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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Abgassammelleitung mit einem Wassermantel, und insbesondere auf eine Motorabgassammelleitung mit einem Wassermantel mit abgeschirmter Kühlung.
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Hintergrund
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Während des Betriebs eines Verbrennungsmotors wird die Abgassammelleitung sehr heiß aufgrund des innen durchlaufenden heißen Abgases, das die Zylinder des Motors verlässt, durch einen assoziierten Zylinderkopf, der an die Abgassammelleitung gekoppelt ist. Folglich wurden Wassermäntel auf einer äußeren Oberfläche von Abgassammelleitungen vorgesehen. Zum Beispiel wird eine mit Wassermantel versehene Abgassammelleitung zur Verwendung in einem Marinemotor offenbart im
U.S. Patent Nr. 5,148,675 von Inman (”das ’675-Patent”). Insbesondere offenbart das ’675-Patent ein mit Wassermantel versehenes Kopf- bzw. Krümmerrohr, das mit einer Stirnseite der Abgassammelleitung des Motors verbunden werden kann. Das Krümmerrohr ist so gegossen, dass es Wassermantelräume definiert, durch die Kühlwasser fließen kann. Es sind Öffnungen durch die Wände des Krümmerrohrs zu den Wassermantelräumen vorgesehen, so dass die Rohre mit dem Krümmerrohr verbunden werden können, um Kühlwasser in die Wassermantelräume einzuführen.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung eine Abgassammelleitung, die konfiguriert ist, um an einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors gekoppelt zu werden. Die Abgassammelleitung beinhaltet einen Sammelleitungsabschnitt, und der Sammelleitungsabschnitt beinhaltet ein Sammelleitungsrohr, das konfiguriert ist, um Abgas von dem Zylinderkopf aufzunehmen, und ein Wassermantelrohr, das zumindest teilweise ein Rohr definiert, das konfiguriert ist, um ein Kühlmittel aufzunehmen. Das Sammelleitungsrohr ist in dem Wassermantelrohr aufgenommen. Der Sammelleitungsabschnitt beinhaltet weiter einen Träger in einem Spalt zwischen der Sammelleitung und dem Wassermantelrohr und ein Adapterrohr, das an das Wassermantelrohr gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Flussverbindung zwischen dem Zylinderkopf und dem Sammelleitungsrohr vorzusehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung eine Abgassammelleitung, die konfiguriert ist, um an einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors gekoppelt werden. Die Abgassammelleitung beinhaltet einen ersten Sammelleitungsabschnitt und einen zweiten Sammelleitungsabschnitt, und der erste Sammelleitungsabschnitt beinhaltet ein Sammelleitungsrohr, das konfiguriert ist, um Abgas von dem Zylinderkopf aufzunehmen, und ein Wassermantelrohr, das zumindest teilweise ein Rohr definiert, das konfiguriert ist, um Kühlmittel aufzunehmen. Das Sammelleitungsrohr ist in dem Wassermantelrohr aufgenommen. Der erste Sammelleitungsabschnitt beinhaltet einen Träger in einem Spalt zwischen der Sammelleitungsrohr und dem Wassermantelrohr und ein Adapterrohr, das an das Wassermantelrohr gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Flussverbindung zwischen dem Zylinderkopf und dem Sammelleitungsrohr vorzusehen. Die ersten und zweiten Sammelleitungsabschnitte sind aneinander gekoppelt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet die Offenbarung einen Verbrennungsmotor, der Folgendes beinhaltet: einen Zylinderblock, der einen Zylinder definiert, einen Zylinderkopf, der an den Zylinderblock gekoppelt ist, und eine Abgassammelleitung, die an den Zylinderkopf gekoppelt ist. Der Zylinderkopf sieht eine Flussverbindung zwischen dem Zylinder und der Abgassammelleitung vor. Die Abgassammelleitung beinhaltet einen Sammelleitungsabschnitt, und der Sammelleitungsabschnitt beinhaltet, ein Sammelleitungsrohr, das konfiguriert ist, um Abgas von dem Zylinderkopf aufzunehmen, und ein Wassermantelrohr, das zumindest teilweise ein Rohr definiert, das konfiguriert ist, um Kühlmittel aufzunehmen. Das Sammelleitungsrohr ist in dem Wassermantelrohr aufgenommen. Der Sammelleitungsabschnitt beinhaltet weiter einen Träger in einem Spalt zwischen dem Sammelleitungsrohr und dem Wassermantelrohr und ein Adapterrohr, das an das Wassermantelrohr gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Flussverbindung zwischen dem Zylinderkopf und dem Sammelleitungsrohr vorzusehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines Verbrennungsmotors, der ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Abgassammelleitung beinhaltet.
