EP3415750A1 - Vorrichtung zur luftführung mit kühlraumentlüftung für einen verbrennungsmotor - Google Patents

Vorrichtung zur luftführung mit kühlraumentlüftung für einen verbrennungsmotor Download PDF

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EP3415750A1
EP3415750A1 EP18173768.5A EP18173768A EP3415750A1 EP 3415750 A1 EP3415750 A1 EP 3415750A1 EP 18173768 A EP18173768 A EP 18173768A EP 3415750 A1 EP3415750 A1 EP 3415750A1
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air
vent
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collection
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MAN Truck and Bus SE
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    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts

Definitions

  • the invention relates to a device for air guidance, in particular an intake air manifold, for an internal combustion engine.
  • Cylinder heads can be traversed by a coolant for cooling.
  • the coolant flows in a so-called coolant space or coolant core, which is also referred to as water core when using water as a coolant.
  • coolant space or coolant core which is also referred to as water core when using water as a coolant.
  • the coolant in the coolant space can boil locally in places with a low flow velocity and a high local temperature. This forms vapor bubbles. This steam must be removed from the coolant space, d. H.
  • the coolant chamber must be vented.
  • the EP 1 514 020 A1 discloses a cylinder head of a reciprocating internal combustion engine having a cylinder head base, a cylinder head cover and a frame for supporting a shaft and axle of a gas exchange control.
  • the frame is mounted on the cylinder head base and the cylinder head cover is mounted on the frame.
  • the frame has a device for venting the cooling system of the internal combustion engine. Specifically, in the longitudinal outer wall over the entire length of the frame, a channel forharisystementlmodalung, which has a flow connection to the geodetically highest point of the water space of the cylinder head and thus the entire cylinder at each cylinder.
  • the assembly of the soldered piping can be expensive. Assembly may require additional seals, connectors, etc.
  • the invention is based on the object to provide an improved vent for the coolant chambers in particular in a plurality of single-cylinder cylinder heads.
  • the improved vent should be easier to install and / or require fewer components.
  • the device for guiding air for the internal combustion engine with a plurality of cylinder heads has a tubular body.
  • the pipe body has an air distribution passage having a plurality of exhaust ports for communicating with a plurality of intake ports of the plurality of cylinder heads.
  • the tubular body has a plurality of individual vent passages for communicating with a plurality of coolant spaces of the plurality of cylinder heads for venting the plurality of coolant spaces.
  • the tube body has a collection vent passage into which the plurality of individual vent channels opens.
  • the air distribution channel, the individual venting channels and the collection venting channel are thus all integrated in the tubular body. Thus, it is no longer necessary to connect separate soldered pipes with the individual cylinder heads for venting the respective coolant spaces.
  • the intake air manifold is particularly suitable for receiving the venting channels, since it is arranged anyway in the region of the cylinder heads for introducing the intake air.
  • the air distribution channel is used to distribute the intake air to the cylinders of the internal combustion engine.
  • the air distribution duct and / or the tubular body may be disposed downstream of an air intake manifold and / or disposed upstream of intake passages of the cylinder heads.
  • the air distribution channel may in particular be provided separately (separately, fluidically isolated) from the individual venting channels and / or separately (separately, fluidically isolated) from the collection venting channel.
  • Opposite ends of the collection vent channel may each be sealed with a lid.
  • One end of the single vent channel may be sealed with a lid.
  • the other end of the single vent passage may connect to the coolant space.
  • the collection vent duct extends along a longitudinal direction of the tubular body and / or parallel to the air distribution duct. This has the advantage that along the (entire) length of the tubular body, individual venting channels can open into the collection venting channel.
  • the collection venting channel is drilled.
  • the collection venting channel is drilled in particular by a deep drilling method.
  • the collection vent passage is poured.
  • the production of a bore is easy to implement in terms of manufacturing technology.
  • the use of a deep pre-treatment allows a particularly long collection venting channel, which may extend along the entire length of the tubular body, for example.
  • the collection ventilation duct is cast, the production of the collection ventilation duct can be carried out directly during the casting of the tubular body.
  • the plurality of single venting channels are drilled.
  • the plurality of single vent channels are cast.
  • the drilling of individual ventilation channels is easy to implement in terms of manufacturing technology.
  • the individual venting channels can also be formed directly during the casting of the tubular body.
  • the collection venting channel and / or the plurality of individual venting channels are each drilled on two sides.
  • the respective channel is drilled from both ends of the channel.
  • the plurality of individual venting channels is cylinder-selectively provided for each cooling space of the plurality of coolant spaces of each cylinder head of the plurality of cylinder heads.
