WO2005057002A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2005057002A2
WO2005057002A2 PCT/AT2004/000399 AT2004000399W WO2005057002A2 WO 2005057002 A2 WO2005057002 A2 WO 2005057002A2 AT 2004000399 W AT2004000399 W AT 2004000399W WO 2005057002 A2 WO2005057002 A2 WO 2005057002A2
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Wolfgang Schnider
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Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with an intake device, with a manifold housing with at least two manifolds, each group having a group of intake manifolds leading to intake ports of cylinders, and at least one intake manifold section opening into each manifold, with at least one opening a flow control device arranged in the intake line or in an intake line section.
  • the invention further relates to an internal combustion engine with an inlet system for at least two cylinder banks arranged in a V-shape, with a plenum that can be arranged in the V-space between the cylinder banks, with an inlet pipe arrangement with at least one inlet pipe pro that can be connected to the plenum on the one hand and at least one inlet channel on the other hand Cylinder, the inlet pipe arrangement for connection to a cylinder head of a cylinder bank having a common flange for several cylinders.
  • an intake device for an internal combustion engine with a collecting housing in which two collecting spaces for two groups of intake manifolds are arranged.
  • a separate intake line section leads to each collecting space, which branches off from a common intake line.
  • a throttle valve is arranged in each of the two intake line sections and in the intake line in order to control the air flow into the collecting spaces.
  • a group of inlet channels starting from a collecting space is designed to generate swirl. This allows the intake swirl in the cylinder to be changed.
  • the collecting housing together with the suction line sections and the inlet manifolds leading to the inlet channels are cast in one piece.
  • An exhaust gas recirculation line opens directly into an intake line section. It is disadvantageous that in certain engine operating states in which the exhaust gas back pressure is not above the pressure in the intake line section, exhaust gas recirculation is not possible.
  • No. 5,003,932 A describes a multi-part intake system with an intake manifold positioned in the V space of an internal combustion engine with V-shaped cylinder banks, which is connected via individual connecting pipes to an intake pipe arrangement which can be flanged directly to the cylinder heads of the cylinder banks.
  • Such inlet systems consisting of rigid parts have the disadvantage that they are designed exactly for a specific inlet flange angle and that a pre-assembly of components such as an injection manifold or an injection valve is hardly possible.
  • Another disadvantage is that an inlet pipe arrangement which is made in one piece for both cylinder banks requires a considerable amount of casting.
  • the object of the invention is to achieve an improved exhaust gas recirculation in the simplest possible manner in an internal combustion engine with two groups of intake manifolds. Another object of the invention is to develop an inlet system with which simple manufacture and assembly can be achieved.
  • an exhaust gas recirculation device is arranged in at least one first intake line section, wherein the exhaust gas recirculation device can be designed as a Venturi tube with a nozzle and a diffuser section.
  • the exhaust gas recirculation device has an annulus surrounding the venturi tube at its narrowest point, into which an exhaust gas recirculation line opens, the annulus via at least one preferably annular flow transition in the venturi tube with the first suction line section is fluidly connected.
  • the exhaust gas recirculation device is expediently arranged in that intake line section which leads to swirl-generating inlet channels.
  • a flow control device which is preferably formed by a flap, is provided in the second intake line section.
  • the first suction line section can consist of several parts and can be formed at least partly on the one hand by the collecting housing and on the other hand by a distributor part which can be connected to the collecting housing.
  • the first intake line section can thus be formed by two components, which are preferably divided in the area of the venturi. In order to keep the number of parts as small as possible, the part of the first suction line section having the diffuser section and the second collecting space can be integrated in one part.
  • the second suction line section can be formed by the distributor part, which is preferably made in one piece for the first and second suction line sections.
  • the header housing is formed in several parts and preferably has at least one first and at least one second housing part, the first housing part preferably at least partially, particularly preferably predominantly, forming the first header chamber and the groups of intake manifolds. It can further be provided that the second housing part forms at least partially, preferably predominantly, the second collecting space. It is also possible for the first or the second housing part to form an end wall - a cover, so to speak - for the first and / or second collecting space. The second housing part can also form the part of the first suction line section which has the diffuser section.
  • the collecting housing is made in one piece.
  • annular space is arranged in the distributor part and / or if the flow control device is mounted in the distributor part.
  • the distributor part also has a connection for an exhaust gas recirculation line.
  • the invention further provides that an intake port designed in one piece for several cylinders per cylinder bank.
  • Pipe arrangement is provided, wherein the inlet pipe arrangements of different cylinder banks are preferably designed as identical parts. The fact that the inlet pipe arrangement is designed as identical parts enables particularly cost-effective production.
  • an elastic connecting member preferably an elastomer sleeve
  • an elastic connecting member preferably an elastomer sleeve
  • the connection of the inlet pipe arrangement to the plenum via elastomer sleeves allows a complete pre-assembly of injectors and injection manifold on the inlet pipe assembly to form a pre-assembly module, since the tolerances that occur with V-type internal combustion engines during assembly of the inlet pipe assembly between the two cylinder banks can be compensated for by the elastomer sleeves.