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2 ist eine schematische Querschnittsteilansicht eines Abschnittes der beispielhaften Abgassammelleitung, die in 1 gezeigt ist.
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3 ist eine schematische Querschnittsteilansicht eines Abschnittes der beispielhaften Abgassammelleitung, die in 1 gezeigt ist.
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4 ist eine schematische, aufgeschnittene Teilansicht der beispielhaften Abgassammelleitung, die in 1 gezeigt ist.
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Detaillierte Beschreibung
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1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eine Verbrennungsmotors 10. Der beispielhafte Motor 10 beinhaltet einen Zylinderblock 12, der sich entlang einer Längsachse X zwischen gegenüberliegenden Enden 12a und 12b des Motors 10 erstreckt. Der Zylinderblock 12 definiert eine Anzahl von Zylindern 14 darin. Zum Beispiel definiert, in der beispielhaften Konfiguration des Motors 10, der in 1 gezeigt ist, der Zylinderblock 12 zwei Reihen von acht längs beabstandeten Zylindern 14, wodurch sich eine V-16-Motorkonfiguration ergibt. Andere Motorkonfigurationen, die dem Fachmann bekannt sind, werden in Betracht gezogen, wie beispielsweise Reihenkonfigurationen, einschließlich einer einzelnen Reihe von längs beabstandeten Zylindern 14 und Konfigurationen, die mehr als zwei Reihen von längs beabstandeten Zylindern haben (z. B. drei Reihen). Zusätzlich kann der Motor 10 weniger oder mehr Zylinder 14 in jeder Reihe beinhalten, wie beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr Zylinder 14 pro Reihe, wodurch sich V-4-, V-6-, V-8-, V-10-, V-12-, V-14-, V-18-, V-20-, V-22- und V-24-Konfigurationen ergeben. Jeder Motor 10 kann ein kompressionsgezündeter Motor, ein funkengezündeter Motor, ein HCCI-Motor bzw. Motor mit homogener Kompressionszündung, ein Zweitaktmotor, ein Viertaktmotor oder jegliche Art von Verbrennungsmotor sein, die dem Fachmann bekannt ist.
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Der beispielhafte Motor 10 beinhaltet auch einen Zylinderkopf 16 zum Vorsehen einer Einlass- und Abgasflussverbindung mit den Zylindern 14 jeder Reihe. Gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, beinhaltet jeder Zylinderkopf 16 eine Anzahl von Zylinderkopfmodulen 18 entsprechend der Anzahl von Zylindern 14, die durch den Zylinderblock 12 definiert werden. Es wird in Betracht gezogen, dass jedes Zylinderkopfmodul 18 dazu dienen kann, eine Flussverbindung mit mehr als einem Zylinder 14 vorzusehen, beispielsweise mit zwei, drei oder vier Zylindern 14. Das Zylinderkopfmodul 18 kann konfiguriert sein, um individuell vom Zylinderblock 12 entkoppelt zu werden, wodurch das Entfernen eines einzelnen Zylinderkopfmoduls 18 gestattet wird, ohne notwendigerweise die anderen Zylinderkopfmodule 18 zu entfernen. Diese beispielhafte Konfiguration kann dazu dienen, die Wartung des Motors 10 zu vereinfachen, wie ausführlicher unten beschrieben wird.
