DE3929124C2 - Brennkraftmaschine mit einem Aufladeaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladeaggregat für die Ladeluft und mit einem an der vorderen Maschinenstirnseite vorgesehenen, über eine Ladeluft­ leitung vom Aufladeaggregat her beaufschlagbaren und an den Luftsammler der Maschine angeschlossenen Ladeluftkühler, wobei die Ladeluft mittels einer Umschalteinrichtung entweder über den Ladeluftkühler oder unter dessen Umgehung dem Luftsammler zuführbar ist.

Aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere selbstzündende Brennkraftmaschinen, sind häufig mit einem Ladeluftkühler ausgestattet, mit dem die im Aufladeaggregat verdichtete und erwärmte Luft vor der Einleitung in den Brennraum auf etwa 50 bis 60° rückgekühlt wird, um eine Leistungssteigerung und eine Reduzierung der Emissionen zu erreichen, aber auch zur Verrin­ gerung des Kraftstoffverbrauches und zur Verlängerung der Motorlebensdauer. Um dabei die Nachteile einer Rückkühlung und vor allem einer Unterkühlung der dem Motor zugeführten Luft, nämlich ein härterer Motorlauf, höhere Motorverbrennungsgeräu­ sche, eine Verschlechterung der Zündungsbedingungen, Erhöhung der Weißrauchemission, lange Zündverzüge und die damit verbun­ denen hohen Brennraum-Spitzendrücke usw. zu vermeiden, gibt es, wie die DE-OS 36 27 686 oder die EP-A2-080 984 zeigen, bereits den Ladeluftkühler umgehende Bypass- oder Umgehungsleitungen, über die im Verdichter verdichtete und erwärmte Luft direkt dem Motor ohne eine Rückkühlung zugeführt werden kann. Dazu gibt es geeignete Umschalteinrichtungen, die diese Umgehungsleitungen in Abhängigkeit von Motor-Betriebszustand und/oder Umgebungs­ verhältnisse od. dgl. berücksichtigenden Kenngrößen steuern, so daß die Ladeluft je nach den äußeren und inneren Bedingungen ganz oder teilweise über die Umgehungsleitung und/oder den Ladeluftkühler geleitet wird. Der Ladeluftkühler, meist ein Luft/Luft-Wärmetauscher, ist dabei an der Vorderseite der Brennkraftmaschine angeordnet und die Umgehungsleitung zweigt knapp vor dem Kühlereintritt von der Ladeluftleitung ab und mündet unmittelbar nach dem Kühleraustritt wieder in die zum Luftsammler weiterführende Ladeluftleitung, wodurch eine platzraubende Leitungsführung und ein entsprechender Bauaufwand notwendig sind.

Desweiteren offenbart die JP 62-48923 A eine Brennkraftmaschine mit zwei Luftsammlern, von denen jeder einer Gruppe von Zylindern zugeordnet ist. Jeder der beiden Luftsammler ist über eigene, getrennte Leitungswege vom Turbolader mit Ladeluft versorgbar. Außerdem ist bei dieser bekannten Brennkraftmaschine der Abgasturbolader neben dieser, also an deren Längsseite angeordnet, was eine ziemlich breite Bauweise bedingt, die nicht überall verfügbar ist. Schließlich ist an dieser bekannten Brennkraftmaschine ein Ladeluftkühler vorhanden. Dieser ist dort jedoch nicht durch eine, sondern systembedingt durch zwei Bypass- Leitungen umgehbar. Systembedingt sind dort zur Steuerung der Ladeluft 4 Umschalteinrichtungen mit zu steuernden Ventilklappen notwendig, was ersichtlicherweise einen erheblichen Bau- und Steuereinrichtungsaufwand erfordert. Generell kann daher festgestellt werden, daß durch die Anordnung des Aufladeaggregates, des Ladeluftkühlers und der hierdurch systembedingten Führung der Rohrleitungen im Vergleich zur Größe der Brennkraftmaschine ein unvertretbar hoher Zusatzbauraum benötigt wird, der entweder in dem dieses Antriebsaggregat aufnehmenden Organ nicht zur Verfügung steht oder erhebliche Unterbringungsprobleme hervorruft.

Ferner ist aus der DE-Fachzeitschrift "Krafthand, 18. Juli 1987, Seite 1082" ein schematisch und nur teilweise in seinen Einzelheiten ersichtlicher 6-Zylinderreihenmotor bekannt, bei dem es sich wohl um einen Motor für Lastkraftwagen mittlerer oder schwerer Gewichtsklasse handelt. Die Darstellung des Motors läßt zwar eine Anzahl von Rohrleitungen und die Anordnung eines Turboladers hinten am Motor erkennen, jedoch ist aus dieser Darstellung nicht eindeutig die Funktion und der Zweck der Rohrleitungen erkennbar, schon gar nicht deren Verbindung mit dem Turbolader bzw. einem möglicherweise gar nicht vorhandenen Ladeluftkühler.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Brennkraftmaschine der eingangs geschilder­ ten Art zu schaffen, die sich durch ihre besonders einfache, raumsparende Konstruktion der Ladeluftleitung auszeichnet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Aufladeaggre­ gat und die Umschalteinrichtung im hinteren Bereich der Maschi­ ne angeordnet sind und der Luftsammler an seinem der Ladeluft­ leitungsmündung gegenüberliegenden Ende über einen Anschluß­ stutzen od. dgl. direkt mit der Umschalteinrichtung verbunden ist.

