DE69208821T2 - Verbesserung der Verbindungsanlage der Unterdruckflüssigkeit für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verbesserung der Verbindungsanlage der Unterdruckflüssigkeit für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Verbindung unterschiedlicher Druckmedien mit dem Zylinderkopf einer Dieselmaschine (insbesondere einer großen Dieselmaschine) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In dieser Beschreibung bezeichnet der Begriff "Dieselmaschine" die Art von Maschinen, die in Schiffen als Haupt- oder Nebenantrieb oder in einer Dieselkraftanlage verwendet wird. Große Dieselmaschinen werden üblicherweise aufgeladen und sind ebenfalls oft mit einem separaten Zylinderkopf für jeden Zylinder versehen. In einer großen Dieselmaschine ist es nötig, mehrere unterschiedliche Druckmedien durch den Zylinderkopf zu transportieren, wobei der Transport von Druckmedien in und aus dem Zylinderkopf über eine komplexe Anordnung von Leitungen und Teilen bewerkstelligt wird. Zum Beispiel wird Verbrennungsluft üblicherweise von dem Turbolader in einen speziellen Container geleitet, der entweder von dem Maschinenblock separiert oder darin integriert sein kann. Von dem Container wird sie über weitere Leitungsteile zu jedem Zylinderkopf und hinunter in jeden Zylinder geleitet.
  • Die Verbrennungsgase verlassen jeden Zylinder durch den entsprechenden Zylinderkopf und durch eine weitere Anordnung von Leitungsteilen in den Auspuffkrümmer der Maschine, welcher in den meisten Fällen mit einem separaten Gehäuse thermisch und/oder akustisch isoliert ist. Eine Unterstützung für das Auspuffrohr und für die Auspuffisolationseinheit wird typischerweise durch Verwendung separater Trägerkonsolen gebildet, die mit dem Maschinenblock verbunden sind.
  • Weiterhin wird Kühlflüssigkeit für die Zylinder verwendet, um die Zylinderköpfe zu kühlen, wobei ein mit jedem Zylinderkopf verbundener Rohrverteiler notwendig ist, um die Kühlflüssigkeit zur Wiederverwendung brauchbar zu machen.
  • In der JP-A-57056655 ist eine Dieselmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. In dieser bekannten Druckschrift ist ein einzelnes Verteilungsteil dargestellt, das lediglich an dem Zylinderkopf befestigt ist, welches Verteilungsstück von allen Zylindern gemeinsam genutzt wird.
  • Die oben beschriebenen bekannten Anordnungen für Druckmittelsysteme in einer großen Dieselmaschine haben zu Komplikationen mit den vielen separaten Teilen geführt, die separat befestigt werden müssen, was zum einen die Herstellungskosten erhöht und zum anderen die Wartung derartiger Maschinen aufwendig und zeitraubend gestaltet.
  • Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung für die Verbindung der unterschiedlichen Druckmedien mit dem Zylinderkopf der Dieselmaschine zu schaffen, durch welche die Nachteile, die aus dem oben beschriebenen Stand der Technik offensichtlich sind, im wesentlichen eliminiert werden. Ein weitergehendes Ziel besteht darin, eine Maschine mit einer weniger komplizierten Konstruktion zu schaffen, was Vorteile aus dem Blickpunkt der Herstellungstechnik mit sich bringt und eine Installation, die Zeit und Kosten einspart. Ein weiteres Ziel besteht darin, eine neue Trägereinrichtung anzugeben, um andere Maschinenteile an dem Maschinenblock abzustützen.
  • Die Ziele der Erfindung werden erreicht durch die Merkmale des Anspruchs 1 und der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist eine Dieselmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinrichtung mehrere Zylinder umfaßt, daß ein separates Verteilungsstück für jeden Zylinder vorgesehen ist, wobei jedes Verteilungsstück ein weiteres flanschartiges Befestigungsteil zur Befestigung des Verbindungsteils an dem Maschinenblock aufweist, und daß jeder der ersten Durchflußkanäle angeordnet ist, um Verbrennungsluft von einem Sammelbehälter, der in dem Maschinenblock ausgebildet oder separat an dem Maschinenblock befestigt sein kann, durch den Zylinderkopf zu dem zugehörigen Zylinder zu leiten.
