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Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat zum Antreiben eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Antriebsaggregate sind aus dem Serienfahrzeugbau beispielsweise von Personenkraftwagen hinlänglich bekannt. Ein solches Antriebsaggregat umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist.
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Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine kommt wenigstens ein der Verbrennungskraftmaschine zugeordneter Abgasturbolader zum Einsatz. Der Abgasturbolader umfasst ein Turbinengehäuse zum Aufnehmen eines Turbinenrads, ein Verdichtergehäuse zum Aufnehmen eines Verdichterrads sowie ein Lagergehäuse. Das Verdichterrad und das Turbinenrad sind mit einer gemeinsamen Welle drehfest verbunden. Das Turbinenrad, das Verdichterrad und die Welle sind dabei einem sogenannten Rotor des Abgasturboladers zugeordnet. Der Rotor ist an dem Lagergehäuse um eine Drehachse relativ zu dem Lagergehäuse drehbar gelagert.
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Während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wird Abgas dieser dem Turbinenrad zugeführt, so dass das Abgas das Turbinenrad anströmen und antreiben kann. Infolge der drehfesten Verbindung sowohl des Turbinenrads als auch des Verdichterrads mit der Welle wird das Verdichterrad von dem Turbinenrad angetrieben. Dadurch kann das Verdichterrad der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft verdichten. Zum Verdichten der Luft kann somit im Abgas enthaltene Energie genutzt werden.
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Durch die Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft können sehr hohe spezifische Leistungen und Drehmomente der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Gleichzeitig kann beispielsweise Hubvolumen und somit ihre innere Reibung gering gehalten werden, so dass ein effizienter und somit emissions- und kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb realisierbar ist.
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Zum Führen des Abgases zu dem Turbinengehäuse wird üblicherweise ein sogenannter Abgaskrümmer verwendet. Der Abgaskrümmer weist eine Mehrzahl von Abgaskanälen auf, die vom Abgas durchströmbar sind. Mittels der Abgaskanäle ist es möglich, das Abgas aus mehreren Brennräumen, insbesondere Zylindern, der Verbrennungskraftmaschine zusammenzuführen bzw. einem diesen Brennräumen gemeinsamen Führungskanal des Turbinengehäuses zuzuführen.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es dabei hinlänglich bekannt, das Turbinengehäuse und den Abgaskrümmer zu einem Bauteil zusammenzufassen. Mit anderen Worten ist dabei das Turbinengehäuse in den Abgaskrümmer integriert. Eine solche Integration ist beispielsweise der
DE 10 2011 077 216 A1 als bekannt zu entnehmen.
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Die herkömmlichen Antriebsaggregate weisen – auch bei einer Integration des Turbinengehäuses in den Abgaskrümmer bzw. umgekehrt – einen sehr hohen Bauraumbedarf auf. Zusätzlich kann es toleranzbedingt erforderlich sein, Abstände zwischen dem Abgasturbolader und in seiner Umgebung angeordneten, anderweitigen Komponenten des Antriebsaggregats einzuhalten. Zum hohen Bauraumbedarf trägt zudem bei, dass eine Versorgung und Entsorgung des Abgasturboladers mit Medien beispielsweise in Form von Schmieröl und Kühlwasser, vorgesehen ist, wozu bauraumintensive Zuleitungen erforderlich sind.
