DE2729727A1

DE2729727A1 - Parallel engine exhaust ducts - have common wall with opening and flaps to divert one flow and combine it with flow from other duct

Info

Publication number: DE2729727A1
Application number: DE19772729727
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Eckert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2729727C2

Abstract

The parallel engine exhaust ducts (1, 2) have a connection between them with control members (4, 5) which make it possible to divert the two separate exhaust flows into one common duct (2). The ducts have a region with a common wall (3) in which there is an opening with two overlapping flaps (4, 5) pivoted (6, 8) in the wall (3) upstream and downstream of the opening. The actuating elements are so intercoupled that, in one position, they close the opening forming a continuation of the wall (3), whilst in the other position the downstream-pivoted flap (5) closes one duct (1) and the other flap (4) extends half-way into other duct (2).

Description

Klöckner-Humboidl-DcutzAG Δ&ι- — -—J 500Ü Köln 80, den 28. Juni 1977 Klöckner-Humboidl-DcutzAG Δ & ι- - -—J 500Ü Cologne 80, June 28, 1977

- Unser Zeichen: D 77/42 AG-XP R/Lo- Our reference: D 77/42 AG-XP R / Lo

Parallel verlaufende AbgassammelleitungenExhaust manifolds running in parallel

Die Erfindung betrifft parallel verlaufende Abgassammelleitungen mit einem Verbindungskanal und Steuerelementen, durch die Abgasströme zweier Sammelleitungen in eine Sammelleitung zusammengeführt werden können.The invention relates to exhaust manifolds running in parallel with a connecting channel and control elements the exhaust gas flows from two manifolds can be merged into one manifold.

Derartige AbgasSammelleitungen sind bekannt (DT-PS 512 442) und finden Anwendung bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturboladern· Um das Regelverhalten von aufgeladenen Brennkraftmaschinen zu verbessern, werden mehrere Abgasturbolader parallelgeschaltet, die je nach den Betriebserfordernissen zu- und abschaltbar sind. Dabei werden die Abgasströme zweier oder mehrerer Abgassammelleitungen zusammengeführt und beaufschlagen eine Abgasturbine. Ferner besteht die Möglichkeit, bei der Anwendung einer mehrflutigen Abgasturbine in bestimmten Betriebsbereichen einen Teil der Abgasturbine mit der gesamten Abgasmenge zu beaufschlagen. Auch in diesem Fall werden die Abgasströme mehrerer Sammelleitungen zusammengeführt und beaufschlagen die Abgasturbine partiell. Da die partielle Beaufschlagung einer mehrflutigen Abgasturbine bzw. die Beaufschlagung einer von mehreren Abgasturbinen im Teillastbereich einer Brennkraftmaschine erfolgt, in dem nur eine relativ geringe Abgasenergie zur Verfügung steht, sind nach Möglichkeit alle Stoßverluste bei dem Zusammenfuhren der Abgasströme zu vermeiden.Such exhaust manifolds are known (DT-PS 512 442) and are used in internal combustion engines with exhaust gas turbochargers · To control the behavior of supercharged internal combustion engines To improve, several exhaust gas turbochargers are connected in parallel, which are switched on and off depending on the operating requirements can be switched off. The exhaust gas flows from two or more exhaust manifolds are brought together and acted upon an exhaust turbine. There is also the possibility of using a multi-flow exhaust gas turbine in certain operating areas to act on part of the exhaust gas turbine with the entire amount of exhaust gas. In this case too, the Exhaust gas flows from several collecting lines are brought together and partially act on the exhaust gas turbine. Since the partial application a multi-flow exhaust gas turbine or the application of one of several exhaust gas turbines in the partial load range an internal combustion engine takes place in which only a relatively low exhaust gas energy is available, are if possible to avoid all shock losses when the exhaust gas flows are brought together.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Abgassammelleitungen der eingangs beschriebenen Art eine einfache,The invention is therefore based on the object in exhaust manifolds of the type described above a simple,

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Klöckner-HumboUt-DeutzAG /λ- -»- J - 4 - 28. Juni 1977Klöckner-HumboUt-DeutzAG / λ- - »- J - 4 - June 28, 1977