  • the inlet pipe assembly is applicable to a variety of V-type engines and inlet flange angles thanks to the elastic connectors.
  • Another advantage of the elastic connecting member is that vibration decoupling between the plenum and the inlet pipe arrangement is made possible.
  • the inlet pipe arrangement can be made to have stiffening walls between the inlet pipes upstream of the flange, an assembly opening preferably being arranged in at least one stiffening wall.
  • connection piece and flange are arranged on different sides with respect to a central plateau per inlet pipe arrangement, the connection pieces of different inlet pipe arrangements preferably being staggered in the longitudinal direction with respect to one another and the inlet pipe arrangements of two adjacent cylinder banks being arranged to mesh with one another.
  • Figure 1 shows an intake device according to the invention in an exploded view.
  • Figure 2 shows the suction device in a plan view.
  • Figure 3 shows the suction device in a front view.
  • FIG. 4 shows the suction device in a bottom view
  • 5 shows the suction device in a view of the inlet duct flange surface
  • FIG. 6 shows the suction device in a side view
  • Figure 8 shows the suction device in a section along the line VIII - VIII in Fig. 2.
  • FIG. 9 shows the suction device in a section along the line IX-IX in FIG. 3;
  • Figure 10 shows the suction device in a section along the line X - X in Fig. 3.
  • FIG. 11 shows the suction device in a section along the line XI-XI in FIG. 2;
  • Figure 12 shows the suction device in a section along the line XII - XII in Fig. 2.
  • FIG. 13 shows an inlet pipe arrangement of an inlet system according to the invention in an oblique view
  • 16 shows the intake system in a plan view.
  • the suction device 1 for an internal combustion engine in particular for a diesel internal combustion engine, has a collecting housing 2 with two separate collecting spaces 3, 4.
  • a group A, B extends from intake manifolds 5, 6 leading to intake ports of cylinders, which are not shown, the intake manifolds 5 of the first group A from the first plenum 3 and the intake manifolds 6 of the second group B from the second Go out storage room 4.
  • a first intake line section 7 opens into the first collecting space 3.
  • a second intake line section 8 opens into the second collection space 4.
  • First and second intake line sections 7, 8 assume a common intake line.
  • the collector housing 2 is designed in several parts and has a first housing part 31 and a second housing part 32.
  • the first housing part 31 forms the first group A of intake manifolds 5 and predominantly from the first plenum 3, into which the first intake line section 7 opens. Only a small part of the second collecting space 4 is formed by the first housing part 31.
  • the second housing part 32 predominantly forms the second collecting space 4, into which the second suction line section 8 formed by the distributor part 11 opens. This measure enables equal inlet manifold lengths between the collecting spaces 3, 4 and the inlet flange 28.
  • the first collecting space 3 is formed only to a small extent by the second housing part 32.
  • the part of the first suction line section 8 which has the diffuser section 20 is integrated in the second housing part 32.
  • First and second collecting spaces 3, 4 can also each be formed by the first and second housing parts 31, 32 in such a way that collecting spaces 3, 4 separate from one another are created.
  • the second housing part 31 is fastened to the first housing part 32 by means of screws 12.
  • the flange surface of the first housing part 31 for the second housing part 32 is designated by reference number 13.
  • the distributor part 11 is formed in one piece for both suction line sections 7, 8.
  • the distributor part 11 is flanged to the second housing part 32 by means of screws 14, the flange surfaces of the distributor part 11 and of the second housing part 32 being designated by reference numerals 15 and 16, respectively.
  • an exhaust gas recirculation device 17 is arranged, which consists of a Venturi tube 18 with a nozzle section 19 and a diffuser section 20, and an exhaust gas introduction section 21.
  • the exhaust gas introduction section 21 has an annular space 22 surrounding the nozzle section 19, into which an exhaust gas recirculation line 23 opens, the connection of which for the recirculated exhaust gas is designated by 24 (FIG. 5).
  • the annular space 22 is in fluid communication with the first intake line section 7 via at least one annular flow transition 29 in the venturi tube 18.
  • the exhaust gas recirculation device 17 is arranged in the region of the flange surfaces 15, 16.
  • the first suction line section 7 is divided in the region of the transition from the nozzle section into the diffuser section 19, 20.
  • the diffuser section 20 is formed by the second housing part 32, the nozzle section 19, the annular space 22 and the connection 24 for an exhaust gas recirculation line 23 from the distributor part 11.
  • a flow control device 26 formed in the present exemplary embodiment by a flap 25 is arranged near the flange surfaces 15, 16.
  • the flap 25 can, for example, be mounted in the distributor part 11 and actuated via a vacuum box 27.
  • Reference number 28 denotes the flange surface on the intake manifold side for connecting the collector housing 2 to a cylinder head (not shown in any more detail).
