DE102017222003A1

DE102017222003A1 - Brennkraftmaschine mit acht Zylindern

Info

Publication number: DE102017222003A1
Application number: DE102017222003.1A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Farsch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Brennkraftmaschine mit acht Zylindern in der V-Bauart und mit einem Kurbeltrieb mit einer cross-plane Kurbelwelle und mit einem ersten Luftsammler für eine erste Zylinderbank mit vier Zylindern und einem zweiten Luftsammler für eine zweite Zylinderbank mit vier Zylindern und mit einer Zündfolge von Zylinder zu Zylinder mit einem Zündabstand von 90°, wobei jeder Luftsammler einen Zylinder mit Frischluft versorgt, der gegenüber den anderen drei mit Frischluft versorgten Zylindern strömungstechnisch benachteiligt ist, wobei an dem Luftsammler im Bereich des benachteiligten Zylinders für den benachteiligten Zylinder ein Zusatzvolumen vorgesehen ist.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lässt sich der Füllgrad des benachteiligten Zylinders in vorteilhafter Weise deutlich verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit acht Zylindern mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 196 05 308 A1 hingewiesen. Aus dieser ist eine V8-Brennkraftmaschine mit einer Sauganlage mit einem, an gegenüberliegenden Zylinderbänken anschließbaren Sammler bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst weiter eine rechtsdrehende Kurbelwelle mit zwei Kröpfungsebenen für eine in den Zylindern 1 bis 8 der Zylinderbänke üblichen Zündreihenfolge von 1, 5, 4, 8, 6, 3, 7, 2. Für eine Brennkraftmaschine mit Sauganlage mit einem an gegenüberliegenden Zylinderbänken anschließbaren Sammler mit Zündfolge richtig angeschlossenen Zylindereinlassleitungen wird zur zylinderbankspezifischen Erfassung von Maschinen-Betriebsparametern vorgeschlagen, dass mit Einlassleitungen zündfolgerichtig verbunden, drehmomentorientiert erste Teilvolumina des Sammlers mittels einer steuerbaren Klappe in einer in Haupterstreckung des Sammlers ausgebildeten Ausnehmung in einer den Sammler volumenhälftig unterteilenden Trennwand in zweite, zylinderbankseitige Teilvolumina mit zylinderfolgerichtig verbundenen Einlassleitungen änderbar sind.
Weiter ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 38 31 085 A1 eine mit Impulsaufladung arbeitende Brennkraftmaschinensauganlage bekannt, die eine verschließbare Rohrverbindung aufweist für zwei Saugrohre. Von dieser Rohrverbindung zweigt ein absperrbares Zusatzvolumen ab. Stromauf der Rohrverbindung sind die beiden Saugrohre zusammengeführt. Auch von dieser Zusammenführung zweigt eine absperrbare Stichleitung ab, welche in das Zusatzvolumen mündet. Durch eine entsprechende Ansteuerung der einzelnen Absperr- bzw. Verschließorgane ist es möglich, unterschiedlichste Betriebsbereiche für eine wirkungsvolle Impulsaufladung einzustellen.
Bei Brennkraftmaschinen mit gekreuzter Kurbelwelle, auch cross-plane Brennkraftmaschine genannt, ergibt sich zwangsweise eine Zündfolge, bei der bei jeder Umdrehung einmal zwei Zylinder (Beispiel: Zündfolge: 1, 5, 4, 8, 6, 3, 7, 2, mit einer Seitenverteilung mit links-rechts-rechts-links-links-linksrechts) derselben Zylinderbank nacheinander einen Arbeitstakt ausführen. Diese Eigenart verursacht bei einer Brennkraftmaschine mit einer cross-plane Kurbelwelle durch den wechselweise stärker pulsierenden Druck in der linken und rechten Flut der Auspuffanlage (durch die doppelte, unmittelbar aufeinanderfolgende Beaufschlagung mit Abgas) ein charakteristisches Laufgeräusch (brabbeln), das üblicherweise mit US-Automobilen in Verbindung gebracht wird. Aufgrund dieser ungleichen Zündabstände bei V8-Brennkraftmaschinen mit cross-plane Kurbelwelle hat die Brennkraftmaschine auf einer Bank zwei benachteiligte Zylinder, je einen auf einer Bank. Der im 90° Winkel auf ihn folgenden Zylinder auf der gleichen Zylinderbank saugt ihm die Luft weg, so dass für diesen Zylinder deutlich weniger Füllung resultiert. Es gibt, wie bereits erwähnt, je einen solchen Zylinder auf einer Bank.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit der der Füllgrad eines jeden Zylinders vergleichmäßigt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Erfindungsgemäß wird ein Zusatzvolumen für den/die benachteiligten Zylinder in der Sauganlage vorgeschlagen, aus dem der benachteiligte Zylinder Frischluft ansaugen kann, wenn der im 90° Kurbelwinkelabstand nächste Zylinder dieser Zylinderbank ihm die Luft wegsaugt. Durch das Zusatzvolumen lässt sich die Füllung des benachteiligten Zylinders beträchtlich steigern.
Die Maßangaben gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 sind besonders bewährte Ankopplungen des Zusatzvolumens an den Luftsammler, wenn der benachteiligte Zylinder an einem Ende der Zylinderbank angeordnet ist.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer Schemazeichnung näher erläutert.
1 zeigt schematisch einen ersten Luftsammler 1 für eine erste Zylinderbank mit vier Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit acht Zylindern in der V-Bauart mit einem Kurbeltrieb mit einer cross-plane Kurbelwelle und einen zweiten Luftsammler 2 für eine zweite Zylinderbank mit vier Zylindern der Brennkraftmaschine, wobei eine Zündfolge von Zylinder zu Zylinder mit einem Zündabstand von 90° erfolgt. Eine in den Luftsammler 1, 2 geförderte Luft ist schematisch mit zwei Pfeilen dargestellt. Ein Austreten der Frischluft in die einzelnen Zylinder Z1 bis Z8 ist ebenfalls schematisch jeweils mit einem Pfeil dargestellt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die V8-Brennkraftmaschine eine Zündfolge auf, von Zylinder 1 zu Zylinder 5 zu Zylinder 4 zu Zylinder 8 zu Zylinder 6 zu Zylinder 3 zu Zylinder 7 und zu Zylinder 2. Aufgrund dieser beispielhaft vorliegenden Zündfolge ergibt sich eine Benachteiligung von Zylinder 2 und Zylinder 8 Dies bedeutet, dass bei der vorliegenden Zündfolge die Zylinder 2 und Zylinder 8 einen geringeren Füllgrad aufweisen als die restlichen Zylinder.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass einem Luftsammler 1, 2 im Bereich des benachteiligten Zylinders für den benachteiligten Zylinder ein Zusatzvolumen 3 vorgesehen ist. Während das Zusatzvolumen 3 für den ersten Luftsammler 1 direkt an den ersten Luftsammler 1 gekoppelt ist, ist das Zusatzvolumen 3 für den Zylinder 8 über ein gasführendes Rohr 4 mit einem Strömungsquerschnitt zwischen 30 mm² und 60 mm² und einer Länge zwischen 20 mm und 80 mm an den zweiten Luftsammler 2 angeordnet. Mit dieser vorgeschlagenen Anordnung ist ein bestmöglicher Ausgleich des Füllgrades zwischen den einzelnen Zylindern Z1 bis Z8 möglich. Bevorzugt beträgt das Zusatzvolumen 3 zwischen 10 % und 50 % eines Hubvolumens des benachteiligten Zylinders.
Die Zusatzvolumina 3 können beispielsweise in einem Gießverfahren mit dem ersten und dem zweiten Luftsammler 1, 2 hergestellt werden, sie können nachträglich auch stoffschlüssig verbunden werden beispielsweise durch Löten oder Schweißen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte auch eine Zündfolge vorgesehen sein von Zylinder 1 zu Zylinder 5 zu Zylinder 4 zu Zylinder 2 zu Zylinder 6 zu Zylinder 3 zu Zylinder 7 und zu Zylinder 8. Für diesen Fall wären die Zylinder 4 und 7 die benachteiligten Zylinder.
Bezugszeichenliste

