DE19756985C1 - Brennkraftmaschine mit einem mechanischen Lader - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem mechanischen Lader

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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem mechanischen Lader nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 41 03 870 C2 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die zur Erhöhung der Leistung und des Drehmoments einen mechanischen Lader aufweist. Der Lader ist im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet und komprimiert die dem Brennraum zugeführte Verbrennungsluft, wodurch der Beschickungswirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht wird. Dem Lader ist ein Ladeluftkühler nachgeordnet, der die infolge der Kompression erhöhte Temperatur der Verbrennungsluft senkt. Nach Durchlaufen des Ladeluftkühlers wird die Verbrennungsluft dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zugeführt.
Um die Fertigungs- und Montage kosten zu senken, ist es üblich, ausgehend von einem Basismodell verschiedene Motorvarianten durch Modifikation bestimmter Motorkomponenten zu realisieren. Leistung und Drehmoment des Basismodells können beispielsweise durch Einbau des vorbeschriebenen Laders gesteigert werden. Der Lader einschließlich dem Ladeluftkühler muß an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine druckdicht angeschlossen werden, um die gewünschte Aufladung der Verbrennungsluft zu ermöglichen. Problematisch hierbei ist, daß die Geometrie der Ansaugrohre verschiedener Motorvarianten unterschiedlich gestaltet ist. Es muß daher beim Einbau eines Laders in das Basismodell auch das Ansaugrohr angepaßt werden. Dadurch erhöhen sich als Folge des Aufwands für die Montage der einzelnen Motorkomponenten auch die Kosten für die Modifikation des Basismodells.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Brennkraftmaschine so auszubilden, daß für die Anordnung eines mechanischen Laders möglichst wenige Änderungen am Basismotor erforderlich sind.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Der modulare Aufbau von Lader, Ladeluftkühler und Saugrohr auf einer Trägerplatte machen eine rasche Aufrüstung des Basismotors möglich. Das vorgefertigte Ladermodul wird anstelle des für das Basismodell bestimmten Ansaugrohrs eingesetzt, so daß im Vergleich zum Basismodell keine Änderungskosten bei der Montage entstehen. Die mühsame Anordnung der einzelnen Laderkomponenten an der Brennkraftmaschine entfällt und Probleme bei der Verbindung bzw. Einpassung der verschiedenen Komponenten werden vermieden.
Der Lader und der Ladeluftkühler sind zweckmäßig auf verschiedenen Seiten der Trägerplatte angeordnet. Die Austrittseite des Laders ist hierbei über eine Öffnung in der Trägerplatte mit der Eintrittseite des Ladeluftkühlers verbunden. In dieser Ausbildung benötigt das Ladermodul nur geringen Bauraum. Zudem sind der Lader und der Ladeluftkühler über die kürzestmögliche Distanz miteinander verbunden, so daß keine langen Rohrverbindungen erforderlich sind.
Anstelle auf einer Trägerplatte kann der Lader auch über Befestigungsaugen am Saugrohr befestigt werden. Dann wird der Ladeluftkühler direkt am Lader verschraubt.
