Die Erfindung bezieht sich auf ein Krümmersystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem als Sammelkrümmer ausgebildeten Gehäuse mit zwei Einlassöffnungen und mit einer Auslassöffnung zur strömungstechni- sehen Verbindung von zwei Auslässen einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasanlage. Am Gehäuse ist eine Anschlussöffnung zur Verbindung mit einer Außenschale eines doppelschaligen LSI-Krümmers vorgesehen. An der Anschlussöffnung ist mindestens ein LSI-Krümmer angeschlossen, der eine Innenschale mit einer Einlassöffnung zur strömungstechnischen Verbin- dung mit jeweils einem Auslass der Verbrennungskraftmaschine sowie mit einer Außenschale aufweist.

Unter einer Einlassöffnung, Auslassöffnung oder Anschlussöffnung ist dabei das jeweilige Ende eines Rohres oder eines Gehäuses zu verstehen, das mittels weiterer Verbindungsmittel wie beispielsweise Flanschen oder Schweißgut mit einem weiterführenden anderen Bauteil verbunden ist.

Es ist bereits aus der EP 1 914 401 A2 ein als Sammelkrümmer ausgebildetes Gehäuse für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Abgasführungen bekannt, deren eines eine Abgaseinlassöffnung aufweisendes Ende jeweils mit einem Auslass der Brennkraftmaschine verbindbar ist und deren anderes Ende jeweils mit einer eine Abgasauslassöffnung aufweisenden Sammeleinrichtung verbunden ist. Mindestens eine Abgasführung ist dabei vom Auslass der Brennkraftmaschine bis zur Sammeleinrichtung als Gussteil und mindestens eine andere Abgasführung ist vom Auslass der Brennkraftmaschine bis zur Sammeleinrichtung als gebautes Rohr- oder Schalenteil ausgebildet. Die DE 39 25 802 A1 beschreibt zur Verbindung von zwei Auslässen der Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasanlage ein Gussteil, das als Adapter für zwei Krümmerrohre dient. Die Verbindung weiterer Auslässe mit der Abgasanlage erfolgt über separate Krümmerrohre, die nicht mit dem Gussteil verbunden sind. Nach der DE 103 01 395 A1 ist ein als Sammelkrümmer ausgebildetes doppelwandiges Gehäuse bekannt, bei dem die Außenschale unmittelbar alle Auslässe der Brennkraftmaschine miteinander verbindet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage derart weiterzuentwickeln, dass der Klang des Abgasgeräusches und damit der Abgasanlage über mehrere wichtige Drehzahlbereiche des Verbrennungsmotors optimiert wird. Jeder Motor besitzt individuelle optimale Betriebspunkte, in denen das komplexe Verhältnis zwischen Drehmoment und Verbrauch vorteilhaft ist. Solche optimalen Betriebspunkte finden sich in rela- tiv engen Drehzahlbereichen, so dass der Lösungsansatz darauf ausgerichtet ist, die Abgasanlage in Bezug auf diese relevanten Drehzahlbereiche akustisch weiterzuentwickeln.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass alle LSI-Krümmer vollständig aus Blech geformt, baugleich oder geometrisch identisch sind und dass am Gehäuse das Maß des Abstandes zwischen einer der beiden Ein- lassöffnungen und der Auslassöffnung zwischen 30 mm und 300 mm oder zwischen 50 mm und 120 mm beträgt.

Durch die identische Gestaltung der an den Sammelkrümmer beziehungsweise an das Gehäuse anschließenden LSI-Krümmer wird insbesondere bei 6-Zylinder-Reihenmotoren eine Akustik zwischen dem Auslass und dem Sammelrohr erreicht, die gegenüber bekannten Krümmersystemen harmonischer klingt. Diese Verbesserung wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn ein bestimmtes Maß des Abstandes zwischen einer der beiden Einlassöffnungen und der Auslassöffnung gegeben ist, das je nach Modell des Krümmersystems zwischen 50 mm und 120 mm variiert. Dabei wurde festgestellt, dass bei kleineren Abständen mit dem Vorteil einer geringen Baugröße das Klangverhalten schon mit geringfügigen Änderungen der Abstände extrem beeinflusst wird. Eine Vergrößerung des Abstandes hingegen bewirkt vorteilhafte Klangeigenschaften. Bevorzugt werden solche Krümmersysteme bei Lkw-Dieselmaschinen oder stationären Dieselmotoren eingesetzt, bei denen an den Sammelkrümmer anschließend ein Turbolader angeordnet ist. Das als zentrales und tragendes Teil ausgebildete Gehäuse stellt die notwendige Statik für die Verbindung des Turboladers mit den Auslässen am Motorgehäuse dar.

Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand in Abhängigkeit von Schallwellen des Abgases dimensioniert ist, deren Schallwellenlänge sich durch n ^* A2 oder 1/n*A2 berechnet, wobei n ein Element der natürlichen Zahlen, jedoch nicht Null ist. Dabei ist A2 das vorstehend beschriebene Maß für den Abstand zwischen einer der beiden Einlassöffnungen und der Auslassöffnung. L ist die mittlere physikalische Schallwellenlänge, welche sich aus dem Quotient von Ausbreitungsgeschwindigkeit C [m/s = Meter/Sekun-de] des Schalls im Abgas zur Frequenz f [1/s = 1/Sekunde = Herz] der Welle berechnet. Bei einer Abgastemperatur von 700 °C und einer Frequenz von 300 Herz [Hz] ergibt sich eine Wellenlänge von ca. 750 mm. Dieses Signal mit 300 Hz wird beispielsweise von einer 6-Zylinder Maschine bei 3000 Umdrehungen pro Minute [U/min = rpm] erzeugt. Dieses tieffrequente Signal würde mit einem Abstand von 1/10 der Wellenlänge, also mit einem Abstand A2 von 75 mm im Gehäuse hervorgehoben werden. Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die beiden Einlassöffnungen innerhalb des Gehäuses miteinander strömungstechnisch und akustisch im Austausch stehen, wodurch die Harmonisierung weiter gesteigert wird, weil ein dynamischer Ausgleich innerhalb des Gehäuses erfolgen kann.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Einlassöffnungen im Ge- häuse durch eine Kanalwand getrennt sind und durch die Kanalwand zwei

Strömungskanäle gebildet sind, wobei beide Strömungskanäle an der Auslassöffnung am Ende der Kanalwand münden und die beiden Strömungskanäle über eine stromauf der Auslassöffnung in der Kanalwand vorgesehene Öffnung oder Perforation strömungstechnisch und akustisch im Austausch stehen. Hierdurch werden die Eigenschaften einer absoluten Gruppentrennung ohne jegliche akustische und strömungsdynamische Wechselwirkung zwischen den beiden an die Strömungskanäle anschließenden Krümmerbereichen gekoppelt mit den Eigenschaften ohne Gruppentrennung mit voller akustischer und strömungsdynamischer Wechselwirkung. Durch die in der Kanalwand vorgesehene Öffnung oder Perforation wird die strö- mungsdynamische Wechselwirkung reduziert, jedoch bleibt gleichzeitig die akustische Wechselwirkung weitestgehend erhalten. Das Maß der akustischen Wechselwirkung schwankt dabei sowohl mit dem Abstand zwischen einer der beiden Einlassöffnungen und der Auslassöffnung als auch mit der Drehzahl, weil je nach Größe der Öffnung als Zwangsleckage die Wechsel- Wirkung mit steigender Drehzahl abnimmt.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Öffnung oder die Perforation einen Gesamtquerschnitt von zwischen 25 mm ² und 50 mm ² aufweist.

Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Sammelkrümmer beziehungsweise das Gehäuse als einteiliges Gussteil ausgebildet ist. Das Schwingungsverhalten eines Gussteils ist, soweit es die Akustik von Sammelkrümmern betrifft, im Vergleich zu der eines Blechteils sehr vorteilhaft.

Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn der Sammelkrümmer aus einem niedrig legierten Grauguss mit einem Koh- lenstoffgehalt von mindestens 1 ,00 Massen-% und weiteren Legierungszusätzen mit einem jeweiligen mittleren Gehalt von maximal 50,00 Massen-% gebildet ist. Solche als Grauguss bezeichneten Werkstoffe haben ein vorteilhaftes akustisches Schwingungsverhalten.

Alternativ kann es von Vorteil sein, wenn das Gehäuse vollständig aus Blech geformt, mehrteilig und doppelwandig sowie luftspaltisoliert mit einem Außengehäuse und einem Innengehäuse ausgebildet ist, wobei die Anschlussöffnung am Außengehäuse vorgesehen ist. Die akustischen Nachteile des Blechmaterials können durch eine besondere Formgebung des Außengehäuses kompensiert werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn der LSI-Krümmer eine Anschlussöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, wobei der LSI-Krümmer mit seiner Anschlussöffnung unmittelbar an den Sammelkrümmer angeschlossen und über seine Auslassöffnung mit der Anschlussöffnung eines weiteren LSI-Krümmers ver- bunden ist. Dadurch lassen sich beidseitig an einem Sammelkrümmer sowohl nur ein LSI-Krümmer als auch beidseitig zwei LSI-Krümmer anschließen. Das Krümmersystem mit zwei Blechkrümmern für eine 4-Zylinder- Brennkraftmaschine kann um zwei weitere gleiche Blechkrümmer ergänzt zu einem Krümmersystem für eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine erweitert werden.

