WO2006116788A2 - Abgassystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006116788A2
WO2006116788A2 PCT/AT2006/000182 AT2006000182W WO2006116788A2 WO 2006116788 A2 WO2006116788 A2 WO 2006116788A2 AT 2006000182 W AT2006000182 W AT 2006000182W WO 2006116788 A2 WO2006116788 A2 WO 2006116788A2
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inlet
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exhaust
cylinders
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Reinhard Glanz
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Michael Gröger
Burkhart Breinesberger
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    • F01N2470/00—Structure or shape of exhaust gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/14—Plurality of outlet tubes, e.g. in parallel or with different length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2470/00—Structure or shape of exhaust gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/20—Dimensional characteristics of tubes, e.g. length, diameter

Definitions

  • the invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, with a preferably one-piece exhaust pipe arrangement with per cylinder at least a first exhaust pipe, wherein each two first exhaust pipes of two in the firing sequence not directly consecutive cylinder opens into a second exhaust pipe, and wherein two second Exhaust pipes open into a common manifold. Furthermore, the invention relates to a cylinder head of an internal combustion engine having a plurality of cylinders preferably arranged in rows, with an inlet channel arrangement and an outlet channel arrangement for at least two inlet valves and at least two outlet channels per cylinder, wherein at least one inlet channel leads to each inlet valve.
  • the invention also relates to a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine, having a cooling chamber arrangement with at least one cooling space, which is at least two arranged on one longitudinal side coolant paths per cylinder via a respective transfer opening in the Zylinderkopfdicht- surface with a coolant jacket connectable to the cylinder head cylinder block flow connectable wherein first and second coolant paths are disposed on different sides of a transverse engine transverse plane including a cylinder axis.
  • the invention further relates to a cylinder head for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, with at least one cooling chamber through which essentially flows in the transverse direction, wherein at least one engine transverse plane arranged centrally between two adjacent cylinders at least one penetrates the cooling chamber at least predominantly parallel to a cylinder axis Transverse rib is arranged.
  • the invention relates to an intake manifold for an internal combustion engine having at least two cylinders, with at least one preferably one-piece housing, which forms a common plenum, emanating from which leading to the cylinder inlet duct sections, wherein at least one group of inlet duct sections is designed switchable by flaps and wherein a plurality , Preferably all flaps are actuated by a common flap shaft.
  • the invention also relates to a tensioning device for a device connected to an aggregate traction means, in particular a belt, wherein the traction means can be tensioned by pivoting the unit and the unit can be fixed in this position via a screw on a console bolt of a screw, wherein the screw connection acts on a flange of the unit.
  • JP 01012021 A discloses an exhaust system with an asymmetrical exhaust pipe arrangement, wherein in each case the exhaust pipes of two cylinders are brought together and all the exhaust pipes unite into a collecting space. Again, there is strong turbulence in the mouths and adverse effect on the gas-dynamic activity.
  • EP 1 363 010 A1 and EP 1 362 996 A1 are also included in this application.
  • the known arrangements have the disadvantage that a large flange area or a plurality of inlet or outlet flanges is required. This increases the structural space requirements and the production costs.
  • DE 102 37 664 A1 discloses a cylinder head with two inlet openings for coolant flowing out of the cylinder block. Between the two exhaust valves, a main cooling Ström is guided in the direction of the spark plug Dome, while in each left and right edge region of the cylinder head space, a secondary cooling flow is formed. In addition to these precautions, coolant is directed by a cooling flow generated by a cooling passage in the region of a motor transverse plane to a hot spot in the cylinder head housing formed in the wall region of the combustion chamber at the level of the spark plug dome.
  • DE 102 56 178 A1 shows a water jacket for a cylinder head, wherein the water jacket has a constriction which is formed on a lower path in order to allow cooling water, which is conducted through a central path between two outlet openings, to flow uniformly, whereby cut between outlet openings, where a heat accumulation occurs, is cooled evenly.
  • the coolant passes through two coolant paths from the cylinder block in the cylinder head.
  • an inlet collector of the type mentioned is known.
  • the group of inlet channel sections starts from a first longitudinal side of the housing of the inlet collector.
  • the flap shaft is mounted directly in the housing, the flap shaft inserted during assembly in a bearing bore of the housing and then the flaps must be secured to the valve shaft with mounting screws. Therefore, the assembly and disassembly of the flaps is relatively laborious and time consuming.
  • the production of the deep hole for the shaft bearing is relatively expensive.
  • For the processing of the flap sealing surfaces further separate processing openings on the opposite sides of the flaps of the inlet collector are required.
  • tension means such as belts
  • tension means by pivoting an aggregate, for example, an alternator of an internal combustion engine
  • the position of the unit is manually fixed by a screw connection. Subsequently, the clamping force must be checked with a separate measuring device.
  • a spring with predefined spring force as an assembly aid, which generates the required clamping force of the traction means by pivoting the unit. After fixing the position of the unit via the screw the spring is removed again.
  • this special assembly tool is not always available for tensioning the traction device.
  • the belt tension can not or only roughly adjusted to the anticipated value.
  • the object of the invention is to provide an exhaust system with which an improved exhaust gas flow can be achieved.
  • a second object of the invention is to develop a cylinder head with a minimum number of connecting flanges.
  • a third object of the invention is to achieve targeted cooling in temperature-critical regions of the cylinder head.
  • a fourth object of the invention is to ensure adequate cooling of areas of the cylinder head that are subject to high thermal stresses.
  • a fifth object of the invention is to simplify the manufacture and assembly of the inlet collector of the type mentioned. Another object of the invention is to set the intended voltage for a traction device in the simplest possible way.
  • this is achieved in that in the mouth region of the two first and / or second exhaust pipes, the merging first and second exhaust pipes span an angle ⁇ 30 °, preferably ⁇ 20 °, wherein the angle is spanned by the tangents in reference points of the inner wall of the exhaust pipes in which reference points are defined by an amount approximately half the diameter of the first and second exhaust pipe upstream of a first intersection of the two tangents, and that a second intersection of at least one of the two tangents with the wall of the second exhaust pipe or of the manifold to a Amount downstream of the first intersection of the two tangents, which is greater than the diameter of the second tube or the manifold.
  • the diameter of the pipe section downstream of the respective mouth region is about 20% to 30% larger than the diameter of at least one opening pipe.
  • the lengths of the exhaust pipes can be between 250 mm and 450 mm, the lengths of the second exhaust pipes between about 30 mm and 600 mm.
  • tion paths are approximately the same and preferably between about 350 mm and 850 mm, particularly preferably 650 mm to 850 mm. It is particularly advantageous if the lengths of the flow paths through a first and second exhaust pipe for all cylinders between the cylinder and manifold is approximately equal. In a particularly preferred embodiment, it is provided that the sum of the lengths of the flow paths of each two cylinders with successive firing order is approximately the same and is preferably between 700 mm and 1700 mm.
  • the collecting pipe subsequently has a straight piece at the mouth region of the second exhaust pipes, the length of which is preferably greater than the diameter of the collecting pipe.
  • the collecting pipe preferably subsequently to the straight piece, has an exhaust gas aftertreatment device, wherein an inlet funnel can be arranged between the straight piece and the exhaust gas aftertreatment device.
  • Flow separations can be avoided in particular if the straight section of the collecting tube is followed by a diffuser whose length corresponds to at least twice the diameter of the collecting tube. Between inlet and outlet, the diameter of the diffuser preferably increases at least approximately by 20%.
  • at least one flexible pipe section is arranged at least in a second exhaust pipe and / or in the collecting pipe, wherein at least one flexible pipe section is particularly preferably arranged in each second exhaust pipe.
  • At least a first exhaust pipe and / or at least a second exhaust pipe is loop-like curved and is guided around an exhaust pipe of another cylinder around.
  • the exhaust system according to the invention is advantageously suitable for use in a vehicle with an underfloor catalyst.
  • connection flanges can be realized in that the channel geometries of the inlet channels and / or outlet channels of at least two adjacent cylinders are mirrored relative to at least one engine transverse plane between the two cylinders. Furthermore, it can be provided that the channel geometries of the inlet channels and / or outlet channels of at least two adjacent cylinders are mirrored relative to at least one engine transverse plane between the two cylinders.
  • the channels for neighboring cylinders can be merged into one flange. It is preferably provided that at least two inlet channels, preferably exactly two inlet channels of inlet valves of two adjacent cylinders emanate from a common inlet channel flange. Exactly so it is possible that at least two exhaust ports of exhaust valves of two adjacent cylinders emanating from a common outlet flange.
  • Inlet and outlet flanges may be arranged in the region of the engine transverse plane. In each case, a first engine transverse plane can intersect a first or second inlet flange and / or an outlet flange. The second engine transverse plane intersects only a second inlet flange.
  • the inlet channels of the two intake valves of a respective cylinder are formed separately between the inlet flanges and at least one valve chamber. This allows for optimal placement of the inlet coils and a minimum number of inlet flanges, with the number of inlet flanges z + 1, where z is the number of cylinders.
  • the required channel cross sections can nevertheless be achieved if at least two inlet channels of each cylinder are flow-connected to one another in the region of the preferably spirally formed valve space of an inlet valve.
  • the flow connection of the two inlet channels in the region of a valve chamber additionally has the advantage that the sand core can be stiffened during the casting process of the inlet channels.
  • a common outlet channel emanates from in each case two outlet valves of a cylinder, wherein the common outlet channels of each two adjacent cylinders to a common outlet flange, wherein preferably the number of Auslassflansche z / 2, where z is the number of cylinders.
  • a targeted cooling in temperature-critical regions of the cylinder head can be achieved if a third coolant path emanating from a third overflow opening is arranged at least partially in the region of the engine transverse plane and the third coolant path is separated from the first and second coolant paths to at least one partial cooling chamber in a thermally stressed region of the engine Cylinder head leads.
