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Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und
einem Zylinderkopf, an dem eine Abgassammelleitung und eine Frischgasleitung
befestigt sind, wobei die Abgassammelleitung und die Frischgasleitung über eine
Abgasrückführleitung
mit in die Abgasrückführleitung
eingeschalteten Abgasrückführsteuerventil
und Abgaskühler,
bestehend aus einer Abgaskühlleitung
und einem Kühlgehäuse, verbunden
sind.
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Eine
derartige Brennkraftmaschine ist aus der
DE 197 33 964 A1 bekannt.
Diese Brennkraftmaschine weist eine Abgasrückführeinrichtung auf, die die
Abgassammelleitung und die Frischgasleitung über eine Abgasrückführleitung
verbindet. Dabei ist in die Abgasrückführleitung neben einem Abgasrückführsteuerventil
ein Abgaskühler
eingebaut, der als separates Bauteil ausgebildet ist. Dieser Abgaskühler weist
somit jeweils zwei Anschlüsse
für die
Einleitung und Ableitung des Abgases und der Kühlflüssigkeit auf. Der Abgaskühler muss
in geeigneter Weise an der Brennkraftmaschine angebaut und befestigt werden,
wobei der Anbau sich oftmals schwierig gestaltet, da kein ausreichender
Bauraum vorhanden ist. Zudem ist es schwierig, die Anschlüsse für die Kühlflüssigkeit
mit dem Kühlflüssigkeitskreislauf
der Brennkraftmaschine zu verschalten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anbau der Abgasrückführeinrichtung,
insbesondere des Abgaskühlers,
an die Brennkraftmaschine zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Kühlgehäuse des
Abgaskühlers
zumindest in einem Teilbereich integraler Bestandteil des Kurbelgehäuses ist.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass der Abgaskühler und
damit die gesamte Abgasrückführeinrichtung
wesentlich besser in die Brennkraftmaschine integriert ist. Dies
wirkt sich vorteilhaft auf den Aufbau und folglich auch auf die
Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine aus. Die Integration ist,
bezogen auf die Herstellungskosten der gesamten Brennkraftmaschine,
zumindest kostenneutral.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist das Kühlgehäuse einen Grundkörper auf,
der einstückig mit
dem Kurbelgehäuse
ausgebildet ist und wobei der Grundkörper von einem Deckel verschlossen
ist. Dabei ist der Grundkörper
so ausgebildet, dass er ohne schwierige bzw. komplizierte Formausbildung in
die Gießform
eingearbeitet ist. Der Grundkörper wird
beim Gießen
des Kurbelgehäuses
der Brennkraftmaschine quasi ohne Mehraufwand gefertigt. Im Wesentlichen
muss nach dem Gießen
nur die Dichtfläche
zu dem beispielsweise anzuschraubenden Deckel mechanisch bearbeitet
werden. Dies kann aber zusammen mit anderen Bearbeitungsvorgängen erfolgen.
Der Deckel kann als Gussdeckel oder auch beispielsweise als Blechdeckel
ausgebildet sein. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass ein und dasselbe
Kurbelgehäuse
auch für
den Fall, dass keine Abgasrückführeinrichtung
vorgesehen ist, verwendet werden kann, ohne dass sich kostenmäßige Nachteile
ergeben oder funktionelle oder sonstige Nachteile einstellen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlgehäuse insgesamt einstückig mit
dem Kurbelgehäuse
ausgebildet. Diese Ausbildungsform bildet folglich einen an das
Kurbelgehäuse
angegossenen Kanal, der sich über
die gesamte Länge
der Brennkraftmaschine erstreckt. Dabei kann dieser Kanal so ausgebildet
und angeordnet sein, dass er eine versteifende Funktion für das Kurbelgehäuse übernimmt
(was selbstverständlich
auch für
den nur angegossenen Grundkörper
gilt). Weiterhin ist es möglich, den
Kanal in den Übergangsbereich
des Kurbelgehäuses
zwischen der die Kurbelwelle aufnehmenden Kurbelglocke und dem Zylinderblockbereich
anzuordnen. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, den von dem Kühlgehäuse gebildeten
Kanal in das Kurbelgehäuse
so zu integrieren, dass der Kanal in das Kurbelgehäuse hineingewachsen
ist. Dies kann in der Form sein, dass beispielsweise im Bereich
neben einer sich entlang der Brennkraftmaschine erstreckenden Ausnehmung
zur Aufnahme beispielsweise einer Nockenwelle oder einer oder mehrerer
Ausgleichswellen der Kanal für
das Kühlgehäuse angeordnet
ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, bei einer Brennkraftmaschine
ohne Massenausgleichsgetriebe den hierfür vorgesehenen Bauraum alternativ
zu nutzen.
