DE19641100A1 - Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit mindestens drei Zylindern - Google Patents
Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit mindestens drei ZylindernInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust 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
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
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Description
Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer für einen min
destens drei Zylindern aufweisenden Verbrennungsmotor mit
jeweils wenigstens einem zylinderseitigen und einen in bezug
auf die Strömungsrichtung der Abgase stromabwärts angeordne
ten Flansch, zwischen denen rohrförmige Abgaskanäle angeord
net sind, die zu mindestens einem Abgassammelrohr zusammenge
führt werden.
Aus dem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der
Technik ist ein derartiger Krümmer für einen Vierzylindermo
tor bekannt, der aus einem einstückig-stoffschlüssig zusam
menhängenden Gußbauteil besteht. Dieser Gußkrümmer hat sich
jedoch bei modernen Motoren im Zusammenhang mit der geforder
ten Leichtbauweise als zu schwer erwiesen. Hinzu kommt, daß
moderne Motoren eine höhere Abgastemperatur aufweisen, so daß
der bekannte Gußkrümmer an seine thermischen Grenzen stößt.
Dies führte dazu, daß der Gußkrümmer sich insbesondere im
Bereich der Flansche verzog, wodurch während des Betriebes
Spalten entstanden, durch die Fremdluft eingezogen wurde.
Darüber hinaus ist ein sogenannter "Hybridkrümmer"
bekannt, der zum Teil aus motorseitig angeflanschten
Guß-Krümmerteilen und zum Teil aus die Guß-Krümmerteile verbin
denden Stahl-Blechrohren besteht. Diese "Hybridkrümmer" weisen
zwar unter anderem ein geringeres Gewicht auf, sind jedoch
relativ aufwendig in der Herstellung und der Montage.
Letztlich sind beispielsweise aus der DE-PS 42 28 187
und der EP-PS 0 623 739 Auspuffkrümmer vorbekannt, welche
jeweils zwei Stahlrohranordnungen aufweisen, die hydrosta
tisch umgeformt sind, wobei immer zwei Auspuffkanäle von zwei
Zylindern in eine gemeinsame Auspufföffnung entladen. Hierbei
wird jedoch als nachteilig angesehen, daß im Zusammenhang mit
dem Einsatz eines Turboladers bei einem Vierzylindermotor
mehr als eine Auspufföffnung vorgesehen ist.
Ausgehend von dem zuerst geschilderten Stand der Technik
liegt der Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen neuen
Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der aus
wenigen einfach herzustellenden Bauteilen besteht und die
oben geschilderten Nachteile vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen
des Anspruchs 1, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichen
teils, wonach die zwei beabstandeten Zylindern zugeordneten
Abgaskanäle über ein einstückig stoffschlüssig ausgebildeten
sowie hydrostatisch umgeformten Rohrkörper verbunden sind,
welcher einen Überbrückungsbereich aufweist, der mit einer
entsprechenden Anzahl von Öffnungen zur Verbindung des Rohr
körpers mit dem im Überbrückungsbereich liegenden Abgaskanä
len mittels jeweils einem Rohrstück und mit einer stromab
wärts gelegene Abgas-Sammelöffnung versehen ist.
Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer weist den wesentlichen
Vorteil der einfachen und kostengünstigen Herstellung auf,
weil er lediglich aus einem einstückig-stoffschlüssig zusam
menhängenden sowie hydrostatisch ausgeformten Rohrkörper und
mindestens einem Rohrstück zur Verbindung des Rohrkörpers mit
dem Abgaskanal besteht. Das erfindungsgemäße Bauteil ent
spricht aufgrund seiner hydrostatischen Herstellungsweise der
geforderten Leichtbauweise, wobei es darüber hinaus auf sehr
einfache Weise sowie mit höchster Maßgenauigkeit herstellbar
ist.
Letztlich ist es mit dem erfindungsgemäßen Abgaskrümmer
möglich, die Abgase von mehr als zwei Zylinder aufweisenden
Motoren jeweils über eine gemeinsame Abgas-Sammelöffnung der
Turbine eines Turboladers zuzuführen.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskrümmer
ist so ausgebildet, daß der Rohrkörper nahe der beabstande
ten, außenliegenden Abgaskanäle jeweils eine Biegestrecke mit
einem ovalisierten Rohrquerschnitt aufweist, wobei die kurze
Querschnittsachse in Biegerichtung angeordnet ist.