  • Vorzugsweise enthält jedes Verbindungsteil auch einen Durchflußkanal für Kühlflüssigkeit.
  • Ein bevorzugtes Verteilungsteil besteht aus einem einteiligen Gußteil.
  • Von dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit der Konstruktion und Herstellungstechnik ist es vorteilhaft, die Verbindungsanschlüsse in jedem Verteilungsteil derart anzuordnen, daß sie mit dem Zylinderkopf zumindest in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene verbindbar sind. Von dem Gesichtspunkt des Raumbedarfs ist es von Vorteil, den Verbrennungsluftkanal und den Abgaskanal in jedem Verteilungsteil nebeneinander in Längsrichtung der Maschine anzuordnen.
  • Der Abgaskanal jedes Verteilungsteils ist vorteilhafterweise so angeordnet, daß dessen Einlaß und Auslaß an den einander abgewandten Seiten des Verteilungsteils angeordnet sind. Wenn der Auslaß für den Abgaskanal jedes Verteilungsteils mit einem Flansch oder dergleichen versehen ist, kann das Abgasrohr (oder Auspuffkrümmer) und ein möglicherweise daran angebrachtes Isolationsgehäuse direkt von dem Maschinenblock über das Verteilungsstück getragen werden.
  • Wenn der Maschinenblock einen Verbindungskanal oder dergleichen aufweist, um die Kühlflüssigkeit, die in bekannter Weise zur Kühlung eines Zylinders verwendet wird, zu sammeln, kann auch ein Kühlkanal in jedem Verteilungsteil vorgesehen werden, welcher vorzugsweise derart angeordnet ist, daß er zumindest teilweise den Abgaskanal umgibt, wobei der Auslaß des Kühlkanals mit dem Sammelkanal oder dergleichen für die in dem Maschinenblock befindliche Flüssigkeit verbunden ist. Eine derartige raumsparende einstückige Konstruktion ist für jedes Verteilungsteil möglich und gleichzeitig erleichtert die Verwendung eines derartigen Verteilungsteils die Kühlung des Abgaskanals und des gesamten Maschinenblocks.
  • Die Erfindung wird nun detaillierter durch ein Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
  • Fig. 1 einen Querschnitt einer großen Dieselmaschine, in welcher eine erfindungsgemäße Anordnung für die Verbindung unterschiedlicher Druckmediumsysteme mit dem Zylinderkopf verwendet wird;
  • Fig. 2, 3 und 4 eine Seitenansicht eines Verteilungsteils gemäß der Erfindung, wobei unterschiedliche Druckmittelkanäle in den unterschiedlichen Figuren mit einer Schattierung markiert sind;
  • Fig. 5 das Verteilungsteil der Fig. 2, 3 und 4 in Richtung des Pfeils V und
  • Fig. 6 das Verteilungsteil der Fig. 2, 3 und 4 in Richtung des Pfeils IV.
  • In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Dieselmaschine, auf welche die Erfindung gerichtet ist. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enthält die Maschine 1 einen Maschinenblock 2, einen Zylinder 3 und einen Zylinderkopf 4. Üblicherweise können in der Maschine viele Zylinder nebeneinander in einer Reihe oder derart angeordnet sein, daß sie eine V-Maschine bilden, und jeder der Zylinder kann vorzugsweise mit einem eigenen Zylinderkopf versehen sein. Die Maschine enthält ebenfalls einen Auspuffkrümmer 7, welcher - wie in Fig. 1 dargestellt - von einem isolierenden Gehäuse 8 umgeben ist. Weiterhin umfaßt die Maschine einen in dem Maschinenblock 2 angeordneten Sammelbehälter 6 für Verbrennungsluft, die von einem Turbolader (nicht dargestellt) zugeführt wird, und einen Sammelkanal 9 für Kühlwasser oder eine andere geeignete Kühlflüssigkeit zum Kühlen der Zylinder 3. Zusätzlich ist jeder Zylinder 3 in der Maschine mit einem Verteilungsteil 5 für unterschiedliche Druckmedien versehen, dessen Konstruktion und Funktion als Teil der erfindungsgemäßen Anordnung detaillierter nachfolgend beschrieben wird. Die anderen Teile der in Fig. 1 dargestellten Maschine, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, sind nicht mit Bezugszeichen versehen und werden hier nicht beschrieben.
