DE102007054955A1

DE102007054955A1 - Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen

Info

Publication number: DE102007054955A1
Application number: DE102007054955A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Haas; Michael Seils
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2007-11-17
Filing date: 2007-11-17
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-11-18
Also published as: DE102007054955B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, zumindest aufweisend ein Kurbelgehäuse, V-förmig angeordnete Zylinderreihen und Gaswechseleinrichtungen beinhaltende Zylinderköpfe, die mit Abgassammelleitungen und Frischgasleitungen verchaltet sind, die über eine Abgasrückführleitung mit einem Abgasrückführungskühler verbunden sind, und wobei der zwischen den Zylinderreihen gebildete Raum in Höhe der Zylinderköpfe mit einem deckelförmigen Anbauteil abgedeckt ist. Erfindungsgemäß wird bei einer derartigen mehrzylindrigen Brennkraftmaschine die Abgasrückführung optimiert. Dies wird dadurch erreicht, dass das Anbauteil als Abgasrückführungskühler 4 ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, zumindest aufweisend ein Kurbelgehäuse, V-förmig angeordnete Zylinderreihen und Gaswechseleinrichtungen beinhaltende Zylinderköpfe, die mit Abgassammelleitungen und Frischgasleitungen verschaltet sind, die über eine Abgasrückführleitung mit einem Abgasrückführungskühler verbunden sind und wobei der zwischen den Zylinderreihen gebildete Raum in Höhe der Zylinderköpfe mit einem deckelförmigen Anbauteil abgedeckt ist.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 197 36 500 A1 bekannt. Diese mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen und Abgasrückführung weist ein Luftzuführungsgehäuse auf, das den V-förmigen Raum oberhalb der Zylinderköpfe abdeckt. Das Luftzuführungsgehäuse ist über Leitungen mit zwei auf gegenüberliegenden Längsseiten des Kurbelgehäuses angeordneten Abgasturboladern verbunden, während von im Bereich neben den Abgasturboladern verlaufenden Abgassammelleitungen eine Abgasrückführleitung zu einem im unteren Bereich des V-förmigen Raums angeordneten Abgasrückführungskühler verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer derartigen mehrzylindrigen Brennkraftmaschine die Abgasrückführung zu optimieren.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Anbauteil als Abgasrückführungskühler ausgebildet ist. Es ist zum Einhalten vorgegebener Emissionsgrenzwerte notwendig, die Abgasrückführung, insbesondere auch bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, dahingehend weiterzubilden, dass eine bessere beziehungsweise gleichmäßigere und gegebenenfalls genauer einstellbare Kühlung des zurückgeführten Abgases erfolgt. Dadurch, dass erfindungsgemäß das den zwischen den V-förmig angeordneten Zylinderreihen liegenden Raum abdeckende Anbauteil als Abgasrückführungskühler ausgebildet ist, kann dieser einerseits mit der entsprechenden Größe für eine effektive Kühlung ausgebildet werden und kann darüber hinaus weitere Funktionen übernehmen. So ist es dadurch, dass der Eintritt und der Austritt des Abgases in dem Abgasrückführungskühler an gegenüberliegenden V-seitigen Stirnseiten angeordnet ist und weiterhin der Kühlmitteleintritt und der Kühlmittelaustritt in den Abgasrückführungskühler auf einer Stirnseite angeordnet ist, möglich, die zur Umgebung weisende Außenfläche des Abgasrückführungskühlers glattflächig und den vorhandenen Raum vollständig abdeckend auszubilden, so dass sich neben einem angenehmen Erscheinungsbild auch der Vorteil ergibt, dass die Geräuschabstrahlung aus dem Raum reduziert wird. Weiterhin werden die in dem Raum angeordneten Teile der Brennkraftmaschine, insbesondere das Einspritzsystem mit Hochdruckpumpe(n), gegebenenfalls einem Rail und den Einspritzleitungen zu den Einspritzventilen gegen Beschädigungen und Verschmutzung wirkungsvoll geschützt. Zudem ist in weiterer Ausgestaltung der Abgasrückführungskühler von der Brennkraftmaschine abgekoppelt über mehrere, insbesondere vier Schwingungselemente an dieser befestigt. Dabei sind die Befestigungen so ausgelegt, dass der Abgasrückführungskühler leicht montiert und bedarfsweise auch wieder demontiert werden kann. Dazu sind die Anschlüsse zum Ein- und Austritt des Abgases und insbesondere zum Kühlmitteleintritt und Kühlmittelaustritt als einfach zu montierende Verbindungen ausgestaltet, wobei die Kühlmittelübertritte zusätzlich mit bei einer Demontage zu leicht zu schließenden Verschlüssen ausgestattet sein können. Die stirnseitige Einleitung und Ableitung des Abgases ermöglicht eine problemlose und mit kurzen Leitungen zu realisierende Entnahme des Abgases aus einer oder beiden Abgassammelleitungen. Werden beispielsweise