JPH0320573B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 内燃機関のシリンダヘツドの流出開口からの
排ガスを、排ガス集合管路へ更に導いている、排
ガス集合管路と同様に、完全に排ガスをシールさ
れている室の中に配置されている排ガス管路を支
持するための装置において、各排ガス管路６が、
そのシリンダヘツド９の側の端部においてフラン
ジ８に連結されており、フランジ８が、単に、た
だ一つの周辺箇所において、点状に内燃機関に固
着されていることを特徴とする排ガス管路の支持
装置。

２ フランジ８が、少なくとも１個の追加の周辺
箇所において案内を有しており、この案内は、フ
ランジ８の振動運動を阻止しているが、しかしな
がら、フランジ８の延長平面内における運動は許
すようになつている請求の範囲第１項記載の排ガ
ス管路の支持装置。

３ フランジ８が、排ガス管路６と一体に形成さ
れている請求の範囲第１又は第２項記載の排ガス
管路の支持装置。

４ フランジ８が、球状面を有しており、その中
に、排ガス管路６に連結されたカラーが、旋回自
在に軸受けされている請求の範囲第１又は２項記
載の排ガス管路の支持装置。

５ フランジ８の境界壁への固着が、排ガスをシ
ールされた室２を形成している壁部分によつて行
われるようにした請求の範囲第１〜４項のいずれ
かに記載の排ガス管路の支持装置。

６ フランジ８の固着が、シリンダヘツド９にお
いて行われるようになつている請求の範囲第１〜
４項のいずれかに記載の排ガス管路の支持装置。

７ フランジ８の固着が、それぞれ、排ガスをシ
ールされた室２の外部からねじ込み可能な固着ね
じ７により行われるようになつている請求の範囲
第１〜６項のいずれかに記載の排ガス管路の支持
装置。

明細書 本発明は、例えば、ドイツ公開特許第3150001
号から公知であるような「請求の範囲」第１項の
上位概念による排ガス管路の保持のための装置に
関するものである。

上述のドイツ公開特許第3150001号には、Ｖ字
型のシリンダの列配置を有している内燃機関が示
されている。排ガス集合管並びにシリンダヘツド
の出口開口からの燃焼ガスを排ガス集合管まで輸
送する排ガス管路が、Ｖ字型の、被覆フードによ
り被覆されたシリンダクランクハウジングの部分
により形成されているシールされた室の中に完全
に横たわつている。排ガスのシールされた室の配
置により、排ガス導管は、冷却されてはならず、
これにより、排ガスのエネルギー量が保持された
ままとなり、装入が改善される。なかんずく、高
温のために、また、最高の応力が、材料及び排ガ
ス管路及びその保持部材に生ずる。排ガス管路
は、排ガス集合管路への差し込み継手の中にも確
立される。他端部は、自由に、シリンダヘツドの
出口開口の中に流入する。排ガス集合管への保持
の際に、温度遅延のために生ずる力は、比較的に
小さい。なぜならば、排ガス管路と、排ガス集合
管路とのほぼ等しい高温のために、対応する温度
遅延が行われるからである。シリンダヘツド側の
端部は自由であるから、特に、妨害の無い強制力
の無い長手方向の膨張が可能である。排ガス管路
の確実な着座のために必要である差し込み継手の
領域内における放射方向に作用をする張力は、回
避すべきでは無い。しかしながら、内燃機関の全
負荷運転においては、排ガス、従つて、排ガス管
路の温度は、材料が、もはや、小さな力に耐える
ことができないように高くなる。このことは、そ
こに作用をする張力のために継手の領域内におい
て持続される変形、従つて、冷却の際に、張力の
作用の解放が生ずる。特に、部分負荷運転におい
ては、その時には、排ガス管路の安全な、確実な
着座は、もはや、保証されない。定常的な動的な
応力の際には、これは、非常に速やかに、排ガス
管路の障害の結果となる。更に、差し込み保持の
実施は、正に高価である。特に、高い温度負荷の
下に、弱化箇所を現す溶接継ぎ目も回避されるこ
とはできない。

同様に、排ガスをシールされた室の中に配置さ
れて、ドイツ特許第2653263号の中に示された内
燃機関の排ガス集合管路及び排ガス管路がある。
この場合には、排ガス集合管路は、相互に差し込
まれた管部材から構成されており、これは、妨害
されない長さの均衡を許すことができる。シリン
ダヘツドからの燃焼ガスを、排ガス集合管路へ運
搬する排ガス管路が、排ガス集合管路の管部材に
溶接される。シリンダヘツド側において、排ガス
管路は、フランジにおいて、それぞれ、２個のね
じにより、水冷却される、排ガスをシールされた
室のハウジングの上に、強固に、ねじ止めされ
る。従つて、フランジは冷却されるので、フラン
ジは、直ちに、強制的な変形を取り上げる立場に
あり、この変形は、多数の固着ねじによる張力か
ら生ずる。無論、この場合には、シリンダヘツド
の出口開口の領域をも含んでいる複雑な水冷され
たハウジングが、特徴である。