Durch die teilweise Ausbildung des Rohrkörpers als Bie
gestrecke können die sich bei den im Abgaskrümmer auftreten
den hohen Temperaturunterschieden ergebenden Materialspannun
gen durch in diesen Bereichen auftretende Biegevorgänge auf
materialunschädliche Weise abgebaut werden.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Abgaskrümmer-Sammelöffnung in Strö
mungsrichtung vorgelagert im Rohrkörper gegenüberliegend eine
innen vorragende Strömungsnase angeordnet ist.
Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskrüm
mers weist den Vorteil eines relativ turbulenzarmen Strö
mungsverlauf im Bereich des Eingangs der Abgas-Sammelöffnung
auf.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den nachfolgenden
Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungs
beispiels. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abgaskrümmer,
Fig. 2 eine Stirnansicht des Abgaskrümmers gemäß
Ansichtspfeil II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Abgaskrümmers gemäß
Ansichtspfeil III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Abgaskrümmers gemäß
Ansichtspfeil IV in Fig. 1 und
Fig. 5 ein Teilquerschnitt durch den Abgaskrümmer gemäß
Schnittlinie V-V in Fig. 4.
In den Zeichnungen ist ein Abgaskrümmer für Verbren
nungsmotoren insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Der Abgaskrümmer 10 weist zwischen einem zylinderseiti
gen Flansch 11 und einem in bezug auf die Strömungsrichtung
(s. Pfeile TS) der Abgase stromabwärts angeordneten Flansch
12 einen einstückig-stoffschlüssig ausgebildeten, hydrosta
tisch umgeformten Rohrkörper 13 sowie zwei ebenfalls hydro
statisch ausgestaltete Rohrstücke 14 und 15 auf.
Der Flansch 11 beinhaltet vier Flanschöffnungen 16, 17,
18 und 19 sowie zahlreiche Flanschbohrungen B für nicht dar
gestellte Flanschschrauben, die der Befestigung des Abgas
krümmers 10 am Zylinderkopf dienen. Die Flanschöffnungen 16
und 19 sind unmittelbar über den Rohrkörper 13 miteinander
verbunden, welcher im Bereich einer Aushalsung H1 eine
stromabwärts gelegenen Öffnung 20 aufweist, in der der mit
einer Flanschöffnung 21 versehene Flansch 12 angeordnet ist.
Der Rohrkörper 13 weist in einem Überbrückungsbereich 22
im Bereich von Aushalsungen H2 und H3 zum Flansch 11 weisende
Öffnungen 23 und 24 auf, die zur Befestigung kurzer Rohr
stücke 14 und 15 dienen (s. Schweißnähte S1). Die kurzen
Rohrstücke 14 und 15 verbinden den Rohrkörper 13 mit den
Flanschöffnungen 17 und 18 und können an ihren zum Rohrkörper
13 weisenden Ende auch in etwa um die Wandstärke eingezogen
ausgebildet sein, damit sie in die Öffnungen 23 und 24 steck
bar sind und anschließend verschweißt werden können.
Der Rohrkörper 13 und die Rohrstücke 14 und 15 sind im
Bereich der jeweils gegenüberliegenden Flanschöffnungen 16
bis 19 mit dem Flansch 11 verschweißt (s. Schweißnähte S2),
so daß die von dem nicht dargestellten Motor kommenden Abgas
teilströme TS über den Abgaskrümmer 10 gesammelt zu einem
nicht dargestellten, am Flansch 12 angeordneten Turbolader
geführt werden.
Der Rohrkörper 13 ist im Bereich beabstandeter außenlie
gender Krümmungsbereiche 25 und 26 mit einem ovalisierten
durchbiegungsfreundlichen Rohrquerschnitt versehen (s. Fig. 5),
damit die während des Einsatzes des Abgaskrümmers 10 ent
stehenden Wärmespannungen auf unschädliche Weise abgebaut
werden können.
Darüber hinaus ist der Abgas-Sammelöffnung 20 gegenüber
liegend im Rohrkörper 13 eine nach innen vorragende Strö
mungsnase 27 angeordnet, welche eine möglichst turbulenzfreie
Abgasführung gewährleistet.
Während die Flansche 11 und 12 im Stanzverfahren herge
stellt werden, wird die spezielle Form des Rohrkörpers 13
sowie der Rohrstücke 14 und 15 durch das Hydroformverfahren
geschaffen. Wichtig ist dabei, daß es mit Hilfe des Hydro
formverfahrens möglich ist, Rohre in Serie herzustellen, die
annähernd identische Abmessungen aufweisen und leicht steck
montierbar sind.