  • the collecting housing 2 can also be made in one piece. Furthermore, it is conceivable to design the first suction line section 7 and the second suction chamber 4 using separate components. On the other hand, the distributor part 11 and the second housing part 32 can also be manufactured in one piece.
  • the first intake pipe section 7 is in flow connection with the swirl-generating inlet channels, the second intake pipe section 8 with fill channels of the internal combustion engine.
  • the division of the intake flows can be controlled by means of the flow control device 26 and thus the swirl level of the inlet flow into the combustion chamber can be set.
  • the intake device 1 makes it possible to carry out exhaust gas recirculation in a very simple manner even in the case of unfavorable pressure conditions between the intake line and the exhaust line, wherein the intake device can be kept very compact and can be produced inexpensively.
  • the intake system 101 for an internal combustion engine with V-shaped cylinder banks has an inlet pipe arrangement 102, 103 for each cylinder bank.
  • the inlet pipe arrangements 102, 103 each consist of at least one inlet pipe 104, 105 per cylinder, the inlet pipes 104, 105 being connected to one another by flanges 106, 107 for connection to cylinder heads (not shown).
  • the inlet pipes 104, 105 are each connected to one another by stiffening walls 108, 109 between two adjacent inlet pipes 104, 105.
  • the stiffening walls 108, 109 have mounting openings 110, 111 for the disassembly and assembly of the connecting flanges 106, 107.
  • the inlet pipe assemblies 102, 103 have receiving means 112, 113, 114, 115, formed by bores and / or threaded bores, for fastening injectors 116, 118 and injection manifolds 117, 119.
  • the inlet pipes 104, 105 are connected to a plenum 122 arranged in the V-space between two cylinder banks via elastic connecting members formed by elastomer sleeves 120, 121.
  • the sockets 123, 124 for the elastomer sleeves 120, 121 are arranged in a ceiling area 125 of the plenum 122 facing away from the V-space.
  • Spigot 123, 124 and flange 106, 107 are arranged on different sides Ai, B x with respect to a central vertical plane 126 containing the crankshaft axis per inlet pipe arrangement 102, 103.
  • the inlet pipes 104, 105 of the inlet pipe arrangements 102, 103 are positioned in the installed state with intermeshing, as can be seen from FIG. 16.
  • the inlet pipe arrangements 102, 103 are designed as identical parts, as a result of which the production outlay can be kept very low.
  • the elastomer sleeves 120, 121 can compensate for the tolerances that occur in the V-engine when assembling the inlet pipe arrangements 102, 103. This ensures exact positioning on each cylinder bank, regardless of the inlet flange angle, without the use of an additional intermediate flange.
  • the elastomer sleeves 120, 121 allow a complete pre-assembly of the injectors 116, 118 and the injection busbars 117, 119 on the inlet pipe assemblies 102, 103 to pre-assembly groups, whereby the manufacturing effort can be further reduced.
  • the plenum 122 can be decoupled acoustically and in terms of vibration from the cylinder banks by the elastomer sleeves 120, 121.

Abstract

Eine Brennkraftmaschine weist eine Ansaugvorrichtung mit einem Sammelgehäuse mit zwei Sammelräumen auf. Von jedem Sammelraum geht eine Gruppe von zu den Einlasskanälen führenden Einlasskrümmern aus. In jeden Sammelraum mündet ein Ansaugleitungsabschnitt ein, wobei die Ansaugleitungsabschnitte von einer gemeinsamen Ansaugleitung ausgehen.

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Ansaugvorrichtung, mit einem Sammelgehäuse mit zumindest zwei Sammelräumen, wobei von jedem Sammelraum jeweils eine Gruppe von zu Einlasskanälen von Zylindern führenden Einlasskrümmern ausgeht, und wobei in jeden Sammelraum zumindest ein von einer gemeinsamen Ansaugleitung ausgehender Ansaugleitungsabschnitt einmündet, mit zumindest einer in der Ansaugleitung oder in einem Ansaugleitungsabschnitt angeordneten Durchflusssteuereinrichtung.
Weiters betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem für eine zumindest zwei in V-Form angeordneten Zylinderbänken, mit einem im V-Raum zwischen den Zylinderbänken anordbaren Plenum, mit einer Einlassrohranordnung mit zumindest einem mit dem Plenum einerseits und zumindest einem Einlasskanal andererseits strömungsverbindbaren Einlassrohr pro Zylinder, wobei die Einlassrohranordnung zum Anschluss an einen Zylinderkopf einer Zylinderbank einen für mehrere Zylinder gemeinsamen Flansch aufweist.
