DE102009033870A1 - Internal combustion engine for motor vehicle, particularly passenger car, has multiple combustion chambers, where inlet channel is arranged to cylinder head - Google Patents

Internal combustion engine for motor vehicle, particularly passenger car, has multiple combustion chambers, where inlet channel is arranged to cylinder head Download PDF

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Abstract

The internal combustion engine (8) has multiple combustion chambers, where an inlet channel (12,14,16,18,20,22) is arranged to a cylinder head (10). A collecting area (24) is formed by a wall (26,28,30) of the cylinder head on one hand and on the other hand by a dish-shaped intake element (32) connected with the cylinder head.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Die EP 0 718 480 A1 offenbart eine Abgaseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, bei welcher ein Sammelbehälter für Abgase des Verbrennungsmotors an seinen Zylinderkopf angeflanscht ist.The EP 0 718 480 A1 discloses an exhaust device for an internal combustion engine, in which a collecting container for exhaust gases of the internal combustion engine is flanged to its cylinder head.

Aus der WO 2004/090297 A2 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, an welche ein Abgaskrümmer angeschlossen ist, wobei stromabwärts des Abgaskrümmers eine Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet ist. Stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung ist diese und/oder der Abgasstrang doppelwandig ausgeführt, wobei zwischen einer abgasführenden Innenwand und einer Außenwand ein zumindest einen Kanal bildender Spalt ausgebildet ist, welcher durch ein wärmeübertragendes Medium durchströmbar ist. Dieser Kanal weist in einem Anfangsbereich des Abgaskrümmers einen Eintritt und im Bereich der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen Austritt auf.From the WO 2004/090297 A2 an internal combustion engine is known, to which an exhaust manifold is connected, wherein downstream of the exhaust manifold, an exhaust gas aftertreatment device is arranged. Upstream of the exhaust aftertreatment device, this and / or the exhaust gas line is designed double-walled, wherein between at least one channel forming gap is formed between an exhaust-carrying inner wall and an outer wall, which can be flowed through by a heat-transferring medium. This channel has an inlet in an initial region of the exhaust manifold and an outlet in the region of the exhaust gas aftertreatment device.

Durch die EP 0 849 445 A1 ist ein Abgassammler für eine Brennkraftmaschine mit einer Abgassammelwanne bekannt, welche mit einem motorseitigen Flansch ein integrales Blechteil bildet, wobei der motorseitige Befestigungsflansch einstückig mit der Abgassammelwanne ausgebildet und deren Rand durch Umformen des Blechs hergestellt ist.By the EP 0 849 445 A1 An exhaust collector for an internal combustion engine with an exhaust gas collection tray is known, which forms an integral sheet metal part with an engine-side flange, wherein the motor-side mounting flange integrally formed with the exhaust gas collection pan and whose edge is made by forming the sheet.

Die WO 02/073010 A2 offenbart einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei der Abgaskrümmer ein Abgassammelgehäuse zur Aufnahme von Abgas aus dem Zylinderkopf aufweist.The WO 02/073010 A2 discloses an exhaust manifold for attachment to a cylinder head of an internal combustion engine, the exhaust manifold having an exhaust manifold housing for receiving exhaust gas from the cylinder head.

