DE3336984A1 - Closing device for the exhaust system of an internal-combustion engine - Google Patents

Closing device for the exhaust system of an internal-combustion engine

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Abstract

A closing device for the exhaust system of the internal-combustion engine of a submersible or amphibious vehicle has in the exhaust duct of the exhaust system a spring-loaded closing flap, by which the exhaust duct can be closed automatically when the exhaust pressure subsides and the internal-combustion engine is switched off. Upstream of the closure flap in the exhaust duct there is a drainage orifice which opens out into an engine space and through which leakage water getting in through the closure flap in the submerged state can be led away out of the exhaust duct. In order to prevent the engine space being subjected constantly to exhaust gas during normal operation and to ensure that, when starting, the exhaust gas can expand without any great restricting effect via the drainage orifice into the engine space, the drainage orifice can be closed by a positively controlled drainage flap.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußvorrich-The invention relates to a locking device

tung für die Abgasanlage einer Brennkraft-Antriebsmaschine gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.device for the exhaust system of an internal combustion engine according to the preamble of the main claim.

Bei Abgasanlagen dieser Art sind die Verschlußklappen infolge der hohen Temperaturen und infolge von Verschmutzungen und Ablagerungen im geschlossenen Zustand nicht absolut dichtzuhalten, so daß sicherzustellen ist, daß die im getauchten Zustand eindringende Leckagemenge aus dem Abgaskanal entfernt wird. Hierfür ist es bekannt, vor der Verschlußklappe Drainagebohrungen anzuordnen, durch welche die eingedrungene Leckagemenge abgeführt werden kann.In exhaust systems of this type, the flaps are as a result of high temperatures and as a result of dirt and deposits in the closed State not to be kept absolutely tight, so that it must be ensured that the immersed State penetrating leakage is removed from the exhaust duct. For this is it is known to arrange drainage holes in front of the closure flap through which the penetrated leakage can be discharged.

Bei den ständig zunehmenden Leistungen der Brennkraft-Antriebsmaschinen, insbesondere bei mit Abgasturbcladern ausgestatteten Brennkraftmaschinen sind große Abgaskanäle erforderlich, um einerseits die erhöhten Abgasmengen aufnehmen zu können und um andererseits bei mit Abgasturboladern ausgestatteten Brennkraft-Antriebsmaschinen mit einem möglichst geringen Gegendruck im Abgaskanal die Brennkraft-Antriebsmaschine anlassen zu können. Da bei den Verschlußklappen derart groß zu bemessender Abgaskanäle eine wesentlich größere Leckagemenge anfällt, besteht das Problem, diese Mengen abzuführen ohne die Drainagebohrungen entsprechend zu vergrößern, da auf diese Weise sonst unzulässig viel Abgas in den Triebwerksraum eindringen würde.With the constantly increasing performance of internal combustion engines, especially in internal combustion engines equipped with exhaust gas turbochargers are large Exhaust ducts required in order to be able to absorb the increased amounts of exhaust gas on the one hand and on the other hand with internal combustion engines equipped with exhaust gas turbochargers the internal combustion engine with the lowest possible counterpressure in the exhaust gas duct to be able to start. Since with the flaps so large to be dimensioned exhaust ducts a much larger amount of leakage occurs, there is a problem with these amounts drain without enlarging the drainage holes accordingly, as in this way otherwise an inadmissible amount of exhaust gas would penetrate into the machine room.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die bei Brennkraft-Antriebsmaschinen hoher Leistung, insbesondere bei mit Abgasturboladern ausgestatteten Brennkraft-Antriebsmaschinen eine sichere Abführung von in den Abgaskanal eindringendem Leckagewasser gewährleistet und ein problemloses Anlassen der Brennkraft-Antriebsmaschine eines im Tauchzustand befindlichen Fahrzeugs sicherstellt sowie im Normalbetrieb eine Beaufschlagung des Triebwerkraumes mit Abgas ausschließt.The invention is therefore based on the object of a closure device of the type mentioned to create the high-performance internal combustion engines, especially in internal combustion engines equipped with exhaust gas turbochargers a safe discharge from leakage water entering the exhaust duct guaranteed and a problem-free starting of the internal combustion engine ensures that the vehicle is in the submerged state as well as one in normal operation Excludes exposure of the engine room with exhaust gas.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale aus dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst. Es wird damit sichergestellt, daß einerseits huber eine große Entwässerungsöffnung erhöhte Mengen an Leckagewasser abfließen können und andererseits diese Öffnung nur für den Entwässerungs- und den Anlaßvorgang geöffnet bleibt. Infolge der Tatsache, daß gemäß der Erfindung eine große Entwässerungsöffnung vor gesehen werden kann, eignet sich ein derart ausgestatteter Abgaskanal besonders gut für mit Abgasturboladern ausgestattete Brennkraft-Antriebsmaschinen, da die große Entwässerungsöffnung beim Anlaßvorgang keine nennenswerte Drosselwirkung zeigt.This task is made possible by the features from the characterizing part of the main claim solved. This ensures that, on the one hand, a large drainage opening is provided increased amounts of leakage water can flow off and on the other hand this opening remains open only for the drainage and the starting process. As a result of the fact that according to the invention, a large drainage opening can be seen before, an exhaust gas duct equipped in this way is particularly suitable for exhaust gas turbochargers equipped internal combustion engines, as the large drainage opening at Starting process shows no significant throttling effect.

