DE2034312C3 - Exhaust system for six-cylinder in-line internal combustion engine with exhaust gas turbocharger - Google Patents

Exhaust system for six-cylinder in-line internal combustion engine with exhaust gas turbocharger

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Ewald Jacoby
Hansjoachim Dr.-Ing. 6710 Frankenthal Klaue
Josef Dr.-Ing. Reisacher
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Description

Verluste. Außerdem ist bei dieser Ausführung die kleinsie Mengeniiberströmung von einer Leitung, die gerade den größten Energiestrom führt, in die benachbarte Leitung zu erwarten. Dadurch ergeben sich im Zusammenhang mit der Abgasturbine in einflutiger Ausführung des Spiralgehäuses beträchtliche Energiegewinne. Diese Energiegewinne gestatten es wiederum, auf die Ausnutzung der Abgasenergie von zwei Zylindern zu verzichten, wodurch die einfaciie und geschlossene Ausführung des Auspuffsystems ermöglicht wird.Losses. In addition, in this design, the small volume overflow is from a line that just leads the largest flow of energy to be expected in the neighboring line. Result from this in connection with the exhaust gas turbine in the single-flow version of the volute casing Energy gains. These energy gains make it possible in turn to utilize the Foregoing exhaust energy from two cylinders, creating the simplicity and closed design the exhaust system is made possible.

Durch die strömungsgünstige Ausführung des Abgassystems der vier ausgenutzten Zylinder ergibt sich in ihnen ein verhältnismäßig flacher Veriauf des Ladedruckes über der Motordrehzahl, so daß die Überbeanspruchung durch Zünddrücke und die unnötigen hohen Belastluftmengen bei hohen Motordrehzahlen wegfallen. Due to the streamlined design of the exhaust system, the four cylinders used result in them a relatively flat curve of the boost pressure over the engine speed, so that the Overstressing caused by ignition pressures and the unnecessarily high amounts of load air at high engine speeds are eliminated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