Die bekannten Brennkraftmaschinen weisen dabei den Nachteil auf, dass sie eine einlassseitige Luftführung aufweisen, durch welche sie einen hohen Bauraumbedarf aufweisen.The known internal combustion engines have the disadvantage that they have an inlet-side air duct, through which they have a high space requirement.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine reduziert ist.It is therefore an object of the present invention, an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that a space requirement the internal combustion engine is reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is by an internal combustion engine with the features of claim 1. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial further education of the Invention are given in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Mehrzahl von Brennräumen, welchen jeweils zumindest ein durch einen Zylinderkopf zumindest bereichsweise gebildeter Einlasskanal zugeordnet ist, welchem aus einem den Einlasskanälen gemeinsamer Sammelraum eine Verbrennungsluft bzw. ein Gemisch zuführbar ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Sammelraum einerseits durch zumindest eine Wandung des Zylinderkopfes und andererseits durch ein mit dem Zylinderkopf verbundenes, im Wesentlichen schalenförmiges Ansaugelement gebildet ist. Der Sammelraum, aus welchem den Einlasskanälen die Verbrennungsluft bzw. das Gemisch aus Kraftstoff und Luft zuführbar ist, ist also nicht, wie bekannt, allein durch ein Gehäuse, beispielsweise eines Ansaugmoduls, gebildet, sondern eben bereichsweise durch den Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine selbst und durch das schalenförmige Ansaugelement. Daraus ergibt sich eine Reduzierung eines Bauraumbedarfs der Verbrennungskraftmaschine, wodurch sich Packagingvorteile ergeben. Insbesondere in einem Motorraum eines Kraftwagens, in welchem die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine verbaubar ist, herrscht in der Regel Platzmangel durch eine Notwendigkeit einer Unterbringung einer Vielzahl von Aggregaten, weswegen eine Schaffung von zusätzlichem Bauraum durch die platzoptimierte, erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine äußerst vorteilbehaftet ist.A Internal combustion engine according to the invention a motor vehicle, in particular a passenger car, with a Plurality of combustion chambers, each of which at least one by a cylinder head at least partially formed inlet channel is assigned, which from a common inlet channels Collection chamber a combustion air or a mixture fed is distinguished according to the invention by, that the collecting space on the one hand by at least one wall of the Cylinder head and on the other hand by a connected to the cylinder head, formed substantially cup-shaped suction is. The collecting space from which the inlet channels the Combustion air or the mixture of fuel and air can be supplied is, so it is not, as is known, solely by a housing, For example, a Ansaugmoduls formed, but just partially by the cylinder head of the internal combustion engine itself and by the cup-shaped suction. This results in a Reduction of a space requirement of the internal combustion engine, whereby there are packaging advantages. Especially in an engine compartment a motor vehicle in which the inventive Internal combustion engine is buildable, there is usually lack of space by a need of housing a variety of Aggregates, which is why creating additional space by the space-optimized, inventive internal combustion engine extremely advantageous.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Ansaugelement einen Flansch auf, durch welchen es mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Vorteilhafterweise ist durch den Flansch eine Dichtfläche gebildet, um ein Austreten von Gemisch bzw. Verbrennungsluft an die Umwelt zu vermeiden. Zur Verbesserung einer Dichtwirkung dieser Dichtfläche kann vorteilhafterweise auch zumindest ein Dichtelement vorgesehen sein. Zur Verbesserung einer Luft- bzw. Gemischzuführung zu der Verbrennungskraftmaschine kann das Ansaugelement zumindest bereichsweise trichterförmig und/oder wannenförmig ausgebildet sein.at an advantageous embodiment of the invention has the suction on a flange, through which it with the cylinder head connected is. Advantageously, the flange is a sealing surface formed to a leakage of mixture or combustion air to avoid the environment. To improve a sealing effect of this Sealing surface may advantageously also at least one Be provided sealing element. To improve an air or Mixture supply to the internal combustion engine can the suction at least partially funnel-shaped and / or trough-shaped.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Ansaugelement zumindest einen integrierten Ansaugkanal aufweist, mittels welchem zumindest zwei der Einlasskanäle zusammengeführt sind. Das bedeutet also, dass das Ansaugelement mehrflutig ausgebildet ist. Dabei können unterschiedliche Fluten in den besagten Flansch münden. Dadurch ist eine gezielte Führung des Gemischs bzw. der Verbrennungsluft zu den Zylindern in der Verbrennungskraftmaschine bzw. zu deren Einlasskanälen realisierbar.A sees further advantageous embodiment of the invention in that the suction element has at least one integrated intake duct has, by means of which at least two of the inlet channels merged are. This means that the suction element is formed mehrflutig is. In this case, different floods in the said flange lead. This is a purposeful leadership of Mixture or the combustion air to the cylinders in the internal combustion engine or to their inlet channels feasible.