  • the partial cooling chamber at least partially surrounds a central receiving shaft for a component opening into the combustion chamber.
  • the partial cooling space at least partially surrounds a central receiving shaft for a component opening into the combustion chamber.
  • the coolant is fed from the third coolant passage from the coolant jacket of the cylinder block via the third coolant path directly from the water jacket of the cylinder block into the partial cooling space in the region of the web between intake and exhaust valve and / or in the region of the receiving shaft for the central component.
  • branches from the third coolant path a preferably arranged approximately parallel to the cylinder axis, leading to an upper part of cooling chamber riser.
  • the riser facilitates the production of coolant through casting cores by casting technology and at the same time serves as a degassing channel for the coolant.
  • the riser channel can be used to selectively direct a defined amount of coolant in the upper coolant subspace.
  • the height of the third coolant path is at least 0.5 to 3 times the thickness of the fire deck. As a result, sufficient heat dissipation from thermally critical areas can be ensured.
  • a further improvement in the cooling performance can be effected when the cross section of the third coolant path decreases in the flow direction of the coolant.
  • the cross section may be greatest in the region of the overflow opening of the cylinder block, wherein preferably the third coolant path in the region of the fire deck before entry into the partial cooling chamber has a nozzle-like constriction.
  • the constriction can be achieved, for example, by a bulge of the wall of the third coolant path, preferably on the duct ceiling of the coolant path. ges, be educated. Due to the constriction, the coolant flow is accelerated and can also be directed specifically to a hot spot.
  • the riser channel may be located upstream or downstream of the throat.
  • first and / or the second coolant path is connected to the upper section of the cooling chamber arrangement via at least one cooling region adjoining an outlet channel.
  • two cooling chambers are arranged in the cylinder head, wherein the first and / or the second coolant path opens into a first cooling space and / or the third coolant path into a second cooling space, wherein preferably the first cooling space adjoins the fire deck and the second cooling space is disposed above the first cooling space.
  • first and second coolant paths on the one hand and the third coolant path on the other hand the coolant streams can be selectively divided into the first and the second cooling chamber.
  • the transverse rib is formed and / or arranged asymmetrically with respect to the transverse plane. This ensures that the coolant flow is throttled on one side of the transverse plane and throttled on the other side. Thus, more highly thermally stressed portions of the cylinder is supplied to more coolant than the adjacent cylinder.
  • the transverse rib has a longitudinal center plane with respect to which the transverse plane is formed symmetrically.
  • the transverse rib itself may be formed symmetrically with respect to a longitudinal center plane extending through the centroid. To reduce flow resistance, it is advantageous if the transverse rib is shaped like a wing profile.
  • the transverse plane can be spanned by cylinder head bolts arranged between two cylinders.
  • the flap shaft is connected in at least one housing firmly connected to the housing.
  • Baren bearing body is mounted, wherein preferably the bearing body is positively connected to the housing.
  • the bearing body in the region of the flange of the inlet channel sections is connectable to the housing.
  • Deep hole bores for the valve shaft can be avoided by the bearing body is inserted into a preferably milled into the housing groove, wherein the shape of the bearing body is adapted to the profile of the groove.
  • An exact positive connection can be made possible if the groove has a substantially conical profile.
  • the groove - the inlet channel sections of the group crossing - extending in the longitudinal direction of the flange is provided.
  • the positionally correct position of the bearing body is defined in the groove by a form-fitting centering device, wherein preferably the centering device is formed by a projection of the bearing body or the housing, which with a corresponding shaped recess of the housing or the bearing body cooperates.
  • the bearing bodies are advantageously formed by plastic inserts.
  • the housing of the intake manifold may be made of light metal, in particular aluminum or an aluminum alloy.
  • a particularly simple assembly and disassembly of the intake manifold can be realized when the flaps, bearing body and valve shaft are combined to form a pre-assembly. Since the flaps are arranged directly in the region of the flange, the flap sealing surfaces can be processed particularly easily from the side of the flange.
  • the inlet collector according to the invention is characterized by particularly simple production and rapid assembly and disassembly operations, in particular deep hole drilling for the shaft bearing and intermediate flanges can be avoided.
  • the tensioning device comprises at least one, preferably a screwdriver. benfeder formed, biasing member which exerts a predefined clamping force on the unit in the clamping direction, wherein the biasing member is supported on a bolt attached to the screw threaded nut.
  • the clamping nut is designed as a clamping sleeve.
  • the unit for example, an alternator
  • the clamping nut is tightened until the stop comes to rest almost on the first flange.
  • the clamping force applied to the unit by the preloading element acts on you.
  • a fixation of the unit in this clamping position can be done in a simple manner by the fact that the screw has a lock nut which engages on a second flange surface facing away from the first flange of the flange.
  • FIGS. show schematically:
  • Fig.l an inventive exhaust system in a first embodiment
  • Fig. 3 shows the detail III of Fig. 1;
  • Fig. 4 shows the detail IV of Fig. 1;
  • FIG. 5 shows the exhaust pipe arrangement in a section along the line V-V in Fig. 1.
  • FIG. 7 shows the exhaust pipe arrangement in a plan view
  • FIG. 8 shows a first example of installation for the exhaust pipe arrangement
  • FIG. 10 shows a channel arrangement of a cylinder head according to the invention in a first embodiment variant
  • FIG. 11 shows a channel arrangement of a cylinder head according to the invention in a second embodiment variant
  • FIG. 12 shows a cooling channel core arrangement of a cylinder head according to the invention in an oblique view
  • FIG. 13 shows the cooling channel core arrangement in a section in a transverse plane along the line XIII-XIII in FIG. 12;
  • FIG. 14 shows the cooling channel core assembly in a view from the side of the cylinder head sealing plane
  • FIG. 15 shows a cylinder head according to the invention in a section according to the line XV-XV in FIG. 12 or FIG. 14;
  • FIG. 16 shows a cooling chamber arrangement of a cylinder head according to the invention in a section according to the line XVI-XVI in FIG. 17;
  • FIG. 17 shows this cooling chamber arrangement in a section according to the line XVII-XVII in FIG. 16;
  • FIG. 18 shows a cooling space arrangement in another embodiment variant
  • FIG. 19 shows an oblique view of the inlet collector according to the invention.
  • FIG. 20 shows the inlet collector in a side view
  • FIG. 21 shows the inlet collector in a section according to the line XXI-XXI in FIG. 20; FIG. and
  • Fig. 22 is a tensioning device for a traction means.
  • An exhaust system 10 for an internal combustion engine 20 has an exhaust pipe arrangement with at least one first exhaust pipe 11, 12, 13, 14 per cylinder 1, 2, 3, 4.
  • the firing order of the cylinders is, for example, 1-3-4-2.
  • the second exhaust pipes 15, 16 unite in a further sequence in a common manifold 17. Downstream of the manifold 17, a catalyst 18 is arranged.
  • the opening first and second exhaust pipes 11, 14; 12, 13; 15, 16 each have an angle ⁇ i, ⁇ 2 of at most 30 ° to each other, wherein the angle ⁇ i, ⁇ 2 through the tangents ti, t 2 and t 3 , t 4 in reference points Pi, P 2 and P 3 , P 4 of the respective inner wall IIa, 12a, 13a, 14a and 15a, 16a of the respective exhaust pipe 11, 12, 13, 14 and 15, 16 is defined.
  • the reference points Pi, P 2 or P 3 , P 4 are in this case of a first intersection Si or S 3 to a - measured in the direction of the flow axis Xi and X 2 of the downstream common second exhaust pipe 15, 16 and manifold 17 - spaced.
  • the distance a x or a 2 is half the diameter di or d 2 , the opening into the mouth region 21, 22 and 23 respectively first and second exhaust pipes 11, 14; 12, 13 and 15, 16, respectively, as shown in Figs. 3 and 4, respectively.
  • At least a second intersection S 2 or S 4 of a tangent t 2 or t 3 with the inner wall 15a of the common second exhaust pipe 15 and the inner wall 17a of the manifold 17 is located by an amount bi or b 2 downstream of the intersection Si and S 3 , which is greater than the diameter d 2 and d 3 of the common second exhaust pipe 15 and 17.
  • the diameter d 2 and d 3 of the common second exhaust pipe and the manifold 17 is 20% to 30% greater than that Diameter di or d 2 of the inflowing first and second exhaust pipes 11, 14, 12, 13 and 15, 16.
  • the length of the first exhaust pipes 11, 12, 13, 14 is denoted by Lu, L i2 , Li 3 , Li 4 , the length of the second exhaust pipes 15, 16 with L i5 and Li 6 .
  • Ln + Li 5, L i3 + Li 6, L i4 + L 16 Li 2 + Li 6 of the flow paths of the first and second exhaust pipe 11, 15; 13, 16; 14, 15; 12, 16 of at least two consecutive cylinders 1, 3, 4, 2 equal.
  • first exhaust pipe 12, 13 and / or a second exhaust pipe 16 is arcuately curved, advantageously the first or second exhaust pipe 12th , 13, 16 can be guided around another first or second exhaust pipe 11, 15, as indicated in FIG.
  • a loop-like guidance upwards is particularly advantageous when the vehicle is a limited ground clearance available.
  • arcuate guides of exhaust pipes 11, 12, 13, 14 the unobstructed straight access of a tool with the diameter of the tool and the associated clearance for assembly and disassembly must be ensured. So there must be a cylindrical clearance in front of each mounting screw.
  • Downstream of the union of the second exhaust pipes 15, 16 connects to the mouth region 23 a straight piece of pipe 17 'of the manifold 17 with the length L G , wherein the length L G is greater than the diameter d 3 of the common manifold 17. It can, for example 20 mm.
  • a diffuser 19 whose length L D is at least twice the diameter d 3 of the manifold 17.
