DE10118951C2 - Anordnung einer Abgas-Turboaufladungseinheit an einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Abgas-Turboaufladungseinheit, die eine Aufladegruppe aus mindestens einer Turbine und einem Verdichter, sowie mindestens einen Ladeluftkühler, zugehörige Ladeluftführungsteile und die Kühlmittelverrohrung umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Bekanntlich umfasst eine Abgas-Turboaufladungseinheit eine Aufladegruppe aus Turbine und Verdichter, ein oder mehrere Ladeluftkühler in der Ladeluftführung und selbstverständlich die Kühlmittelverrohrung, so dass Luft in der Regel durch den Schalldämpfer angesaugt und verdichtet werden kann und über den Ladeluftkühler in die Ladeluftleitung des Motors strömen kann. Ladeluftkühler haben dabei die Aufgabe, die erwärmte Ladeluft aus dem Verdichter auf die gewünschte Temperatur herunterzukühlen. Die der Luft entzogene Wärme wird durch das Kühlmittel, d. h. in der Regel durch das Kühlwasser über die Kühlmittelverrohrung abgeführt.

Der Motor und die Aufladegruppe sind funktionsgerecht nicht mechanisch miteinander gekuppelt. Eine Verbindung besteht nur durch die Abgase des Motors und die verdichtete Ladeluft.

In vielen Anordnungen ist je ein Ladeluftkühler unmittelbar neben der Aufladegruppe auf Gegenkupplungs- und Kupplungsseite mit einem Gehäuse an das Motorgestell angeschraubt. Die Anschlüsse zur Aufladegruppe sind bekanntlich elastisch ausgeführt und die Aufladegruppe mittels einer Konsole ebenfalls an das Motorgestell angeschraubt, derart, dass bei einer erforderlichen Demontage eines Ladeluftkühlers zuerst die Aufladegruppe wieder vom Motorgestell entfernt werden muss, um an den oder die Ladeluftkühler heranzukommen.

Im Stand der Technik ist auch bereits ein 2-stufiges Abgasturboladeraggregat bekannt geworden, das eben sehr kompakt aufgebaut sein soll und deshalb zu einer modularen Aufladeeinheit aus Hochdruck- und Niederdruckturbolader geformt ist.

So zeigt beispielsweise die CH 620 969 A5 eine Brennkraftmaschine mit 2-stufiger Turboaufladung, für diese die Befestigung des Turboladers der 2. Stufe am Motorgehäuse verbessert werden soll, um die Führung der Austrittsluft durch einen Ladeluftkühler und danach zum Motor zu erleichtern. Dazu wird eine kastenförmige Tragkonstruktion vorgeschlagen, auf dieser der Turbolader der 2. Stufe angeordnet wird. Desweiteren ist die Tragkonstruktion mit durchgehenden Hohlräumen versehen durch diese die Austrittsluft des Turboladers geführt und mit entsprechenden Abzweigungen den einzelnen Motorzylindern zugeführt wird.

In der oben beschriebenen Anordnung ist also der Anbau und selbstverständlich die Demontage der Ladeluftkühler mit den Ladeluftführungsteilen, der Konsole für die Aufladegruppe und der Aufladegruppe selbst, sowie eventuell der Kühlmittelverrohrung nur in einer bestimmten Reihenfolge möglich.

Bei einem erforderlichen Transport der Brennkraftmaschine, für den eine Teildemontage notwendig wird, ist eben der Montageaufwand somit beträchtlich, auch ist damit eine oftmals komplizierte Verrohrung der Ladeluft und für das Kühlmittel bedingt.

Aufgabe der Erfindung

Deshalb ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Anordnung einer Abgas- Turboaufladungseinheit zu schaffen, mittels dieser eine einfache Vormontage der gesamten Abgas-Turboaufladungseinheit möglich wird, und gleichzeitig der Aufwand bei der Teildemontage des Motors für den Transport wesentlich verringert ist.