ii J 2 J 2 aber aus ihr nicht zu ersehen. Es sind alle Zylinderbut cannot be seen from it. It's all cylinders Patentanspruch: mit dem Abgasturbolader verbunden; es fehlt auchClaim: connected to the exhaust gas turbocharger; it is also missing der direkte Anschluß der Abgasturbine am Zylinder-Abgassystem für eine Sechszylinder-Reihen- kopf. ., .
Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung 5 Dis deutsche Auslegeschrif.t 1 297 946 bringt zwar und Stoßbetrieb der Turbine, bei dem je zwei dagegen die Ausbildung eines gemeinsamen Abgas-Zylinder in eine gemeinsame Abgasleitung aus- kanals innerhalb des Zjlinderkopfes; im übrigen ist puffen, dadurch gekennzeichnet, daß aber die Ausbildung des Abgassystems aus der Erfinder erste und sechste Zylinder mittels gemein- dung nach ihr nicht zu entnehmen. Der Sinn der samer Leitung ins Freie auspuffen, von den io Zusammenführung der Abgaskanale von zwei Zylinverbleibenden Zylindern je zwei benachbarte der in einen innerhalb des Zylinderkopfes ist auch Zylinder in an sich bekannter Weise innerhalb nicht derselbe wie bei der Erfindung, da in dieser des Zylinderkopfes zu einem gemeinsamen Auslegeschrift die Brennkraftmaschine keinen Ab-Abgaskanal ausgebildet sind, und daß die Ab- gasturbolader besitzt.
the direct connection of the exhaust turbine to the cylinder exhaust system for a six-cylinder in-line head. .,.
Internal combustion engine with exhaust gas turbocharging 5 Dis deutsche Auslegeschrif.t 1 297 946 does bring about burst operation of the turbine, in which two, on the other hand, the formation of a common exhaust gas cylinder in a common exhaust gas duct within the cylinder head; Moreover, puffing is characterized in that, however, the design of the exhaust system from the inventor's first and sixth cylinder by means of common means cannot be inferred from it. The sense of the same line to exhaust into the open, of the io merging of the exhaust ducts of two cylinder remaining cylinders, two adjacent cylinders in one inside the cylinder head is also cylinder in a known manner within not the same as with the invention, since in this the cylinder head closes According to a common interpretation document, the internal combustion engine has no exhaust gas duct, and that the exhaust gas turbocharger has.
gasturbine direkt am Zylinderkopf angeschlossen 15 Die Erfindung bezieht sich auf Sechszyhnderist. Reihen-Brennkraftmaschinen. Sie kann sinngemäßgas turbine connected directly to the cylinder head 15 The invention relates to six-cylinder engine. In-line internal combustion engines. You can analogously auch einseitig auf eine Sechszylinderreihe einesalso one-sided on a six-cylinder row one Zwölfzylinder-V-Motors oder doppelseitig auf dessenTwelve-cylinder V-engine or double-sided on its beide Sechszylinderreihen mit je einem Abgasturboao lader angewandt werden.both six-cylinder rows can be used with an exhaust gas turbo-charger each. Die Erfindung wird im folgenden an Hand derThe invention is hereinafter based on the Die Erfindung betrifft ein Abgassystem für eine schematischen Abbildung beschrieben:
Sechszylinder-Reihen-Brennkraftmaschine mit Ab- Die 6 Zylinder sind mit den Ziffern 1 bis 6 be-
The invention relates to an exhaust system described for a schematic illustration:
Six-cylinder in-line internal combustion engine with ab- The 6 cylinders are numbered 1 to 6
gasturboaufladung und Stoßbetrieb der Turbine, zeichnet. Der gemeinsame Zylinderkopf ist durch 13 und zwar für solche Maschinen, bei denen je zwei 25 angedeutet. Der Abgasturbolader ist durch das GeZylinder in eine gemeinsame Abgasleitung auspuffen. häuse 10 angedeutet. Die zwei Zylinder Nr. 1 und 6 Sie ist besonders für Anlagen mit solchen Turbo- puffen in die gemeinsame Leitung 14 aus. Diese Leiladern bestimmt, welche hohe Energiepulsationen am tung führt, wie durch den Pfeil rechts angedeutet ist, Turbineneintritt mit gutem Wirkungsgrad verwerten direkt ins Freie. Es werden nur die Abgase der können. 30 Zylinder 2 bis 5 zur Turbine 10 geleitet. Die Abgas-gas turbo-charging and burst operation of the turbine, lines. The common cylinder head is indicated by 13 for machines with two 25 each. The exhaust gas turbocharger is exhausted through the Ge-cylinder into a common exhaust pipe. housing 10 indicated. The two cylinders no. 1 and 6 It is especially designed for systems with such turbo-puffs in the common line 14 . These loose wires determine which high energy pulsations lead to the device, as indicated by the arrow on the right, turbine entry with good efficiency utilize directly into the open air. There will only be the exhaust of the can. 30 cylinders 2 to 5 are fed to the turbine 10. The exhaust Es ist bekannt, bei solchen Brennkraftmaschinen leitungen sind paarweise für die Zylinder 2 und 3 je zwei Zylinder in eine gemeinsame Abgasleitung sowie 4 und 5 zusammengefaßt. Dazu ist der Abgasauspuffen zu lassen. Dabei wurden die Auspuff- turbolader so nahe an den Zylinderkopf herangeleitungen ohne Rücksicht auf den Abgasturbolader rückt, daß eine außerordentlich kurze, möglichst unter Berücksichtigung der Zündfolge zunächst so 35 geradlinige, krümmungsarme Abgasführung entsteht, zusammengefaßt und se verlegt, wie sie sich an dem Bei dieser Ausführung ergibt sich, daß etwa die Motor aus der Anordnung der Zylinder und des Hälfte der Länge der Auspuffleitung als Kanal im Turboladers ergaben. Dies gestattet jedoch nicht, Zylinderkopf angebracht ist, wobei insbesondere die stark pulsierende Energie der Auspuffstöße im das hosenrohrförmige Verbindungsstück, beispiels-Abgasturbolader mit bestem Gesamtwirkungsgrad 40 weise 14/16, zwischen den Zylindern 2 und 3 im auszunutzen. " wesentlichen im Zylinderkopf liegt. Hierdurch ent-It is known that in such internal combustion engine lines are combined in pairs for the cylinders 2 and 3, two cylinders in a common exhaust pipe and 4 and 5. To do this, the exhaust gas has to be let out. The exhaust turbocharger was brought so close to the cylinder head, regardless of the exhaust gas turbocharger, that an extremely short, straight-lined, curvature-free exhaust gas routing, if possible taking into account the firing order, is created, combined and relocated as it is on this one Execution shows that about the engine resulted from the arrangement of the cylinders and half the length of the exhaust line as a channel in the turbocharger. However, this does not allow the cylinder head to be attached, in particular the strongly pulsating energy of the exhaust shocks in the pant-pipe-shaped connector, for example exhaust gas turbocharger with the best overall efficiency 40, 14/16, between cylinders 2 and 3 in the. "is essentially in the cylinder head. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein stehen die geringsten Toträume bei direktester und Auspuffsystem für derartige Brennkraftmaschinen zu glattester Strömungsführung und dementsprechend schaffen, das vom Zylinderaustritt bis zum Laufrad bester Ausnutzung der Energiestöße. Beispielsweise der Abgasturbine eine strömungstechnische Einheit 45 ist bei einer momentanen Auspuffsfrömung aus bildet und daher die beste Ausnutzung insbesondere Zylinder 3 durch die Leitung 14 zum Abgasturboder hohen Energiepulsationen gestattet. lader das Totraumvolumen vom Zylinder 2 her nurThe invention has set itself the task of creating the smallest dead spaces with the most direct and exhaust system for such internal combustion engines to create the smoothest flow guidance and accordingly, the best utilization of the energy surges from the cylinder outlet to the impeller. For example, a fluidic unit 45 of the exhaust gas turbine is formed when there is a momentary exhaust flow and therefore the best utilization, in particular cylinder 3, is permitted through the line 14 to the exhaust gas turbine or high energy pulsations. load the dead space volume from cylinder 2 only Sie macht sich dabei die z. B. durch die britische durch das kurze schraffierte Kanalstück 16 gegeben. Patentschrift $30 746 bekanntgewordene Möglich- Diese Anordnung ist besonders dann vorteilhaft auskeit zunutze, nicht alle Zylinder an die Turbine 50 führbair, wenn — wie in dem Beispiel erwähnt — anzuschließen. Die hohe Ausbeute der stark pulsie- jeweils die Auspuffventile der zwei zusammengeführrenden Energie der Auspuffstöße, die in den moder- ten Zylinder spiegelbildlich zueinander nach deinen Turboladern nach dem Stoßprinzip erzielt wird, gemeinsamen Symmetrieachse liegen,
gestattet es bei der Erfindung, auf die Auspuffenergie Das Eintrittsgehäuse 15 des Abgasturboladers 10
She makes herself the z. B. given by the British by the short hatched channel piece 16 . Patent specification $ 30,746 possible. This arrangement is particularly advantageous if not all cylinders can be connected to the turbine 50 when - as mentioned in the example - to be connected. The high yield of the strongly pulsating exhaust valves of the two merging energy of the exhaust shocks, which is achieved in the modern cylinder mirror-image to each other according to your turbocharger according to the shock principle, share a common axis of symmetry,
In the case of the invention, the inlet housing 15 of the exhaust gas turbocharger 10 can be used on the exhaust energy
eines Teiles der Zylinder zu verzichten. 53 ist unter Wegfall einer besonderen Abgasleitungto dispense with some of the cylinders. 53 is with the elimination of a special exhaust pipe Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß bei unmittelbar am Zylinderkopf 13 angeschraubt. Die dem Sechszylinder-Reihenmotor der erste und sechste beiden Abgaskanale 14 und 24 werden am Eintritt Zylinder mittels gemeinsamer Leitung ins Freie aus- in das Turboladergehäuse in einen EintrittskanaJ puffen, von den verbleibenden Zylindern je zwei vereinigt. Das Spiralgehäuse der Abgasturbine ist benachbarte Zylinder in an sich bekannter Weise 60 einflutig ausgeführt und beaufschlagt das Laufrad innerhalb des Zylinderkopfes zu einem gemeinsamen stets aim ganzen Umfang, ,wodurch Teilbeaufschla-Abgaskanal ausgebildet sind, und daß die Abgas- gungsverlust entfällt.The invention solves the problem in that it is screwed directly onto the cylinder head 13. The first and sixth two exhaust ducts 14 and 24 of the six-cylinder in-line engine are exhausted into the turbocharger housing into an inlet duct at the cylinder inlet by means of a common line, and two of the remaining cylinders are combined. The volute casing of the exhaust gas turbine is designed with adjacent cylinders in a manner known per se 60 and acts on the impeller within the cylinder head to a common always around the entire circumference, which means that partial exhaust gas ducts are formed and there is no loss of exhaust gas. turbine direkt am Zylinderkopf angeschlossen ist. Das Auspuffsystem nach der Erfindung hat denturbine is connected directly to the cylinder head. The exhaust system according to the invention has the Die USA.-Patentschrift 3 077 071 zeigt zwar ein Vorteil, daß die einzelnen Leitungen zu der Abgas-Abgassystem einer Sechszylinder-Reihen-Brennkraft- 63 turbine die geringstmöglichen Toträume und die maschine mit Abgasturboaufladung, bei der jeweils geringstmögliche Länge bei möglichst wenig gezwei Zylinder in eine gemeinsame Abgasleitung aus- krümmter Leitungsführung besitzen. Es entstehen puffen. Die übrigen Merkmale der Erfindung sind daher die geringsten Slrömungs- und damit Energie-US Pat. No. 3,077,071 shows an advantage that the individual lines lead to the exhaust gas system a six-cylinder in-line internal combustion engine 63 the smallest possible dead spaces and the machine with exhaust gas turbocharging, with the smallest possible length and as few as possible two Cylinders in a common exhaust line have curved line routing. It arise puff. The other features of the invention are therefore the lowest flow and thus energy
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