Die beim Anlaßvorgang entstehenden Abgasmengen können unabhängig von der Tauchtiefe und weitgehend rückstaufrei in das Puffervolumen des geschlossenen Triebwerks raumes entspannen.The exhaust gas quantities produced during the starting process can be independent of the immersion depth and largely without backwater in the buffer volume of the closed Relax the engine room.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verschlußklappe auf ihrer der Entwässerungsklappe zugewandten Seite einen Stößel auf, der beim Einschwenken der Verschlußklappe in Schließstellung auf einen Ansatz der Entwässerungsklappe stößt und diese öffnet. Diese Vorrichtung zur Steuerung der Entwässerungsklappe ist besonders einfach und entsprechend stör unanfällig. Zur exakten Einstellung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Entwässerungsklappe ist es vorteilhaft, den Stößel in seiner Länge veränderbar auszuführen.In a preferred embodiment, the closure flap their side facing the drainage flap on a plunger that when pivoted the closing flap in the closed position on an approach of the drainage flap pushes and this opens. This device for controlling the drainage flap is particularly simple and accordingly not susceptible to interference. For exact setting the opening and closing times of the drainage flap, it is advantageous to execute the plunger variable in length.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verschlußklappe und die Entwässerungsklappe mittels fremdgesteuerter Stellglieder betätigbar, womit bestimmten Anforderungen zum Betrieb der Brennkraft-Antriebsmaschine besonders gut Rechnung getragen werden kann. Diese Steuerungsform kann insbesodere beim Anlassen von mit Abgasturboladern ausgestatteten Brennkraftmaschinen vorteilhaft sein, da bei diesen Maschinen erst ab einer bestimmten Mindestdrehzahl ein Gegendruck im Abgaskanal aufgebracht werden kann. Zum Erreichen dieser Mindestdrehzahl reicht das Volumen des geschlossenen Triebwerkraumes aus.In a further advantageous embodiment, the closure flap and the drainage flap can be operated by means of externally controlled actuators, with which certain requirements for operating the internal combustion engine are particularly good Can be taken into account. This form of control can be used especially when starting of internal combustion engines equipped with exhaust gas turbochargers be advantageous because With these machines, a back pressure in the Exhaust duct can be applied. It is sufficient to achieve this minimum speed the volume of the closed engine room.