  • each individual cooling space of the plurality of cylinder heads can be vented through the individual ventilation channels and the collection ventilation channel.
  • the tubular body further has a venting outlet channel, which is connected to the collection venting channel and / or can be connected to a collecting container. Through the vent outlet passage of the collection vent passage can be vented and the steam are passed to the collecting container.
  • the vent outlet passage is drilled or cast as a puncture of the collection vent passage. This makes it possible to produce the vent outlet passage in a simple manner.
  • vent outlet passage extends in a radial direction with respect to a longitudinal axis of the tubular body.
  • the collection ventilation duct and / or the plurality of individual ventilation ducts extend in a pipe wall of the pipe body.
  • the pipe wall may surround the air distribution channel.
  • the plurality of individual ventilation channels each extend in a circumferential direction of the tubular body in the tube wall of the tubular body
  • the collection ventilation duct extends in a longitudinal direction of the tubular body in the tube wall of the tubular body.
  • the plurality of individual ventilation channels each have a first, in particular drilled, section and a second, in particular drilled, section.
  • the first portion and the second portion meet at an angle, in particular an obtuse angle to each other.
  • the first section of the individual venting duct can extend in a straight line and / or the second section of the individual venting duct can in particular extend in a straight line.
  • the collection ventilation duct extends in particular in a straight line.
  • the first portion is located upstream of the second portion and the second portion opens into the collection vent passage.
  • the second section may intersect the collection vent passage, for example.
  • the plurality of individual venting channels are arranged at a uniform distance from one another along a longitudinal direction of the tubular body. This has the advantage that evenly spaced and identically designed cylinder heads with corresponding coolant spaces can be connected to the individual venting channels.
  • the invention also relates to an arrangement.
  • the arrangement comprises a plurality of single cylinder cylinder heads (single cylinder heads) for covering a plurality of cylinders of an internal combustion engine.
  • the single cylinder cylinder heads each have a coolant chamber, in particular a water core, for cooling the respective single cylinder cylinder head.
  • the assembly also includes an air handling device as disclosed herein.
  • the plurality of individual venting channels are each connected to one of the plurality of coolant spaces.
  • the single-cylinder cylinder heads can in particular be constructed identically and / or arranged at a same distance from each other.
  • the device for air guidance in particular the tubular body, may be mounted on the single cylinder cylinder heads.
  • the invention relates to a motor vehicle having an air guide device as disclosed herein or an arrangement as disclosed herein.
  • the Figures 1 and 2 show various views of a formed as an intake air manifold 10 device for air guidance.
  • the inlet air manifold 10 is shown as hidden or arranged in the interior of the intake air manifold 10 elements are shown in dashed lines.
  • the intake air manifold 10 may be part of an internal combustion engine (not shown) of a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the commercial vehicle may be, for example, a bus or a truck.
  • the intake air distribution pipe 10 has a pipe body 12. Extending in the tube body 12 is an air distribution channel 14, a plurality of individual ventilation channels 16 and a collection ventilation channel 18.
  • the tube body 12 may be, for example, a metal casting, for example, of an aluminum alloy.
  • the intake air manifold 10 may be mounted to a cylinder head, in particular screwed. In other embodiments, the intake air manifold 10 may be molded directly to the cylinder head. In other words, the intake air manifold 10 and the cylinder head may be formed as an integral casting.
  • the air distribution channel 14 extends between an inlet opening 20 and a plurality of outlet openings 22.
  • Each outlet opening 22 is connectable to an inlet channel in a cylinder head. In the mounted state, each outlet opening 22 opens into a respective inlet channel of a plurality of single-cylinder cylinder heads (individual cylinder heads).
  • the air distribution channel 14 extends along a longitudinal direction of the tube body 12.
  • the air distribution channel 14 may be formed in the casting of the tube body 12.
  • the individual venting channels 16 and the collection venting channel 18 are provided separately from the air distribution channel 14 in the tubular body 12.
  • six individual ventilation ducts 16 for venting six cooling chambers of the individual cylinder heads are shown.
  • the individual venting channels 16 are arranged at an equal distance along a longitudinal direction of the tubular body 12.
  • the individual venting channels 16 extend in a tube wall (outer wall) of the air distribution channel 14.
  • the individual venting channels 16 extend in a circumferential direction about a longitudinal axis of the tubular body 12.
  • the individual venting channels 16 may be drilled or cast. In particular, the individual venting channels 16 can be drilled on two sides (cf., for example, exemplary embodiments in the description of FIG FIG. 3 ).
  • the single venting channels 16 open into the collection venting channel 18.
  • the manifold venting channel 18 extends in the tube wall (outer wall) of the air distribution channel 14.
