DE102005030850A1

DE102005030850A1 - Kurbelgehäuse mit Bodenplatte

Info

Publication number: DE102005030850A1
Application number: DE102005030850A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Huster; Dagmar Dipl.-Ing. Neu
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2025-07-02
Also published as: DE102005030850B4; US7267093B2; KR20070003664A; US20070000471A1; KR100842464B1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine (2) in Reihenanordnung, mit einer Kammer (3) zum Sammeln von Schmiermittel, welche innerhalb des Kurbelgehäuses (1) angeordnet ist, und mit einer Bodenplatte (4) zur Darstellung einer Trockensumpf-Schmierung, welche das Kurbelgehäuse (1) gegenüber der Umwelt verschließt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) eine größere Breite (B2) als die Breite (B1) einer Kurbelgehäuse-Unterseite (5) aufweist und zumindest auf einem ersten Abschnitt (10) einer Bodenplatten-Oberseite (9), welcher außerhalb des Kurbelgehäuses (1) liegt, die Hilfsaggregate angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in Reihenanordnung, mit einer Kammer zum Sammeln von Schmiermittel, welche innerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist, und mit einer Bodenplatte zur Darstellung einer Trockensumpf-Schmierung, welche das Kurbelgehäuse gegenüber der Umwelt verschließt.

Aus der DE 21 40 377 A ist ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in Reihenanordnung bekannt, bei dem eine Seitenwand des Kurbelgehäuses seitlich neben den Zylindern als Kammer ausgebildet ist. Gegenüber der Umwelt ist das Kurbelgehäuse an der Kurbelgehäuse-Unterseite durch eine Schmiermittel-Wanne verschlossen. Aus dieser fördert eine Saugpumpe das Schmiermittel in die Kammer, wodurch eine Trockensumpf-Schmierung dargestellt wird. Im Zylinderkopf sind mehrere Kanäle angeordnet, welche diesen mit der Kammer verbinden. Das von den Schmierstellen des Zylinderkopfs rücklaufende Schmiermittel fließt daher unter Umgehung des Trockensumpfes direkt in die Kammer. Hierzu muss das Kurbelgehäuse im Bereich der Zylinder und der Zylinderkopf gegenüber der Horizontalen geneigt sein. Das Kurbelgehäuse besitzt daher eine größere Breite als ein Kurbelgehäuse mit senkrecht stehenden Zylindern. Da in der Praxis dem Hersteller der Brennkraftmaschine der zur Verfügung stehende Bauraum und die abzugebende Leistung vom Endkunden vorgegeben werden, verursacht das geneigte Kurbelgehäuse einen Zielkonflikt zwischen diesen beiden Anforderungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kurbelgehäuse mit senkrecht ausgerichteten Zylindern einschließlich einer Bodenplatte bei optimierter Bauraumnutzung zu entwerfen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die optimierte Bauraumnutzung wird dadurch erzielt, dass die Bodenplatte eine größere Breite als die Breite der Kurbelgehäuse-Unterseite aufweist und zumindest auf einem ersten Abschnitt der Bodenplatte-Oberseite, welcher außerhalb des Kurbelgehäuses liegt, Hilfsaggregate angeordnet sind. Beispielsweise sind ein Wärmetauscher und ein Filter auf dem ersten Abschnitt angeordnet. Da der Wärmetauscher und der Filter in sich mediendicht sind, ist eine Doppelwandigkeit nicht erforderlich. Im verbleibenden Raum oberhalb des Wärmetauschers und des Filters kann ein Ladeluftkühler angeordnet werden. Durch diese Ausgestaltung wird eine sehr hohe Packungsdichte bei gegebenem Bauraum erzielt, d. h. das Kurbelgehäuse mit Bodenplatte, Wärmetauscher, Filter und Ladeluftkühler füllen einen quaderförmigen Bauraum nahezu vollständig aus.