Hierzu kann es vorteilhaft sein, wenn die Auslassöffnung des äußersten LSI- Krümmers durch einen Deckel verschlossen ist. Der Deckel passt entsprechend der Systematik auf jeden der baugleichen LSI-Krümmer.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der LSI-Krümmer mit dem Sammel- krümmer stoffschlüssig durch Schweißen oder Löten oder Kleben verbunden ist. Insbesondere die Schweißverbindung bei einem Sammelkrümmer aus Grauguss bietet eine sehr einfache und kostengünstige Herstellungsmethode. Es kann aus Gründen einer flexiblen Montage auch vorteilhaft sein, dass der LSI-Krümmer mit dem Sammelkrümmer formschlüssig mit einer Über- wurfmutter oder mit einer V-Band-Schelle oder mit einer Flanschverbindung oder mit einem Spannelement verbunden ist.

Weiter kann es von Vorteil sein, wenn der Sammelkrümmer nur eine Anschlussöffnung aufweist, über die mittel- oder unmittelbar zwei LSI-Krümmer angeschlossen sind. Diese unsymmetrische Bauweise hat bei besonderen Anwendungen akustische Vorteile gegenüber der symmetrischen Bauweise.

Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn der Sammelkrümmer die Auslassöffnungen mit einem Gehäuse eines Turboladers verbindet und hierzu ein zwischen dem Motorblock und dem Turbolader angeordnetes tragendes Bauteil bildet. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Figur 1a eine Schnittansicht eines als Sammelkrümmer ausgebildeten

Gehäuses mit in Wechselwirkung stehenden Strömungskanälen;

Figur 1b eine Seitenansicht des Sammelkrümmers gemäß Figur 1a;

Figur 2 eine Schnittansicht eines Krümmersystems mit einem Sammelkrümmer mit in Wechselwirkung stehenden Strömungskanälen und vier LSI-Krümmern; Figur 3 eine Schnittansicht eines Krümmersystems mit einem Sammelkrümmer mit in Wechselwirkung stehenden Strömungskanälen und zwei LSI-Krümmern;

Figur 4 einen Sammelkrümmer, doppelwandig aus Blech;

Figur 5 eine Schnittansicht einer Flanschverbindung zwischen Sammel- krümmer und LSI-Krümmer;

Figur 6 eine Schnittansicht einer Verbindung zwischen Sammelkrümmer und LSI-Krümmer über ein Inlay im Sammelkrümmer;

Figur 7a eine Ansicht eines Sammelkrümmers mit beidseitig angeordneter

V-Band-Schelle; Figur 7b eine Schnittansicht einer V-Band-Schellen-Verbindung zwischen

Sammelkrümmer und LSI-Krümmer;

Figur 8a eine schematische Darstellung des Abstandes zwischen einer jeweiligen Einlassöffnung und der Auslassöffnung bei einem Sammelkrümmer in einer Ansicht von oben; Figur 8b eine schematische Darstellung des Abstandes zwischen einer jeweiligen Einlassöffnung und der Auslassöffnung bei einem Sammelkrümmer in einer Seitenansicht.

In Figur 1a ist eine Schnittansicht eines als Sammelkrümmer ausgebildeten Gehäuses 2 mit in Wechselwirkung stehenden Strömungskanälen 25, 26 dargestellt. Das Gehäuse 2 ist aus einem Grauguss gebildet und weist neben zwei Einlassöffnungen 20, 21 zum Anschließen des Gehäuses 2 an nicht dargestellte Auslässe einer Brennkraftmaschine zudem zwei Anschlussöffnungen 22, 23 für jeweils einen LSI-Krümmer 31 , 32 auf. Von den beiden Einlassöffnungen 20, 21 erstrecken sich zwei nebeneinander angeordnete und über eine Kanalwand 27 teilweise getrennte Strömungskanäle 25, 26 innerhalb des Gehäuses 2 bis zu einer in Figur 1b dargestellten Auslassöffnung 24 des Gehäuses 2. Zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften des Sammelkrümmers 2 stehen die beiden Strömungskanäle 25, 26 über ei- ne Öffnung 271 in der Kanalwand 27 miteinander in Wechselwirkung.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Krümmersystems 1 ist das Gehäuse 2 nicht symmetrisch aufgebaut, weist jedoch ebenso wie das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1a und 1b neben den beiden Einlassöffnungen 20, 21 zwei Anschlussöffnungen 23 für jeweils einen LSI- Krümmer 31 , 32 auf. Von den beiden Einlassöffnungen 20, 21 erstrecken sich zwei Strömungskanäle 25, 26 innerhalb des Gehäuses 2 bis zu der Aus- lassöffnung 24 des Gehäuses 2. Die beiden Strömungskanäle 25, 26 sind auch hier teilweise durch eine Kanalwand 27 in ihrer Wechselwirkung getrennt. Die mit Pfeilen dargestellte mittlere Länge der beiden Strömungskanä- le 25, 26 entspricht einem zu den Figuren 8a und 8b näher beschriebenen

Abstand A2 zwischen der jeweiligen Einlassöffnung 20, 21 und der Auslassöffnung 24. In diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Abstände A2 um den Faktor 1 ,6.