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strömungsgünstige Verbindung zweier Abgassammelleitungen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abgassammelleitungen wenigstens in einem Bereich eine gemeinsame Trennwand aufweisen, in der eine Verbindungsöffnung mit zwei sich überdeckenden Klappen angeordnet ist, deren Schwenklager in der Trennwand und in Strömungsrichtung gesehen an gegenüberliegenden Enden der Öffnung liegen, wobei die Betätigungselemente der Klappen derart miteinander gekoppelt sind, daß sie in einer Endstellung die Trennwand im Bereich der Öffnung bildend die Öffnung verschließen und in der anderen Endlage die stromabwärtsgelagerte Klappe die eine Sammelleitung abschließt, während die andere stromaufwärtsgelagerte Klappe etwa bis zur Mitte in die andere Sammelleitung aufschwenkt.To create a fluid connection between two exhaust manifolds. According to the invention, this object is achieved by that the exhaust manifolds have, at least in one area, a common partition in which a connecting opening with two overlapping flaps is arranged, the pivot bearings of which lie in the partition wall and at opposite ends of the opening as seen in the direction of flow, wherein the actuating elements of the flaps are coupled to one another in such a way that in one end position they close the partition wall in the area Forming the opening close the opening and in the other end position the downstream flap closes the one collecting line completes, while the other upstream flap about halfway into the other manifold swings up.

Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung wird im Bereich der Klappen eine düsenförmige Verengung der Strömungsquerschnitte erzielt, so daß die Abgasströme nach Art eines Pulse-Converters strömungsgünstig zusammengeführt werden. Um die geeignete Verstellung der Klappen zu erreichen, können an den Schwenklagern Hebel unterschiedlicher Länge angreifen.In the design according to the invention, a nozzle-shaped narrowing of the flow cross-sections is achieved in the area of the flaps, so that the exhaust gas flows are merged in a streamlined manner in the manner of a pulse converter. To the appropriate adjustment To achieve the flaps, levers of different lengths can attack the pivot bearings.

Bei gleichen Kanalquerschnitten der Sammelleitungen und gleicher Ausbildung der Klappen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Verhältnis der Schwenkhebel zueinander eins zu zwei wobei der längere Schwenkhebel mit dem stromaufwärts angeordneten Schwenklager verbunden ist.With the same channel cross-sections of the collecting lines and the same design of the flaps according to an embodiment of the invention the ratio of the pivot levers to each other is one to two, the longer pivot lever with the upstream arranged pivot bearing is connected.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich die Profildicke der Klappen im Lagerbereich zu den Flügelspitzen verjüngt. Die Klappen können dadurch raumsparend mit einer kräftigen Lagerung und schwingungsfrei ausgeführt werden. Im Schwenkbereich der Klappen sind die Kanal-In a further embodiment of the invention it is proposed that that the profile thickness of the flaps in the bearing area tapers towards the wing tips. The flaps can thereby save space be carried out with a strong bearing and vibration-free. In the swivel range of the flaps, the duct

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WöcknerrtirtjcWt-OeuteAG /A Ir 4Jf^ Iti* - 5 - 28. Juni 1977WöcknerrtirtjcWt-OeuteAG / A Ir 4Jf ^ Iti * - 5 - June 28, 1977

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querSchnittskonturen zweckmäßigerweise geradlinig. Zur Verbesserung der Stromungsverhältnisse im Klappenbereich ändern sich daher gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Radien der Kanalquer schnitte in StrOniungsrichtung stoßfrei.Cross-sectional contours are expediently straight. Change to improve the flow conditions in the flap area Therefore, according to a further embodiment of the invention, the radii of the channel cross-sections in the direction of flow are smooth.

Eine einfache Fertigung, eine leichte Montage und einen störungsfreien Betrieb erhält man, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Klappen in einem separaten Leitungsabschnitt angeordnet sind, der aus drei zwischen den Anschlußleitungen paketierten Einzelabschnitten besteht, in deren quer zur Trennwand verlaufenden Teilfugen die Lagerbohrungen für die Wellenzapfen der vorzugsweise einstückig gefertigten Klappen liegen.Simple manufacture, easy assembly and trouble-free operation are obtained if in a further embodiment According to the invention, the flaps are arranged in a separate line section consisting of three between the connection lines There is packetized individual sections, in whose parting joints running transversely to the partition wall the bearing bores for the shaft journals of the flaps, which are preferably made in one piece, are located.

Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Leitungsabschnitt erfindungsgemäßer Abgas Sammelleitungen,Fig. 1 shows a longitudinal section through a line section of exhaust gas manifolds according to the invention,

Abb. 2 zeigt einen Te11querschnitt entsprechend der Linie H - II in Abbildung 1,Fig. 2 shows a Te11 cross section according to the line H - II in Figure 1,

Abb. 3 zeigt einen zum Schnitt gemäß Abbildung 1 senkrechten Längsschnitt,Fig. 3 shows a perpendicular to the section according to Fig. 1 Longitudinal section,

Abb. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine einzelne Klappe.Fig. 4 shows a single flap in perspective.