Aus der DE 198 13 747 AI ist eine Ansaugvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Sammelgehäuse bekannt, in welchem zwei Sammelräume für zwei Gruppen von Einlasskrümmern angeordnet sind. In jeden Sammelraum führt ein separater Ansaugleitungsabschnitt, welcher von einer gemeinsamen Ansaugleitung abzweigt. In einem der beiden Ansaugleitungsabschnitte sowie in der Ansaugleitung ist jeweils eine Drosselklappe angeordnet, um den Luftstrom in die Sammelräume zu steuern. Eine Gruppe von von einem Sammelraum ausgehenden Einlasskanälen ist drallerzeugend ausgebildet. Dadurch kann der Einlassdrall in den Zylinder verändert werden. Zur Vereinfachung der Fertigung ist das Sammelgehäuse samt Ansaugleitungsabschnitten und zu den Einlasskanälen führenden Einlasskrümmern in einem Stück gegossen. In einen Ansaugleitungsabschnitt mündet direkt eine Abgasrückführleitung ein. Nachteilig ist, dass in bestimmten Motorbetriebszuständen, in welchen der Abgasgegendruck nicht über dem Druck im Ansaugleitungsabschnitt liegt, eine Abgasrückführung nicht möglich ist.
Aus der DE 43 19 380 AI ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einem Abgasrückführsystem bekannt. Die Abgasrückführung erfolgt über eine Düse-Diffusor-Einheit. Dadurch ist es möglich, Abgas auch bei ungünstigen Druckverhältnissen in die Ladeleitung rückzuführen. Ein weiteres Einlasssystem ist aus der EP 1 081 351 A2 bekannt. Die Abgasrückführleitung mündet dabei in ein Einlassrohr des Einlasssystems ein.
Aus der DE 198 58 771 AI ist eine Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem mit zwei Gruppen von Einlasssammlern bekannt. Pro Einlasssammlergruppe mündet eine Abgasrückführleitung in eine in jeweils einer Einlassleitung angeordneten Düse-Diffusereinheit ein.
Die US 5,003,932 A beschreibt ein mehrteiliges Einlasssystem mit einem im V- Raum einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderbänken positionierten Einlasssammler, welcher über einzelne Verbindungsrohre mit einer Einlassrohranordnung verbunden ist, welche direkt an den Zylinderköpfen der Zylinderbänke anflanschbar ist. Derartige aus starren Teilen bestehende Einlasssysteme haben den Nachteil, dass sie exakt für einen bestimmten Einlassflanschwinkel konzipiert sind und dass eine Vormontage von Bauelementen, wie Einspritzsammler oder Einspritzventil kaum möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass ein für beide Zylinderbänke einteilig ausgeführte Einlassrohranordnung einen erheblichen Gussaufwand erfordert.
Weiters zeigen die Veröffentlichungen US 5,544,629 und EP 0 370 515 Bl Einlasssysteme für Brennkraftmaschinen mit zumindest zwei in V-Form angeordneten Zylinderbänken und einem im V-Raum zwischen den Zylinderbänken angeordneten Plenum.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Gruppen von Einlasskrümmern eine verbesserte Abgasrückführung zu erreichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einlasssystem zu entwickeln, mit welchem sich eine einfache Fertigung und Montage erzielen lässt.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in zumindest einem ersten Ansaugleitungsabschnitt eine Abgasrückführeinrichtung angeordnet ist, wobei die Abgasrückführeinrichtung als Venturirohr mit einem Düsen- und einem Diffu- sorabschnitt ausgebildet sein kann.
Um eine gleichmäßige Einbindung des rückgeführten Abgases in die Ansaugluft zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Abgasrückführeinrichtung einen das Venturirohr an seiner engsten Stelle umgebenden Ringraum aufweist, in welchen eine Abgasrückführleitung einmündet, wobei der Ringraum über zumindest einen vorzugsweise ringförmigen Strömungsübertritt im Venturirohr mit dem ersten Ansaugleitungsabschnitt strömungsverbunden ist. Die Abgasrückführeinrichtung ist zweckmäßigerweise in jenem Ansaugleitungsabschnitt angeordnet, welcher zu drallerzeugenden Einlasskanälen führt.
Um eine Steuerung des Einlassdralles zu ermöglichen, ist im zweiten Ansaugleitungsabschnitt eine vorzugsweise durch eine Klappe gebildete Durchfluss- steuerungseinrichtung vorgesehen.
Der erste Ansaugleitungsabschnitt kann aus mehreren Teilen bestehen und zumindest teilweise einerseits durch das Sammelgehäuse und andererseits durch einen das Sammelgehäuse anschließbaren Verteilerteil gebildet sein. Der erste Ansaugleitungsabschn itt kann somit durch zwei Bauteile gebildet sein, welche vorzugsweise im Bereich des Venturi geteilt sind. Um die Zahl der Teile möglichst klein zu halten, können der den Diffusorabschnitt aufweisende Teil des ersten Ansaugleitungsabschn ittes und der zweite Sammelraum in einem Teil integriert sein.
Der zweite Ansaugleitungsabschnitt kann durch den Verteilerteil gebildet sein, welcher vorzugsweise für den ersten und zweiten Ansaugleitungsabschnitt einteilig ausgeführt ist.
