DE3815406A1 - Abgaseinrichtung fuer mehrzylinder-brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgaseinrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit im gemeinsamen gegossenen, wassergekühlten Zylinderkopf eingeformter Abgasleitung.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (US-PS 35 40 425) ist die von Gußwänden im gemein­ samen Zylinderkopf gebildete Abgasleitung ohne jede Wärmeisolierung belassen und wird somit unmittelbar vom Kühlwasser umströmt. Dies bringt naturgemäß eine Kühlung der Abgase mit sich, die dann wünschenswert ist, wenn die ganze Brennkraftmaschine von einer Kapsel um­ schlossen ist, um innerhalb der Kapsel einen zu hohen Temperaturanstieg, der sich sonst aus einer heißen Ab­ gasleitung ergeben würde, zu vermeiden. Wird die Brenn­ kraftmaschine aber mit einem Abgasturbolader ausgestattet, so bringt die verringerte Abgastemperatur einen erheblichen Energieverlust für die Turbine und damit eine Verschlech­ terung des Gesamtwirkungsgrades der Brennkraftmaschine mit sich.

Es ist auch schon bekannt (DE-AS 26 53 263), in einem Trockenraum eines gemeinsamen, auf die Zylinder­ köpfe einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine aufgesetzten wassergekühlten Gehäuses eine Abgasleitung vorzusehen, die nicht beim Gießen eingeformt, sondern aus einzelnen Blech­ schüssen mit Steckverbindungen zusammengesetzt ist, wobei die Steckverbindungen die durch Wärmedehnung verursachten axialen Relativbewegungen der einzelnen Schüsse zu­ lassen sollen. Das zusätzliche Gehäuse mit einem eigenen Anschluß an das Kühlsystem der Brennkraftmaschine er­ höht selbstverständlich den technischen Aufwand und bringt eine ungünstige Vergrößerung der Abmessungen und des Gesamtgewichtes der Brennkraftmaschine mit sich.

Schließlich ist es bekannt (US-PS 39 49 552), eine außerhalb des gemeinsamen Zylinderkopfes angeordnete, aus Guß bestehende Abgasleitung mit einer Auskleidung zu versehen, die aus einem Blechrohr mit einer äußeren Wärmeisolierung besteht, wobei auch ein Teil der im Zylinderkopf vorgesehenen Auslaßkanäle eine gleiche Auskleidung aufweisen kann. Hier handelt es sich aber um eine vom gemeinsamen Zylinderkopf völlig trennbare gesonderte Abgasleitung, die einen beträchtlichen Raum­ bedarf hat und eine kompakte Bauweise der Brennkraft­ maschine nicht zuläßt, wozu noch kommt, daß der Guß­ teil der gesonderten Abgasleitung ohne eigene Kühlung belassen ist und demnach eine verhältnismäßig große Wärme­ menge abstrahlen kann.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Abgaseinrichtung so zu verbessern, daß die heißen Abgase vor Energieverlust weitgehend ge­ schützt werden, ohne die Abmessungen der Brennkraftmaschine vergrößern oder Betriebsschwierigkeiten in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Abgasleitung in an sich bekannter Weise eine aus einem Blechrohr mit äußerer Wärmeisolierung bestehende Auskleidung aufweist, daß das Blechrohr, wie ebenfalls an sich bekannt, aus einzelnen, mit Steckverbindungen zusammen­ gesetzten Schüssen besteht und daß die Wärmeisolierung im Bereich der Steckverbindungen unterbrochen ist.

