EP3243000A1 - Motoranordnung mit einem zylinderkopf und einem stromaufwärts des zylinderkopfes angeordneten flansch - Google Patents

Motoranordnung mit einem zylinderkopf und einem stromaufwärts des zylinderkopfes angeordneten flansch

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Publication number
EP3243000A1
EP3243000A1 EP16700112.2A EP16700112A EP3243000A1 EP 3243000 A1 EP3243000 A1 EP 3243000A1 EP 16700112 A EP16700112 A EP 16700112A EP 3243000 A1 EP3243000 A1 EP 3243000A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flange
air duct
cylinder head
air
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16700112.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schüller
Matthias VON HAUSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP3243000A1 publication Critical patent/EP3243000A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/108—Intake manifolds with primary and secondary intake passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0475—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly the intake air cooler being combined with another device, e.g. heater, valve, compressor, filter or EGR cooler, or being assembled on a special engine location
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006—Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10078—Connections of intake systems to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M35/10078—Connections of intake systems to the engine
    • F02M35/10085—Connections of intake systems to the engine having a connecting piece, e.g. a flange, between the engine and the air intake being foreseen with a throttle valve, fuel injector, mixture ducts or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Engine assembly with a cylinder head and a flange arranged upstream of the cylinder head
  • the invention relates to an engine assembly according to the preamble of claim 1 with a cylinder head, in which as an inlet channel for at least one cylinder
  • Single inlet channel guide is provided with at least two channels, and a
  • the invention relates to motor assemblies for motors with single inlet channel guide, in which an intermediate flange is used, in particular as a connecting element between a
  • Air duct in particular a so-called filling channel and the second air duct to a so-called tangential channel for generating a twist.
  • Under intake manifold integrated intercoolers are in particular those intercoolers understood in which in the intake manifold of an internal combustion engine - especially liquid-based - heat exchanger is integrated to extract air to be supplied to the combustion chamber of an internal combustion engine immediately before flowing into the combustion chamber and thus heat to allow the introduction of a larger mass of air into the combustion chamber.
  • Such an intermediate flange usually has a thickness (i.e., extent in the flow direction) of about 10 mm to 30 mm and has the function of allowing a straight connection of the intake manifold integrated intercooler.
  • Cylinder head air outlet is called.
  • the intake manifold is attached to the cylinder head and defines an intake air passage in communication with the cylinder head air passage. Between the intake manifold and the cylinder head, a seal is arranged.
  • the gasket includes a gasket member and an airflow directing member, wherein the airflow directing member extends into the cylinder head air passage to direct air flow from the intake air passage into the cylinder head air passage.
  • the invention has for its object to improve a motor assembly according to the preamble of claim 1 fluidly in particular so that the flow and / or the swirl are increased so as to improve the efficiency of the engine.
  • a first air duct and at least a second air duct Arranged upstream of the cylinder head flange are formed in the cylinder head for at least one cylinder, preferably for each cylinder, a first air duct and at least a second air duct.
  • at least one air duct is formed in the flange whose boundary wall is adapted to the cylinder head in the connection region such that at least over a part of the circumference in a connection region to the cylinder head results in a continuous wall course.
  • the at least one air duct in the flange which air to the first air duct and the at least second air duct in the cylinder head conducts, at least partially fluidly adapted so that at least partially no transitional edges are present in the connection area between the flange and the cylinder head, which cause flow losses due to flow breaks (in the flow direction receding edges) or additional flow resistance (protruding edges in the flow direction).
  • An especially positive effect is an adaptation in the connection area between flange and cylinder head.
  • connection area between the flange and the cylinder head completely correspond, i. E. have a continuous wall course without edges in the connection area.
  • Cylinder head over at least half of the circumference results in a continuous course of the wall.
  • the cross section of the flange in the connection region to the charge air cooler and / or in the connection region to the cylinder head over at least half of the circumference correspond, i. a transition without edge (s) in the form of a cross-sectional constriction or cross-sectional enlargement over at least half of the circumference results.
  • the flange is formed integrally on a charge air cooler, in particular on a so-called intake manifold integrated charge air cooler.
  • Cylinder head is connected, in particular by screwing over a on the
  • the flange is an intermediate flange which, as a separately formed component, establishes a connection between an intercooler or another element and the cylinder head.
  • Intermediate flanges usually have only a limited component thickness of usually less than 100 mm, usually even less than 50 mm. At such components can be easily and inexpensively complex geometries form, since the thickness and thus the required machining depth is small and the
  • a first air duct and at least one second air duct are formed in the flange, which correspond to a cylinder leading air ducts in the cylinder head.
  • air flows from the first air duct of the
  • Air duct formed from the cylinder head through the flange into the intercooler as a functional unit with air guide function As a result, the efficiency of a motor can be increased particularly by increasing the flow and / or the twist.
  • the geometries formed in the cylinder head of the air ducts continue analogously in the flange and insofar as the air ducts in the flange are direct extensions of the air ducts in the cylinder head (upstream of the cylinder head, i.e. counter to the flow direction).
  • the geometries of a first and at least a second channel can also - as described above in connection with the connection region between a flange and a cylinder head - be continued analogously in a further component, which is arranged upstream of the flange, in particular in an outer wall of a suction pipe integrated intercooler.
  • the continuation of the geometry can be regarded in this case as an extension of the flow channels leading to the cylinder.
  • Connection area adapted to the flange and / or the at least second
  • Connection area adapted to the flange.
  • Air duct in the cylinder head in the connection area is adapted to the flange and / or the at least second air duct in the flange in the connection area to the cylinder head over the circumference is completely adapted to the at least second air duct of the cylinder head in the connection area to the flange.
  • the first air duct formed in the flange and / or the at least second air duct formed in the flange are designed to taper in the direction of flow. Again, this may occur only over part of the circumference, for example over one side of the air duct or over a certain angular range (e.g., over 90 ° or 180 °) or over the entire circumference.
  • the cross section is in
  • first air duct formed in the flange and the at least second air duct formed in the flange are tapered only on the outside, the first air duct and the at least second air duct in the flange can be considered as a common air duct, which in a
  • Air duct formed only a flow rib, which is formed tapered in a particularly preferred embodiment on the inlet side of the flange to avoid flow losses in the region of the rib.
