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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.
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STAND DER TECHNIK
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Wie beispielsweise in der
JP S61-65 231 U beschrieben ist, ist ein Abgaskrümmer bzw. Abgassammelrohr in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine montiert. Der Abgaskrümmer umfasst Zweigleitungen, welche mit Abgasports der Zylinder verbunden sind, sowie ein Sammelrohr, in welches die Zweigleitungen münden. Ein Flansch ist an einem distalen bzw. vorderen Abschnitt einer jeden Zweigleitung ausgebildet. Der Abgaskrümmer ist an einem Zylinderkopf mittels Bolzen bzw. Gewindebolzen befestigt, die mit Schraubenlöchern in Eingriff stehen, die in den Flanschen und dem Zylinderkopf ausgebildet sind. Der Abgaskrümmer besteht aus Gussstahl.
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Das Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine umfasst ein plattenförmiges Wärmeabschirmelement, das einen Wärmeisolator zum Abdecken des Abgaskrümmers darstellt, um das Auftreten von Wärmeschäden, die durch den Abgaskrümmer verursacht werden, zu unterbinden. Die
JP S61-65 231 U offenbart einen Aufbau, bei welchem das Wärmeabschirmelement durch Durchführen von Gewindebolzen durch Schraubenlöcher, die in den Flächen der Zweigleitungen und der Oberfläche der Sammelleitung des Abgaskrümmers gebildet sind, am Abgaskrümmer befestigt wird. Die
JP H08-177 476 A beschreibt einen Aufbau, bei welchem das Wärmeabschirmelement am Abgaskrümmer vermittels von Gewindebolzen befestigt ist, die mit Schraubenlöchern in Eingriff stehen, die in den Flanschen des Ansaugkrümmers ausgebildet sind. Die Schraubenlöcher sind separat von den Schraubenlöchern ausgebildet, die zum Befestigen des Ansaugkrümmers am Zylinderkopf verwendet werden.
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Ferner offenbart die
US 6,318,734 B1 einen Aufbau für ein Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgaskrümmer mit einer Mehrzahl von Zweigleitungen und Flanschen, die jeweils an einem vorderen Abschnitt einer der Zweigleitungen ausgebildet sind, sowie einen Wärmeabschirmelement, um das Auftreten von Wärmeschäden, die durch den Abgaskrümmer verursacht werden, zu unterbinden. Aus der
US 2007/0252315 A1 ist ferner eine schwingungsdämpfende Halterung ein Metallhitzeschild, mit dem eine Schalldämmung verbessert wird, bekannt.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Erfindung zu lösendes Problem
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Bei einem herkömmlichen Aufbau eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine muss ein Abgaskrümmer am Zylinderkopf befestigt werden, und separat davon muss ein Wärmeabschirmelement am Abgaskrümmer befestigt werden. Anders ausgedrückt ist es notwendig, einen Schritt zum Ausbilden von Schraubenlöchern, die zum Befestigen des Wärmeabschirmelements am Abgaskrümmer genutzt werden, sowie einen Schritt zum Befestigen des Wärmeabschirmelements am Abgaskrümmer vorzusehen. Dieser Aufbau hat somit Spielraum zur Verbesserung hinsichtlich der Vereinfachung der Konfiguration zum Befestigen des Abgaskrümmers und des Wärmeabschirmelements. Da ferner der Abgaskrümmer aus einem schwer zu schneidenden Material gebildet ist, beispielsweise Gussstahl, ist das Bearbeiten zum Ausbilden der Schraubenlöcher schwierig.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, der die Konfiguration zum Befestigen eines Abgaskrümmers und eines Wärmeabschirmelements vereinfacht. Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Mittel zum Lösen der vorstehenden Aufgabe sowie deren Vorteile werden nachfolgend beschrieben.
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Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen wird, in Einklang mit der vorliegenden Erfindung, ein Aufbau eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 oder 3 vorgeschlagen.
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Der Aufbau umfasst einen Abgaskrümmer sowie ein plattenförmiges Wärmeabschirmelement. Der Abgaskrümmer umfasst eine Mehrzahl von Zweigleitungen und Flanschen, die jeweils an einem distalen bzw. vorderen Abschnitt einer jeden Zweigleitung ausgebildet sind. Das plattenförmige Wärmeabschirmelement deckt den Abgaskrümmer ab, um das Auftreten von Wärmeschäden, die durch den Abgaskrümmer verursacht werden, zu unterbinden. Ein basaler Abschnitt bzw. Grund- oder Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und die Flansche sind am Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine mit einem gemeinsamen Befestigungsmittel befestigt.