In einer fertigungstechnisch besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Sammelgehäuse mehrteilig ausgebildet ist und vorzugsweise zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Gehäuseteil aufweist, wobei vorzugsweise der erste Gehäuseteil zumindest teilweise, besonders vorzugsweise überwiegend den ersten Sammelraum sowie die Gruppen von Einlasskrümmer ausbildet. Weiters kann vorgesehen sein, dass der zweite Gehäuseteil zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend den zweiten Sammelraum ausbildet. Es ist auch möglich, dass der erste oder der zweite Gehäuseteil eine Abschlusswand - sozusagen einen Deckel - für den ersten und/oder zweiten Sammelraum bildet. Der zweite Gehäuseteil kann dabei auch den den Diffusorabschnitt aufweisenden Teil des ersten Ansaugleitungsabschnittes ausbilden.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das Sammelgehäuse einteilig ausgeführt ist.
Es ist fertigungstechnisch günstig, wenn der Ringraum im Verteilerteil angeordnet und/oder wenn die Durchflusssteuerungseinrichtung im Verteilerteil gelagert ist.
Der Verteilerteil weist weiters einen Anschluss für eine Abgasrückführleitung auf.
Um Herstellung und Montage zu vereinfachen, sieht die Erfindung weiters vor, dass pro Zylinderbank eine für mehrere Zylinder einstückig ausgeführte Einlass- rohranordnung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Einlassrohranordnungen verschiedener Zylinderbänke als Gleichteile ausgeführt sind. Dadurch, dass die Einlassrohranordnung als Gleichteile ausgeführt sind, kann eine besonders kostengünstige Fertigung ermöglicht werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen Plenum und jedem Einlassrohr der Einlassrohranordnung ein elastisches Verbindungsglied, vorzugsweise eine Elastomermuffe, angeordnet ist. Die Verbindung der Einlassrohranordnung mit dem Plenum über Elastomermuffen erlaubt eine komplette Vormontage von Injektoren und Einspritzsammelleiste auf der Einlassrohranordnung zu einer Vormontagebaugruppe, da die bei V-Brennkraftmaschinen anfallenden Toleranzen bei der Montage der Einlassrohranordnung zwischen den beiden Zylinderbänken durch die Elastomermuffen ausgeglichen werden können. Dadurch kann auch unabhängig vom Einlassflanschwinkel auf einen Zwischenflansch verzichtet werden und trotzdem eine exakte Positionierung auf jeder Zylinderbank sichergestellt werden. Die Einlassrohranordnung ist dank der elastischen Verbindungsglieder für eine Vielzahl von V-Brennkraftmaschinen und Einlassflanschwinkel anwendbar.
Ein weiterer Vorteil durch das elastische Verbindungsglied ist, dass eine Schwingungsentkoppelung zwischen Plenum und Einlassrohranordnung ermöglicht wird.
Zur Erhöhung der Steifigkeit der Einlassrohranordnung kann vorgesehen sein, dass die Einlassrohranordnung stromaufwärts des Flansches Versteifungswände zwischen den Einlassrohren aufweist, wobei vorzugsweise in zumindest einer Versteifungswand eine Montageöffnung angeordnet ist.
Eine besonders platzsparende Anordnung im V-Raum wird ermöglicht, wenn pro Einlassrohranordnung Stutzen und Flansch bezüglich einer Mittelhochebene an verschiedenen Seiten angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Stutzen verschiedener Einlassrohranordnungen in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und die Einlassrohranordnungen zweier benachbarter Zylinderbänke miteinander kämmend angeordnet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ansaugvorrichtung in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 2 die Ansaugvorrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 3 die Ansaugvorrichtung in einer Frontansicht;
Fig. 4 die Ansaugvorrichtung in einer Untersicht; Fig. 5 die Ansaugvorrichtung in einer Ansicht auf die Einlasskanal- flanschfläche;
Fig. 6 die Ansaugvorrichtung in einer Seitenansicht;
Fig. 7 die Ansaugvorrichtung in einer weiteren Seitenansicht;
Fig. 8 die Ansaugvorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie VIII - VIII in Fig. 2;
Fig. 9 die Ansaugvorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie IX - IX in Fig. 3;
Fig. 10 die Ansaugvorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie X - X in Fig. 3;
Fig. 11 die Ansaugvorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie XI - XI in Fig. 2;
Fig. 12 die Ansaugvorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie XII - XII in Fig. 2;
Fig. 13 eine Einlassrohranordnung eines erfindungsgemäßen Einlasssystems in einer Schrägansicht;
Fig. 14 das Einlasssystem in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 15 das Einlasssystem in einer stirnseitigen Ansicht; und
Fig. 16 das Einlasssystem in einer Draufsicht.