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Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der beispielhafte Motor 10 eine Abgassammelleitung 20, die an jeden Zylinderkopf 16 gekoppelt ist, um eine Flussverbindung zwischen den Abgasanschlüssen von Zylinderkopf 16 und der Umgebung vorzusehen. Der beispielhafte Motor 10 beinhaltet vier Turbolader 22, die im Allgemeinen an einem Längsende des Motors 10 angeordnet sind (z. B. dem gegenüberliegenden Ende 12b des Motors 10). Zum Beispiel können zwei Turbolader 22 mit jeder Reihe von Zylindern 14 assoziiert sein. Andere Anzahlen von Turboladern 22 werden in Betracht gezogen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann der Motor 10 keine Turbolader haben. In dem gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel erstrecken sich Abgassammelleitungen 20 entlang der längs verlaufenden Länge des Motors 10 und sehen eine Flussverbindung zwischen Zylinderköpfen 16 und Turboladern 22 vor.
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Wie in 1 gezeigt, beinhaltet jede beispielhafte Abgassammelleitung 20 eine Vielzahl von Sammelleitungsabschnitten 24, die Ende an Ende entlang der längs verlaufenden Länge des Motors 10 aneinander gekoppelt sind. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die Sammelleitungsabschnitte 24 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben, obwohl andere Querschnitte in Betracht gezogen werden. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet ein Sammelleitungsabschnitt 24a, der an einem Ende der Abgassammelleitung 20 gegenüber den Turboladern 22 angeordnet ist, eine Endabdeckung 26 (z. B. eine entfernbare Endabdeckung), die eine Flussverbindung zwischen der Abgassammelleitung 20 und der Umgebung über den Sammelleitungsabschnitt 24a verhindert. An einem Ende der Abgassammelleitung 20 gegenüber dem Sammelleitungsabschnitt 24a ist ein Sammelleitungsabschnitt 24b an einen Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 gekoppelt, der sich zwischen dem Sammelleitungsabschnitt 24b und den Turboladern 22 erstreckt.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, beinhalten die beispielhaften Sammelleitungsabschnitte 24 ein Sammelleitungsrohr 30, das konfiguriert ist, um Abgas von einem Abgasanschluss 32 des Zylinderkopfmoduls 18 aufzunehmen, und ein Wassermantelrohr 34, das konfiguriert ist, um Kühlmittel aufzunehmen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen haben das Sammelleitungsrohr 30 und/oder das Wassermantelrohr 34 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, obwohl andere Querschnitte in Betracht gezogen werden. Das Sammelleitungsrohr 30 ist in dem Wassermantelrohr 34 aufgenommen, und ein Träger 36 zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 sieht einen Spalt 38 zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 vor. Der Spalt 38 sieht eine Isolationsabschirmung zwischen der äußeren Oberfläche des Sammelleitungsrohrs 30 und dem Wassermantelrohr 34 vor, und der Spalt 38 kann ein Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft und/oder ein anderes Gas enthalten. Der Träger 36, der in 2 gezeigt ist, definiert einen ringförmigen Ring, wobei das Sammelleitungsrohr 30 in dem ringförmigen Ring aufgenommen ist und das Sammelleitungsrohr 30 und der Träger 36 in dem Wassermantelrohr 34 aufgenommen sind. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet der Träger 36 einen sich längs erstreckenden Abschnitt 39 und einen sich radial erstreckenden Flansch 40, der das Sammelleitungsrohr 30 vom Wassermantelrohr 34 beabstandet. Der sich radial erstreckende Flansch 40 kann Abschnitte beinhalten, die umfangsmäßig voneinander beabstandet sind, welche dazu dienen können, den Träger 36 zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 auszurichten, Fressen zu reduzieren und/oder einen Leitungspfad zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 zu verringern. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann der Träger 36 beispielsweise über Klebemittel und/oder Schweißen an dem Sammelleitungsrohr 30 gesichert sein.