  • the collection venting channel 18 extends along a longitudinal direction of the tubular body 12 parallel to the air distribution channel 14.
  • the collection venting channel 18 can be drilled or cast.
  • the collection venting channel 18 may be bored on one side or, preferably, on two sides by a deep drilling method.
  • the two ends of the collection vent channel 18 may be provided with a lid for sealing.
  • the tubular body 12 has a venting outlet channel 24, through which the vapor from the coolant space of the cylinder head into a collecting container (not shown) can be discharged.
  • the vent outlet channel 24 may be drilled or cast.
  • the vent outlet passage 24 may be drilled as a puncture of the collection vent passage 18.
  • the vent outlet passage 24 extends in a radial direction with respect to a longitudinal axis of the tubular body 12.
  • FIG. 3 shows the intake air manifold 10 in an assembled state on a single cylinder head 26.
  • the sectional plane of FIG. 3 is chosen so that a single venting channel 16 extends in the cutting plane.
  • the remaining individual ventilation channels and individual cylinder heads may be similar or identical.
  • the cylinder head 26 has an inlet channel 28 and a coolant space (cooling jacket) 30.
  • the inlet channel 28 and the coolant chamber 30 are shown only in sections.
  • the intake passage 28 leads to a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine.
  • the air distribution channel 14 opens into the inlet channel 28.
  • a coolant for example water, circulates in the coolant chamber 30.
  • vapor bubbles may form in the coolant during engine operation by local boiling of the coolant. These vapor bubbles are removed as follows.
  • a vent channel 32 connects an upper portion of the coolant chamber 30 with the single vent passage 16.
  • the vent passage 32 may be drilled in particular for piercing the coolant chamber 30.
  • the resulting vapor is transported from the coolant space 30 through the vent passage 32 of the cylinder head 26 and the single vent passage 16 of the intake air manifold 10 to the collection vent passage 18. From the collection vent passage 18, the vapor is discharged via the vent outlet passage 24 (see Figs. 1 and 2).
  • the single vent passage 16 has a first portion 16A and a second portion 16B.
  • the first portion 16A extends between the vent passage 32 of the cylinder head 26 and the second portion 16B.
  • the second portion 16B extends between the first portion 16A via the collection vent passage 18 to an opening 16C.
  • the opening 16C can be sealed with a lid.
  • the first section 16A is drilled in particular starting from an end opposite the second section 16B.
  • the second section 16B is drilled in particular starting from the opening 16C.
  • the first portion 16A and the second portion 16B extend through the tubular body 12, meet at an obtuse angle and together form the single vent passage 16.
  • FIG. 3 Even if in FIG. 3 only a single single venting channel 16 is shown, so the remaining individual venting channels 16 (see Figures 1 and 2 ) like the one with reference to FIG. 3 be described single venting channel formed.
  • the first portion 16A extends above an outlet region of the air distribution channel 14.
  • the ventilation channel 32 extends above the inlet channel 28.
  • the intake air manifold 10 integrates the function of Air distribution to the individual cylinders (cylinder heads) and the function of venting the cooling chambers of the individual cylinder heads.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftführung, insbesondere ein Einlassluftverteilerrohr (10), für einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylinderköpfen (26). Die Vorrichtung zur Luftführung weist einen Rohrkörper (12) auf. Der Rohrkörper (12) weist einen Luftverteilungskanal (14) mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen (22) zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Einlasskanälen (28) der Mehrzahl von Zylinderköpfen (26) auf. Der Rohrkörper (12) weist eine Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30) der Mehrzahl von Zylinderköpfen (26) zur Entlüftung der Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30) auf. Der Rohrkörper (12) weist zudem einen Sammelentlüftungskanal (18), in den die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) mündet, auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftführung, insbesondere ein Einlassluftverteilerrohr, für einen Verbrennungsmotor.
  • Zylinderköpfe können zur Kühlung von einem Kühlmittel durchflossen werden. Das Kühlmittel fließt in einem sogenannten Kühlmittelraum oder Kühlmittelkern, der bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel auch als Wasserkern bezeichnet wird. Bei Verwendung von Einzylinder-Zylinderköpfen (Einzelzylinderköpfen) weist jeder Zylinderkopf einen separaten Kühlmittelraum auf.
  • Im Kühlmittelraum eines Zylinderkopfes kann an Stellen mit einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit und einer hohen lokalen Temperatur das Kühlmittel im Kühlmittelraum lokal aufkochen. Dabei bilden sich Dampfblasen. Dieser Dampf muss aus dem Kühlmittelraum abgeführt werden, d. h. der Kühlmittelraum muss entlüftet werden.