Die Ansaugvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, weist im Ausführungsbeispiel ein Sammelgehäuse 2 mit zwei voneinander getrennten Sammelräumen 3, 4 auf. Von jedem der Sammelräume 3, 4 geht eine Gruppe A, B von zu nicht weiter dargestellten Einlasskanälen von Zylindern führenden Einlasskrümmern 5, 6 aus, wobei die Einlasskrümmer 5 der ersten Gruppe A vom ersten Sammelraum 3 und die Einlasskrümmer 6 der zweiten Gruppe B vom zweiten Sammelraum 4 ausgehen. In den ersten Sammelraum 3 mündet ein erster Ansaugleitungsabschnitt 7. In den zweiten Sammelraum 4 mündet ein zweiter Ansaugleitungsabschnitt 8. Erste und zweite Ansaugleitungsabschnitte 7, 8 gehen von einer gemeinsamen Ansaugleitung aus.
Im Ausführungsbeispiel ist das Sammlergehäuse 2 mehrteilig ausgeführt und weist einen ersten Gehäuseteil 31 und einen zweiten Gehäuseteil 32 auf. Der erste Gehäuseteil 31 bildet die erste Gruppe A von Einlasskrümmern 5 sowie überwiegend den ersten Sammelraum 3 aus, in welchen der erste Ansaugleitungsabschnitt 7 einmündet. Der zweite Sammelraum 4 wird nur zu einem geringen Teil vom ersten Gehäuseteil 31 gebildet. Der zweite Gehäuseteil 32 bildet überwiegend den zweiten Sammelraum 4 aus, in welchen der durch den Verteilerteil 11 gebildete zweite Ansaugleitungsabschnitt 8 einmündet. Diese Maßnahme ermöglicht gleiche Einlasskrümmerlängen zwischen den Sammelräumen 3, 4 und dem Einlassflansch 28. Der erste Sammelraum 3 wird nur zu einem geringen Teil vom zweiten Gehäuseteil 32 gebildet. Weiters ist in den zweiten Gehäuseteil 32 der den Diffusorabschnitt 20 aufweisende Teil des ersten Ansaugleitungsabschnittes 8 integriert. Erste und zweite Sammelräume 3, 4 können auch jeweils durch den ersten und zweiten Gehäuseteil 31, 32 so gebildet sein, dass von einander getrennte Sammelräume 3, 4 entstehen.
Über Schrauben 12 ist der zweite Gehäuseteil 31 am ersten Gehäuseteil 32 befestigt. Die Flanschfläche des ersten Gehäuseteiles 31 für den zweiten Gehäuseteil 32 ist mit Bezugszeichen 13 bezeichnet.
Einstückig für beide Ansaugleitungsabschnitte 7, 8 ist der Verteilerteil 11 ausgebildet. Der Verteilerteil 11 ist am zweiten Gehäuseteil 32 mittels Schrauben 14 angeflanscht, wobei die Flanschflächen des Verteilerteiles 11 bzw. des zweiten Gehäuseteiles 32 mit Bezugszeichen 15 bzw. 16 bezeichnet sind.
Im ersten Ansaugleitungsabschnitt 7 ist eine Abgasrückführeinrichtung 17 angeordnet, welche aus einem Venturirohr 18 mit einem Düsenabschnitt 19 und einem Diffusorabschnitt 20, sowie einen Abgaseinleitungsabschnitt 21 besteht. Der Abgaseinleitungsabschnitt 21 weist einen den Düsenabschnitt 19 umgebenden Ringraum 22 auf, in welchen eine Abgasrückführleitung 23 einmündet, dessen Anschluss für das rückgeführte Abgas mit 24 bezeichnet ist (Fig. 5). der Ringraum 22 ist über zumindest einen ringförmigen Strömungsübertritt 29 im Venturirohr 18 mit dem ersten Ansaugleitungsabschnitt 7 strömungsverbunden. Die Abgasrückführeinrichtung 17 ist im Bereich der Flanschflächen 15, 16 angeordnet. Der erste Ansaugleitungsabschnitt 7 ist im Bereich des Überganges vom Düsen- in den Diffusorabschnitt 19, 20 geteilt. Der Diffusorabschnitt 20 wird dabei durch den zweiten Gehäuseteil 32, der Düsenabschnitt 19, der Ringraum 22, sowie der Anschluss 24 für eine Abgasrückführleitung 23 vom Verteilerteil 11 gebildet.
Im zweiten Ansaugleitungsrohrabschnitt ist nahe der Flanschflächen 15, 16 eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Klappe 25 gebildete Durchfluss- steuerungseinrichtung 26 angeordnet. Die Klappe 25 kann beispielsweise im Verteilerteil 11 gelagert sein und über eine Unterdruckdose 27 betätigt werden. Mit Bezugszeichen 28 ist die einlasskrümmerseitige Flanschfläche zum Anschluss des Sammelgehäuses 2 an einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf bezeichnet.