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Der beispielhafte Sammelleitungsabschnitt 24 beinhaltet auch ein Adapterrohr 42, das an ein Ende des Wassermantelrohrs 34 gekoppelt ist und an ein gegenüberliegendes Ende des Zylinderkopfmoduls 18. Das Adapterrohr 42 ist konfiguriert, eine Flussverbindung zwischen dem Abgasanschluss 32 des Zylinderkopfmoduls 18 und dem Sammelleitungsrohr 30 des Sammelleitungsabschnittes 24 vorzusehen. Wie in den 2 und 3 gezeigt, beinhaltet das Adapterrohr 42 an einem Ende einen Flansch 44, der konfiguriert ist, um an ein Zylinderkopfmodul 18 gekoppelt zu werden und an einem gegenüberliegenden Ende einen Rohrabschnitt 46, der konfiguriert ist, um eine Flussverbindung zwischen dem Abgasanschluss 32 und dem Sammelleitungsrohr 30 vorzusehen. Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der Abgassammelleitung 20, das in 2 gezeigt ist, beinhaltet zwei Adapterrohre 42, die an den Sammelleitungsabschnitt 24 gekoppelt sind. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass weniger oder mehr Adapterrohre 42 an einen individuellen Sammelleitungsabschnitt 24 gekoppelt werden. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann ein Sammelleitungsadapter 45 zwischen dem Flansch 44 des Adapterrohrs 42 und dem Zylinderkopfmodul 18 vorgesehen sein, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Der Sammelleitungsadapter 45 kann als eine Wärmesenke für Wärme vom Abgas, das den Abgasanschluss 32 verlässt, dienen und kann als ein Beabstandungselement zwischen dem Flansch 44 und dem Zylinderkopfmodul 18 dienen.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das in den 2 und 3 gezeigt ist, beinhaltet das Wassermantelrohr 34 eine Wassermantelrohrwand 48, die sich entlang einer Längsachse des Sammelleitungsabschnittes 24 erstreckt, und eine Wassermantelrohrwand 48 definiert zwei Wassermantelwandöffnungen 50. In dem gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Wassermantelrohrwand 48 einen inneren rohrförmigen Abschnitt 52a und einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 52b, die voneinander getrennt sind um dazwischen Durchlässe 54 zu definieren, die konfiguriert sind, um ein Kühlströmungsmittel aufzunehmen, wie beispielsweise Wasser und/oder Kühlmittel (z. B. ein glykolbasiertes Kühlmittel). Zum Beispiel kann der Zylinderblock 12 (nicht gezeigte) Wassermanteldurchlässe zum Zirkulieren von Motorkühlmittel definieren, und die Wassermanteldurchlässe des Motors 10 und die Durchlässe 54 des Wassermantelrohrs 34 können konfiguriert sein, um in einer Flussverbindung miteinander zu stehen, so dass das Motorkühlmittel in den Durchlässen 54 des Wassermantelrohrs 34 aufgenommen sein kann. Der Flansch 44 des Adapterrohrs 42 und die Wassermantelrohrwand 48 sind konfiguriert, um eine Dichtung zwischen dem Adapterrohr 42 und dem Wassermantelrohr 34 vorzusehen, so dass Strömungsmittel und/oder Abgas daran gehindert wird, zwischen dem Adapterrohr 42 und dem Wassermantelrohr 34 zu entweichen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können das Wassermantelrohr 34 und/oder das Adapterrohr 42 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein.
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Das Adapterrohr 42 kann an dem Wassermantelrohr 34 über beispielsweise entfernbare Befestigungselemente, wie zum Beispiel Schrauben, Klebemittel und/oder mittels Schweißen gesichert sein. In Ausführungsbeispielen mit einem Sammelleitungsadapter 45 kann der Sammelleitungsadapter 45 über die gleichen Befestigungselemente wie der Flansch 44 des Adapterrohrs 42 an dem Wassermantelrohr 34 gesichert sein. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann der Sammelleitungsabschnitt 24 über entfernbare Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, an dem Zylinderkopfmodul 18 gesichert sein, wobei sich die Befestigungselemente von einer Seite des Wassermantelrohrs 34 gegenüber dem Zylinderkopfmodul 18 in (nicht gezeigte) mit Gewinde versehene Bohrungen im Zylinderkopfmodul 18 erstrecken.