  • Die EP 1 514 020 A1 offenbart einen Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Zylinderkopfunterteil, einer Zylinderkopfhaube und einem Rahmen zur Lagerung einer Welle und Achse einer Gaswechselsteuerung. Der Rahmen ist auf dem Zylinderkopfunterteil gelagert und die Zylinderkopfhaube ist auf den Rahmen aufgesetzt. Der Rahmen weist eine Einrichtung zur Entlüftung des Kühlsystems der Brennkraftmaschine auf. Im Einzelnen verläuft in der längsseitigen Außenwand über die ganze Länge des Rahmens ein Kanal zur Kühlsystementlüftung, der an jedem Zylinder eine Strömungsverbindung zur geodätisch höchsten Stelle des Wasserraumes des Zylinderkopfes und somit des gesamten Zylinders aufweist.
  • Es ist bekannt, den Dampf über Entlüftungskanäle, die mit dem Kühlmittelraum verbunden sind, abzuführen. Beispielsweise werden bei Verwendung von Einzylinder-Zylinderköpfen separate, verlötete Rohrleitungen als Entlüftungsleitungen mit den Kühlmittelräumen verbunden. Die Rohrleitungen führen zu einem Behälter, zu dem der abgeführte Dampf geleitet wird.
  • Die Montage der verlöteten Rohrleitungen kann aufwendig sein. Die Montage kann zusätzliche Dichtungen, Verbindungsmittel usw. erfordern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Entlüftung für die Kühlmittelräume insbesondere bei einer Mehrzahl von Einzylinder-Zylinderköpfen vorzusehen. Vorzugsweise soll die verbesserte Entlüftung montagefreundlicher sein und/oder weniger Bauteile benötigen.
  • Die Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung zur Luftführung, insbesondere ein Einlassluftverteilerrohr, für einen Verbrennungsmotor gemäß dem unabhängigen Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Die Vorrichtung zur Luftführung für den Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylinderköpfen weist einen Rohrkörper auf. Der Rohrkörper weist einen Luftverteilungskanal mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Einlasskanälen der Mehrzahl von Zylinderköpfen auf. Der Rohrkörper weist eine Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Kühlmittelräumen der Mehrzahl von Zylinderköpfen zur Entlüftung der Mehrzahl von Kühlmittelräumen auf. Der Rohrkörper weist einen Sammelentlüftungskanal, in den die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen mündet, auf.
  • Der Luftverteilungskanal, die Einzelentlüftungskanäle und der Sammelentlüftungskanal sind somit alle in dem Rohrkörper integriert. Damit ist es nicht länger notwendig, separate verlötete Rohrleitungen mit den einzelnen Zylinderköpfen zur Entlüftung der jeweiligen Kühlmittelräume zu verbinden. Das Einlassluftverteilerrohr ist besonders geeignet zur Aufnahme der Entlüftungskanäle, da es ohnehin im Bereich der Zylinderköpfe zum Einleiten der Einlassluft angeordnet ist.
  • Der Luftverteilungskanal dient zur Verteilung der Einlassluft auf die Zylinder des Verbrennungsmotors.
  • Der Luftverteilungskanal und/oder der Rohrkörper können stromabwärts eines Lufteinlasskrümmers (Ansaugkrümmers) angeordnet und/oder stromaufwärts von Einlasskanälen der Zylinderköpfe angeordnet sein.
  • Der Luftverteilungskanal kann insbesondere separat (getrennt, fluidisch isoliert) von den Einzelentlüftungskanälen und/oder separat (getrennt, fluidisch isoliert) von dem Sammelentlüftungskanal vorgesehen sein.
  • Gegenüberliegende Enden des Sammelentlüftungskanals können jeweils mit einem Deckel abgedichtet sein.
  • Ein Ende des Einzelentlüftungskanals kann mit einem Deckel abgedichtet sein. Das andere Ende des Einzelentlüftungskanals kann eine Verbindung mit dem Kühlmittelraum herstellen.