Lösung

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass zur modulartigen Zusammenfassung der Teilelemente der gesamten Abgas-Turboaufladungseinheit eine Tragkonsole entwickelt wurde, mittels dieser die Aufladegruppe und der/die Ladeluftkühler, aber auch die Ladeluftführungsteile und die Kühlmittelverrohrung in beliebiger Reihenfolge vormontierbar sind und so die gesamte Abgas-Turboaufladungseinheit als Auflademodul dem Motorgestell der Brennkraftmaschine aufsetzbar, bzw. an diese anbaubar ist, ist tatsächlich eine äusserst einfache Vormontage des gesamten Auflademoduls möglich geworden und somit auch der Aufwand bei der Teildemontage des Motors, beispielsweise für den Transport, bei dem nunmehr Motor und Auflademodul separat transportiert werden können, erheblich reduziert.

Dadurch, dass die Tragkonsole in Form eines Rahmens ausgeführt ist, der ein U- förmiges Grundgestell mit Bodenteil und zwei seitliche Gestellwände aufweist, wobei die Gestellwände mittels eines aufgesetzten Brückenträgers versteift sind, so dass zwischen den Gestellwänden das Bodenteil die Aufladegruppe, die beiden Gestellwände an der Aussenseite je einen Ladeluftkühler und der Brückenträger die Kühlmittelverrohrung sowie eine Aufhängevorrichtung für den Anbauvorgang an die Brennkraftmaschine aufnehmen können, können die Anbauteile der Abgas-Turboaufladungseinheit unabhängig und in beliebiger Reihenfolge einzeln und dann komplett als Modul an das Motorgestell montiert werden.

Durch gute Raumausnutzung und mittels einer gewichtsoptimierten Tragkonsole in Leichtbauweise, also nicht durchgehend massiv ausgebildet, wird erstmals ein kompaktes und leichtes Auflademodul möglich, das eben unabhängig von der Brennkraftmaschine transportiert und als Ganzes am Aufstellungsort des Motors angebaut werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäss modulartige Anordnung einer Abgas- Turboaufladungseinheit,

Fig. 2 eine gewichtsoptimierte Tragkonsole und

Fig. 3 ein an das Motorgestell einer Brennkraftmaschine funktionsgerecht angebautes Auflademodul.

Gemäss Fig. 1 umfasst das vormontierte Auflademodul eine Aufladegruppe 1, die auf ein Bodenteil 2 eines U-förmigen Grundgestells 3 mit zwei seitlichen Gestellwänden 4a, b einer Tragkonsole 5 in Form eines Rahmens gebaut ist. Desweiteren sind über der Aufladegruppe 1 die Gestellwände 4a, b mittels eines aufgesetzten, bzw. eingepassten Brückenträgers 6 versteift. An die Aussenseiten der beiden Gestellwände 4a, b ist jeweils ein Ladeluftkühler 7a, b angebaut, bzw. in geeigneter Weise angeschraubt, und mittels Ladeluftführungsteilen 8a, b, c, d funktionsgerecht mit der Aufladegruppe verbunden. Auf dem Brückenträger 6, die Aufladegruppe 1 übergreifend ist die Kühlmittelverrohrung 9 angeordnet, die mit entsprechenden Kühlmittelanschlüssen des Motors verbindbar sind.

Auch bzgl. der Kühlmittelverrohrung ist eine deutliche Aufwandsverringerung bei der Montage des Auflademoduls, bzw. Teildemontage des Motors beispielsweise für den Transport, spürbar.

Weiterhin ist an der Oberseite des Brückenträgers 6 eine Aufhängevorrichtung für den Anbauvorgang an die Brennkraftmaschine in Form von vier Anhängeösen 10 a, b, c, d vorgesehen, in die beispielsweise die Haken eines Krans eingreifen können, der das gesamte Auflademodul über das Motorgestell trägt und mit dem Bodenteil 2 des Grundgestells 3 der Tragkonsole 5 das gesamte vormontierte Auflademodul passgenau dem Motorgestell aufsetzt oder nach Lösen der entsprechenden Verschraubung selbstverständlich vom Motorgestell wieder abnehmen kann.