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Üblicherweise ist der Abgasturbolader auf einer sogenannten Auslassseite der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, aus welcher das Abgas aus den Brennräumen ausströmt. Die verdichtete Luft muss dann um die Verbrennungskraftmaschine und insbesondere um einen Zylinderkopf dieser herum oder an der Verbrennungskraftmaschine vorbei auf eine sogenannte Einlassseite geleitet werden, auf welcher die Luft in die Brennräume einströmt. Da eine solche Ladeluftleitung zum Leiten der Luft zur Einlassseite sehr voluminös ist, beansprucht sie ebenfalls einen sehr großen Bauraum. Das relativ große Volumen der Ladeluftleitung muss – wenn der Fahrer des Kraftwagens eine Beschleunigung des Kraftwagens wünscht, so dass von der Verbrennungskraftmaschine erhöhte Drehmomente bereitzustellen sind – mit verdichteter Luft gefüllt werden, bevor die Verbrennungskraftmaschine die entsprechende Leistung und Drehmomente zum Beschleunigen des Kraftwagens bereitstellen kann. Zwischen dem Wunsch, den Kraftwagen zu beschleunigen und der tatsächlich stattfindenden Beschleunigung liegt somit eine Zeitspanne, die der Fahrer als verzögertes Ansprechverhalten wahrnimmt. Dies wird üblicherweise auch als Turboloch bezeichnet.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebsaggregat der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders geringer Bauraumbedarf sowie ein besonders gutes Ansprechverhalten des Antriebsaggregats realisierbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsaggregat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Antriebsaggregat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welchem ein besonders geringer Bauraumbedarf und ein besonders gutes Ansprechverhalten realisierbar sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Lagergehäuse in ein von den Gehäuseelementen (Turbinengehäuse und Verdichtergehäuse) unterschiedliches, eine von der Lagerung des Rotors unterschiedliche und zu der Lagerung zusätzliche Funktion bereitstellendes Funktionsbauteil des Antriebsaggregats integriert ist. Mit anderen Worten sind das Funktionsbauteil und das Lagergehäuse zu einer Bauteileeinheit zusammengefasst, welche infolge dieser Zusammenfassung eine Doppelfunktion bereitstellt. Zum einen dient die Bauteileeinheit zum Lagern des Rotors. Zum anderen stellt die Bauteileeinheit die zu der Lagerung zusätzliche Funktion bereit.
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Darüber hinaus können das Turbinengehäuse und das Verdichtergehäuse aufgrund der geschilderten Integration besonders vorteilhaft relativ zur Verbrennungskraftmaschine positioniert werden, so dass beispielsweise von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine und/oder von der der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden, verdichteten Luft zu durchströmende Volumen und/oder Leitungslängen besonders gering gehalten werden können. In der Folge kann die Verbrennungskraftmaschine nur besonders kurze Zeit nach einem entsprechenden Beschleunigungswunsch des Fahrers des Kraftwagens hohe Drehmomente bereitstellen, so dass es zu keiner oder einer nur sehr geringen Verzögerung zwischen dem Beschleunigungswunsch und der tatsächlichen Beschleunigung des Kraftwagens kommt. Die Beschleunigung des Kraftwagens wird somit besonderes kurze Zeit nach dem Beschleunigungswunsch des Fahrers durch die von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellten Leistungen bzw. Drehmomente bewirkt. Das sogenannte Turboloch kann in der Folge vermieden oder zumindest gering gehalten werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Funktionsbauteil ein Motorträger zum Haltern der Verbrennungskraftmaschine in einem Motorraum des Kraftwagens. Dies bedeutet, dass die zur Lagerung des Rotors zusätzliche Funktion das Haltern der Verbrennungskraftmaschine in dem Motorraum ist. Hierdurch kann der Bauraumbedarf des Antriebsaggregats besonders gering gehalten werden. Darüber hinaus ist dadurch eine besonders vorteilhafte Positionierung des Turbinengehäuses und/oder des Verdichtergehäuses relativ zur Verbrennungskraftmaschine darstellbar.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Funktionsbauteil ein Zylinderkopf zum Aufnehmen wenigstens eines Gaswechselventils der Verbrennungskraftmaschine ist. Hierbei ist die zur Lagerung zusätzliche Funktion das Aufnehmen des wenigstens einen Gaswechselventils. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, das Verdichtergehäuse und/oder das Turbinengehäuse besonders nahe an Luft oder Abgas führende Kanäle des Zylinderkopfes anzuordnen, um so die genannten Volumen und Leitungslängen besonders gering zu halten.
