DE4433285A1 - Verbrennungsluftleitung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein Pleuel angelenkt ist, das einen Kolben trägt, der in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinderrohr bewegbar ist, wobei in den Zylinderkopf einge­ lassene Gaswechselventile mit einer Abgasleitung und einer Ver­ brennungsluftleitung verbunden sind.

Eine derartige Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungsluftleitung ist aus der EP-A 0 448 431 bekannt. Diese Verbrennungsluftleitung ist kompliziert geformt, so daß der Herstellungsaufwand erheblich ist. Zudem sind durch diese Ausgestaltung die Strömungsverhältnisse nicht optimal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungsluftleitung bereitzustellen, die die zuvor geschilderten Nachteile vermeidet und darüber hinaus für eine weitgehend ölfreie Ver­ brennungsluftzuführung zu den einzelnen Zylindern sorgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verbrennungsluftleitung an geodätisch niedrigster Stelle eine Ölfangvorrichtung aufweist, die als Wanne ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, daß das in der Ver­ brennungsluft mitgeführte Öl, das sich während des Durchströmens durch die Verbrennungsluftleitung an deren Wänden absetzt und somit aus der Verbrennungsluft ausscheidet, in der unterhalb der Verbrennungsluftlei­ tung angeordneten Wanne sammelt. Das so gesammelte Öl kann dann in geeigneter Form abgeleitet und dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Wanne einstückig mit der Ver­ brennungsluftleitung gefertigt und die Querschnittsfläche der Wanne bildet eine Zusatzfläche zu der Querschnittsfläche der Verbrennungsluftleitung. Die Verbrennungsluftleitung ist dabei im wesentlichen rohrförmig ausge­ bildet. Die Wanne ist zumindest angenähert trapezförmig ausgebildet, wobei sich deren trapezförmige Seitenwände unterhalb der Äquatorebene in geradliniger Verlängerung der Wände der Verbrennungsluftleitung an­ geordnet. Durch diese Ausbildung ist eine fertigungstechnisch sehr günstig zu realisierende Form realisiert, die zudem ausgesprochen steif und somit auch bezüglich der Geräuschemission sehr günstig ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Verbrennungsluftleitung eine Lade­ luftleitung und aus Ladeluftleitungsabschnitten zusammensetzbar. Gerade bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird beobachtet, daß über die Kur­ belgehäuseentlüftung mitgeführtes Öl trotz eines Ölabscheiders nicht so weit aus der anschließend verdichtenden Verbrennungsluft ausgeschie­ den ist, daß in der nachfolgenden Ladeluftleitung keine weitere Ölab­ scheidung mehr erfolgt. Daher ist insbesondere bei einer Ladeluftleitung eine Ölfangvorrichtung in Form einer Wanne vorteilhaft einsetzbar. Die Ladeluftleitung aus einzelnen Ladeluftleitungsabschnitten zusammenzu­ setzen, ist insbesondere für eine in mehreren Varianten gefertigte Brenn­ kraftmaschine einer Baureihe vorteilhaft, wenn beispielsweise verschie­ dene Zylinderzahlen realisiert werden sollen. So ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung möglich und vorgesehen bei einer 16-zylindrigen V-Brennkraftmaschine die Ladeluftleitungsabschnitte von zwei benachbar­ ten Zylindern einer Reihe und der entsprechenden gegenüberliegenden Zylinderreihe an einem Ladeluftleitungsabschnitt anzuschließen, so daß dieser Ladeluftleitungsabschnitt vier Zylinder mit Ladeluft versorgt. Somit kann durch einfaches Aneinandersetzen von Ladeluftleitungsabschnitten beispielsweise eine 8-Zylinderversion, eine 12-Zylinderversion und die erwähnte 16-Zylinderversion mit identisch ausgebildeten Ladeluftleitungs­ abschnitten realisiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Wanne aus Wannenabschnitten entsprechend den Ladeluftleitungsabschnitten zusammengesetzt. Diese Ausbildung bietet sich für ein produktionstechnisch einfaches und kosten­ günstiges Herstellen einer derart ausgebildeten Ladeluftleitung an.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Wannenabschnitten an ihren längsseitigen Enden Schottwände auf, die der Kontur der rohrförmigen Ladeluftleitung entsprechen. Diese Schottwände gewährleisten einerseits eine weitere Versteifung der Wannenabschnitte mitsamt den Ladeluftlei­ tungsabschnitten und sie bewirken darüber hinaus eine Strömungsberuhi­ gung in den Wannenabschnitten. Dadurch kann das aus der Ladeluft aus­ geschiedene Öl sich ohne weiter von der Luftströmung mitgerissen zu werden in der Wanne absetzen und abgeführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist an die Ladeluftleitung an geodätisch höchster Stelle eine Kühlwasserleitung einstückig angeformt. Dabei ist die Kühlwasserleitung entsprechend den Ladeluftleitungsabschnitten unter­ teilt. Durch diese Kühlwasserleitung beziehungsweise diese Kühlwasserlei­ tungsabschnitte wird das Kühlwasser, das über Verbindungsstücke von den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine in diese Leitung eingeleitet wird zu einem Kühlwasserwärmetauscher zurückgeführt. Die Kombination der Kühlwasserleitung mit der Ladeluftleitung trägt also mit zu einer weite­ ren Verringerung des Bau- und Fertigungsaufwandes der Brennkraftma­ schine bei, da das Kühlwasser aus den gleichen Zylinderköpfen, die um­ gekehrt mit Ladeluft versorgt werden müssen, abgeführt werden muß.

