8) an der Außenseite des Zylinderkopfes (29) befestigt ist, wobei das Innenrohr (23) sich durch den Flansch (8) hindurch in den Abgaskanal (28) hinein erstreckt.Exhaust duct according to one of claims 2 to 4, characterized in that the exhaust pipe is an inner tube ( 23 ) an at least partially air gap insulated exhaust system ( 24 ), which is provided with a flange ( 8th ) on the outside of the cylinder head ( 29 ), wherein the inner tube ( 23 ) through the flange ( 8th ) into the exhaust channel ( 28 ) extends into it.
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