  • In einer Ausführungsform erstreckt sich der Sammelentlüftungskanal entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers und/oder parallel zum Luftverteilungskanal. Dies hat den Vorteil, dass entlang der (gesamten) Länge des Rohrkörpers Einzelentlüftungskanäle in den Sammelentlüftungskanal münden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Sammelentlüftungskanal gebohrt. Der Sammelentlüftungskanal ist insbesondere durch ein Tiefbohrverfahren gebohrt. Alternativ ist der Sammelentlüftungskanal gegossen. Die Herstellung einer Bohrung ist fertigungstechnisch einfach umzusetzen. Die Verwendung eines Tiefvorverfahrens ermöglicht einen besonders langen Sammelentlüftungskanal, der sich beispielsweise entlang der gesamten Länge des Rohrkörpers erstrecken kann. Wird der Sammelentlüftungskanal hingegen gegossen, so kann die Herstellung des Sammelentlüftungskanals direkt beim Gießen des Rohrkörpers vorgenommen werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen gebohrt. Alternativ ist die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen gegossen. Die Bohrung von Einzelentlüftungskanälen ist fertigungstechnisch einfach umzusetzen. Andererseits können die Einzelentlüftungskanäle auch direkt beim Gießen des Rohrkörpers ausgebildet werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind der Sammelentlüftungskanal und/oder die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen jeweils zweiseitig gebohrt. Mit anderen Worten gesagt, ist der jeweilige Kanal von beiden Enden des Kanals aus gebohrt.
  • In einer Ausführungsvariante ist die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen zylinderselektiv für jeden Kühlraum der Mehrzahl von Kühlmittelräumen eines jeden Zylinderkopfes der Mehrzahl von Zylinderköpfen vorgesehen. Damit kann jeder einzelne Kühlraum der Mehrzahl von Zylinderköpfen durch die Einzelentlüftungskanäle und den Sammelentlüftungskanal entlüftet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist der Rohrkörper ferner einen Entlüftungsauslasskanal auf, der mit dem Sammelentlüftungskanal verbunden und/oder mit einem Auffangbehälter verbindbar ist. Durch den Entlüftungsauslasskanal kann der Sammelentlüftungskanal entlüftet und der Dampf zu dem Auffangbehälter geleitet werden.
  • Vorzugsweise ist der Entlüftungsauslasskanal als ein Anstich des Sammelentlüftungskanals gebohrt oder gegossen. Dies ermöglicht es, den Entlüftungsauslasskanal auf einfache Weise herzustellen.
  • Vorteilhafterweise erstreckt sich der Entlüftungsauslasskanal in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers.
  • In einer Weiterbildung erstrecken sich der Sammelentlüftungskanal und/oder die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen in einer Rohrwand des Rohrkörpers. Die Rohrwand kann den Luftverteilungskanal umgeben. Somit können der Sammelentlüftungskanal und die Einzelentlüftungskanäle platzsparend im Rohrkörper vorgesehen sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen jeweils in einer Umfangsrichtung des Rohrkörpers in der Rohrwand des Rohrkörpers
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich der Sammelentlüftungskanal in einer Längsrichtung des Rohrkörpers in der Rohrwand des Rohrkörpers.
  • Die Kombination der Erstreckungsrichtungen der Einzelentlüftungskanäle und des Sammelentlüftungskanals ermöglichen einen einfache Anordnung der Kanäle mit kurzen Wegstrecken.
  • In einer Ausführungsform weisen die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen jeweils einen ersten, insbesondere gebohrten, Abschnitt und einen zweiten, insbesondere gebohrten, Abschnitt auf. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt treffen in einem Winkel, insbesondere einem stumpfen Winkel, aufeinander. Dies hat den Vorteil, dass die Einzelentlüftungskanäle insbesondere in einer Umfangsrichtung der Rohrwand des Rohrkörpers angeordnet werden können, ohne eine komplexe Geometrie für die Einzelentlüftungskanäle vorzusehen.
  • Der erste Abschnitt des Einzelentlüftungskanals kann sich insbesondere gradlinig erstrecken und/oder der zweite Abschnitt des Einzelentlüftungskanals kann sich insbesondere gradlinig erstrecken.
  • Es ist auch denkbar, dass sich der Sammelentlüftungskanal insbesondere gradlinig erstreckt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Abschnitt stromaufwärts des zweiten Abschnitts angeordnet und der zweite Abschnitt mündet in den Sammelentlüftungskanal. Der zweite Abschnitt kann den Sammelentlüftungskanal beispielsweise kreuzen.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen in einem gleichmäßigen Abstand zueinander entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass gleichmäßig voneinander beabstandete und identisch ausgebildete Zylinderköpfe mit entsprechenden Kühlmittelräumen mit den einzelnen Entlüftungskanälen verbunden werden können.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung. Die Anordnung weist eine Mehrzahl von Einzylinder-Zylinderköpfen (Einzelzylinderköpfe) zur Abdeckung einer Mehrzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors auf. Die Einzylinder-Zylinderköpfe weisen jeweils einen Kühlmittelraum, insbesondere einen Wasserkern, zur Kühlung des jeweiligen Einzylinder-Zylinderkopfes auf. Die Anordnung weist zudem eine Vorrichtung zur Luftführung wie hierin offenbart auf. Die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen ist jeweils mit einem der Mehrzahl von Kühlmittelräumen verbunden.
