CN103850788A - 以模块化结构形式的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以模块化结构形式的内燃机，带有：缸体曲轴箱，在其中引导曲轴和至少一根凸轮轴；多个分别具有多个缸体的缸组，每个缸体具有缸盖，其带有用于增压空气的至少一个进入阀、用于排气的至少一个排出阀和用于燃料的至少一个进入阀；与该或每根凸轮轴共同作用的阀控制装置，其对于每个缸体具有由推杆操纵的摇杆以用于操纵用于增压空气的该或每个进入阀和由另一推杆操纵的摇杆以用于操纵用于排气的该或每个排出阀；推杆与推杆引导件一起在相应缸体的摇杆盒中然而没有在相应缸体的缸盖中引导；增压空气供应件延伸穿过相应缸体的缸盖然而没有穿过相应缸体的摇杆盒；相应缸体的缸盖的几何外轮廓构造成基于相应缸体的缸套的纵向轴线对称。

Description

以模块化结构形式的内燃机
技术领域
本发明涉及一种以模块化结构形式(Baukastenbauform)的内燃机。此外，本发明涉及一种用于内燃机的模块化系统(Baukastensystem)。
背景技术
迄今为止，内燃机总是为独立地针对限定的使用目的和限定的要求来设计的内燃机。如果内燃机应重新开发，则通常内燃机的整个结构组件经受重新开发。迄今为止，不可行和仅在强烈地受限制的范围内可行的是，在内燃机的新开发中使用存在的部件且不改变地继续使用这些部件。这是不利的。
发明内容
基于此，本发明的目的为，实现一种新型内燃机。该目的通过根据权利要求1的以模块化结构形式的内燃机来实现。以模块化结构形式的内燃机具有缸体曲轴箱，在该缸体曲轴箱中引导曲轴和至少一根凸轮轴。此外，以模块化结构形式的内燃机具有一个(L型发动机)或多个(V型发动机)分别具有多个缸体的缸组(Zylinderbank)，其中，每个缸体具有缸盖，该缸盖带有用于增压空气(Ladeluft)的至少一个进入阀、用于排气的至少一个排出阀以及用于燃料的至少一个进入阀。此外，以模块化结构形式的内燃机具有与该或每根凸轮轴共同作用的阀控制装置(Ventilsteuerung)，该阀控制装置对于每个缸体具有由推杆(Sto?stange)操纵的摇杆(Kipphebel)以用于操纵用于对应缸体的增压空气的该或每个进入阀，且具有由另一推杆操纵的摇杆以用于操纵用于相应缸体的排气的该或每个排出阀。
推杆与推杆引导件一起在相应缸体的摇杆盒(Kipphebelkasten)中引导然而没有在相应缸体的缸盖中引导。用于相应缸体的增压空气输送件在相应缸体的缸盖中引导然而没有在相应缸体的摇杆盒中引导。相应缸体的缸盖的几何外轮廓构造成基于相应缸体的缸套的纵向轴线为对称的。
利用本发明首次提议，实施以模块化形式的内燃机。因此，内燃机的单独的缸体以及用于内燃机的缸体的阀控制装置不依赖于凸轮轴的数目并且因此不依赖于凸轮轴的位置。通过阀控制装置或者阀控制装置的摇杆盒在每个缸体的区域中旋转约180°，阀控制装置可与相应凸轮轴的位置相匹配。缸盖的设计方案没有限制阀控制装置以及阀控制装置的摇杆盒的这种旋转。就此而言可行的是，在内燃机的不同的设计方案中使用相同的缸体和阀控制装置。
优选地，相应缸体的缸盖的几何外轮廓或者基于延伸穿过相应缸体的缸套的纵向轴线的平面为轴对称的或者基于相应缸体的缸套的纵向轴线为点对称的。内燃机的缸体的缸盖的这样的几何外轮廓为特别优选的并且允许阀控制装置尤其该阀控制装置的摇杆盒在每个缸体的区域中不受限制地旋转约180°。
此外，当每个缸体具有用于增压空气的多个进入阀和用于排气的多个排出阀时，则对应的摇杆通过栈桥状件(Jochbrücke)连结到相应的换气阀处。该设计方案尤其简单。
根据本发明的用于内燃机的模块化系统在权利要求7中定义。
附图说明
本发明的优选的改进方案从从属权利要求和下文的描述中获得。本发明的实施例借助于附图来进一步解释，然而不应受限于此。其中：
图1显示了以模块化结构形式的根据本发明的第一内燃机；
