EP0379538B1 - Den raum zwischen v-förmig angeordneten zylinderreihen einer brennkraftmaschine überdeckende haube - Google Patents

Den raum zwischen v-förmig angeordneten zylinderreihen einer brennkraftmaschine überdeckende haube Download PDF

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EP0379538B1
EP0379538B1 EP89906714A EP89906714A EP0379538B1 EP 0379538 B1 EP0379538 B1 EP 0379538B1 EP 89906714 A EP89906714 A EP 89906714A EP 89906714 A EP89906714 A EP 89906714A EP 0379538 B1 EP0379538 B1 EP 0379538B1
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shroud
crankcase
cylinder heads
shaped
combustion engine
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Hans Sudmanns
Christoph Teetz
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Rolls Royce Solutions GmbH
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MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
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    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Definitions

  • the invention relates to a hood covering the space between V-shaped rows of cylinders of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, as is known for example from DE-C-36 35 478.
  • DE-C-36 35 478 shows the design of a housing which gas-tightly encloses the pitot tube of an internal combustion engine and the fuel gases from the cylinder heads to the pitot tube.
  • the cooled housing is located in the space between the cylinder rows of the internal combustion engine, which are arranged in a V-shape.
  • the housing consists of a lower part and an upper part, the latter of which has contact surfaces both on the cylinder heads and on the crankcase.
  • the contact surfaces on the cylinder heads must be sealed by ring seals between the cylinder heads and the upper housing part, and furthermore the upper part of the housing must be provided with a cover.
  • the invention has for its object to ensure the sealing of a space covered by a hood between two rows of cylinders of a V-engine without requiring special requirements on the manufacturing tolerances, or requiring a particularly high elasticity of the seals, and to achieve a good Sealing still no high forces have to be introduced in unfavorable areas of the engine.
  • the Pitot tube 5 like the exhaust gas lines 6 transferring the fuel gases from the cylinders 4 to the Pitot tube 5, is arranged in an exhaust gas-tight space in the region between the cylinder rows.
  • the exhaust gas-tight space is formed by corresponding walls of the crankcase 7 and a hood covering the crankcase 7.
  • the hood covering the space is formed from a central hood part 2, which rests on the crankcase 7, and wedge-shaped hood parts 3, which are designed as pipe elbows and connect the cylinder heads 10 to the central hood part 2.
  • the end faces of the hood parts 3 lie sealingly on the central hood part 2 and on the cylinder heads 10.
  • Ring seals 8 and 9 are arranged in the contact surfaces to compensate for shape tolerances. One of the ring seals can also be dispensed with.
  • the hood parts 3 are screwed to the crankcase 7 with two screws 11 each with high expansion capacity, for example expansion screws.
  • the hood parts 3 can compensate for positional tolerances and heat distortion by changing their height.
  • the sealing effect is independent of the position tolerances.
  • the forces with which the sealing surfaces of the wedge-shaped hood parts 3 are pressed against the central hood part 2 and the cylinder heads 10 thus depend solely on the expected heat distortion of the internal combustion engine and not on positional tolerances.
  • the forces introduced by screws 11 into the motor structure are correspondingly low. Because the heat distortion of the Motors is taken up by the screws 11 with displacement of the wedge-shaped hood parts 3, sealing elements with low expansion capacity, for example graphite seals, can be used which are resistant to high temperatures.
  • the compensation of shape tolerances on the central hood part 2 can be carried out by a seal 12 in the support on the crankcase 7. Positional tolerances have no influence on the seal.
  • the hood parts 3 resting on the central hood part 2 additionally increase the contact pressure of the hood part 2 on the crankcase 7. The sealing effect between the crankcase 7 and the hood part 2 is thereby increased.
  • the force exerted by the hood parts 3 on the central hood part 2 can be taken into account when designing the number of fastening screws for the central hood part 2.