Vorteilhaft ist an der Einlaßseite des Laders eine Luftführungsleitung vorgesehen, die Teil des Ladermoduls ist und über die der Lader mit dem Luftfilter der Brennkraftmaschine verbunden ist. An der Einlaßseite des Laders kann weiterhin die Drosselklappe am Ladermodul vormontiert sein. Auch eine Treibstoffleitung kann am Ladermodul vorgesehen sein, so daß Variantenspezifische Anpassungen am Ansaugtrakt entfallen können.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Brenn­ kraftmaschine mit einem Ladermodul,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Ladermoduls,
Fig. 4 die Trägerplatte des Ladermoduls einschließ­ lich Ansaugrohr,
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Ladermodul ohne Ansaugrohr,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Ladermoduls,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Ansaugrohrs.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Brennkraftmaschine 1, beispielsweise eine Otto- oder eine Diesel-Brenn­ kraftmaschine, weist einen mechanisch angetriebenen Lader 3, insbesondere einen Kompressorauflader, auf. Der Lader 3 komprimiert die Verbrennungsluft, so daß durch die Vergrößerung der Fülluftmasse im Brennraum auch der Kraftstoffanteil erhöht und eine Leistungs- bzw. Drehmomentsteigerung erzielt werden kann. Die Verbrennungsluft ist dem Lader 3 über Leitungsabschnitte 9a, b einer Luftführungsleitung 9 von einem Luftfilter 10 mit zwei Gehäuseabschnitten 10a, b zugeführt. Die im Lader 3 komprimierte Verbrennungsluft ist über eine weitere Luftführungsleitung 13 dem Ansaugrohr 4 und von dort den Brennräumen der Zylinder zugeführt.
Der Lader 3 ist über seine Treibrolle 14 mittels eines Riemens 18 vom Nebenaggregateantrieb 17 angetrieben, wobei der Nebenaggregateantrieb 17 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 betrieben wird. Es ist weiterhin eine Umlenkrolle 15 für den Riemen 18 vorgesehen, die achsparallel zur Treibrolle 14 des Laders 3 angeordnet und an der Treibachsenlagerung 16 der Treibrolle 14 gehalten ist, siehe auch Fig. 2 und 3.
Erfindungsgemäß ist der Lader 3 Teil eines Ladermoduls 2, das als weitere Komponenten das Ansaugrohr 4 und den in Fig. 6 dargestellten Ladeluftkühler 5 zur Kühlung der komprimierten Verbrennungsluft umfaßt, wobei die Komponenten des Ladermoduls auf einer Trägerplatte 6 angeordnet bzw. mit der Trägerplatte 6 verbunden sind. Das Ladermodul 2 kann als vorgefertigte und eigenständige, abgeschlossene Baugruppe in die Basisausführung einer Brennkraftmaschine eingesetzt und an der Brennkraftmaschine verschraubt werden. Das Ladermodul 2 ersetzt das Ansaugrohr der Basisausführung, wobei keine weiteren Modifikationen der Basisausführung notwendig sind.
Der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist zu entnehmen, daß das Ladermodul 2 auch eine Treibstoffleitung 12 umfaßt.
In Fig. 4 ist das Ladermodul 2 mit der Trägerplatte 6 und dem Ansaugrohr 4, jedoch ohne Lader dargestellt. Das Ansaugrohr 4, dem über die Eintrittseite 19 komprimierte Verbrennungsluft zugeführt ist, besteht aus zwei jeweils einer Zylinderbank zugeordneten Abschnitten 4a, b, die jeweils auf einem Ansaugrohr-Flansch 20a bzw. 20b angeordnet sind. Die an beiden Längsseiten der Trägerplatte 6 verlaufenden Ansaugrohr-Flansche 20a, b sind an die Trägerplatte angegossen. Über Schrauben 21 wird das Modul an die Zylinderköpfe des Motors angeschraubt.
Die Trägerplatte 6 weist zwei benachbarte Öffnungen 7 auf, über die der im Zwischenraum zwischen den beiden Abschnitten 4a, b des Ansaugrohres 4 angeordnete, auf der Oberseite 6a der Trägerplatte 6 plazierte Lader mit dem darunterliegenden Ladeluftkühler, der an der Unterseite 6b angeordnet ist, kommuniziert.
Gemäß Fig. 5 besteht die Treibstoffleitung 12 aus Abschnitten 12a, b, die ebenso wie die beiden Ansaugrohr-Abschnitte parallel zu den Längsseiten der Trägerplatte 6 bzw. des Laders 3 verlaufen und jeweils einer Zylinderbank zugeordnet sind. Die beiden Abschnitte 12a, b der Treibstoffleitung zweigen von einem mittleren Abschnitt 12c ab. An den seitlichen Abschnitten der Treibstoffleitung sind Befestigungsnasen 22 zur Befestigung am Ladermodul angeordnet.