  • Die Einzylinder-Zylinderköpfe können insbesondere identisch aufgebaut und/oder in einem gleichen Abstand voneinander beabstandet angeordnet sein.
  • Die Vorrichtung zur Luftführung, insbesondere der Rohrkörper, kann an die Einzylinder-Zylinderköpfe montiert sein.
  • Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Luftführung wie hierin offenbart oder einer Anordnung wie hierin offenbart.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Luftverteilerrohrs; und
    Figur 2
    eine weitere perspektivische Ansicht des beispielhaften Luftverteilerrohrs; und
    Figur 3
    eine Schnittansicht durch das beispielhafte Luftverteilerrohr und einen Abschnitt eines Zylinderkopfes.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen verschiedene Ansichten einer als Einlassluftverteilerrohr 10 ausgebildeten Vorrichtung zur Luftführung. Das Einlassluftverteilerrohr 10 ist so dargestellt, dass verdeckte oder im Inneren des Einlassluftverteilerrohrs 10 angeordnete Elemente gestrichelt dargestellt sind. Das Einlassluftverteilerrohr 10 kann ein Teil eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeug, sein. Das Nutzfahrzeug kann bspw. ein Omnibus oder ein Lastkraftwagen sein.
  • Das Einlassluftverteilerrohr 10 weist einen Rohrkörper 12 auf. Im Rohrkörper 12 erstrecken sich ein Luftverteilungskanal 14, eine Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen 16 und ein Sammelentlüftungskanal 18. Der Rohrkörper 12 kann beispielsweise ein Metallgussteil zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung sein.
  • Das Einlassluftverteilerrohr 10 kann an einen Zylinderkopf montiert, insbesondere angeschraubt werden. In anderen Ausführungsformen kann das Einlassluftverteilerrohr 10 direkt an den Zylinderkopf angegossen sein. Mit anderen Worten gesagt, kann das Einlassluftverteilerrohr 10 und der Zylinderkopf als ein integrales Gussteil ausgebildet sein.
  • Der Luftverteilungskanal 14 erstreckt sich zwischen einer Eintrittsöffnung 20 und einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen 22. Jede Austrittsöffnung 22 ist mit einem Einlasskanal in einem Zylinderkopf verbindbar. Im montierten Zustand mündet jede Austrittsöffnung 22 in einen jeweiligen Einlasskanal einer Mehrzahl von Einzylinder-Zylinderköpfen (Einzelzylinderköpfen).
  • Der Luftverteilungskanal 14 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers 12. Der Luftverteilungskanal 14 kann beim Gießen des Rohrkörpers 12 ausgebildet werden.
  • Die Einzelentlüftungskanäle 16 und der Sammelentlüftungskanal 18 sind separat von dem Luftverteilungskanal 14 im Rohrkörper 12 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform sind sechs Einzelentlüftungskanäle 16 zur Entlüftung von sechs Kühlräumen der Einzelzylinderköpfe dargestellt.
  • Die Einzelentlüftungskanäle 16 sind in einem gleichen Abstand entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers 12 angeordnet. Die Einzelentlüftungskanäle 16 erstrecken sich in einer Rohrwand (Außenwand) des Luftverteilungskanals 14. Die Einzelentlüftungskanäle 16 erstrecken sich in einer Umfangsrichtung um eine Längsachse des Rohrkörpers 12. Die Einzelentlüftungskanäle 16 können gebohrt oder gegossen sein. Insbesondere können die Einzelentlüftungskanäle 16 zweiseitig gebohrt sein (vgl. beispielhafte Ausführungen hierzu bei der Beschreibung der Figur 3).
  • Die Einzelentlüftungskanäle 16 münden in den Sammelentlüftungskanal 18. Der Sammelentlüftungskanal 18 erstreckt sich in der Rohrwand (Außenwand) des Luftverteilungskanals 14. Der Sammelentlüftungskanal 18 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers 12 parallel zum Luftverteilungskanal 14. Der Sammelentlüftungskanal 18 kann gebohrt oder gegossen sein. Insbesondere kann der Sammelentlüftungskanals 18 einseitig oder vorzugsweise zweiseitig durch ein Tiefbohrverfahren gebohrt sein. Die beiden Enden des Sammelentlüftungskanals 18 können zum Abdichten mit einem Deckel versehen sein.