Da die Abgasleitung im wassergekühlten Zylinder­ kopf eingeformt, also vom Wassermantel des Zylinderkopfes gegen Temperaturabgabe nach außen geschützt ist, kann die Brennkraftmaschine ohne weiteres gekapselt werden, um eine entsprechende Körperschallisolierung zu erreichen. Um dabei aber zu vermeiden, daß das Kühlwasser im gemein­ samen Zylinderkopf die Abgastemperatur herabsetzt, die bei Anordnung eines Abgasturboladers, aber auch eines Ruß­ filters oder eines Katalysators möglichst hoch bleiben soll, weist die Abgasleitung die Auskleidung auf, wobei das Blech­ rohr als Träger und Schützer der Wärmeisolierung dient. Obwohl dieses Blechrohr verhältnismäßig großen Wärme­ dehnungen unterworfen ist, kann es zu keinen Verspannun­ gen oder Zerstörungen innerhalb des Zylinderkopfes kommen, weil das Blechrohr aus einzelnen Schüssen besteht, deren Steckverbindungen relative Axialbewegungen der einzelnen Schüsse zulassen. Dadurch, daß die Wärmeisolierung im Bereich der Steckverbindungen unterbrochen ist und das Blechrohr samt der Isolierung vor dem Guß in den Kern­ kasten eingesetzt wird, dringt dann das Gußmaterial im Bereich der Steckverbindungen bis zum Blechrohr vor, wo es gewissermaßen einen Bund bildet, der die zentrisch richtige Lage des Blechrohrs bzw. seiner Schüsse sichert. Außerdem wird an diesen Stellen eine örtliche Kühlung des Blechrohres erreicht und dadurch eine Verklemmung zufolge zu großer radialer Wärmedehung verhindert. Die Zentrierung des Blechrohres ist auch während des Betriebes der Brenn­ kraftmaschine wichtig, weil sich wegen der vergleichsweise weichen Wärmeisolierung sonst radiale Verschiebungen des Blechrohres ergeben könnten.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Schüsse des Blechrohres an ihren in die Auslaßkanäle der Ventile bzw. in den Anschlußkanal zu einem Abgas­ turbolader bzw. in einen Abgasrückführkanal od. dgl. mündenden Enden mit schwacher Krümmung aufgeweitet und gegenüber der Wärmeisolierung freigestellt. Die nach außen gekrümmten Ränder der Schüsse können sich daher im Bereich dieser Kanäle nicht einwärtsbiegen und dem­ nach auch nicht den Gasstrom stören und Schwierigkeiten beim Strahlputzen bereiten. Außerdem lassen die schwach gekrümmt aufgeweiteten Enden in gewünschter Weise noch eine gewisse Axialbewegung der Schüsse bei Wärmedehnung zu. Durch die Freistellung der Schußenden gegenüber der Isolierung wird wieder die unmittelbare Anlage des Blechs am Gußmaterial und damit die radiale Fixierung der Schuß­ enden in den Kanälen erreicht.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Teil einer Abgaseinrichtung für eine Sechszylinder-Brenn­ kraftmaschine in vereinfachter Darstellung im Horizontal­ schnitt.

Die sechs Zylinder einer Brennkraftmaschine be­ sitzen einen gemeinsamen wassergekühlten Zylinderkopf 1, von dem nur eine Hälfte dargestellt ist. Von den Ventilen 2 führen Auslaßkanäle 3 in die im Zylinderkopf 1 einge­ formte Abgasleitung 4, die in den Anschlußkanal 5 eines Abgasturboladers bzw. in einen Abgasrückführkanal 6 mündet.

Die Abgasleitung 4 weist eine Auskleidung auf, die aus einem aus drei Schüssen 7 a, 7 b, 7 c mit äußerer Wärme­ isolierung 8 zusammengesetzten Blechrohr 7 besteht. Die Schüsse 7 a, 7 b, 7 c weisen Steckverbindungen auf, d. h. es ist jeweils das Ende des einen Schusses aufgeweitet, so daß es das Ende des anschließenden Schusses relativ axial verschiebbar aufnehmen kann. Im Bereich dieser Steck­ verbindungen ist die Wärmeisolierung 8 unterbrochen, so daß das Gußmaterial einen das Schußende zentrieren­ den Bund bilden kann. In gleicher Weise sind die Schüsse 7 a, 7 b, 7 c an ihren in die Auslaßkanäle 3 bzw. in die Anschlußkanäle 5, 6 mündenden Enden gegenüber der Wärme­ isolierung 8 freigestellt. An diesen Enden sind die Schüsse 7 a, 7 b, 7 c außerdem mit schwacher Krümmung auf­ geweitet.

Claims (2)

1. Abgaseinrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit im gemeinsamen gegossenen, wassergekühlten Zylinder­ kopf eingeformter Abgasleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (4) in an sich bekannter Weise eine aus einem Blechrohr (7) mit äußerer Wärmeisolierung (8) bestehende Auskleidung aufweist, daß das Blechrohr (7), wie ebenfalls an sich bekannt, aus einzelnen mit Steck­ verbindungen zusammengesetzten Schüssen (7 a, 7 b, 7 c) be­ steht und daß die Wärmeisolierung (8) im Bereich der Steckverbindungen unterbrochen ist.

2. Abgaseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schüsse (7 a, 7 b, 7 c) des Blechrohres (7) an ihren in die Auslaßkanäle (3) der Ventile (2) bzw. in den Anschlußkanal (5) zu einem Abgasturbolader bzw. in einen Abgasrückführkanal (6) od. dgl. mündenden Enden mit schwacher Krümmung aufgeweitet und gegenüber der Wärmeisolierung (8) freigestellt sind.