Zur Herstellung des mit Aushalsungen H1 bis H3 im Über
brückungsbereich 22 versehenen Rohrkörpers 13 werden letztere
im wesentlichen ebenfalls durch die Aufweitung des Rohrkör
pers 13 an der gewünschten Stelle mittels einer hydraulischen
Druckflüssigkeit geschaffen. Die noch geschlossenen Aushal
sungen H1 bis H3 werden dann "aufgeschnitten", so daß sich
die Öffnungen 20, 23 und 24 ergeben.
Claims (8)
1. Abgaskrümmer für einen mindestens drei Zylindern auf
weisenden Verbrennungsmotor mit jeweils wenigstens einem
zylinderseitigen und einen in bezug auf die Strömungsrichtung
der Abgase stromabwärts angeordneten Flansch, zwischen denen
rohrförmige Abgaskanäle angeordnet sind, die zu mindestens
einem Abgassammelrohr zusammengeführt werden, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zwei beabstandeten Zylindern zugeordneten
Abgaskanäle über ein einstückig stoffschlüssig ausgebildeten
sowie hydrostatisch umgeformten Rohrkörper (13) verbunden
sind, welcher einen Überbrückungsbereich (22) aufweist, der
mit einer entsprechenden Anzahl von Öffnungen (23, 24) zur
Verbindung des Rohrkörpers (13) mit den im Überbrückungsbe
reich (22) liegenden Abgaskanälen mittels jeweils einem Rohr
stück (14, 15) und mit einer stromabwärts gelegene Abgas-Sam
melöffnung (20) versehen ist.
2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrkörper (13) nahe der beabstandeten, außenliegen
den Abgaskanäle jeweils eine Biegestrecke (25, 26) mit einem
ovalisierten Rohrquerschnitt aufweist, wobei die kurze Quer
schnittsachse in Biegerichtung angeordnet ist.
3. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abgas-Sammelöffnung (20) in
Strömungsrichtung vorgelagert im Rohrkörper (13) gegenüber
liegend eine innen vorragende Strömungsnase (27) angeordnet
ist.
4 Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (13) im Über
brückungsbereich (22) mit Aushalsungen (H1-H3 )versehen ist,
die "aufgeschnitten" die Öffnungen (20, 23, 24) bilden.
5. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß am Rohrkörper (13) zu den
Abgaskanälen der Zylinder weisend ein einteiliger Flansch
(11) befestigbar ist.
6. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (13) im Bereich
der Abgas-Sammelöffnung (20) mit einem Flansch (12) versehen
ist, an dem ein Turbolader befestigbar ist.
7. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der im Über
brückungsbereich (22) liegenden Abgaskanäle mit dem Rohrkör
per (13) vorgesehenen kurzen Rohrstücke (14, 15) zum Rohrkör
per (13) weisend in etwa um die Wandstärke eingezogen ausge
bildet sind.
8. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Rohrstücke (14, 15)
zur Verbindung von Rohrkörper (13) und der im Überbrückungs
bereich (22) liegenden Abgaskanäle hydrostatisch ungeformt
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996141100 DE19641100A1 (de) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit mindestens drei Zylindern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996141100 DE19641100A1 (de) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit mindestens drei Zylindern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19641100A1 true DE19641100A1 (de) | 1998-04-16 |
Family
ID=7807947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996141100 Withdrawn DE19641100A1 (de) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit mindestens drei Zylindern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19641100A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2857650A3 (de) * | 2013-09-05 | 2015-07-29 | Scambia Holdings Cyprus Limited | Auspuffrohr |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4959956A (en) * | 1987-12-21 | 1990-10-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Robust exhaust manifold |
DE4228188A1 (de) * | 1992-08-25 | 1994-03-17 | Hde Metallwerk Gmbh | Schwingungs-, biegungs- und dehnungsresorbierendes Vorrohr eines Verbrennungsmotors |
DE19510602C1 (de) * | 1995-03-23 | 1996-04-11 | Daimler Benz Ag | Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen |
-
1996
- 1996-10-04 DE DE1996141100 patent/DE19641100A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2857650A3 (de) * | 2013-09-05 | 2015-07-29 | Scambia Holdings Cyprus Limited | Auspuffrohr |
US9784167B2 (en) | 2013-09-05 | 2017-10-10 | Bosal Emission Control Systems Nv | Exhaust pipe |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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8130 | Withdrawal |