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Zur Realisierung besonders geringer Volumina und Leitungslängen ist es bei einer weiteren, besonderes vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Turbinengehäuse auf einer ersten Seite, insbesondere auf einer Auslassseite, des Zylinderkopfes und das Verdichtergehäuse auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere auf einer Einlassseite, des Zylinderkopfes angeordnet ist. Auf der Auslassseite des Zylinderkopfes wird Abgas aus wenigstens einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine abgeführt, während dem wenigstens einen Brennraum auf der Einlassseite die verdichtete Luft zugeführt wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Welle den Zylinderkopf zumindest teilweise, insbesondere zumindest in einem überwiegenden Bereich ihrer Längserstreckung, durchdringt. Mit anderen Worten ist die Welle zumindest in einem Teilbereich ihrer Längserstreckung im Zylinderkopf aufgenommen. Vorzugsweise ist zumindest ein überwiegender Bereich ihrer Längserstreckung in dem Zylinderkopf aufgenommen, d. h. vom Zylinderkopf umgeben. Im Vergleich zu herkömmlichen Abgasturboladern kann somit vom Abgasturbolader bereitgestellte Leistung nicht als Druckluft beispielsweise von der Auslassseite auf die Einlassseite, sondern als mechanische Leistung über die das Verdichterrad mit dem Turbinenrad verbindende Welle geführt werden. Dadurch kann die eingangs geschilderte und aus dem großen Volumen und den großen Leitungslängen resultierende Verzögerung vermieden oder besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann eine sogenannte Ladeluftstrecke, über welche die verdichtete Luft in den wenigstens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine geführt wird, besonders kurz gehalten werden.
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In einer besonders bevorzugten Weise steht die Rotationsachse der Welle zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Hauptlängserstreckung des Zylinderkopfes. Dadurch kann die Welle besonders kurz ausgeführt werden, wodurch das Schwingungsverhalten des Abgasturboladers positiv beeinflusst wird.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das Verdichtergehäuse und/oder das Turbinengehäuse am Zylinderkopf befestigt und/oder in ein weiteres Bauteil der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise in die Zylinderkopfhaube integriert. Hierdurch können die herkömmlicherweise vorgesehenen, eingangs geschilderten Abstände zwischen dem Abgasturbolader und in der Umgebung des Abgasturboladers angeordneten Komponenten wie beispielsweise dem Zylinderkopf oder der Zylinderkopfhaube entfallen oder besonders gering gehalten werden, woraus ein nur sehr geringer Bauraumbedarf des Antriebsaggregats resultiert. Darüber hinaus können Leitungen zum Versorgen und/oder Entsorgen des Abgasturboladers mit Medien wie beispielsweise einem Schmiermedium und/oder einem Kühlmedium entfallen oder hinsichtlich ihrer Länge sehr gering gehalten werden. Die Medienversorgung des Abgasturboladers ist somit kosten-, bauraum- und gewichtsgünstig darstellbar. Darüber hinaus kann eine sehr hohe Funktionserfüllungssicherheit realisiert werden, da die Gefahr von Fehlfunktionen beispielsweise infolge von Leckagen von Leitungen in einem geringen Rahmen gehalten werden kann.
