DE102013006302A1

DE102013006302A1 - Aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform und Baukastensysteme für solche Brennkraftmaschinen sowie Aufladungseinrichtungen

Info

Publication number: DE102013006302A1
Application number: DE102013006302.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Söngen; Johannes Bertenbreiter; Florian Eppler
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2033-04-13
Also published as: CN104100360A; CN104100360B; FI20145332L; KR20140123445A; JP2014206168A; KR102080949B1; DE102013006302B4; JP6388429B2; FI128559B

Abstract

Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen, mit Motoren (11, 11''), die Zylinder (12) aufweisen, wobei den Zylindern des jeweiligen Motors über eine zu den Zylinder führende Ladeluftleitung verdichtete Ladeluft zuführbar ist, und wobei von den Zylindern des jeweiligen Motors über eine von den Zylindern wegführende Abgasleitung Abgas abführbar ist; und mit Aufladungseinrichtungen (13, 13', 13''), die mindestens einen Abgasturbolader (15, 16) aufweisen, wobei in dem oder jedem Abgasturbolader (15, 16) der jeweiligen Aufladungseinrichtung von Zylindern des jeweiligen Motors abgeführtes Abgas entspannbar und hierbei gewonnenen Energie zum Verdichten der den Zylindern des jeweiligen Motors zuzuführenden Ladeluft nutzbar ist; wobei die Aufladungseinrichtungen (13, 13', 13'') aus mehreren Baukastenmodulen zusammensetzbar sind, nämlich derart, dass für einen Motor (11) in R-Bauweise ein Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, und ein motorseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite (29) oder einer Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist, wohingegen ein Luftansaugelement (23), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und ein umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22), welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist; und dass für einen Motor (11'') in V-Bauweise die Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), die motorseitigen Abgaskrümmer und die Luftansaugelemente (23) des Motors in R-Bauweise zum Einsatz kommen, jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22'') und ein an die V-Bauweise angepasster Wasserkasten (28'') zum Einsatz kommt.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen und ein Baukastensystem für Aufladungseinrichtungen.
Bislang handelt es sich bei Brennkraftmaschinen immer um individuell auf einen definierten Einsatzzweck und definierte Anforderungen konstruierte Brennkraftmaschinen. Soll eine Brennkraftmaschine neu entwickelt werden, so werden in der Regel sämtliche Baugruppen derselben einer Neuentwicklung unterzogen. Dies ist auch bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen der Fall, bei welchen insbesondere die Baugruppen einer Aufladungseinrichtung immer individuell konstruiert werden, nämlich darauf angepasst, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite oder einer Kupplungsgegenseite an den eigentlichen Motor der Brennkraftmaschine angebunden wird, sowie darauf angepasst, ob die Aufladungseinrichtung an einem Motor in R-Bauweise oder an einem Motor in V-Bauweise zum Einsatz kommt. Bislang ist es nicht oder nur in stark eingeschränktem Umfang möglich, bei einer Neuentwicklung einer Brennkraftmaschine auf bestehende Komponenten zuzugreifen und dieselben weiterzunutzen. Dies ist von Nachteil.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen, ein Baukastensystem für Aufladungseinrichtungen sowie eine aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Baukastensystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine umfasst Motoren, die Zylinder aufweisen, wobei den Zylindern des jeweiligen Motors über eine zu den Zylinder führende Ladeluftleitung Ladeluft zuführbar ist, und wobei von den Zylindern des jeweiligen Motors über eine von den Zylindern wegführende Abgasleitung Abgas abführbar ist. Ferner umfasst das Baukastensystem Aufladungseinrichtungen, die mindestens einen Abgasturbolader aufweisen, wobei in dem oder jedem Abgasturbolader der jeweiligen Aufladungseinrichtung von Zylindern des jeweiligen Motors abgeführtes Abgas entspannbar und hierbei gewonnenen Energie zum Verdichten der den Zylindern zuzuführenden Ladeluft nutzbar ist.