  • Another advantage is that only lateral forces are introduced into the cylinder heads due to the attachment of the hood parts 3 with screws 11 in the crankcase 7. Since the contact forces are limited and are distributed over the contact surfaces, there is no risk of undesired deformation, particularly in the area of the liners.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine den Raum zwischen V-förmig angeordneten Zylinderreihen einer Brennkraftmaschine (1) überdeckende Haube zum gasdichten Einschluß des im Bereich zwischen den Zylinderreihen angeordneten Staurohrs (5) und der die Brenngase von den Zylindern (4) zum Staurohr (5) überführenden Abgasleitungen (6). An einer solchen Haube treten Dichtflächen sowohl zum Kurbelgehäuse (7) als auch zu den Zylinderköpfen (10) auf. Wegen der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen und daraus resultierenden Lagetoleranzen, sowie hohen Wärmeverzügen der Brennkraftmaschine (1) im Betrieb, und der Notwendigkeit hochtemperaturfeste Dichtungen mit kleinem Dehnungsvermögen verwenden zu müssen, ist der gasdichte Abschluß des Raums mit einer einstückigen, alle Dichtflächen tragenden Haube schwierig. Es wird deshalb vorgeschlagen, die Haube mit einem zentralen Haubenteil (2) auszuführen, das am Kurbelgehäuse (7) befestigt ist, und nur Anlageflächen zum Kurbelgehäuse (7), nicht jedoch zu den Zylinderköpfen (10) besitzt. Weitere, vorzugsweise in Form von Rohrkrümmern ausgebildete keilförmige Haubenteile (3) sind in einem V-förmigen Ausschnitt zwischen dem zentralen Haubenteil (2) und den Zylinderköpfen (10) angeordnet und werden durch Dehnschrauben in den V-förmigen Ausschnitt hineingezogen. Es bestehen gemeinsame Dichtflächen mit den Zylinderköpfen (10) und dem zentralen Haubenteil (2). Die Lagetoleranzen werden durch Einnahme einer entsprechenden Lage durch die keilförmigen Haubenteile (3) ausgeglichen. Dementsprechend sind die Kräfte, mit der die Dichtflächen aneinander zu drücken sind, allein abhängig vom erwarteten Wärmeverzug. Dementsprechend niedrig sind auch die in der Motorstruktur eingeleiteten Kräfte.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine den Raum zwischen V-förmig angeordneten Zylinderreihen einer Brennkraftmaschine überdeckende Haube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-C-36 35 478 als bekannt hervorgeht.
  • In der DE-C- 36 35 478 ist die Ausbildung eines Gehäuses dargestellt, das das Staurohr einer Brennkraftmaschine und die Brenngase von den Zylinderköpfen zum Staurohr überleitende Abgasleitungen gasdicht einschließt. Das gekühlte Gehäuse befindet sich im Raum zwischen den Zylinderreihen der Brennkraftmaschine, die V-förmig angeordnet sind. Das Gehäuse besteht aus einem Unterteil und einem Oberteil, von denen letzteres Anlageflächen sowohl an den Zylinderköpfen als auch am Kurbelgehäuse besitzt. Zum gasdichten Einschluß des Staurohrs und der zum Staurohr führenden Abgasleitungen müssen, wie jedoch nicht dargestellt, die Anlageflächen an den Zylinderköpfen durch Ringdichtungen zwischen den Zylinderköpfen und dem Gehäuseoberteil abgedichtet, und ferner das Gehäuseoberteil mit einem Deckel versehen werden. Ferner muß eine dichte Anlage des Gehäuseoberteils am Gehäuseunterteil oder, wenn der abgasdichte Raum anstelle von einem Gehäuseunterteil durch die Wandungen des Kurbelgehäuses begrenzt ist, des Gehäuseoberteils am Kurbelgehäuse vorgesehen sein. Wegen der auftretenden hohen Temperaturen sind in den Dichtbereichen hochtemperaturfeste Graphitdichtungen erforderlich, die jedoch den Nachteil eines geringen Dehnungsvermögens besitzen. Da das Gehäuseoberteil zum einen am Kurbelgehäuse aufliegt und zum anderen zugleich Dichtflächen mit den Zylinderköpfen bildet, und hochtemperaturfeste Dichtungen mit nur geringer Dehnungsfähigkeit verwendet werden sollten, müssen möglichst enge Fertigungstoleranzen gesetzt werden, um möglichst kleine Lagetoleranzen zu erreichen, was allerdings zu hohen Fertigungskosten führt. Wegen der dennoch unvermeidlichen Toleranzen und der im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden starken Wärmeverzüge müssen hohe Vorspannungen im Bereich der Dichtflächen wirken, um Undichtwerden zu vermeiden. Hohe Vorspannungen bedingen jedoch wiederum hohe Schraubkräfte, die in das Kurbelgehäuse und die Zylinderköpfe eingeleitet werden und unter Umständen zu unerwünschten Verformungen der Zylinderlaufbüchsen oder anderer Teile der Brennkraftmaschine führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung eines von einer Haube überdeckten Raumes zwischen zwei Zylinderreihen eines V-Motors sicherzustellen, ohne daß besondere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen zu stellen, oder ein besonders hohes Dehnvermögen der Dichtungen zu verlangen sind, und zur Erzielung einer guten Abdichtung dennoch keine hohen Kräfte in ungünstigen Bereichen des Motors eingeleitet werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ausbildung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung der Haube mit einem zentralen Haubenteil, das nur am Kurbelgehäuse und nicht an den Zylinderköpfen anliegt, und keilförmigen Haubenteilen, die in V-förmigen Ausschnitten zwischen dem