Im Bereich der Einlaßseite 3a des Laders 3, in die die Luftführungsabschnitte 9a, b der vom Luftfilter abzweigenden Luftführungsleitung 9 einmünden, ist die Drosselklappe 11 der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Drosselklappe 11 ist ebenfalls ein Bauteil des Ladermoduls 2.
Fig. 6 ist die Luftführung der Verbrennungsluft im Ladermodul 2 zu entnehmen. Die im Luftfilter gereinigte Verbrennungsluft ist durch die Luftführungsleitung 9 geführt und tritt über die Lufteinlaßseite 3a in den Lader 3, der über seine Treibrolle 14 vom Nebenaggregateantrieb betrieben wird und die Verbrennungsluft komprimiert. Die komprimierte Luft ist über die Austrittseite 3b des Laders 3 durch die Öffnungen 7 (Fig. 4) in der Trägerplatte 6 geleitet und gelangt über einen Lufteintritt 8a in einen Luftkasten 8 des Was­ ser-Ladeluftkühlers 5 auf der Unterseite der Trägerplatte 6. Nach der Kühlung verläßt die komprimierte Luft den Luftkasten 8 des Ladeluftkühlers 5 über die Austrittseite 8b, die mit der Luftführungsleitung 13 verbunden ist, und ist durch die Luftführungsleitung 13 geführt. Der dem Ladeluftkühler 5 gegenüberliegende Rohrabschnitt der Luftführungsleitung 13 ist mit der Eintrittseite 19 des Ansaugrohres 4 verbunden. Die Luftführungsleitung 13 ist um eine Stirnseite der Trägerplatte 6 geführt und verbindet den unterhalb angeordneten Ladeluftkühler 5 mit dem oberhalb angeordneten Ansaugrohr 4.
In Fig. 7 ist das Ansaugrohr 4 mit den beiden seitlichen Abschnitten 4a, 4b dargestellt. Den Abschnitten 4a, 4b sind die Flansche 20a, b zugeordnet, die Befestigungsaugen 23 aufweisen, an denen das Ladermodul am Ansaugrohr befestigt werden kann.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit einem mechanischen Lader (3) zur Kompression der Verbrennungsluft im Ansaugrohr (4), wobei der Lader (3) mit einem in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft nachgeordneten Ladeluftkühler (5) kommuniziert, der mit dem Ansaugrohr (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lader (3), der Ladeluftkühler (5) und das Ansaugrohr (4) ein an einer Trägerplatte (6) gehaltenes, austauschbares Ladermodul (2) bilden.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lader (3) und der Ladeluftkühler (5) auf verschiedenen Seiten (6a, 6b) der Trägerplatte (6) angeordnet sind, wobei die Austrittseite (3b) des Laders (3) über eine Öffnung (7) in der Trägerplatte (6) mit der Eintrittseite (8a) des Ladeluftkühlers (5) kommuniziert.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeluftkühler (5) unmittelbar am Lader (3) befestigt ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ladermodul (2) an der Einlaßseite (3a) des Laders (3) eine Luftführungsleitung (9) für die Verbindung zum Luftfilter der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ladermodul (2) an der Einlaßseite (3a) des Laders eine Drosselklappe (11) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ladermodul (2) eine Treibstoffleitung (12) angeordnet ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (4) an einem Flansch (20a, 20b) gehalten ist, der mit der Trägerplatte (6) verbunden ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ladermodul (2) eine Luftführungsleitung (13) zwischen dem Ladeluftkühler (5) und dem Ansaugrohr (4) vorgesehen ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsleitung (13) im Bereich einer Stirnseite der Trägerplatte (6) zwischen der Unterseite (6b) und der Oberseite (6a) der Trägerplatte (6) geführt ist.
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