die beiden Abgassammelleitungen an einem stirnseitig angeordneten gemeinsamen Abgasturbolader zusammengeführt, ist im Bereich des Eingangs in die Turbine des Abgasturboladers die Entnahme des Abgases problemlos möglich. Ist für jede Abgassammelleitung ein eigener Abgasturbolader vorgesehen, die auch beide auf einer gemeinsamen Stirnseite oder an die Stirnseite direkt angrenzenden gegenüberliegenden Längsseiten der Brennkraftmaschine angeordnet sind, wird bevorzugt aus jeder Abgassammelleitung vor dem Eintritt in den Abgasturbolader Abgas entnommen und über je eine kurze Leitung dem Eintritt in den Abgasrückführungskühler zugeführt. Dabei können die Leitungen an einem gemeinsamen Eintritt zusammengeführt werden oder aber auch mit je einem eigenen Eintritt in den Abgasrückführungskühler verschaltet sein. Die Menge des zurückgeführten Abgases wird entsprechend über eine oder zwei Regelklappen, die in die Leitung(en) eingeschaltet ist (sind), eingestellt. Da der oder die Abgasturbolader bevorzugt auf der Schwungradseite der Brennkraftmaschine angeordnet ist (sind), wird entsprechend auf dieser Stirnseite das Abgas in den Abgasrückführungskühler eingeleitet. Dem entsprechend wird das gekühlte Abgas auf der gegenüberliegenden riementriebseitigen Stirnseite der Brennkraftmaschine dem Abgasrückführungskühler entnommen und bevorzugt in die von einem Ladeluftkühler kommende gemeinsame Zufuhrleitung zu den Frischgasleitungen eingeleitet.
Für eine effektive Kühlung des Abgases wird in weiterer Ausgestaltung das Abgas und das Kühlmittel bevorzugt im Gegenstromprinzip durch den Abgasrückführungskühler geleitet, wobei aber grundsätzlich auch ein Gleichstromprinzip zur Anwendung kommen kann. In weiterer Ausgestaltung weist der Abgasrückführungskühler auf der Abgasseite innenliegende Kühlrippen auf, die einen verbesserten Wärmeübergang bewirken.
Neben der Einspritzvorrichtung ist in vorteilhafter Weiterbildung auch ein elektronisches Motorsteuergerät, das insbesondere zur Steuerung und Regelung des Einspritzsystems eingesetzt ist, mitsamt den notwendigen Kabelbäumen in dem von dem Abgasrückführungskühler abgedeckten Raum angeordnet. Schließlich ist der Abgasrückführungskühler so ausgebildet und dimensioniert, dass dieser begehbar ist. Dies ist insbesondere bei größeren Brennkraftmaschinen mit einem Hubraum von mehr als 1,9 l pro Zylinder vorteilhaft. Brennkraftmaschinen dieser Größe werden auch in Maschinen und Aggregaten verbaut und können dabei frei zugänglich angeordnet sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Fig. dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Es zeigen:
1 eine teilweise Ansicht einer 6-zylindrigen V-förmig ausgebildeten Brennkraftmaschine mit montiertem Abgasrückführungskühler ohne Anschlussleitungen und
2 in einer ähnlichen Ansicht einen Schnitt durch den Abgasrückführungskühler.
Die teilweise dargestellte Brennkraftmaschine 1 ist als wassergekühlte Brennkraftmaschine mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderreihen mit insgesamt sechs Zylindern ausgebildet, die angenähert ein Hubvolumen von 12 l aufweisen. Die Zylinder sind von einzelnen Zylinderköpfen 13 abgedeckt, die wiederum von separaten Zylinderkopfhauben 2 abgedeckt sind. Die Zylinderköpfe 13 beziehungsweise darin befindliche Gaswechseleinrichtungen sind mit Frischgasleitungen 3 verbunden, die direkt anschließend an die Zylinderköpfe 13 in dem V-förmigen Raum zwischen den Zylinderreihen angeordnet sind. Die nicht dargestellten Abgassammelleitungen sind jeweils auf der gegenüberliegenden äußeren Seite der Zylinderreihe angeordnet. Direkt oberhalb der Frischgasleitungen 3 ist der den gesamten Raum zwischen den V-förmig angeordneten Zylinderreihen als Anbauteil abdeckende Abgasrückführungskühler 4 angeordnet und mittels vier Schwingungselementen 5 an den beiden Frischgasleitungen 3 befestigt.
Das Abgas tritt über einen Eintritt 6 auf der schwungradseitigen Stirnseite des Abgasrückführungskühlers 4 in diesen ein und durch den Austritt 7 auf der gegenüberliegenden Stirnseite aus diesem aus. Der Kühlmitteleintritt 8 und der Kühlmittelaustritt 9 sind auf der letztgenannten Stirnseite neben dem Austritt 7 angeordnet. Diese genannten Übertritte sind über entsprechende Leitungen mit den Abgassammelleitungen, den Frischgasleitungen und dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine verschaltet.
In der Schnittdarstellung gemäß 2 ist der innere Aufbau des Abgasrückführungskühlers 4 dargestellt, der einen äußeren Kühlflüssigkeitsmantel 10 und einen inneren Abgasraum 11 aufweist. Der Abgasraum 11 ist mit Kühlrippen 12 versehen, die eine effektive Wärmeabfuhr von dem durchgeführten Abgas an das Kühlmittel, das Wasser oder Öl sein kann, gewährleisten.

