DE3815408A1 - Abgaseinrichtung fuer mehrzylinder-brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgaseinrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit einem gekühlten Auspuffsammler und einer darin in einem luft- bzw. gas­ gefüllten Raum mit Abstand von dessen Wänden gehaltenen rohrförmgen Abgasleitung.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine (US-PS 35 40 425) ist die von Gußwänden im gemeinsamen Zylinderkopf gebil­ dete Abgasleitung ohne jede Wärmeisolierung belassen und wird somit unmittelbar vom Kühlwasser des Zylinderkopfes umströmt. Dies bringt naturgemäß eine entsprechende Kühlung der Abgase mit sich, die dann wünschenswert sein kann, wenn die ganze Brennkraftmaschine von einer schalldämmenden Kapsel umschlossen ist, um innerhalb der Kapsel einen zu hohen Temperauranstieg, der sich sonst aus einer heißen Abgas­ leitung ergeben würde, zu vermeiden. Wird die Brennkraft­ maschine aber mit einem Abgasturbolader ausgestattet, so bringt die verringerte Abgastemperatur einen erheblichen Energieverlust für die Turbine und damit eine Verschlechterung des Gesamtwirkungsgrade der Brenkraftmaschine mit sich. Eine Kühlung der Abgase ist beispielsweise auch dann uner­ wünscht, wenn in der nachfolgenden Auspuffleitung ein Ruß­ filter oder auch ein Katalysator eingebaut ist.

Es ist auch schon bekannt (DE-AS 26 53 263), in einem Trockenraum eines gemeinsamen, auf die Zylinderköpfe einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine aufgesetzten, für sich wassergekühlten Gehäuse eine Abgasleitung vorzusehen, die aus einzelnen Blechschüssen mit Steckverbindungen zusammen­ gesetzt ist, wobei die Steckverbindungen die durch Wärme­ dehnung verursachten axialen Relativbewegungen der ein­ zelnen Schüsse zulassen sollen. Das zusätzliche Gehäuse mit einem eigenen Anschluß an das Kühlsystem der Brenn­ kraftmaschine erhöht selbstverständlich den technischen Aufwand und bringt eine ungünstige Vergrößerung der Ab­ messungen und des Gesamtgewichtes der Brennkraftmaschine mit sich, zumal die einzelnen Blechschüsse der Abgasleitung über eigene Krümmer und Befestigungsflansche an die Auslaßkanäle der Zylinder angeschlossen sind.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die ein­ gangs geschilderte Abgaseinrichtung so zu verbessern, daß eine Abkühlung der heißen Abgase innerhalb des Auspuffsammlers weitgehend vermieden wird, ohne die Abmessungen des Aus­ puffsammlers vergrößern und eine Erhöhung des technischen Aufwandes bzw. des Montageaufwandes in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Abgasleitung aus einem in den Auspuffsammler durch eine stirnseitige verschließbare Öffnung eingeschobenen geraden Rohr besteht, dessen Mantel im Bereich der Auslaßkanäle der Zylinder und der Austrittsöffnung aus dem Auspuffsammler ausgeschnitten ist.

Da die Abgasleitung in einem luft- bzw. gasgefüllten Raum mit Abstand von dessen Wänden gehalten ist, ergibt der gebildete Luft- bzw. Gasmantel die gewünschte Wärme­ isolierung gegenüber den Wänden des Auspuffsammlers, so daß nicht nur die heißen Abgase vor Energieverlust ge­ schützt werden, sondern auch das Kühlmittel, insbesondere das Kühlwasser, des Auspuffsammlers nur eine verringerte Wärmemenge abzuführen braucht. Wesentlich ist aber dann die Ausbildung der Abgasleitung als einfaches gerades Rohr, das sich durch das Einschieben durch die stirnseitige Öffnung des Auspuffsammlers besonders leicht montieren läßt. Die Ausschnitte des Rohrmantels im Berich der Auslaßkanäle der Zylinder und der Austrittsöffnung aus dem Auspuffsammler selbst gewährleisten eine ungehinderte Gasströmung, obwohl keine Übergangskrümmer vorhanden sind, die den Bauaufwand und die Abmessungen des Auspuffsammlers wesentlich vergrößern würden. Zweckmäßigerweise werden im Bereich der Auslaßkanäle bzw. der Austrittsöffnung Berührungsflächen zwischen dem Rohrmantel und der Wandung des Auspuffsammlers vorgesehen, um den Strömungsübergang in das bzw. aus dem Rohr ohne Wirbelung zu sichern und eine Rohrzentrierung zu erreichen. An sich kann der Abstand zwischen dem Rohrmantel und der benachbarten Wandung des Auspuffsammlers verhältnismäßig klein gewählt werden, da zur Wärmeisolierung schon ein ver­ gleichsweise dünner Luft- bzw. Gasmantel ausreicht. Daher werden trotz der erzielten Wärmeisolierung die Abmessungen des Auspuffsammlers kaum vergrößert. Die erfindungsgemäße Ausbildung ist sowohl für einen in den gemeinsamen Zylinder­ kopf der Brennkraftmaschine mit einbezogenen Auspuffsammler als auch für einen solchen geeignet, der als eigener Bau­ teil am Zylinderkopf befestigt wird.