Auf einem zweiten Abschnitt der Bodenplatten-Oberseite, welcher innerhalb des Kurbelgehäuses liegt, sind die Pumpen angeordnet. Da die Kammer an der Kurbelgehäuse-Unterseite offen ist, können die Pumpen auf der Bodenplatten-Oberseite in der Art angeordnet sein, dass diese sich innerhalb der Kammer befinden. Durch die Doppelwandigkeit wird eine Schmiermittelabgabe in die Umwelt wirksam verhindert, d. h. die Sicherheit wird erhöht.

In der Bodenplatte sind die Kanäle zur Medienführung, Schmiermittel-Vorratsräume und die Saugstellen für die Pumpen angeordnet. Über die Integration der Kanäle zur Medienführung in die Bodenplatte wird die Anzahl der Dichtstellen des Kurbelgehäuses verringert. Die Hilfsaggregate sind auf der Bodenplatte vormontiert, sodass diese in einem Arbeitsgang von der Unterseite her in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden kann. Dies verbessert die Servicefreundlichkeit. Zur Entlüftung der Kammer führt ein Kanal von der geodätisch höchsten Stelle der Kammer auf die Saugseite der Pumpen. Durch die hohe Lage der Absaugstelle wird eine sehr gute Schräglauffähigkeit im Betrieb erreicht, z.B. bis zu 32° Seitenneigung. Ein Öl-Luft-Gemisch im Entlüftungskanal wird von den Pumpen abgesaugt, wodurch ein Ölauswurf an einem Ölabscheider der Brennkraftmaschine verringert wird.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
1 ein erstes Schnittbild des Kurbelgehäuses mit Bodenplatte;
2 ein zweites Schnittbild des Kurbelgehäuses mit Bodenplatte.
Die 1 zeigt ein erstes Schnittbild einer Brennkraftmaschine 2 in Reihenanordnung mit senkrecht ausgerichteten Zylindern als Querschnitt. Ein Kurbelgehäuse 1 der Brennkraftmaschine 2 ist gegenüber der Umwelt durch eine Bodenplatte 4 verschlossen, indem eine Bodenplatten-Oberseite 9 an einer Kurbelgehäuse-Unterseite 5 anliegt. Innerhalb des Kurbelgehäuses 1 ist eine Kammer 3 zum Sammeln von Schmiermittel vorgesehen. Wie in 1 dargestellt, befindet sich die Kammer 3 auf einer B-Seite der Brennkraftmaschine 2. An der Kurbelgehäuse-Unterseite 5 ist die Kammer 3 offen.
In der Bodenplatte 4 sind die Kanäle für die Medienführung, Saugstellen für Pumpen 6 und Schmiermittel-Vorratsräume angeordnet. Beispielsweise zeigt das Bezugszeichen 19 einen entsprechenden Schmiermittel-Vorratsraum und das Bezugszeichen 20 einen Saugkanal, welcher von einer nicht dargestellten Saugstelle zu den Pumpen 6 führt. Über die Bodenplatte 4 wird eine Trockensumpf-Schmierung dargestellt.
Die Erfindung sieht nun vor, dass die Bodenplatte 4 eine größere Breite B2 als die Breite B1 der Kurbelgehäuse-Unterseite 5 aufweist. Aus dem Überstand, also der Breiten-Differenz B2 zu B1, der Bodenplatte 4 und einer Länge L des Kurbelgehäuses 1 ergibt sich ein erster Abschnitt 10 der Bodenplatten-Oberseite 9, welcher außerhalb des Kurbelgehäuses 1 liegt. Aus der Breite B1 der Kurbelgehäuse-Unterseite 5 und der Länge L des Kurbelgehäuses 1 ergibt sich ein zweiter Abschnitt 11 der Bodenplatten-Oberseite 9, welche innerhalb des Kurbelgehäuses 1 liegt. In 1 ist als Detail die Bodenplatte 4 in Draufsicht stark vereinfacht dargestellt. Aus den beiden