SE527909C2 - Förbränningsmotor - Google Patents

Description

lO 527 909 2 kompressor. Inte desto mindre måste en montör hålla upp turbokompressom med ena handen fór att med den andra dra åt skruvtörbandet.

Syfte med uppfinningen Ett syfte med uppfinningen är att minska riskerna för avgasläckage i fórbandet mel- lan avgassamlare och turbokompressor.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att underlätta arbetet för en montör vid montering av turbokompressorer.

Sammanfattning av uppfinningen Dessa sylten uppnås med en förbränningsmotor såsom inledningsvis definierats och som kännetecknas av att monteringsanordningen innefattar åtminstone ett upphäng- ningselernent anordnat på fórbränningsmotorns motorkropp, och åtminstone ett fast- hakningselement anordnat på turbokompressom, varvid turbokompressom är avsedd att hängas upp på fórbränningsmotorns motorkropp genom att fasthakningselemen- tet, medelst formbunden samverkan, hakar i upphängningselernentet så att turbo- kompressoms tyngd kan uppbäras, varvid avgassarnlaren helt kan avlastas från tur- bokompressorns vikt då turbokompressom ansluts till avgassamlaren.

Genom att turbokompressom kan hängas på motorkroppen innan den ansluts till av- gassamlaren blir monteringen enklare. Skälet är att upphängningen fungerar som en “tredje hand” som håller upp turbokompressom medan montören, som har båda händerna fria, kan fokusera på sj älva anslutningen till avgassamlaren. I och med att arbetsmiljön ofiast är trång kommer ogynnsamma lyfisituationer och belastnings- skador lättare undvikas. Vidare så erhålls en kompakt installation då turbokompres- som hanmar närmare motorlcroppen, vilket är fördelaktigt då utrymme ofta är en bristvara i motonummet hos ett fordon. Inga extrastag behövs heller varför antalet monteringsartiklar kan begränsas. 527 909 3 En annan fördel är att avgassamlaren helt avlastas från turbokompressoms vikt då motorkroppen i stället bär upp denna. Detta innebär att förbandet mellan avgassam- lare och turbokompressor kan vara helt tätningsfokuserat, då det inte behöver beakta turbokompressoms vikt. Dessutom minskar de termiska spänningarna i turbinhus- godset vid varm/kallcykling eftersom huset inte behöver spännas in på samma sätt som tidigare. Detta sammantaget betyder att risken för avgasläckage mellan avgas- samlare och turbíninlopp och/eller sprickbildningar minskar radikalt.

På grund av den uteblivna avgassamlarbelastningen blir det också möjligt att använ- da avgassamlare gjorda av plåt, vilka inte är lika belastningsvänliga som gjutj årns- avgassamlare. Anledningen till att plåt är önskvärt ur materialsynpunkt är att det då blir möjligt att utnyttja en tunnare godstj ocklek. Detta medför en lättare avgassamla- re som snabbare värms upp av avgaserna, ijämfórelse med avgassamlare av gjut- jâm. Detta innebär att katalysatom börjar fungera på ett tidigare stadium då den snabbare kommer upp i arbetstemperatur, vilket är fördelaktigt och nödvändigt ur ernissionssynpunkt i framtiden.

Lämpligtvis innefattas upphängningselementet i en upphängningsanordning som är integrerad i motorkroppen. Härmed kan upphängningsanordningen framställas redan vid giutning av motorkroppen och separat anordnade upphängningsanordningar blir överflödiga.

Företrådesvis innefattas upphängningselementet i en upphängningsanordning som utgör en separat del och är avsedd att skruvas fast i motorkroppen med ett skruvfor- band. Härmed kan upphängningsanordningen anordnas på godtyckliga platser på motorkroppen.

Lämpligtvis är upphängningsanordningen gjord av gjutjäm. Härmed erhålls ett vär- metåligt material som klarar av de höga temperaturer som kan uppkomma i anslut- 527 909 4 ning till turbinen. Detta möjliggör montering av turbinen på exempelvis ett topplock av aluminium vilket är betydligt mer värmekänsligt än gjutjäm.

Kort beskrivning av ritningarna Uppñnningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade figurblad, på vilka: Fig. 1 visar en perspektivvy av en förbränningsmotor med en turbokompressor, i en- lighet med uppfmningen.

Fig. 2 visar en perspektivvy av turbokompressorn i fig. 1.

Fig. 3 visar en perspektivvy av en första utfóringsform av en upphängningsanord- ning.

Fig. 4 visar en perspektivvy av en andra utfóringsfonn av en upphängningsanord- ning.