  • the diameter D d of the diffuser outlet is larger by about 20% than the diameter d 3 of the diffuser inlet.
  • the diffuser 19 can be arranged between the manifold 17 and the catalyst 18, an inlet funnel 24.
  • the flow distance of the catalyst 18 to the cylinder head flange of the internal combustion engine 20 is, for example, 300 mm to 500 mm.
  • Fig. 2 shows a variant of the invention, wherein in the second exhaust pipes 15, 16, a flexible pipe section 25, 26 is arranged. Compared with a flexible pipe section in the manifold 17, this arrangement has the advantage that the catalyst 18 can be brought closer to the mouth region 23.
  • the exhaust system 10 may be installed in a vehicle 30 with a catalyst 18 configured as a so-called underfloor catalyst.
  • the first exhaust pipes 11, 12, 13, 14 are connected to the front or rear side and open into the second exhaust pipes 15, 16.
  • the sum of the lengths Ln and Li 5 may for example be between 650 mm and 850 mm , This is followed by a short straight piece, the manifold 17 and then the catalyst 18.
  • a flexible pipe section 25, 26 is arranged in each case.
  • the cylinder head 110 has a plurality of cylinders 101, 102, 103, 104 arranged in series next to each other, each having two intake valves 105, 106 and two exhaust valves 107, 108 per cylinder 101, 102, 103, 104.
  • valve image and the inlet channel arrangement 111, as well as the outlet channel arrangement 112 of at least two adjacent cylinders 101, 102, 103, 104 are each mirrored about a motor transverse plane 113a, 113b between two cylinders 101, 102, 103, 104.
  • the inlet channels 105a, 106a and the outlet channels 109 of two adjacent cylinders 101, 102, 103, 104 can be inserted into a common inlet flange 114, 115 or outlet flange 117 in the area of Motor transverse plane 113a, 113b are merged.
  • the first engine lateral plane 113a intersects a first inlet flange 114 and an outlet flange 117.
  • the second engine transverse plane 113b intersects only a second inlet flange 115. Except for the outer inlet channels 105a, the outermost cylinders 101, 104.
  • the number of outlet flanges 117 equal to half the number of cylinders, namely z / 2, where z is the number of cylinders 101, 102, 103, 104.
  • FIG. 11 shows an arrangement in which the inlet channels 105a, 106a are guided completely separated.
  • the inlet and outlet channel arrangement 111, 112 By the described inlet and outlet channel arrangement 111, 112, the number of connecting flanges 114, 115, 116, 117 can be minimized and the cylinder head 110 can be made very compact. Mutual support of the individual inlet channels 105a, 106a results in a robust structure. In addition, an optimal channel guidance for the generation of swirl can be achieved. Of the two inlet channels 105a, 106a per cylinder 101, 102, 103, 104, the inlet channel 105a is designed in each case as a tangential channel and the inlet channel 6a as a spiral channel.
  • valve image can - as shown in the embodiments - twisted or be formed in parallel with respect to the engine longitudinal or transverse planes.
  • the cooling space arrangement 210 formed by the cooling channel core arrangement 240 for a cylinder head 230 of an internal combustion engine has at least one cooling space 210a, the first, second and third coolant paths 201, 202, 203 and their passage openings 204, 205, 206 flow-connected to a water jacket of a cylinder block (not shown) can be.
  • the first and second coolant paths 201, 202 flow around non-illustrated exhaust valves in an outer cooling region 207, 208.
  • a portion of the coolant e.g. 15% to 20% of the coolant quantity, can flow via vertical cooling regions 207a, 208a into an upper partial cooling space 209.
  • the rest of the coolant flows through the cylinder head 230 in the transverse direction along the fire deck 222 to a partial cooling space between two cylinders and subsequently to the opposite longitudinal side of the cylinder head 230, where the accumulation of the coolant along the engine towards a main outlet 231.
  • the coolant flow of the third coolant path 203 is led directly to a partial cooling space 211, which in the exemplary embodiment extends on the one hand into a web region 212 between inlet valve and exhaust valve and on the other hand into a partially annular region 213 adjacent to the fire deck around a central receiving shaft for a spark plug or an injection device.
  • the third coolant path 203 is arranged substantially in the region of a cylinder axis 214 of the cylinder head including the cylinder axis 214. From the third coolant path 203 branches off a substantially parallel to the cylinder axis 214 formed riser 216 and opens into an upper portion 209 of the cooling chamber 210 a.
  • the first, second and third coolant paths 201, 202, 203 are interconnected.
  • FIG. 13 shows a core illustration of the cooling space arrangement 210 in a section in the engine transverse plane 215.
  • the height h of the third coolant path 203 is 0.5 to 3 times the thickness s of the fire deck 222 (FIG. 15).
  • At least one bulge 220 may be provided in the region of the channel ceiling 219 of the third coolant path 203, which forms a nozzle-like constriction 221 of the coolant path, by which the speed of the coolant is increased and deflected to thermally critical points ,
  • the riser channels 216 serve as degassing channels and as a flow connection to the upper part cooling space 209.
  • the invention has been explained with reference to a cylinder head with cross-flow cooling. But it is also applicable to cylinder heads with longitudinal flow.
  • FIGS. 16 to 18 show a cooling chamber arrangement 310 with a cooling chamber 310a of a cylinder head 330 of an internal combustion engine having a plurality of cylinders A, B, C, D, passing through it for several cylinders.
  • Two each between two cylinders A, B, C, D span two with respect to the other Cylinder axis 314 parallel cylinder head bolts 331, 332 a motor transverse plane 333 on.
  • a transverse rib 334 is arranged in each of the two cylinders A, B, C, D in the water space 310a.
  • the coolant flows transversely across the water space 310a according to the arrows 335 to the inlet channel walls 336, 337 on both sides of the transverse plane 333 of adjacent cylinders A , B, C, D splits.
  • the transverse plane 333 is normal to a longitudinal plane 333a defined by the cylinder axes 314.
  • the transverse rib 334 is arranged asymmetrically and eccentrically with respect to the transverse plane 333.
  • the area center of gravity S of the transverse rib 334 is thus provided eccentrically to the transverse plane 333.
  • the eccentricity is denoted by e.
  • the transverse rib 334 is formed symmetrically with respect to a longitudinal center plane 338 of the transverse rib 334 in the exemplary embodiment. But it is also an asymmetric regular or irregular shape of the transverse rib 334 possible. In particular, the transverse rib 334 may have a flow-favorable profile, for example a wing profile.
  • the clear width ai to the inlet channel wall 336 on one side of the transverse plane 333 is less than the clear width a 2 to the inlet channel wall 337 on the other side of the transverse plane 333.
  • This causes the coolant flow on the one Throttled and throttled on the other side. This will be on one An increase on the side and on the other His a slowdown in the coolant speed achieved, whereby the cooling can be adapted to the particular circumstances.
  • transverse rib 334 it is also possible to effect a deflection of the flow by adjusting the transverse rib 334, as shown in FIG.
  • the longitudinal center plane 338 of the transverse rib 334 is inclined at an angle ⁇ > 0 to the transverse plane 333.
  • FIGS. 19 to 21 show a switchable inlet header 401 with a housing 402 for a multi-cylinder internal combustion engine.
  • the one for all cylinder common plenum 403 enclosing housing 402 is executed substantially in one piece.
  • inlet duct sections 404 which are made integral with the housing 402, lead to the cylinders (not shown).
  • At least one group of inlet duct sections 404 is designed to be switchable. Via a flange 405, the inlet channel sections 404 are connected to a cylinder head not shown.
  • flaps 406 can be arranged in the inlet channel pieces 404 of the inlet header 401.
  • the flaps 406 of several inlet channel sections 404 can be actuated via a common flap shaft 407.
  • the flap shaft 407 is mounted substantially wedge-shaped in bearing bodies 408 on both sides of each flap 406.
  • the housing 402 has a groove 409, which is milled inward of the flange 405 and intersects the inlet channel sections 404 in an advantageous manner, for receiving the bearing bodies 408.
  • the profile of the groove 409 is substantially conical, with the bearing bodies having a corresponding reciprocal shape.
  • the groove 409 receives all the bearing body 408.
  • a form-fitting centering means 410 between bearing bodies 408 and groove 409 are provided.
  • the centering devices 410 are each formed in the exemplary embodiment by a projection 410a of each bearing body 408, which engages in a corresponding recess 410b of the groove 409.
  • the projections 410a may be formed as noses cast on the bearing body 408, which have bores in the housing 402 as a counterpart. But it can also be provided on the inner diameter of the bearing body 408 radial webs, which engage in recesses of the valve shaft 407, thereby allowing a positioning of the bearing body 408.
  • the flaps 406 can be preassembled on the flap shaft 407, possibly even soldered or welded by means of a suitable device, whereby elaborate processing of the flap shaft 407 (slots for flap insert or threaded holes for flap attachment) can be omitted.
  • the bearing bodies 408 are assembled from two or more parts in order to fix them on the flap shaft 407 after the flaps 406 have been attached.
  • Flaps 406, valve shaft 407 and bearing body 408 can be combined in each case to a pre-assembly 411 and used together in the housing 402 of the inlet manifold 401.
  • the bearing bodies 408 are formed for example by plastic inserts.
  • the sealing of the flange 405 and the bearing body 408 relative to the cylinder head can be done in a known manner, for example via a soft material seal.
  • FIG. 22 shows a tensioning device 501 for a traction means 502, for example a belt, which acts on a drive pulley 503 of an aggregate 504, for example an alternator.
  • the traction means 502 is driven, for example, by the crankshaft (not shown) of an internal combustion engine.
  • the unit 504 is pivotable about an axis not shown, which is spaced from the axis of rotation of the drive pulley 503.
  • the tensioning of the traction means 502 is effected by pivoting the unit 504, in the direction indicated by reference numeral 505 direction.