Breiten B1 und B2 sowie der Länge L des Kurbelgehäuses 1 ergeben sich der erste Abschnitt 10 und der zweite Abschnitt 11. Auf dem ersten Abschnitt 10 der Bodenplatten-Oberseite 9 ist ein Wärmetauscher 7 und ein Filter 8 angeordnet. Beim Schnittbild der 1 liegt der Filter 8 hinter der Zeichnungsebene. Der Wärmetauscher 7 und der Filter 8 befinden sich also außerhalb des Kurbelgehäuses 1. Da beide Bauteile in sich mediendicht sind, ist eine Doppelwandigkeit nicht erforderlich, d. h., diese müssen nicht innerhalb des Kurbelgehäuses 1 angeordnet sein. Die Medienzuführung und Medienabführung zum/vom Wärmetauscher 7 sowie Filter 8 erfolgt über die Bodenplatte 4.
Im Raum oberhalb des Wärmetauschers 7 und des Filters 8 ist ein Ladeluft-Kühler 13 angeordnet. Dieser Raum auf der A-Seite der Brennkraftmaschine 2 ergibt sich aus dem Überstand der Bodenplatte 4 gegenüber einer zweiten Wand 17 des Kurbelgehäuses 1 im Bereich der Zylinder und der Länge L des Kurbelgehäuses 1. Die Pumpen 6, d. h. eine Saug- und eine Druckpumpe, sind auf der Bodenplatte 4 in der Art angeordnet, dass diese sich innerhalb der Kammer 3 befinden. Durch die Doppelwandigkeit wird erreicht, dass Schmiermittel z. B. auf Grund Leckage an einer Pumpe, nicht in die Umwelt gelangt.
In 1 sind zwei optionale Ausgleichswellen dargestellt. Eine erste Ausgleichswelle 16 ist auf der B-Seite in einer ersten Wand 14, welche die Kammer 3 gegenüber einem Triebwerksraum 15 mit einer Kurbelwelle 22 begrenzt, angeordnet. Eine zweite Ausgleichswelle 18 ist auf der A-Seite in der zweiten Wand 17, welche den Triebwerksraum 15 mit der Kurbelwelle 22 gegenüber der Umwelt begrenzt, angeordnet. Diese optionalen Ausgleichswellen können also ohne Bauraumzunahme innerhalb des Kurbelgehäuses 1 angeordnet werden. Die Anzahl der Ausgleichswellen ist von der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine 2 abhängig.
Das Bezugszeichen 21 zeigt eine Abgasleitung, welche auf der B-Seite der Brennkraftmaschine 2 außerhalb des Kurbelgehäuses 1 im Bereich der Zylinder angeordnet ist.
Aus dem Schnittbild der 1 ist deutlich ersichtlich, dass das Kurbelgehäuse 1, die Bodenplatte 4, der Wärmetauscher 7, der Filter 8, der Ladeluft-Kühler 13, die Abgasleitung 21 und ein Zylinderkopf 23 einen quaderförmiger Raum nahezu vollständig ausfüllen. Die Anordnung besitzt daher eine hohe Packungsdichte. Durch die Integration der Medienführung in die Bodenplatte 4 und die Anordnung der Hilfsaggregate auf der Bodenplatte 4 wird ein sehr einfacher Zusammenbau mit hoher Servicefreundlichkeit erreicht.
In 2 ist die Brennkraftmaschine 2 in einem zweiten Querschnitt dargestellt. Es wurden die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet. Bei diesem Schnittbild ist ein Entlüftungskanal 12 ersichtlich. Dieser führt von der geodätisch höchsten Stelle der Kammer 3 auf die Saugseite der Pumpen 6 in der Bodenplatte 4. Dadurch wird eine hohe Schräglauffähigkeit, z. B. 32°, erzielt, ohne dass Schmiermittel aus dem Kurbelgehäuse 1 austritt. Für die Funktionalität gilt die Beschreibung zur 1.
Für die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