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Mittels dieser beispielhaften Konfiguration kann es möglich sein, leichter Wartungsarbeiten durchzuführen, die mit einem Zylinder 14 assoziiert sind, im Verhältnis zu einem Motor, der einen einstückigen Zylinderkopf beinhaltet, der als der Zylinderkopf für eine gesamte Reihe von Zylindern dient. Daher ist es nicht notwendig, die gesamte Abgassammelleitung 20 zu entfernen. Vielmehr kann ein Sammelleitungsabschnitt 24, der mit dem Zylinder 14 assoziiert, der gewartet wird, entfernt werden, ohne die zusätzlichen Sammelleitungsabschnitte 24 zu entfernen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann ein einzelnes Zylinderkopfmodul 18 entfernt werden, ohne irgendwelche der Sammelleitungsabschnitte 24 zu entfernen. Zum Beispiel können die Befestigungselemente, die einen Sammelleitungsabschnitt 24 an ein assoziiertes Zylinderkopfmodul 18 koppeln, entfernt werden, ohne den Sammelleitungsabschnitt 24 zu entfernen, und das Zylinderkopfmodul 18 kann vom Zylinderblock 12 entfernt werden durch Entfernen von Befestigungselementen, die das Zylinderkopfmodul 18 an den Zylinderblock 12 koppeln.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist der Sammelleitungsadapter 45 nicht an dem Sammelleitungsabschnitt 24 gesichert, wie oben beschrieben ist. Vielmehr kann der Sammelleitungsadapter 45 zwischen dem Flansch 44 des Adapterrohrs 42 und dem Zylinderkopfmodul 18 zwischengelagert sein, und kann an Ort und Stelle gehalten werden mittels Befestigungselementen, die den Sammelleitungsabschnitt 24 an dem Zylinderkopfmodul 18 sichern.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, beinhaltet das beispielhafte Sammelleitungsrohr 30 eine Sammelleitungsrohrwand 56, die sich entlang einer Längsachse des Sammelleitungsabschnittes 24 erstreckt, und eine Sammelleitungsrohrwand 56 definiert zwei Sammelleitungsrohröffnungen 58, die konfiguriert sind, ein Ende des Adapterrohrs 42 aufzunehmen. Die Sammelleitungsrohrwand 56 beinhaltet Flansche 60, die sich nach außen um die jeweiligen Sammelleitungsrohröffnungen 58 in Richtung der Zylinderkopfmodule 18 erstrecken. Wie gezeigt, sind die Adapterrohre 42, Sammelleitungsrohröffnungen 58 und Flansche 60 konfiguriert, einen Freiraum 62 zwischen den Adapterrohren 42 und den Flanschen 60 vorzusehen. Der Freiraum 62 kann dazu dienen, den Verschleiß zwischen dem Adapterrohr 42 und dem Sammelleitungsabschnitt 24 zu verringern. Der Freiraum 62 kann eine Flussverbindung zwischen dem assoziierten Adapterrohr 42 und dem Spalt 38 vorsehen, der zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 38 vorgesehen ist. Dies kann gestatten, dass ein gewisser Teil des Abgases von den Adapterrohren 42 in den Spalt 38 fließt. Da jedoch das Wassermantelrohr 34 dicht mit den Flanschen 44 der Adapterrohre 42 in Eingriff steht, wird Abgas daran gehindert, aus der Abgassammelleitung 20 zu entweichen. Entsprechend einigen Ausführungsbeispielen ist das Sammelleitungsrohr 30 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material gebildet.
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Wie in 2 gezeigt, beinhalten die beispielhaften Wassermantelrohre 34 einen ersten Verbindungsflansch 64a an einem Längsende des Wassermantelrohrs 34 und einen zweiten Verbindungsflansch 64b an dem gegenüberliegenden Längsende des Wassermantelrohrs 34. Zum Beispiel definiert der erste Verbindungsflansch 64a eine erste Schulter 66a und der zweite Verbindungsflansch 64b definiert eine zweite Schulter 66b. Wie in 2 gezeigt, wird ein erster Sammelleitungsabschnitt 24' an einen zweiten Sammelleitungsabschnitt 24'' über erste und zweite Verbindungsflansche 64a und 64b gekoppelt, wobei erste und zweite Schultern 66a und 66b dazu dienen, miteinander in Eingriff zu kommen. Verbindungsflansche 64a und 64b können miteinander über Bolzen bzw. Schrauben, andere Befestigungsvorrichtungen, Klebemittel und/oder mittels Schweißen gekoppelt sein.
