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Ventilgesteuerte Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft die Ausbildung
von ventilgesteuerten Breunkraftmaschinen, insbesondere Viertaktbrennkraftmaschinen,
die zwischen den in V-Form angeordneten Zylinderreihen liegendem Rootsgebläse, dessen
Rotorachsen in einer zur hängsmittelebene der Brennkraftmaschine senkrechten Ebene
parallel zur Kurbelwelle liegen, und bei dem die vom Gebläse geförderte Luft an
der Außenseite der Zylinderreihen den Zylinderköpfen zugeführt wird..
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Bei V-Brennkraftmaschinen mit einem Rootsgebläse mit zur Kurbelwelle
parallelen Wellen zwischen den Zylinderreihen war es bisher allgemein gebräuchlich,
Rootsgebläse mit an gegenüberliegenden Seiten des Gebläsegehäuses liegenden Eintritts-
und Austrittsöffnungen zu verwenden und diese Gebläse derart anzuordnen, daß die
Eintrittsöffnung des Gebläses auf der der Brennkraftmaschine abgekehrten Seite des
Gebläses und die Austrittsöffnung an der dem Motorgehäuse zugekehrten Seite des
Gebläsegehäuses liegt. Zwischen dem Gebläse und dem Kurbelgehäuse wurde der Aufnehmerraum
für die verdichtete Luft derart untergebracht, daß er den V-Raum unterhalb des Gebläses
weitgehend ausfüllt. Soweit die vom Gebläse geförderte Luft an der Innenseite dar
Zylinderreihen in die Zylinderköpfe eintritt, stellt diese Anordnung das Optimum
an Raumausnützung dar. Die Verhältnisse kehren sich jedoch in das Gegenteil um,
wenn die Aufgabe besteht, die Luft an der Außenseite der Zylinderreihen in die Zylinderköpfe
einzuführen; diese Forderung ergibt sich vornehmlich dann, wenn der Steuerungsantrieb
von hängenden Ventilen der Brennkraftmaschine zwischen den Zylinderreihen untergebracht
wird, um etwa mit einer einzigen Nockenwelle das Auslangen zu finden, und wenn die
Einspritzdüsen an der Innenseite der Zylinderreihen angeordnet sind, um die Vorteile
zu nützen, die sich aus der Lage der Einspritzpumpe innerhalb des V-Raumes ergeben.
Bei Anwendung der vorstehend beschriebenen bisher üblichen Anordnung des Rootsgebläses
ergeben sich in diesem Fall besonders große Bauhöhen, weil der unter dem Rootsgebläse
liegende Aufnehmer mit aus strömungstechnischen Gründen in weitenBögen verlaufenden
laugen Rohrleitungen mit den Ansaugkanälen der Zylinder verbunden werden muß.
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Der Mangel großer Bauhöhe wird auch nicht vermieden, wenn - wie dies
bereits früher vorgeschlagen wurde - das Gebläse im. V-Raum so angeordnet ist, daß
die Luft den Rotorraum in der Richtung von der Kurbelwelle weg durchsetzt; in diesem
Fall stellt sich nämlich das Problem der Unterbringung einer strömungstechnisch
befriedigenden Luftzuführung von dem neben oder unter dem Gebläse anzuordnenden
Luftfilter in das Gebläse im Scheitelbereich des V-Raumes, weshalb auch hier das
Gebläse zuletzt noch weit über die Zylinderköpfe emporragt.
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Ziel der Erfindung ist es, durch die besondere Anordnung und Ausbildung
des Rootsgebläses die Bauhöhe der Brennkraftmaschinen der eingangs beschriebenen
Bauart so klein. als möglich zu machen, wobei noch dazu bei geringem baulichem Aufwand,
insbesondere bezüglich der Länge und Form der Verbindungsleitungen zwischen dem
Gebläse und den Zylinderköpfen, eine strömungsgünstige Führung der verdichteten
Luft angestrebt wird. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß in. an sich
bekannter Weise die vom Gebläse angesaugte Luft das Gebläse durch neben der Eintrittsöffnung
liegende Austrittsöffnungen wieder verläßt und daß sowohl die Eintrittsöffnung als
auch die Austrittsöffnungen auf der der Brennkraftmaschine abgekehrten Seite des
Gebläsegehäuses angeordnet sind. Bei dieser Art der Luftführung kann. das Gebläse
so weit an den Grund des V-Raumes herangerückt werden, als dies die Gehäusebreite
und die Größe des V-Winkels erlauben, weil die Luftzuführung zum Gebläse oberhalb
desselben auf der der Brennkraftmaschme abgekehrten Seite liegt. Es bleiben damit
die strömungstechnischen Vorteile erhalten, die sich aus der Anordnung des
Luftfilters
unmittelbar über der Gebläseeintritfisöffnung ergeben, da Umlenkungen im Ansaugbereich
entfallen. Neben der sich bei Anwendung des Grundgedankens ergebenden geringen Bauhöhe
einer solchen Brennkraftmaschme folgen als weitere Vorteile gute Zugänglichkeit
und leichte Montage.