Die Aufladungseinrichtungen sind aus mehreren Baukastenmodulen zusammensetzbar, nämlich derart, dass für einen Motor in R-Bauweise ein Ladeluftkühlergehäuse, welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, und ein motorseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite oder einer Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist, wohingegen ein Luftansaugelement, welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und ein umgebungsseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder der Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist; und dass für einen Motor in V-Bauweise die Ladeluftkühlergehäuse, die motorseitigen Abgaskrümmer und die Luftansaugelemente für den Motor in R-Bauweise zum Einsatz kommen, jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer zum Einsatz kommt. Dieser an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitige Abgaskrümmer ist unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder der Kupplungsgegenseite des Motors in V-Bauweise an denselben angebunden ist.
Das erfindungsgemäße Baukastensystem ermöglicht es, Berechnungs- und Versuchsergebnisse, die bei der Entwicklung einer Brennkraftmaschine angefallen sind, auf andere Brennkraftmaschinen zu übertragen. Für unterschiedliche Brennkraftmaschinen können so einheitliche Baugruppenkonzepte bereitgestellt und Baugruppenvarianten über die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Brennkraftmaschinen reduziert werden. Ferner kann die Ersatzteilhaltung beim Kunden sowie Hersteller vereinfacht werden. Schulungsaufwände für Kunden und Servicepersonal können reduziert werden.
Für einen Motor in R-Bauweise mit einer vorzugsweise einen Hochdruckturbolader und einen Niederdruckturbolader aufweisenden mehrstufigen Aufladungseinrichtung sind der oder jeder Turbolader, der oder jeder Ladeluftkühler, ein Wasserkasten und gegebenenfalls eine Luftführung vom Ladeluftkühlergehäuse zum Hochdruckturbolader unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder der Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist. Für einen Motor in R-Bauweise sind ein sich zwischen dem Hochdruckturbolader und dem Niederdruckturbolader erstreckender Abgaskrümmer abhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder der Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist.
Für einen Motor in V-Bauweise kommen der oder jeder Turbolader, der oder jeder Ladeluftkühler und gegebenenfalls die Luftführung vom Ladeluftkühlergehäuse zum Hochdruckturbolader des Motors in R-Bauweise zum Einsatz.
Für einen Motor in V-Bauweise kommt ein an die V-Bauweise angepasster Wasserkasten zum Einsatz, der unabhängig davon ist, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite des Motors in V-Bauweise oder die Kupplungsgegenseite des Motors in V-Bauweise an denselben angebunden ist.
Hiermit ist es möglich, sowohl für Motoren in R-Bauweise als auch für Motoren in V-Bauweise für die unterschiedlichen Anbindungsmöglichkeiten der Aufladungseinrichtung an den Motor, nämlich für die Anbindungsmöglichkeit an die Kupplungsgegenseite sowie die Anbindungsmöglichkeit an die Kupplungsgegenseite des Motors, die Anzahl der Gleichteile zu erhöhen und die Anzahl der an die konkrete Ausführungsform der Brennkraftmaschine anzupassenden Baugruppen auf ein Minimum zu reduzieren.
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in Baukastenform ist in Anspruch 7 definiert. Ein erfindungsgemäßes Baukastensystem für Aufladungseinrichtungen ist in Anspruch 9 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine erste Brennkraftmaschine in Baukastenbauform;
2 die Brennkraftmaschine der 1 in einer zweiten Ansicht;
3 eine zweite Brennkraftmaschine in Baukastenbauform;
4 die Brennkraftmaschine der 3 in einer zweiten Ansicht;
5 eine dritte Brennkraftmaschine in Baukastenbauform; und
6 eine vierte Brennkraftmaschine in Baukastenbauform.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenform, bei welcher unabhängig von der konkreten Ausführung der Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Kernkomponenten derselben im Sinne eines morphologischen Baukastensystems unverändert oder mit minimalen Anpassungen genutzt werden können.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen und ein Baukastensystem für Aufladungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen.
1 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinen, die unter Nutzung der erfindungsgemäßen Baukastensysteme, nämlich des erfindungsgemäßen Baukastensystems für aufgeladene Brennkraftmaschinen sowie des erfindungsgemäßen Baukastensystems für Aufladungseinrichtungen, gebildet sind.
So zeigen 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine 10, die einen Motor 11 mit mehreren Zylindern 12 sowie eine Aufladungseinrichtung 13 umfasst.
