DE2200707C3 - Auspuffanordnung an einer durch Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Auspuffanordnung an einer durch Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit zwei Zylinderreihen in V-Anordnung, bei welcher mehrere Abgassammelleitungen als Gruppe über eine Pulse-Converter-Düse zu einem Mischrohr zusammengefaßt und mit einem kammerförmigen Volumen verbunden sind, wobei eine Verbindung zwischen Volumen und Abgasturbine über einen einzigen Turbineneintritt besteht.

Eine solche Auspuffanordnung ist aus Brown-Boveri-Mitteilungen Band 55, Nr. 8, S. 426, Bild 9, bekannt. Bei dieser Konstruktion, die die Vorteile des Pulse-Converter-Prinzips ausnützt und die auch verhältnismäßig gute bauliche Voraussetzungen mit sich bringt, ist nur eine Abgasturbine vorgesehen. Bei größeren Motoren bringen diese in ihren Abmessungen stark anwachsenden Abgasturbinen erhebliche Probleme des Raumbedarfs und der Kosten mit sich.

Andere Lösungen der konstruktiven Probleme bei der Abgasaufladung großer Motoren, wie sie beispielsweise in der DT-PS 8 15 419 sowie der DT-OS 76 233 angegeben sind, ergeben insbesondere bei den schwierigen Platzverhältnissen bei V-Motoren unbefriedigende Lösungen hinsichtlich des Wirkungsgrads, des Raumbedarfs oder der Kosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Auspuffanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Nachteile der obenerwähnten bekannten Konstruktionen vermieden werten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Zylinderreihe ein Turbolader und eine der Gruppen von Abgassammelleitungen zugeordnet ist und daß die Misehrohre der beiden Gruppen über Eintrittsöffnungen in ein gemeinsames Volumen münden, an das beide Turbolader derart angeschlossen sind, daß die einzigen Turbineneintritte an den entgegengesetzten Enden des Volumens angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Konstruktion weist zwei Turbolader auf, mit denen sich die Konstruktion platz- und kostenmäßig erheblich günstiger gestalten läßt. Mit der angegebenen Konstruktion werden außerdem die Strömungsprobleme in hervorragender Weise gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Auspuffanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand des in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen ist

F1 g. 1 ein stirnseitiger Aufriß der erfindungsgemäßen Auspuffanordnung in Verbindung mit zwei Auspuffsammelrohrgruppen von jeweils vier Sammelrohren.

F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dargestellte

Vorrichtung,

Fig.3 eine schematische Darstellung des Verbindungsschemas für die Sammelrohre mit den Turbogebläsen virmittels der erfindungsgemäßen Anordnung und

F i g.4 ein Aufriß der in F i g. 1 dargestellten Anordnung von links.

Die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung wird für einen aufgeladenen Dieselmotor verwendet, der acht Auspuffsammeirohre aufweist, die in zwei Gruppen von jeweils vier Sammelrohren 1, 2,3,4 bzw. 1', 2', 3' und 4' angeordnet sind. Die Sammelrohrgruppen befinden sich zwischen den (nicht dargestellten) beiden Zylinderreihen in V-Anordnung. Die beiden Zylinderreihen werden jeweils vermittels eines Turbo-Aufladegebläses 10 bzw. 10' gespeist. Jedem Turbogebläse 10 und 10' ist jeweils eine Auspuffsammelrohrgruppe 1,2,3,4 bzw. Γ, 2', 3', 4' zugeordnet.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist jedes Auspuffrohr 12, 12' an einem Ende jeweils einen Ver* bindungsflansch 13,13' für den (nicht dargestellten) zugeordneten Zylinder auf und mündet an seinem anderen Ende in eines der Auspuffsammeirohre 1, 2, 3, 4 bzw. Γ, 2', 3', 4'. Die Sammelrohre stehen über eine konvergierende Pulse-Converter-Düse 5 bzw. 5' mit einer Kammer 8 kompakter Formgebung in Verbindung, die einen beiden Sammelrohrgruppen gemeinsamen Misch- und Dämpfungskasten bildet. Die den Misch- und Dämpfungskasten bildende Zwischenkammer 8 ist zwischen den beiden Turbogebläsen 10 und 10' angeordnet. Jeder konvergierenden Düse 5 und 5' entsprechen daher jeweils vier Auspuffsammeirohre 1, 2, 3, 4 bzw. Γ, 2', 3', 4' (F i g. 4). Der eigentliche Pulse-Converter besteht aus zwei Trennwänden 6, 7 bzw. 6', 7', durch welche im Inneren jeder konvergierenden Düse 5 und 5' jeweils vier Kammern gebildet sind. Jeder Kammer ist ein Auspuffsammeirohr zugeordnet. Auf Grund der hohen Temperatur der durch die Sammelrohre und die konvergierenden Düsen 5 und 5' hindurchtretenden Auspuffgase sind im Verbindungsbereich zwischen den konvergierenden Düsen 5 und 5'