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Die beispielhaften Sammelleitungsrohre 30 beinhalten ein erstes Ende 68a an einem Längsende der Sammelleitung 30 und ein zweites Ende 68b an dem gegenüberliegenden Längsende der Sammelleitung 30. Ein erstes Ende 68a eines ersten Sammelleitungsabschnittes 24' und ein zweites Ende 68b eines zweiten Sammelleitungsabschnittes 24'' sind konfiguriert, so dass sie miteinander gekoppelt werden können, um einen Gleitverbindung vorsehen, zum Beispiel wo die Innenfläche des ersten Endes 68a um eine Außenfläche des zweiten Endes 68b herum passt. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die ersten und zweiten Enden 68a und 68b aneinander über Klebemittel und/oder Schweißen gesichert sein. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die ersten und zweiten Enden 68a und 68b aneinander gekoppelt sein ohne die Verwendung von Befestigungselementen, Klebemitteln und/oder Schweißen. Dies kann es einfacher gestalten, benachbarte Sammelleitungsabschnitte 24' und 24'' zusammenzubauen und auseinander zu nehmen, beispielsweise unabhängig voneinander.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 an den Sammelleitungsabschnitt 24b gekoppelt und sieht eine Flussverbindung zwischen dem Sammelleitungsabschnitt 24b und einem Paar von Turboladern 22 vor. Wie in den 3 und 4 gezeigt, beinhaltet der Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 einen Flansch 70, der konfiguriert ist, um an den Flansch 64b des Sammelleitungsabschnittes 24b gekoppelt zu werden, beispielsweise über Schrauben, andere Befestigungselemente, Klebemittel und/oder Schweißen.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, beinhaltet der beispielhafte Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 ein Steigrohrgehäuse 72. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Steigrohrgehäuse 72 einen Steigrohrwassermantel 73 (z. B. innerhalb der Wände des Steigrohrgehäuses 72), wobei der Steigrohrwassermantel 73 in Flussverbindung mit einem Wassermantelrohr 34 des Sammelleitungsabschnittes 24b ist. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Steigrohrgehäuse 72 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Material sein. Der Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 beinhaltet auch ein Steigrohrsammelleitungsrohr 74 in Flussverbindung mit dem Sammelleitungsrohr 30 des Sammelleitungsabschnittes 24b, wobei das Steigrohrsammelleitungsrohr 74 in dem Steigrohrgehäuse 72 aufgenommen ist. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Steigrohrsammelleitungsrohr 74 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Eine Anzahl von Beabstandungselementen 76 (4) erstreckt sich über einen Spalt 38a zwischen dem Steigrohrgehäuse 72 und dem Steigrohrsammelleitungsrohr 74, wodurch eine Isolationsabschirmung zwischen der Außenfläche des Steigrohrsammelleitungsrohrs 74 und dem Steigrohrgehäuse 72 vorgesehen wird, und der Spalt 38a kann ein Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft und/oder ein anderes Gas enthalten.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, beinhaltet der Motor 10 vier Turbolader 22, wobei zwei Turbolader 22 in Flussverbindung mit jeder Abgassammelleitung 20 sind. Somit beinhaltet der beispielhafte Steigrohrsammelleitungsabschnitt 28 ein Steigrohrsammelleitungsrohr 74 mit einem Y-Abschnitt 78, wobei sich jeder Zweig des Y zu einem der zwei Turbolader 22 erstreckt.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Der beispielhafte Motor 10 kann verwendet werden, um mechanisch Leistung an verschiedene Maschinen zu liefern, die beispielsweise Pumpen, Kompressoren, Generatoren und Fahrzeuge beinhalten. Zum Beispiel kann der Motor 10 in marinen Anwendungen verwendet werden, beispielsweise um ein Boot oder Schiff anzutreiben, oder bei Ölexplorations- oder Bohranwendungen. In solchen Anwendungen kann es wünschenswert sein, einen Motor mit einer Abgassammelleitung vorzusehen, die eine spezifizierte Oberflächentemperatur nicht überschreitet, wie beispielsweise 200 Grad Celsius.