In Weiterbildung der Erfindung schließt die Kühlwasserleitung direkt an die Ladeluftleitung an, so daß beide Leitungen eine gemeinsame Trenn­ wand aufweisen. Diese Ausbildung gewährleistet eine weitere fertigungs­ technisch und auch kostenmäßig günstige Ausgestaltung. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch vorgesehen, die Ladeluftleitung und die Kühl­ wasserleitung zwar einstückig, aber nicht mit einer gemeinsamen Trenn­ wand auszubilden. Durch diese Ausgestaltung wird eine thermische Isola­ tion von beiden Leitungen erreicht, die bei bestimmten Anwendungsfällen nötig sein kann.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Ladeluftleitung und die Kühl­ wasserleitung außenliegende Befestigungsflansche auf. Diese Ausbildung ermöglicht ein einfaches Verbinden der einzelnen Leitungsabschnitte un­ tereinander und an den Endbereichen mit entsprechenden Deckeln oder Anschlußstücken.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Wanne an einem stirnseitigen Ende von außen zugängliche Einbuchtungen auf, die das Einführen von Befestigungsschrauben in in die Schottwand eingelassene Befestigungs­ löcher ermöglichen. Weiterhin sind in dem gegenüberliegenden stirnseiti­ gen Ende der Wanne in die dortige Schottwand den Befestigungslöchern gegenüberliegende Sacklochgewinde eingelassen. Diese Ausbildung er­ möglicht in dem Bereich der Wanne eine sehr platzsparende und die Außenkontur der Ladeluftleitung mit der Wanne in diesem Bereich nicht vergrößernde Befestigungsmöglichkeit, die bezüglich der Funktionsfähig­ keit durch die verringerte Querschnittsfläche nicht von Nachteil ist. Da­ durch kann die Ladeluftleitung mit der Wanne durch diese optimierte Aus­ gestaltung tief in den V-Raum zwischen den zwei Zylinderreihen einer V-Brennkraftmaschine eingelassen werden. Dadurch wird insgesamt die Bauhöhe der Brennkraftmaschine reduziert.

