DE2729727C2 - Exhaust manifolds with a swivel flap to merge exhaust gas flows - Google Patents

Exhaust manifolds with a swivel flap to merge exhaust gas flows

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Description

und 5 angeordnet ist Die Klappen 4 und 5 sind gleich ausgebildet und haben ein Profil das sich ausgehend von der jeweiligen Schwenkachse 6 bzw. 8 zum freien Ende der Klappen hin verjüngt Das Schwenklager der Schwenkklappe 4 liegt etwa in der Ebene der Trenn- s wand am stromaufwärtsliegenden Anfang 7 der öffnung, während das Schwenklager 8 der Klappe S am stromabwärtsliegenden Ende 9 der öffnung angeordnet istand 5 is arranged. The flaps 4 and 5 are identical and have a profile that starts from the respective pivot axis 6 or 8 tapers towards the free end of the flaps Swivel flap 4 lies approximately in the plane of the partition wall at the upstream beginning 7 of the opening, while the pivot bearing 8 of the flap S is arranged at the downstream end 9 of the opening is

Die Klappen 4 und 5 sind in einem getrennten Lei- to tungsabschnitt angeordnet, der aus drei zwischen den Anschlußleitungen 10 und 28 paketierten Einzelab-.xhnitten 11,12 und 13 besteht In den quer zur Trennwand 3 verlaufenden Teilfugen 14 und 15 sind Lagerbohrungen 16,17,18 und 19 für die Wellenzapfen 20,21, is 22 und 23 der mit ihren Schwenkachsen einstückig aus Feinguß gefertigten Klappen 4 und 5 angeordnetThe flaps 4 and 5 are arranged in a separate line section consisting of three between the Connection lines 10 and 28 packaged individual sections 11, 12 and 13 consists in the butt joints 14 and 15 running transversely to the partition 3, there are bearing bores 16, 17, 18 and 19 for the shaft journals 20, 21, is 22 and 23 of the one piece with their pivot axes Investment cast made flaps 4 and 5 arranged

An den Wellenzapfen 22 und 23 der Schwenkachsen 6 und 8 greifen Hebel 24 und 25 an, die über einen gemeinsamen Verbindungsbolzen 26 betätig.« werden. Der das Betätigungselement für die erste Klappe 5 bildende Hebel 25 ist mit dem das Betätigungselement für die zweite Schwenkklappe 4 bildenden Hebel 24 derart gekoppelt daß bei geschlossener Öffnung beide Klappen 4 und 5 etwa in der Ebene der Trennwand 3 liegen (vgL Abb. 3), während bei geöffneter öffnung die Klappe 5 die Sammelleitung 1 verschließt und die Klappe 4 etwa bis zur Mitte in die andere Sammelleitung 2 einschwenkt (vgl. A b b. 3, strichlierte Darstellung). Hierzu ist das Längenverhältnis der Hebel 24 und 25 zu 2 :1 gewählt, wobei der Hebel 25 im Bereich des Verbindungsbolzens ein Langloch 27 aufweistAt the shaft journals 22 and 23 of the pivot axes 6 and 8 act on levers 24 and 25, which have a common Actuate connecting bolt 26 «. The lever which forms the actuating element for the first flap 5 25 is coupled in this way to the lever 24 which forms the actuating element for the second pivoting flap 4 that when the opening is closed, both flaps 4 and 5 are approximately in the plane of the partition 3 (see Fig. 3), while when the opening is open, the flap 5 closes the collecting line 1 and the flap 4 closes approximately up to The middle swivels into the other collecting line 2 (cf. A b b. 3, dashed illustration). To do this is the aspect ratio the lever 24 and 25 selected to 2: 1, the lever 25 in the area of the connecting bolt Has elongated hole 27

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

3535

4040

4545

5050

Claims (4)

