DE1476837B1 - Aus mehreren ineinander laengsverschiebbaren Rohrteilen bestehende Verbindungsleitung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Abgasturbine - Google Patents

Description

Es ist bekannt, wegen der in Auspuffleitungen aufgeladener Brennkraftmaschinen auftretenden Wärmedehnungen die Leitung aus mehreren Rohrteilen anzufertigen, die durch Wellrohre oder Schiebestopfbüchsen miteinander verbunden und mit Kolbenringen oder temperaturbeständiger Packung abgedichtet sind. Der Längenausgleich mittels Wellrohren ist jedoch teuer. Überdies können dabei durch die Motorschwingungen erzeugte Eigenschwingungen des Kompensators auftreten, die eine sorgfältige Abstimmung erforderlich machen. Kolbenringe allein wiederum dichten nicht im ausreichenden Maße ab, während Packungen allein viel Wartung erfordern.

Ferner sind Auspuffleitungen bekannt, die zur Ermöglichung einer Längen dehnung aus ineinander längsverschiebbaren Rohrteilen bestehen. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Rohrteilen erfolgt dabei durch Paßsitz der übereinandergeschobenen Rohrenden, so daß eine erhöhte Genauigkeit bei der Herstellung erforderlich ist.

Es ist auch bei Behälterdeckeln bekannt, an den einander zugewandten Flächen der abzudichtenden Flansche im Abstand voneinander Ringdichtungen vorzusehen und die Abdichtung durch Absaugen an einem Ringraum zwischen den Ringdichtungen zu verbessern. Eine gegenseitige Verschiebung der gegeneinander abzudichtenden Teile erfolgt dabei jedoch nicht.

Bei einer zu einer Abgasturbine führenden Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine ist es auch bekannt, einen kegelstumpfförmigen Einsatz längs eines Rohres innerhalb einer Wirbelkammer zu verschieben, zum Zweck, die Geschwindigkeit der Abgase zu verändern. Eine Abdichtung der gegeneinander zu verschiebenden Teile ist dabei jedoch nicht erforderlich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Verbindungsleitung zwischen einer Brennkraftmaschine und der Abgasturbine derart auszubilden, daß trotz einer Längendehnung unter dem Einfluß der heißen Abgase ein Austritt von Abgasen ins Freie verhindert und das Festbrennen und Verzundern der Dichtung vermieden wird.

Nach der Erfindung wird dies durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

a) Zwischen den Rohrteilen sind an sich bekannte Ringdichtungen, z. B. nach Art von Kolbenringen, gruppenweise angeordnet;

b) in ebenfalls bekannter Weise ist der zwischen den einzelnen Dichtungsgruppen liegende Zwischenraum mit Sperrluft beaufschlagt;

c) das Volumen eines jeden in bezug auf die Spannrichtung hinter der Ringdichtung liegenden Raums beträgt mindestens ein Drittel des Ringvolumens.

Durch diese Maßnahme wird das Abströmen des Abgases über die Kolbenringe in die Atmosphäre und damit die Gefahr des Eindringens von Abgasen in den Maschinenraum verhindert. Gleichzeitig werden durch die Sperrluft die Dichtungen gekühlt, was insbesondere bei den mit steigender Aufladung immer mehr zunehmenden Abgastemperaturen von Vorteil ist. Bei als Kolbenringe ausgebildeten Dichtungen wird darüber hinaus eine Verzunderung verhindert und die Ablagerung in den Kolbenringnuten, die zum Festsitzen der Ringe führen, vermieden. Durch eine möglichst große Bemessung des Raumes hinter den Kolbenringen kann zudem eine Expansion der Sperrluft und damit eine Kühlwirkung auf einem großen Bereich der Oberfläche der Kolbenringe erreicht werden. Die Verwirbelung der Sperrluft führt darüber hinaus zur Vernichtung von Strömungsenergie und hat einen geringeren Spülluftverbrauch zur Folge.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Verbindungsleitung zwischen Brennkraftmaschine und Abgasturbine besteht in bekannter Weise aus zwei ineinander längsverschiebbaren Rohrteilen 1 und 2, die beispielsweise mit bei 3 und 4 angedeuteten Rohrstücken an der Brennkraftmaschine bzw. mit dem Lader verflanscht sind.

Zur Abdichtung der Schiebeverbindung gegen vom Rohr 3 in die Atmosphäre austretendes Auspuffgas sind erfindungsgemäß beispielsweise zwei Gruppen von je zwei Ringdichtungen 5, vorzugsweise nach Art von Kolbenringen, im Abstand hintereinander angeordnet. Die Räume 6 hinter den Ringdichtungen 5 sind möglichst groß, vorzugsweise mit mindestens einem Drittel des Ringvolumens, bemessen, so daß eine ausreichende Expansionswirkung des Auspuffgases ermöglicht wird. Zur Abdichtung werden zweckmäßigerweise Kolbenringe mit gasdichtem Stoß, d. h. sich überlappenden Enden, oder sogenannte Duplexringe, die aus zwei im Querschnitt L-förmigen Ringen mit versetzter Stoßfuge bestehen, verwendet.

Zur Erhöhung der Dichtwirkung wird in den Zwischenraum 7 zwischen den Dichtgruppen Sperrluft aus der Spülluftleitung eingeblasen. Durch die Ringdichtung zwischen dem Rohr 3 und dem Zwischenraum 7 wird der Druck des Gases (etwa 2,3 atü) bereits so weit abgebaut, daß derselbe niedriger als der Spülluftdruck (etwa 0,9 atü) ist. Es kann also kein Gas in die Atmosphäre 8 übertreten. An Stelle der gezeigten Kolbenringe können selbstverständlich auch bekannte Dichtungen aus plastischen oder elastischen Werkstoffen oder Spalt- und Labyrinthdichtungen verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aus mehreren ineinander längs verschiebbaren Rohrteilen bestehende Verbindungsleitung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Abgasturbine, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Zwischen den Rohrteilen (1, 2) sind an sich sich bekannte Ringdichtungen (5), z. B. nach Art von Kolbenringen, gruppenweise angeordnet;

b) in ebenfalls bekannter Weise ist der zwischen den einzelnen Dichtungsgruppen liegende Zwischenraum (7) mit Sperrluft beaufschlagt;

c) das Volumen eines jeden in bezug auf die Spannrichtung hinter der Ringdichtung (5) liegenden Raums (6) beträgt mindestens ein Drittel des Ringvolumens.

2. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (5) mit gasdichtem Stoß bzw. als sogenannte Duplexringe ausgebildet sind.

3. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrluft der Spülluftleitung entnommen wird.