  • the clamping device 501 has a screw connection 506 with a threaded bolt 507, a clamping nut 508, a biasing element 509 and a lock nut 510.
  • the bolt 507 is supported at its first end 507a on a bracket 511 of the engine and is connected in the region of its second end 507b with a flange 512 of the unit 504, wherein the bolt 507 penetrates a bore 513 of the flange 512.
  • the bolt 507 acting on the clamping nut 508 is formed in the embodiment as a clamping sleeve.
  • the biasing element 509 formed by a coil spring with a defined spring characteristic is arranged between the clamping nut 508 and the flange 512, wherein the biasing element 509 is pressed by the clamping nut 508 against the flange 512.
  • the clamping nut 508 is tightened, whereby the biasing member 509 is pressed with increasing force against the flange 512.
  • the clamping nut 508 has a stop 514, which defines the maximum biasing force of the biasing member 509. The clamping nut 508 is tightened until the stop 514 just rests on the first flange 515 of the flange 512.
  • the decreasing with the rotation of the clamping nut 508 in the biasing direction distance between the stopper 514 and the first Flange surface 515 is labeled x.
  • the unit 504 is thus pressed by the biasing member 509 with the maximum allowable force in the clamping direction 505, whereby the predefined tension of the traction means 502 is reached.
  • the lock nut 510 is tightened in the direction of the clamping nut 508, the lock nut 510 acting on a first flange surface 515 facing away from the second flange 516.
  • the flange 512 is thus fixed between the clamping nut 508 and lock nut 510.
  • the intended voltage of the traction means 502 can be adjusted without special tools and without a special measuring device, so that, for example, a change of the traction means 502 far away from a workshop with little effort and in compliance with the prescribed tension of the traction means 502 is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abgassystem (10) für eine Brennkraftmaschine (20) mit mehreren Zylindern (1, 2, 3, 4), mit einer vorzugsweise einstückigen Abgasrohranordnung mit pro Zylinder (1, 2, 3, 4) zumindest einem ersten Abgasrohr (11, 12, 13, 14), wobei jeweils zwei erste Abgasrohre (11, 14; 12, 13) zweier in der Zündfolge nicht unmittelbar aufeinanderfolgender Zylinder (1, 2, 3, 4) in jeweils ein zweites Abgasrohr (15, 16) münden, und wobei jeweils zwei zweite Abgasrohre (15, 16) in ein gemeinsames Sammelrohr (17) münden. Es wird vorgeschlagen, dass im Mündungsbereich (21, 22, 23) der beiden ersten und/oder zweiten Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) die zusammenführenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) einen Winkel (a<SUB>1</SUB>, a<SUB>2</SUB>) = 30°, vorzugsweise = 20°, aufspannen, wobei der Winkel (a<SUB>1</SUB>, a<SUB>2</SUB>) durch die Tangenten (t<SUB>1</SUB>, t<SUB>2</SUB>, t<SUB>3</SUB>, t<SUB>4</SUB>) in Referenzpunkten (P<SUB>1</SUB>, P<SUB>2</SUB>, P<SUB>3</SUB>, P<SUB>4</SUB>) der Innenwand (11a, 14a; 12a, 13a; 15a, 16a) der Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) aufgespannt ist, welche Referenzpunkte (P<SUB>1</SUB>, P<SUB>2</SUB>, P<SUB>3</SUB>, P<SUB>4</SUB>) um einen etwa dem halben Durchmesser (d<SUB>1</SUB>, d<SUB>2</SUB>) des ersten bzw. zweiten Abgasrohres (11, 14; 12, 13; 15, 16) entsprechenden Betrag (a<SUB>1</SUB>, a<SUB>2</SUB>) stromaufwärts eines ersten Schnittpunktes (S<SUB>1</SUB>, S<SUB>2</SUB>) der beiden Tangenten (t<SUB>1</SUB>, t<SUB>2</SUB>, t<SUB>3</SUB>, t<SUB>4</SUB>) definiert sind.

Description

Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einer vorzugsweise einstückigen Abgasrohranordnung mit pro Zylinder zumindest einem ersten Abgasrohr, wobei jeweils zwei erste Abgasrohre zweier in der Zündfolge nicht unmittelbar aufeinanderfolgender Zylinder in jeweils ein zweites Abgasrohr mündet, und wobei jeweils zwei zweite Abgasrohre in ein gemeinsames Sammelrohr münden. Weiters betrifft die Erfindung einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit mehreren vorzugsweise in Reihen angeordneten Zylindern, mit einer Einlasskanalanordnung und einer Auslasskanalanordnung für zumindest zwei Einlassventile und zumindest zwei Auslasskanäle pro Zylinder, wobei zu jeweils einem Einlassventil zumindest ein Einlasskanal führt. Die Erfindung betrifft auch einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit einer Kühlraumanordnung mit zumindest einem Kühlraum, welcher über zumindest zwei an einer Längsseite angeordnete Kühlmittelwege pro Zylinder über jeweils einer Übertrittsöffnung in der Zylinderkopfdicht- fläche mit einem Kühlmittelmantel eines an den Zylinderkopf anschließbaren Zylinderblockes strömungsverbindbar ist, wobei ein erster und zweiter Kühlmittelweg an verschiedenen Seiten einer eine Zylinderachse beinhaltenden Motorquerebene angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit zumindest einem für mehrere Zylinder durchgehenden im Wesentlichen in Querrichtung durchströmten Kühlraum, wobei im Bereich zumindest einer mittig zwischen zwei benachbarten Zylindern angeordneten Motorquerebene zumindest eine den Kühlraum zumindest überwiegend parallel zu einer Zylinderachse durchdringende Querrippe angeordnet ist. Weiters betrifft die Erfindung einen Einlasssammler für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern, mit zumindest einem vorzugsweise einstückigen Gehäuse, welches einen gemeinsamen Sammelraum ausbildet, von welchem zu den Zylindern führende Einlasskanalteilstücke ausgehen, wobei zumindest eine Gruppe von Einlasskanalteilstücken durch Klappen schaltbar ausgeführt ist und wobei mehrere, vorzugsweise alle Klappen durch eine gemeinsame Klappenwelle betätigbar sind. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Spanneinrichtung für ein mit einem Aggregat verbundenes Zugmittel, insbesondere einen Riemen, wobei das Zugmittel durch Schwenken des Aggregates gespannt werden kann und das Aggregat in dieser Position über einen sich an einer Konsole abstützenden Schraubbolzen einer Schraubverbindung fixiert werden kann, wobei die Schraubverbindung an einem Flansch des Aggregates angreift. Aus der EP 1 387 052 Al ist ein Abgassystem der eingangs genannten Art bekannt. Die Strömungsmittellinien zweier zusammenführender Rohre weisen dabei einen Winkel auf, der kleiner oder gleich 20° ist. Allerdings sind die Rohrinnenseiten stromaufwärts der Mündungszunge so geformt, dass es zu Verwirbelungen im Mündungsbereich kommt. Dadurch wird das dynamische Verhalten der Abgasströmung empfindlich gestört, wodurch es zu Leistungseinbußen kommen kann. Eine ähnliche Brennkraftmaschine ist aus der EP 1 342 890 A2 bekannt.
Weiters offenbart die JP 01012021 A ein Abgassystem mit einer asymmetrischen Abgasrohranordnung, wobei jeweils die Abgasrohre zweier Zylinder zusammengeführt sind und alle Abgasrohre sich in einen Sammelraum vereinen. Auch hier kommt es im Bereich der Mündungen zu starken Verwirbelungen und zu nachteiliger Beeinflussung der gasdynamischen Aktivität.
Durch Referenz werden in diese Anmeldung auch die Inhalte der EP 1 363 010 Al und EP 1 362 996 Al eingeschlossen.
Es ist bekannt, die Einlasskanäle getrennt zwischen der Einlassflanschfläche und den Einlassventilen auszuführen. Es ist auch bekannt, für jeweils zwei Einlassventile eines Zylinders einen gemeinsamen Einlasskanal im Zylinderkopf vorzusehen, welcher sich erst im Bereich des Ventilraumes verzweigt. Weiters sind Zylinderköpfe mit zwei Einlassventilen pro Zylinder bekannt, zu welchen separate Einlasskanäle führen, wobei die Einlasskanäle im Bereich eines spiralförmig ausgebildeten Ventilraumes über eine Öffnung strömungsverbunden sind.
Die bekannten Anordnungen haben den Nachteil, dass ein großer Flanschflächenbereich beziehungsweise eine Vielzahl von Einlass- bzw. Auslassflanschen erforderlich ist. Dies erhöht den baulichen Raumbedarf und den Fertigungsaufwand.
Die DE 102 37 664 Al offenbart einen Zylinderkopf mit zwei Einströmöffnungen für aus dem Zylinderblock einströmendes Kühlmittel. Zwischen den beiden Auslassventilen wird in Richtung des Zündkerzendomes ein Hauptkühl ström geführt, während im jeweils linken und rechten Randbereich des Zylinderkopfraumes ein Nebenkühlstrom ausgebildet ist. Zusätzlich zu diesen Vorkehrungen wird durch einen von einem Kühlkanal im Bereich einer Motorquerebene erzeugter Kühlstrom Kühlmittel auf direktem Weg zu einer Heißstelle im Zylinderkopfgehäuse geführt, die im Wandbereich des Brennraumes auf der Höhe des Zündkerzendomes ausgebildet ist.
Die DE 102 56 178 Al zeigt einen Wassermantel für einen Zylinderkopf, wobei der Wassermantel eine Engstelle aufweist, der an einem Unterpfad ausgebildet ist, um Kühlwasser, das durch einen Zentralpfad zwischen zwei Austrittsöffnungen geleitet wird, gleichmäßig fließen zu lassen, wodurch größtenteils der Ab- schnitt zwischen Austrittsöffnungen, an dem ein Wärmestau auftritt, gleichmäßig gekühlt wird. Das Kühlmittel gelangt dabei über zwei Kühlmittelwege aus dem Zylinderblock in den Zylinderkopf.