  • the invention has been developed in particular for an engine arrangement in which the first air duct and the at least second air duct in the cylinder head have different cross-sectional shapes. This is the case in particular if the first air duct is a so-called filling duct and the second air duct is a so-called tangential duct. With a filling channel, which is usually a round one
  • Air duct and the at least second air duct in the cylinder head have different cross-sectional shapes are preferably used for the first air duct and an optional at least second air duct in the flange corresponding cross-sectional shapes.
  • the first air duct of a flange and / or the at least second air duct of a flange, which at least partially have a tapered outer wall, these tapered outer walls as draft angles of a Cast manufactured flange are designed.
  • the flange can be made as a casting that does not need to be post-machined to achieve the desired geometry.
  • Fig. 1 shows a motor assembly according to the invention in a perspective view
  • Fig. 3 shows a motor assembly according to the prior art in a view analogous to that in
  • Fig. 4 shows a first embodiment of an intermediate flange of an inventive
  • Fig. 6 shows a third embodiment of an intermediate flange of an inventive
  • FIG. 7 is an illustration of a mounted on a cylinder head intermediate flange in a
  • FIG. 8 is a view of the cylinder head shown in Figure 7 without intermediate flange in a plan view.
  • FIG. 9 shows a suction pipe-integrated charge air cooler of a motor assembly according to the invention in a perspective view with a view from the inside of the inlet openings of the air ducts in the flow direction and
  • FIG. 10 is a view of the charge air cooler of Figure 9 in a perspective view with
  • FIG. 1 shows an engine arrangement 10 according to the invention with a schematically illustrated intake manifold-integrated charge air cooler 12, one downstream of the charge air cooler 12
  • FIG. 1 an engine arrangement 10 according to the invention is shown by way of example on only one cylinder 38.
  • the invention has been particularly for
  • FIG. 2 shows a sectional view through the intercooler 12, the flange 20 and the cylinder head 14 in the region of the first air duct 16 in the cylinder head 14 in accordance with FIG Line II - II in Figure 1.
  • the first air duct 16 in the cylinder head 14 corresponds to a first air duct 22 in the flange 20 and a first air duct 24 in the intercooler 12th
  • connection region 26 between the charge air cooler 12 and the flange 20 nor in the connection region 28 between the flange 20 and the cylinder head 14 cross-sectional jumps, edges or other flow-influencing transitions are formed.
  • Air duct 16 can be seen according to the line II-II, corresponds to the wall course in the embodiment shown in the connection areas 26, 28 over the full circumference. That is, in the charge air cooler 12 at least in the region of the flange 20
  • air ducts 16, 18 are formed, which correspond to the two formed in the cylinder head air ducts 16, 18.
  • the air ducts 16, 18 are thus "extended” by the thickness of the flange 20 and at least by the wall thickness of the housing wall of the intercooler 12 adjoining the flange 20.
  • the air ducts 16, 18 By forming corresponding channels in the intercooler 12 upstream of said housing wall, the air ducts 16, 18 as single channels further extended if necessary.
  • FIG. 3 shows a motor arrangement 10 according to the prior art.
  • the flange 20 has a cross-sectional area A Z F, E, which is greater than the cross-sectional area A LA of the immediately adjacent intercooler 12. Die
  • Cross-sectional area of the flange 20 is chosen to be constant, so that the outlet side
  • Cross-sectional area A ZF A corresponds to the cross-sectional area A ZF E in the region of the inlet.
  • the outlet-side cross-sectional area A ZF A is clearly larger than the inlet-side cross-sectional area A ZK , E of the cylinder head 12. This results both in the
  • junction 28 of the flange 20 to the cylinder head 14 cross-sectional jumps and thus discontinuities, which lead to flow losses.
  • only a large opening is formed in the flange 20 through which air is directed to both the first air duct 16 and the second air duct 18 of the cylinder head 14 (not shown).
  • Figures 4 to 6 show perspective views of various embodiments of flanges 20, which can be used in motor assemblies 10 according to the invention.
  • Figures 4 to 6 show perspective views of various embodiments of flanges 20, which can be used in motor assemblies 10 according to the invention.
  • the same reference numerals will be used below.
  • Each of the arrangements 10 shown in FIGS. 4 to 6 has a first one
  • Air duct 22 and a second air duct 30, which correspond to a first air duct 16 and a second air duct 18 in a cylinder head 14 of a motor assembly 10 according to the invention.
  • the first air duct 22 is part of a so-called filling channel
  • the second air duct 30 is part of a so-called tangential channel.
  • the first air duct 22 is part of a so-called filling channel
  • the second air duct 30 is part of a so-called tangential channel.
  • Air duct 22 and the second air duct 30 designed so that the first
  • Air duct 16 in the cylinder head 14 and the second air duct 18 in the cylinder head 14 by the first air duct 22 and the second air duct 30 are extended.
  • the cross-sectional areas A Z F, A of the first air duct 22 and the second air duct 30 were adjusted on the outlet side so that they with the
  • Cross-sectional areas A Z K, E on the inlet side of the cylinder head 14 coincide and results in a continuous transition in the connection region 28 between the flange 20 and the cylinder head 14.
  • the first air duct 22 and the second air duct 30 are additionally designed to be tapered, so that there is a so-called flow funnel or flow collector.
  • the air flow in the direction of the cylinder head 14 can be further accelerated and the passage can be increased overall.
  • a swirl increase results due to the increased speed in the tangential duct of the air guided through the second air duct 30.
  • the air flow through the first air duct 22 and the second air duct 30, which form a common channel with not formed flow rib 36, by the design of the respective outer walls 32, 34 is optimized in terms of flow technology in so far as the flow through the is accelerated in the overall view trained tapered geometry.
  • the thickness D of the flanges 20 shown in FIGS. 4 to 6 is 14 mm in each case.
  • FIGS. 7 and 8 show a cylinder head 14 of a motor assembly 10 according to the invention with a mounted flange 20 (FIG. 7) and with a remote flange 20 (FIG. 8).