Beskrivning av en fiiredragen utiöringsform av uppfinningen Fig. 1 visar en fórbränningsmotor 1 i form av en ßr tvärställd installering V6-motor med 3 cylindrar per bank, även om andra cylindertal är möjliga. Den första cylin- derbanken leder avgaser till en forsta avgassamlare 3 och den andra cylinderbanken leder avgaser till en andra avgassamlare 5. Den första och den andra avgassamlaren är åtskilda och således ej i flödesförbindelse med varandra. Motorn är vidare utrus- tad för överladdning med hjälp av en avgasdriven turbokompressor 7 med en turbin 9 och en av denna driven kompressor ll (se fig. 2). Turbinen 9 är av s.k. twin scroll-modell, vilket innebär att den har dubbla spiralfonnade inlopp 13, 15 mot tur- binhjulet, men uppfinningen är inte begränsad till en sådan modell. Turbininloppen 13, 15 är kopplade till en respektive avgassamlare 3, 5. Fördelen med en twin scroll- turbin är att motom svarar snabbare på gaspådrag och att den dessutom blir mer bränsleefïektiv. Turbokompressom 7 är monterad på motorkroppen med hjälp av en icke visad monteringsanordning, vilket kommer beskrivas mer utförligare nedan. 527 999 Av fig. 2 framgår det att turbokompressorris 7 turbinhus 9 är försett med två stycken väsentligen krokformade fasthakningselernent 17, 19 på den sida av turbinhuset som efter montering är vänd mot motorkroppen. Dessa element 17, 19 är formade direkt i utgodset och utgör därmed en integrerad del av turbínhuset. Fasthakningselemen- ten är anordnade på avstånd från varandra och på väsentligen samma höj d. I turbin- husgodset nedanför fasthakningselementen är en bult 21 anordnad för montering av turbokompressorn 7 på motorlcroppen.

Fig. 3 visar en närbild av förbränningsmotorn i fig. 1 med topplocket och turbokom- pressorn borttagna för att tydliggöra en första utfóringsforrn av en monteringsanord- ning 23 enligt uppfinningen. Denna innefattar en upphängningsanordriing 23 i form av två stycken upphängningselernent 25, 27. Dessa är formade direkt i motorkrop- pen och utgör därmed en integrerad del av denna. Upphângningselernenten 25, 27 är inbördes anordnade på väsentligen samma höjd. Avståndet mellan upphängnings- elementen överensstämmer med avståndet mellan fasthakningselernenten 17, 19 hos turbinhuset 9. Varje upphångningselement 25, 27 omfattar ett urfräst långsträckt spår 29 med en form som väsentligen överensstämmer med utseendet och dimensio- nen hos fasthakningselernenten, varför fasthakningselementen 17, 19 formbundet kan samverka med upphängningselernenten 25, 27. I varje ände av spåret är ett litet stopporgan 30 i form av en klack 30 anordnad. Nedanför upphängningselementen är ett distanselement 31 med ett gângat borrhål 33 anordnat på samma avstånd från upphängningselementen 25, 27 som avståndet mellan fasthakningselementen 17, 19 och bulten 21. Med hjälp av distanselernentet 31 bildas ett utrymme mellan turbo- kompressorn 7 och motorkroppen vilket underlättar kylning.

Upphängriingselernenten 25, 27 och fasthakningselementen 17, 19 bildar i allt vä- sentligt monteringsanordningen 23. Vid montering av turbokompressom på motor- kroppen hängs turbokompressom 7 helt sonika på motorkroppen genom att fasthak- ningselernenten 17, 19 hakar i upphängníngselementen 25, 27. Väl på plats kan fast- hakningselernenten 17, 19 glida i upphångningselementens spår 29 och turbokom- 527 909 6 pressorn positioneras i sidled så att bulten 21 kommer i linje med det gängade hålet 33. Detta blir fallet när det ena fasthakningselementet 17, 19 tar emot klacken 30.

Hela turbokompressoms vikt bärs nu upp av upphängningselernenten 25, 27. I detta läge är det möjligt att ansluta turbokompressorns inlopp till respektive avgassamla- re, vilka således inte kommer belastas av turbokompressoms vikt.

