DE1476837B1

DE1476837B1 - A connecting line between an internal combustion engine and an exhaust gas turbine consists of several pipe parts that can be longitudinally displaced into one another

Info

Publication number: DE1476837B1
Application number: DE19661476837
Authority: DE
Inventors: Scobel Dr-Ing Hugo
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1966-10-20
Filing date: 1966-10-20
Publication date: 1970-05-14
Also published as: DK122679B; NL6712940A; CH460449A; GB1164725A; JPS4811242B1

Description

Es ist bekannt, wegen der in Auspuffleitungen aufgeladener Brennkraftmaschinen auftretenden Wärmedehnungen die Leitung aus mehreren Rohrteilen anzufertigen, die durch Wellrohre oder Schiebestopfbüchsen miteinander verbunden und mit Kolbenringen oder temperaturbeständiger Packung abgedichtet sind. Der Längenausgleich mittels Wellrohren ist jedoch teuer. Überdies können dabei durch die Motorschwingungen erzeugte Eigenschwingungen des Kompensators auftreten, die eine sorgfältige Abstimmung erforderlich machen. Kolbenringe allein wiederum dichten nicht im ausreichenden Maße ab, während Packungen allein viel Wartung erfordern.It is known because of the thermal expansions occurring in the exhaust lines of supercharged internal combustion engines to make the line from several pipe parts, which are through corrugated pipes or sliding stuffing boxes connected to one another and sealed with piston rings or temperature-resistant packing are. The length compensation by means of corrugated pipes is expensive, however. In addition, the engine vibrations Natural vibrations generated by the compensator occur, which requires careful coordination make necessary. Piston rings alone, in turn, do not seal sufficiently while Packs alone require a lot of maintenance.

Ferner sind Auspuffleitungen bekannt, die zur Ermöglichung einer Längen dehnung aus ineinander längsverschiebbaren Rohrteilen bestehen. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Rohrteilen erfolgt dabei durch Paßsitz der übereinandergeschobenen Rohrenden, so daß eine erhöhte Genauigkeit bei der Herstellung erforderlich ist.Furthermore, exhaust lines are known to allow a length expansion from one another There are longitudinally displaceable pipe parts. The seal between the individual pipe parts takes place thereby by snug fit of the pipe ends pushed one above the other, so that an increased accuracy in the Manufacturing is required.

Es ist auch bei Behälterdeckeln bekannt, an den einander zugewandten Flächen der abzudichtenden Flansche im Abstand voneinander Ringdichtungen vorzusehen und die Abdichtung durch Absaugen an einem Ringraum zwischen den Ringdichtungen zu verbessern. Eine gegenseitige Verschiebung der gegeneinander abzudichtenden Teile erfolgt dabei jedoch nicht.It is also known for container lids, on the mutually facing surfaces of the to be sealed Provide flanges at a distance from each other ring seals and seal by suction to improve an annulus between the ring seals. A mutual shift in the Parts to be sealed against each other, however, do not occur.

Bei einer zu einer Abgasturbine führenden Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine ist es auch bekannt, einen kegelstumpfförmigen Einsatz längs eines Rohres innerhalb einer Wirbelkammer zu verschieben, zum Zweck, die Geschwindigkeit der Abgase zu verändern. Eine Abdichtung der gegeneinander zu verschiebenden Teile ist dabei jedoch nicht erforderlich. In the case of an exhaust line of an internal combustion engine leading to an exhaust gas turbine, it is also known move a frustoconical insert along a pipe within a vortex chamber, for the purpose of changing the speed of the exhaust gases. A seal against each other moving parts is not required.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Verbindungsleitung zwischen einer Brennkraftmaschine und der Abgasturbine derart auszubilden, daß trotz einer Längendehnung unter dem Einfluß der heißen Abgase ein Austritt von Abgasen ins Freie verhindert und das Festbrennen und Verzundern der Dichtung vermieden wird.The object of the invention is now to provide the connecting line between an internal combustion engine and to train the exhaust gas turbine in such a way that despite a length expansion under the influence of hot exhaust gases prevents exhaust gases from escaping into the open air and prevents the burning and scaling of the Seal is avoided.

Nach der Erfindung wird dies durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:According to the invention, this is achieved by combining the following features:

a) Zwischen den Rohrteilen sind an sich bekannte Ringdichtungen, z. B. nach Art von Kolbenringen, gruppenweise angeordnet;a) Between the pipe parts are known ring seals such. B. on the type of piston rings, arranged in groups;

b) in ebenfalls bekannter Weise ist der zwischen den einzelnen Dichtungsgruppen liegende Zwischenraum mit Sperrluft beaufschlagt;b) in a likewise known manner is the space between the individual groups of seals pressurized with sealing air;

c) das Volumen eines jeden in bezug auf die Spannrichtung hinter der Ringdichtung liegenden Raums beträgt mindestens ein Drittel des Ringvolumens.c) the volume of each one behind the ring seal in relation to the tensioning direction Space is at least a third of the ring volume.