  • the charge air cooler (not shown) belonging to the engine arrangement 10 according to the invention has been removed in FIGS. 7 and 8 in order to be able to recognize the respective first air ducts 22 and second air ducts 30 of the flange 20 or the first air ducts 16 and the second air ducts 18 of the cylinder head 14 ,
  • Figures 7 and 8 is a four-cylinder engine, each with a filling channel and a tangential channel per cylinder.
  • the first air duct 22 of the flange 20 and the second air duct 30 of the flange 20 are each uniformly tapered in all directions, as can be seen in Figure 7.
  • an embodiment of a charge air cooler 12 is one
  • This intercooler 12 is designed for direct screw connection with a cylinder head, not shown, via a connection region 42 with a flange 20 formed thereon.
  • the functionality of an intermediate flange as described above has been integrated in the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 in a flange 20 formed on the intake manifold-integrated intercooler 12.
  • FIG. 10 shows the charge air cooler 12 in a perspective illustration with a view of the outlet openings of the air ducts 24 in the intercooler 12 and the second one
  • Air ducts 40 in the intercooler 12 in the flow direction Air ducts 40 in the intercooler 12 in the flow direction.
  • connection region 42 Flow direction considered in a up to the connection portion 42 to a cylinder head, not shown.
  • the integrated flange 20 is also formed on the intercooler 12.
  • the tapers are designed such that in the connected state between the charge air cooler 12 and the cylinder head, not shown, in each case a continuous wall course between the first air duct 24 in the intercooler and the first air duct 16 in the cylinder head 14 and between the second air duct 40 in the intercooler and the second air duct 18 in the cylinder head 14 results.
  • Intercooler 12 each over the entire circumference, i. the guided through the air ducts 24, 40 flows are guided on all sides to the center of the respective air duct 24, 40.
  • Flow rib 36 formed with a tapered, linear contour.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Motoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Zylinderkopf und einem stromaufwärts des Zylinderkopfes angeordneten Flansch. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 strömungstechnisch insbesondere so zu verbessern, dass der Durchfluss und/oder der Drall erhöht werden, um so den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern. Bei einer erfindungsgemäßen Motoranordnung (10) mit einem Zylinderkopf (14) und einem stromaufwärts des Zylinderkopfes angeordneten Flansch (20) sind in dem Zylinderkopf (14) für jeden Zylinder (38) ein erster Luftführungskanal (16) und mindestens ein zweiter Luftführungskanal (18) ausgebildet, die mit den in dem Ladeluftkühler ausgebildeten Luftführungskanälen (24) korrespondieren. Darüber hinaus ist in dem Flansch (20) mindestens ein Luftführungskanal (22, 30) ausgebildet, dessen Begrenzungswand im Anschlussbereich (28) an den Zylinderkopf (14) an den ersten Luftführungskanal (16) oder an den zweiten Luftführungskanal (18) derart angepasst ist, dass sich zumindest über einen Teil des Umfangs in einem Anschlussbereich (26, 28) zu dem Zylinderkopf (14) ein stetiger Wandverlauf ergibt.

Description

Beschreibung
Motoranordnung mit einem Zylinderkopf und einem stromaufwärts des Zylinderkopfes angeordneten Flansch
Die Erfindung betrifft eine Motoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Zylinderkopf, in welchem als Einlasskanal für mindestens einen Zylinder eine
Einzeleinlasskanalführung mit mindestens zwei Kanälen vorgesehen ist, und einen
stromaufwärts des Zylinderkopfes angeordneten Flansch. Insbesondere betrifft die Erfindung Motoranordnungen für Motoren mit Einzeleinlasskanalführung, bei welchen ein Zwischenflansch zum Einsatz kommt, insbesondere als Verbindungselement zwischen einem
saugrohrintegrierten Ladeluftkühler und dem Zylinderkopf.
Mit Einzeleinlasskanalführung ist gemeint, dass in dem Ladeluftkühler für jeden Zylinder des Motors ein erster Luftführungskanal und mindestens ein zweiter Luftführungskanal ausgebildet sind und wobei in dem Zylinderkopf für jeden Zylinder ein erster Luftführungskanal und mindestens ein zweiter Luftführungskanal ausgebildet sind, die mit den in dem Ladeluftkühler ausgebildeten Kanälen korrespondieren. Dabei handelt es sich bei dem ersten
Luftführungskanal insbesondere um einen sogenannten Füllkanal und bei dem zweiten Luftführungskanal um einen sogenannten Tangentialkanal zur Erzeugung eines Dralls.
Unter saugrohrintegrierten Ladeluftkühlern werden insbesondere solche Ladeluftkühler verstanden, bei denen in das Saugrohr einer Verbrennungskraftmaschine ein - insbesondere flüssigkeitsbasierter - Wärmetauscher integriert ist, um Luft, die dem Brennraum eines Verbrennungsmotors zugeführt werden soll, unmittelbar vor dem Einströmen in den Brennraum Wärme entziehen zu können und somit die Einführung einer größeren Luftmasse in den Brennraum zu ermöglichen.
Da saugrohrintegrierte Ladeluftkühler für Bestandsmotoren nachträglich entwickelt wurden, konstruktive Änderungen an Zylinderköpfen aus Kostengründen nach Möglichkeit vermieden werden und an den Zylinderköpfen einiger Motoren nicht ausreichend Material für eine erwünschte gerade direkte Verschraubung eines Ladeluftkühlers mit diesen Zylinderköpfen zur Verfügung steht, werden die Ladeluftkühler an solchen Motoren nach bisheriger Praxis entweder schräg verschraubt (d.h. die Schraubachse verläuft nicht senkrecht zu den zu verschraubenden Stoßflächen des Ladeluftkühlers und des Zylinderkopfes), oder es wird zur Vermeidung einer schrägen Verschraubung ein Zwischenflansch zwischen dem Ladeluftkühler und dem Zylinderkopf angeordnet. Dabei handelt es sich um einen als separates Bauteil gefertigten Adapter, der eine Verschraubung des Ladeluftkühlers senkrecht zu einer
Anlagefläche des Zwischenflansches ermöglicht. Ein solcher Zwischenflansch weist üblicherweise eine Dicke (d.h. Erstreckung in Strömungsrichtung) von ca. 10 mm bis 30 mm auf und hat die Funktion, eine gerade Verschraubung des saugrohrintegrierten Ladeluftkühlers zu ermöglichen.
