CN103946530A - 具有至少一个缸的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个气缸（2）的内燃机，该气缸具有往复运动的活塞，其中，气缸盖（3）和气缸体（4）一件式地构造成具有至少一个废气涡轮增压机（ATL）的气缸盖-气缸体单元（5）。为了将机加工和制造耗费减到最少并且减少总体积，可规定废气涡轮增压机（ATL）的至少一个螺旋部（8）集成到气缸盖-气缸体单元（5）内。

Description

具有至少一个缸的内燃机
本发明涉及一种包括至少一个气缸的内燃机，该气缸具有往复式活塞，其中，气缸盖和气缸体一体地设置成具有至少一个废气涡轮增压机的气缸盖-气缸体单元。
已知将气缸盖和气缸体布置成一个单元。这种气缸盖-气缸体单元还被称为单体（Monoblock）。一体的曲轴箱通常与气缸盖-气缸体单元相邻。还能将曲轴箱集成到气缸盖-气缸体单元内。
例如在DE2851179A1中示出往复式内燃机，其中，气缸盖和曲轴箱一体地布置。由DE3123527A1、JP2006-299959A或美国专利第7,055,485B1号已知其它单体式内燃机。
由DE3133953A1和SE446114B已知集成到气缸盖内的螺旋部外壳。根据这些文献，轴承外壳与废气涡轮增压机一起以一定间隙插入圆柱形钻孔内。螺旋部外壳也被铸造成用于压缩机的气缸盖。根据该构造，仅能在气缸盖和废气涡轮增压机之间交换气态介质。在各申请中参照了可较佳使用的空气润滑的轴承。
还由DE102009028632A1、JP2002-303154A2、JP62-162728A2、DE3133953A1和JP57-052624A2已知将废气涡轮增压机集成到气缸盖内。
本发明的目的是将上述类型的内燃机中的机加工和生产耗费减到最少并且实现尽可能紧凑的安装体积。
根据本发明这通过如下方式来实现：将废气涡轮增压机的至少一个螺旋部集成到气缸盖-气缸体单元内。
可将废气涡轮增压机布置在气缸盖区域内或气缸体区域内，并且可将涡轮机外壳集成到气缸盖-气缸体单元内。
较佳地规定废气涡轮增压机的废气涡轮机的螺旋部至少部分地被冷却套所围绕，其中，较佳地将冷却套集成到气缸盖-气缸体单元内，其中，特别有利的是使冷却套与至少一个馈送通道和一个排放通道连接，其中，馈送和排放通道集成到气缸盖-气缸体单元内。由此，能免去用于废气涡轮增压机的冷却剂供给的外部管线。
为了保持部件数目尽可能少、节约总体空间以及将生产耗费减到最少，特别有利的是经由滑动轴承来支承废气涡轮增压机的轴，这些滑动轴承经由至少一个润滑剂馈送通道连接到润滑剂回路，其中，将润滑剂供给钻孔集成到气缸盖-气缸体单元内。此外，可将废气涡轮增压机的至少一个润滑剂返回通道集成到气缸盖-气缸体单元内。
在本发明的另一实施例中可规定，将废气涡轮增压机的至少一个密封空气管线集成到气缸盖-气缸体单元内。
因此，废气涡轮增压机不包括外部管线。由此，能将所有连接件、管线和通道集成到气缸盖-气缸体单元内。
特别有利的是，将至少一个进气室和/或至少一个排气室集成到气缸盖-气缸体单元内。此外，可将引向进气室的至少一个进气管线集成到气缸盖-气缸体单元内。气缸盖能由气缸盖罩来密封，至进气管线的至少一个馈送管线能以集成的方式来布置在该气缸盖罩内。
进气管线还能部分地集成到气缸盖-气缸体单元内，并且部分地容纳于气缸盖罩内。较佳地将排气管线集成到气缸盖-气缸体单元内。
气缸套能一体地包含到气缸盖-气缸体单元内或者螺纹连接到该气缸盖-气缸体单元内。
作为借助润滑油来润滑的轴承的替代方式，可采用空气润滑的轴承。
在本发明的特别较佳的实施例中规定，轴承外壳、较佳地与废气涡轮增压机的压缩机一起通过凸缘连接到气缸盖-气缸体单元上，该轴承外壳容纳用于支承废气涡轮增压机的轴的至少一个轴承衬套。当将轴承外壳集成到废气涡轮增压机的压缩机内时能将部件数目保持在限值内。
因此，废气涡轮增压机的轴承外壳与压缩机一起通过凸缘连接到气缸盖-气缸体单元的气缸盖上，其中，将用于密封加压油、冷却剂转移和油和密封空气的排放管线的合适密封件设置在气缸盖-气缸体单元和压缩机外壳之间。
下面，将参照附图更详细地解释本发明，其中：
图1以沿图4中的线I-I剖取的剖视图来示出根据本发明的内燃机；
图1a在一个实施例中以沿图2中的线Ia-Ia剖取的剖视图来示出根据本发明的内燃机；
图2以沿图1中线II-II剖取的剖视图来示出内燃机；
图3以俯视图示出所述内燃机；
图4以沿图1中线IV-IV剖取的剖视图来示出内燃机；以及
图5以沿图1中线V-V剖取的剖视图来示出内燃机。
附图示出内燃机1，该内燃机1具有用于对应的往复活塞（未更详细示出）的两个气缸2。气缸2还能由旋入的气缸套构成（图1、4）。
内燃机1包括气缸盖3区域和气缸体4区域，其中气缸盖3和气缸体4设置成气缸盖-气缸体单元5（单体）。
曲轴箱的底部33与气缸盖-气缸体单元5相邻。
将排气歧管6和进气歧管7铸造到气缸盖-气缸体单元5中。废气涡轮增压机ATL的废气涡轮机10的螺旋部8被集成到气缸盖-气缸体单元5中，跟随排气歧管6螺旋部。还将废气涡轮增压机ATL的涡轮机外壳35集成到气缸盖-气缸体单元5中。
附图标记9表示用于废气涡轮机10的接纳钻孔，而附图标记11表示形成压缩机螺旋部12的、凸缘安装的压缩机外壳的轮廓。压缩机轮13在压缩机外壳11内设置成与涡轮机10轴向对准。来自压缩机螺旋部12的出口14经由气门盖罩17内的增压空气管线16和连接软管15连接到铸入的进气歧管7。至少是废气涡轮增压机ATL的废气涡轮机10的螺旋部8至少部分地被冷却套18围绕，该冷却套18经由至少一个馈送通道19以及在最高位置经由至少一个排放通道20流动连接到气缸盖-气缸体单元5的冷却套21。油沟22设置在气缸盖-气缸体单元5的气缸盖3区域内，供给钻孔23从该油沟引向润滑剂馈送通道24，该润滑剂馈送通道24引向废气涡轮增压机ATL的轴28的轴承衬套29。附图标记25表示废气涡轮增压机ATL的凸缘内的、用于油循环和密封空气排出的转移开口，该转移开口通入润滑剂返回通道26。可选为钻出的并能通过密封螺纹件28或自攻孔式闭合件来密封的润滑剂返回通道26经由返回管线的垂直部分27引到油盘32。
具有压缩机的废气涡轮增压机ATL的轴承外壳39通过螺纹件37固定到气缸盖-气缸体单元5的气缸盖3。在此过程中压入密封件31，使得用于冷却介质、加压油、密封空气和循环油的引导部被密封。轴承外壳39有利地以一体方式与压缩机外壳11一起设置。
废气涡轮机10能焊接到轴28上。油馈送管线24经由加压油钻孔24a引到废气涡轮增压机ATL的轴承衬套29。用附图标记30来表示进入压缩机的空气入口。压缩机外壳11和气缸盖-气缸体单元5之间通过密封件31来进行密封。废气经由排气出口36离开废气涡轮增压机ATL。
图4示出用附图标记32表示的油盘。曲轴34在曲轴箱的底部33内由轴承多处支承。
图5示出从气缸盖3的油沟22对废气涡轮增压机ATL进行加压油的供给。油经由供给钻孔23到达气缸盖3内的润滑剂馈送通道24，然后经过密封件31进入废气涡轮增压机的轴承外壳内的钻孔24’内。所述钻孔24’与压力室24a相通，浮动轴承衬套29被供给来自该压力室的油。油经过轴承间隙到达排放室24b，所述油从该排放室与来自轴承外壳的密封空气一起到达转移开口25，该转移开口通过排放通道26引向返回管线的垂直部分27，最终引向油盘32。
所述构造允许非常紧凑的内燃机1，该内燃机由于免除了到达废气涡轮增压机ATL以及来自废气涡轮增压机ATL的管线而变得特别低成本。