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Bei dieser Konfiguration ist, verglichen zu dem herkömmlichen Aufbau, bei welchem die Flansche des Abgaskrümmers unter Verwendung von Befestigungsmitteln am Zylinderkopf angebracht werden, und das Wärmeabschirmelement unter Verwendung von Befestigungsmitteln am Abgaskrümmer angebracht wird, die separat von den vorstehend genannten Befestigungsmittel vorgesehenen sind, der Abgaskrümmer und das Wärmeabschirmelement unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Befestigungsmitteln befestigt. Somit wird die Zahl der verwendeten Befestigungsmittel verringert. Die Konfiguration macht es zudem unnötig, dass der Abgaskrümmer Bohrungen aufweist, die insbesondere zum Befestigen der Befestigungsmittel am Abgaskrümmer ausgebildet sind. Somit kann die Konfiguration zum Befestigen des Abgaskrümmers und des Wärmeabschirmelements vereinfacht werden.
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In diesem Fall sind die Flansche der Zweigleitungen separat voneinander ausgebildet. Das Befestigungsmittel umfasst Bolzen bzw. Gewindebolzen, die durch Schraubenlöcher gefügt sind, die in dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements ausgebildet sind, wobei die Flansche, der Zylinderkopf und Gewindemuttern bzw. Muttern mit vorderen Enden der Gewindebolzen in Eingriff stehen. Der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements ist zwischen den Flanschen und Gewindemuttern angeordnet und erstreckt sich über alle Flansche.
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Wenn mehrere Flansche als integraler Körper in einem Abgaskrümmer ausgebildet sind, können die Flansche aufgrund einer konzentrierten Belastung, die zu dem Zeitpunkt verursacht wird, wenn die Flansche aufgrund des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine erwärmt werden, abbauen und werden somit thermisch verformt.
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Um dieses Problem zu vermeiden, sind bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Flansche der Zweigleitungen separat voneinander im Abgaskrümmer ausgebildet, um eine thermische Verformung der Flansche zu tolerieren bzw. aufzunehmen. Dies macht es unwahrscheinlich, dass die Flansche einer konzentrierten Belastung ausgesetzt werden, wodurch ein Abbauen der Flansche effektiv verringert werden kann.
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Wenn die separaten Flansche wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall verwendet werden, kann das nachfolgend beschriebene Problem auftreten. Das heißt, wenn sich die Flansche thermisch ausdehnen oder zusammenziehen, kann ein Drehmoment auf die Gewindemuttern, welche die Flansche halten, übertragen werden, wodurch die Gewindemuttern gelöst werden können.
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Um dieses Problem zu vermeiden ist, bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration, der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements zwischen den Flanschen des Abgaskrümmers und den Gewindemuttern angeordnet und erstreckt sich über alle Flansche. Das Wärmeabschirmelement blockiert somit die Übertragung des Drehmoments von den Flanschen auf die Gewindemuttern. Dies macht es höchst unwahrscheinlich, dass sich die Muttern aufgrund einer thermischen Verformung der Flansche des Abgaskrümmers lösen.
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In diesem Fall ist der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements zwischen den Gewindemuttern und den Flanschen gefaltet.
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Gemäß dieser Konfiguration ist der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements zwischen den Gewindemuttern und den Flanschen gefaltet. Luftschichten mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Metall sind zwischen jedem angrenzenden Paar von Stirnabschnitten des gefalteten Abschnitts ausgebildet. Die Luftschichten verringern die vom Abgaskrümmer auf die Gewindemuttern übertragene Wärme. Dies verringert die Wärmewiderstandsleistung, welche von den Gewindemuttern gefordert wird.
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Zudem hat der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements vorzugsweise eine Stirnfläche, welche den Flanschen und/oder den Gewindemuttern zugewandt ist, und ein Material, das einen niedrigeren Reibungswiderstand hat als das Material, welches das Wärmeabschirmelement bildet, ist auf die Stirnfläche aufgebracht.
