DE19858918C2 - Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader - Google Patents

Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader

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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader, mit einer Ladeluftleitung, in welcher ein Ladeluftkühler und eine Düse-Diffusoreinheit angeordnet ist, und mit einer von einer Abgasleitung abzweigenden Abgasrückführleitung, welche im Bereich einer Querschnittsverengung in die Düse-Diffusoreinheit einmündet, wobei die Düse- Diffusoreinheit über einen ein Steuerorgan aufweisenden Hauptluftstrang umgehbar ist.
Mit einer derartigen Brennkraftmaschine, wie sie etwa aus der DE 43 19 380 A1 bekannt ist, kann eine Abgasrückführung trotz ungünstiger Druckdifferenz zwischen Auspuff- und Saug­ system realisiert werden. Damit ist es möglich, die NOX-Emissionen entscheidend zu senken.
Um einerseits eine ausreichende Druckabsenkung im Bereich der Querschnittsverengung ge­ mäß dem Venturiprinzip zu erreichen und andererseits Strömungsablösungen im Diffusor zu verhindern, muß dieser relativ lang ausgeführt sein. Dadurch können sich bei den heute mög­ lichst kompakt ausgeführten Brennkraftmaschinen erhebliche Platzprobleme ergeben, sodaß eine Abgasrückführung mit Düse-Diffusoreinheit aus Platzgründen manchmal nicht eingesetzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine eine möglichst raumsparende und einfach herzustellende Lösung für ein Abgasrückführsystem mit Düse-Diffusoreinheit zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Längsachse der Düse-Diffusoreinheit im wesentlichen parallel zur Kurbelwellenachse angeordnet ist.
Die Düse-Diffusoreinheit wird dadurch in einen Bereich seitlich oder oberhalb der Brennkraftmaschine verlegt, welcher zu­ meist nicht anderswertig genutzt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Längsachse der Düse-Diffusoreinheit im wesentlichen normal zur Kühlebene des Ladeluftkühlers angeordnet ist, wobei es besonders günstig ist, wenn die Düse-Diffusoreinheit im Bereich einer die Kur­ belwellenachse beinhaltenden Motorhochebene liegt.
Besonders platzsparend ist es dabei, wenn die Düse-Diffusoreinheit und der Hauptluftstrang nebeneinander, vorzugsweise beidseits der Motorhochebene angeordnet sind.
Um eine effektive und raumsparende, schwingungsmäßige Entkoppelung zwischen Kurbelge­ häuse und Ladeluftkühler zu erreichen, kann vorgesehen sei, daß die Düse-Diffusoreinheit schwingungsmäßig an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine gebunden ist und die Ladeluftleitung zwischen Ladeluftkühler und der Düse-Diffusoreinheit akustisch entkoppelt ausgeführt ist. Die Düse-Diffusoreinheit ist damit motorgebunden ausgeführt und weist das gleiche Schwingungsverhalten wie das Kurbelgehäuse auf. Die Ladeluftleitung zwischen Ladeluftkühler und der Düse-Diffusoreinheit muß dabei entsprechend flexibel ausgeführt sein. Dies erlaubt eine sehr kompakte Anordnung des Abgasrückführsystems.
In einer anderen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, daß die Düse- Diffusoreinheit schwingungsmäßig an den Ladeluftkühler gebunden ist und die Ladeluftlei­ tung zwischen Düse-Diffusoreinheit und zumindest einem Luftsammler als akustische Ent­ koppelung ausgeführt ist. Die Düse-Diffusoreinheit ist dabei sehr nahe beim Ladeluftkühler angeordnet, wobei die Ladeluftleitung stromabwärts der Düse-Diffusoreinheit flexibel ausge­ führt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Ladeluftleitung stromabwärts der Düse-Diffusoreinheit und der Hauptluftstrang in einen Verteilerraum mün­ den, von welchen zumindest zwei zu jeweils einem Einlaßsammler führende Verteilerleitun­ gen ausgehen. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Luftzumessung ist es günstig, wenn jede Verteilerleitung in einen zentralen Bereich einer der Motorhochebene zugewandten Seitenflä­ che oder Deckfläche des Einlaßsammlers einmündet.