  • Das Verteilungsteil 5 ist als einstückiges Teil ausgebildet, welches vorzugsweise durch Gießen hergestellt wird. Das Verteilungsteil 5 enthält einen Verbrennungsluftkanal 11, der Verbrennungsluft von dem Sammelbehälter 6 in dem Maschinenblock 2 durch den Zylinderkopf 4 weiter in den Zylinder 3 leitet. Der Verbrennungsluftkanal 11 in Fig. 2 ist mit einer Schattierung versehen, und die Fließrichtung ist durch den Pfeil A gekennzeichnet.
  • Das Verteilungsteil 5 enthält ebenfalls einen Abgaskanal 12, der Abgase von dem Zylinder 3 durch den Zylinderkopf 4 zu dem Auspuffkrümmer 7 des fraglichen Zylinders leitet. Der Abgaskanal 12 in Fig. 3 ist schattiert, und die Flußrichtung ist durch den Pfeil B dargestellt.
  • Zusätzlich enthält das Verteilungsteil 5 einen Kühlkanal 13, der Kühlwasser zum Kühlen der Zylinder 3 durch den Zylinderkopf 4 weiter zum Wiederaufbereiten und Wiedergewinnen in den im Maschinenblock angeordneten Kühlwassersammelkanal 9 leitet. Der Kühlkanal 13 in Fig. 4 ist schattiert, und die Flußrichtung ist durch den Pfeil C markiert.
  • Das Verteilungsteil 5 ist mit flanschartigen Verbindungsteilen 14 und 15 versehen, durch welche es einerseits mit dem Zylinderkopf 4 und andererseits mit dem Maschinenblock 2 verbunden ist. Weil das Verteilungsteil 5 somit einen starren und kompakten Teil der Maschine bildet, ist es zusätzlich dazu konzipiert, den Auspuffkrümmer 7 und dessen Isolationsgehäuse 8 mittels eines Flanschteils 16 zu tragen. Hierdurch braucht keine separate Trägerstruktur an dem Maschinenblock befestigt werden, um den Auspuffkrümmer abzustützen, wie es bei konventionellen Maschinen der Fall ist.
  • Weil der Verbrennungsluftkanal 11 und der Abgaskanal 12 die größten in dem Verteilungsteil 5 vorgesehenen Kanäle sind, sind sie in Übereinstimmung mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel nebeneinander in Längsrichtung der Maschine angeordnet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Vom Gesichtspunkt der Konstruktion und Herstellungstechnik ist es vorteilhaft, daß die in dem Flanschteil 14 des Verteilungsteils 5 vorgesehenen Verbindungsanschlüsse in eine gemeinsame Ebene hin öffnen, wo sie leicht an die entsprechenden Anschlüsse in dem Zylinderkopf 4 anflanschbar sind. Obwohl es in den Zeichnungen nicht klar dargestellt ist, ist es selbstverständlich, daß die zugewandte Oberfläche des Zylinderkopfs 4 konzipiert ist, um mit dem Flanschteil 14 dicht abzuschließen.
  • In dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt der Kühlkanal 13 den Abgaskanal 12, wobei aus dem Gesichtspunkt der Kühlung des Verteilungsteils eine raumsparende und vorteilhafte Lösung erzielt wird.
  • Generell kann die Form und Anordnung der Kanäle 11, 12 und 13 entsprechend den Anforderungen geändert werden. Dies ist insbesondere der Fall bei Maschinenkonstruktionen, bei denen der Sammelbehälter 6 für die Verbrennungsluft oder der Sammelkanal 9 für die Kühlflüssigkeit nicht in dem Maschinenblock selbst integriert sind. Die Erfindung kann weiterhin auch auf nicht aufgeladene Maschinen angewandt werden. Wesentlich ist, daß ein separates Verteilungsteil 5 vorgesehen ist, welches mit dem Zylinderkopf 4 verbunden werden kann und durch welches zumindest zwei unterschiedliche Druckmediumflüsse durch den Zylinderkopf 4 geleitet werden, wodurch eine Anzahl separater Verbindungskanäle eingespart werden kann. Gleichzeitig kann das Verteilungsteil vorzugsweise als Träger oder Stütze für die Befestigung anderer Teile dienen, wie es oben beschrieben wurde. All dieses vereinfacht nicht nur die Konstruktion der Maschine, sondern auch die Produktion der Teile als auch die für die Installation und Wartung notwendigen Maßnahmen.