Im übrigen sind die Ansaugleitungsstutzen, die die Ladeluftleitung mit den Einlaßkanälen der einzelnen Zylinderköpfe verbinden, einstückig an die Zylinderköpfe angeformt und so ausgebildet, daß sie unter Einfügung einer elastischen Runddichtung auf entsprechenden Öffnungen in der Ladeluftleitung aufliegen. Durch die erfindungsgemäße steife Ausbildung der Ladeluftleitung und die gewählte Anordnung der Ladeluftleitung in dem V-Raum können die Ansaugstutzen sehr kurz ausgebildet sein und es brauchen keine zusätzlichen Verschraubungen zwischen den Ansaug­ stutzen und der Ladeluftleitung vorgesehen sein.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschrei­ bung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher beschrieben ist.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein Querschnitt durch eine in den V-Raum einer Brennkraft­ maschine eingesetzte Ladeluftleitung mit angeformter Wanne und aufgesetzter Kühlwasserleitung und

Fig. 2 einen Ladeluftleitungsabschnitt mit angeformter Kühlwasser­ leitung und Wanne in der Draufsicht.

Die erfindungsgemäße Ladeluftleitung 1 ist in den V-Raum zwischen den beiden Zylinderreihen einer V-förmig ausgebildeten Brennkraftmaschine eingesetzt. Dabei ist die Ladeluftleitung 1 aus einzelnen Ladeluftleitungs­ abschnitten 2 zusammengesetzt. Die einzelnen Ladeluftleitungsabschnitte weisen Befestigungsstutzen 3 auf, durch die Befestigungsschrauben ge­ führt werden, mit denen die zu der Ladeluftleitung 1 zusammengesetzten Ladeluftleitungsabschnitte 2 in dem V-Raum der Brennkraftmaschine be­ festigbar sind. Die Brennkraftmaschine weist im übrigen ein nur teilweise dargestelltes Kurbelgehäuse 4 auf, auf das ein Zwischengehäuse 5 auf­ gesetzt ist, das die Verbindung zu einem Zylinderkopf 6 herstellt. In das Zwischengehäuse 5 ist ein bis in das Kurbelgehäuse 4 ragendes Zylinder­ rohr 7 eingesetzt, das mit einem umlaufenden Bund 8 zwischen dem Zwischengehäuse 5 und dem Zylinderkopf 6 verspannt ist. In dem Zylin­ derrohr 7 ist ein Kolben 9, der über ein Pleuel mit einer Kurbelwelle ver­ bunden ist, bewegbar.

Das Zylinderrohr 7 ist in dem von dem Zwischengehäuse 5 umgebenen Bereich durch Kühlwasser kühlbar, wobei das Kühlwasser von dem Zwischengehäuse in den ebenfalls zu kühlenden Zylinderkopf 6 weiterge­ leitet wird. Von dem Zylinderkopf 6 wird das Kühlwasser an der höchsten Stelle durch ein Rohrstück 11 in eine oberhalb der Ladeluftleitung 1 ange­ ordnete Kühlwasserleitung 10 geleitet. In dem Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 ist die Kühlwasserleitung 10 über abstandshaltende Füße 12 einstückig auf der Ladeluftleitung 1 angeordnet. Gemäß einer nicht dar­ gestellten Ausführungsform ist es aber auch vorgesehen, die Kühlwasser­ leitung 10 unter Weglassung der Füße 12 direkt auf der Ladeluftleitung 1 anzuordnen, so daß die beiden Leitungen eine gemeinsame Trennwand aufweisen. Die Ladeluftleitung 1 weist weiterhin Ladeluftanschlüsse 13 auf, die mit Anschlußstutzen 14 zu den Einlaßkanälen der Zylinderköpfe 6 zusammenwirken. Diese Anschlußstutzen 14 liegen unter Einfügung einer elastischen Dichtung 15 ohne weitere Verschraubung auf den Ladeluftan­ schlüssen 13 auf.