Fig. 2 zeigt im Detail die gewichtsoptimierte Tragkonsole 5, die in Form eines Rahmens ausgeführt ist. Das U-förmige Grundgestell 3 umfasst das Bodenteil 2 und zwei seitliche Gestellwände 4a, b und ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel einstückig aus GGG40 gegossen, derart dass kraftverteilende Verstrebungen 11 gewichtsmindernd die beiden Gestellwände 4a, b aufbauen und das Bodenteil 2 als Bodenplatte mit Passungen und geeigneten Materialaussparungen zur Anlage auf dem Motorgestell ausgeführt ist. Der Brückenträger 6 in Form eines geschweissten Stahlrahmens ist an den freien Enden der Gestellwänden 4a, b aufgelegt und versteift so gewichtsoptimiert die Tragkonsole 5.

An den vier oben liegenden Ecken des Brückenträgers 6 ist jeweils eine Anhängeöse 10a, b, c, d angeformt.

Wie Fig. 2 offensichtlich zeigt, sind durch diese gewichtsoptimierte Tragkonsole 5 als Kernstück der gesamten Abgas-Turboaufladungseinheit, einer erfindungsgemässen Anordnung und einer geeigneten Verschraubung die einzelnen Anbauteile unabhängig voneinander und in beliebiger Reihenfolge einzeln und danach komplett (als Modul) montierbar.

Fig. 3 zeigt diesen Sachverhalt als Gesamtdarstellung: Das gesamte vormontierte Auflademodul mit Aufladegruppe 1, zwei Ladeluftkühler 7a, b mit zugehörigen Ladeluftführungsteilen 8a, b, c, d sowie der Kühlmittelverrohrung 9 ist passgenau am Motorgestell 12 einer Brennkraftmaschine 20 angebaut und mit dieser Brennkraftmaschine funktionsgerecht verbunden.

Claims (4)

1. Anordnung einer Abgas-Turboaufladungseinheit, die eine Aufladegruppe, bestehend aus mindestens einer Turbine und einem Verdichter, sowie mindestens einen Ladeluftkühler, zugehörige Ladeluftführungsteile und eine Kühlmittelverrohrung umfasst, mittels einer Tragkonsole an einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonsole (5) in Form eines Rahmens ausgeführt ist, der ein U-förmiges Grundgestell (3) mit einem Bodenteil (2) und zwei seitlichen Gestellwänden (4a, b) aufweist, wobei die beiden seitliche Gestellwände (4a, b) an ihren dem Boden (2) abgewandten Enden durch einen aufgesetzten Brückenträger (6) miteinander verbunden sind, die Aufladegruppe (1) zwischen den seitlichen Gestellwänden (4a, b) am Bodenteil (2), der mindestens eine Ladeluftkühler (7a, b) an mindestens einer Aussenseite der seitlichen Gestellwände (4a, b) und die Kühlmittelverrohrung (9) am Brückenträger (6) angebaut sind, wobei die Aufladegruppe, der mindestens ein Ladeluftkühler (7a, b) und die Kühlmittelverrohrung (9) in beliebiger Reihenfolge an der Tragkonsole (5) montierbar und demontierbar sind und die gesamte Abgas-Turboaufladungseinheit einschliesslich der Tragkonsole (5) als vormontiertes Auflademodul an dem Motorgestell (12) der Brennkraftmaschine (20) anbaubar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenträger (6) eine Aufhängevorrichtung (10a, b, c, d) für den Anbauvorgang an die Brennkraftmaschine (20) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das U-förmige Grundgestell (3) einstückig aus GGG40 gegossen und der Brückenträger (6) aus Stahl gefertigt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonsole (5) gewichtsoptimiert ausgeführt ist, derart, dass das U-förmige Grundgestell (3) mittels kraftverteilenden Verstrebungen (11) zumindest in den beiden Gestellwänden (4a, b) aufgebaut ist, der Brückenträger (6) als geschweisster Stahlrahmen ausgeführt ist und die Aufhängevorrichtung (10a, b, c, d) als Anhängeösen für bspw. Kranhaken ausgebildet ist.