图2显示了以模块化结构形式的根据本发明的第二内燃机；
图2a显示了图2或图1的内燃机的第一细节；
图2b显示了图2或图1的内燃机的第二细节；
图3显示了以模块化结构形式的根据本发明的第三内燃机；
图3a显示了图3的内燃机的第一细节；
图3b显示了图3的内燃机的第二细节；
图4显示了图1至3的内燃机的另一细节的透视性视图；以及
图5显示了图1至3的内燃机的另一细节的俯视图。
具体实施方式
本发明涉及以模块化结构形式的内燃机，在该内燃机中不依赖于内燃机的具体的实施，该内燃机的多个核心部件在形态学的模块化系统的意义方面可以不改变的方式或者以最小调整的方式来使用。
图1至3显示了以模块化形式的根据本发明的不同的内燃机(在此以V结构形式，代表L和V结构形式)10,10'和10''的示例性的透视性视图，其中，在图1至3中显示的内燃机分别具有缸体曲轴箱11,11'或11''，在该缸体曲轴箱11,11'或11''中引导或支承曲轴12和至少一根凸轮轴13,14或15。
在图1的实施例中，三根凸轮轴13,14或15支承在缸体曲轴箱11中，在图2的实施例中两根凸轮轴13和14在缸体曲轴箱11'中引导。在图3的实施例中，唯一的凸轮轴15支承在缸体曲轴箱11''中。
内燃机10,10'或10''的每一个具有带有多个在显示的实施例中分别三个缸体18,18'或18''的两个缸组16和17。分别以单独示图的形式，图2a显示了缸体18或18'，并且图3a显示了缸体18''。
显示了缸体18,18'或18''的缸套19，没有显示的活塞分别可运动地在该缸套19中引导，其中每个缸体18,18'或18''在所显示的实施例中具有用于增压空气的两个进入阀20、用于燃料的构造成喷射器的进入阀21和用于排气的分别两个排出阀22。可分别通过增压空气管路23给相应的缸组16或17的缸体供应增压空气，排气分别通过排气管路24从相应缸组16或17的缸体中引出。
在图3的实施例(在其中涉及燃气发动机(Gasmotor))中，作为燃料的燃气可分别通过气体输送管路25供应给缸体组16,17的相应缸体18''。
在图1的实施例(在其中内燃机包括三根凸轮轴13,14和15)中，两个外部的凸轮轴13和14用作操控用于燃料的进入阀并且因此操控相应缸组16或17的喷射器21，其中中间的凸轮轴15用作操控两个缸组16和17的缸体18的换气阀20和22。在图2的实施例(在其中在内燃机10'的缸体曲轴箱11'中容纳两根凸轮轴13和14)中，凸轮轴13和14中的每个用作操控相应缸体组件16或17的缸体18'的换气阀20和22以及喷射器21。在图3的实施例(在其中仅存在一根凸轮轴15)中，凸轮轴15用作操控两个缸体组件或缸组16和17的所有缸体18'的所有换气阀20和22的控制
内燃机10,10'和10''此外具有阀控制装置，该阀控制装置与凸轮轴中的至少一个共同作用，其中对于每个缸体18,18'或18''的阀控制装置具有由推杆26操纵的摇杆27以用于操纵用于相应缸体的增压空气的该一个或每个进入阀20，并且具有由另一推杆28操纵的摇杆29以用于操纵用于相应缸体的排气的该一个或每个排出阀22。当如在显示的实施例中那样对于每个缸体存在用于增压空气的两个进入阀20和用于排气的两个排出阀22时，摇杆27和29通过栈桥状件30,31作用到相应的换气阀处。
如最好可从图4获知的那样，阀控制装置的摇杆27和29容纳在所谓的摇杆壳体32中。推杆26和28在所谓的推杆引导件33或34中引导。在与摇杆27和29相对而置的端部处，推杆26和28通过所谓的凸轮随动件(Schlepphebel，有时称为挺杆)35和36作用在相应凸轮轴处。
在图1至3中显示的以模块化形式实施的内燃机10,10'和10''全部使用相同的阀以及相同的阀控制装置，其中由此可行的是，阀控制装置的推杆26和28与推杆引导件33和34一起虽然在相应缸体的相应摇杆盒32中引导但是没有在相应缸体的缸盖37中引导。