Alternativ zur dargestellten Ausführung mit einem zweiteiligen Sammelgehäuse 2 kann das Sammelgehäuse 2 auch einstückig ausgeführt sein. Weiters ist es denkbar, den ersten Ansaugleitungsabschnitt 7 und den zweiten Saugraum 4 durch getrennte Bauteile zu gestalten. Andererseits können der Verteilerteil 11 und der zweite Gehäuseteil 32 auch in einem Stück gefertigt sein.
Der erste Ansaugrohrabschnitt 7 steht mit den drallerzeugenden Einlasskanälen, der zweite Ansaugleitungsabschnitt 8 mit Füllkanälen der Brennkraftmaschine in Strömungsverbindung. Mittels der Durchflusssteuerungseinrichtung 26 kann die Aufteilung der Ansaugströmungen gesteuert und somit das Drallniveau der Eintrittsströmung in den Brennraum eingestellt werden.
Durch die Ansaugvorrichtung 1 ist es möglich, auch bei ungünstigen Druckverhältnissen zwischen Ansaugstrang und Abgasstrang eine Abgasrückführung auf sehr einfache Weise durchzuführen, wobei die Ansaugvorrichtung sehr kompakt gehalten werden kann und kostengünstig herzustellen ist.
Das Einlasssystem 101 für eine Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderbänken weist pro Zylinderbank eine Einlassrohranordnung 102, 103 auf. Die Einlassrohranordnungen 102, 103 bestehen jeweils aus mindestens einem Einlassrohr 104, 105 pro Zylinder, wobei die Einlassrohre 104, 105 durch Flansche 106, 107 zum Anschluss an nicht weiter dargestellte Zylinderköpfe miteinander verbunden sind. Weiters sind die Einlassrohre 104, 105 durch Versteifungswände 108, 109 jeweils zwischen zwei benachbarten Einlassrohren 104, 105 miteinander verbunden. Die Versteifungswände 108, 109 weisen Montageöffnungen 110, 111 für die Demontage und Montage der Anschlussflansche 106, 107 auf.
Die Einlassrohranordnungen 102, 103 weisen durch Bohrungen und/oder Gewindebohrungen gebildete Aufnahmemittel 112, 113, 114, 115 zur Befestigung von Injektoren 116, 118 und Einspritzsammelleisten 117, 119 auf. Die Einlassrohre 104, 105 sind über durch Elastomermuffen 120, 121 gebildete elastische Verbindungsglieder mit einem im V-Raum zwischen zwei Zylinderbänken angeordneten Plenum 122 verbunden. Die Stutzen 123, 124 für die Elastomermuffen 120, 121 sind in einem dem V-Raum abgewandten Deckenbereich 125 des Plenums 122 angeordnet. Pro Einlassrohranordnung 102, 103 sind Stutzen 123, 124 und Flansch 106, 107 bezüglich einer die Kurbelwellenachse beinhaltenden Mittelhochebene 126 an verschiedenen Seiten Ai, Bx angeordnet. Die Einlassrohre 104, 105 der Einlassrohranordnungen 102, 103 sind im eingebauten Zustand mit ineinander kämmend positioniert, wie aus Fig. 16 hervorgeht.
Die Einlassrohranordnungen 102, 103 sind als Gleichteile ausgeführt, wodurch der Herstellungsaufwand sehr klein gehalten werden kann.
Durch die Elastomermuffen 120, 121 können die beim V-Motor anfallenden Toleranzen bei der Montage der Einlassrohranordnungen 102, 103 ausgeglichen werden. Dadurch ist unabhängig vom Einlassflanschwinkel eine exakte Positionierung auf jeder Zylinderbank, ohne Verwendung eines weiteren Zwischenflansches, sichergestellt. Die Elastomermuffen 120, 121 erlauben eine komplette Vormontage der Injektoren 116, 118 und der Einspritzsammelleisten 117, 119 auf den Einlassrohranordnungen 102, 103 zu Vormontagegruppen, wodurch der Fertigungsaufwand weiter verringert werden kann.
Durch die Elastomermuffen 120, 121 kann das Plenum 122 akustisch und schwingungsmäßig von den Zylinderbänken entkoppelt werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die z.B. durch Kombinatiion oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierte Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Brennkraftmaschine mit einer Ansaugvorrichtung, mit einem Sammelgehäuse mit zumindest zwei Sammelräumen, wobei von jedem Sammelraum jeweils eine Gruppe von zu Einlasskanälen von Zylindern führenden Einlasskrümmern ausgeht, und wobei in jeden Sammelraum zumindest ein von einer gemeinsamen Ansaugleitung ausgehender Ansaugleitungsabschnitt einmündet, mit zumindest einer in der Ansaugleitung oder in einem Ansaugleitungsabschnitt angeordneten Durchflusssteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem ersten Ansaugleitungsabschnitt eine Abgasrückführeinrichtung angeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführeinrichtung als Venturirohr ausgebildet ist und vorzugsweise einen Düsen- und einen Diffusorabschnitt aufweist.