Unterscheiden sich zumindest zwei Einlasskanäle hinsichtlich ihres Querschnitts und/oder ihrer Krümmung und/oder ihrer Beabstandung voneinander, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch der Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine um ein weiteres Maß abgesenkt ist. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, einen am nächsten zu einer Stirnseite der Verbrennungskraftmaschine und einen am weitesten von dieser Stirnseite weg positionierten Einlasskanal entlang einer Längsrichtung der Verbrennungskraftmaschine in Richtung einer Mitte der Verbrennungskraftmaschine zu positionieren, so dass mehr Bauraum an den jeweiligen, zugeordneten Zylindern geschaffen ist.At least two inlet channels differ in cross-section and / or curvature and / or spacing the, so this has the advantage that thereby the space requirement of the internal combustion engine is lowered by a further level. It proves to be particularly advantageous to position a next to an end face of the internal combustion engine and a furthest away from this end face inlet channel along a longitudinal direction of the internal combustion engine in the direction of a center of the internal combustion engine, so that more space at the respective associated cylinders is created.

Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ermöglicht zudem eine Anordnung zumindest eines Abgasturboladers an einer Einlassseite der Verbrennungskraftmaschine, wodurch zusätzlicher Bauraum geschaffen ist.The inventive internal combustion engine allows In addition, an arrangement of at least one exhaust gas turbocharger on an inlet side of Internal combustion engine, creating additional space is created.

Eine weitere Schaffung von Bauraum ist dadurch realisiert, dass bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Verbrennungskraftmaschine zwei Zylinderbänke aufweist, welche im Wesentlichen in V-Form angeordnet sind, wobei im Wesentlichen zwischen den Zylinderbänken zumindest ein Abgasturbolader angeordnet ist. Das bedeutet also, dass der zumindest eine Abgasturbolader zumindest bereichsweise von den Zylinderbänken umgeben ist, also quasi in der Verbrennungskraftmaschine montiert ist. Dies schafft Bauraum außerhalb der Verbrennungskraftmaschine, wodurch sich weitere Packagingvorteile ergeben.A further creation of space is realized by that at a advantageous embodiment of the invention, the internal combustion engine has two cylinder banks, which substantially in V-shape are arranged, wherein substantially between the cylinder banks at least one exhaust gas turbocharger is arranged. So that means that the at least one exhaust gas turbocharger at least partially Surrounded by the cylinder banks, so quasi mounted in the internal combustion engine is. This creates space outside of the internal combustion engine, resulting in further packaging advantages.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Einlassseite der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine innenseitig, d. h. auf einer zu einer Mittenebene der Verbrennungskraftmaschine weisenden Seite der Zylinder und eine Auslassseite auf einer dieser Mittenebene abgewandten Seite der Zylinder angeordnet ist. Eine umgekehrte Konfiguration ist aber ebenso möglich.At It should be noted that the inlet side of the invention Internal combustion engine, d. H. on one to one Center plane of the internal combustion engine facing side of the cylinder and an outlet side on a side remote from this center plane the cylinder is arranged. But a reverse configuration is equally possible.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist der, dass eine Bauteilgewichtsreduzierung infolge einer reduzierten Teileanzahl ermöglicht ist.One Another advantage of the internal combustion engine according to the invention is that a component weight reduction due to a reduced Part number is possible.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in der Figur alleine gezeigte Merkmal und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as the drawing. The above mentioned in the description Features and combinations of features and the following in the Description of the figures and / or feature shown alone in the figure and feature combinations are not only specified in each case Combination, but also in other combinations or in isolation usable without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt einen schematisch dargestellten Schnitt durch einen Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine mit sechs Einlasskanälen dreier Zylinder, welchem aus einem den Einlasskanälen gemeinsamer Sammelraum eine Verbrennungsluft zuführbar ist.The Drawing shows a schematic section through a Cylinder head of an internal combustion engine with six intake ports threes Cylinder, which from a common inlet channels Collection chamber a combustion air can be supplied.