Zwei Abgassammelleitungen 1 und 2 haben eine gemeinsame Trennwand 3, in der eine Verbindung so ff nung mit zwei sich Oberdekkenden Klappen 4 und 5 angeordnet ist. Die Klappe 4 ist in einem Schwenklager 6, das am stromaufwärtsliegenden Ende 7 der öffnung liegt, und die Klappe 5 in einem Schwenklager 8 das am stromabwärtsliegenden Ende 9 der öffnung liegt, gelagert. Die Klappen 4 und 5 sind in einem separaten Leitungsabschnitt ange-Two exhaust manifolds 1 and 2 have a common partition 3, in which a connection so ff voltage with two upper cover flaps 4 and 5 is arranged. The flap 4 is in a pivot bearing 6 at the upstream end 7 of the Opening is, and the flap 5 is mounted in a pivot bearing 8 which is located at the downstream end 9 of the opening. the Flaps 4 and 5 are located in a separate line section.

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Klöckner-Humboldt-Deutz AG Λ^ Ι^.ΙτΙΟ' - 6 - 28. Juni 1977Klöckner-Humboldt-Deutz AG Λ ^ Ι ^ .ΙτΙΟ '- 6 - June 28, 1977

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ordnet, der aus drei zwischen den Anschlußleitungen 28 und 10 paketierten Einzelabschnitten 11, 12 und 13 besteht. In den quer zur Trennwand 3 verlaufenden Teilfugen 14 und 15 liegen Lagerbohrungen 16, 17, 18 und 19 für Wellenzapfen 20, 21, 22 und 23 der einstückig aus Feinguß gefertigten Klappen 4 und 5. An den Wellenzapfen 22 und 23 greifen Hebel 24 und 25 an, die über einen Verbindungsbolzen 26 gemeinsam betätigt werden. Da das Längenverhältnis der Hebel 24 und 25 wie zwei zu eins ist, weist der Hebel 25 im Bereich des Verbindungsbolzens ein Langloch 27 auf.which consists of three individual sections 11, 12 and 13 packaged between the connecting lines 28 and 10. In the Butt joints 14 and 15 running transversely to partition 3 are bearing bores 16, 17, 18 and 19 for shaft journals 20, 21, 22 and 23 of the flaps 4 and 5, which are made in one piece from investment casting. On the shaft journals 22 and 23, levers 24 and 25 engage, which over a connecting bolt 26 are operated together. Since the aspect ratio of levers 24 and 25 is like two to one, has the lever 25 has an elongated hole 27 in the area of the connecting bolt.

In Abbildung 3 ist die Schließstellung ausgezogen dargestellt, während die andere Endlage der Klappen gestrichelt eingezeichnet ist. Ferner ist aus dieser Abbildung wie auch aus Abbildung 4 zu erkennen ist, daß sich die Profildicke der Klappen 4 und vom Lagerbereich zu den Flügelspitzen verjüngt.In Figure 3, the closed position is shown in solid lines, while the other end position of the flaps is shown in dashed lines is. Furthermore, it can be seen from this figure as well as from Figure 4 that the profile thickness of the flaps 4 and tapered from the bearing area to the wing tips.

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Claims

Wöckner Humboldt DeutzAG Ak.Au ^ / SOOO Cologne 80, 28 June 1977th

Unser Zeichen: D 77/42 AG-XP R/LoOur reference: D 77/42 AG-XP R / Lo

Claims

Ι «'Exhaust gas manifolds running in parallel with one Connection channel and control elements, through which the exhaust gas streams from two manifolds are merged into one manifold can be

characterized in that the exhaust manifolds (1, 2) have a common partition (3) at least in one area, in which a connecting opening with two overlapping flaps (4, 5) is arranged, the pivot bearings (6, 8) in the partition (3) and seen in the flow direction at opposite ends (7, 9) of the opening, the Actuating elements (24, 25) of the flaps (4, 5) in such a way with one another are coupled so that in one end position they close the partition (3) forming the opening in the region of the opening and in the other end position, the downstream flap (5) closes off a collecting line (1), while the other upstream flap (4) pivots about to the middle in the other collecting line (2).

2. Exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the two flaps (4, 5) are identical to one another.

3 exhaust manifolds according to one of claims 1 or 2, characterized in that the profile thickness of the flaps (4, 5) tapers from the bearing area to the wing tips.

4. Exhaust manifolds according to one of the preceding claims ,

characterized in that the radii of the channel cross-sections Change smoothly in the direction of flow in the flap area.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Klöckner + hjmboldt-DeutzAG A ^ k4b'atW - 2 - June 28, 1977

D 77/42D 77/42

5. Exhaust manifolds according to one of the preceding claims ,

characterized in that the flaps (4, 5) are arranged in a separate line section consisting of three between the connecting lines are packetized individual sections (11, 12, 13), in their butt joints extending transversely to the partition wall (3) (14, 15) the bearing bores (16, 17, 18, 19) for the shaft journals (20, 21, 22, 23) of the preferably one-piece Flaps (4, 5) lie.

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