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Wenn bei dieser Konfiguration ein Material mit niedriger Reibung auf die dem Flansch zugewandte Stirnfläche des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements aufgebracht wird, gleitet ein jeder Flansch auf dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements, wenn die Flansche erhitzt und thermisch verformt werden. Dies beschränkt effektiv die Möglichkeit, dass der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements der thermischen Verformung eines jeden Flansches folgt. Dementsprechend ist ein Folgen der thermischen Verformung der Zweigleitungen des Abgaskrümmers durch die Gewindemuttern beschränkt. Alternativ kann das Material mit niedriger Reibung auf die den Gewindemuttern gegenüberliegende Fläche des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements aufgebracht werden. Wenn in diesem Fall der Abgaskrümmer erhitzt wird, um die Zweigleitungen thermisch zu verformen, und der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements der Verformung der Zweigleitungen folgt, ist eine Verformung der Gewindemuttern entsprechend der Verformung des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements beschränkt. Als Ergebnis ist ein Lösen der Muttern höchst unwahrscheinlich.
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Ein Gleitelement, auf welches ein Material aufgebracht ist, das einen niedrigen Reibungswiderstand hat als der des Materials welches das Wärmeabschnittelement bildet, ist vorzugsweise zwischen dem Grund- bzw. Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Flanschen und/oder dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Gewindemuttern angeordnet.
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Wenn das Gleitelement in dieser Konfiguration zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Flanschen angeordnet ist, gleiten die Flansche auf dem Gleitelement, wenn die Flansche erhitzt und thermisch verformt werden. Dies beschränkt effektiv, dass der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements der Verformung der Flansche folgt. Dementsprechend ist ein Nachfolgen der Gewindemuttern zur Verformung der Zweigleitungen des Abgaskrümmers beschränkt. Alternativ kann das Gleitelement zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Gewindemuttern angeordnet sein. In diesem Fall werden, selbst wenn der Abgaskrümmer derart erhitzt wird, dass er die Zweigleitungen thermisch verformt und der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements der Verformung der Zweigleitungen folgt, die Gewindemuttern daran gehindert, der Verformung des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements zu folgen. Dies macht es weiter höchst unwahrscheinlich, dass sich die Gewindemuttern lösen.
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In diesem Fall hat das Gleitelement vorzugsweise einen U-förmigen Querschnitt und ist zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Flanschen, sowie zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Gewindemuttern angeordnet.
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Da bei dieser Konfiguration das Gleitelement sowohl zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Flanschen wie auch zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und den Gewindemuttern angeordnet ist, werden die Gewindemuttern noch effektiver daran gehindert, der thermischen Verformung der Zweigleitungen des Abgaskrümmers zu folgen. Da zudem das Gleitelement durch die einzelne Komponente mit dem U-förmigen Querschnitt ausgebildet ist, ist die Konfiguration des Gleitelements vereinfacht. Als Ergebnis kann ein Lösen der Gewindemuttern zuverlässig aufgrund eines vereinfachten Aufbaus vermieden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine Draufsicht, welche die Konfiguration eines Aufbaus eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei hauptsächlich ein Abgaskrümmer und ein Wärmeabschirmelement dargestellt sind;
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2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A aus 1;
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3 ist eine Schnittansicht entsprechend der Ansicht aus 2 und zeigt den Aufbau des Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Gleitelement der zweiten Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Eine erste Ausführungsform für einen Aufbau eines Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf die 1 und 2 beschrieben. Die Verbrennungskraftmaschine der ersten Ausführungsform ist eine Reihendreizylinderverbrennungskraftmaschine.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine einen Abgaskrümmer 2 und ein Wärmeabschirmelement 3, das einen Wärmeisolator darstellt, zum Verringern des Wärmeschadens, der durch den Abgaskrümmer 2 verursacht wird.
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Der Abgaskrümmer 2 hat Zweigleitungen 22a, 22b und 22c, die mit Auslassports der Zylinder verbunden sind, sowie ein Sammelrohr 21, in welchem/welches die Zweigleitungen 22a bis 22c zusammenlaufen bzw. münden. Flansche 23a, 23b und 23c sind am distalen bzw. vorderen Abschnitt (in 1 der obere Endabschnitt) der Zweigleitungen 22a bis 22c ausgebildet. Die Flansche 23a bis 23c sind separat voneinander angeordnet. Der Abgaskrümmer 2 besteht aus Gussstahl.