Aus DE 10 2009 040 793 A1 ist eine Motoranordnung mit einem Zylinderkopf und einem Einlasskrümmer bekannt. Der Zylinderkopf definiert einen ersten Luftdurchlass, der
Zylinderkopf-Luftdurchlass genannt wird. Der Einlasskrümmer ist an dem Zylinderkopf befestigt und definiert einen Einlassluftdurchlass in Verbindung mit dem Zylinderkopf-Luftdurchlass. Zwischen dem Einlasskrümmer und dem Zylinderkopf ist eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung umfasst ein Dichtungselement und ein Luftströmungslenkelement, wobei sich das Luftströmungslenkelement in den Zylinderkopf-Luftdurchlass erstreckt, um eine Luftströmung vom Einlassluftdurchlass in den Zylinderkopf-Luftdurchlass zu lenken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 strömungstechnisch insbesondere so zu verbessern, dass der Durchfluss und/oder der Drall erhöht werden, um so den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Bei einer erfindungsgemäßen Motoranordnung mit einem Zylinderkopf und einem
stromaufwärts des Zylinderkopfes angeordneten Flansch sind in dem Zylinderkopf für mindestens einen Zylinder, vorzugsweise für jeden Zylinder, ein erster Luftführungskanal und mindestens ein zweiter Luftführungskanal ausgebildet. Darüber hinaus ist in dem Flansch mindestens ein Luftführungskanal ausgebildet, dessen Begrenzungswand im Anschlussbereich an den Zylinderkopf derart angepasst ist, dass sich zumindest über einen Teil des Umfangs in einem Anschlussbereich zu dem Zylinderkopf ein stetiger Wandverlauf ergibt. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der mindestens eine Luftführungskanal in dem Flansch, welcher Luft zu dem ersten Luftführungskanal und dem mindestens zweiten Luftführungskanal im Zylinderkopf leitet, mindestens teilweise strömungstechnisch so angepasst, dass in dem Anschlussbereich zwischen Flansch und Zylinderkopf zumindest teilweise keine Übergangskanten vorhanden sind, welche Strömungsverluste aufgrund von Strömungsabrissen (in Strömungsrichtung zurücktretende Kanten) oder zusätzliche Strömungswiderständen (in Strömungsrichtung hervorstehende Kanten) verursachen. Besonders positiv wirkt sich eine Anpassung in dem Anschlussbereich zwischen Flansch und Zylinderkopf aus. Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Motoranordnung Druckverluste in dem Anschlussbereich zwischen Flansch und Zylinderkopf verringert werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt des Luftführungskanals des Flansches und der des Luftführungskanals des Zylinderkopfes in dem Anschlussbereich zwischen Flansch und Zylinderkopf vollständig korrespondieren, d.h. einen stetigen Wandverlauf ohne Kanten im Anschlussbereich aufweisen.
Mit Hilfe von Simulationsberechnungen und Versuchen wurde herausgefunden, dass auch eine nur teilweise Anpassung des Luftführungskanals in dem Flansch zu einer Verbesserung des Durchflusses und/oder des Dralls führt. Insofern ist es bevorzugt, wenn sich aufgrund der Gestaltung des Flansches in dem Anschlussbereich zwischen dem Flansch und dem
Zylinderkopf über mindestens die Hälfte des Umfangs ein stetiger Wandverlauf ergibt.
Bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt des Flansches in dem Anschlussbereich zu dem Ladeluftkühler und/oder in dem Anschlussbereich zu dem Zylinderkopf über mindestens die Hälfte des Umfangs korrespondieren, d.h. sich ein Übergang ohne Kante(n) in Form einer Querschnittsverengung oder Querschnittserweiterung über mindestens die Hälfte des Umfangs ergibt.
In einer praktischen Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der Flansch einstückig an einem Ladeluftkühler ausgebildet ist, insbesondere an einem sogenannten saugrohrintegrierten Ladeluftkühler. Dadurch kann in einfacher und kostengünstiger Art und Weise ein stetiger Wandverlauf zwischen dem mindestens einen Luftführungskanal im Flansch einem
korrespondierenden Luftführungskanal im Zylinderkopf erzeugt werden, ohne dass sich dadurch ein erhöhter Montageaufwand ergibt. Dies gilt insbesondere für Ausführungsformen, bei denen ein (saugrohrintegrierter) Ladeluftkühler über einen Anschlussbereich direkt mit einem
Zylinderkopf verbunden ist, insbesondere durch Verschraubung über einen an dem
Ladeluftkühler ausgebildeten Flansch. Bei dem Flansch handelt es sich in einer anderen Ausführungsform um einen Zwischenflansch, der als separat ausgebildetes Bauteil eine Verbindung zwischen einem Ladeluftkühler oder einem anderen Element und dem Zylinderkopf herstellt. Zwischenflansche weisen meist eine nur begrenzte Bauteildicke von üblicherweise weniger als 100 mm, meist sogar weniger als 50 mm auf. An solchen Bauteilen lassen sich einfach und kostengünstig komplizierte Geometrien ausbilden, da die Dicke und somit die erforderliche Bearbeitungstiefe klein und die
Zugänglichkeit sehr gut ist.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motoranordnung sind in dem Flansch ein erster Luftführungskanal und mindestens ein zweiter Luftführungskanal ausgebildet, die zu einem Zylinder führenden Luftführungskanälen in dem Zylinderkopf korrespondieren. In diesem Fall strömt Luft von dem ersten Luftführungskanal des
Ladeluftkühlers in den ersten Luftführungskanal des Flansches und von dort aus in den ersten Luftführungskanal des Zylinderkopfes. Das Gleiche gilt analog für den mindestens zweiten Luftführungskanal sowie etwaige weitere Luftführungskanäle. In diesem Fall wird der
Luftführungskanal aus dem Zylinderkopf durch den Flansch hindurch in den Ladeluftkühler als eine funktionale Einheit mit Luftführungsfunktion ausgebildet. Dadurch kann die Effizienz eines Motors durch Erhöhung des Durchflusses und/oder des Dralls besonders gesteigert werden.