1: Brennkraftmaschine
2: Zylinderkopfhaube
3: Frischgasleitung
4: Abgasrückführungskühler
5: Schwingungselement
6: Eintritt
7: Austritt
8: Kühlmitteleintritt
9: Kühlmittelaustritt
10: Kühlflüssigkeitsmantel
11: Abgasraum
12: Rippen
13: Zylinderkopf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19736500 A1 [0002]

Claims

Mehrzylindrige Brennkraftmaschine, zumindest aufweisend ein Kurbelgehäuse, V-förmig angeordnete Zylinderreihen und Gaswechseleinrichtungen beinhaltende Zylinderköpfen, die mit Abgassammelleitungen und Frischgasleitungen verschaltet sind, die über eine Abgasrückführleitung mit einem eingeschalteten Abgasrückführungskühler verbunden sind und wobei der zwischen den Zylinderreihen gebildete Raum in Höhe der Zylinderköpfe mit einem deckelförmigen Anbauteil abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil als Abgasrückführungskühler (4) ausgebildet ist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritt (6) und der Austritt (7) des Abgases in den Abgasrückführungskühler (4) an gegenüberliegenden Stirnseiten desselben angeordnet ist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleintritt (8) und der Kühlmittelaustritt (9) in den Abgasrückführungskühler (4) auf einer Stirnseite angeordnet ist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas und das Kühlmittel in Gegenstromprinzip durch den Abgasrückführungskühler (4) geleitet sind.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführungskühler (4) auf der Abgasseite Kühlrippen (12) aufweist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Motorsteuergerät auf der Unterseite des Abgasrückführungskühlers (4) in dem Raum angeordnet ist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführkühler (4) trittfest ausgestaltet und befestigt ist.
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführungskühler (4) von der Brennkraftmaschine abgekoppelt über mehrere, insbesondere vier Schwingungselemente (5) an dieser befestigt ist.