Insbesondere bei Zylinderköpfen mit Querstromkühlung ist es bekannt, im Bereich einer Querebene zwischen den Zylindern zumindest eine Querrippe anzuordnen, um das Kühlmittel auf beide Zylinder aufzuteilen und eine Anströmung von Auslasskanälen benachbarter Zylinder zu bewirken.
In bestimmten Konfigurationen und Betriebsbereichen wäre allerdings eine spezifisch verstärkte Kühlung von thermisch hoch beanspruchten Bereichen des Zylinderkopfes erforderlich.
Aus der WO 2004/063551 Al ist ein Einlasssammler der genannten Art bekannt. Die Gruppe von Einlasskanalteilstücken geht dabei von einer ersten Längsseite des Gehäuses des Einlasssammlers aus. Die Klappenwelle ist direkt im Gehäuse gelagert, wobei die Klappenwelle bei der Montage in einer Lagerbohrung des Gehäuses eingeschoben und danach die Klappen auf der Klappenwelle mit Befestigungsschrauben befestigt werden müssen. Daher ist der Montage- und Demontagevorgang der Klappen relativ arbeits- und zeitaufwändig. Auch die Herstellung der Tieflochbohrung für die Wellenlagerung ist relativ aufwändig. Für die Bearbeitung der Klappendichtflächen sind weiters separate Bearbeitungsöffnungen auf der den Klappen gegenüberliegenden Längsseiten des Einlasssammlers erforderlich.
Es ist bekannt, Zugmittel durch automatische Spanneinrichtungen vorzuspannen. Automatische Spanneinrichtungen sind allerdings relativ aufwändig und kostenintensiv und benötigen viel Bauraum.
Weiters ist es bekannt, Zugmittel, wie Riemen, durch Schwenken eines Aggregates, beispielsweise einer Lichtmaschine einer Brennkraftmaschine, manuell zu spannen. Die Lage des Aggregates wird durch eine Schraubverbindung manuell fixiert. Anschließend muss die Spannkraft mit einem eigenen Messgerät überprüft werden. Weiters ist es bekannt, als Montagehilfsmittel eine Feder mit vordefinierter Federkraft einzusetzen, welche durch Verschwenken des Aggregates die erforderliche Spannkraft des Zugmittels erzeugt. Nach Fixieren der Lage des Aggregates über die Schraubverbindung wird die Feder wieder entfernt. Nachteilig ist, dass dieses Montagespezialwerkzeug nicht immer zum Spannen des Zugmittels verfügbar ist. Insbesondere bei einem unvorhergesehenen Riemenwechsel kann die Riemenspannung nicht oder nur grob auf den vorhergesehenen Wert eingestellt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abgassystem zu schaffen, mit welchem eine verbesserte Abgasströmung erzielt werden kann. Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zylinderkopf mit minimaler Anzahl an Anschlussflanschen zu entwickeln. Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, eine gezielte Kühlung in temperaturkritischen Bereichen des Zylinderkopfes zu erreichen. Eine vierte Aufgabe der Erfindung ist es, eine ausreichende Kühlung von thermisch hoch beanspruchten Bereichen des Zylinderkopfes zu gewährleisten. Eine fünfte Aufgabe der Erfindung ist es, die Fertigung sowie die Montage des Einlasssammlers der genannten Art zu vereinfachen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise die vorgesehene Spannung für ein Zugmittel einzustellen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass im Mündungsbereich der beiden ersten und/oder zweiten Abgasrohre die zusammenführenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre einen Winkel ≤ 30°, vorzugsweise < 20° aufspannen, wobei der Winkel durch die Tangenten in Referenzpunkten der Innenwand der Abgasrohre aufgespannt ist, welche Referenzpunkte um einen etwa dem halben Durchmesser des ersten bzw. zweiten Abgasrohres entsprechenden Betrag stromaufwärts eines ersten Schnittpunktes der beiden Tangenten definiert sind, und dass ein zweiter Schnittpunkt zumindest einer der beiden Tangenten mit der Wand des zweiten Abgasrohres bzw. des Sammelrohres sich um einen Betrag stromabwärts des ersten Schnittpunktes der beiden Tangenten befindet, welcher größer ist als der Durchmesser des zweiten Rohres bzw. des Sammelrohres.
Durch die definierte Kanalgestaltung wird ein unbehindertes Einströmen des Abgases aus dem ersten Abgasrohr in das zweite Abgasrohr bzw. das Sammelrohr bewirkt, so dass Strömungsverluste weitgehend vermieden werden können. Versuche haben gezeigt, dass die Effekte nur dann eintreten, wenn der Winkel < 30°, vorzugsweise < 20° ist und der zweite Schnittpunkt zwischen der Tangente und den stromabwärtigen Teil der Kanalwand weiter von der Mündungszunge entfernt ist als der Durchmesser des Rohres stromabwärts der Mündung.
Der Durchmesser des Rohrabschnittes stromabwärts des jeweiligen Mündungsbereiches ist dabei um etwa 20% bis 30% größer als der Durchmesser zumindest eines einmündenden Rohres.
Die Längen der Abgasrohre können zwischen 250 mm und 450 mm, die Längen der zweiten Abgasrohre zwischen etwa 30 mm und 600 mm betragen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Längen von zumindest zwei jeweils durch ein erstes und zweites Abgasrohr zwischen Zylindern und Sammelrohr von zumindest zwei Zylindern mit aufeinander folgender Zündfolge gebildeten Strö- mungswegen etwa gleich sind und vorzugsweise zwischen etwa 350 mm und 850 mm, besonders vorzugsweise 650 mm bis 850 mm, betragen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Längen der Strömungswege durch ein erstes und zweites Abgasrohr für alle Zylinder zwischen Zylinder und Sammelrohr etwa gleich ist. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Summe der Längen der Strömungswege von jeweils zwei Zylindern mit aufeinanderfolgender Zündfolge etwa gleich ist und vorzugsweise zwischen 700 mm und 1700 mm beträgt.
Auf diese Weise kann eine nachteilige Beeinflussung von Strömungen zu Folge der Zündfolge vermieden werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Summenlänge der Strömungswege aller Zylinder zwischen Zylinder und Sammelrohr gleich ist.
Um eine Strömungsberuhigung nach Einmünden ist das Sammelrohr zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das Sammelrohr anschließend an den Mündungsbereich der zweiten Abgasrohre ein gerades Stück aufweist, dessen Länge vorzugsweise größer ist als der Durchmesser des Sammelrohres.
In weiterer Gestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sammelrohr, vorzugsweise anschließend an das gerade Stück eine Abgasnachbehandlungseinrichtung aufweist, wobei zwischen dem geraden Stück und der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Einlauftrichter angeordnet sein kann. Strömungsablösungen können insbesondere vermieden werden, wenn dem geraden Abschnitt des Sammelrohres ein Diffusor folgt, dessen Länge mindestens dem doppelten Durchmesser des Sammelrohres entspricht. Zwischen Eintritt und Austritt vergrößert sich der Diffusordurchmesser vorzugsweise zumindest etwa um 20%. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest in einem zweiten Abgasrohr und/oder im Sammelrohr mindestens ein flexibler Rohrabschnitt angeordnet ist, wobei besonders vorzugsweise in jedem zweiten Abgasrohr zumindest ein flexibler Rohrabschnitt angeordnet ist.
Insbesondere bei Konstruktionen mit eingeschränktem Bodenabstand ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein erstes Abgasrohr und/oder zumindest ein zweites Abgasrohr schleifenartig gekrümmt ist und um ein Abgasrohr eines anderen Zylinder herum geführt ist.
Bei der Führung der Abgasrohre ist dabei insbesondere auf gerade Verschrau- bungen für die Befestigungen der Krümmerflansche am Zylinderkopf zu achten, so dass eine möglichst problemlose Montage und Demontage erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Abgassystem eignet sich in vorteilhafter Weise für eine Anwendung bei einem Fahrzeug mit einem Unterflur-Katalysator.
Eine minimale Anzahl an Anschlussflanschen lässt sich dadurch realisieren, dass die Kanalgeometrien der Einlasskanäle und/oder Auslasskanäle zumindest zweier benachbarter Zylinder bezüglich zumindest einer Motorquerebene zwischen den beiden Zylindern gespiegelt ausgebildet sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Kanalgeometrien der Einlasskanäle und/oder Auslasskanäle zumindest zweier benachbarter Zylinder bezüglich zumindest einer Motorquerebene zwischen den beiden Zylindern gespiegelt ausgebildet sind.
Durch die Spiegelung der Kanalgeometrien können für benachbarte Zylinder die Kanäle in einen Flansch zusammengeführt werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zumindest zwei Einlasskanäle, vorzugsweise genau zwei Einlasskanälen von Einlassventilen zweier benachbarter Zylinder von einem gemeinsamen Einlasskanalflansch ausgehen. Genau so ist es möglich, dass zumindest zwei Auslasskanäle von Auslassventilen zweier benachbarter Zylinder von einem gemeinsamen Auslassflansch ausgehen. Einlass- und Auslassflansche können im Bereich der Motorquerebene angeordnet sein. Dabei kann jeweils eine erste Motorquerebene einen ersten oder zweiten Einlassflansch und/oder einen Auslassflansch schneiden. Die zweite Motorquerebene schneidet nur einen zweiten Einlassflansch.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einlasskanäle der beiden Einlassventile jeweils eines Zylinders zwischen den Einlassflanschen und zumindest einem Ventilraum getrennt ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine optimale Anordnung der Einlassspiralen und eine minimalen Anzahl an Einlassflanschen, wobei die Anzahl der Einlassflansche z+1 beträgt, wobei z die Zylinderanzahl ist.