zentralen Gehäuseteil und den Zylinderköpfen eingesetzt sind, sind die verschiedenen Dichtflächen separaten Bauteilen zugeordnet, die unabhängig voneinander befestigt werden und gegeneinander verschieblich sind. Durch die separate Befestigung in Verbindung mit der besonderen Ausbildung der Haubenteile sind die Anpreßkräfte und damit die Dichtwirkung unabhängig von den aufgrund von Fertigungstoleranzen entstehenden Lagetoleranzen. Es können deshalb von vorneherein geringere Vorspannungen im Bereich der Dichtflächen vorgesehen werden, wodurch auch die Beanspruchung der Motorbauteile durch einzuleitende Kräfte sinkt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigt die einzige Figur einen querschnitt durch eine Brennkraftmaschine im Bereich des Staurohrs.
  • Bei der in der Figur im querschnitt dargestellten Brennkraftmaschine 1 mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen ist das Staurohr 5 ebenso wie die die Brenngase von den Zylindern 4 zum Staurohr 5 überführenden Abgasleitungen 6 in einem abgasdichten Raum im Bereich zwischen den Zylinderreihen angeordnet. Der abgasdichte Raum wird durch entsprechende Wandungen des Kurbelgehäuses 7 und eine das Kurbelgehäuse 7 überdeckende Haube gebildet. Die den Raum überdeckende Haube wird aus einem zentralen Haubenteil 2, das auf dem Kurbelgehäuse 7 aufliegt, und keilförmigen Haubenteilen 3 gebildet, die als Rohrkrümmer ausgebildet sind und die Zylinderköpfe 10 mit dem zentralen Haubenteil 2 verbinden. Die Endflächen der Haubenteile 3 liegen dichtend am zentralen Haubenteil 2 und an den Zylinderköpfen 10 an. In den Anlageflächen sind jeweils Ringdichtungen 8 und 9 zum Ausgleich von Formtoleranzen angeordnet. Auf eine der Ringdichtungen kann dabei auch verzichtet werden. Die Haubenteile 3 sind mit jeweils zwei Schrauben 11 mit hohem Dehnvermögen, beispielsweise Dehnschrauben, am Kurbelgehäuse 7 angeschraubt.
  • Aufgrund ihrer keilförmigen Ausbildung und ihrer Verschiebbarkeit gegenüber dem zentralen Haubenteil 2 können die Haubenteile 3 Lagetoleranzen und Wärmeverzug durch Änderung ihrer Höhenlage ausgleichen. Die Dichtwirkung ist unabhängig von den Lagetoleranzen. Die Kräfte, mit der die Dichtflächen der keilförmigen Haubenteile 3 in ihrer Anlage am zentralen Haubenteil 2 und an den Zylinderköpfen 10 angepreßt werden, hängen somit alleine von dem erwarteten Wärmeverzug der Brennkraftmaschine ab, und nicht von Lagetoleranzen. Dementsprechend niedrig sind die von Schrauben 11 in die Motorstruktur eingeleiteten Kräfte. Da der Wärmeverzug des Motors von den Schrauben 11 unter Verlagerung der keilförmigen Haubenteile 3 aufgenommen wird, können Dichtelemente mit geringem Dehnungsvermögen, beispielsweise Graphitdichtungen, eingesetzt werden, die hochtemperaturbeständig sind.
  • Der Ausgleich von Formtoleranzen am zentralen Haubenteil 2 kann durch eine Dichtung 12 in der Auflage am Kurbelgehäuse 7 erfolgen. Lagetoleranzen haben keinen Einfluß auf die Abdichtung.Die am zentralen Haubenteil 2 aufliegenden Haubenteile 3 erhöhen zusätzlich die Anpreßkraft des Haubenteils 2 auf das Kurbelgehäuse 7. Die Dichtwirkung zwischen Kurbelgehäuse 7 und Haubenteil 2 wird dadurch erhöht. Die von den Haubenteilen 3 am zentralen Haubenteil 2 ausgeübte Kraft kann bei der Auslegung der Anzahl der Befestigungsschrauben für das zentrale Haubenteil 2 berücksichtigt werden.
  • Weiter ist vorteilhaft, daß in die Zylinderköpfe aufgrund der Befestigung der Haubenteile 3 mit Schrauben 11 im Kurbelgehäuse 7 nur Querkräfte eingeleitet werden. Da sich die Anpreßkräfte in Grenzen halten und über die Anlageflächen verteilt eingeleitet werden, ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung insbesondere im Bereich der Laufbüchsen ausgeschlossen.

Claims (2)

1. Den Raum zwischen V-förmig angeordneten Zylinderreihen einer Brennkraftmaschine überdeckende Haube zum gasdichten Einschluß des im Bereich zwischen den Zylinderreihen angeordneten Staurohrs und der die Brenngase von den Zylindern zum Staurohr überführenden Abgasleitungen, mit Anlageflächen der Haube am Kurbelgehäuse und an den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube mit einem zentralen, am Kurbelgehäuse (7) aufliegenden Haubenteil (2) und Haubenteilen (3) ausgeführt ist, die wie Keile dichtend in V-förmige Ausschnitte zwischen dem zentralen Haubenteil (2) und den Zylinderköpfen (10) eingesetzt sind, und durch Befestigung mit Schrauben (11) mit hohem Dehnungsvermögen am Kurbelgehäuse (7) in die V-förmigen Ausschnitte hineingezogen werden.
2. Haube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenteile (3) als Rohrkrümmer mit keilförmig geneigten Endflächen ausgebildet sind.
EP89906714A 1988-07-13 1989-06-19 Den raum zwischen v-förmig angeordneten zylinderreihen einer brennkraftmaschine überdeckende haube Expired - Lifetime EP0379538B1 (de)

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