DE4136304A1 - Gekapselte brennkraftmaschine mit einem durch eine kapselwand gefuehrten abgasrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekapselte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DD-PS 67 623 bekannt. Die vollständig gekapselte Brennkraftmaschine weist ein Kühlluftsystem auf, das die Frischluft über einen Frischluftkanal ansaugt, die Brennkraftmaschine und deren Anbauteile kühlt und schließlich ein Kühlluftstrom entlang des Abgasrohres über einen Durchbruch, durch den auch das Abgasrohr geführt ist, die Kapsel verläßt. Dabei mündet das Abgasrohr in einen Abluftkanal, der außen an der Kapsel angeordnet ist. Durch Wärmeabstrahlung treten insbesondere in der Durchführung durch die Kapsel von den Abgasen herrührende hohe Temperaturen auf, so daß die Kapsel zumindest in diesem Bereich hohe Anforderungen an eine Wärmefestigkeit erfüllen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekapselte Brennkraftmaschine mit einem durch eine Kapselwand geführ­ ten Abgasrohr bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abgasrohr im Bereich des Durchbruchs von einem Schutzrohr umgeben ist. Ein derartiges das Abgasrohr umgebendes Schutzrohr bewirkt eine zuverlässige Isolation des heißen Abgasrohres und bewirkt eine im Bereich des Durchbruchs erheblich verminderte Wärmeabstrahlungan die Umgebung. Zu­ sammen mit dem das Schutzrohr umströmenden Kühlluftstrom wird das Temperaturniveau so weit gesenkt, daß die Kapsel aus weniger hitzebeständigem Material als beim Stand der Technik notwendig, hergestellt werden kann. Dabei können beispielsweise Werkstoffe auf Kohlenstoffbasis verwendet werden, die bei guten Dämpfungseigenschaften ein günstiges Preis- Leistungsverhältnis aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umgibt das Schutz­ rohr das Abgasrohr mit Abstand. Diese Anordnung hat sich hinsichtlich einer guten Wärmeisolierung als vorteilhaft erwiesen.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Schutzrohr an dem Abgasrohr befestigt. Dabei kann das Schutzrohr je nach Ausgestaltung des Abgasrohres auf dieses aufgeschoben und in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Schraubver­ bindung an dem Abgasrohr befestigt sein. In anderen Anwen­ dungsfällen ist es im Rahmen der Erfindung ebenfalls vor­ gesehen, das Schutzrohr schalenförmig auszubilden und die Schalen einzeln zur Bildung des Schutzrohres an dem Abgas­ rohr zu befestigen.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Schutzrohr von einem Kühlluftstrom durchströmt. Dieser weitere Kühlluft­ strom zu dem Kühlluftstrom, der den Durchbruch durch­ strömt, und von diesem Kühlluftstrom abgezweigt sein kann, bewirkt eine weitere Reduzierung der Wärmeabstrahlung, da mit diesem Kühlluftstrom schon ein wesentlicher Teil der von dem Abgasrohr abgestrahlten Wärme abgeführt wird, be­ vor er das Schutzrohr aufwärmt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Durchbruch isoliert. Dabei kommt insbesondere eine schalldämmende und warmedämmende Isolierung in Frage. Die Isolierung kann so­ wohl an der Kapselwand im Bereich des Durchbruchs be­ festigt als auch zusätzlich oder alternativ an dem Schutz­ rohr befestigt sein. Diese Isolationsmaßnahme bewirkt bei einer zusätzlichen Dämpfung des von der Brennkraftmaschine ausgehenden Schalls auch eine weitere Reduzierung der Wär­ meabstrahlung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeich­ nungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dar­ gestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind.

Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem als Hosen­ rohr ausgebildetem Abgasrohr,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit in der Kapsel angeordneten Abgasschalldämpfer und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 2 mit zusätzli­ cher Isolation.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das Abgasrohr 1 als Hosenrohr ausgebildet, daß drei Verzweigungen 2, 2a, 2b zu Auslaßkanälen der Brennkraftmaschine aufweist. Das Abgasrohr 1 ist im Bereich der Verzweigungen 2, 2a, 2b in einer die Brennkraftmaschine umgebenden Kapsel 3, die beispielsweise aus einem glasfaserverstärktem Kunstoff (GVK) hergestellt ist, angeordnet. Das Abgasrohr 1 ragt mit einem an die Verzweigungen 2, 2a, 2b anschließenden Bereich durch einen Durchbruch 4 in der Kapselwand 5. Im Bereich des Durchbruchs 4 ist parallel zu dem Abgasrohr 1 eine rohrstutzenförmige Verlängerung 6, die ebenfalls aus GVK gefertigt sein kann, an der Kapselwand 5 befestigt. Das Abgasrohr 1 ist über seine gesamte Länge von einem Strahlungsschutzblech 7 teilweise umgeben, wobei das Strahlungsschutzblech 7 im Bereich des Durchbruchs 4 über die gesamte Länge der Verlängerung 6 mit einem zusätzli­ chen Schutzblech 8 zu einem vollständigen Schutzrohr 9 er­ gänzt ist. Das Strahlungsschutzblech 7 sowie das Schutz­ blech 8 sind mit Schraubverbindungen 10 an dem Abgasrohr 1 befestigt, wobei das Strahlungsschutzblech 7 und das Schutzblech 8 einen Abstand von ca. 5 mm zu dem Abgasrohr 1 aufweisen.