Ist die Zylindergeometrie besonders beengend, können die erforderlichen Kanalquerschnitte dennoch erreicht werden, wenn zumindest zwei Einlasskanäle jeweils eines Zylinders im Bereich des vorzugsweise spiralförmig ausgebildeten Ventilraumes eines Einlassventils miteinander strömungsverbunden sind.
Die Strömungsverbindung der beiden Einlasskanäle im Bereich eines Ventilraumes hat zusätzlich den Vorteil, dass der Sandkern beim Gießvorgang der Einlasskanäle versteift werden kann.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein gemeinsamer Auslasskanal von jeweils zwei Auslassventilen eines Zylinders ausgeht, wobei die gemeinsamen Auslasskanäle von jeweils zwei benachbarten Zylindern zu einem gemeinsamen Auslassflansch führen, wobei vorzugsweise die Anzahl der Auslassflansche z/2 beträgt, wobei z die Anzahl der Zylinder ist.
Eine gezielte Abkühlung in temperaturkritischen Bereichen des Zylinderkopfes kann erreicht werden, wenn ein von einer dritten Überströmöffnung ausgehender dritter Kühlmittelweg zumindest teilweise im Bereich der Motorquerebene angeordnet ist und dass der dritte Kühlmittelweg getrennt vom ersten und zweiten Kühlmittelweg zu zumindest einem Teilkühlraum in einem thermisch beanspruchten Bereich des Zylinderkopfes führt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Teilkühlraum einen zentralen Aufnahmeschacht für einen in den Brennraum mündenden Bauteil zumindest teilweise umgibt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Teilkühlraum einen zentralen Aufnahmeschacht für einen in den Brennraum mündenden Bauteil zumindest teilweise umgibt.
Das Kühlmittel wird von der dritten Übertrittsöffnung aus dem Kühlmittelmantel des Zylinderblockes kommend über den dritten Kühlmittelweg direkt vom Wassermantel des Zylinderblockes in den Teilkühlraum im Bereich des Steges zwischen Ein- und Auslassventil und/oder im Bereich des Aufnahmeschaftes für den zentralen Bauteil geführt. Dadurch ist es möglich, den thermisch kritischen Bereichen genau definierte Kühlmittelströme zuzuführen und eine ausreichende Wärmeabfuhr zu gewährleisten.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass vom dritten Kühlmittelweg ein, vorzugsweise etwa parallel zur Zylinderachse angeordneter, zu einem oberen Teilkühlraum führender Steigkanal abzweigt. Der Steigkanal erleichtert die gusstechnische Herstellung der Kühlmittelwege durch Gießkerne und dient gleichzeitig als Entgasungskanal für das Kühlmittel. Weiters kann der Steigkanal dazu verwendet werden, um eine definierte Kühlmittelmenge gezielt in den oberen Kühlmittelteilraum zu leiten.
Die Höhe des dritten Kühlmittelweges beträgt mindestens das 0,5- bis 3-fache der Stärke des Feuerdeckes. Dadurch kann eine ausreichende Wärmeabfuhr aus thermisch kritischen Bereichen gewährleistet werden.
Eine weitere Verbesserung der Kühlleistung kann bewirkt werden, wenn der Querschnitt des dritten Kühlmittelweges in Strömungsrichtung des Kühlmittels abnimmt. Der Querschnitt kann im Bereich der Überströmöffnung vom Zylinderblock am größten sein, wobei vorzugsweise der dritte Kühlmittelweg im Bereich des Feuerdeckes vor Eintritt in den Teilkühlraum eine düsenartige Verengung aufweist. Die Verengung kann beispielsweise durch eine Ausbuchtung der Wand des dritten Kühlmittelweges, vorzugsweise an der Kanaldecke des Kühlmittelwe- ges, gebildet sein. Durch die Verengung wird die Kühlmittelströmung beschleunigt und kann darüber hinaus gezielt auf eine heiße Stelle gerichtet werden.
Der Steigkanal kann stromaufwärts oder stromabwärts der Verengung angeordnet sein.
Im Rahmen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Kühlmittelweg über zumindest einen an einen Auslasskanal grenzenden Kühlbereich mit dem oberen Abschnitt der Kühlraumanordnung strömungs- verbunden ist.
In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Zylinderkopf zwei Kühlräume angeordnet sind, wobei der erste und/oder der zweite Kühlmittelweg in einen ersten Kühlraum und/oder der dritte Kühlmittelweg in einen zweiten Kühlraum mündet, wobei vorzugsweise der erste Kühlraum an das Feuerdeck grenzt und der zweite Kühlraum über dem ersten Kühlraum angeordnet ist. Durch erste und zweite Kühlmittelwege einerseits und den dritten Kühlmittelweg andererseits können die Kühlmittelströme gezielt auf den ersten und den zweiten Kühlraum aufgeteilt werden.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Querrippe asymmetrisch bezüglich der Querebene ausgebildet und/oder angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Kühlmittelströmung auf einer Seite der Querebene gedrosselt und auf der anderen Seite entdrosselt wird. Somit wird thermisch hoch beanspruchten Bereichen des einen Zylinders mehr Kühlmittel zugeführt, als dem benachbarten Zylinder.
Dabei kann vorgesehen sein, dass - in einem Schnitt normal zur Zylinderachse betrachtet - der Flächenschwerpunkt der Querrippe außerhalb der Querebene angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Querrippe eine Längsmittelebene aufweist, bezüglich welcher die Querebene symmetrisch ausgebildet ist.
Querrippe selbst kann symmetrisch bezüglich einer durch den Flächenschwerpunkt verlaufenden Längsmittelebene ausgebildet sein. Zur Verminderung von Strömungswiderständen ist es vorteilhaft, wenn die Querrippe flügelprofilartig geformt ist.
Die Querebene kann durch zwischen zwei Zylindern angeordnete Zylinderkopfschrauben aufgespannt sein.
Zur Vereinfachung der Fertigung und Montage des Einlasssammlers ist vorgesehen, dass die Klappenwelle in zumindest einem fest mit dem Gehäuse verbind- baren Lagerkörper gelagert ist, wobei vorzugsweise der Lagerkörper formschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar ist. Besonders vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Lagerkörper im Bereich des Flansches der Einlasskanalteilstücke mit dem Gehäuse verbindbar ist.
Tieflochbohrungen für die Klappenwelle können vermieden werden, indem der Lagerkörper in eine vorzugsweise in das Gehäuse eingefräste Nut einsetzbar ist, wobei die Form des Lagerkörpers dem Profil der Nut angepasst ist. Ein exakter Formschluss kann ermöglicht werden, wenn die Nut ein im Wesentlichen konisches Profil aufweist.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass sich die Nut - die Einlasskanalteilstücke der Gruppe querend - in Längsrichtung des Flansches erstreckt.
Um eine rasche und lagerichtige Positionierung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die lagerichtige Position des Lagerkörpers in der Nut durch eine einen Formschluss bildende Zentriereinrichtung definiert ist, wobei vorzugsweise die Zentriereinrichtung durch einen Vorsprung des Lagerkörpers oder des Gehäuses gebildet ist, welcher mit einer entsprechend geformte Ausnehmung des Gehäuses bzw. des Lagerkörpers zusammenwirkt.
Um die Fertigung zu vereinfachen, ist es günstig, eine Vielzahl von Lagerkörpern vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Klappenwelle beidseits jeder Klappe in jeweils einem Lagerkörper gelagert ist. Dies ermöglicht eine spannungsfreie Lagerung der Klappenwelle.
Die Lagerkörper werden vorteilhafter Weise durch Kunststoffeinlegeteile gebildet. Das Gehäuse des Einlasssammlers kann aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
Eine besonders einfache Montage und Demontage des Einlasssammlers kann realisiert werden, wenn die Klappen, Lagerkörper und Klappenwelle zu einer Vormontagegruppe zusammengefasst sind. Da die Klappen direkt im Bereich des Flansches angeordnet sind, können die Klappendichtflächen besonders einfach von der Seite des Flansches her bearbeitet werden.
Der erfindungsgemäße Einlasssammler zeichnet sich durch besonders einfache Herstellung und rasche Montage- und Demontagevorgänge aus, wobei insbesondere Tieflochbohrungen für die Wellenlagerung und Zwischenflansche vermieden werden können.
Zur Vereinfachung der Einstellung der Spannung für das Zugmittel ist es vorteilhaft, wenn die Spanneinrichtung zumindest ein, vorzugsweise durch eine Schrau- benfeder gebildetes, Vorspannelement aufweist, welches eine vordefinierte Spannkraft auf das Aggregat in Spannrichtung ausübt, wobei das Vorspannelement an einer am Schraubbolzen der Schraubverbindung befestigten Spannmutter abgestützt ist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Spannmutter als Spannhülse ausgebildet ist.
Spezialwerkzeuge zur Einstellung der Spannung des Zugmittels und Messgeräte können weitgehend entfallen, wenn die Spannmutter einen mit einer ersten Flanschfläche des Flansches zusammenwirkenden Anschlag aufweist, welcher die maximale Vorspannkraft des Spannelementes definiert.