– gegenüber dem Stand der Technik wird eine hohe Packungsdichte erzielt, d. h. der vorgegebene Bauraum wird besser ausgenützt;
– eine Doppelwandigkeit für den Wärmetauscher und Filter wird vermieden;
– durch den Entlüftungskanal und den Unterdruck wird eine verbesserte Schräglauffähigkeit erreicht;
– die Anordnung von Ausgleichswellen innerhalb des Kurbelgehäuses verursacht keine Bauraumzunahme;
– die Bodenplatte mit den Hilfsaggregaten kann vormontiert werden und von der Unterseite her in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden, wodurch der Montageaufwand sehr gering ist;
– ein Öl-Luft-Gemisch im Entlüftungskanal wird von den Pumpen abgesaugt, wodurch ein Ölauswurf an einem Ölabscheider der Brennkraftmaschine verringert wird.

1: Kurbelgehäuse
2: Brennkraftmaschine
3: Kammer
4: Bodenplatte
5: Kurbelgehäuse-Unterseite
6: Pumpen
7: Wärmetauscher
8: Filter
9: Bodenplatten-Oberseite
10: erster Abschnitt
11: zweiter Abschnitt
12: Entlüftungskanal
13: Ladeluft-Kühler
14: erste Wand
15: Triebwerksraum
16: erste Ausgleichswelle
17: zweite Wand
18: zweite Ausgleichswelle
19: Schmiermittel-Vorratsraum
20: Saugkanal
21: Abgasleitung
22: Kurbelwelle
23: Zylinderkopf

Claims

Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine (2) in Reihenanordnung, mit einer Kammer (3) zum Sammeln von Schmiermittel, welche innerhalb des Kurbelgehäuses (1) angeordnet ist, mit einer Bodenplatte (4) zur Darstellung einer Trockensumpf-Schmierung, welche das Kurbelgehäuse (1) gegenüber der Umwelt verschließt, indem eine Bodenplatten-Oberseite (9) an einer Kurbelgehäuse-Unterseite (5) anliegt, und mit Hilfsaggregaten, insbesondere Pumpen (6) zur Förderung von Schmiermittel in die Kammer (3) sowie zur Förderung von Schmiermittel aus der Kammer (3) zu Schmierstellen der Brennkraftmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) eine größere Breite (B2) als die Breite (B1) der Kurbelgehäuse-Unterseite (5) aufweist und zumindest auf einem ersten Abschnitt (10) der Bodenplatten-Oberseite (9), welcher außerhalb des Kurbelgehäuses (1) liegt, Hilfsaggregate angeordnet sind.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Abschnitt (10) der Bodenplatten-Oberseite (9) ein Wärmetauscher (7) und ein Filter (8) angeordnet sind.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem zweiten Abschnitt (11) der Bodenplatten-Oberseite (9), welcher innerhalb des Kurbelgehäuses (1) liegt, die Pumpen (6) angeordnet sind.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (3) an der Kurbelgehäuse-Unterseite (5) offen ist.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (6) auf der Bodenplatten-Oberseite (9) im zweiten Abschnitt (11) in der Art angeordnet sind, das die Pumpen (6) sich innerhalb der Kammer (3) befinden.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (12) zur Entlüftung der Kammer (3) von der geodätisch höchsten Stelle der Kammer (3) zu einem Saugkanal (20) der Pumpen (6) führt.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenplatte (4) Kanäle für Schmiermittel sowie Kühlmittel, Saugstellen für die Pumpen (6) und Schmiermittel-Vorratsräume (19) angeordnet sind.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im verbleibenden Raum oberhalb des ersten Abschnitts (10) der Bodenplatten-Oberseite (9) ein Ladeluft-Kühler (13) angeordnet ist.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Wand (14), welche die Kammer (3) gegenüber einem Triebwerksraum (15) begrenzt, eine erste Ausgleichswelle (16) angeordnet ist.
Kurbelgehäuse (1) mit Bodenplatte (4) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ergänzend in einer zweiten Wand (17), welche den Triebwerksraum (15) gegenüber der Umwelt begrenzt, eine zweite Ausgleichswelle (18) angeordnet ist.