Um sicherzustellen, daß kurzzeitig von der Entwässerungsöffnung nicht bewältigbare Wassermengen oder infolge der Fahrzeugneigung an der Entwässerungsöffnung vorbeifließende oder diese überströmendes Leckagewasser nicht in den Brennraum oder zur Abgasturbine der Brennkraft-Antriebsmaschine gelangt, ist vor der Entwässerungsöffnung ein Schwallblech angeordnet.To ensure that briefly from the drainage opening does not manageable amounts of water or due to the vehicle inclination at the drainage opening leakage water flowing past or overflowing it does not enter the combustion chamber or reaches the exhaust gas turbine of the internal combustion engine is in front of the drainage opening arranged a baffle plate.

Zweckmäßigerweise ist an der Verschlußklappe eine Spritzfangscheibe angeordnet, durch die verhindert wird, daß eindringendes Leckagewasser in Form eines Spritzstrahls huber die Entwässerungsöffnung und über das Schwallblech hinweg in den Abgaskanal gelangt.Appropriately, there is a splash-catching disk on the closure flap arranged by which it is prevented that leaking water in the form of a Spray jet over the drainage opening and over the baffle plate enters the exhaust duct.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch den Auslaßbereich des Abgaskanals zeigt.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawing described, showing a longitudinal section through the outlet area of the exhaust duct shows.

Der Abgaskanal 1 weist eine Auslaßöffnung 2 auf, in deren Bereich eine Verschlußklappe 3 angelenkt ist, die auf einem metallischen Dichtsitz 4 aufliegt.The exhaust duct 1 has an outlet opening 2 in the area thereof a closure flap 3 is articulated and rests on a metallic sealing seat 4.

Auf der Unterseite des Abgaskanals 1 befindet sich eine Entwässerungsöffnung 5, die mit einer Entwässerungsklappe 6 verschließbar ist. Die Entwässerungsklappe 6 weist einen Ansatz 7 auf, an dem ein Stößel 8 anliegt, der auf der Rückseite der Verschlußklappe 3 befestigt ist. Der Stößel 8 ist mittels einer Schraubenjustierung 9 in seiner Länge verstellbar. Der Schwenkbereich der Entwässerungsklappe 6 ist durch einen Anschlag 10 begrenzt. Vor der Entwässerungsöffnung befindet sich ein Schwallblech 11. An der Verschlußklappe ist eine Spritzfangscheibe 12 befestigt. Die Gerade a in strichpunktierter Linie kennzeichnet die maximale Wassereintrittskontur.There is a drainage opening on the underside of the exhaust duct 1 5, which can be closed with a drainage flap 6. The drainage flap 6 has a projection 7 on which a plunger 8 rests on the back of the Closure flap 3 is attached. The plunger 8 is adjusted by means of a screw 9 adjustable in length. The swivel range of the drainage flap 6 is limited by a stop 10. There is a in front of the drainage opening Baffle plate 11. A splash plate 12 is attached to the closure flap. The straight line a in a dash-dotted line indicates the maximum water inlet contour.

Im normalen Betrieb des Fahrzeugs sind die Verschlußklappe 3 geöffnet und die Entwässerungsklappe 6 geschlossen. Die Öffnung der Verschlußklappe 3 kann über den Abgasdruck erfolgen oder durch ein hydraulisches Stellglied bewirkt werden. Die Entwässerungsklappe 6 wird durch den Abgasdruck in geschlossener Stellung gehalten, kann Jedoch ebenfalls von einem hydraulischen Stellglied betätigt werden.During normal operation of the vehicle, the shutter 3 is open and the drainage flap 6 is closed. The opening of the flap 3 can take place via the exhaust gas pressure or be effected by a hydraulic actuator. The drainage flap 6 is held in the closed position by the exhaust gas pressure, However, it can also be operated by a hydraulic actuator.