  • Fig. 1 zeigt beispielsweise eine Entlüftungsschraube 10, die mit dem Kühlkanal 13 verbunden ist. Dies zeigt, daß ein Verteilungsteil 5 gemäß der Erfindung vorzugsweise benützt werden kann, um die Druckmediumflüsse von denen er durchflossen wird zu steuern und zu regulieren,.

Claims (8)

1. Dieselmaschine mit einem Maschinenblock (2), der eine Zylindereinrichtung (3) aufweist, wobei zwei oder mehr unterschiedliche Druckmedien für die Zylindereinrichtung (3) vorgesehen sind, welche Medien durch entsprechende Passagen in einem Zylinderkopf (4) des Maschinenblocks (2) transportiert werden, wobei ein Verbindungsanschluß für jedes von der Zylindereinrichtung (3) erforderliche Druckmedium in dem Zylinderkopf (4) auf der gleichen Seite des Maschinenblocks (2) angeordnet ist, wo ein Verteilungsteil (5) für die Zylindereinrichtung (3) vorgesehen ist, welches an dem Zylinderkopf (4) an der Stelle der Verbindungsanschlüsse montiert ist, welches Verteilungsteil (5) einen ersten Durchflußkanal (11) zum Leiten von Verbrennungsluft von einem Luftzuführsystem durch den Zylinderkopf (4) in die Zylindereinrichtung (3) und einen zweiten Durchflußkanal (12) aufweist, um Abgase durch den Zylinderkopf (4) in ein Auspuffrohr (7) zu leiten, wobei die Durchflußkanäle (11,12) im wesentlichen in einer Richtung quer zum Maschinenblock (2) angeordnet sind und wobei das Verteilungsteil (5) ein flanschartiges Verbindungsteil (14) aufweist, um das Verteilungsteil (5) mit dem Zylinderkopf (4) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinrichtung viele Zylinder (3) aufweist, daß ein separates Verteilungsteil (5) für jeden Zylinder (3) vorgesehen ist, wobei jedes Verteilungsteil ein weiteres flanschartiges Verbindungsteil (15) aufweist, um das Verteilungsteil an dem Maschinenblock zu befestigen, und daß jeder der ersten Durchflußkanäle (11) angeordnet ist, um Verbrennungsluft von einem Sammeltank (6), welcher in dem Maschinenblock ausgebildet oder separat an dem Maschinenblock befestigt sein kann, durch den Zylinderkopf zu dem zugehörigen Zylinder (3) zu leiten.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verteilungsteil (5) einen dritten Durchflußkanal (13) für Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Zylinders (3) und des Zylinderkopfs (4) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verteilungsteil (5) als einteiliges Gußstück ausgebildet ist.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Zylinderkopf (4) verbindbaren Verbindungsanschlüsse in jedem Verteilungsteil in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftkanal (11) und der Abgaskanal (12) in jedem Verteilungsteil (5) in Längsrichtung der Maschine nebeneinander angeordnet sind.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (12) jedes Verteilungsteils (5) derart angeordnet ist, daß sein Einlaß und Auslaß an einander abgewandten Seiten des Verteilungsteils (5) angeordnet sind.
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß für den Abgaskanal (12) jedes Verteilungsteils (5) mit einem Flansch (16) oder dergleichen versehen ist, um das Auspuffrohr (7) und gegebenenfalls ein dafür vorgesehenes Isolationsgehäuse (8) an dem Maschinenblock (2) über jedes Verteilungsteil (5) abzustützen.
8. Große aufgeladene Dieselmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Maschinenblock (2) einen Sammelkanal (9) oder dergleichen für den Transport von Kühlflüssigkeit durch den Zylinderkopf (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (13) jedes Verteilungsteils (5) derart angeordnet ist, daß er zumindest teilweise den Abgaskanal (12) umgibt, und daß dessen Auslaß angeordnet ist, um mit dem Sammelkanal (9) oder dergleichen verbunden zu werden, der in dem Maschinenblock (2) angeordnet ist.
DE69208821T 1991-11-11 1992-10-29 Verbesserung der Verbindungsanlage der Unterdruckflüssigkeit für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE69208821T2 (de)

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