3. Brennkraftmaschine insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführeinrichtung einen das Venturirohr an seiner engsten Stelle umgebenden Ringraum aufweist, in welchen eine Abgasrückführleitung einmündet, wobei der Ringraum über zumindest einen vorzugsweise ringförmigen Strömungsübertritt im Venturirohr mit dem ersten Ansaugleitungsabschnitt strömungsverbunden ist.
4. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise durch eine Klappe gebildete Durchflusssteuerungseinrichtung im zweiten Ansaugleitungsabschnitt angeordnet ist.
5. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansaugleitungsabschnitt mehrteilig ausgeführt ist und vorzugsweise zumindest teilweise durch das Sammlergehäuse und einen an das Sammelgehäuse anschließbaren Verteilerteil gebildet ist.
6. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansaugleitungsabschnitt im Bereich des Venturirohres geteilt ist.
7. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise den Diffusorabschnitt aufweisender Teil des ersten Ansaugleitungsabschnittes und der zweite Sammelraum einstückig ausgeführt sind.
8. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ansaugleitungsabschnitt zumindest teilweise durch einen an das Sammelgehäuse anschließbaren Verteilerteil gebildet ist.
9. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Samrnelgehäuse mehrteilig ausgebildet ist und vorzugsweise zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Gehäuseteil aufweist.
10. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend den ersten Sammelraum ausbildet.
11. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil eine Abschlusswand für den ersten und/oder zweiten Sammelraum ausbildet.
12. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil zumindest eine, vorzugsweise beide Gruppen von Einlasskrüm mern ausbildet.
13. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend den zweiten Sa mmelraum ausbildet.
14. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil eine Abschlusswand für den ersten und/oder zweiten Sammelraum ausbildet.
15. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil zumindest einen Teil des ersten Ansaugleitungsabschnittes ausbildet.
16. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das die beiden Sammelräume beinhaltende Sammelgehäuse einstückig ausgebildet ist.
17. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerteil für beide Ansaugleitungsabschnitte einstückig ausgebildet ist.
18. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringrau m im Verteilerteil eingeformt ist.
19. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusssteuerungseinrichtung im Verteilerteil angeordnet ist.
20. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansaugleitungsabschnitt zu einem ersten Sammelraum im Sammelgehäuse führt, welcher über eine erste Gruppe von Einlasskrümmern mit drallerzeugenden Einlasskanälen der Zylindern strömungsverbindbar ist.
21. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ansaugleitungsabschnitt zu einem zweiten Sammelraum im Sammelgehäuse führt, welcher über eine zweite Gruppe von Einlasskrümmern mit als Füllungskanäle ausgebildeten Einlasskanälen der Zylinder strömungsverbindbar ist.
22. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerteil einen Anschluss für eine Abgasrückführleitung ausbildet.
23. Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem mit zumindest zwei in V-Form angeordneten Zylinderbänken, mit einem im V-Raum zwischen den Zylinderbänken anordbaren Plenum, mit einer Einlassrohranordnung mit zumindest einem mit dem Plenum einerseits und zumindest einem Einlasskanal andererseits strömungsverbindbaren Einlassrohr pro Zylinder, wobei die Einlassrohranordnung zum Anschluss an einen Zylinderkopf einer Zylinderbank einen für mehrere Zylinder gemeinsamen Flansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zylinderbank eine für mehrere Zylinder einstückig ausgeführte Einlassrohranordnung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Einlassrohranordnungen verschiedener Zylinderbänke als Gleichteile ausgeführt sind.
24. Brennkraftmaschine insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Plenum und jedem Einlassrohr der Einlassrohranordnung ein elastisches Verbindungsglied, vorzugsweise eine Elastomermuffe, angeordnet ist.
25. Brennkraftmaschine insbesondere nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassrohranordnung stromaufwärts des Flansches Versteifungswände zwischen den Einlassrohren aufweist, wobei vorzugsweise in zumindest einer Versteifungswand eine Montageöffnung angeordnet ist.
26. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassrohranordnung vorzugsweise im Bereich des Flansches Aufnahmemittel für Injektoren und/oder eine Ein- sphtzsammelleiste aufweist, wobei vorzugsweise Einlassrohranordnung, Injektoren und Einspritzsammelleiste zu einer Vormontagebaugruppe zusammenfügbar sind.
27. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Plenum in seinem dem V-Raum abgewandten Deckenbereich pro Zylinder zumindest einen Stutzen zum Anschluss des elastischen Verbindungsgliedes aufweist.
28. Brennkraftmaschine insbesondere nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass pro Einlassrohranordnung Stutzen und Flansch bezüglich einer Mittelhochebene an verschiedenen Seiten angeordnet sind.
29. Brennkraftmaschine insbesondere nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen verschiedener Einlassrohranordnungen in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
30. Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassrohranordnungen zweier benachbarter Zylinderbänke miteinander kämmend angeordnet sind.
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