1 2 Abgasströme sind möglichst alle Stoßverluste zu verPatentansprüche: meiden, da sonst erhebliche Energieeinbußen autreten. Aus der US 35 57 549 sind derartige Abgassammellei-1 2 Exhaust gas flows, as far as possible, all shock losses should be avoided. From US 35 57 549 such exhaust manifolds are 1. Abgassammelleitungen (1,2) mit zumindest teil- tungen für einen mehrflutigen Abgasturbolader beweise gemeinsamer Trennwand (3) und einer in einer 5 kannt In einem als Baueinheit gebildeten Leitungsaböffhung der Trennwand (3) angeordneten Schwenk- schnitt ist die Schwenkklappe angeordnet, die in ihrer klappe (5), deren Schwenklager (8) stromabwärts et- einen Endstellung in der Ebene der Trennwand liegt und wa in der Ebene der Trennwand (3) am Ende der die Öffnung verschließt, so daß die Abgasströme vonöffnung liegt und mit Betätigungselementen (25,26, einander getrennt sind. In ihrer anderen Endstellung ist 27) für die Schwenkklappe (5), in deren erster End- ίο die Klappe aus der Ebene der Trennwand herausgestellung die Schwenklappe (5) etwa in der Ebene der schwenkt und verschließt eine Sammelleitung, so daß Trennwand (3) liegt und die öffnung verschließt und der ankommende Abgasstrom durch die öffnung in die in deren zweiter Endstellung die Schwenkklappe (5) andere Abgassammelleitung geführt ist Beim Zusamaus der Ebene der Trennwand (3) herausgeschwenkt mentreffen der Abgasströme treten jedoch erhebliche die öffnung freigibt und zum Zusammenführen der is Energieverluste infolge von Strömungswirbeln etc. auf. Abgasströme die eine Sammelleitung (1) verschließt, Bei den aus der DE-AS 12 53 510 bekannten Abgasdadurch gekennzeichnet, daß etwa in der Sammelleitungen ist eine andere Anordnung der Ebene der Trennwand (3) eine zweite Schwenkklap- Schwenkklappe vorgeschlagen, die mit ihrer Schwenkpe (4) angeorcjnet ist, deren Schwenkachse (6) strom- achse in einer Nische der Außenwand einer Abgassamaufwärts etwa in der Ebene der Trennwand (3) am 20 melleitung liegt Auch hier treten beim Zusammenfüh-Anfang der öffnung liegt, und daß die Betätigungs- ren der Abgasströme ungünstige Strömungsverhältniselemente (24) der zweiten Schwenkklappe (4) derart se auf, so daß ein erheblicher Energieverlust der zusammit den Betätigungselementen (25, 26) der ersten mengeführten Abgasströme gegeben ist
Schwenkklappe (5) gekoppelt sind, daß in deren er- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ströster Endstellung die zweite Sctwenklappe (4) etwa 25 mungsgünstige Verbindung zweier Abgassammelleitunin der Ebene der Trennwand (3) liegt und in deren gen zu schaffen, die einen Energieabfall der Abgasströzweiter Endstellung die zweite Schwenkklappe (4) me im Bereich der Zusammenführung auf ein Minimum etwa bis zur Mitte in die andere Sammelleitung (2) reduziert1. Exhaust manifolds (1, 2) with at least partitions for a multi-flow exhaust gas turbocharger show a common partition (3) and one in a 5 in its flap (5), the pivot bearing (8) of which lies downstream at one end position in the plane of the partition wall and wa in the plane of the partition wall (3) at the end of the opening, so that the exhaust gas flows from the opening and with actuating elements ( 25, 26, are separated from each other Collecting line so that the partition (3) lies and closes the opening and the incoming exhaust gas flow through the opening into the other exhaust gas collecting position in the second end position of the pivoting flap (5) When the plane of the partition (3) is swung out, the exhaust gas flows come together, however, the opening opens up considerably, and energy losses as a result of flow eddies, etc. occur to merge the is. Exhaust gas flows which a collecting line (1) closes, In the exhaust gas known from DE-AS 12 53 510 characterized in that about in the collecting lines a different arrangement of the plane of the partition (3) a second pivoting flap pivoting flap is proposed, which with its Schwenkpe (4) is arranged, the pivot axis (6) of which is located in a niche in the outer wall of an exhaust gas upstream approximately in the plane of the partition (3) on the line. Ren of the exhaust gas flows unfavorable flow ratio elements (24) of the second swivel flap (4) in such a way that there is a considerable loss of energy of the together with the actuating elements (25, 26) of the first exhaust gas flows
