DE102010018087A1 - Waste gas system for V-type six cylinder combustion engine, has inner and outer manifolds integrated into one another such that collection tube of outer manifold encloses collection tube of inner manifold under formation of air gap - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einer getrennten Abgasführung, insbesondere für eine registeraufgeladene Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine having a plurality of cylinders and a separate exhaust system, in particular for a register-charged internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Abgassystem beschreibt die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abgassystem mit getrennter Abgasabführung vorzuschlagen, das baulich und fertigungstechnisch besonders günstig ist und eine wirksame Wärmeisolierung bei geringen, inneren Werkstoffspannungen aufweist.The object of the invention is to propose an exhaust system with separate exhaust gas discharge, which is structurally and manufacturing technology particularly favorable and has an effective thermal insulation at low internal material stresses.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous and particularly expedient developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Abgaskrümmer derart ineinander integriert sind, dass das Sammelrohr des äußeren Abgaskrümmers das Sammelrohr des inneren Abgaskrümmers unter Bildung eines abgasführenden Luftspaltes umschließt. Durch diese Maßnahme benötigen die vorzugsweise zwei Abgaskrümmer neben der baulichen Vereinfachung nur wenig mehr Einbauraum als ein einziger, luftspaltisolierter Abgaskrümmer. Ferner bildet der äußere Abgaskrümmer im Wesentlichen zugleich die Wärmeisolierung des inneren Abgaskrümmers, so dass eine separate Wärmeisolierung desselben in vorteilhafter Weise entfallen kann. Während der Abgasbeaufschlagung nur des inneren Abgaskrümmers wird der äußere Abgaskrümmer teilweise miterwärmt, was neben einer günstigen, gleichmäßigen Temperaturbelastung des gesamten Abgaskrümmers zusätzlich thermodynamische Vorteile bei der Umschaltung der Abgasströme auf beide Abgaskrümmer mit sich bringt.According to the invention it is proposed that the exhaust manifolds are integrated into one another such that the manifold of the outer exhaust manifold encloses the manifold of the inner exhaust manifold to form an exhaust gas-carrying air gap. By virtue of this measure, preferably two exhaust manifolds require, in addition to the structural simplification, only a little more installation space than a single, air-gap-insulated exhaust manifold. Furthermore, the outer exhaust manifold substantially simultaneously forms the heat insulation of the inner exhaust manifold, so that a separate thermal insulation of the same can advantageously be omitted. During the Abgasbeaufschlagung only the inner exhaust manifold, the outer exhaust manifold is partly miterwärmt, which brings in addition to a favorable, uniform temperature load of the entire exhaust manifold additionally thermodynamic advantages in the switching of the exhaust gas flows on both exhaust manifold with it.
Bevorzugt wird dazu des Weiteren vorgeschlagen, dass die beiden Sammelrohre der Abgaskrümmer im Gegenstrom durchströmt sind und dass die Abströmflansche an den voneinander abgewandten Enden der Sammelrohre angeordnet sind. Obwohl theoretisch auch ein Gleichstromprinzip mit zwei einander benachbarten Abströmflanschen verwendet sein kann, bietet die bevorzugte Ausführung eine vereinfachte, weitere Abgasführung der anschließenden Abgasleitungen und eine noch gleichmäßigere Temperaturverteilung am gesamten Abgaskrümmer.Preferably, it is further proposed for this purpose that the two manifolds of the exhaust manifold are flowed through in counterflow and that the outflow flanges are arranged at the mutually remote ends of the manifolds. Although theoretically a DC principle can be used with two adjacent outflow flanges, the preferred embodiment provides a simplified, further exhaust routing of the subsequent exhaust pipes and an even more uniform temperature distribution over the entire exhaust manifold.
Baulich und funktionell besonders günstig können die Sammelrohre der beiden Abgaskrümmer um den Versatz jeweils der getrennten Abgaskanäle in der Brennkraftmaschine zueinander versetzt ausgebildet sein, wobei das innere Sammelrohr am Austritt aus dem äußeren Sammelrohr bis hin zum angrenzenden Abströmflansch mittels eines äußeren Rohrabschnittes luftspaltisoliert ist.Structurally and functionally particularly favorable, the manifolds of the two exhaust manifolds may be offset from each other by the offset of the separate exhaust passages in the internal combustion engine, wherein the inner manifold at the outlet from the outer manifold to the adjacent Abströmflansch by means of an outer tube section is air gap isolated.
