DE102005055580B4

DE102005055580B4 - Brennkraftmaschine mit einem Schmier-, Kühl- und Anlasssystem

Info

Publication number: DE102005055580B4
Application number: DE102005055580A
Authority: DE
Inventors: Matthias Söngen
Original assignee: MAN Diesel SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2025-11-19
Also published as: KR101187091B1; CN100507225C; FI20061005A0; CN1975119A; FI123256B; JP2007138931A; DE102005055580A1; JP4933224B2; KR20070053118A; FI20061005A

Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Schmiersystem zur Ölumlaufschmierung, einem Kühlsystem zur Kühlwasserversorgung von mehreren Zylindern, die in einem Motorblock angeordnet sind und einem Anlasssystem zum Anlassen der Brennkraftmaschine mit Druckluft, wobei jedem System eine Verteilerleitung zugeordnet ist, die über Abzweig- bzw. Zulaufleitungen an eine jeweilige interne Verrohrung des Motorblocks angeschlossen ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerleitungen des Schmier-, Kühl- und Anlasssystems in einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst sind, die aus mehreren Verteilerleitungssegmenten (21) zur Ausbildung eines Öl- (22), Kühlwasser- (23) mit Kühlwasservor- und -rücklauf und Anlassluftkanals (24) zusammengesetzt sind und die Baueinheit aus mehreren Leitungssegmenten (21) derart entlang des Motorblocks (30) angeordnet ist, dass mittels separater Stichleitungen (26 bis 29) eine Anbindung an die jeweilige motorinterne Verrohrung des jeweiligen Schmier-, Kühl- und Anlasssystems gegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den derzeit aktuellen Motoren der Anmelderin, insbesondere mittelschnell laufenden Viertakt-Schwerölmotoren, sind die Baugruppen des Schmiersystems zur Ölumlaufschmierung sowohl für den Motor, insbesondere der Zylinder und Kraftstoffversorgungsanlage als auch einer evtl. angebrachten Aufladegruppe, des Kühlsystems zur Kühlwasserversorgung von insbesondere mehreren Zylindern, die in einem Motorblock angeordnet sind und des Anlasssystems zum Anlassen der Brennkraftmaschine mit Druckluft als separate Elemente in Form von separaten Verrohrungsbaugruppen ausgeführt.
So umfasst eine oben beschriebene Brennkraftmaschine beispielsweise eine Schmierölpumpe mit einer daran angeschlossenen Schmierölverteilerleitung, die über eine motorinterne Verrohrung u.a. die Kurbelwelle, den Zylinderblock inkl. der Zylinder und der Kraftstoffversorgungselemente, die Ventilantriebselemente sowie eine ggf. zusätzlich anbringbare Aufladegruppe versorgt.
Bei einer solchen Brennkraftmaschine saugt beispielsweise die Schmierölpumpe aus einem Vorratstank und drückt das Öl in der Regel über ein Zulaufrohr in die Verteilerleitung. Von der Verteilerleitung führt zu jedem Kurbelwellenlager mind. eine Abzweigleitung. Durch Bohrungen in der Kurbelwelle strömt Öl zum Kurbellager und anderen zu schmierenden Stellen. Des Weiteren strömt das Öl von der Verteilerleitung, die in der Regel entlang der Motorlängsachse angeordnet ist, in Abzweigleitungen und Bohrungen im Zylinderblock zu den Rollenstößeln des Ventilantriebs und den Kraftstoffeinspritzpumpen. Außerdem zweigen von der Verteilerleitung Leitungen zu jedem Steuerwellenlager ab.
Das Kühlwasser wird in der Regel auf einer Seite der Zylinderreihe entlang führenden Verteilerleitungen geführt und strömt für jeden Zylinder gesondert in einer Zulaufleitung zum Kühlraum des Zylinderblocks und von dort in eine Sammelleitung.
Der Motor wird mittels Druckluft angelassen, die in der Regel aus einer Luftflasche entnommen wird und den Ventilen der Zylinder zuströmt. Je nach Ausführung des Motors ist entweder eine oder beide Zylinderbänke eines V-Motors mit Anlassluftzuleitungen und Anlassventilen ausgerüstet.
Diese voran beschriebenen drei separaten Baugruppen erfordern eine aufwendige Vormontage und verlängern daher erheblich die Gesamtmontagezeit.
Aus der DE 100 25 813 A1 ist weiterhin eine modular aufgebaute Brennkraftmaschine bekannt geworden, wobei das Kühlsystem, das Kraftstoffsystem und das Schmiersystem modular aufgebaut sind.
Aus der DE 198 23 254 A1 geht außerdem eine Brennkraftmaschine hervor, bei der Ölkühler im Kühlsystem integriert ist und zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften ein Wärmetausch beider Aggregate stattfindet.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neues Konzept für ein Schmier-, Kühl- und Anlasssystem zu schaffen, womit eine Reduzierung des Gesamtmontageaufwand zu erreichen ist.
Dieses Problem wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind die Verteilerleitungen des Schmier-, des Kühl- und Anlasssystems in einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst, die aus mehreren Leitungssegmenten zur Ausbildung von Öl-, Kühlwasser- und Anlassluftkanälen zusammengesetzt ist. Die Baueinheit aus mehreren Leitungssegmenten ist so entlang des Motorblocks angeordnet, dass mittels separater Stichleitungen eine Anbringung an die jeweilige motorinterne Verrohrung des jeweiligen Schmier-, Kühl- und Anlasssystems gegeben ist.
Diese Maßnahmen haben einen großen Schritt in Richtung „pipeless engine", also leitungslose Brennkraftmaschine zur Folge. Dadurch, dass nunmehr bisher drei separate Baugruppen zu einer Baugruppe aus mehreren Leitungssegmenten zusammengefasst wurden, wird zudem eine deutliche Reduzierung der Teileanzahl erreicht, die Erreichung einer vereinfachten Vormontage und damit einer deutlich kürzeren Gesamtmontagezeit ist selbstredend.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, dass jedes Leitungssegment als drei Kanäle aufnehmendes Gussteil ausgeführt ist und die Gussteile modulartig zur Baueinheit zusammengefügt sind und jedes Gussteil mind. einen Kühlwasserzu- und -ablauf, mind. eine Ölzuführung und mind. eine Anlassluftzufuhr umfasst. Die Baueinheit aus den Leitungssegmenten ist parallel zur Abgasleitung für die Zylinder angeordnet, derart, dass die Abgasleitung auf den Leitungssegmenten abgestützt ist und die Leitungssegmente am Motorblock fixiert sind.
Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise eine Abstützung der Abgasleitung auf den Leitungssegmenten ermöglicht. Hierdurch entfallen die bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen als separate Baugruppen ausgebildete Halteelemente und evtl. bisher verwendete Tragkonsolen zur Befestigung der Abgasleitung.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei V-förmiger Anordnung der Zylinder die Baugruppe der Leitungssegmente zwischen den Zylindern und unterhalb der Abgasleitung angeordnet, die dazu gehörigen Medienanschlüsse zum jeweiligen Zylinder bzw. anderen zu versorgenden Stellen sind mittels Steckverbindungselemente realisiert.
Wegen der einfachen Steckverbindungen ist ein einfaches Putzen und Kontrollieren der gegossenen Leitungssegmente gewährleistet.
In bevorzugter Weise sind die Leitungssegmente so dimensioniert, dass diese jeweils vier Zylinder versorgen können.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und nachfolgender Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 einen Querschnitt durch eine gemäß der Beschreibungseinleitung als Stand der Technik bekannte Brennkraftmaschine,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Leitungssegmentes, das einen Öl-, Kühl- und Anlassluftkanal behaust und
3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit den zu einer Baueinheit zusammengefügten Verteilungsleitungssegmenten im eingebauten Zustand.
Entsprechende Teile sind in der 2 und 3 mit gleicher Kennzeichnung ausgeführt.
1 zeigt einen V-Motor, bei dem der Motorblock 1 unten eine Ölwanne 2 aufweist. Entlang beider außen liegenden Seiten des Motorblocks 1 sind Schmieröl-Verteilerleitungen 3 vorgesehen, von diesen Abzweigleitungen 4 zur Ölversorgung einer Kurbelwelle 5 abführen.
In bekannter Weise fördert eine hier nicht gezeigte Schmierölpumpe aus einem Vorratstank Öl in die Verteilerleitungen 3, von diesen die Abzweigleitungen 4 zu jedem Kurbelwellenlager führen und Öldurchbohrungen in der Kurbelwelle 5 zu den zu schmierenden Stellen läuft.
Des Weiteren strömt das Öl von den Verteilerleitungen 3 abgeleitet zu den Rollenstößeln des Ventiltriebes 6 und der Kraftstoffeinspritzpumpe 7.
Zwischen den Zylindern 8 des V-Motors ist der Zu- und Ablauf in Form von Verteilerleitungen 9 des Kühlsystems angeordnet. Abzweigleitungen 10 führen zur internen Verrohrung des Motorblocks 1, um die Kühlräume des Zylinderblocks zu versorgen. Die Kühlwasser-Verteilerleitungen 9 sind mittels eigener Halteelemente 11 mit dem Motorblock 1 verschraubt. Über den Kühlwasser-Verteilerleitungen 9 ist eine Abgasleitung 12 geführt, die mittels einer eigenen Tragkonsole 13 am Motorblock 1 abgestützt ist.
Ebenfalls an beiden Außenseiten des Motorblocks 1 sind Anlassluft-Verteilerleitungen 14 angebaut, die in bekannter Weise mit der internen Verrohrung des Motorblocks 1 verbunden sind, so dass die in der Regel einer Luftflasche entnommene Anlassluft den Ventilen der Zylinder zuströmen kann.
Sowohl die Schmier-, das Kühl- und das Anlasssystem sind als separate Baugruppen 3, 9, 14 ohne Nutzung gemeinsamer Verrohrungen ausgeführt.
Demgegenüber zeigt die 2 ein Verteilerleitungssegment 21, das durch modulförmige mehrfache Zusammenfügung gleicher Segmente 21 eine Baugruppe ergibt, in dieser die Verteilerleitungen des Schmier-, Kühl- und Anlasssystems zur Ausbildung eines Öl- 22, Kühl- 23 in Form eines Kühlwasservor- und -rücklaufs und Anlassluftkanals 24 zusammengefasst sind.
Das Leitungssegment 21 ist zur Versorgung von vier Zylindern 25 dimensioniert. Für jede Zylinderstation 25 ist ein Kühlwasserzu- 26 und -ablauf 27 sowie eine Anlassluftzufuhr 28 zur Ausbildung von Stichleitungen in Form eines Steckverbindungsansatzes vorgesehen. In der 2 ist nur die Vorderseite gezeigt, die Rückseite des Verteilerleitungssegments 21 ist analog ausgeführt. Vorn Ölkanal 22 nach unten abführend sind ebenfalls Steckverbindungsansätze 29 zur Ölzufuhr zum Motorblock 30 vorgesehen.
Des Weiteren sind den Leitungssegmenten 21 Halteelemente 31 angeformt, die eine darüber verlaufende Abgasleitung 32 abstützen und gleichzeitig das Leitungssegment 21 am Motorblock 30 fixieren können.
Auch die Leitungssegmente 21 weisen an beiden Stirnseiten Steck- 33 bzw. Verbindungselemente 34 auf, mittels dieser mehrere Segmente 21 modulartig zu einer Baugruppe zusammenfügbar sind.
3 zeigt nochmals perspektivisch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit beispielhaft vier Zylindern 25 im V-förmigen Motorblock 30 und einer zwischen den Zylinderbänken geführten Abgasleitung 32.
Eine Baugruppe aus Leitungssegmenten 21 gemäß der 2 ist parallel und unterhalb dazu am Motorblock 30 mittels der angeformten Halteelemente 31 fixiert. Dieselben Halteelemente 31 stützen die darüber liegende Abgasleitung 32 ab, die mittels Befestigungsschrauben auf die Halteelemente 31 gebracht ist. Jeder Steckverbindungsansatz 26 bis 29 ist mit einem entsprechenden Leitungsansatz 36 des Motorblocks 30 verbunden.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden demnach in der Baugruppe, die aus den Verteilerleitungssegmenten 21 zusammengesetzt ist, eine Vielzahl von Funktionen, nämlich die Öl-, Schmier- und Anlassluftversorgung sowie die Stütz- und Tragefunktion für Abgasleitung und Verteilerleitungen integriert, die bei aus dem Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen durch separate Baugruppen verwirklicht werden.
Hierdurch lässt sich der Aufbau von Brennkraftmaschinen stark vereinfachen.