1.: erster Luftsammler
2.: zweiter Luftsammler
3.: Zusatzvolumen
4.: Rohr
Z1: Zylinder 1
Z2: Zylinder 2
Z3: Zylinder 3
Z4: Zylinder 4
Z1 -bis Z4: Zylinderbank 1
Z5: Zylinder 5
Z6: Zylinder 6
Z7: Zylinder 7
Z8: Zylinder 8
Z5 bis Z8: Zylinderbank 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19605308 A1 [0002]
DE 3831085 A1 [0003]

Claims

Brennkraftmaschine mit acht Zylindern in der V-Bauart und mit einem Kurbeltrieb mit einer cross-plane Kurbelwelle und mit einem ersten Luftsammler (1) für eine erste Zylinderbank mit vier Zylindern und einem zweiten Luftsammler (2) für eine zweite Zylinderbank mit vier Zylindern und mit einer Zündfolge von Zylinder zu Zylinder mit einem Zündabstand von 90°, wobei jeder Luftsammler (1, 2) einen Zylinder mit Frischluft versorgt, der gegenüber den anderen drei mit Frischluft versorgten Zylindern strömungstechnisch benachteiligt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Luftsammler (1, 2) im Bereich des benachteiligten Zylinders für den benachteiligten Zylinder ein Zusatzvolumen (3) vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (3) zwischen 10% und 50% eines Hubvolumens des benachteiligten Zylinders beträgt.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen über ein Gas führendes Rohr (4) mit einem Strömungsquerschnitt zwischen 30 mm² und 60 mm² und einer Länge zwischen 20 mm und 80 mm an den Luftsammler (1, 2) angeordnet ist.