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Das Wärmeabschirmelement 3 wird durch Pressformen einer Metallplatte gebildet und hat einen Körper 31 sowie einen Basisabschnitt 32. Der Körper 31 deckt den Abgaskrümmer 2 und den Basisabschnitt 32 ab und ist am Zylinderkopf 1 befestigt. Der Basisabschnitt 32 hat eine längliche Form und erstreckt sich über alle Flansche 23a bis 23c an einer Stelle über den Zweigleitungen 22a bis 22c. Der Basisabschnitt 32 ist näher zum Betrachter von 1 angeordnet als die Flansche 23a bis 23c. Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 ist am Zylinderkopf 1 mit Befestigungsmitteln (Gewindebolzen 4a, 4b, 4c und Gewindemuttern 5a, 5b und 5c) befestigt, die gemeinschaftlich von den Flanschen 23a bis 23c verwendet werden.
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Ein längliches plattenförmiges Element 6 ist unter den Zweigleitungen 22a bis 22c angeordnet. Das plattenförmige Element 6 wird durch Pressformen einer Metallplatte gebildet und erstreckt sich über alle Flansche 23a bis 23c. Das plattenförmige Element 6 ist näher zum Betrachter von 1 angeordnet als die Flansche 23a bis 23c. Das plattenförmige Element 6 ist am Zylinderkopf 1 mit Befestigungsmitteln (ein Gewindebolzen 7a und einer Gewindemutter 8a) befestigt, die gemeinschaftlich von den Flanschen 23a bis 23c verwendet werden.
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Bezug nehmend auf 2 ist der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 zwischen der Gewindemutter 5b und dem Flansch 23b angeordnet und mehrfach gefaltet (in diesem Fall viermal). Insbesondere ist der Basisabschnitt 32 derart gefaltet, dass das Ende des Basisabschnitts 32 nahe an der Gewindemutter 5b nahe an der Zweigleitung 22b liegt, oder an einer unteren Stelle gesehen in 2. Ein Schraubenloch 32b, ein Schraubenloch 24b und ein Schraubenloch 11b sind jeweils im Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3, dem Flansch 23b und dem Zylinderkopf 1 ausgebildet, um den Gewindebolzen 4b aufzunehmen. Die Mutter bzw. Gewindemutter 5b steht mit einem distalen bzw. vorderen Abschnitt des Gewindebolzens 4b in Eingriff, wie von der linken Seite des Basisabschnitts 32 in 2 gesehen gezeigt ist.
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Eine Dichtung 9 ist zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Flansch 23b montiert.
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Nachfolgend wird der Betrieb der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 und die Flansche 23a bis 23c werden am Zylinderkopf 1 mit den gemeinsamen Befestigungsmitteln (den Gewindebolzen 4a bis 4c und den Gewindemuttern 5a bis 5c) befestigt. Diese Anordnung verringert die Zahl der Befestigungsmittel, die zum Befestigen des Abgaskrümmers 2 und des Wärmeabschirmelements 3 benötigt, wird im Vergleich zu beispielsweise dem herkömmlichen Aufbau, bei welchem die Flansche des Abgaskrümmers unter Verwendung von Befestigungsmitteln am Zylinderkopf befestigt werden, und das Wärmeabschirmelement unter Verwendung von Befestigungsmitteln am Abgaskrümmer angebracht wird, die separat von den vorstehend genannten Befestigungsmittel vorgesehenen sind. Diese Anordnung macht es auch unnötig, dass der Abgaskrümmer 2 Löcher aufweist, die insbesondere zum Befestigen des Wärmeabschirmelements 3 am Abgaskrümmer 2 ausgebildet sind.
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Bei dem mit den integrierten Flanschen der Zweigleitungen ausgebildeten Abgaskrümmer können die Flansche aufgrund einer konzentrierten Belastung abbauen, die zu dem Zeitpunkt verursacht wird, wenn die Flansche durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erhitzt werden und sich somit thermisch verformen.
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Jedoch wird, bei der ersten Ausführungsform, da die Flansche 23a bis 23c des Abgaskrümmers 2 separat voneinander ausgeführt sind, die thermische Verformung der Flansche 23a bis 23c toleriert bzw. aufgenommen. Dies macht es unwahrscheinlich, dass die Flansche 23a bis 23c die konzentrierte Belastung erfahren. Somit kann ein Abbauen der Flansche 23a bis 23c effektiv vermieden werden.