Es ist bevorzugt, wenn die im Zylinderkopf ausgebildeten Geometrien der Luftführungskanäle in dem Flansch analog weitergeführt und insoweit die Luftführungskanäle in dem Flansch direkte Verlängerungen der Luftführungskanäle im Zylinderkopf sind (stromaufwärts vom Zylinderkopf, d.h. entgegen der Strömungsrichtung betrachtet).
Die Geometrien eines ersten und eines mindestens zweiten Kanals können auch - wie vorstehend in Verbindung mit dem Anschlussbereich zwischen einem Flansch und einem Zylinderkopf beschrieben - analog in einem weiteren Bauteil, das stromaufwärts vor dem Flansch angeordnet ist, weitergeführt werden, insbesondere in einer Außenwand eines saugrohrintegrierten Ladeluftkühlers. Die Weiterführung der Geometrie kann in diesem Fall als eine Verlängerung der zum Zylinder führenden Strömungskanäle angesehen werden.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motoranordnung ist der erste Luftführungskanal in dem Flansch im Anschlussbereich an den Ladeluftkühler über den Umfang vollständig an den ersten Luftführungskanal in dem Ladeluftkühler im
Anschlussbereich an den Flansch angepasst und/oder der mindestens zweite
Luftführungskanal in dem Flansch im Anschlussbereich an den Ladeluftkühler über den Umfang vollständig an dem mindestens zweiten Luftführungskanal des Ladeluftkühlers im
Anschlussbereich an den Flansch angepasst.
Ebenso bevorzugt ist es, wenn der erste Luftführungskanal in dem Flansch im
Anschlussbereich an den Zylinderkopf über den Umfang vollständig an den ersten
Luftführungskanal in dem Zylinderkopf im Anschlussbereich an den Flansch angepasst ist und/oder der mindestens zweite Luftführungskanal in dem Flansch im Anschlussbereich an den Zylinderkopf über den Umfang vollständig an den mindestens zweiten Luftführungskanal des Zylinderkopfes im Anschlussbereich an den Flansch angepasst ist.
In den beiden vorstehend erläuterten Fällen ergibt sich eine besonders hohe Steigerung des Durchflusses und/oder des Dralls, insbesondere wenn beide Bedingungen mit den jeweiligen Verknüpfungen realisiert sind.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motoranordnung sind der in dem Flansch ausgebildete erste Luftführungskanal und/oder der in dem Flansch ausgebildete mindestens zweite Luftführungskanal in Strömungsrichtung sich verjüngend ausgebildet. Dies kann wiederum nur über einen Teil des Umfangs, beispielsweise über eine Seite des Luftführungskanales oder über einen gewissen Winkelbereich (z.B. über 90° oder 180°) erfolgen oder über den gesamten Umfang. Vorzugsweise ist der Querschnitt in
Strömungsrichtung allseitig gleichmäßig über den vollen Umfang verjüngend ausgebildet. In diesem Fall ergeben sich die geringsten Strömungsverluste und insoweit eine besonders positive Beeinflussung des Durchflusses.
Wenn der in dem Flansch ausgebildete erste Luftführungskanal und der in dem Flansch ausgebildete mindestens zweite Luftführungskanal nur außenseitig sich verjüngend ausgebildet sind, können der erste Luftführungskanal und der mindestens zweite Luftführungskanal in dem Flansch als ein gemeinsamer Luftführungskanal betrachtet werden, welcher in einer
Gesamtbetrachtung sich verjüngende Außenwände aufweist. In diesem Fall wird vorzugsweise als Begrenzung zwischen dem ersten Luftführungskanal und dem mindestens zweiten
Luftführungskanal nur eine Strömungsrippe ausgebildet, die in einer besonders bevorzugten Ausführungsform auf der Einlassseite des Flansches spitz zulaufend ausgebildet ist, um Strömungsverluste im Bereich der Rippe zu vermeiden.
Die Erfindung wurde insbesondere für eine Motorenanordnung entwickelt, bei welcher der erste Luftführungskanal und der mindestens zweite Luftführungskanal in dem Zylinderkopf unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der erste Luftführungskanal ein sogenannter Füllkanal ist und der zweite Luftführungskanal ein sogenannter Tangentialkanal ist. Mit einem Füllkanal, welcher meist eine runde
Querschnittsform aufweist, wird ein überwiegender Teil der in einem Verbrennungsmotor erforderlichen Luft in den jeweiligen Zylinder geführt. Mit einem Tangentialkanal, welcher häufig eine annähernd rechteckige Form aufweist, wird zusätzliche Luft tangential in den Zylinder eingeleitet, um einen gewissen Drall in dem Brennraum zu erzielen. Wenn der erste
Luftführungskanal und der mindestens zweite Luftführungskanal in dem Zylinderkopf unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, werden für den ersten Luftführungskanal und einen optionalen mindestens zweiten Luftführungskanal in dem Flansch vorzugsweise korrespondierende Querschnittsformen verwendet.
Hinsichtlich der Herstellung eines Flansches, insbesondere eines Zwischenflansches, einer erfindungsgemäßen Motoranordnung ist es bevorzugt, wenn der erste Luftführungskanal eines Flansches und/oder der mindestens zweite Luftführungskanal eines Flansches, die zumindest teilweise eine sich verjüngende Außenwand aufweisen, diese sich verjüngenden Außenwände als Formschrägen eines als Gussteil hergestellten Flansches ausgelegt sind. In diesem Fall kann der Flansch als Gussteil hergestellt werden, das nicht mechanisch nachbearbeitet werden muss, um die gewünschte Geometrie zu erzielen.