In Figur 3 ist ein Gehäuse 2 für ein Krümmersystem 1 für eine Brennkraftma- schine mit vier in Reihe angeordneten Zylindern dargestellt. Das Gehäuse 2 weist nur eine Anschlussöffnung 22 für einen LSI-Krümmer 30 auf. Bei die- sem Gehäuse 2 ist keine Minderung der Wechselwirkung zwischen den beiden Strömungskanälen 25, 26 durch eine Kanalwand 27 vorgesehen.

In Figur 4 ist ein luftspaltisoliertes Gehäuse 2 dargestellt, das als Sammelkrümmer ausgebildet ist. Das Gehäuse 2 weist ein Außengehäuse 28 und zwei im Außengehäuse 28 integrierte Innengehäuse 29 auf.

Das Gehäuse 2 ist als tragendes Bauteil ausgebildet und verbindet die Auslässe des nicht dargestellten Motorblocks mit einem nicht dargestellten Gehäuse eines Turboladers. An das Gehäuse 2 schließen ein- oder beidseitig LSI-Krümmer 30-33 an, die keine tragende oder statisch relevante Funktion haben.

Die in den beiden Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 und 3 dargestellten LSI-Krümmer 30-33 sind aus Blech geformt und geometrisch identisch beziehungsweise baugleich. Durch die Formgleichheit aller LSI- Krümmer 30-33 werden die akustischen Eigenschaften in den wichtigsten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine verbessert, weil das Schwingungsund Resonanzverhalten bei allen LSI-Krümmern 30-33 identisch ist. Eine unterschiedliche Formgebung hätte unterschiedliche Schwingungs- und Resonanzverhalten zur Folge.

Zudem hat die baugleiche Form den Vorteil, dass in Kombination mit einem als Sammelkrümmer 2 für zwei Auslässe gebildeten Gehäuse 2 ein Krümmersystem 1 für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine durch zwei LSI- Krümmer 30, 33 ergänzt für eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Dabei wird der jeweils letzte LSI-Krümmer 30, 33 in der Reihe durch einen Deckel 4 verschlossen. Die Verbindung zwischen den LSI-Krümmern 30- 33 und zwischen dem Deckel 4 und dem jeweiligen LSI-Krümmer 30, 33 ist als Schweißverbindung ausgebildet.

Die identischen LSI-Krümmer 30 weisen als luftspaltisolierte Krümmer eine Innenschale 34 und eine die Innenschale 34 umgebende Außenschale 35 auf. Beide Schalen 34, 35 erstrecken sich von einer jeweiligen Einlassöff- nung 36 in Strömungsrichtung zu einer jeweiligen Auslassöffnung 37 und entgegen der Strömungsrichtung zu einer jeweiligen Anschlussöffnung 38. An den jeweiligen Öffnungen 36-38 schließen die Innenschale 34 und die Außenschale 35 in einer der Strömungsrichtungen bündig miteinander ab.

Beim Anschluss des jeweiligen LSI-Krümmers 30-33 an das Gehäuse 2 ist für die jeweils vorgesehene Verbindungstechnik die Außenschale 35 maßgeblich. Die Innenschale 34 wird in der Regel nur in das Gehäuse 2 eingesteckt.

Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 2 und der Außenschale 35 des jeweiligen LSI-Krümmers 31 , 32 ist bevorzugt als Schweißverbindung ausge- bildet. Alternativ hierzu ist gemäß den Figuren 5-7b eine Verbindung als Flansch 7 oder Inlay 8 oder V-Band-Schelle 6 vorgesehen.

Der in den Figuren 8a und 8b dargestellte Abstand A2 zwischen der jeweiligen Einlassöffnung 20, 21 und der Auslassöffnung 24 ist auch von den Größenverhältnissen der jeweiligen Durchmesser De der Einlassöffnungen 20, 21 zu den Durchmessern Da der Auslassöffnung 24 abhängig. Für eine optimale akustische Anpassung an die wichtigsten Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, insbesondere in Bezug auf die für die wichtigsten Lastbereiche maßgeblichen Drehzahlen, sind somit die Abstände A2, die Durchmesserverhältnisse De, Da und die Baugleichheit der LSI-Krümmer 30- 33 maßgeblich.