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Wenn die Flansche 23a bis 23c jedoch separat voneinander ausgebildet sind, wie bei der ersten Ausführungsform, kann das nachfolgend beschriebene Problem auftreten. Das bedeutet, ein jeder der Flansche kann sich thermisch ausdehnen oder kontrahieren, sodass ein Rotationsmoment (Drehmoment) auf die die Flansche befestigende Gewindemutter übertragen wird, wodurch die Gewindemutter gelöst wird.
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Um dieses Problem zu vermeiden ist, bei der ersten Ausführungsform, der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 zwischen den Flanschen 23a bis 23c und den Gewindemuttern 5a bis 5c angeordnet und erstreckt sich über alle Flansche 23a bis 23c. Das Wärmeabschirmelement 3 blockiert daher die Übertragung des Drehmoments von den Flanschen 23a bis 23c auf die Muttern bzw. Gewindemuttern 5a bis 5c. Als Ergebnis kann ein Lösen der Gewindemuttern 5a bis 5c effektiv vermieden werden.
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Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 ist zwischen den Muttern 5a bis 5c und den Flanschen 23a bis 23c gefaltet. Diese Anordnung bildet eine Luftschicht mit niedriger Wärmeleitung zwischen einem jeden angrenzenden Paar von gegenüberliegenden Abschnitten der gefalteten Abschnitte des Basisabschnitts 32. Diese Luftschichten verringern die Wärmeübertragung vom Abgaskrümmer 2 auf die Gewindemuttern 5a bis 5c.
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Der Aufbau des Abgassystems für die Verbrennungskraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform hat die Vorteile (1), (2) und (3), welche nachfolgend beschrieben werden.
- (1) Der Aufbau des Abgassystems für die Verbrennungskraftmaschine umfasst den Abgaskrümmer 2 und das plattenförmige Wärmeabschirmelement 3. Der Abgaskrümmer 2 umfasst die Zweigleitungen 22a bis 22c sowie die Flansche 23a bis 23c, die am vorderen Abschnitten der Zweigleitungen 22a bis 22c ausgebildet sind. Das Wärmeabschirmelement 3 ist derart angeordnet, dass es den Abgaskrümmer 2 abdeckt, um den Wärmeschaden, der durch den Abgaskrümmer 2 verursacht wird, zu verringern. Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 und die Flansche 23a bis 23c sind am Zylinderkopf 1 unter Verwendung eines gemeinsamen Befestigungsmittels (den Gewindebolzen 4a bis 4c und den Gewindemuttern 5a bis 5c) befestigt. Diese Konfiguration verringert die Zahl der Befestigungsmittel und macht es unnötig, dass der Abgaskrümmer 2 Bohrungen aufweist, die insbesondere zum Befestigen des Wärmeabschirmelements 3 am Abgaskrümmer 2 ausgebildet sind. Die Befestigungsstruktur für den Abgaskrümmer 2 und das Wärmeabschirmelement 3 ist somit vereinfacht.
- (2) Die Flansche 23a bis 23c der Zweigleitungen 22a bis 22c sind separat voneinander ausgebildet. Die Befestigungsmittel (die Gewindebolzen 4a bis 4c und die Gewindemuttern 5a bis 5c) umfassen den Gewindebolzen 4b, der durch die Bohrungen bzw. Schraubenlöcher 32b, 24b und 11b geführt ist, die im Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3, den Flanschen 23a bis 23c und dem Zylinderkopf 1 ausgebildet sind, sowie die Gewindemutter 5b, die mit dem vorderen Ende des Gewindebolzens 4b verbunden ist. Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 ist zwischen den Flanschen 23a bis 23c und den Gewindemuttern 5a bis 5c angeordnet und erstreckt sich über alle Flansche 23a bis 23c. Diese Anordnung verringert effektiv das Lösen der Gewindemuttern 5a bis 5c, welches durch die thermische Verformung der entsprechenden Flansche 23a bis 23c des Abgaskrümmers 2 verursacht wird.
- (3) Der Basisabschnitt 32 des Wärmeabschirmelements 3 ist zwischen den Gewindemuttern 5a bis 5c und den Flanschen 23a bis 23c gefaltet. Dies verringert die von den Gewindemuttern 5a bis 5c geforderte Wärmewiderstandsleistung.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf die 3 und 4 beschrieben.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass ein Wärmeabschirmelement durch ein Gleitelement abgedeckt ist, das einen U-förmigen Querschnitt hat.