In den Zylindern 12 des Motors 11 wird Kraftstoff verbrannt, wobei hierzu den Zylindern 12 des Motors 11 über eine zu den Zylindern 12 führende und in 1 und 2 nicht sichtbare Ladeluftleitung in der Aufladungseinrichtung 13 verdichtete Ladeluft zugeführt werden kann, und wobei von den Zylindern 12 des Motors 11 Abgas, welches bei der Verbrennung von Kraftstoffs entsteht, über eine von den Zylindern 12 wegführende Abgasleitung 14 in Richtung auf die Aufladungseinrichtung 13 abgeführt werden kann. In 1 und 2 handelt es sich bei dem Motor 11 um einen Motor in R-Bauweise, bei welchem also sämtliche Zylinder 12 hintereinander in einer Reihe angeordnet sind.
Die Aufladungseinrichtung 13 der Brennkraftmaschine 10 der 1 und 2 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Abgasturbolader, nämlich einen Niederdruckturbolader 15 und einen Hochdruckturbolader 16. Der Niederdruckturbolader 15 umfasst einen Niederdruckverdichter 17 und eine Niederdruckturbine 18. Der Hochdruckturbolader 16 umfasst einen Hochdruckverdichter 19 und eine Hochdruckturbine 20.
In den beiden Abgasturboladern 15, 16 kann Abgas, welches über die Abgasleitung 14 von den Zylindern 12 des Motors 11 abgeführt wird, entspannt werden, um hierbei gewonnene Energie zum Verdichten der den Zylindern 12 des Motors 11 zuzuführenden Ladeluft zu nutzen.
Abgas, welches von den Zylindern 12 des Motors 11 in Richtung auf die Aufladungseinrichtung 13 der Brennkraftmaschine der 1 und 2 abgeführt wird, gelangt zunächst in den Bereich der Hochdruckturbine 20 des Hochdruckturboladers 16, wobei das Abgas in der Hochdruckturbine 20 des Hochdruckturboladers 16 teilweise entspannt wird und anschließend in den Bereich der Niederdruckturbine 18 des Niederdruckturboladers 15 gelangt, um im Bereich der Niederdruckturbine 18 des Niederdruckturboladers 15 weiter entspannt zu werden. Die Überführung des Abgases von der Abgasleitung 14 in Richtung auf die Hochdruckturbine 20 des Hochdruckturboladers 16 erfolgt über einen in 1 und 2 nicht gezeigten, motorseitigen Abgaskrümmer, der zwischen die Abgasleitung 14 und die Hochdruckturbine 20 des Hochdruckturboladers 16 geschaltet ist. Zwischen der Hochdruckturbine 20 des Hochdruckturboladers 16 und der Niederdruckturbine 18 des Niederdruckturboladers 15 erstreckt sich ein weiterer Abgaskrümmer 21, um das Abgas von der Hochdruckturbine 20 in den Bereich der Niederdruckturbine 18 zu leiten. Abgas, welches die Niederdruckturbine 18 des Niederdruckturboladers 15 verlässt, gelangt über einen umgebungsseitigen Abgaskrümmer 22 in die Umgebung der Aufladungseinrichtung 13, wobei hierunter auch ein Kamin bzw. eine zu einem Abgasnachbehandlungssystem führende Abgasleitung zu verstehen ist.
Die bei der Entspannung des Abgases in den Abgasturboladern 15, 16 gewonnene Energie wird genutzt, um Ladeluft sukzessive zu verdichten, wobei gemäß 1 und 2 über ein Luftansaugelement 23, welches vorzugsweise einen Schalldämpfer aufweist, Luft aus der Umgebung angesaugt wird, die zunächst im Bereich des Niederdruckverdichters 17 des Niederdruckturboladers 15 verdichtet wird.