Durch diese Maßnahme wird das Abströmen des Abgases über die Kolbenringe in die Atmosphäre und damit die Gefahr des Eindringens von Abgasen in den Maschinenraum verhindert. Gleichzeitig werden durch die Sperrluft die Dichtungen gekühlt, was insbesondere bei den mit steigender Aufladung immer mehr zunehmenden Abgastemperaturen von Vorteil ist. Bei als Kolbenringe ausgebildeten Dichtungen wird darüber hinaus eine Verzunderung verhindert und die Ablagerung in den Kolbenringnuten, die zum Festsitzen der Ringe führen, vermieden. Durch eine möglichst große Bemessung des Raumes hinter den Kolbenringen kann zudem eine Expansion der Sperrluft und damit eine Kühlwirkung auf einem großen Bereich der Oberfläche der Kolbenringe erreicht werden. Die Verwirbelung der Sperrluft führt darüber hinaus zur Vernichtung von Strömungsenergie und hat einen geringeren Spülluftverbrauch zur Folge.This measure prevents the exhaust gas from flowing through the piston rings into the atmosphere and thus preventing the risk of exhaust gases from entering the engine room. Be at the same time the seals are cooled by the sealing air, which is always the case with the increasing charge more increasing exhaust gas temperatures is advantageous. With seals designed as piston rings In addition, scaling is prevented and deposits in the piston ring grooves that are used for Lead sticking of the rings, avoided. By dimensioning the space behind the Piston rings can also cause an expansion of the sealing air and thus a cooling effect on a large Area of the surface of the piston rings can be reached. The swirling of the sealing air leads over it in addition to the destruction of flow energy and has a lower purge air consumption as a result.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Die Verbindungsleitung zwischen Brennkraftmaschine und Abgasturbine besteht in bekannter Weise aus zwei ineinander längsverschiebbaren Rohrteilen 1 und 2, die beispielsweise mit bei 3 und 4 angedeuteten Rohrstücken an der Brennkraftmaschine bzw. mit dem Lader verflanscht sind.The connection line between the internal combustion engine and the exhaust gas turbine is made in a known manner of two pipe parts 1 and 2 which can be longitudinally displaced into one another, which are indicated, for example, at 3 and 4 Pipe sections are flanged to the internal combustion engine or to the charger.

Zur Abdichtung der Schiebeverbindung gegen vom Rohr 3 in die Atmosphäre austretendes Auspuffgas sind erfindungsgemäß beispielsweise zwei Gruppen von je zwei Ringdichtungen 5, vorzugsweise nach Art von Kolbenringen, im Abstand hintereinander angeordnet. Die Räume 6 hinter den Ringdichtungen 5 sind möglichst groß, vorzugsweise mit mindestens einem Drittel des Ringvolumens, bemessen, so daß eine ausreichende Expansionswirkung des Auspuffgases ermöglicht wird. Zur Abdichtung werden zweckmäßigerweise Kolbenringe mit gasdichtem Stoß, d. h. sich überlappenden Enden, oder sogenannte Duplexringe, die aus zwei im Querschnitt L-förmigen Ringen mit versetzter Stoßfuge bestehen, verwendet.To seal the sliding connection against exhaust gas escaping from the pipe 3 into the atmosphere according to the invention, for example, two groups of two ring seals 5 each, preferably according to Art of piston rings, spaced one behind the other. The spaces 6 behind the ring seals 5 are as large as possible, preferably with at least a third of the ring volume, dimensioned so that a sufficient expansion effect of the exhaust gas is made possible. For sealing are expedient Piston rings with gastight joint, d. H. overlapping ends, or so-called duplex rings, which consist of two rings with an L-shaped cross-section with an offset butt joint.

Zur Erhöhung der Dichtwirkung wird in den Zwischenraum 7 zwischen den Dichtgruppen Sperrluft aus der Spülluftleitung eingeblasen. Durch die Ringdichtung zwischen dem Rohr 3 und dem Zwischenraum 7 wird der Druck des Gases (etwa 2,3 atü) bereits so weit abgebaut, daß derselbe niedriger als der Spülluftdruck (etwa 0,9 atü) ist. Es kann also kein Gas in die Atmosphäre 8 übertreten. An Stelle der gezeigten Kolbenringe können selbstverständlich auch bekannte Dichtungen aus plastischen oder elastischen Werkstoffen oder Spalt- und Labyrinthdichtungen verwendet werden.To increase the sealing effect, sealing air is introduced into the space 7 between the sealing groups blown in from the purge air line. Through the ring seal between the pipe 3 and the space 7 the pressure of the gas (about 2.3 atü) is already reduced so far that the same is lower than the Purge air pressure (approx. 0.9 atü). No gas can therefore pass into the atmosphere 8. Instead of Piston rings shown can of course also be known seals made of plastic or elastic Materials or gap and labyrinth seals are used.

Claims

Patent claims:

1. Connection line consisting of several pipe parts that can be moved lengthways into one another between an internal combustion engine and an exhaust gas turbine, characterized by the Combination of the following features:

a) Between the pipe parts (1, 2) are known ring seals (5), z. B. after Type of piston rings, arranged in groups;

b) in a likewise known manner is the one between the individual groups of seals Sealing air is applied to the intermediate space (7);

c) the volume of each in relation to the tensioning direction behind the ring seal (5) lying space (6) is at least a third of the ring volume.

2. Connecting line according to claim 1, characterized in that the sealing rings (5) with gastight joint or are designed as so-called duplex rings.

3. Connecting line according to claim 1, characterized in that the sealing air of the scavenging air line is removed.