Claims

Brennkraftmaschine mit einem Schmiersystem zur Ölumlaufschmierung, einem Kühlsystem zur Kühlwasserversorgung von mehreren Zylindern, die in einem Motorblock angeordnet sind und einem Anlasssystem zum Anlassen der Brennkraftmaschine mit Druckluft, wobei jedem System eine Verteilerleitung zugeordnet ist, die über Abzweig- bzw. Zulaufleitungen an eine jeweilige interne Verrohrung des Motorblocks angeschlossen ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerleitungen des Schmier-, Kühl- und Anlasssystems in einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst sind, die aus mehreren Verteilerleitungssegmenten (21) zur Ausbildung eines Öl- (22), Kühlwasser- (23) mit Kühlwasservor- und -rücklauf und Anlassluftkanals (24) zusammengesetzt sind und die Baueinheit aus mehreren Leitungssegmenten (21) derart entlang des Motorblocks (30) angeordnet ist, dass mittels separater Stichleitungen (26 bis 29) eine Anbindung an die jeweilige motorinterne Verrohrung des jeweiligen Schmier-, Kühl- und Anlasssystems gegeben ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leitungssegment (21) als mind. drei Kanäle (22, 23, 24) aufnehmendes Gussteil ausgeführt ist und die Gussteile modulartig zur Baugruppe zusammengefügt sind und jedes Gussteil mind. einen Kühlwasserzu- (26) und -ablauf (27), mind. eine Ölzufuhr (29) und mind. eine Anlassluftzufuhr (28) umfasst.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe aus den Leitungssegmenten (21) parallel zur Abgasleitung (32) für die Zylinder (25) angeordnet ist, derart, dass die Abgasleitung (32) auf den Leitungssegmenten (21) abgestützt ist und die Leitungssegmente (21) am Motorblock (30) fixiert sind.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei V-förmiger Anordnung der Zylinder (25) die Baugruppe der Leitungssegmente (21) zwischen den Zylindern (25) und unterhalb der Abgasleitung (32) ange ordnet ist und die Medieneinschlüsse (26, 27, 28) zum jeweiligen Zylinder (25) und anderen zu versorgenden Stellen mittels Stichleitungen in Form von Steckverbindungselementen realisiert ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungssegment (21) vier Zylinder (25) versorgt.