Die Figur zeigt einen Zylinderkopf 10 einer Verbrennungskraftmaschine 8 mit sechs Einlasskanälen 12, 14, 16, 18, 20 und 22, wobei den Einlasskanälen 12 und 14 ein erster Zylinder, den Einlasskanälen 16 und 18 ein zweiter Zylinder und den Einlasskanälen 20 und 22 ein dritter Zylinder zugeordnet ist.The figure shows a cylinder head 10 an internal combustion engine 8th with six inlet channels 12 . 14 . 16 . 18 . 20 and 22 wherein the inlet channels 12 and 14 a first cylinder, the intake ports 16 and 18 a second cylinder and the intake ports 20 and 22 a third cylinder is assigned.

Den Einlasskanälen 12, 14, 16, 18, 20 und 22 und damit den jeweiligen Zylindern ist eine Verbrennungsluft aus einem den Einlasskanälen 12, 14, 16, 18, 20 und 22 gemeinsamen Sammelraum 24 zuführbar. Dieser gemeinsame Sammelraum 24 ist dabei einerseits durch Wandungen 26, 28 und 30 des Zylinderkopfes 10 und andererseits durch ein schalenförmiges Ansaugelement 32 gebildet. Das schalenförmige Ansaugelement 32 ist dabei über einen Flansch 34 mit dem Zylinderkopf 10 verbunden. Zudem weist das Ansaugelement 32 eine Anschlussvorrichtung 36 auf, über welche das Ansaugelement 32 mit einer Ansaugvorrichtung der Verbrennungskraftmaschine 8 verbindbar ist.The inlet channels 12 . 14 . 16 . 18 . 20 and 22 and thus the respective cylinders is a combustion air from a the inlet channels 12 . 14 . 16 . 18 . 20 and 22 common collection room 24 fed. This common collection room 24 is on the one hand by walls 26 . 28 and 30 of the cylinder head 10 and on the other hand by a cup-shaped suction 32 educated. The bowl-shaped intake element 32 is via a flange 34 with the cylinder head 10 connected. In addition, the intake element 32 a connection device 36 on, over which the suction element 32 with an intake device of the internal combustion engine 8th is connectable.

Zur Vergrößerung des Sammelraums sind Eintrittsquerschnitte 38, 40 und 42 der Einlasskanäle 12, 14, 16, 18, 20 und 22 gegenüber einer Verbindungsfläche 44 zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Ansaugelement 32 zurückversetzt.To increase the collection space are inlet cross sections 38 . 40 and 42 the inlet channels 12 . 14 . 16 . 18 . 20 and 22 opposite a connection surface 44 between the cylinder head 10 and the suction element 32 set back.

Wie der Figur zu entnehmen ist, unterscheiden sich die Einlasskanäle 12, 14, 16, 18, 20 und 22 in einem Bereich ihrer jeweiligen Eintrittsquerschnitte 38, 40 und 42 voneinander zur Reduzierung eines Bauraumbedarfs des Zylinderkopfs 10 und damit der gesamten Verbrennungskraftmaschine 8.As the figure can be seen, the inlet channels differ 12 . 14 . 16 . 18 . 20 and 22 in a region of their respective inlet cross sections 38 . 40 and 42 from each other to reduce a space requirement of the cylinder head 10 and thus the entire internal combustion engine 8th ,

88th
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1010
Zylinderkopfcylinder head
1212
Einlasskanalinlet channel
1414
Einlasskanalinlet channel
1616
Einlasskanalinlet channel
1818
Einlasskanalinlet channel
2020
Einlasskanalinlet channel
2222
Einlasskanalinlet channel
2424
Sammelraumplenum
2626
Wandungwall
2828
Wandungwall
3030
Wandungwall
3232
Ansaugelementsuction
3434
Flanschflange
3636
Anschlussvorrichtungconnection device
3838
EintrittsquerschnittInlet cross-section
4040
EintrittsquerschnittInlet cross-section
4242
EintrittsquerschnittInlet cross-section
4444
Verbindungsflächeinterface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 0718480 A1 [0002] EP 0718480 A1 [0002]
  • - WO 2004/090297 A2 [0003] WO 2004/090297 A2 [0003]
  • - EP 0849445 A1 [0004] EP 0849445 A1 [0004]
  • - WO 02/073010 A2 [0005] - WO 02/073010 A2 [0005]