Um das die Abgasleitung bildende Rohr innerhalb des Aus­ puffsammles zu fixieren, ohne die Möglichkeit einer axialen Wärmedehnung zu beeinträchtigen, ist das Rohr lediglich im Bereich der Austrittsöffnung aus dem Auspuffsammler in diesem festgeschraubt. Durch die Austrittsöffnung kann dann eine entsprechende Schraube ohne weiteres betätigt werden. Selbst­ verständlich muß an den Rohrenden zwischen diesen und der Wandung des Auspuffsammlers bzw. dem Schließkörper für die Einschuböffnung ein entsprechendes Spiel vorhanden sein, das die axiale Wärmedehnung des Rohre erlaubt.

An der Befestigungsstelle des Rohres kann ein Gasleit­ körper angeordnet sein, der einen sonst erforderlichen Rohr­ krümmer ersetzt und gegebenenfalls mit derselben Schraube wie das Rohr im Auspuffsammler zu befestigen ist.

Man könnte als Abgasleitung ein Rohr mit in sich ge­ schlossenem Mantel vorsehen. Um aber die Herstellung der Ausschnitte zu erleichtern und den weiteren Vorteil einer radialen Nachgiebigkeit zu erzielen, ist das Rohr erfindungs­ gemäß aus einem in seiner Grundfläche rechteckigen Blech­ zuschnitt zylindrisch gebogen. Durch die radiale Nachgiebig­ keit können die unvermeidlichen Herstellungstoleranzen des Auspuffsammlers ohne weiteres ausgeglichen werden, und es ergibt sich auch eine zuverlässige radiale Fixierung. Im übrigen brauchen die Berührungsfläche der Wände des Aus­ puffsammles mit dem Rohrmantel nicht unbedingt bearbeitet zu werden, da keine besondere Dichtheit zwischen dem Rohr­ inneren und dem umgebenden Freiraum erforderlich ist. Es spielt nämlich keine Rolle, wenn sich in diesem Frei­ raum ein Luft-Abgasgemisch befindet, zumal nur geringe Ab­ gasmengen in diesen Freiraum eintreten und der Hauptstrom des Abgases, auf den es ankommt, auf jeden Fall durch die Abgasleitung bzw. das Rohr zur Austrittsöffnung gelangt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Teil des gemeinsamen wassergekühlten Zylinder­ kopfes einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit einer Abgaseinrichtung im Horizontalschnitt,

Fig. 2 einen zugehörigen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Zuschnitt zur Herstellung des die Abgasleitung bildenden Rohres in Ansicht und

Fig. 4 ein fertiges Rohr im Querschnitt.

Die sechs Zylinder einer Brennkraftmaschine besitzen einen gemeinsamen wassergekühlten Zylinderkopf 1. Von den Ventilen führen Auslaßkanäle 2 in eine Abgasleitung, die von einem Rohr 3 gebildet wird. Dieses Rohr 3 ist in den im Zylinderkopf 1 vorgesehenen Auspuffsammler 4 durch eine stirnseitige Öffnung 5 eingeschoben, die dann durch einen Deckel 6 verschlossen wird. Der Mantel des Rohres 3 weist im Bereich der Auslaßkanäle 2 und der Austrittsöffnung 7 des Auspuffsammlers 4 Ausschnitte 8, 9 auf, wobei sich das Rohr innerhalb des Auspuffsammlers 4 in einem luft- bzw. gasgefüllten Raum mit Abstand von dessen Wänden befindet. Zur Befestigung des Rohres 3 dient eine Schraube 10, die im Bereich der Austrittsöffnung 7 aus dem Auspuffsammler 4 angeordnet ist und zugleich einen Gasleitkörper 11 fest­ hält.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht das Rohr aus einem in seiner Grundform rechteckigen Blechzuschnitt 3 a, der die entsprechenden Ausschnitte 8, 9 aufweist und in die Form nach Fig. 4 zylindrisch gebogen wird.

Claims (4)

1. Abgaseinrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit einem gekühlten Auspuffsammler und einer darin in einem luft- bzw. gasgefüllten Raum mit Abstand von dessen Wänden gehaltenen rohrförmigen Abgasleitung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abgasleitung aus einem in den Auspuff­ sammler (4) durch eine stirnseitige verschließbare Öffnung (5) eingeschobenen geraden Rohr (3) besteht, dessen Mantel im Bereich der Auslaßkanäle (2) der Zylinder und der Aus­ trittsöffnung (7) aus dem Auspuffsammler (4) ausgeschnitten ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abgasleitung bildende Rohr (3) lediglich im Bereich der Austrittsöffnung (7) aus dem Auspuffsammler (4) in diesem festgeschraubt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Befestigungsstelle des Rohres (3) ein Gasleit­ körper (11) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (3) aus einem in seiner Grundform rechteckigen Blechzuschnitt (3 a) zylindrisch gebogen ist.