Weitere praktische Ausführungsformen sind nachfolgend im Zusammenhang mit den
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Motoranordnung in einer perspektivischen Darstellung
exemplarisch an einem Zylinder eines Motors,
Fig. 2 die in Figur 1 gezeigte Motoranordnung in einer Schnittdarstellung gemäß der Linie II- II in Figur 1 ,
Fig. 3 eine Motoranordnung gemäß Stand der Technik in einer Ansicht analog zu der in
Figur 2 gezeigten Schnittdarstellung,
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zwischenflansches einer erfindungsgemäßen
Motoranordnung in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zwischenflansches einer erfindungsgemäßen Motoranordnung in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Zwischenflansches einer erfindungsgemäßen
Motoranordnung in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 7 eine Darstellung eines an einem Zylinderkopf montierten Zwischenflansches in einer
Draufsicht und
Fig. 8 eine Darstellung des in Figur 7 gezeigten Zylinderkopfes ohne Zwischenflansch in einer Draufsicht.,
Fig. 9 einen saugrohrintegrierten Ladeluftkühler einer erfindungsgemäßen Motoranordnung in einer perspektivischen Ansicht mit Blick von innen auf die Einlassöffnungen der Luftführungskanäle in Strömungsrichtung und
Fig. 10 eine Darstellung des Ladeluftkühlers aus Figur 9 in einer perspektivischen Ansicht mit
Blick auf die Einlassöffnungen der Luftführungskanäle entgegen der
Strömungsrichtung.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Motoranordnung 10 mit einem schematisch dargestellten saugrohrintegrierten Ladeluftkühler 12, einem stromabwärts des Ladeluftkühlers 12
angeordneten Zylinderkopf 14, von welchem in Figur 1 nur ein erster Luftführungskanal 16 und ein zweiter Luftführungskanal 18 dargestellt sind und einen zwischen dem Ladeluftkühler 12 und dem Zylinderkopf 14 angeordneten als Zwischenflansch ausgebildeten Flansch 20. Der erste Luftführungskanal 16 und der zweite Luftführungskanal 18 führen zu einem schematisch dargestellten Zylinder 38. In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Motoranordnung 10 beispielhaft an nur einem Zylinder 38 dargestellt. Die Erfindung wurde insbesondere für
Mehrzylindermotoren gemacht, insbesondere für Dreizylindermotoren und Vierzylindermotoren.
In Figur 1 sind nur die strömungsführenden Bereiche der Bauteile und diese als Körper dargestellt. In anderen Worten handelt es sich bezüglich der Bauteile um eine Negativ- Darstellung.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Ladeluftkühler 12, den Flansch 20 und den Zylinderkopf 14 im Bereich des ersten Luftführungskanals 16 im Zylinderkopf 14 gemäß der Linie II - II in Figur 1 . Wie zu erkennen ist, korrespondiert der erste Luftführungskanal 16 im Zylinderkopf 14 mit einem ersten Luftführungskanal 22 in dem Flansch 20 und einem ersten Luftführungskanal 24 in dem Ladeluftkühler 12.
In Figur 2 ist ferner zu erkennen, dass in dem Anschlussbereich 26 zwischen dem Flansch 20 und dem Ladeluftkühler 12 und in dem Anschlussbereich 28 zwischen dem Flansch 20 und dem Zylinderkopf 14 die Querschnittsflächen AL A mit der Querschnittsfläche AZF,E und die Querschnittsfläche AZF,A des Flansches 20 mit der Querschnittsfläche AZK,E des Zylinderkopfes 14 so korrespondieren, dass sich ein stetiger Wandverlauf ergibt. In der gezeigten
Ausführungsform sind weder im Anschlussbereich 26 zwischen dem Ladeluftkühler 12 und dem Flansch 20 noch in dem Anschlussbereich 28 zwischen dem Flansch 20 und dem Zylinderkopf 14 Querschnittssprünge, Kanten oder sonstige Strömungsbeeinflussende Übergänge ausgebildet.
Auch wenn in Figur 2 nur die Wandverläufe im Bereich der Schnittebene durch den
Luftführungskanal 16 gemäß der Linie II-II zu erkennen ist, korrespondiert der Wandverlauf in der gezeigten Ausführungsform in den Anschlussbereichen 26, 28 über den vollen Umfang. Das heißt, dass in dem Ladeluftkühler 12 zumindest im Bereich der an den Flansch 20
angrenzenden Wand, ebenfalls einzelne Luftführungskanäle ausgebildet sind, die mit den beiden im Zylinderkopf ausgebildeten Luftführungskanälen 16, 18 korrespondieren. Die Luftführungskanäle 16, 18 sind somit um die Dicke des Flansches 20 und mindestens um die Wandstärke der an den Flansch 20 angrenzenden Gehäusewand des Ladeluftkühlers 12 „verlängert". Durch Ausbildung korrespondierender Kanäle in dem Ladeluftkühler 12 stromaufwärts von der genannten Gehäusewand können die Luftführungskanäle 16, 18 als Einzelkanäle bei Bedarf weiter verlängert werden.
Figur 3 zeigt eine Motoranordnung 10 gemäß Stand der Technik. Wie zu erkennen ist, weist bei dieser Motoranordnung 10 der Flansch 20 eine Querschnittsfläche AZF,E auf, die größer ist als die Querschnittsfläche AL A des unmittelbar angrenzenden Ladeluftkühlers 12. Die
Querschnittsfläche des Flansches 20 ist konstant gewählt, so dass die auslassseitige
Querschnittsfläche AZF A der Querschnittsfläche AZF E im Bereich des Einlasses entspricht. Die auslassseitige Querschnittsfläche AZF A ist jedoch erkennbar größer als die einlassseitige Querschnittsfläche AZK,E des Zylinderkopfes 12. Dadurch ergeben sich sowohl im
Anschlussbereich 26 von dem Ladeluftkühler 12 an den Flansch 20 als auch im
Anschlussbereich 28 von dem Flansch 20 zu dem Zylinderkopf 14 Querschnittssprünge und somit Unstetigkeiten, die zu Strömungsverlusten führen. Darüber hinaus ist gemäß dem Stand der Technik in dem Flansch 20 nur eine große Öffnung ausgebildet, durch welche Luft sowohl zu dem ersten Luftführungskanal 16 als auch zu dem zweiten Luftführungskanal 18 des Zylinderkopfes 14 geleitet wird (nicht gezeigt).