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Die durch die Nachbarschaft der Ein- und Austrittsöffnungen des Gebläses
auf der gleichen Seite des Gebläsegehäuses gegebene Umlenkung der Luft innerhalb
des Gebläses in des Weise, daß die Luft in einem stumpfen Winkel zur Eintrittsrichtung
oder sogar unter Umständen in der zur Eintrittsströmung entgegengesetzten Richtung
das Gebläsegehäuse wieder verläßt, ist zwar bereits bei Rootsgebläsen für Bmnnkraftmaschinen
bekannt, doch handelte es sich dort in einem Fall um ein an der Stirnseite einer
Reihenmaschine angebrachtes Gebläse und in einem zweiten Fall um die Anordnung eines
Gebläses im V-Raum, bei der jedoch die Luft in der Richtung von der Kurbelwelle
weg in das Gebläse eintritt, weshalb dort, wie oben dargelegt, zwischen dem Gebläse
und dem Kurbelgehäuse ein für die Aufnahme der Ansaugleitung des Gebläses erforderlicher
großer Raum freigehalten werden ruß. In beiden Fällen wird die verdichtete Luft
von der Austrittsöffnung des Rotorraumes durch im. Gebläsegehäuse vorgesehene Kanäle
zu den Austrittsöffnungen geleitet, die sich auf der Seite der Lufteintrittsöffnung
befinden und im ersten Fall mit der Eintrittsöffnung sogar gemeinsam in der Anbauebene
des Gebläsegehäuses liegen. Ebenso wie die angesaugte Luft ruß dort auch die den
Rotorraum verlassende Luft um 90'
umgelenkt werde. Der Aufwand für die Herstellung
des Gebläsegehäuses ist dabei sehr groß, weil die stark ,gekrümmten Umlenkkanäle,
die im Gebläsegehäuse untergebracht werden müssen, beträchtliche Schwierigkeiten
nicht nur bei der Anfertigung der komplizierten Kerne, sondern auch beim Gieße der
Gebläse selbst verursachen, da das winkelige Gehäuse der Einbringung und der Entfernung
der Kerne erheblichen Widerstand bietet.
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Zur Beseitigung der technologischen Schwierigkeiten können in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung bei einem Rootsgebläse mit den Rotorraum umgebenden
Rückströmkanälen die den Rotorraum umgebenden Kanäle in bei Zahnradpumpen bekannter
Weise mittels :eines Deckels des Gebläsegehäuses mit der Austrittsöffnung des Rotorraumes
verbunden sein, dessen Innenseite die Umlenkung der verdichteten Luft bewirkt. Bei
dieser Ausbildung rücken die Umlenkkanäle für die den Rotorraum verlassende Luft
in größtmöglichem Ausmaß an die Austrittsöffnung des Rotorraumes heran, ohne daß
jedoch damit eine Beeinträchtigung des Strömungsverlaufes an der Austrittsöffnung
des Rotorraumes verbunden ist. Die senkrecht zur Ebene durch die Rotorwellen gemessene
Höhe des Gebläses erreicht den geringsten Wert, was sich ebenfalls im Sinne einer
Verminderung der Bauhöhe der Brennkraftmasehine auswirkt. Wegen der Umlenkung der
verdichteten Luft reit Hilfe des Deckels können die Rückströmkanäle gerade oder
nur wenig gekrümmt verlaufen.