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Um die Teileanzahl des Antriebsaggregats sowie von der verdichteten Luft und/oder von dem Abgas zu durchströmende Volumen und Leitungslängen besonders gering zu halten, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens ein von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbarer Auslasskanal des Zylinderkopfs, insbesondere direkt, in wenigstens einen korrespondierenden Abgaskanal des Turbinengehäuses mündet und/oder dass wenigstens ein von verdichteter Luft durchströmbarer Luftkanal des Verdichtergehäuses, insbesondere direkt, in wenigstens einen korrespondierenden Einlasskanal des Zylinderkopfs mündet. Dies bedeutet, dass der Auslasskanal bzw. der Einlasskanal nicht etwa unter Vermittlung eines Leitungselements mit dem Abgaskanal bzw. mit dem Luftkanal fluidisch verbunden sind. Vielmehr ist der Auslasskanal bzw. der Einlasskanal vermittlungsfrei, d. h. direkt mit dem Abgaskanal bzw. mit dem Luftkanal fluidisch verbunden, so dass der Auslasskanal zumindest im Wesentlichen direkt in den korrespondierenden Abgaskanal bzw. der Einlasskanal zumindest im Wesentlichen direkt in den korrespondierenden Luftkanal übergeht und umgekehrt. Um den Abgasturbolader abzudichten, kann lediglich wenigstens ein Dichtungselement zwischen dem Einlasskanal und dem Luftkanal bzw. zwischen dem Auslasskanal und dem Abgaskanal vorgesehen sein, wobei das Dichtungselement beispielsweise zwischen dem Zylinderkopf und dem Verdichtergehäuse bzw. zwischen dem Zylinderkopf und dem Turbinengehäuse angeordnet ist. Abgesehen davon sind jedoch keine Vermittlungselemente und insbesondere keine Leitungen vorgesehen, welche die verdichtete Luft vom Luftkanal zum Einlasskanal bzw. das Abgas vom Auslasskanal zum Abgaskanal führen.
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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 genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale 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.
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Die Zeichnung zeigt in der Figur eine schematische Schnittansicht eines Antriebsaggregats zum Antreiben eines Kraftwagens, mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Abgasturbolader, wobei ein Lagergehäuse des Abgasturboladers in einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine integriert ist.
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Die Figur zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Antriebsaggregat 10 zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Das Antriebsaggregat 10 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 12, welche als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist und ein in der Figur ausschnittsweise erkennbares Zylinderkurbelgehäuse 14 umfasst. Das Zylinderkurbelgehäuse 14 weist eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern auf, von denen in 1 ein Zylinder 16 erkennbar ist.
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Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist beispielsweise als Reihenmotor ausgebildet. Selbstverständlich kann das zuvor und im Folgenden zum Antriebsaggregat 10 Geschilderte ohne weiteres auch auf anderweitige Verbrennungskraftmaschinen beispielsweise in V-Bauart, in VR-Bauart, in Boxerbauart oder in anderweitiger Bauart angewendet werden.
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Im Zylinder 16 ist ein Kolben 18 aufgenommen, welcher relativ zum Zylinder 16 translatorisch verschiebbar ist. Der Kolben 18 ist über ein in der Figur nicht erkennbares Pleuel mit einer Kurbelwelle gelenkig gekoppelt. Die Kurbelwelle ist um eine Drehachse relativ zum Zylinderkurbelgehäuse 14 drehbar am Zylinderkurbelgehäuse 14 gelagert. Durch die gelenkige Kopplung des Kolbens 18 über das Pleuel mit der Kurbelwelle können die translatorischen Bewegungen des Kolbens 18 im Zylinder 16 in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um deren Drehachse umgewandelt werden.
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Über die Kurbelwelle kann die Verbrennungskraftmaschine 12 Drehmomente bereitstellen, mittels denen der Kraftwagen antreibbar und beispielsweise beschleunigbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 12 umfasst auch einen Zylinderkopf 20, welcher mit dem Zylinderkurbelgehäuse 14 verbunden ist und den Zylinder 16 in Hochrichtung der Verbrennungskraftmaschine 12 nach oben hin verschließt. Mit anderen Worten ist durch den Zylinderkopf 20 ein sogenanntes Brennraumdach 22 des Zylinders 16 gebildet.