本発明は、排ガス管路を次ぎのように、すなわ
ち、排ガス管路及び固着領域の障害のある冷却無
しに、すべての温度範囲内において最善の負荷を
考慮して、また、特に、最高の温度においても、
何らの言うに足りる力が、張力領域内に現れるこ
とが無く、それにもかかわらず、排ガス管路の安
全な、確固たる着座が保証されるように保持する
という課題に基礎を置くものである。

この課題は、上述の種類の装置において、「請
求の範囲」第１項の特徴項により解決される。排
ガス管路に連結されたフランジのシリンダヘツ
ド、又は、内燃機関の他の部分における１点によ
る固着により、高い温度負荷の際に、排ガス管路
の材料の破壊の結果となる放射方向、又は、軸方
向の強制的な応力の生ずることが、締め出され
る。安全な、耐久的な連結を、排ガスをシールさ
れた室の外部からねじ込まれる固着ねじが保証
し、また、排ガス管路のフランジを、それそれ、
周辺箇所に点状に保持する。

本発明の実施例が、図に示されており、次ぎ
に、本発明の詳細を図について説明をする。図に
おいて、 第１図は、Ｖ字状に配置されたシリンダ列の間
の領域の中の排ガスをシールされた室を有してい
るピストン内燃機関の横断面図； 第２図は、排ガス管路のシリンダヘツトへの固
着領域内の第１図に対応する横断面図； 第３図は、固着箇所の他の形態及び固着ねじの
他の位置を示す第２図に対応する横断面図； 第４図は、排ガス管路のリンク式固着を示す第
２図と同様な横断面図； である。

第１図に示されたシリンダ列のＶ字型の配列を
有するピストン内燃機関１の横断面において、排
ガスをシールされた室２が、Ｖ字状の、被覆フー
ド３により被覆された、シリンダクランクハウジ
ング４の部分内にある。排ガスをシールされた室
２内には、排ガス集合管路５があり、その中に、
排ガス管路６を介してシリンダヘツド９から運び
出された燃焼ガスが、供給される。排ガス管路６
は、フランジ８の中に、固着ねじ７により、それ
ぞれ、シリンダヘツド９の周辺箇所に固着されて
いる。

第２，３及び４図は、対応する排ガス管路６の
固着領域の可能な形成を示すものである。固着の
ために役立つているフランジ８は、第２及び３図
に明らかに示すように、排ガス管路６により形成
されている。第２図によると、フランジ及び機関
への固着領域が、固着ねじ７が、排ガス管路６の
軸方向の延長方向に対して、ほぼ平行に横たわる
ように形成されている。また、第３図は、それに
対して、固着ねじ７が、管路の軸に対して、ほぼ
横方向に横たわつている。この場合、シリンダヘ
ツド９及びシリンダクランクハウジング４は、流
れの転向が、依然としてシリンダヘツド９内にお
いて行われるように形成されている。その時に
は、固着ねじ７が、排ガスをシールされた室２の
上方及び外部からねじ込まれる可能性が生ずる。
それ故、ねじの強固な着座が、有利に外部から制
御される。

各排ガス管路６は、それぞれ、単に、フランジ
８のただ一つの周辺箇所においてだけ、それぞ
れ、シリンダヘツド９の固着ねじ７により固着さ
れるので、クランプ箇所においては、排ガス管路
６と、シリンダヘツド９とにおける相違する温度
条件の結果として、壁材料を強度的に負荷させる
何らの強制力も生ずることはできない。排ガス管
路６の放射方向の変形が妨害されないように、固
着領域内において、丸く、側方の放射方向の自由
空間が設けられている。排ガス管路６のフランジ
８は、好適には、リング状に延びているカラーを
設けられ、これが、シリンダヘツド９の壁部分
と、被覆フードないしはシールリング１０の放射
方向の正面との間に導かれる。この放射方向の案
内により、動的荷重の場合に、クランプ箇所が、
排ガス管路６の曲げ振動の結果として、応力を加
えられることが、阻止される。それ故、リング状
に形成された周辺方向の構成カラーは、軸方向に
支持可能な縁を形成する。