Claims (13)

1.一种内燃机（1），所述内燃机包括至少一个气缸（2），所述至少一个气缸具有往复式活塞，其中，气缸盖（3）和气缸体（4）一体地设置成具有至少一个废气涡轮增压机（ATL）的气缸盖-气缸体单元（5），其特征在于，将废气涡轮增压机（ATL）的至少一个螺旋部（8）集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
2.如权利要求1所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）的涡轮机外壳（35）在所述气缸盖（3）的区域内集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
3.如权利要求1所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）的涡轮机外壳（35）在所述气缸体（4）的区域内集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
4.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）、较佳为所述废气涡轮机（10）的所述螺旋部（8）至少部分地被冷却套（18）围绕，其中，较佳地的是，所述冷却套（18）集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
5.如权利要求4所述的内燃机（1），其特征在于，所述所述冷却套（18）与至少一个馈送和/或排放通道（19，20）连接，其中，馈送和/或排放通道（19，20）集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
6.如权利要求1-5中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）的所述轴（28）由滑动轴承来支承，所述滑动轴承经由至少一个润滑剂馈送通道（24）连接到润滑剂回路，其中，所述润滑剂馈送通道（24）集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
7.如权利要求6所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）的至少一个润滑剂返回通道（26）集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
8.如权利要求1-7中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述废气涡轮增压机（ATL）的至少一个密封空气管线集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
9.如权利要求1-8中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，至少一个排气歧管（6）或排气室集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
10.如权利要求1-9中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，至少一个进气歧管（7）或进气室集成到所述气缸盖-气缸体单元（5）内。
11.如权利要求1-9中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，轴承外壳(39)、较佳地与所述废气涡轮增压机（ATL）的所述压缩机一起通过凸缘连接到所述气缸盖-气缸体单元（5）上，所述轴承外壳容纳用于支承所述废气涡轮增压机（ATL）的轴（28）的至少一个轴承衬套(29)。
12.如权利要求11所述的内燃机（1），其特征在于，所述轴承外壳(39)集成到所述废气涡轮增压机（ATL）的压缩机外壳（11）内。
13.如权利要求11或12所述的内燃机（1），其特征在于，所述轴承外壳(39)与所述气缸盖-气缸体单元（5）之间的连接表面与用于引导润滑剂、冷却剂或密封空气的至少一个通道相交，较佳地，用于密封引导润滑剂、冷却剂或密封空气的通道的密封件（31）设置在所述轴承外壳与所述气缸盖-气缸体单元（5）之间。
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