Durch das Vorspannelement wird das Aggregat, beispielsweise eine Lichtmaschine, in Spannrichtung gegen das Zugmittel gedrückt. Die Spannmutter wird dabei so weit angezogen, bis der Anschlag fast auf der ersten Flanschfläche zu liegen kommt. Dadurch wirkt auf das Aggregat dir vorgesehen Spannkraft durch das Vorspannelement ein. Eine Fixierung des Aggregates in dieser Spannstellung kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass die Schraubverbindung eine Kontermutter aufweist, welche an einer der ersten Flanschfläche abgewandten zweiten Flanschfläche des Flansches angreift. Durch die Kontermutter wird der Flansch gegen die Spannmutter gedrückt und dadurch die Lage des Aggregates mit der richtigen vordefinierten Spannung des Zugmittels fixiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig.l ein erfindungsgemäßes Abgassystem in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig.2 ein erfindungsgemäßes Abgassystem in einer zweite Ausführungsvariante;
Fig. 3 das Detail III aus Fig. 1;
Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 1;
Fig. 5 die Abgasrohranordnung in einem Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 1;
Fig. 6 die Abgasrohranordnung in einer Ansicht;
Fig. 7 die Abgasrohranordnung in einer Draufsicht; Fig. 8 ein erstes Einbaubeispiel für die Abgasrohranordnung;
Fig. 9 ein zweites Einbaubeispiel für die Abgasrohranordnung;
Fig. 10 eine Kanalanordnung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 11 eine Kanalanordnung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 12 eine Kühlkanalkernanordnung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in einer Schrägansicht;
Fig. 13 die Kühlkanalkernanordnung in einem Schnitt in einer Querebene gemäß der Linie XIII-XIII in Fig. 12;
Fig. 14 die Kühlkanalkernanordnung in einer Ansicht von der Seite der Zylinderkopfdichtebene;
Fig. 15 einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie XV-XV in Fig. 12 oder Fig. 14;
Fig. 16 eine Kühlraumanordnung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie XVI-XVI in Fig. 17;
Fig. 17 diese Kühlraumanordnung in einem Schnitt gemäß der Linie XVII- XVII in Fig. 16;
Fig. 18 ein Kühlraumanordnung in einer anderen Ausführungsvariante;
Fig. 19 eine Schrägansicht des erfindungsgemäßen Einlasssammlers;
Fig. 20 den Einlasssammler in einer Seitenansicht;
Fig. 21 den Einlasssammler in einem Schnitt gemäß der Linie XXI-XXI in Fig. 20; und
Fig. 22 eine Spanneinrichtung für ein Zugmittel.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Abgassystem 10 für eine Brennkraftmaschine 20 weist eine Abgasrohranordnung mit zumindest einem ersten Abgasrohr 11, 12, 13, 14 pro Zylinder 1, 2, 3, 4 auf. Die Zündfolge der Zylinder ist beispielsweise 1-3-4-2. Jeweils zwei Zylinder 1, 4 bzw. 2, 3, welche in der Zündfolge nicht unmittelbar aufeinander folgen, münden jeweils in ein zweites Abgasrohr 15, 16. Die zweiten Abgasrohre 15, 16 vereinigen sich in weiterer Folge in einem gemeinsamen Sammelrohr 17. Stromabwärts des Sammelrohres 17 ist ein Katalysator 18 angeordnet.
Im jeweiligen Mündungsbereich 21, 22 bzw. 23 weisen die einmündenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre 11, 14; 12, 13; 15, 16 jeweils einen Winkel αi, α2 von maximal 30° zueinander auf, wobei der Winkel αi, α2 durch die Tangenten ti, t2 bzw. t3, t4 in Referenzpunkten Pi, P2 bzw. P3, P4 der jeweiligen Innenwand IIa, 12a, 13a, 14a bzw. 15a, 16a des jeweiligen Abgasrohres 11, 12, 13, 14 bzw. 15, 16 definiert ist. Die Referenzpunkte Pi, P2 bzw. P3, P4 sind dabei von einem ersten Schnittpunkt Si bzw. S3 um einen - in Richtung der Strömungsachse Xi bzw. X2 des stromabwärtigen gemeinsamen zweiten Abgasrohres 15, 16 bzw. Sammelrohres 17 gemessen - beabstandet. Der Abstand ax bzw. a2 beträgt dabei den halben Durchmesser di bzw. d2, der in den Mündungsbereich 21, 22 bzw. 23 einmündenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre 11, 14; 12, 13 bzw. 15, 16, wie in Fig. 3 bzw. 4 gezeigt ist.
Zumindest ein zweiter Schnittpunkt S2 bzw. S4 einer Tangente t2 bzw. t3 mit der Innenwand 15a des gemeinsamen zweiten Abgasrohres 15 bzw. der Innenwand 17a des Sammelrohres 17 liegt um einen Betrag bi bzw. b2 stromabwärts des Schnittpunktes Si bzw. S3, welcher größer ist als der Durchmesser d2 bzw. d3 des gemeinsamen zweiten Abgasrohres 15 bzw. 17. Der Durchmesser d2 bzw. d3 des gemeinsamen zweiten Abgasrohres bzw. des Sammelrohres 17 ist 20% bis 30% größer als der Durchmesser di bzw. d2 der einmündenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre 11, 14, 12, 13 bzw. 15, 16.
Die Länge der ersten Abgasrohre 11, 12, 13, 14 ist mit Lu, Li2, Li3, Li4 bezeichnet, die Länge der zweiten Abgasrohre 15, 16 mit Li5 und Li6. Um eine gleiche Lauflänge der Abgaswellen jedes Zylinders 1, 2, 3, 4 zu erhalten, ist die Summenlänge Ln + Li5, Li3 + Li6, Li4 + L16, Li2 + Li6 der Strömungswege des ersten und zweiten Abgasrohres 11, 15; 13, 16; 14, 15; 12, 16 zumindest zweier aufeinander folgender Zylinder 1, 3, 4, 2 gleich.
Um gleiche Summenlängen für die Rohrabschnitte der Zylinder 1, 2, 3, 4 zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein erstes Abgasrohr 12, 13 und/ oder ein zweites Abgasrohr 16 bogenartig gekrümmt ist, wobei vorteilhafter Weise das erste oder zweite Abgasrohr 12, 13, 16 um ein anderes erstes oder zweites Abgasrohr 11, 15 herumgeführt werden kann, wie in Fig. 5 angedeutet ist. Eine schleifenartige Führung nach oben ist insbesondere dann von Vorteil, wenn fahrzeugbedingt ein eingeschränkter Bodenabstand zur Verfügung steht. Insbesondere bei bogenartigen Führungen von Abgasrohren 11, 12, 13, 14 muss der unbehinderte gerade Zugang eines Werkzeuges mit dem Durchmesser des Werkzeuges und der zugehörige Freigang zur Montage und Demontage gewährleistet sein. Es muss also ein zylinderförmiger Freigang vor jeder Befestigungsschraube vorliegen.
Stromabwärts der Vereinigung der zweiten Abgasrohre 15, 16 schließt an den Mündungsbereich 23 ein gerades Rohrstück 17' des Sammelrohres 17 mit der Länge LG an, wobei die Länge LG größer ist als der Durchmesser d3 des gemeinsamen Sammelrohres 17. Sie kann beispielsweise 20 mm betragen.
An das gerade Rohrstück 17' kann ein Diffusor 19 angeschlossen sein, dessen Länge LD mindestens das Zweifache des Durchmessers d3 des Sammelrohres 17 beträgt. Der Durchmesser Dd des Diffusoraustrittes ist um etwa 20% größer als der Durchmesser d3 des Diffusoreintrittes. Zusätzlich oder statt dem Diffusor 19 kann zwischen Sammelrohr 17 und dem Katalysator 18 ein Einlauftrichter 24 angeordnet sein. Der strömungsmäßige Abstand des Katalysators 18 zum Zylinderkopfflansch der Brennkraftmaschine 20 beträgt beispielsweise 300 mm bis 500 mm.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, wobei in den zweiten Abgasrohren 15, 16 ein flexibler Rohrabschnitt 25, 26 angeordnet ist. Verglichen mit einem flexiblen Rohrabschnitt im Sammelrohr 17 hat diese Anordnung den Vorteil, dass der Katalysator 18 näher an den Mündungsbereich 23 herangeführt werden kann.
Wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt ist, kann das Abgassystem 10 mit einem als sogenannten Unterflur-Katalysator ausgeführten Katalysator 18 in einem Fahrzeug 30 eingebaut sein. An die beispielsweise direkteinspritzende Brennkraftmaschine sind an der Vorder- oder Hinterseite die ersten Abgasrohre 11, 12, 13, 14 angeschlossen und münden in die zweiten Abgasrohre 15, 16. Die Summe der Längen Ln und Li5 kann beispielsweise zwischen 650 mm und 850 mm betragen. Danach folgt ein kurzes gerades Stück, das Sammelrohr 17 und danach der Katalysator 18. In den zweiten Abgasrohren 15, 16 ist jeweils ein flexibler Rohrabschnitt 25, 26 angeordnet. Die in Fig. 9 gezeigte Ausführung mit den Abgasrohren auf der Spritzwandseite des Fahrzeuges hat den Vorteil, dass mit den kurzen Rohrlängen, die für die Gasdynamik nötig sind, ein Unterflur-Katalysator realisierbar ist, ohne dass zusätzliche unter der Brennkraftmaschine hindurchführende Rohrlängen benötigt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung kann besonders vorteilhaft in Kombination mit einem aus der EP 1 362 996 Al bekannten Kolben und/oder einem aus der EP 1 363 010 Al bekannten Verfahren angewendet werden.
Der Zylinderkopf 110 weist mehrere in Reihe nebeneinander angeordnete Zylinder 101, 102, 103, 104, mit jeweils zwei Einlassventilen 105, 106 und jeweils zwei Auslassventilen 107, 108 pro Zylinder 101, 102, 103, 104 auf. Zu jedem Einlassventil 105, 106 führt ein Einlasskanal 105a, 106a, von jedem Auslassventil 107, 108 geht ein Auslassteilkanal 107a, 108a aus, wobei die Teilkanäle 107a, 108a pro Zylinder 101, 102, 103, 104 in einen gemeinsamen Auslasskanal 109 münden.