此外，就此而言重要的是，通往相应缸体的增压空气供应件虽然延伸穿过相应缸体的缸盖37但是没有穿过相应缸体的摇杆盒32。
此外，相应缸体的缸盖37的几何外轮廓基于相应缸体的缸套19的纵向轴线构造成对称的。
由此可实现，阀控制装置尤其摇杆盒32与摇杆27和29以及推杆26和28和推杆引导件33和34一起相对于相应的缸盖27和因此相对于相应缸体可旋转约180°。这从图2a和3a的比较中得出，其中在图2a中阀控制装置在第一相对位置中并且在图3a中在旋转约180°的第二相对位置中作用在相应的缸体或缸盖37处。
这还从图2b和图3b中得出，在图2b和图3b中显示在旋转约180°的相对位置中的摇杆盒32。在图5中示出在缸盖37外部的推杆26和28相对于缸盖37的不同的相对位置，其中从图5中得出，缸盖37的几何尺寸或者轮廓没有妨碍摇杆盒32的旋转并且因此没有妨碍相应缸体的阀控制装置旋转约180°。
如果因此由外部的凸轮轴13和14来操纵缸体组件16和17的缸体的换气阀20和22，则相应缸体的阀控制装置占据在图2a和2b中显示的相对位置。如果相反换气阀20,22由位于两个缸组之间的中间的凸轮轴15来控制，则在每个缸体的区域中的阀控制装置和摇杆盒32占据在图3a和3b中显示的相对位置。
如最好可从图5获知的那样，缸盖37的几何外轮廓为对称的确切说基于延伸穿过缸套19的纵向轴线的平面为轴对称的或者基于缸套19的纵向轴线为点对称。
通过缸盖37的几何外轮廓的这种对称，相应缸体的阀控制装置也就是说相应缸体的摇杆盒32与推杆26和28一起可相对于缸盖37和由此相对于相应缸体旋转约180°，以为了因此使阀控制装置与用作操纵相应推杆26和28的凸轮轴的位置相匹配。
根据本发明的内燃机10,10'或10''因此实施成模块化形式。用于内燃机10,10'或10''的相应的模块化系统具有曲轴箱11,11'或11''，该曲轴箱11,11'或11''通过在铸造时更换模具(Wechselformen)必须与凸轮轴13,14或15的数目和位置相匹配。缸组16和17的缸体18,18'或18''尤其缸体的缸盖37以及用于操纵换气阀20和22的阀控制装置然而为相同的，其中它们在其相对位置中经过约180°可彼此对换，以为了与凸轮轴的数目和位置相匹配。在每个缸体的区域中，摇杆盒32可相对于缸盖37旋转约180°，而没有使得推杆26和28以及推杆引导件33和34的引导和几何位置遭受限制。推杆26和28与推杆引导件33和34一起虽然在摇杆盒32中引导，但是没有在缸盖37中引导。通向相应缸体的增压空气供应件虽然在相应缸盖37中引导，但是没有在相应摇杆盒32中引导。缸盖37的几何外轮廓(由于该几何外轮廓的对称性)允许摇杆盒32相对于缸盖37旋转。
通过这样的模块化系统构造的内燃机具有许多优点。因此，结构组件可使用在多种内燃机配置中，由此降低对于内燃机类型的结构组件变型。内燃机的单独的结构组件可以较小的花费针对其它的发动机尺寸而按比例改变(skalieren)或转变。此外，简化了在制造商和客户处的备件库存(Ersatzteilhaltung)。减小了在客户处的培训花费。不仅在制造商处而且在客户处提高了经济性。

Claims (8)

1. 一种以模块化结构形式的内燃机，
带有缸体曲轴箱(11,11’,11’’)，在所述缸体曲轴箱(11,11’,11’’)中引导曲轴(12)和至少一根凸轮轴(13,14,15)；
带有多个分别具有多个缸体(18,18’,18’’)的缸组(16,17)，其中，每个缸体具有缸盖(37)，该缸盖带有用于增压空气的至少一个进入阀(20)、用于排气的至少一个排出阀(22)以及用于燃料的至少一个进入阀(21)；
带有与所述或每根凸轮轴(13,14,15)共同作用的阀控制装置，所述阀控制装置对于每个缸体具有由推杆(26)操纵的摇杆(27)以用于操纵用于相应缸体的增压空气的所述或每个进入阀(20)，并且具有由另一推杆(28)操纵的摇杆(29)以用于操纵相应缸体的排气的所述或每个排出阀(22)；