Ausgehend von dem Niederdruckverdichter 17 des Niederdruckturboladers 15 wird verdichtete Ladeluft einem in einem Ladeluftkühlergehäuse 24 aufgenommenen ersten Ladeluftkühler 25 zugeführt, um anschließend in den Bereich des Hochdruckverdichters 19 des Hochdruckturboladers 16 zu gelangen. Den Hochdruckverdichter 19 des Hochdruckturboladers 16 verlassende Ladeluft wird über eine Luftführung 33 einem weiteren vom Ladeluftkühlergehäuse 24 aufgenommenen Ladeluftkühler 27 zugeführt, wobei anschließend die diesen Ladeluftkühler 27 verlassende Ladeluft über das Ladeluftkühlergehäuse 24 der in den 1 und 2 nicht gezeigten Ladeluftleitung zugeführt wird, um so den Zylindern 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt zu werden. Mit dem Ladeluftkühlergehäuse 24 bzw. den von denselben aufgenommenen Ladeluftkühlern 25, 27 wirkt ein Wasserkasten 28 zusammen, in welchem zur Kühlung der Ladeluft benötigtes Kühlmedium bereitgehalten ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind sämtliche Baugruppen der Aufladungseinrichtung 13 an der sogenannten Kupplungsseite 29 des Motors 11 verbaut.
Die in 1 und 2 gezeigte Brennkraftmaschine ist aus einem Baukastensystem gebildet bzw. zusammengesetzt, wobei das Baukastensystem Motoren und Aufladungseinrichtungen umfasst, aus welchen der in 1 und 2 gezeigte Motor 11 in R-Bauweise sowie die in 1 und 2 gezeigten Baugruppen der Aufladungseinrichtung 13 zur Anbindung derselben an der Kupplungsseite 29 des Motors 11 gewählt bzw. entnommen sind.
Hierbei ist die Aufladungseinrichtung 13 aus mehreren Baukastenmodulen des Baukastensystems zusammengesetzt, nämlich derart, dass für einen Motor in R-Bauweise das Ladeluftkühlergehäuse 24, welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung 13 zum Motor 11 definiert, und der motorseitige, in 1 und 2 nicht gezeigte Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung 13 zum Motor 11 definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung 13 an der Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite des Motors 11 angebunden ist.
Hingegen sind das Luftansaugelement 23, welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung 13 zur Umgebung definiert, und der umgebungsseitige Abgaskrümmer 23, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung 13 zur Umgebung definiert, unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung 13 an der Kupplungsseite oder an der Kupplungsgegenseite des Motors 11 angebunden ist.
Ferner sind bei einem Motor in R-Bauweise mit mehrstufiger Aufladungseinrichtung 13 der Hochdruckturbolader 16, der Niederdruckturbolader 15, die Ladeluftkühler 25 und 27, der Wasserkasten 28 und die Luftführung 26 vom Ladeluftkühlergehäuse 24 zum Hochdruckturbolader 16 unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung 13 an der Kupplungsseite oder an der Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist. Hingegen sind für einen Motor in R-Bauweise eine in 1 und 2 nicht sichtbare Luftführung von dem Niederdruckturbolader 15 zum Ladeluftkühlergehäuse 24 und der sich zwischen dem Hochdruckturbolader 16 und dem Niederdruckturbolader 15 erstreckende Abgaskrümmer 21 abhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung 13 an der Kupplungsseite oder an der Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist.
Die obigen Zusammenhänge für die Baukastenmodule des Motors in R-Bauweise, also für diejenigen Baukastenmodule der Aufladungseinrichtung 13, die unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung 13 an der Kupplungsseite oder an der Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist, sowie für diejenigen Baukastenmodule, die abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist, ergeben sich auch aus 3 und 4, welche eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Motor 11 in R-Bauweise zeigen, bei welchem die Aufladungseinrichtung 13 im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 und 2 nicht an die Kupplungsseite des Motors 11 angebunden sind, sondern vielmehr an die Kupplungsgegenseite 30 des Motors 11.
In 3 und 4 werden für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet wie in 1 und 2, wobei für solche Baukastenmodule der Aufladungseinrichtung 13' des Motors 10' der 3 und 4, die bei dem Motor in R-Bauweise davon abhängig sind, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite oder an die Kupplungsgegenseite angebunden ist, ein mit einem hochgestellten Strich versehenes Bezugszeichen verwendet wird. So folgt aus einem Vergleich der Brennkraftmaschine 10 der 1 und 2 mit der Brennkraftmaschine 10' der 3 und 4, dass für die Aufladungseinrichtungen 13, 13' acht Baukastenmodule der Aufladungseinrichtungen 13, 13' identisch sind und vier Baukastenmodule der Aufladungseinrichtungen 13, 13' abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite des Motors 11 angebunden ist.