  • Der Rohrkörper 12 weist einen Entlüftungsauslasskanal 24 auf, durch den der Dampf aus dem Kühlmittelraum des Zylinderkopfes in einen Auffangbehälter (nicht dargestellt) abführbar ist. Der Entlüftungsauslasskanal 24 kann gebohrt oder gegossen sein. Insbesondere kann der Entlüftungsauslasskanal 24 als ein Anstich des Sammelentlüftungskanals 18 gebohrt sein. Der Entlüftungsauslasskanal 24 erstreckt sich in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers 12.
  • Die Figur 3 zeigt das Einlassluftverteilerrohr 10 in einem montierten Zustand an einem Einzelzylinderkopf 26. Die Schnittebene von Figur 3 ist so gewählt, dass sich ein Einzelentlüftungskanal 16 in der Schnittebene erstreckt. Die übrigen Einzelentlüftungskanäle und Einzelzylinderköpfe können ähnlich oder identisch aufgebaut sein.
  • Der Zylinderkopf 26 weist einen Einlasskanal 28 und einen Kühlmittelraum (Kühlmantel) 30 auf. In der Figur 3 sind der Zylinderkopf 26, der Einlasskanal 28 und der Kühlmittelraum 30 nur abschnittsweise gezeigt. Der Einlasskanal 28 führt zu einer Verbrennungskammer eines Zylinders des Verbrennungsmotors. Der Luftverteilungskanal 14 mündet in den Einlasskanal 28.
  • Während des Betriebs des Verbrennungsmotors erwärmt sich der Zylinderkopf 26. Zum Kühlen des Zylinderkopfes 26 und der darin angeordneten Komponenten zirkuliert ein Kühlmittel, zum Beispiel Wasser, in dem Kühlmittelraum 30.
  • Im Kühlmittelraum 30 können sich während des Motorbetriebs durch lokales Aufkochen des Kühlmittels Dampfblasen im Kühlmittel bilden. Diese Dampfblasen werden wie folgt abtransportiert. Ein Entlüftungskanal 32 verbindet einen oberen Abschnitt des Kühlmittelraums 30 mit dem Einzelentlüftungskanal 16. Der Entlüftungskanal 32 kann insbesondere zum Anstechen des Kühlmittelraums 30 gebohrt sein. Der entstehende Dampf wird aus dem Kühlmittelraum 30 durch den Entlüftungskanal 32 des Zylinderkopfes 26 und dem Einzelentlüftungskanal 16 des Einlassluftverteilerrohrs 10 zu dem Sammelentlüftungskanals 18 transportiert. Aus dem Sammelentlüftungskanals 18 wird der Dampf über den Entlüftungsauslasskanal 24 (siehe Figuren 1 und 2) abgeleitet.
  • Der Einzelentlüftungskanal 16 weist einen ersten Abschnitt 16A und einen zweiten Abschnitt 16B auf. Der erste Abschnitt 16A erstreckt sich zwischen dem Entlüftungskanal 32 des Zylinderkopfes 26 und dem zweiten Abschnitt 16B. Der zweite Abschnitt 16B erstreckt sich zwischen dem ersten Abschnitt 16A über den Sammelentlüftungskanal 18 zu einer Öffnung 16C. Die Öffnung 16C kann mit einem Deckel abgedichtet werden. Der erste Abschnitt 16A ist insbesondere ausgehend von einem dem zweiten Abschnitt 16B gegenüberliegendem Ende gebohrt. Der zweite Abschnitt 16B ist insbesondere ausgehend von der Öffnung 16C gebohrt. Der erste Abschnitt 16A und der zweite Abschnitt 16B erstrecken sich durch den Rohrkörper 12, treffen in einem stumpfen Winkel aufeinander und bilden zusammen den Einzelentlüftungskanal 16.
  • Auch wenn in Figur 3 nur ein einzelner Einzelentlüftungskanal 16 gezeigt ist, so können die übrigen Einzelentlüftungskanäle 16 (siehe Figuren 1 und 2) wie der unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebene Einzelentlüftungskanal ausgebildet sein.
  • Der erste Abschnitt 16A erstreckt sich oberhalb eines Auslassbereichs des Luftverteilerkanals 14. Der Entlüftungskanal 32 erstreckt sich oberhalb des Einlasskanals 28.