Die Figuren 4 bis 6 zeigen perspektivische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele von Flanschen 20, die bei erfindungsgemäßen Motoranordnungen 10 eingesetzt werden können. Für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente wie in den Figuren 1 und 2 werden im Folgenden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Jede der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Anordnungen 10 weist einen ersten
Luftführungskanal 22 und einen zweiten Luftführungskanal 30 auf, welche mit einem ersten Luftführungskanal 16 und einen zweiten Luftführungskanal 18 in einem Zylinderkopf 14 einer erfindungsgemäßen Motoranordnung 10 korrespondieren. Der erste Luftführungskanal 22 ist Teil eines sogenannten Füllkanals, der zweite Luftführungskanal 30 ist Teil eines sogenannten Tangentialkanals. Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform sind der erste
Luftführungskanal 22 und der zweite Luftführungskanal 30 so gestaltet, dass der erste
Luftführungskanal 16 im Zylinderkopf 14 und der zweite Luftführungskanal 18 im Zylinderkopf 14 durch den ersten Luftführungskanal 22 bzw. den zweiten Luftführungskanal 30 verlängert werden. Dabei wurden die Querschnittsflächen AZF,A des ersten Luftführungskanals 22 und des zweiten Luftführungskanals 30 auslassseitig so angepasst, dass diese mit den
Querschnittsflächen AZK,E einlassseitig des Zylinderkopfes 14 übereinstimmen und sich ein stufenloser Übergang im Anschlussbereich 28 zwischen dem Flansch 20 und dem Zylinderkopf 14 ergibt.
In der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform sind der erste Luftführungskanal 22 und der zweite Luftführungskanal 30 zusätzlich sich verjüngend ausgebildet, so dass sich ein sogenannter Strömungstrichter bzw. Strömungssammler ergibt. Dadurch kann die Luftströmung in Richtung des Zylinderkopfes 14 weiter beschleunigt werden und der Durchlass insgesamt erhöht werden. Gleichzeitig ergibt sich eine Drallerhöhung aufgrund der in dem Tangentialkanal erhöhten Geschwindigkeit der durch den zweiten Luftführungskanal 30 geführten Luft.
Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur die rechte Seitenwand 32 des ersten Luftführungskanals 22 und die linke Seitenwand 34 des zweiten Luftführungskanals 30 sich verjüngend ausgebildet. Der erste Luftführungskanal 22 und der zweite Luftführungskanal 30 sind durch eine Strömungsrippe 36 voneinander separiert. Diese Strömungsrippe 36 weist einlassseitig eine spitz zulaufende Kontur auf, um einen möglichst geringen Einfluss auf die durch den ersten Luftführungskanal 22 und den zweiten Luftführungskanal 30 strömende Luft zu nehmen. Die Anordnung der Strömungsrippe 36 ist optional. Sie kann daher auch entfallen. Unabhängig davon, ob eine Strömungsrippe 36 vorgesehen ist, liegt dem in Figur 6
dargestellten Ausführungsbeispiel die Idee zugrunde, die Luftströmung durch den ersten Luftführungskanal 22 und den zweiten Luftführungskanal 30, welche bei nicht ausgebildeter Strömungsrippe 36 einen gemeinsamen Kanal bilden, durch die Gestaltung der jeweiligen Außenwände 32, 34 insgesamt strömungstechnisch insoweit optimiert ist, als die Strömung durch die in der Gesamtschau ausgebildete verjüngende Geometrie beschleunigt wird.
Die Dicke D der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Flansche 20 beträgt jeweils 14 mm.
In den Figuren 7 und 8 ist ein Zylinderkopf 14 einer erfindungsgemäßen Motoranordnung 10 mit montiertem Flansch 20 (Figur 7) sowie mit entferntem Flansch 20 (Figur 8) gezeigt. Der zur erfindungsgemäßen Motoranordnung 10 gehörende Ladeluftkühler (nicht dargestellt) wurde in den Figuren 7 und 8 entfernt, um die jeweiligen ersten Luftführungskanäle 22 und zweiten Luftführungskanäle 30 des Flansches 20 bzw. die ersten Luftführungskanäle 16 und die zweiten Luftführungskanäle 18 des Zylinderkopfes 14 erkennen zu können. Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Vierzylindermotor mit jeweils einem Füllkanal und einem Tangentialkanal pro Zylinder. Der erste Luftführungskanal 22 des Flansches 20 und der zweite Luftführungskanal 30 des Flansches 20 sind jeweils sich in allen Richtungen gleichmäßig verjüngend ausgebildet, wie in Figur 7 erkennbar ist.
In den Figuren 9 und 10 ist eine Ausführungsform eines Ladeluftkühlers 12 einer
erfindungsgemäßen Motoranordnung 10 in zwei verschiedenen perspektivischen Darstellungen gezeigt. Dieser Ladeluftkühler 12 ist zur direkten Verschraubung mit einem nicht dargestellten Zylinderkopf über einen Anschlussbereich 42 mit einem daran ausgebildeten Flansch 20 ausgebildet. Die Funktionalität eines wie vorstehend beschriebenen Zwischenflansches ist bei der in den Figuren 9 und 10 gezeigten Ausführungsform in einem an dem saugrohrintegrierten Ladeluftkühler 12 ausgebildeten Flansch 20 integriert worden.
In Figur 9 ist nur der stromauslassseitige Teil des Ladeluftkühlers 12 in einer Ansicht aus dem Inneren in Richtung der Auslassöffnungen der ersten Luftführungskanäle 24 im Ladeluftkühler 12 und in Richtung zweiter Luftführungskanäle 40 im Ladeluftkühler gezeigt. Figur 10 zeigt den Ladeluftkühler 12 in einer perspektivischen Darstellung mit Blick auf die Auslassöffnungen der Luftführungskanäle 24 im Ladeluftkühler 12 und der zweiten
Luftführungskanäle 40 im Ladeluftkühler 12 in Strömungsrichtung.
Wie aus Figur 9 ersichtlich ist, verjüngen sich die ersten Luftführungskanäle 24 im
Ladeluftkühler 12 und die zweiten Luftführungskanäle 40 im Ladeluftkühler 12 in
Strömungsrichtung betrachtet in einem sich bis zu dem Anschlussbereich 42 zu einem nicht dargestellten Zylinderkopf. In diesem Anschlussbereich 42 ist an dem Ladeluftkühler 12 auch der integrierte Flansch 20 ausgebildet. Die Verjüngungen sind derart gestaltet, dass sich im verbundenen Zustand zwischen dem gezeigten Ladeluftkühler 12 und dem nicht gezeigten Zylinderkopf jeweils ein stetiger Wandverlauf zwischen dem ersten Luftführungskanal 24 im Ladeluftkühler und dem ersten Luftführungskanal 16 im Zylinderkopf 14 sowie zwischen dem zweiten Luftführungskanal 40 im Ladeluftkühler und dem zweiten Luftführungskanal 18 im Zylinderkopf 14 ergibt. In der gezeigten Ausführungsform verjüngen sich der erste
Luftführungskanal 24 im Ladeluftkühler 12 und der zweite Luftführungskanal 40 im
Ladeluftkühler 12 jeweils über den gesamten Umfang, d.h. die durch die Luftführungskanäle 24, 40 geführten Strömungen werden allseitig zur Mitte des jeweiligen Luftführungskanals 24, 40 geführt.