mit dem gemeinsamen Misch- und Dämpfungskasten 8 jeweils Dehnungsausgleicher 9 bzw. 9' vorgesehen. In entsprechender Weise sind Dehnungsausgleicher Il und 11' jeweils den Turbogebläsen 10 und 10' und dem gemeinsamen Misch- und Dämpfungskasten 8 vorgesehen.

F i g. 3 zeigt schematisch die Verwendung der Verbindungsvorrichtung zum Verbinden von zwei Gruppen von jeweils vier Auspuffsammeirohren mit einem gemeinsamen Misch- und Dämpfungskasten 8. Entspre- ;o chend der schematischen Darstellung ist jeder Zylinder 14, 15 und 14', 15' mit einem entsprechenden Sammelrohr 1,2, Γ bzw. 2* verbunden, und weitere (nicht dargestellte) Zylinder sind in gleicher Weise mit den Sammelrohren 3, 3', 4, 4' verbunden. Die beiüen parallelen Sammelrohrbündei stehen mit dem Misch- und Dämpfungskasten 8 in Verbindung, und an dessen beiden Enden ist jeweils ein Turbogebläse 10 bzw. 10' befestigt. Jedem Turbogebläse 10, 10' werden Auspuffgase aus dem gemeinsamen Misch- und Dämpfungskasten 8 zugeführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der Mischkasten 8 eine iwiscfcengeschaltete Kapazität darstellt, durch welche Druck und Durchsatz der von den Sammelrohren kommenden Auspuffgase stabilisiert werden, womit sich ein erheblicher Vorteil gegenüber bekannten Anordnungen ergibt. Die Verwendung getrennter Sammelrohre gestattet außerdem die Ausnutzung der sich aus Druckpulsations-Aufladesystemen ergebenden Vorteile insbesondere im Hinblick auf das Spülen und Entleeren der Zylinder. Wie weiterhin ersichtlich, ist die Vorrichtung in einfacher Weise einzubauen, da für die Verbindung der Sammelrohre mit dem Turbogebläse keine Vielzahl von Rohrleitungen erforderlich ist. Bekanntlich treten auf Grund einer Vielzahl derartiger Rohrleitungen höhere Druckverluste und thermodynamische Verluste für das Durchsatzmedium auf. FoJgüch ermöglich! die Erfindung in bezug auf den Stand der Technik einen höheren Wirkungsgrad der Luftverdiciiterturbine und des Motors, und außerdem ist der Platzbedarf des Motors auf Grund der kompakten Formgebung (des eine Beruhigungskammer bildenden) Misch- und Dämpfungskastens verringert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Auspuffanordnung an einer durch Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit zwei Zylinderreihen in V-Anordnung, bei welcher mehrere Abgassammelleitungen als Gruppe über eine Pulse-Converter-Düse zu einem Mischrohr zusammengefaßt und mit einem kammerförmigen Volumen verbunden sind, wobei eine Verbindung zwischen Volumen und Abgasturbine über einen einzigen Turbineneintritt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinderreihe ein Turbolader und eine der Gruppen von Abgassammelleitungen zugeordnet ist und daß die Mischrohre der beiden Gruppen über Eintrittsöffnungen in ein gemeinsames Volumen münden, an das beide Turbolader derart angeschlossen sind, daß die einzigen Turbineneintritte an den entgegengesetzten Enden des Volumens angeordnet sind-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer an sich bekannten Brennkraftmaschine mit mehr als zwölf Zylindern angewandt ist und daß jede Gruppe von Abgassammelleitungen aus wenigstens vier Abgassammelleitungen (1 bis 4 bzw. Γ bis 4') besteht, die jeweils in die in an sich bekannter Weise durch sternförmig angeordnete Trennwände (6, 7 bzw. 6', T) abgeteilten Einlasse der zugeordneten Pulse-Converter-Düse (5 bzw. 5') münden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (8) über je einen Dehnungsausgleicher (9 bzw. 9' und 11 bzw. II') an die beiden Pulse-Converter-Düsen (5,5') und an die beiden Turbolader (10,10') angeschlossen ist, wobei die Dehnungsausgleicher (9 bzw. 9') zwischen den Converterdüsen (5 bzw. 5') und dem Volumen (8) gegebenenfalls als Mischrohr arbeiten.