Fährt das Fahrzeug in ein Gewässer ein und muß in einer getauchten Stellung die Brennkraft-Antriebsmaschine abgestellt werden, so schließt sich die Verschlußklappe 3 bei Nachlassen des Abgasdrucks selbsttätig aufgrund einer Federvorspannung und stößt mittels des Stößels 8 die Entwässerungsklappe 6 auf, wodurch die in den Triebwerks raum mündende Entwässerungsöffnung 5 geöffnet wird. Zwischen der Ventilklappe 3 und dem Dichtsitz 4 ergeben sich infolge von Temperaturverspannungen und Ablagerungen Undichtigkeiten, durch die Leckagewasser in den Abgaskanal 1 eindringt und durch die Entwässerungsöffnung 5 in den Triebwerksraum abgeleitet wird.If the vehicle enters a body of water and must be submerged in one If the internal combustion engine is switched off, the Closing flap 3 automatically when the exhaust gas pressure drops due to a spring preload and by means of the plunger 8 pushes the drainage flap 6, whereby the in the Engine space opening drainage opening 5 is opened. Between the Valve flap 3 and the sealing seat 4 arise as a result of temperature stresses and deposits Leaks through which leakage water penetrates into the exhaust gas duct 1 and through the drainage opening 5 is derived into the machine room.

Evtl. an der Entwässerungsöffnung 5 vorbeiflieBendes oder diese überströmendes Wasser wird vom Schwallblech 11 zurückgehalten.Possibly overflowing or flowing past the drainage opening 5 Water is retained by the baffle plate 11.

In Form eines Spritzstrahls eindringendes Leckagewasser wird an der Spritzfangscheibe 12 aufgefangen und zum Bodenbereich des Abgaskanals 1 geleitet.Leakage water penetrating in the form of a spray jet is released from the Splash-catching disk 12 is caught and directed to the bottom area of exhaust gas duct 1.

Beim Start der Brennkraft-Antriebsmaschine des getauchten Fahrzeugs, bleibt die Verschlußklappe 3 vorerst noch geschlossen und die Abgase strömen über die groß dimensionierte Entwässerungsöffnung 5 in den Triebwerksraum, dessen Volumen soweit ausreicht, daß die Brennkraft-Antriebsmaschine eine Drehzahl erreichen kann, bei der diese einen Abgasdruck entwickeln kann, der zum Aufstoßen und zum Offenhalten der Verschlußklappe 3 ausreicht.When starting the internal combustion engine of the submerged vehicle, the flap 3 remains closed for the time being and the exhaust gases flow over the large-sized drainage opening 5 in the engine room, its volume to the extent that it is sufficient for the internal combustion engine to reach a speed at which this can develop an exhaust gas pressure that causes belching and keeping open the flap 3 is sufficient.

Bei diesem Abgasdruck wird die vom Stößel 8 der Verschlußklappe 3 freigegebene Entwässerungsklappe 6 in geschlossener Stellung gehalten und sichergestellt, daß kein Wasser durch die Auslaßöffnung 2 eindringen kann.At this exhaust gas pressure, the pressure generated by the plunger 8 of the closing flap 3 released drainage flap 6 held in the closed position and ensured, that no water can penetrate through the outlet opening 2.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel. Die Entwässerungsklappe kann beispielsweise auch unabhängig von der Verschlußklappe mittels eines hydraulischen Stellgliedes betätigt werden, das in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraft-Antriebsmaschine gesteuert wird.The invention is not limited to the exemplary embodiment described. The drainage flap can, for example, also be independent of the closure flap be operated by means of a hydraulic actuator, which is dependent on the speed of the internal combustion engine is controlled.

