DE3900830C1 - - Google Patents
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- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasleitung für eine
mehrzylindrige Kolbenbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von
Patentanspruch 1. Eine derartige Abgasleitung hat eine sehr
niedrige Oberflächentemperatur, so daß eine damit ausgerüstete
Kolbenbrennkraftmaschine den Anforderungen für unbeaufsichtigten
Betrieb entspricht.
Eine gattungsgemäße Abgasleitung ist aus der DE 34 45 916 C1
bekannt. Die mit dem Gehäuse zusammenwirkende Steckverbindung am
Abgasaustritt jeden Zylinders hat die Aufgabe, jeweils den
Abschnitt der inneren Leitung in Längs- und Umfangsrichtung zu
fixieren. Die von der pulsierenden Abgasströmung ausgehende
Schwingungserregung der inneren Leitung kann von der bekannten
Anordnung nicht verhindert werden. Die Steckverbindung weist
nämlich bei allen Betriebszuständen Spiel zwischen Innen- und
Außenteil auf, wodurch eine schwingungsmindernde Abstützung der
Abschnitte der inneren Leitung nicht möglich ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Abgasleitung einer
mehrzylindrigen Kolbenbrennkraftmaschine mit einer die Abgase
führenden inneren Leitung und einem diese Leitung mit Abstand
umgebenden gasdichten Gehäuse derart weiterzuentwickeln, daß
eine Schwingungserregung der inneren Leitung durch die
Abgasströmung vermieden wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen von Anspruch 1 gelöst und mit den Merkmalen der
Anspruche 2 und 3 weiter ausgestaltet.
Die Abstützung der Abschnitte der inneren Leitung durch die
Steckverbindung etwa senkrecht zu ihrer Längserstreckung am
Gehäuse ist im kalten Zustand der Abgasleitung unwirksam, da
dann zwischen Aufnahme und Zapfen Spiel vorhanden ist. Die
Abstützung setzt erst ein, wenn infolge von
Wärmedehnungsdifferenz das Spiel in der Steckverbindung
aufgehoben ist. Auf diese Weise sind die Abschnitte der inneren
Leitung erst bei Erreichen einer Betriebstemperatur, bei der
eine Schwingungserregung kritisch wäre, gegen das Gehäuse
abgestützt. Während der Erwärmungsphase der Abgasleitung ist die
Wärmedehnung der Abschnitte der inneren Leitung dagegen nicht
behindert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die
Steckverbindung selbsteinstellend wirkt, daß die Steckverbindung
der inneren Leitung einfach zu montieren ist und daß
insbesondere bei Anordnung der Abgasleitung mit zwei
gegenüberliegend schräg einmündenden Abgasaustritten von
Zylindern die Schwingungserregung der inneren Leitung vermieden
ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachstehend näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Teillängsschnitt einer Kolbenbrennkraftmaschine nach
Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2 Teilquerschnitt einer Kolbenbrennkraftmaschine nach
Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 Detaildarstellung einer Steckverbindung nach
Einzelheit III in Fig. 1.
Das Unterteil eines flüssigkeitsgekühlten Gehäuses zur Aufnahme
einer aus Abschnitten 18 gebildeten inneren Leitung für die
Abgase einer mehrzylindrigen Kolbenbrennkraftmaschine wird durch
den Raum 14 des Zylinder-Kurbelgehäuses 13 zwischen den V-förmig
angeordneten Zylinderreihen gebildet. Die Länge der Abschnitte
18 der inneren Leitung entspricht etwa dem Zylinderabstand der
Kolbenbrennkraftmaschine. Jeder Abschnitt 18 der inneren Leitung
weist etwa mittig zu seiner Länge zwei sich gegenüberliegende
Abgaseintrittsöffnungen 16 auf, in die jeweils ein Abgasstutzen 15
eines Zylinders jeder Zylinderreihe schräg mündet. Die
Abschnitte 18 der inneren Leitung sind über Flansche 17 etwa
mittig zu ihrer Länge am Zylinder-Kurbelgehäuse 13 befestigt.