其中，所述推杆(26,28)与推杆引导件(33,34)一起在相应缸体的摇杆盒(32)中引导然而没有在相应缸体的缸盖(37)中引导；
其中，用于相应缸体的增压空气供应件延伸穿过相应缸体的缸盖(37)然而没有穿过相应缸体的摇杆盒(32)；
其中，相应缸体(18,18’,18’’)的缸盖(37)的几何外轮廓构造成基于相应缸体的缸套(19)的纵向轴线为对称的。
2. 根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，相应缸体(18,18’,18’’)的缸盖(37)的几何外轮廓基于延伸穿过相应缸体的缸套(19)的纵向轴线的平面为轴对称的。
3. 根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，相应缸体(18,18’,18’’)的缸盖(37)的几何外轮廓基于相应缸体的缸套(19)的纵向轴线为点对称的。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，当每个缸体具有用于增压空气的多个进入阀(20)和用于排气的多个排出阀(22)时，对应的摇杆(27,29)通过栈桥状件(30,31)联结到相应换气阀(20,22)处。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机，其特征在于，当所述内燃机构造成燃气发动机或构造成带有燃料紧耦合泵的柴油机时，所述内燃机具有唯一的凸轮轴，所述唯一的凸轮轴操控用于燃料的所有进入阀(21)和所有的换气阀(20,22)。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机，其特征在于，当所述内燃机构造成不带有燃料紧耦合泵的柴油机时，所述内燃机具有两根或三根凸轮轴，其中当所述内燃机具有两根凸轮轴时，用于相应缸组(16,17)的外部的凸轮轴(13,14)相应操控用于燃料的进入阀(21)和相应缸组(16,17)的换气阀(20,22)，与此相反当所述内燃机具有三根凸轮轴(13,14,15)时，用于相应缸组(16,17)的外部的凸轮轴(13,14)相应操控相应缸组(16,17)的用于燃料的进入阀(21)，并且用于两个缸组(16,17)的中间的凸轮轴(15)操控所述换气阀(20,22)。
7. 一种用于内燃机的模块化系统，
带有缸体曲轴箱(11,11’,11’’)，在所述缸体曲轴箱(11,11’,11’’)中分别引导曲轴(12)和至少一根凸轮轴(13,14,15)；
带有缸组(16,17)，所述缸组(16,17)分别具有多个缸体(18,18’,18’’)，其中，每个缸体具有缸盖(37)，该缸盖(37)带有用于增压空气的至少一个进入阀(20)、用于排气的至少一个排出阀(22)以及用于燃料的至少一个进入阀(21)；
带有阀控制装置，所述阀控制装置与所述或每根凸轮轴(13,14,15)共同作用并且所述阀控制装置对于每个缸体具有由推杆(26)操纵的摇杆(27)以用于操纵用于相应缸体的增压空气的所述或每个进入阀(20)，且具有由另一推杆(28)操纵的摇杆(29)以用于操纵用于相应缸体的排气的所述或每个排出阀(22)；
其中，所述推杆(26,28)与推杆引导件(33,34)一起在相应缸体的摇杆盒(32)中引导然而没有在相应缸体的缸盖(37)中引导；
其中，用于相应缸体的增压空气供应件延伸穿过相应缸体的缸盖(37)然而没有穿过相应缸体的摇杆盒(32)；
其中，相应缸体(18,18’,18’’)的缸盖(37)的几何外轮廓构造成基于相应缸体的缸套(19)的纵向轴线为对称的。
8. 根据权利要求7所述的模块化系统，其特征在于根据权利要求1至6中任一项或多项所述的特征。
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