シリンダヘツドと、排ガスをシールされた部屋
との間の貫通開口は、シールリング１０の背後に
横たわつているシール１１により漏れ止めされ
る。シールリング１０は、シール１１を、過度の
加熱から保護する。このシール１１は、必要であ
る。なぜならば、シリンダクランクハウジング４
と、シリンダヘツド９との間には、若しも、燃焼
室空間のシリンダヘツド９に対するシールが保証
されるべきであるならば、すきまがなければなら
ないからである。

第４図による実施例においては、排ガス管路６
は、クランブリングにより形成されているフラン
ジ８に、旋回自在に連結されている。クランプリ
ングは、組み立て上の理由から２部分から形成さ
れており、相互にねじ止めされている。クランプ
リングの球状フランジと、排ガス管路６に形成さ
れたカラーの対応する面とにより、排ガス管路６
は、回転運動自在に保持されている。それにもか
かわらず、固着領域内における放射方向の膨張は
阻止されない。なぜならば、排ガス管路６を保持
しているクランプリングは、その都度、単に、た
だ一つの周辺箇所において、フード３に、排ガス
をシールされた部屋２に、点状に固着されている
だけでるからである。強固に排ガス管路６に連結
されたフランジ８に対するのと同様に、クランプ
リングの周辺には、膨張のために放射方向の自由
空間がある。一つの他の周辺箇所において、又
は、全部の周辺においても、また、クランプリン
グは、放射方向の案内が支持されており、これ
は、放射方向ではあるが、しかしながら、軸方向
では無く、支持面に対して垂直に向けられた運動
を許す。排ガス管路６の他端部は、図示はされて
いないが、外周辺にすきま無しに、環状隆起に対
して曲げられた排ガス集合管路の開口の縁に隣接
することもできる。従つて、シリンダヘツドから
排ガス集合管路への、ほとんど漏れの無い燃焼ガ
スの輸送が実現される。クランプリングの中にお
ける排ガス管路の旋回自在な保持のために、温度
負荷による排ガス集合管路の移動が、保持部材の
中において、何らの力も作用することが無く、又
は、ほとんど取るに足らない力が作用するだけで
る。しかしながら、燃焼ガスの最大可能な損失の
無い輸送が保証され、希望される。なぜならば、
その時には、排ガス過給機の排ガスタービンへの
排ガスの最大可能なエネルギー量が、到達するか
らである。これに対し、第２及び３図による実施
例においては、ある損失がある。なぜならば、旋
回自在では無い保持部材においては、第１図に示
されるように、排ガス管路６は、排ガス集合管路
５の前に、間隔を置いて終わつているからであ
る。

第４図によるクランプリングの固着は、排ガス
管路６の延長方向に対して平行に横たわつている
固着ねじ７により行われる。シリンダヘツド９、
排ガス管路６、フード３は、この場合、次のよう
に、すなわち、排ガス管路６のフード３への固着
が行われ、フード３の組み立ての後に、ねじの頭
部が、シリンダヘツド９の壁に対向して横たわる
ように、行われる。それ故、固着ねじが、緩みに
対して確保とされるという利点が達成される。

シリンダヘツド９と、排ガス管路６との間の貫
流のシールは、冷却器の領域において、フランジ
８の外周を形成しているクランプリングの上に横
たわつているシール１１により行われる。

上記の実施例においては、排ガス管路６は、鋳
造部材として実施されている。このことは、管が
低価格で、流れ関係に最善に適合された形状に作
られるという利点を有している。鋳造されたフラ
ンジの場合には、特別な、強度を減少させる溶接
継ぎ目、又は、同様のものが回避される。

図の中に示された実施例は、排ガス管路６の形
成及びシリンダヘツド９の出口導溝の連続的な、
曲がりの無い前方への案内を現している排ガス管
路６及び固着領域の構造を示している。しかしな
がら、排ガス管路の固着フランジを、シリンダヘ
ツドの中の流れの転向に引き続いて、管の横断面
の引き続く拡大を有している縮小が設けられるよ
うに形成することも、考えられるところである。
その時には、固着に対して好都合である大きなフ
ランジ領域が形成される。また、流れ技術上の理
由から、引き続く拡大を有する流れの転向に連続
して、縮小が有利であることもある。湾曲された
導溝の中における遠心力のために、流れ媒体の圧
力は、内側領域内よりも、外側領域内において、
より高い。その時には、転向の後に、突然の圧力
上昇により流れの分離が生ずることもあり得る
が、この分離は、引き続く拡大を有する縮小によ
り、緩和される。