Wie bereits oben ausgeführt, sind für einen Motor in R-Bauweise das Ladeluftkühlergehäuse 24, 24', welches die ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, sowie der nicht gezeigte motorseitige Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite oder an die Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist.
Ferner sind für den Motor in R-Bauweise der sich zwischen dem Hochdruckturbolader 16 und dem Niederdruckturbolader 15 erstreckende Abgaskrümmer 21, 21' abhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung 13, 13' an der Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist.
Demgegenüber sind für einen Motor in R-Bauweise das Luftansaugelement 23, welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und der umgebungsseite Abgaskrümmer 22, welcher die abgasseitige Schnittstelle 23 Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist.
Ferner sind für einen Motor in R-Bauweise der Hochdruckturbolader 16, der Niederdruckturbolader 15, die Ladeluftkühler 25 und 27, der Wasserkasten 28 und die Luftführung 26 von dem Ladeluftkühlergehäuse 24, 24' zum Hochdruckturbolader 16 unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an die Kupplungsseite oder an die Kupplungsgegenseite des Motors angebunden ist.
Das erfindungsgemäße Baukastensystem für die aufgeladenen Brennkraftmaschinen bzw. das erfindungsgemäße Baukastensystem für die Aufladungseinrichtungen solcher Brennkraftmaschinen erlaubt weiterhin für einen Motor in V-Bauweise die Verwendung einer Vielzahl von Gleichteilen bzw. identischen Baukastenmodulen, die bei einem Motor in R-Bauweise zum Einsatz kommen.
So zeigt 5 eine Brennkraftmaschine 10'' mit einem Motor 11'' in V-Bauweise, dessen Zylinder 12 in zwei Zylinderbänken gruppiert sind, die in einem V-Winkel zueinander stehen. Für den Motor 11'' in V-Bauweise kommen für jede Zylinderbank jeweils ein Hochdruckturbolader 16 und jeweils ein Niederdruckturbolader 15 zum Einsatz, wobei für den Motor 11'' in V-Bauweise diese beiden Turbolader 15, 16 identisch zu den Turboladern 15, 16 sind, die bei einem Motor in R-Bauweise zum Einsatz kommen. Weiterhin kommen an einem Motor 11'' in V-Bauweise insbesondere auch die Ladeluftkühlergehäuse 24, 24' mit den Ladeluftkühlern 25, 27, die motorseitigen Abgaskrümmer und die Abgaskrümmer 21, 21', die Luftansaugelemente 23 und die Luftführungen von den Ladeluftkühlergehäusen 24, 24' zu den Turboladern des Motors in R-Bauweise identisch zum Einsatz.
Für einen Motor 11'' in V-Bauweise wird jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer 22'' bereitgehalten, in dem das Abgas von beiden Niederdruckturboladern 15 geleitet werden kann. Für einen Motor 11'' in V-Bauweise ist dieser umgebungsseitige Abgaskrümmer 22'' unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung 13'' an die Kupplungsseite oder an die Kupplungsgegenseite des Motors 11'' in V-Bauweise angebunden ist.
Für einen Motor 11'' in V-Bauweise kommt weiterhin ein an die V-Bauweise angepasster Wasserkasten 28'' zum Einsatz, der sich gemäß 5 unterhalb der beiden auch bei einem Motor in R-Bauweise verwendbaren Ladeluftkühlergehäuse 24, 24' erstreckt, wobei dieser Wasserkasten 28'', der an den Motor 11'' in V-Bauweise angepasst ist, unabhängig davon ist, ob die Aufladungseinrichtung 13'' an der Kupplungsseite oder an der Kupplungsgegenseite des Motors 11'' angebunden wird.