Swivel flap (5) are coupled that in their The invention is based on the object of creating a stöster end position, the second Swing Flap (4) about 25 favorable connection of two exhaust manifolds in the plane of the partition (3) and in their conditions, which an energy drop in the exhaust gas flow in the second end position, the second swivel flap (4) me in the area of the merging is reduced to a minimum approximately to the middle in the other collecting line (2) einschwenkt Durch die kennzeichnenden Merkmale des An-swivels in Due to the characteristic features of the 2. Abgassaii.melleitung nach Anspruch 1, dadurch 30 Spruchs 1 wird im Bereich der Klappe eine düsenförmigekennzeichnet, daß <*ie erer; und die zweite ge Verengung der Strömungsquerschnitte erzielt, wo-Schwenkkappe (4,5) einander gleich sind. durch die Abgasströme nach Art eines Pulse-Conver-2. Abgassaii.melleitung according to claim 1, characterized 30 saying 1 is in the area of the flap a nozzle-shaped that <* ie erer; and the second constriction of the flow cross-sections achieved where swivel caps (4,5) are equal to each other. through the exhaust gas flows in the manner of a pulse converter 3. Abgassammelleitungen nach tnspruch 1 oder 2, ters strömungsgünstig ohne großen Energieverlust zudadurch gekennzeichnet, daß sich die Radien der sammengeführt werden. Vorteilhaft ist hierzu ferner Kanalquerschnitte im Kiappenbereich in Strö- 35 vorgesehen, die Schwenkkiappen gleich auszubilden,
mungsrichtung stoßfrei ändern. Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse im3. Exhaust manifolds according to Tnspruch 1 or 2, ters flow-favorable without great loss of energy, characterized in that the radii of the merge. Advantageously, channel cross-sections in the flap area in Strö- 35 are also provided so that the swivel flaps are the same,
Change direction of flow without bumps. To improve the flow conditions in the 4. Abgassammelleitungen nach einem der Ansprü- Klappenbereich ändern sich in Weiterbildung der Erfinche 1 bis 3, mit einem eine getrennte Baueinheit mit dung die Radien der Kanalquerschnhte in Strömungs-Schwenkklappe bildenden Leitungsabschnitt zum richtung stoßfrei.4. Exhaust manifolds according to one of the claims flap area change in further development of the Erfinche 1 to 3, with a separate structural unit with manure the radii of the channel cross-sections in flow swiveling flap forming line section to the direction seamless. Zusammenführen der Abgasströme, dadurch ge- 40 Wird der als getrennte Baueinheit mit Schwenkklapkennzeichnet, daß die Baueinheit aus drei zwischen pe gebildete Leitungsabschnitt als Baueinheit aus drei den Anschlußleitungen (10, 28) paketierten Einzel- zwischen den Anschlußleitungen paketierten Einzelababschnitten (11, 12, 13) besteht, in deren quer zur schnitten ausgeführt, in deren quer zur Trennwand verTrennwand (3) verlaufenden Teilfugen (14, 15) die laufenden Teilfugen die Lagerbohrungen für die WeI-Lagerbohrungen (16,17, 18, 19) für die Wellenzap- 45 lenzapfen beider Schwenkklappen liegen, so ist eine einfen (20, 21, 22, 23) beider Schwenkklappen (4, 5,) fache Fertigung, eine leichte Montage und insbesondere liegen. ein störungsfreier Betrieb erzielbar.Merging the exhaust gas streams, thereby generating 40 If the is identified as a separate structural unit with a hinged flap, that the unit of three line section formed between pe as a unit of three the connection lines (10, 28) packetized individual