Die im Bereich des Durchbruchs 4 angeordnete Verlängerung 6 weist in dem Ausführungsbeispiel eine Länge von ca. 180 mm auf und ist innenseitig mit einer Isolierung 11 ausgekleidet. Zwischen der Isolierung 11 und dem Schutz­ rohr 9 verbleibt ein Ringspalt mit einer Breite von ca. 20 mm. Außerhalb der Kapsel 3 bzw. der Verlängerung 6 ist an das Abgasrohr 1 ein Anschlußstutzen 12 angebracht. An die­ sen kann beispielsweise ein Schalldämpfer angeschlossen werden. Kühlluft umströmt von der Brennkraftmaschine kommend die Verzweigungen 2, 2a, 2b und wird von dem Strahlungsschutzblech 7 entlang der Pfeile 13 durch das Schutzrohr 9 geleitet und tritt im Bereich des Anschluß­ stutzens 12 aus dem Schutzrohr 9 aus. Gleichzeitig wird ein Kühlluftstrom entlang der Pfeile 14 durch den Durch­ bruch 4, bzw. durch die Verlängerung 6 in die Umgebung ab­ geführt und mit dem Kühlluftstrom gemäß dem Pfeil 13 im Bereich des Anschlußstutzens 12 zusammengeführt. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung wird neben einer thermisch gut isolierten Kapseldurchführung des Abgasrohres 1 ein Schallkapseldämmaß von ca. 10 dBA eingehalten.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist das Abgasrohr 1a einen innerhalb der Kapsel 3 angeordneten Anschluß­ stutzen 12 auf, an dem ein Anschlußstutzen 15, der sich in ein Ausgleichswellrohr 16 fortsetzt, angeschlossen ist. Das Ausgleichswellrohr 16 mündet in einen Schalldämpfer 17. An der Kapselwand 5 ist wiederrum im Bereich des Durchbruchs 4 eine entsprechend den geometrischen Vorgaben angepaßte Verlängerung 6a befestigt. An der Verlängerung 6a ist wiederrum eine Isolierung 11a angebracht. Das Ab­ gasrohr 1a ist im Bereich innerhalb der Kapsel 3 mit einem Strahlungsschutzblech 7a versehen, das sich bis zum Be­ reich der Kapselwand 5 erstreckt. Im Bereich des Durch­ bruchs 4 ist das Ausgleichswellrohr 16 von einem Schutz­ rohr 9a umgeben, das an den Schalldämpfer 17 befestigt ist. Analog zu Fig. 1 strömt ein innerer Kühlstrom entlang der Pfeile 13a um das Abgasrohr 1a und entlang des Aus­ gleichswellrohrs 16 durch das Schutzrohr 9a, um durch Durchtritte 18 im Bereich des Schalldämpfers 17 mit dem entlang der Pfeile 14a durch die Verlängerung 6a strömen­ den äußeren Kühlluftstrom zusammengeführt zu werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das Schutzrohr 9b nicht mit Durchtritten 18 versehen, so daß der innere Kühlluftstrom gemäß Pfeil 13a sich vor den Durchbruch 4 in der Kapselwand 5 mit dem äußeren Kühlluftstrom gemäß dem Pfeil 14a vereinigt. Die Verlängerung 6b ist ebenfalls mit einer Isolierung 11b versehen. Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel auch das Schutzrohr 9b und auch der Schalldämpfer 17 teilweise mit einer Isolierung 11c verse­ hen.

Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 und 3 sind ähnlich wirksam wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wobei das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 geringfügig ein­ facher und kostengünstiger als das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 aufgebaut und herstellbar ist. Im übrigen ist der Spalt zwischen dem Schutzrohr 9, 9a, 9b und der Ver­ längerung 6, 6a, 6b so bemessen, daß sowohl beim Start als auch beim Lauf der Brennkraftmaschine das Schutzrohr 9, 9a, 9b nicht an die Verlängerung 6, 6a, 6b stößt. Dies ist beispielsweise bei einer Spaltbreite von ca. 20 mm sichergestellt.

Claims (7)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein Pleuel angelenkt ist, das mit einem Kolben verbunden ist, der in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zy­ linder bewegbar ist, wobei in dem Zylinderkopf Gaswech­ selkanäle eingelassen sind, und ein Auslaßkanal der Gas­ wechselkanäle mit einem Abgasrohr verbunden ist, das durch einen Durchbruch in einer die Brennkraftmaschine zumindest teilweise umgebenden Kapsel geführt ist, und wobei ein Kühlluftstrom entlang des Abgasrohres durch den Durchbruch in die Umgebung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1, 1a, 1b) im Bereich des Durchbruchs (4) von einem Schutzrohr (9, 9a, 9b) umgeben ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (9, 9a, 9b) das Abgasrohr (1, 1a, 1b) mit Abstand umgibt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (9, 9a, 9b) an dem Abgasrohr (1, 1a, 1b) befestigt ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (9, 9a, 9b) von einem Kühlluftstrom durchströmt ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (4) isoliert ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (11, 11a, 11b) an der Kapselwand oder einer Verlängerung (6, 6a, 6b) be­ festigt ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (11c) an dem Schutzrohr (9, 9a, 9b) befestigt ist.