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Wie aus der Figur erkennbar ist, weist der Zylinderkopf 20 einen Aufnahmeraum 23 auf. Im Aufnahmeraum 23 sind Gaswechselventile 24, 26 der Verbrennungskraftmaschine 12 zumindest teilweise aufgenommen. Die Gaswechselventile 24, 26 sind über jeweilige Lagerbuchsen 28, 30 am Zylinderkopf 20 relativ zu diesem translatorisch bewegbar gelagert. Darüber hinaus sind die Gaswechselventile 24, 26 zwischen einer jeweiligen, in der Figur gezeigten Schließstellung und wenigstens einer jeweiligen Offenstellung translatorisch relativ zu dem Zylinderkopf 20 bewegbar.
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Zum Bewegen der Gaswechselventile 24, 26 zwischen der jeweiligen Schließstellung und der jeweiligen Offenstellung sind in der Figur jeweilige, besonders schematisch dargestellte Betätigungselemente 32 vorgesehen, welche ebenfalls zumindest teilweise in dem Zylinderkopf 20 aufgenommen sind. Die Betätigungselemente 32 umfassen beispielsweise wenigstens eine Nockenwelle 34, welche um eine Drehachse 36 relativ zum Zylinderkopf 20 drehbar am Zylinderkopf 20 gelagert ist. Die Nockenwelle 34 ist beispielsweise von der Kurbelwelle antreibbar.
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In Hochrichtung der Verbrennungskraftmaschine 12 ist der Aufnahmeraum 23 nach oben hin durch eine Zylinderkopfhaube 38 verschlossen, welche mit dem Zylinderkopf 20 verbunden ist.
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Der Zylinderkopf 20 weist wenigstens einen, dem Zylinder 16 zugeordneten Einlasskanal 40 auf. Der Einlasskanal 40 ist von Luft durchströmbar, welche – in der Offenstellung des Gaswechselventils 26 – in den Zylinder 16 einströmen kann. Diese Luft wird üblicherweise auch als Frischluft bezeichnet. Das dem Einlasskanal 40 zugeordnete Gaswechselventil 26 wird daher auch üblicherweise als Einlassventil bezeichnet.
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Darüber hinaus weist der Zylinderkopf 20 wenigstens einen, dem Zylinder 16 zugeordneten Auslasskanal 42 auf. Der Auslasskanal 42 ist von Abgas durchströmbar, welches aus Verbrennungsvorgängen im Zylinder 16 resultiert. Bei diesen Verbrennungsvorgängen wird im Zylinder 16 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, welches die über den Einlasskanal 40 in den Zylinder 16 einströmende Luft sowie den in den Zylinder 16 eingebrachten, beispielsweise direkt eingespritzten, flüssigen Kraftstoff umfasst.
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Das Abgas kann – in der Offenstellung des Gaswechselventils 24 – vom Zylinder 16 in den Auslasskanal 42 einströmen und kann über den Auslasskanal 42 vom Zylinder 16 und von der Verbrennungskraftmaschine 12 abgeführt werden. Das dem Zylinder 16 bzw. dem Auslasskanal 42 zugeordnete Gaswechselventil 24 wird üblicherweise auch als Auslassventil bezeichnet. Das Antriebsaggregat 10 umfasst ferner einen im Ganzen mit 44 bezeichneten Abgasturbolader, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine 12 mit verdichteter Luft versorgbar ist. Zum Verdichten der Luft kann der Abgasturbolader 44 dabei im Abgas enthaltene Energie nutzen.
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Der Abgasturbolader 44 umfasst eine Turbine 54 mit einem Turbinengehäuse 56. Das Turbinengehäuse 56 weist einen Aufnahmeraum 58 auf, in welchem ein Turbinenrad 60 der Turbine 54 zumindest bereichsweise aufgenommen ist. Der Abgasturbolader 44 umfasst ferner einen Verdichter 46 mit einem Verdichtergehäuse 48. Das Verdichtergehäuse 48 weist einen Aufnahmeraum 50 auf, in welchem ein Verdichterrad 52 des Verdichters 46 zumindest bereichsweise aufgenommen ist.