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Abgassammelleitung 20 Abgassammelleitungsoberflächentemperaturen von beispielsweise unter 200 Grad C vorsehen. Der Spalt 38 zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 sieht eine Isolationsabschirmung zwischen der Außenfläche des Sammelleitungsrohrs 30 und dem Wassermantelrohr 34 vor. Der Spalt 38 kann ein Strömungsmittel, wie zum Beispiel Luft und/oder Gas, enthalten, welches das Leitvermögen zwischen der Außenfläche des Sammelleitungsrohrs 30 und dem Wassermantelrohr 34 verringert. Zusätzlich sieht der Träger 36 einen verringerten Leitpfad zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 vor. Folglich kann, im Vergleich zu Abgassammelleitungen, die einen Wassermantel haben aber keinen Spalt zwischen einem Rohr, das Abgas leitet und dem Wassermantel, die beispielhafte Abgassammelleitung 20 verringerte Abgassammelleitungsoberflächentemperaturen vorsehen. Zusätzlich kann, mittels des Spaltes 38, der dazu dient, die Wärmeübertragung zwischen dem Sammelleitungsrohr 30 und dem Wassermantelrohr 34 zu verringern, ein Kühlsystem verwendet werden, das eine reduzierte Kapazität hat, während immer noch die Kühlanforderungen eingehalten werden, die notwendig sind, um die Abgassammelleitungsoberflächentemperatur unter einem erwünschten Maximum zu halten. Zum Beispiel kann es möglich sein, kleinere Kühler, Kühlpumpen mit geringerer Kapazität und/oder weniger Kühlmittel zu verwenden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Abgassammelleitung 20 Flexibilität in der Anwendung vorsehen und eine einfache Bedienung vorsehen mittels der Aufnahme von Sammelleitungsabschnitten 24. Zum Beispiel können die Sammelleitungsabschnitte 24 so bemessen sein, dass sie zusammengebaut werden können, so dass sie eine Abgassammelleitung für eine Anzahl von Motorkonfigurationen vorsehen. Zum Beispiel hat, in dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, der Motor 10 eine V-16-Konfiguration, und jede Abgassammelleitung 20 beinhaltet vier Sammelleitungsabschnitte 24, wobei jeder Sammelleitungsabschnitt 24 eine Flussverbindung mit zwei Zylinderkopfmodulen 18 vorsieht. Auf ähnliche Weise könnten beispielhafte Abschnitte 24 verwendet werden, um eine Abgassammelleitung für eine V-12-Motorkonfiguration herzustellen, wobei jede Abgassammelleitung drei Sammelleitungsabschnitte 24 anstatt vier beinhaltet. Zusätzlich könnten fünf beispielhafte Sammelleitungsabschnitte 24 verwendet werden, um jede Abgassammelleitung eines Motors zu bilden, der eine V-20-Konfiguration hat.
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Für Motoren wie den beispielhaften Motor 10, der separate Zylinderkopfmodule 18 beinhaltet, die mit jedem Zylinder 14 assoziiert sind, kann die beispielhafte Abgassammelleitung 20 einen einfachen Service oder eine einfache Wartung für den Motor 10 ermöglichen. Zum Beispiel kann es mit individuellen Zylinderkopfmodulen möglich sein, eine Wartung durchzuführen, die mit einem Zylinder 14 assoziiert ist, ohne einen gesamten einstöckigen Zylinderkopf zu entfernen, der als der Zylinderkopf für eine gesamte Reihe von Zylindern dient. In einer solchen Situation muss es nicht notwendig sein, die gesamte Abgassammelleitung 20 zu entfernen. Vielmehr kann ein Sammelleitungsabschnitt 24, der mit dem Zylinder assoziiert ist, der gewartet wird, entfernt werden, ohne zusätzliche Sammelleitungsabschnitte zu entfernen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann ein individuelles Zylinderkopfmodul 18 entfernt werden, ohne jegliche Sammelleitungsabschnitte 24 für die Abgassammelleitung 20 zu entfernen. Zum Beispiel können Befestigungselemente, die einen Sammelleitungsabschnitt 24 an ein assoziiertes Zylinderkopfmodul 18 koppeln, entfernt werden, ohne den Sammelleitungsabschnitt 24 zu entfernen, und das Zylinderkopfmodul 18 kann vom Zylinderblock 12 entfernt werden durch Entfernen von Befestigungselementen, die das Zylinderkopfmodul 18 an den Zylinderblock 12 koppeln.
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Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem beispielhaften offenbarten Motor, den Abgassystemen und den in Beziehung stehenden Verfahren vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung der beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiele offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft betrachtet werden, wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen angezeigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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