An die Ladeluftleitung 1 ist weiterhin eine Wanne 16 angeformt, die an geodätisch niedrigster Stelle der Ladeluftleitung 1 angeordnet ist. Die Wanne 16 weist eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt auf, wobei sie an ihrer geodätisch niedrigsten Stelle den kürzeren Trapezschenkel aufweist. Die Wanne 16 fängt das in der Ladeluftleitung 1 ausgeschie­ dene Öl, das sich an den Wänden absetzt, auf. Dieses aufgefangene Öl kann dann in geeigneter Form abgeführt werden. In der Fig. 1 ist zu er­ kennen, daß die Wannenfläche die Querschnittsfläche der Ladeluftleitung 1 nicht beeinflußt, insbesondere nicht verkleinert, so daß eine Strömungs­ beeinflussung der Ladeluft durch beispielsweise eine Querschnitts­ verengung weitgehend ausgeschlossen ist.

An den stirnseitigen Enden weist die Wanne Schottwände 17 auf, die der Kontur der rohrförmigen Ladeluftleitung entsprechen, das heißt, die Schottwände 17 weisen zu der Ladeluftleitung 1 eine kreisbogenförmige Ausbildung auf.

Die einzelnen Ladeluftleitungsabschnitte 2 gemäß Fig. 2 weisen an ihren stirnseitigen Enden Flansche 18a, 18b auf, in die Öffnungen eingelassen sind, durch die die Ladeluftleitungsabschnitte 2 miteinander verschraub­ bar sind. Ähnliche Flansche sind an der Kühlwasserleitung 10 vorgese­ hen. Die Wanne 16 weist dagegen an dem stirnseitigen Ende 18b eine von außen zugängliche Einbuchtung 19 auf, die das Einführen von Be­ festigungsschrauben in in die Schottwand 17 eingelassene Befestigungs­ löcher ermöglichen. Auf dem gegenüberliegenden stirnseitigen Ende 18a sind in die Schottwand 17 den Befestigungslöchern gegenüberliegende Sacklochgewinde eingelassen. In diese werden die Befestigungsschrau­ ben eingedreht.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbel­ welle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein Pleuel angelenkt ist, das einen Kolben trägt, der in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zy­ linderrohr bewegbar ist, wobei in den Zylinderkopf eingelassene Gas­ wechselventile mit einer Abgasleitung und einer Verbrennungsluftleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftleitung an geodätisch niedrigster Stelle eine Ölfangeinrichtung aufweist, die als Wanne (16) ausgebildet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (16) einstückig mit der Ver­ brennungsluftleitung gefertigt ist und daß die Querschnittsfläche der Wanne (16) eine Zusatzfläche zu der Querschnittsfläche der Ver­ brennungsluftleitung bildet.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftleitung eine Ladeluftleitung (1) ist und daß die Ladeluftleitung (1) aus Ladeluftlei­ tungsabschnitten (2) zusammensetzbar ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (16) aus Wannenabschnitten entsprechend den Ladeluftleitungsabschnitten (2) zusammengesetzt ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wannenabschnitte an ihren längsseiti­ gen Ende Schottwände (17) aufweisen, die der Kontur der rohrförmigen Ladeluftleitung entsprechen.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeluftleitung (1) an geodätisch höchster Stelle eine Kühlwasserleitung (10) einstückig angeformt ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserleitung (10) direkt an die Ladeluftleitung (1) anschließt und beide eine gemeinsame Trennwand aufweisen.

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluftleitung (1) und die Kühlwasser­ leitung (10) außenliegende Befestigungsflansche (18a, 18b) aufweisen.

9. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (16) an einem stirnseitigen Ende von außen zugängliche Einbuchtungen (19) aufweist, die das Ein­ führen von Befestigungsschrauben in in die Schottwand (17) eingelassene Befestigungslöcher ermöglichen, und daß in dem gegenüberliegenden stirnseitigen Ende in die Schottwand (17) den Befestigungslöchern zu­ geordnete Sacklochgewinde eingelassen sind.