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Wie der Figur zu entnehmen ist, sind das Turbinenrad 60 und das Verdichterrad 52 jeweils mit einer Welle 62 des Abgasturboladers 44 drehfest verbunden. Das Turbinenrad 60, das Verdichterrad 52 und die Welle 62 sind dabei einem sogenannten, im Ganzen mit 64 bezeichneten Rotor des Abgasturboladers 44 zugeordnet. Der Rotor 64 ist dabei an einem mit 66 bezeichneten Lagergehäuse um eine Drehachse 68 relativ zum Lagergehäuse 66 drehbar gelagert.
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Das Turbinengehäuse 56 ist ein erstes Gehäuseelement des Abgasturboladers 44, wobei das Verdichtergehäuse 48 ein zweites Gehäuseelement des Abgasturboladers 44 ist. Wie aus der Figur erkennbar ist, ist das Lagergehäuse 66 in ein von den jeweiligen Gehäuseelementen (Turbinengehäuse 56 und Verdichtergehäuse 48) unterschiedliches, wenigstens eine von der Lagerung des Rotors 64 unterschiedliche und zu der Lagerung zusätzliche Funktion bereitstellendes Funktionsbauteil vorliegend in Form des Zylinderkopfs 20 des Antriebsaggregats 10 integriert.
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Diese wenigstens eine von der Lagerung des Rotors 64 unterschiedliche und zu dieser Lagerung zusätzliche Funktion des Zylinderkopfs 20 ist dabei die Aufnahme und Lagerung der Gaswechselventile 24, 26. Eine weitere, von der Lagerung des Rotors 64 unterschiedliche und zu dieser Lagerung zusätzliche Funktion ist die Aufnahme der Betätigungselemente 32.
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Durch diese Integration des Lagergehäuses 66 in den Zylinderkopf 20 kann der Bauraumbedarf des Antriebsaggregats 10 besonders gering gehalten werden. Darüber hinaus können vom Abgas und von der Luft zu durchströmende Volumen und Leitungslängen besonders gering gehalten werden, so dass die Verbrennungskraftmaschine 12 ein sehr gutes Ansprechverhalten aufweist.
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Das Turbinengehäuse 56 ist auf einer ersten Seite 70 des Zylinderkopfs 20 angeordnet. Bei der ersten Seite 70 handelt es sich um eine sogenannte Auslassseite der Verbrennungskraftmaschine 12 bzw. des Zylinderkopfs 20, auf welcher der Auslasskanal 42 angeordnet ist und über welche das Abgas aus dem Zylinder 16 abgeführt wird.
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Das Verdichtergehäuse 48 ist auf einer der ersten Seite 70 gegenüberliegenden, zweiten Seite 72 des Zylinderkopfs 20 angeordnet. Bei der zweiten Seite 72 handelt es sich um eine sogenannte Einlassseite des Zylinderkopfs 20 bzw. der Verbrennungskraftmaschine 12, auf welcher dem Zylinder 16 die mittels des Verdichters 46 verdichtete Luft zugeführt wird. Dabei erstreckt sich die Welle 62 von dem Verdichterrad 52 durch den Zylinderkopf 20 hindurch zum Turbinenrad 60. Die Welle 62 ist dabei zumindest in einem überwiegenden Bereich ihrer entlang der Drehachse 68 verlaufenden Längserstreckung im Zylinderkopf 20 aufgenommen.