Des Weiteren können die wirksamen Strömungsquerschnitte der an die Abgaskanäle bzw. die Anschlussflansche anschließenden Einzelleitungen und der Sammelrohre des inneren Abgaskrümmers kleiner als die wirksamen Strömungsquerschnitte des äußeren Abgaskrümmers ausgelegt sein. Dies führt in Anpassung an eine modifizierte Steuerungslogik der Brennkraftmaschine zu einer schnellen Aufheizung des inneren Abgaskrümmers zur Erzielung u. a. günstiger Messwerte im Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine.Furthermore, the effective flow cross sections of the individual lines adjoining the exhaust gas ducts or the connecting flanges and the manifolds of the inner exhaust manifold may be designed to be smaller than the effective flow cross sections of the outer exhaust manifold. This leads in adaptation to a modified control logic of the internal combustion engine to a rapid heating of the inner exhaust manifold to achieve u. a. favorable measured values in the exhaust gas purification system of the internal combustion engine.
Fertigungstechnisch bevorzugt können die beiden Abgaskrümmer gießtechnisch hergestellt sein und/oder deren Anschlussflansche zur Erzielung einer baulich robusten Konstruktion zu einem einzigen Anschlussflansch zusammengefasst sind. Ggf. könnten die beiden Abgaskrümmer jedoch auch durch eine gebaute Konstruktion aus mehreren, miteinander verschweißten Einzelteilen gebildet sein.In terms of manufacturing technology, the two exhaust manifolds can preferably be produced by casting technology and / or their connecting flanges are combined to form a structurally robust construction to form a single connecting flange. Possibly. However, the two exhaust manifolds could also be formed by a built construction of several, welded together items.
Bei einem Abgassystem, bei dem die Abgase der Brennkraftmaschine in einem unteren Lastbereich nur über je Brennraum einen Abgaskanal und im höheren Lastbereich über den zweiten oder beide Abgaskanäle je Brennraum abgeführt werden, wird ferner vorgeschlagen, dass in besonders zweckmäßiger Weise der innere Abgaskrümmer an die im unteren Lastbereich mit Abgas beschickten Abgaskanäle angeschlossen ist und somit eine schnell einsetzende Abgaskonditionierung sicherstellt.In an exhaust system in which the exhaust gases of the internal combustion engine are discharged in a lower load range only via each combustion chamber an exhaust passage and in the higher load range via the second or both exhaust ports per combustion chamber, it is also proposed that in a particularly advantageous manner, the inner exhaust manifold to the in the lower load range with exhaust gas-charged exhaust ducts is connected and thus ensures a rapid onset of exhaust gas conditioning.
Schließlich kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch das Sammelrohr des äußeren Abgaskrümmers mit einer wärmedämmenden Isolierung oder Abdeckung versehen sein, um eine noch wirkungsvollere Wärmeisolierung oder zumindest Abschirmung nach Außen zu schaffen.Finally, in an advantageous embodiment of the invention, the manifold of the outer exhaust manifold may be provided with a heat-insulating or cover to create an even more effective thermal insulation or at least shielding to the outside.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. An embodiment of the invention is explained in more detail below with further details.
Es zeigen:Show it:
Die
Die Baueinheit
Die Abgasflut I bzw. der Abgaskrümmer
Die zu der Baueinheit
Die Einzelleitungen
An den Enden der Sammelrohre
Das Sammelrohr
Die Strömungsquerschnitte der Einzelleitungen
Durch den konstruktiv gegebenen Versatz der separaten Abgaskanäle der Brennkraftmaschine je Brennraum sind auch die beiden Abgaskrümmer
Damit die auf der Zeichnung
Die Baueinheit
In nicht dargestellter Weise kann auch das äußere Sammelrohr
Bei einer noch nicht eine untere Betriebstemperatur aufweisenden Brennkraftmaschine und/oder im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine wird nur der innere Abgaskrümmer
Zugleich wird bei längerem Betriebszustand mit der Abgasflut I auch der äußere Abgaskrümmer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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