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In
Weiterbildung der Erfindung münden
in das Kühlgehäuse in das
Kurbelgehäuse
eingelassene Kühlflüssigkeitszugänge und
Kühlflüssigkeitsabgänge ein.
Diese Kühlflüssigkeitszugänge und
Kühlflüssigkeitsabgänge, von
denen jeweils mindestens einer vorhanden ist, gewährleisten
ohne zusätzliche Anbauteile
eine Zufuhr und Abfuhr der Kühlflüssigkeit zu
dem Abgaskühler.
Dabei können
die Kühlflüssigkeitszugänge und
Kühlflüssigkeitsabgänge, für den Fall,
dass keine Abgasrückführrichtung
montiert wird, durch Deckel verschlossen werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Kühlflüssigkeit Öl. Dabei ist durch die erfindungsgemäße Integration
problemlos zu berücksichtigen,
dass aufgrund der gegenüber
Kühlwasser
höheren Öltemperaturen
das Volumen des ölgekühlten Abgaskühlers größer sein
muss als das Volumen des wassergekühlten Abgaskühlers. Im
Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, den
Abgaskühler wassergekühlt auszubilden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist in das Kühlgehäuse ein Kühlraumbegrenzungsblech eingesetzt.
Dieses Kühlraumbegrenzungsblech,
das auch aus einem anderen Material als Blech hergestellt sein kann,
ist so ausgebildet und angeordnet, dass eine intensive und vollständige Umströmung der
das Kühlgehäuse durchdringenden
Abgaskühlleitung
mit Kühlflüssigkeit
sichergestellt ist. Weiterhin trennt das Kühlraumbegrenzungsblech einen
für eine
Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung
genutzten Teil in dem Grundkörper
ab.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Abgasrückführleitung
im Bereich des Anschlusses einer Ladeluftzuführleitung in die Frischgasleitung
ein. Dieser Anschluss ist bevorzugt das Anschlussrohr einer von
dem Verdichter eines Abgasturboladers mit der Frischgasleitung verbundenen
Leitung.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Abgasrückführleitung über eine Verteilleitung entlang
der Frischgasleitung mit dieser verbunden. Diese Verteilleitung
kann Bestandteil der Frischgasleitung sein oder als zusätzliches
Rohr an dieser befestigt sein. Vorzugsweise im Bereich der von der
Frischgasleitung zu den Gaswechselventilen der einzelnen Zylinder
abzweigenden Gaskanäle
sind Übertritte
vorgesehen, die die Verteilleitung mit der Frischgasleitung verbinden.
Diese Ausbildung hat den Vorteil einer besonders intensiven Durchmischung
des zurückgeführten Abgases
mit der Frischluft, die die von der Umgebung angesaugte Saugluft
oder aber die von dem Verdichter eines Abgasturboladers verdichtete Ladeluft
sein kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung ist, dass die
endseitigen Anschlüsse
der Frischgasleitung unverändert
sind und somit auch keine Bauraumvergrößerung der Brennkraftmaschine
erfolgt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist in den von dem Kühlraumbegrenzungsblech abgetrennten
Teil des Kühlgehäuses – wie schon
ausge führt – zumindest
ein Teil einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung
integriert. Diese ist so ausgebildet, dass bevorzugt an geodätisch tiefer
Stelle die Kurbelgehäusegase
in das Kühlgehäuse eingeleitet
werden und an geodätisch
hoher Stelle in das Kurbelgehäuseentlüftungsventil
weitergeleitet werden. Dabei ist der Bereich zwischen dem Kurbelgehäuseeintritt
und dem Kurbelgehäuseaustritt
als Beruhigungsraum bzw. Vorabscheiderraum für die Kurbelgehäusegase
ausgebildet.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung
zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
sind.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Kurbelgehäuses mit einstückig an
das Kurbelgehäuse
angeformten Kühlgehäuse eines
Abgaskühlers
einer Abgasrückführeinrichtung,
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2 eine
Stirnansicht des Kurbelgehäuses gemäß 1,
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3 eine
Seitenansicht eines Kurbelgehäuses
mit einem Kühlgehäuse, dessen
Grundkörper
Bestandteil des Kurbelgehäuses
ist und wobei der Grundkörper
von einem Deckel abgedeckt ist,
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4 eine
perspektivische Seitenansicht des Kurbelgehäuses gemäß 3,
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5 eine
perspektivische Seitenansicht einer Brennkraftmaschine mit einer
alternativen Einmündung
der Abgasrückführleitung
in die Frischgasleitung und
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6 einen
Teilschnitt durch das Kurbelgehäuse
und das Kühlgehäuse gemäß den 3, 4 und 5.