Bei den erfindungsgemäßen Baukastensystem kommen demnach für einen Motor 11 in R-Bauweise eine Vielzahl von Baukastenmodulen zum Einsatz, die für einen Motor in R-Bauweise unabhängig davon sind, ob die an den Motor in R-Bauweise anzubindende Aufladungseinrichtung 13, 13' an der Kupplungsseite 29 oder Kupplungsgegenseite 30 des Motors 11 anzubinden ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel können für einen Motor in R-Bauweise zumindest acht Baukastenmodule unabhängig davon vorgehalten werden, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite zu montieren ist. Eine geringere Anzahl von Baukastenmodulen, nämlich in der bevorzugten Ausführungsvariante lediglich vier Baukastenmodule, sind für einen Motor 11 in R-Bauweise abhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite 29 oder Kupplungsgegenseite 30 des Motors angebunden wird. Für einen Motor 11'' in V-Bauweise müssen lediglich zwei zusätzliche Baukastenmodule bereitgehalten werden, die an die V-Bauweise angepasst sind, wobei diese beiden oben beschriebenen Module 22'' und 28'' unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung 13'' an der Kupplungsseite oder Kupplungsgegenseite anzubinden ist.
6 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung für die Brennkraftmaschine 10' der 3 und 4, bei welcher an die Aufladungseinrichtung 13' als weiteres Baukastenmodul des Baukastensystems ein SCR-Katalysator 31 angebunden ist, nämlich derart, dass Abgas, welches den Hochdruckturbolader 16 verlässt, zunächst über den SCR-Katalysator 31 geleitet wird, bevor das Abgas in den Bereich des Niederdruckturboladers 15 gelangt.
Dieser SCR-Katalysator 31 ist unabhängig davon, ob ein Motor 11 in R-Bauweise oder ein Motor 11'' in V-Bauweise vorliegt, sowie unabhängig davon, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite 29 oder Kupplungsgegenseite 30 des jeweiligen Motors angebunden werden soll.
Mit der hier vorliegenden Erfindung werden demnach Baukastensysteme für aufgeladene Brennkraftmaschinen sowie Aufladungseinrichtungen vorgeschlagen, die es ermöglichen, für Motoren in R-Bauweise sowie für Motoren in V-Bauweise sowie für die unterschiedlichen Anbindungsmöglichkeiten der Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite sowie Kupplungsgegenseite eine Vielzahl identischer Baukastenmodule vorzuhalten, wodurch es möglich ist, Baugruppenvarianten zu reduzieren, Schulungsaufwände für Kunden gering zu halten und weiterhin bei der Neuentwicklung von Motoren auf bestehende Berechnungs- und Versuchsergebnisse zurückzugreifen.

Claims

Baukastensystem für aufgeladene Brennkraftmaschinen, mit Motoren (11, 11''), die Zylinder (12) aufweisen, wobei den Zylindern (12) des jeweiligen Motors über eine zu den Zylinder führende Ladeluftleitung verdichtete Ladeluft zuführbar ist, und wobei von den Zylindern (12) des jeweiligen Motors über eine von den Zylindern wegführende Abgasleitung Abgas abführbar ist; mit Aufladungseinrichtungen (13, 13', 13''), die mindestens einen Abgasturbolader (15, 16) aufweisen, wobei in dem oder jedem Abgasturbolader (15, 16) der jeweiligen Aufladungseinrichtung von Zylindern des jeweiligen Motors abgeführtes Abgas entspannbar und hierbei gewonnenen Energie zum Verdichten der den Zylindern des jeweiligen Motors zuzuführenden Ladeluft nutzbar ist; wobei die Aufladungseinrichtungen (13, 13', 13'') aus mehreren Baukastenmodulen zusammensetzbar sind, nämlich derart, dass für einen Motor (11) in R-Bauweise ein Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, und ein motorseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite (29) oder einer Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist, wohingegen ein Luftansaugelement (23), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und ein umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22), welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist; für einen Motor (11'') in V-Bauweise die Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), die motorseitigen Abgaskrümmer und die Luftansaugelemente (23) des Motors in R-Bauweise zum Einsatz kommen, jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22'') zum Einsatz kommt.
Baukastensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Motor (11'') in V-Bauweise der umgebungsseitige Abgaskrümmer (22'') unabhängig davon ist, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite oder einer Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist.
Baukastensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Motor (11) in R-Bauweise mit einer insbesondere einen Hochdruckturbolader (16) und einen Niederdruckturbolader (15) aufweisenden Aufladungseinrichtung weiterhin der oder jeder Turbolader (15, 16), der oder jeder Ladeluftkühler (25, 27), ein Wasserkasten (28) und gegebenenfalls eine Luftführung (26) von dem Ladeluftkühlergehäuse (24, 24') zum Hochdruckturbolader (16) unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung (13, 13') an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des jeweiligen Motors (11, 11') an denselben angebunden ist.
Baukastensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Motor (11, 11') in R-Bauweise ein sich zwischen dem Hochdruckturbolader (16) und dem Niederdruckturbolader (15) erstreckender Abgaskrümmer (21, 21') und gegebenenfalls eine Luftführung von dem Niederdruckturbolader (15) zum Ladeluftkühlergehäuse (24, 24') abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung (13, 13') an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des jeweiligen Motors (11, 11') an denselben angebunden ist.
Baukastensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Motor (11'') in V-Bauweise der oder jeder Turbolader (15, 16), der oder jeder Ladeluftkühler (25, 27) und gegebenenfalls die Luftführung (26) vom Ladeluftkühlergehäuse (24, 24') zum Hochdruckturbolader (16) für den Motor in R-Bauweise zum Einsatz kommen.
Baukastensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Motor (11'') in V-Bauweise ein an die V-Bauweise angepasster Wasserkasten (28'') zum Einsatz kommt, der unabhängig davon ist, ob die Aufladungseinrichtung (13'') an einer Kupplungsseite oder einer Kupplungsgegenseite des Motors an denselben angebunden ist.
Brennkraftmaschine in Baukastenbauform, mit einem Motor (11, 11''), der Zylinder (12) aufweist, wobei den Zylindern über eine zu denselben führende Ladeluftleitung verdichtete Ladeluft zuführbar ist, und wobei von den Zylindern über eine von denselben wegführende Abgasleitung Abgas abführbar ist, und mit einer Aufladungseinrichtung (13, 13', 13''), die mindestens einen Abgasturbolader aufweist, wobei in dem oder jedem Abgasturbolader von Zylindern abgeführtes Abgas entspannbar und hierbei gewonnenen Energie zum Verdichten der den Zylindern zuzuführenden Ladeluft nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladungseinrichtung (13, 13', 13'') aus mehreren Baukastenmodulen zusammengesetzt ist, nämlich derart, dass für einen Motor (11) in R-Bauweise ein Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, und ein motorseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite (29) oder einer Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist, wohingegen ein Luftansaugelement (23), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und ein umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22), welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist, und dass für einen Motor (11'') in V-Bauweise die Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), die motorseitigen Abgaskrümmer und die Luftansaugelemente (23) des Motors in R-Bauweise zum Einsatz kommen, jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22'') zum Einsatz kommt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6.
Baukastensystem für Aufladungseinrichtungen, wobei die Aufladungseinrichtungen aus mehreren Baukastenmodulen zusammensetzbar sind, nämlich derart, dass für einen Motor (11) in R-Bauweise ein Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, und ein motorseitiger Abgaskrümmer, welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zum Motor definiert, abhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an einer Kupplungsseite (29) oder einer Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist, wohingegen ein Luftansaugelement (23), welches eine ladeluftseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, und ein umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22), welcher eine abgasseitige Schnittstelle der Aufladungseinrichtung zur Umgebung definiert, unabhängig davon sind, ob die Aufladungseinrichtung an der Kupplungsseite (29) oder der Kupplungsgegenseite (30) des Motors an denselben angebunden ist; für einen Motor (11'') in V-Bauweise die Ladeluftkühlergehäuse (24, 24'), die motorseitigen Abgaskrümmer und die Luftansaugelemente (23) des Motors in R-Bauweise zum Einsatz kommen, jedoch ein an die V-Bauweise angepasster, umgebungsseitiger Abgaskrümmer (22'') und ein an die V-Bauweise angepasster Wasserkasten (28'') zum Einsatz kommt.
Baukastensystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6.