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Die nachfolgende Beschreibung fokussiert sich auf den Unterschied zwischen der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform. Die Konfiguration der Komponenten der zweiten Ausführungsform bis auf das Wärmeabschirmelement 103 und das Gleitelement 135 ist identisch zur Konfiguration der entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Gleiche Bezugszeichen werden daher verwendet, um diese Komponenten zu bezeichnen, wobei nachstehend selbige nicht erneut beschrieben werden.
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Bezug nehmend auf die 3 und 4 wird das Gleitelement 135 durch Pressformen einer Metallplatte in länglicher Form mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet. Material mit einem niedrigen Reibungswiderstand im Vergleich zu dem Material, welches das Wärmeabschirmelement 103 bildet, wird auf die Oberfläche des Gleitelements 135 aufgebracht. Schraubenlöcher 135b, durch welche der Gewindebolzen 4b geführt ist, sind im Gleitelement 135 ausgebildet. Eines der Schraubenlöcher 135b ist zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 und dem Flansch 23b ausgebildet, und ein anderes der Schraubenlöcher 135b ist zwischen dem Basisabschnitt 132 und der Gewindemutter 5b ausgebildet.
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Der Betrieb der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
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Das Gleitelement 135 ist zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 130 und den Flanschen 23a bis 23c angebracht. Die Flansche 23a bis 23c gleiten somit am Gleitelement 135 wenn sie erhitzt und thermisch verformt werden. Dies beschränkt effektiv, dass der Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 der thermischen Verformung der Flansche 23a bis 23c folgt.
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Das Gleitelement 135 ist zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 130 und der Gewindemutter 5 montiert. Dies beschränkt effektiv, dass die Gewindemuttern 5a bis 5c der Verformung des Basisabschnitts 132 des Wärmeabschirmelements 103 folgen, die nachfolgend auf eine thermische Verformung der Flansche 23a bis 23c auftreten kann.
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Der Aufbau des Abgassystems für die Verbrennungskraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform hat, zusätzlich zu den Vorteilen (1) bis (3) der ersten Ausführungsform, den Vorteil (4) der nachfolgend beschrieben wird.
- (4) Das Gleitelement 135, auf welches das Material aufgebracht ist, das einen niedrigeren Reibungswiderstand hat als den des Materials des Wärmeabschirmelements 103, ist zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 und dem Flansch 23b sowie zwischen dem Basisabschnitt 132 und der Gewindemutter 5b angeordnet. Das Gleitelement 135 hat einen U-förmigen Querschnitt. Diese Anordnung verringert noch effektiver ein Lösen der Gewindemutter 5a bis 5c, welches durch die thermische Verformung der Flansche 23a bis 23c des Abgaskrümmers 2 verursacht wird. Diese Anordnung ermöglicht ferner, dass das Gleitelement 135 als einzelne Komponente ausgebildet ist.
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Der Aufbau des Abgassystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorstehenden Erfindung ist nicht auf die Konfiguration der vorstehend genannten Beispiele beschränkt, sondern kann beispielsweise in der nachfolgend beschrieben modifizierten Art und Weise ausgeführt werden.
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Wenn ein Gleitelement 135 mit U-förmigem Querschnitt verwendet wird, wie bei der zweiten Ausführungsform, kann das Gleitelement 135 durch eine einzelne Komponente ausgebildet sein, die zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 und dem Flansch 23b sowie zwischen dem Basisabschnitt 132 und der Gewindemutter 5b ausgebildet ist. Die Konfiguration des Gleitelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Konfiguration der zweiten Ausführungsform beschränkt. Das bedeutet, ein Gleitelement, das zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 und dem Flansch 23b angeordnet ist, kann separat von einem Gleitelement verwendet werden, das zwischen dem Basisabschnitt 132 und der Gewindemutter 5b angeordnet ist.
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Bei der zweiten Ausführungsform und der Modifizierung derselben sind ein integrales Gleitelement oder ein separates Gleitelement zwischen dem Basisabschnitt 132 des Wärmeabschirmelements 103 und dem Flansch 23b sowie zwischen dem Basisabschnitt 132 und der Gewindemutter 5b ausgebildet. Diese Anordnung ist vorzuziehen, um zuverlässig das Lösen der Gewindemuttern 5a bis 5c, welches durch die thermische Verformung der Flansche 23a bis 23c des Abgaskrümmers 2 verursacht wird, zu verringern. Gleichwohl ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Anordnung begrenzt. Das bedeutet, ein Gleitelement kann zwischen lediglich dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und dem Flansch oder zwischen dem Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements und der Gewindemutter angeordnet sein. Diese Konfiguration verringert die Größe des Gleitelements und verringert dadurch das Gewicht.