In Figur 9 ist auch erkennbar, dass Bereiche zwischen einem ersten Luftführungskanal 24 und einem zweiten Luftführungskanal 40 des Ladeluftkühlers 12 einlassseitig jeweils als
Strömungsrippe 36 mit einer spitz zulaufenden, linearen Kontur ausgebildet.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Bezugszeichenliste
Motoranordnung
Ladeluftkühler
Zylinderkopf
erster Luftführungskanal (im Zylinderkopf 14)
zweiter Luftführungskanal (im Zylinderkopf 14)
Flansch
erster Luftführungskanal (im Flansch 20)
erster Luftführungskanal (im Ladeluftkühler 12)
Anschlussbereich (zwischen Flansch 20 und Ladeluftkühler 12)
Anschlussbereich (zwischen Flansch 20 und Zylinderkopf 14)
zweiter Luftführungskanal (im Flansch 20)
rechte Seitenwand (des Luftführungskanals 22)
linke Seitenwand (des Luftführungskanals 30)
Strömungsrippe
Zylinder
zweiter Luftführungskanal (im Ladeluftkühler 12)
Anschlussbereich (zwischen Ladeluftkühler 12 und nicht dargestelltem Zylinderkopf)

Claims

Patentansprüche
1. Motoranordnung mit einem Zylinderkopf (14) und einem stromaufwärts des Zylinderkopfs (14) angeordneten Flansch (20), wobei in dem Zylinderkopf (14) für mindestens einen Zylinder (38) ein erster Luftführungskanal (16) und mindestens ein zweiter
Luftführungskanal (18) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flansch (20) mindestens ein Luftführungskanal (22, 30) ausgebildet ist, dessen Begrenzungswand im Anschlussbereich (28) an den Zylinderkopf (14) derart angepasst ist, dass sich zumindest über einen Teil des Umfangs in einem
Anschlussbereich (26, 28) zu dem Zylinderkopf (14) ein stetiger Wandverlauf ergibt.
2. Motoranordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (26) zwischen dem Flansch (20) und dem Zylinderkopf (14) über mindestens die Hälfte des Umfangs einen stetigen Wandverlauf aufweist.
3. Motoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (20) einstückig an einem Ladeluftkühler (12) ausgebildet ist.
4. Motoranordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (12) über einen Anschlussbereich (42) direkt mit dem Zylinderkopf (14) verbunden ist.
5. Motoranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (20) ein Zwischenflansch ist, der als separat ausgebildetes Bauteil eine
Verbindung zwischen einem Ladeluftkühler (12) oder einem anderen Element und dem Zylinderkopf (14) herstellt.
6. Motoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flansch (20) ein erster Luftführungskanal (22) und mindestens ein zweiter Luftführungskanal (30) ausgebildet sind, die mit Luftführungskanälen (16, 18, 24) in dem Ladeluftkühler (12) und/oder in dem Zylinderkopf (14) korrespondieren.
7. Motoranordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftführungskanal (22) in dem Flansch (20) im Anschlussbereich (26) an einen Ladeluftkühler (12) über den Umfang vollständig an den ersten Luftführungskanal (24) in dem Ladeluftkühler (12) im Anschlussbereich (26) an den Flansch (20) angepasst ist und/oder der mindestens zweite Luftführungskanal (30) in dem Flansch (20) im
Anschlussbereich (26) an den Ladeluftkühler (12) über den Umfang vollständig an den mindestens zweiten Luftführungskanal des Ladeluftkühlers (12) im Anschlussbereich (26) an den Flansch (20) angepasst ist.
8. Motoranordnung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Luftführungskanal (22) in dem Flansch (20) im
Anschlussbereich (28) an den Zylinderkopf (14) über den Umfang vollständig an den ersten Luftführungskanal (16) in dem Zylinderkopf (14) im Anschlussbereich (28) an den Flansch (20) angepasst ist und/oder der mindestens zweite Luftführungskanal (30) in dem Flansch (20) im Anschlussbereich (28) an den Zylinderkopf (14) über den Umfang vollständig an den mindestens zweiten Luftführungskanal (16, 18) des Zylinderkopfes (14) im Anschlussbereich (28) an den Flansch (20) angepasst ist.
9. Motoranordnung nach einem der drei vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Flansch (20) ausgebildete erste Luftführungskanal (22) und/oder der in dem Flansch (20) ausgebildete mindestens zweite Luftführungskanal (30) in
Strömungsrichtung sich verjüngend ausgebildet sind.
10. Motoranordnung nach einem der vier vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Flansch (20) ausgebildete erste Luftführungskanal (22) und der in dem Flansch (20) ausgebildete mindestens zweite Luftführungskanal (30) nur außenseitig sich verjüngend ausgebildet sind.
1 1. Motoranordnung nach einem der fünf vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftführungskanal (16) und der mindestens zweite Luftführungskanal (18) in dem Zylinderkopf (14) unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.
12. Motoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftführungskanal (22) eines Flansches (20) und/oder der mindestens zweite Luftführungskanal (30) eines Flansches (20) mindestens teilweise sich verjüngende Außenwände (32, 34) aufweisen und diese Außenwände (32, 34) als Formschrägen eines als Gussteil hergestellten Flansches (20) ausgelegt sind.
EP16700112.2A 2015-01-07 2016-01-07 Motoranordnung mit einem zylinderkopf und einem stromaufwärts des zylinderkopfes angeordneten flansch Withdrawn EP3243000A1 (de)

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WO (1) WO2016110524A1 (de)

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