Diese Parallelführung des Luftsammlers einerseits und der zum Ladeluftkühler verlaufenden Ladeluftleitung andererseits erübrigt eine eigene Bypass- oder Umgehungsleitung des Ladeluftsammlers, da sie ein Kurzschließen des Luftsammlers über die Umschaltein­ richtung an die Ladeluftleitung ermöglicht. Die in den Sammler strömende Ladeluft wird lediglich aus entgegengesetzten Rich­ tungen eingeblasen, nämlich im Falle einer Ladeluftkühlung von vorne über den Ladeluftkühler und im Falle einer nicht gekühl­ ten Ladeluft von hinten praktisch unmittelbar über den Verdich­ ter und die Umschalteinrichtung. Es entsteht eine sehr kompak­ te, platzsparende Leitungsführung, die außerdem Wärmeverluste der Ladeluft auf dem Weg durch eine eigene Umgehungsleitung, also dann, wenn eine Rückkühlung unerwünscht ist, vermeidet.

Ist ein in zwei Längskammern unterteiltes Sammlergehäuse vorgesehen, von welchen beiden an die Umschalteinrichtung angeschlossenen Längskammern die eine als eigentlicher Luft­ sammler und die andere als Teil der zum Ladeluftkühler führen­ den Ladeluftleitung dient, entsteht ein einfach, beispielsweise im Gußverfahren herstellbares Leitungsgehäuse, das als Bauein­ heit besonders geschickt montiert werden kann.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine rein schematisch in Draufsicht veranschaulicht.

Eine Brennkraftmaschine 1 weist einen an die Zylinderköpfe 2 angeschlossenen Auspuffkrümmer 3 auf, an den ein Auflade­ aggregat 4 mit einer Abgasturbine 5 und einem Luftverdichter 6 angeflanscht ist. Druckseitig vom Verdichter 6 geht über eine Umschalteinrichtung 7 eine Ladeluftleitung 8 aus, die über einen Ladeluftkühler 9 zum Luftsammler 10 der Brennkraftma­ schine 1 führt. Das Aufladeaggregat 4 und die Umschalteinrich­ tung 7 sind dabei an der Hinterseite der Maschine und der Ladeluftkühler 9 zusammen mit dem Wasserkühler 11 und dem von der Maschine angetriebenen Lüfter 12 an der Maschinenvordersei­ te angeordnet, so daß sich die Ladeluftleitung 8 im wesentli­ chen parallel zum Luftsammler 10 erstreckt. Der Luftsammler 10 ist seinerseits über einen Anschlußstutzen 14 an seinem dem Ladeluftkühler 9 abgewandten Ende ebenfalls an die Umschaltein­ richtung 7 angeschlossen, so daß die Ladeluft je nach Stellung der Umschalteinrichtung 7 entweder durch die Ladeluftleitung 8 und den Kühler 9 in den Luftsammler 10 und daher gekühlt zu den Zylinderköpfen 2 gelangt oder über den Verdichter 6 direkt in den Luftsammler 10 strömt und ungekühlt in den Brennraum eindringt. Durch die Parallelführung von Ladeluftleitung 8 und Luftsammler 10 kommt es zu einer sehr kompakten, platzsparenden Bauweise, wobei sogar ein gemeinsames Gehäuse 13 Luftsammler und Ladeluftleitung bilden kann.

Claims (2)

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit längs der Kurbelwelle angeordneten Zylindern, mit einem Aufladeaggregat für die Ladeluft und mit einem stirnseitig vor der Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluftkühler, welcher über eine Ladeluftleitung vom Aufladeaggregat her beaufschlagbar und an einen einzigen Luftsammler angeschlossen ist, wobei die Ladeluft mittels einer Umschalteinrichtung entweder über den Ladeluftkühler oder unter dessen Umgehung dem Luftsammler zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufladeaggregat (4) und die Umschalteinrichtung (7) hinter der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, wobei der Verdichter (6) des Aufladeaggregates (4) auf direktem Weg mit der Umschalteinrichtung (7) in Strömungsverbindung steht und der Luftsammler (10) an seinem dem Verdichter (6) zugewandten Ende über einen kurzen Anschlußstutzen (14) direkt mit der Umschalteinrichtung (7) verbunden ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein in zwei Längskammern unterteiltes Sammlergehäuse (13) vorgesehen ist, von welchen beiden an die Umschalteinrich­ tung (7) angeschlossenen Längskammern die eine als eigentlicher Luftsammler (10) und die andere als Teil der zum Ladeluftkühler (9) führenden Ladeluftleitung (8) dient.