In einer anderen äußerst kompakten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Düse-Diffusoreinheit und/oder der Hauptluftstrang zumindest zum Teil zwischen einem im Bereich der Motorhochebene vorgesehenen zentralen Einlaßsammler und dem Kurbelgehäuse angeordnet ist und die Ladeluftleitung und/oder der Hauptluftstrang in einen Bodenbereich des Einlaßsammlers mündet.
In einer weiteren einfachen und kompakten Ausführung ist vorgesehen, daß die Düse- Diffusoreinheit und/oder der Hauptluftstrang an einer Seite der Brennkraftmaschine angeord­ net ist. Dies hat den Vorteil, daß Länge und Höhe der Brennkraftmaschine durch die Düse- Diffusoreinheit nur unwesentlich erhöht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen die
Fig. 1 bis 3 Schrägansichten von erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinen in verschie­ denen Ausführungsvarianten.
Funktionsgleiche Bauteile sind in den Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Für die Erfindung nicht relevante Elemente sind zum Teil weggelassen.
Die in den Figuren dargestellten Brennkraftmaschinen 1 weisen jeweils eine Ladeluftleitung 2 auf, in welcher eine Düse-Diffusoreinheit 3 angeordnet ist. Stromaufwärts der Düse- Diffusoreinheit 3 ist ein Ladeluftkühler 4 vorgesehen, dessen Eintrittsleitung 5 von zwei Ab­ gasturboladern 6 ausgeht. Jeder Abgasturbolader 6 steht mit der Abgasleitung 7 jeweils einer Zylinderbank 8 der V-Brennkraftmaschine 1 in Verbindung. Von der Abgasleitung 7 zweigt eine Abgasrückführleitung 16 ab und mündet im Bereich einer Querschnittsverengung 17 in die Düse-Diffusoreinheit 3.
Die Düse-Diffusoreinheit 3 ist über einen vom Ladeluftkühler 4 ausgehenden Hauptluftstrang 9 umgehbar, wobei zur Steuerung des Durchflusses im Hauptluftstrang 9 ein Steuerorgan 10 angeordnet ist. Sowohl die Ladeluftleitung 2a stromabwärts der Düse-Diffusoreinheit 3, als auch der Hauptluftstrang 9 mündet bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigte Ausführungen in einen Verteilerraum 11, von dem zwei, jeweils zu einem Einlaßsammler 12 führende Verteilerlei­ tungen 13 ausgehen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung mündet die Düse- Diffusoreinheit 3 und der Hauptluftstrang 9 - nach einer Zusammenführung der beiden Strö­ mungswege - in einen einzigen zentralen Einlaßsammler 12 für beide Zylinderbänke 8.
Die Längsachse 3a der Düse-Diffusorachse 3 ist in jedem Ausführungsbeispiel normal zur Kühlebene 4a, d. i. die Eintrittsebene für die Kühlluft, und parallel zur Kurbelwellenachse 15 angeordnet.
Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsvarianten ist die Düse-Diffusoreinheit 3 motor­ gebunden ausgeführt, wobei die akustische Entkoppelung zum Ladeluftkühler 4 der Brenn­ kraftmaschine durch die flexibel ausgeführte Ladeluftleitung 2 durchgeführt ist. Die Düse- Diffusoreinheit 3 und der Hauptluftstrang 9 sind beidseits der die Kurbelwellenachse 15 bein­ haltenden Motorhochebene 1a nebeneinander angeordnet, wodurch Bauhöhe eingespart wer­ den kann.