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Das
Kurbelgehäuse 1 nach 1 ist
als sogenanntes Open-Deck-Kurbelgehäuse für eine 4-zylindrige
selbstzündende
Brennkraftmaschine ausgelegt. Das Kurbelgehäuse 1 weist einen
unteren Teil mit einer Kurbelglocke 2 auf, in dem die nicht
dargestellte Kurbelwelle montiert wird. An die Kurbelglocke 2 schließt oberhalb
derselben der Zylinderblockbereich 3 an, der in der als "Open-Deck" ausgebildeten Trennfläche zu dem
Zylinderkopf 21 endet.
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Der
Zylinderblockbereich 3 weist als integralen Bestandteil
ein Kühlgehäuse 4 für den Abgaskühler 9 einer
Abgasrückführeinrichtung
auf. Dieses Kühlgehäuse 4 erstreckt
sich über
die gesamte Länge
des Kurbelgehäuses 1 und
ist stirnseitig jeweils offen und mit Befestigungsflanschen ausgestaltet. Durch
die stirnseitigen Öffnungen
wird die Abgasleitung 17 (6), durch
die das zurückzuführende Abgas
geleitet wird, in das Kühlgehäuse 1 eingeschoben
und an den beiden Befestigungsflanschen in geeigneter Weise befestigt.
Das Kühlgehäuse 4 weist außen liegende
Rippen auf, die einerseits zur Versteifung des Kurbelgehäuses 1 und
des Kühlgehäuses 4 dienen,
andererseits bei einer Beaufschlagung mit Kühlluft für eine zusätzliche Kühlung des durch das Kühlgehäuse 4 hindurchströmenden Kühlmittels in
Form von Kühlwasser
oder Kühlöl dienen.
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In
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 3 und 4 ist
das Kühlgehäuse 4a in
einen Grundkörper 5 und
einen den Grundkörper 5 zur
Umgebung hin verschließenden
Deckel 6 aufgeteilt. Der Grundkörper 5 bildet dabei
einen Teil des Kurbelgehäuses 1.
Das zurückzuführende Abgas
wird in beiden Ausführungsvarianten
nach den 1 und 2 bzw. nach
den 3 und 4 von der Abgassammelleitung 7 über eine
Abgasrückführleitung 8a in
die durch das Kühlgehäuse 4, 4a verlaufende Abgaskühlleitung 17 eingeleitet.
Auf der gegenüberliegenden
Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 ist
eine weitere Abgasrückführleitung 8b befestigt,
die das aus dem Abgaskühler 9 austretende
Abgas über
eine entlang der Frischgasleitung 10 verlaufende Verteilleitung 11 (3 und 4),
die von dem Kühlgebläse geförderten
Kühlluftstrom
zusätzlich
gekühlt ist,
in die Frischgasleitung 10 einleitet oder aber über ein
Anschlussrohr 23 eines Abgasturboladers 20 (5)
direkt in die Frischgasleitung 10 einleitet. Ein Abgasrückführsteuerventil 12a oder 12b beziehungsweise 12 kann
in die Abgasrückführleitung 8a oder 8b eingeschaltet
bzw. eingesetzt sein oder aber auch direkt in den Abgaskühler 9 auf
der Eintrittsseite oder auf der Austrittsseite für das rückgeführte Abgas eingesetzt bzw.
eingeschaltet sein. Die Verteilleitung 11 ist an der Frischgasleitung 10 über Befestigungspratzen 13 festgeschraubt,
wobei die Befestigungspratzen 13 mit Auflageböcken 14 zusammenwirken,
die Bestandteil der Frischgasleitung 10 sind. In diese Auflageböcke 14 sind Übertrittsöffnungen
eingelassen, die die Verteilleitung 11 mit der Frischgasleitung 10 verbinden.