Claims (9)

Verschlußvorrichtung für die Abgasanlage einer Brennkraft-Antriebsmaschine Patentansprüche /J7Verschlußvorrichtung für die Abgasanlage der Brennkraft-Antriebsmaschine eines tauch- oder watfähigen Fahrzeugs, insbesondere eines gepanzerten Kampffahrzeugs, mit einer im Abgaskanal der Abgasanlage angeordneten, feder belasteten VerschlußklappW mit welcher der Abgaskanal bei Nachlassen des Abgasdrucks und abgestellter Brennkraftmaschine selbstätig verschließbar ist,und die bei Abgasüberdruck aufschwenkbar ist, und mit einer vor der Verschlußklappe angeordneten, in einen geschlossenen Triebwerksraum einmündenden Entwässerungsöffnung, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Entwässerungsöffnung (5) mit einer zwangsgesteuerten Entwässerungsklappe (6) verschließbar ist. Closure device for the exhaust system of an internal combustion engine Claims / J7 Closure device for the exhaust system of the internal combustion engine a submersible or wading vehicle, in particular an armored combat vehicle, with a spring-loaded flap W arranged in the exhaust duct of the exhaust system with which the exhaust duct when the exhaust gas pressure drops and the internal combustion engine is switched off Can be closed automatically, and which can be swung open in the event of excess exhaust gas pressure, and with one arranged in front of the flap, into a closed engine room drainage opening leading into it, that the drainage opening (5) with a positively controlled drainage flap (6) is lockable. 2. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Entwässerungsklappe (6) in Abhängigkeit von der Stellung der Verschlußklappe (3) steuerbar ist. 2. Closure device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the drainage flap (6) depending on the position the shutter (3) is controllable. 3. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Entwässerungsklappe (6) mechanisch mit der Verschlußklappe (3) gekoppelt ist. 3. Closure device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n It is noted that the drainage flap (6) is mechanically connected to the closure flap (3) is coupled. 4. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verschlußklappe (3) auf ihrer der Entwässerungsklappe (6) zugewandten Seite einen Stößel (8) aufweist, der beim Einschwenken der Verschlußklappe (3) in die Schließstellung auf einen Ansatz (7) der Entwässerungsklappe (6) stößt und diese öffnet.4. Closure device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the closure flap (3) on its the drainage flap (6) facing side has a plunger (8), which when pivoting the closure flap (3) comes into the closed position on a shoulder (7) of the drainage flap (6) and this opens. 5. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Länge des Stößels (8) verstellbar ist.5. Closure device according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the length of the plunger (8) is adjustable. 6. Verschlußvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verschlußklappe (3) und die Entwässerungsklappe (6) mittels fremdgesteuerter Stellglieder betätigbar sind.6. Closure device according to claims 1 and 2, d a d u r c h It is not noted that the closure flap (3) and the drainage flap (6) can be actuated by means of externally controlled actuators. 7. Verfahren zum Betrieb der Verschlußvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Betätigung der Verschlußklappe (3) und der Entwässerungsklappe (6) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraft-Antriebsmaschine erfolgt' in der Weise, daß im Stillstand und während des Anlaßvorgangs der Brennkraft-Antriebsmaschine die Entwässerungsklappe (6) in geöffneter und die Verschlußklappe (3) in geschlossener Stellung gehalten werden und nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Brennkraft-Antriebsmaschine die Verschlußklappe (3) geöffnet und die Entwässerungsklappe (6) geschlossen werden.7. A method for operating the closure device according to claim 6, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that the actuation of the flap (3) and the drainage flap (6) depending on the speed of the internal combustion engine takes place in such a way that at a standstill and during the starting process of the internal combustion engine the drainage flap (6) in the open and the closure flap (3) in the closed Position are held and after reaching a certain speed of the internal combustion engine the closure flap (3) is opened and the drainage flap (6) is closed. 8. Verschlußvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Abgaskanal (1) vor der Entwässerungsöffnung (5) ein Schwallblech (11) angeordnet ist.8. Closure device according to claims 1 to 7, d a d u r c h It is not noted that in the exhaust gas duct (1) in front of the drainage opening (5) a baffle plate (11) is arranged. 9. Verschlußvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verschlußklappe (3) eine Spritzfangscheibe (12) aufweist.9. Closure device according to claims 1 to 8, d a d u r c h It is not noted that the closure flap (3) is a spray-catching disk (12).
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