sections packetized between the connection lines (11, 12, 13), in whose cross-sections are executed, in whose cross-section verTrennwand (3) running butt joints (14, 15) the running butt joints the bearing bores for the WeI bearing bores (16, 17, 18, 19) are for the shaft journals of both swivel flaps, one is one (20, 21, 22, 23) of both swivel flaps (4, 5,) multiple production, easy assembly and in particular lie. Trouble-free operation can be achieved. Um auch bei geschlossener Öffnung eine Störung derIn order to prevent a malfunction of the getrennten Abgasströme gering zu halten, weisen dieTo keep separate exhaust gas flows low, the so Schwenkklappen von der Schwingachse zu ihren freien Enden verjüngende Profile auf. Diese Ausführung ge-so swivel flaps from the swing axis to their free ends tapering profiles. This version Die Erfindung betrifft Abgassammelleitungen mit zu- währleistet ferner, daß die Klappen schwingungsfrei mindest teilweise gemeinsamer Trennwand gemäß und raumsparend mit einer kräftigen Lagerung ausge-Oberbegriff des Anspruchs 1. führt werden können.The invention relates to exhaust manifolds with also ensures that the flaps are vibration-free at least partially shared partition wall in accordance with and space-saving with a strong storage - generic term of claim 1. can lead. Abgassammelleitungen mit einer Schwenkklappe 55 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den zum Zusammenführen von Abgasströmen werden bei Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher Brennkraftmaschinen mit Abgasturboladern vorgsehen, beschrieben. Es zeigtExhaust manifolds with a swivel flap 55 An embodiment of the invention is shown in FIG to merge exhaust gas flows are shown in drawings and will be explained in more detail below Provide internal combustion engines with exhaust gas turbochargers, described. It shows um das Regelverhalten aufgeladener Brennkraftmaschi- A b b. 1 einen Längsschnitt durch einen Leitungsab-to the control behavior of supercharged internal combustion engine A b b. 1 shows a longitudinal section through a cable nen entsprechend den Betriebsbedingungen zu verbes- schnitt von Abgassammelleitungen,
sern. Bei parallelgeschalteten Abgasturboladern wer- 60 A b b. 2 einen Teilquerschnitt entsprechend der Linie den im Teillastbereich die Abgasströme zweier oder H-II in Abb. 1,to improve exhaust manifolds according to the operating conditions,
sern. With exhaust gas turbochargers connected in parallel, 60 A b b. 2 a partial cross-section corresponding to the line in the partial load range the exhaust gas flows of two or H-II in Fig. 1, mehrerer Abgassammelleitungen zusammengeführt A b b. 3 einen zum Schnitt gemäß A b b. 1 senkrech-several exhaust manifolds merged A b b. 3 a to the section according to A b b. 1 vertical und beaufschlagen eine einzige Abgasturbine. ten Längsschnitt,and act on a single exhaust gas turbine. th longitudinal section, Auch bei mehrflutigen Abgasturbinen ist es zur An- A b b. 4 eine perspektivische Ansicht einer einzelnenEven with multi-flow exhaust gas turbines, it is A b b. 4 is a perspective view of an individual passung an bestimmte Betriebsbedingungen vorteilhaft, es Schwenkklappe.Adaptation to certain operating conditions is advantageous, there is a swivel flap. Abgasströme mehrerer Sammelleitungen zusammenzu- Zwei Abgassammelleitungen 1 und 2 haben eine geExhaust gas flows from several manifolds together. Two exhaust manifolds 1 and 2 have a ge führen und mit diesem Abgasstrom die Abgasturbine meinsame Trennwand 3, in der eine Verbindungsöffpartiell zu beaufschlagen. Beim Zusammenführen der nung mit zwei sich überdeckenden Schwenkklappen 4lead and with this exhaust gas flow the exhaust gas turbine common partition 3, in which a connection opening partially to apply. When merging the voltage with two overlapping hinged flaps 4
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