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Ferner sind sowohl das Verdichtergehäuse 48 auf der zweiten Seite 72 und das Turbinengehäuse 56 auf der ersten Seite 70 am Zylinderkopf 20 befestigt. Dabei mündet der Auslasskanal 42 zumindest im Wesentlichen direkt in einen Abgaskanal 74 des Turbinengehäuses 56. Der Abgaskanal 74 erstreckt sich zumindest in einem Teilbereich seiner Erstreckung in Umfangsrichtung des Turbinenrads 60 über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig und ist somit zumindest im Teilbereich als Spiralkanal ausgebildet. Der Abgaskanal 74 dient dazu, das Abgas aus dem Zylinder 16 zu dem Turbinenrad 60 zu führen, so dass das Abgas das Turbinenrad 60 anströmen und antreiben kann. Infolge der drehfesten Verbindung sowohl des Turbinenrads 60 als auch des Verdichterrads 52 mit der Welle 62 wird dadurch das Verdichterrad 52 vom Turbinenrad 60 angetrieben, wodurch es die Luft verdichten kann.
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Ferner mündet ein Luftkanal 76 des Verdichtergehäuses 48 zumindest im Wesentlichen direkt in den Einlasskanal 40. Mittels des Luftkanals 76 wird die mittels des Verdichterrads 52 verdichtete Luft von dem Verdichterrad 52 abgeführt und zu dem Einlasskanal 40 geführt. Der Figur ist besonders gut zu entnehmen, dass ein jeweiliger Strömungsweg des Abgases bis zum Turbinenrad 60 bzw. der verdichteten Luft vom Verdichterrad 52 zum Zylinder 16 besonders kurz ist. Dies führt zu einem sehr guten Ansprechverhalten der Verbrennungskraftmaschine 12. Darüber hinaus können Leitungen zum Führen des Abgases und der Luft zwischen dem Turbinengehäuse 56 und dem Zylinderkopf 20 bzw. zwischen dem Verdichtergehäuse 48 und dem Zylinderkopf 20 entfallen.
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Darüber hinaus ist auch eine Versorgung und Entsorgung des Abgasturboladers 44 mit Medien, beispielsweise in Form von Schmieröl und Kühlflüssigkeit, ohne oder mit einer nur sehr geringen Anzahl an separaten Leitungen darstellbar, da die Versorgung des Abgasturboladers 44 mit den Medien beispielsweise zumindest im Wesentlichen direkt über Strömungskanäle erfolgen kann, welche zumindest teilweise im Zylinderkopf 20 bzw. in dessen Wandungen sowie im Turbinengehäuse 56 und im Verdichtergehäuse 48 bzw. in deren Wandungen ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass eine zumindest im Wesentlichen direkte Übergabe der Medien von sich in Wandungen des Zylinderkopfs 20 erstreckenden Kanälen zu korrespondierenden, sich in Wandungen des Turbinengehäuses 56 und/oder des Verdichtergehäuses 48 erstreckenden Kanälen erfolgen kann und/oder umgekehrt. Über diese Kanäle können dann entsprechende Schmierstellen mit dem Schmieröl oder zu kühlende Bereiche mit der Kühlflüssigkeit versorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsaggregat
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Zylinderkurbelgehäuse
- 16
- Zylinder
- 18
- Kolben
- 20
- Zylinderkopf
- 22
- Brennraumdach
- 23
- Aufnahmeraum
- 24
- Gaswechselventil
- 26
- Gaswechselventil
- 28
- Lagerbuchse
- 30
- Lagerbuchse
- 32
- Betätigungselemente
- 34
- Nockenwelle
- 36
- Drehachse
- 38
- Zylinderkopfhaube
- 40
- Einlasskanal
- 42
- Auslasskanal
- 44
- Abgasturbolader
- 46
- Verdichter
- 48
- Verdichtergehäuse
- 50
- Aufnahmeraum
- 52
- Verdichterrad
- 54
- Turbine
- 56
- Turbinengehäuse
- 58
- Aufnahmeraum
- 60
- Turbinenrad
- 62
- Welle
- 64
- Rotor
- 66
- Lagergehäuse
- 68
- Drehachse
- 70
- erste Seite
- 72
- zweite Seite
- 74
- Abgaskanal
- 76
- Luftkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011077216 A1 [0007]