Die Stirnseiten der Abschnitte 18 stehen sich mit einem Abstand
19 gegenüber, der sich infolge Wärmedehnung bei
Betriebstemperatur nahezu auf Null reduziert. Die abwechselnd
aus den Abgasstutzen 15 schräg zur Befestigung an den Flanschen
17 auf die Abschnitte 18 auftreffende pulsierende Abgasströmung
verursacht eine Schwingungserregung der inneren Leitung. Infolge
abnehmender Werkstoffestigkeit bei starker Erwärmung eines
Bauteils können sich Schwingungen der inneren Leitung bei
Erreichen der Betriebstemperatur von ca. 700°C
betriebsgefährdend auswirken.
Etwa gegenüberliegend den Abgaseintrittsöffnungen 16 ist jeder
Abschnitt 18 der inneren Leitung, senkrecht zu seiner
Längserstreckung durch eine Steckverbindung 20 mit dem
Zylinder-Kurbelgehäuse 13 verbunden. Die Steckverbindung 20
besteht aus einer in die gekühlte Wand 22 des
Zylinder-Kurbelgehäuses 13 eingesetzten und befestigten
Bundbuchse 21 sowie einem am Abschnitt 18 befestigten Zapfen 23.
Die Bundbuchse 21 ragt mit ihrem Boden in den Kühlkanal 24 des
Zylinder-Kurbelgehäuses 13 und wird dadurch intensiv gekühlt.
Der Zapfen 23, der mit der Aufnahmebohrung 25 der Bundbuchse 21
korrespondiert, ist an der Wand des Abschnittes 18 mittels einer
Schraube 26 und Gegenhalter 27 lösbar befestigt.
Im kalten Zustand der Abgasleitung besteht zwischen
Aufnahmebohrung 25 in der Bundbuchse 21 und dem Zapfen 23 eine
Spielpassung, die eine einfache Montage der inneren Leitung
gewährleistet.
Bei Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine wird der Zapfen 23
durch die Abgaswärme von der inneren Leitung her sehr stark
erwärmt. Infolge der Temperaturerhöhung vergrößert sich der
Durchmesser des Zapfens 23 durch Wärmedehnung. Die Erwärmung der
Bundbuchse 21 ist aufgrund der intensiven Kühlung geringer als
die des Zapfens 23. Daraus resultiert eine
Wärmedehnungsdifferenz, die das anfangs vorhandene Spiel
aufzehrt und zu einem festen Sitz des Zapfens 23 in der
Bundbuchse 21 führt. Dadurch tritt die schwingungsmindernde
Abstützung der Abschnitte 18 der inneren Leitung gegenüber dem
Gehäuse dann ein, wenn die innere Leitung ihre kritische
Betriebstemperatur erreicht. Bei Abkühlung der Abgasleitung
während Betriebsunterbrechungen löst sich der Festsitz des
Zapfens 23 wieder.
Durch geeignete Wahl des Anfangsspieles zwischen Bundbuchse 21
und Zapfen 23 kann der Eintritt des Festsitzes der
Steckverbindung für ein gewünschtes Temperaturniveau bestimmt
werden.
Claims (3)
1. Abgasleitung für eine mehrzylindrige
Kolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einer die Abgase
führenden inneren Leitung und einem die innere Leitung mit
Abstand umgebenden gasdichten, gekühlten Gehäuse, wobei die am
umgebenden Gehäuse befestigte innere Leitung aus einzelnen,
unter Belassung von Dehnfugen, aneinandergereihten Abschnitten
besteht, die Länge eines Abschnittes etwa dem Zylinderabstand
der Kolbenbrennkraftmaschine entspricht und jeder Abschnitt auf
etwa der Hälfte seiner Länge am Außenumfang eine mit dem Gehäuse
zusammenwirkende Steckverbindung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steckverbindung (20) etwa
gegenüberliegend der Einmündung eines Abgasstutzens (15) eines
mit dem Abschnitt (18) zusammenwirkenden Zylinders angeordnet
ist, daß die Steckverbindung (20) aus einer im Gehäuse gekühlt
angeordneten Aufnahme und einem mit dem Abschnitt (18) der
inneren Leitung verbundenen, korrespondierenden Zapfen (23)
besteht.
2. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufnahme eine dichtend, in eine Öffnung der gekühlten
inneren Wand (22) des Gehäuses eingesetzte Bundbuchse (21) mit
Boden ist.
3. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zapfen (23) mittels Schraubenverbindung lösbar am Abschnitt
(18) der inneren Leitung befestigt ist.
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