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Der
Schnitt gemäß 6 zeigt
einen Teil des Kurbelgehäuses 1 mit
dem an das Kurbelgehäuse 1 angeformten
Grundkörper 5 des
Abgaskühlers 9.
Dabei ist der Grundkörper 5 in
Höhe der
Zylinderlauffläche 15,
die von einem Kühlmantel 16 umgeben
ist, an das Kurbelgehäuse 1 angeformt.
Der Grundkörper 5 ist
nach außen
hin von einem Deckel 6 verschlossen, wobei in den zwischen
dem Grundkörper 5 und
dem Deckel 6 gebildeten Kanal die Abgaskühlleitung 17 eingesetzt
ist. Die Abgaskühlleitung 17 kann
im Übrigen
beliebig, beispielsweise als mit Kühlrippen versehenes gerades
Rohr, ausgebildet sein oder aber bei einem entsprechend ausgebildeten
Kanal auch als Kühlschlange,
die sich in allen denkbaren Variationen durch den zwischen Grundkörper 5 und
Deckel 6 gebildeten Kanal hindurchwindet. In die Trennfläche zwischen
dem Grundkörper 5 und
dem Deckel 6 ist ein Kühlraumbegrenzungsblech 18 angeordnet. Dieses
Kühlraumbegrenzungsblech 18 dient
einerseits zur Abtrennung eines Beruhi gungsraums 19, der
Teil einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung ist
und andererseits zu einer gezielten Kühlstromführung des durch den Abgaskühler 9 hindurchgeführten Öls. Für die gezielte
Kühlstromführung können an dem
Kühlraumbegrenzungsblech 18 Leitvorrichtungen
angebracht sein, die den Kühlstrom
in dem die Abgaskühlleitung 17 umgebenden
Kühlraum 26 beeinflussen.
Der Beruhigungsraum 19 weist Beruhigungs- und gleichzeitige
Kühlrippen 25 sowie
einen geodätisch
oben liegenden Anschluss 24 auf, der über eine Verbindungsleitung
mit einem Kurbelgehäuseentlüftungsventil
verbunden ist. Die Kurbelgehäusegase
werden über
den stirnseitigen Räderdeckel
in den Beruhigungsraum 19 eingeleitet. Unterhalb des Beruhigungsraums 19 ist
ein Kühlflüssigkeitszugang 22 angeordnet,
der den Kühlkreislauf der
Brennkraftmaschine mit dem Kühlraum 26 verbindet
beziehungsweise einen separaten von der entsprechenden Pumpe geförderten
Kühlstrom
in den Kühlraum
einleitet.
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- 1
- Kurbelgehäuse
- 2
- Kurbelglocke
- 3
- Zylinderblockbereich
- 4,
4a
- Kühlgehäuse
- 5
- Grundkörper
- 6
- Deckel
- 7
- Abgassammelleitung
- 8,
8a, 8b
- Abgasrückführleitung
- 9
- Abgaskühler
- 10
- Frischgasleitung
- 11
- Verteilleitung
- 12,
12a, 12b
- Abgasrückführsteuerventil
- 13
- Befestigungspratzen
- 14
- Auflagebock
- 15
- Zylinderlauffläche
- 16
- Kühlmantel
- 17
- Abgaskühlleitung
- 18
- Kühlraumbegrenzungsblech
- 19
- Beruhigungsraum
- 20
- Abgasturbolader
- 21
- Zylinderkopf
- 22
- Kühlflüssigkeitszugang
- 23
- Anschlussrohr
- 24
- Anschluss
- 25
- Rippen
- 26
- Kühlraum