Claims (8)

Verbrennungskraftmaschine (8) für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Mehrzahl von Brennräumen, welchen jeweils zumindest ein durch einen Zylinderkopf (10) zumindest bereichsweise gebildeter Einlasskanal (12, 14, 16, 18, 20, 22) zugeordnet ist, welchem aus einem den Einlasskanälen (12, 14, 16, 18, 20, 22) gemeinsamer Sammelraum (24) eine Verbrennungsluft bzw. ein Gemisch zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (24) einerseits durch zumindest eine Wandung (26, 28, 30) des Zylinderkopfes (10) und andererseits durch ein mit dem Zylinderkopf (10) verbundenes, im Wesentlichen schalenförmiges Ansaugelement (32) gebildet ist.Internal combustion engine ( 8th ) for a motor vehicle, in particular a passenger car, with a plurality of combustion chambers, each of which at least one by a cylinder head ( 10 ) at least partially formed inlet channel ( 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 ) from which the inlet channels ( 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 ) common collection space ( 24 ) a combustion air or a mixture can be supplied, characterized in that the collecting space ( 24 ) on the one hand by at least one wall ( 26 . 28 . 30 ) of the cylinder head ( 10 ) and on the other hand by a with the cylinder head ( 10 ) connected, substantially cup-shaped suction element ( 32 ) is formed. Verbrennungskraftmaschine (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einlasskanäle (12, 14, 16, 18, 20, 22) hinsichtlich ihres Querschnitts und/oder ihrer Krümmung und/oder ihrer Beabstandung voneinander oder dgl. unterscheiden.Internal combustion engine ( 8th ) according to claim 1, characterized in that at least two inlet channels ( 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 ) with respect to their cross-section and / or their curvature and / or their spacing from each other or the like. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ansaugelement (32) einen Flansch (34) aufweist, durch welchen das Ansaugelement (32) mit dem Zylinderkopf (10) verbunden ist.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the suction element ( 32 ) a flange ( 34 ), through which the suction element ( 32 ) with the cylinder head ( 10 ) connected is. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (10) eine gegenüber einer Verbindungsfläche (44) zwischen dem Zylinderkopf (10) und dem Ansaugelement (32) zurückversetzte Ausnehmung aufweist, in welcher jeweilige Eintrittsquerschnitte (38, 40, 42) der Einlasskanäle (12, 14, 16, 18, 20, 22) angeordnet sind.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder head ( 10 ) one opposite a connecting surface ( 44 ) between the cylinder head ( 10 ) and the suction element ( 32 ) recessed recess, in which respective inlet cross sections ( 38 . 40 . 42 ) of the inlet channels ( 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 ) are arranged. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugelement (32) zumindest einen Flansch aufweist, durch welchen das Ansaugelement (32) mit einem Ansaugrohr verbindbar ist.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the suction element ( 32 ) has at least one flange through which the suction element ( 32 ) is connectable to an intake pipe. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugelement (32) zumindest einen integrierten Ansaugkanal aufweist, mittels welchem zumindest zwei der Einlasskanäle (12, 14, 16, 18, 20, 22) zusammengeführt sind.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the suction element ( 32 ) has at least one integrated intake duct, by means of which at least two of the intake ducts ( 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 ) are brought together. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abgasturbolader vorgesehen ist, welcher auf einer Einlassseite der Verbrennungskraftmaschine (8) angeordnet ist.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one exhaust gas turbocharger is provided, which on an inlet side of the internal combustion engine ( 8th ) is arranged. Verbrennungskraftmaschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (8) zwei Zylinderbänke aufweist, welche im Wesentlichen in V-Form angeordnet sind, wobei im Wesentlichen zwischen den Zylinderbänken zumindest ein Abgasturbolader angeordnet ist.Internal combustion engine ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 8th ) has two cylinder banks, which are arranged substantially in V-shape, wherein at least one exhaust gas turbocharger is arranged substantially between the cylinder banks.
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