In Fig. 2 sind Düse-Diffusoreinheit 3 und Hauptluftstrang 9 darüberhinaus teilweise zwischen dem zentralen Einlaßsammler 12 und dem Kurbelgehäuse 1b angeordnet. Die Mündung in den Einlaßsammler 12 befindet sich an dessen Bodenseite. Dadurch kann der Bauraum zwi­ schen den beiden V-förmig angeordneten Zylinderbänken 8 optimal genutzt werden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Brennkraftmaschine sind dagegen die Düse-Diffusoreinheit 3 und der Hauptluftstrang 9 in einem seitlichen Bereich der Brennkraftmaschine 1 verlegt. Dadurch kann der Raum zwischen den Zylinderbänken 8 für nicht weiter dargestellte Einspritzeinrich­ tungen oder dergleichen genutzt werden. Auch der mit 16a bezeichnete Abgasrückführkühler ist auf der Seite der Düse-Diffusoreinheit 3 angeordnet. Die Düse-Diffusoreinheit 3 ist dabei ladeluftkühlergebunden ausgeführt, wobei die akustische Entkoppelung zum Ladeluftkühler 4 durch die entsprechend flexibel ausgeführte Ladeluftleitung 2a realisiert ist.
Alle gezeigten Ausführungsvarianten ermöglichen eine sehr raumsparende Anordnung der Düse-Diffusoreinheit 3, und ein sehr kompakt ausgeführtes Abgasrückführsystem.

Claims (11)

1. Brennkraftmaschine (1) mit zumindest einem Abgasturbolader (6), mit einer Ladeluft­ leitung (2), in welcher ein Ladeluftkühler (4) und eine Düse-Diffusoreinheit (3) ange­ ordnet ist, und mit einer von einer Abgasleitung abzweigenden Abgasrückführleitung (16), welche im Bereich einer Querschnittsverengung in die Düse-Diffusoreinheit (3) einmündet, wobei die Düse-Diffusoreinheit (3) über einen ein Steuerorgan (10) aufwei­ senden Hauptluftstrang (9) umgehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (3a) der Düse-Diffusoreinheit (3) im wesentlichen parallel zur Kurbelwellenachse (15) angeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsach­ se (3a) der Düse-Diffusoreinheit (3) im wesentlichen normal zur Kühlebene (4a) des Ladeluftkühlers (4) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dü­ se-Diffusoreinheit (3) im Bereich einer die Kurbelwellenachse (15) beinhaltenden Mo­ torhochebene (1a) liegt.
4. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) und der Hauptluftstrang (9) nebeneinander, vorzugs­ weise beidseits der Motorhochebene (1a) angeordnet sind.
5. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) zumindest zum Teil zwischen zwei V-förmig angeord­ neten Zylinderbänken (9) vorgesehen ist.
6. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) schwingungsmäßig an das Kurbelgehäuse (1b) der Brennkraftmaschine (1) gebunden ist und die Ladeluftleitung (2) zwischen Ladeluft­ kühler (4) und der Düse-Diffusoreinheit (3) akustisch entkoppelt ausgeführt ist.
7. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) schwingungsmäßig an den Ladeluftkühler (4) gebunden ist und die Ladeluftleitung (2a) zwischen Düse-Diffusoreinheit (3) und zumindest einem Luftsammler (12) als akustische Entkoppelung ausgeführt ist.
8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluftleitung (2a) stromabwärts der Düse-Diffusoreinheit (3) und der Haupt­ luftstrang (9) in einen Verteilerraum (11) münden, von welchen zumindest zwei zu je­ weils einem Einlaßsammler (12) führende Verteilerleitung (13) ausgehen.
9. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertei­ lerleitung (13) in einen zentralen Bereich einer der Motorhochebene (1a) zugewandten Seitenfläche oder Deckfläche des Einlaßsammlers (12) einmündet.
10. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) und/oder der Hauptluftstrang (9) zumindest zum Teil zwischen einem im Bereich der Motorhochebene (1a) vorgesehenen zentralen Einlaß­ sammler (12) und dem Kurbelgehäuse (1b) angeordnet ist und die Ladeluftleitung (2a) und/oder der Hauptluftstrang (9) in einen Bodenbereich des Einlaßsammlers (12) mün­ det.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düse-Diffusoreinheit (3) und/oder der Hauptluftstrang (9) an einer Seite der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist.
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