Fig. 4 visar en närbild av förbränningsmotorn i fig. 1 med topplocket och turbokom- pressorn borttagna för att tydliggöra en andra utiöringsform av en monteringsanord- ning 23' enligt uppfinningen. Till skillnad mot den första utfóringsforrnen utgör denna variant av upphängningsanordning en separat del för montering på motor- kroppen. Upphängningsanordningen bildar en konsol 23' och är framställd av ett värmetåli gt material, såsom gjutj Konsolen 23' innefattar två stycken fástpartier 24, 26 försedda med varsitt genomgående borrhål. Motorkroppen är försedd med två stycken gängade borrhål med samma inbördes placering som de båda iåstpartierna 24, 26, varvid ett respektive bultförband 35, 37 medger att konsolen 23' stadigt kan fästas i motorkroppen. Fästpartierna 24, 26 fungerar även som distansorgan vilket betyder att en kylande spalt bildas mellan motorkropp och konsol 23 ' efier monte- ring. l övrigt är monteringsanordningen enligt derma andra uttöringsform likvärdig i funktion och utseende som den tidigare beskrivna uttöringsforrnen. Således innefat- tar upphängningsanordningen 23' två stycken upphängningselement 25', 27', vilka är inbördes anordnade på väsentligen samma höj d. Avståndet mellan upphängnings- elementen överensstämmer med avståndet mellan fasthakningselementen 17, 19 hos turbinhuset 9. Varje upphängningselement 25', 27' omfattar ett tirfräst långsträckt spår 29' med en form som väsentligen överensstämmer med utseendet och dimen- sionen hos fasthalmingselementen, varför fasthakningselernenten 17, 19 formbundet kan samverka med upphängningselementen 25', 27'. I varje ände av spåret är ett li- tet stopporgan 30' i form av en klack 30' anordnad. Nedanför upphängningselemen- ten år ett distanselement 31' med ett gängat borrhål 33' anordnat på samma avstånd 527 909 7 än npphängningselementen 25”, 27” som avståndet mellan fasthakningselernenten 17, 19 och bulten 21 i turbinhuset 9. Med hjälp av distanselementet 31” bildas ett utrymme mellan turbokompressorn 7 och rnotorkroppen vilket underlättar kylning.

Upphängningselernenten 25”, 27” och fasthakningselementen 17, 19 bildar i allt vä- sentligt monteringsanordnirxgen 23”. Vid montering av turbokompressom pä motor- kroppen hängs turbokompressorn 7 helt sonika på motorkroppen genom att fasthak- ningselementen 17, 19 hakar i upphängningselernenten 25”, 27”. Väl på plats kan fasthakningselernenten 17, 19 glida i upphängningselernentens spår 29” och turbo- kompressom positioneras i sidled så att bulten 21 kommer i linje med det gängade hålet 33” i konsolen. Detta blir fallet när det ena fasthakningselementet 17, 19 tar emot klacken 30. Hela turbokompressoms vikt bärs nu upp av upphängningselemen- ten 25”, 27”. I detta läge är det möjligt att ansluta turbokompressoms inlopp till re- spektive avgassamlare, vilka således inte kommer belastas av turbokompressorns vikt. Fördelen med denna utiöringsfonn järnfórt med den först beskrivna är att den- na erbjuder sämre värmeöverßring mellan motorkropp och turbokompressor, vilket kan vara nog så betydelsefullt ifall exempelvis topplocket är av aluminium och där- med inte klara av de stora temperaturer som uppkommer i turbinen. Konsolen kom- mer då att distansera turbinen fiån topplocket varför en bättre kylning kan erbjudas.

Givetvis är det möjligt att även kompressorhuset förses med fasthakningselement och inte bara turbinhuset. Det är dessutom tänkbart att monteringen av turbokom- pressom sker i topplocket.

Claims (1)

10 15 20 25 30 527 909

1. Förbränningsmotor (1) fór ett fordon innefattande: - åtminstone en avgassamlare (3, 5) for mottagning av de i törbränningsmotom fórbrända avgaserna, - en avgasdriven turbokompressor (7) for anslutning till avgassamlaren ned- ströms denna, och - en monteringsanordning (23; 23') fór montering av turbokompressom på fór- bränningsmotorn, kännetecknad av att monteringsanordningen (23; 23') innefattar: - åtminstone ett upphängningselement (25, 27; 25', 27”) anordnat på förbrän- ningsmotoms motorkropp, och - åtminstone ett fasthakningselement (17, 19) anordnat på turbokompressorn, - varvid turbokompressorn (7) är avsedd att hängas upp på törbränningsmotoms motorkropp genom att fasthakningselementet (17, 19), medelst formbunden_sam- verkan, hakar i upphängningselementet (25, 27; 25 ', 27') så att turbokompres- soms tyngd kan uppbäras, varvid avgassamlaren helt kan avlastas från turbo- kompressoms (7) vikt då turbokompressorn ansluts till avgassamlaren (3, 5). . Förbränningsmotor enligt krav 1, varvid upphängningselementet (25, 27) inne- fattas i en upphängningsanordning (23) som är integrerad i motorkroppen. . Förbränningsmotor enligt krav 1, varvid upphängningselementet (25', 27°) inne- fattas i en upphängningsanordiiing (23') som utgör en separat del och är avsedd att skruvas fast i motorkroppen med ett slcuvfórband (35, 37). . Förbränningsmotor enligt patentkrav 3, varvid upphängningsanordningen (23; 23 ') är gjord av gjutjäm.