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Liegen die Eintritts- und die Austrittsöffnungen des Rootsgebläses
in der gleichen zur Rotorachse parallelen Ebene, so kann nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung der Deckel längs einer ebenen Fläche auf dem Gebläsegehäuse aufsitzen,
die zur Anschlußfläehe für den Ansaugstutzen. und die von den Austrittsöffnungen
des Gebläsegehäuses ausgehenden Verbindungsleitungen parallel verläuft. Damit wird
eine flache Form des Gebläses erreicht, dessen. Höhe im wesentlichen nur mehr durch
den Durchmesser der Rotoren bestimmt ist. Die flache Ausbildung des Gebläses ist
aber die Grundlage für eine weitere Verminderung der Bauhöhe der Brennkraftmaschine.
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Schließlich können die Deckelanschlußfläche und die Anbaufläche des
Gebläses in einer Ebene liegen. Neben den fertigungstechnischen Vorteilen einer
solchen Ausbildung ergibt sich auch hier die Grundlage für eine Verminderung der
Gebläsehöhe und damit der Bauhöhe der Brennkraftmaschine.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfmdung an einem Beispiel
dargestellt. In schematischer Wiedergabe zeigt Fig. 1 die Stirnansicht des V-Motors.,
teilweise im Schnitt und Fig. 2 das Gebläse in größerem Maßstab.
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Die Zylinderreihen 1 und 2 des ventilgesteuerten V-Motors
mit Brennstoffeinspritzung schließen einen sich nach oben erweiternden V-Raum ein,
der das Rootsgebläse 3 enthält. Dieses rückt nahe an den Grund des V-Raumes heran,
da die Zu- und Ableitungen des Gebläses an, der freien Seite des Gebläsegehäuses
anschließen. Der Ansaugstutzen 4 trägt den Luftfilter 5, während die beiden
Krümmer 6 und, ,;die Ladeluftleitungen 7 die an den beiden Längsseen des
Motors verlaufenden Saugrohre 8 mit dem Gebläseausttritt verbinden. Von den.
Saugrohren gelangt die Luft über die durch Eimlaßventsle 9 gesteuerten Einlaßkanäle
10 der Zylinderköpfe in den Zylinder. Auf der den Ventilen gegenüberliegenden
Seite bleibt der für den Ventilantrieb 11 von der wie üblich über der Kurbelwelle
in der Längsmittelebene des Motors liegenden - nicht dargestellten - Nockenwelle
und der für die Anordnung der Brennstoffeinspritzdüsen 12 erforderliche Raum
verfügbar.
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Die Ausbildung des Gebläses ist der Fig. 2 zu entnehmen. Hier bezeichnet
13 die Rotoren des Gebläses, 14 das Gebläsegehäuse und 15 dessen
Abschlußtel, der hier als Deckel ausgebildet ist. Die Innenseite des Deckels ergibt
zusammen mit der ihr gegenüberliegenden Wand 16 des Gehäuses die Umlenkung
der den Rotorraum verlassenden Luft in die Kanäle 17.
Der Deckel
15 sitzt auf dem Gehäuse 14 längs der Bearbeitungsfläche
18 auf, die hier mit der Anschlnßfläche 19 des Gebläsegehäuses zusammenfällt,
so daß sie gemeinsam mit dieser bearbeitet werden kann. Zur Erleichterung der Bearbeitung
des Rotorgehäuses dient die weitere Maßnahme, die Anschlußfläche für die Saug-
4 und Austrittsstutzen 6 des Gebläses in einer durchgehenden, ebenen Bearbeitungsfläche
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anzuordnen, die parallel zur Auflagefläche des Deckels verläuft.
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Wie aus der Darstellung in der Zeichnung hervorgeht, ist der Rotorraum
an drei Seiten von einem Luftmantel umgeben, wodurch einerseits eine gleichmäßige
Temperatur des gesamten Gebläsegehäuses gewährleistet ist und andererseits das Verdichtergeräusch
durch die Doppeswandigkeit des Gehäuses und die zwischen den Wänden strömende Luft
herabgesetzt wird. Beim Durchströmen des den Rotorraum umgebenden Gehäusemantels
wird weiterhin die Luft abgekühlt, wodurch in dem beschriebenen Anwendungsbeispiel
der weitere Vorteil der Verbesserung des Füllungsgrades des Motors und damit der
Vergrößerung der Motorleistung erreicht wird.