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Bei der ersten Ausführungsform kann ein Material mit einem niedrigen Reibungswiderstand verglichen zu dem Material des Basisabschnitts 32 des Wärmeabschirmelements 3 auf eine Oberfläche des Basisabschirmelements 32 des Wärmeabschirmelements 3 aufgebracht werden. Insbesondere kann das Material mit dem niedrigen Reibungswiderstand auf die Oberfläche des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements aufgebracht werden, welche beispielsweise den Flanschen zugewandt ist. In diesem Fall gleiten die Flansche auf dem Basisabschnitt, wenn die Flansche erhitzt und thermisch verformt werden. Diese Konfiguration beschränkt effektiv, dass der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements der thermischen Verformung der Flansche folgt. Diese Konfiguration beschränkt ferner, dass die Gewindemuttern der thermischen Verformung der Zweigleitungen des Abgaskrümmers folgen. Alternativ kann das Material mit dem niedrigen Reibungswiderstand auf die Oberfläche des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements aufgebracht werden, welche den Gewindemuttern gegenüberliegt. Diese Anordnung beschränkt effektiv, dass die Gewindemuttern der Verformung des Basisabschnitts des Wärmeabschirmelements folgen, die in einer Weise auftritt, welche der thermischen Verformung der Zweigleitungen folgt, die durch Erwärmen des Abgaskrümmers verursacht wird. Ein Lösen der Gewindemuttern wird somit effektiv verhindert.
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Bei jeder der dargestellten Ausführungsformen ist der Basisabschnitt 32, 132 des Wärmeabschirmelements 3, 103 zwischen den Gewindemuttern 5a bis 5c und den Flanschen 23a bis 23c gefaltet. Luftschichten werden somit zwischen angrenzenden, einander gegenüberliegenden Abschnitten der gefalteten Abschnitten des Basisabschnitts 32, 132 gebildet. Diese Konfiguration ist vorzuziehen, um die Wärmeübertragung von den Flanschen 23a bis 23c auf die Gewindemuttern 5a bis 5c vermittels der Luftschichten zu verringern. Gleichwohl ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Das bedeutet, wenn Gewindemuttern verwendet werden, die eine hohe Wärmewiderstandsleistung haben, muss der Basisabschnitt nicht unbedingt gefaltet sein.
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Alternativ kann ein separat vom Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements ausgebildetes Isoliermaterial zwischen zumindest einem Abschnitt zwischen dem Basisabschnitt und den Flanschen und/oder einer Position zwischen dem Basisabschnitt und den Gewindemuttern ausgebildet sein.
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Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erstreckt sich der Basisabschnitt 32, 132 des Wärmeabschirmelements 3, 103 über alle Flansche 23a bis 23c.
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Der Basisabschnitt des Wärmeabschirmelements kann jedoch in Basisabschnitte unterteilt sein, die jeweils einem der Flansche 23a bis 23c entsprechen. In diesem Fall muss das plattenförmige Element 6, das in 1 gezeigt ist, zwischen den Gewindemuttern und den Basisabschnitten des Wärmeabschirmelements oder zwischen den Basisabschnitten und den Flanschen montiert sein.
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Bei den dargestellten Ausführungsformen sind die Flansche 23a bis 23c des Abgaskrümmers 2 separat voneinander ausgebildet. Gleichwohl ist der Abgaskrümmer gemäß der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt. Das bedeutet, der Abgaskrümmer kann einen integrierten Flanschkörper umfassen, der an distalen bzw. vorderen Abschnitten entsprechender Zweigleitungen ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderkopf
- 11b
- Schraubenloch
- 2
- Abgaskrümmer
- 21
- Sammelrohr
- 22a bis 22c
- Zweigleitung
- 23a bis 23c
- Flansch
- 3, 103
- Wärmeabschirmelement
- 31, 131
- Körper
- 32, 132
- Basisabschnitt
- 32b, 132b
- Schraubenloch
- 4a bis 4c
- Gewindebolzen
- 5a bis 5c
- Gewindemutter
- 6
- plattenförmiges Element
- 7a
- Gewindebolzen
- 8a
- Gewindemutter
- 9
- Dichtung
- 135
- Gleitelement
- 135b
- Schraubenloch