  • Durch die Integration der Einzelentlüftungskanäle 16 und des Sammelentlüftungskanals 18 in den Rohrkörpers 12 des Einlassluftverteilerrohrs 10 ist es nicht länger notwendig, separate Entlüftungsleitungen an die Einzelzylinderköpfe 26 zum Entlüften der Kühlräume anzuschließen. Mit anderen Worten gesagt, integriert das Einlassluftverteilerrohr 10 die Funktion der Luftverteilung auf die einzelnen Zylinder (Zylinderköpfe) und die Funktion der Entlüftung der Kühlräume der einzelnen Zylinderköpfe.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Einlassluftverteilerrohr (Vorrichtung zur Luftführung)
    12
    Rohrkörper
    14
    Luftverteilungskanal
    16
    Einzelentlüftungskanal
    16A
    Erster Abschnitt des Einzelentlüftungskanals
    16B
    Zweiter Abschnitt des Einzelentlüftungskanals
    16C
    Öffnung des Einzelentlüftungskanals
    18
    Sammelentlüftungskanal
    20
    Eintrittsöffnung
    22
    Austrittsöffnung
    24
    Entlüftungsauslasskanal
    26
    Zylinderkopf
    28
    (Luft-) Einlasskanal des Zylinderkopfes
    30
    Kühlmittelraum (Kühlmantel)
    32
    Entlüftungskanal des Zylinderkopfes

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Luftführung, insbesondere Einlassluftverteilerrohr (10), für einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylinderköpfen (26), mit:
    einem Rohrkörper (12) aufweisend:
    einen Luftverteilungskanal (14) mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen (22) zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Einlasskanälen (28) der Mehrzahl von Zylinderköpfen (26);
    eine Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) zur Verbindung mit einer Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30) der Mehrzahl von Zylinderköpfen (26) zur Entlüftung der Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30); und
    einen Sammelentlüftungskanal (18), in den die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) mündet.
  2. Vorrichtung zur Luftführung nach Anspruch 1, wobei sich der Sammelentlüftungskanal (18) entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers (12) und/oder parallel zum Luftverteilungskanal (14) erstreckt.
  3. Vorrichtung zur Luftführung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:
    der Sammelentlüftungskanal (18) gebohrt ist, insbesondere durch ein Tiefbohrverfahren; oder
    der Sammelentlüftungskanal (18) gegossen ist.
  4. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) gebohrt ist; oder
    die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) gegossen ist.
  5. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sammelentlüftungskanal (18) und/oder die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) jeweils zweiseitig gebohrt sind.
  6. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) zylinderselektiv für jeden Kühlmittelraum der Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30) eines jeden Zylinderkopfes der Mehrzahl von Zylinderköpfen (26) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rohrkörper (12) ferner einen Entlüftungsauslasskanal (24) aufweist, der mit dem Sammelentlüftungskanal (18) verbunden und mit einem Auffangbehälter verbindbar ist.
  8. Vorrichtung zur Luftführung nach Anspruch 7, wobei:
    der Entlüftungsauslasskanal (24) als ein Anstich des Sammelentlüftungskanals (18) gebohrt oder gegossen ist; und/oder
    der Entlüftungsauslasskanal (24) sich in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers (12) erstreckt.
  9. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich der Sammelentlüftungskanal (18) und/oder die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) in einer Rohrwand des Rohrkörpers (12) erstrecken.
  10. Vorrichtung zur Luftführung nach Anspruch 9, wobei:
    die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) sich jeweils in einer Umfangsrichtung des Rohrkörpers (12) in der Rohrwand des Rohrkörpers (12) erstreckt; und/oder
    der Sammelentlüftungskanal (18) sich in einer Längsrichtung des Rohrkörpers (12) in der Rohrwand des Rohrkörpers (12) erstreckt.
  11. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) jeweils einen ersten, insbesondere gebohrten, Abschnitt (16A) und einen zweiten, insbesondere gebohrten, Abschnitt (16B) aufweist, die in einem Winkel, insbesondere einem stumpfen Winkel, aufeinandertreffen.
  12. Vorrichtung zur Luftführung nach Anspruch 11, wobei der erste Abschnitt (16A) stromaufwärts des zweiten Abschnitts (16B) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (16B) in den Sammelentlüftungskanal (18) mündet.
  13. Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) in einem gleichmäßigen Abstand zueinander entlang einer Längsrichtung des Rohrkörpers (12) angeordnet ist.
  14. Anordnung für einen Verbrennungsmotor, mit:
    einer Mehrzahl von Einzylinder-Zylinderköpfen (26) zur Abdeckung einer Mehrzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors, wobei die Einzylinder-Zylinderköpfe (26) jeweils einen Kühlmittelraum (30), insbesondere einen Wasserkern, zur Kühlung des jeweiligen Einzylinder-Zylinderkopfes (26) aufweisen; und
    einer Vorrichtung zur Luftführung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Einzelentlüftungskanälen (16) jeweils mit einem der Mehrzahl von Kühlmittelräumen (30) verbunden ist.
  15. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung zur Luftführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder einer Anordnung nach Anspruch 14.
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