Das Ventilbild und die Einlasskanalanordnung 111, sowie die Auslasskanalanordnung 112 zumindest zweier benachbarter Zylinder 101, 102, 103, 104 ist jeweils um eine Motorquerebene 113a, 113b zwischen zwei Zylindern 101, 102, 103, 104 gespiegelt. Durch die Spiegelung der Kanalgeometrien können für benachbarte Zylinder 101, 102, 103, 104 jeweils die Einlasskanäle 105a, 106a und die Auslasskanäle 109 zweier benachbarter Zylinder 101, 102, 103, 104 in einen gemeinsamen Einlassflansch 114, 115 bzw. Auslassflansch 117 im Bereich der Motorquerebene 113a, 113b zusammengeführt werden. Die erste Motorquerebene 113a schneidet einen ersten Einlassflansch 114 und einen Auslassflansch 117. Die zweite Motorquerebene 113b schneidet nur einen zweiten Einlassflansch 115. Ausgenommen davon sind die äußeren Einlasskanäle 105a, der äußersten Zylinder 101, 104. Damit wird auf der Auslassseite A die Anzahl der Auslassflansche 117 gleich der halben Zylinderanzahl, nämlich z/2, wobei z die Anzahl der Zylinder 101, 102, 103, 104 bedeutet. Auf der Einlassseite E wird für eine optimale Spiralenanordnung der Einlasskanäle 106a eine getrennte Führung der Zulaufteile der beiden zu den jeweils zwei Einlassventilen 105, 106 pro Zylinder 101, 102, 103, 104 gehenden Einlasskanälen 105a, 106a bevorzugt. Durch die symmetrische Anordnung wird die Anzahl der Einlassflansche 114, 115, 116 gleich dem Wert z+1, wobei z die Zylinderzahl bedeutet. Weiters kann bei der Herstellung des Zylinderkopfes 110 der Sandkern der Einlasskanäle 105a, 106a durch eine Strömungsverbindung 118 der beiden Einlasskanäle 105a, 106a im Bereich des Ventilraumes 106b versteift werden, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Fig. 11 zeigt dagegen eine Anordnung, bei der die Einlasskanäle 105a, 106a völlig getrennt geführt sind.
Durch die beschriebene Einlass- und Auslasskanalanordnung 111, 112 kann die Anzahl der Anschlussflansche 114, 115, 116, 117 minimiert und der Zylinderkopf 110 sehr kompakt ausgeführt werden. Durch gegenseitige Abstützung der einzelnen Einlasskanäle 105a, 106a ergibt sich eine robuste Struktur. Darüber hinaus kann eine optimale Kanalführung für die Drallgenerierung erzielt werden. Von den beiden Einlasskanälen 105a, 106a pro Zylinder 101, 102, 103, 104 ist der Einlasskanal 105a jeweils als Tangentialkanal und der Einlasskanal 6a als Spiralkanal ausgebildet.
Das Ventilbild kann - wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt - verdreht oder aber auch parallel bezüglich den Motorlängs- oder -querebenen ausgebildet sein.
Die durch die Kühlkanalkernanordnung 240 gebildete Kühlraumanordnung 210 für einen Zylinderkopf 230 einer Brennkraftmaschine weist zumindest einen Kühlraum 210a auf, der erste, zweite und dritte Kühlmittelwege 201, 202, 203 und deren Durchtrittsöffnungen 204, 205, 206 mit einem nicht weiter dargestellten Wassermantel eines Zylinderblockes strömungsverbunden werden kann. Der erste und zweite Kühlmittelweg 201, 202 umströmt dabei nicht weiter dargestellte Auslassventile in einem äußeren Kühlbereich 207, 208. Ein Teil des Kühlmittels, z.B. 15% bis 20% der Kühlmittelmenge, kann über senkrechte Kühlbereiche 207a, 208a in einen oberen Teilkühlraum 209 strömen. Der Rest des Kühlmittels durchströmt den Zylinderkopf 230 in Querrichtung entlang des Feuerdeckes 222 zu jeweils einem Teilkühlraum zwischen zwei Zylindern und in weiterer Folge zur gegenüberliegenden Längsseite des Zylinderkopfes 230, wo die Ansammlung des Kühlmittels längs des Motors hin zu einem Hauptaustritt 231 erfolgt.
Die Kühlmittelströmung des dritten Kühlmittelweges 203 wird direkt zu einem Teilkühlraum 211 geführt, welcher sich im Ausführungsbeispiel einerseits in einen Stegbereich 212 zwischen Einlassventil und Auslassventil und andererseits in einen dem Feuerdeck benachbarten teilweise ringförmigen Bereich 213 um einen zentralen Aufnahmeschacht für eine Zündkerze oder eine Einspritzeinrichtung erstreckt. Der dritte Kühlmittelweg 203 ist im Wesentlichen im Bereich einer die Zylinderachse 214 beinhaltenden Motorquerebene 215 des Zylinderkopfes angeordnet. Vom dritten Kühlmittelweg 203 zweigt ein im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse 214 ausgebildeter Steigkanal 216 ab und mündet in einen oberen Abschnitt 209 des Kühlraumes 210a. Die Kühlbereiche 207, 208; 207a, 208a, der obere Abschnitt 209, sowie der Steigkanal 216 umgeben damit die nicht weiter dargestellten Auslasskanäle, welche durch die Freiräume 217, 218 in den Figuren 12 und 14 erkennbar sind. Über den oberen Abschnitt 209 des Kühlraumes 210 sind die ersten, zweiten und dritten Kühlmittelwege 201, 202, 203 miteinander verbunden.
Fig. 13 zeigt eine Kerndarstellung der Kühlraumanordnung 210 in einem Schnitt in der Motorquerebene 215. Die Höhe h des dritten Kühlmittelweges 203 beträgt das 0,5- bis 3-fache der Stärke s des Feuerdeckes 222 (Fig. 15)
Um das Kühlmittel gezielt auf heiße Stellen zu lenken, kann im Bereich der Kanaldecke 219 des dritten Kühlmittelweges 203 zumindest eine Ausbuchtung 220 vorgesehen sein, welche eine düsenartige Verengung 221 des Kühlmittelweges bildet, durch die die Geschwindigkeit des Kühlmittels erhöht und auf thermisch kritische Stellen umgelenkt wird.
Die Steigkanäle 216 dienen als Entgasungskanäle und als Strömungsverbindung zu dem oberen Teilkühlraum 209.
Die Erfindung wurde anhand eines Zylinderkopfes mit Querstromkühlung erläutert. Sie ist aber ebenso bei Zylinderköpfen mit Längsströmung anwendbar.
Die Figuren 16 bis 18 zeigen eine Kühlraumanordnung 310 mit einem für mehrere Zylinder durchgehenden Kühlraum 310a eines Zylinderkopfes 330 einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern A, B, C, D. Mittig zwischen jeweils zwei Zylindern A, B, C, D spannen jeweils zwei bezüglich der Zylinderachse 314 parallel angeordnete Zylinderkopfschrauben 331, 332 eine Motorquerebene 333 auf. Im Bereich der Motorquerebene 333 ist im Wasserraum 310a jeweils zwischen zwei Zylindern A, B, C, D eine Querrippe 334 angeordnet, welche das gemäß den Pfeilen 335 den Wasserraum 310a quer durchströmende Kühlmittel zu den Einlasskanalwänden 336, 337 beidseits der Querebene 333 benachbarter Zylinder A, B, C, D aufteilt. Die Querebene 333 steht normal zu einer durch die Zylinderachsen 314 aufgespannten Längsebene 333a.
Die Querrippe 334 ist dabei im Ausführungsbeispiel asymmetrisch und außermittig bezüglich der Querebene 333 angeordnet. Der Flächeschwerpunkt S der Querrippe 334 ist somit exzentrisch zur Querebene 333 vorgesehen. Die Exzentrizität ist mit e bezeichnet.
Die Querrippe 334 ist im Ausführungsbeispiel symmetrisch bezüglich einer Längsmittelebene 338 der Querrippe 334 ausgebildet. Es ist aber auch eine asymmetrische regelmäßige oder unregelmäßige Form der Querrippe 334 möglich. Insbesondere kann die Querrippe 334 ein strömungsgünstiges Profil, beispielsweise ein Flügelprofil, aufweisen.
Durch die außermittige und asymmetrische Positionierung der Querrippe 334 ist die lichte Weite ai zur Einlasskanalwand 336 auf einer Seite der Querebene 333 geringer als die lichte Weite a2 zur Einlasskanalwand 337 auf der anderen Seite der Querebene 333. Dies bewirkt, dass der Kühlmittelstrom auf der einen Seite gedrosselt und auf der anderen Seite entdrosselt wird. Dadurch wird auf einer Seite eine Erhöhung und auf der anderen Seine eine Verlangsamung der Kühlmittelgeschwindigkeit erreicht, wodurch die Kühlung den jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden kann.
Insbesondere ist es auch möglich, durch Anstellen der Querrippe 334 eine Umlenkung der Strömung zu bewirken, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Die Längsmittelebene 338 der Querrippe 334 ist dabei unter einem Winkel α > 0 zur Querebene 333 geneigt.
In den Figuren 19 bis 21 ist ein schaltbarer Einlasssammler 401 mit einem Gehäuse 402 für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern dargestellt. Das einen für alle Zylinder gemeinsamen Sammelraum 403 umschließende Gehäuse 402 ist im Wesentlichen einteilig ausgeführt. Vom Sammelraum 403 gehen zu den nicht weiter dargestellten Zylindern führende Einlasskanalteilstücke 404 aus, welche integral mit dem Gehäuse 402 ausgeführt sind. Zumindest eine Gruppe von Einlasskanalteilstücken 404 ist schaltbar ausgeführt. Über einen Flansch 405 werden die Einlasskanalteilstücke 404 an einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf angeschlossen.
Im Bereich des Flansches 405 können in die Einlasskanalstücke 404 des Einlasssammlers 401 Klappen 406 angeordnet werden. Die Klappen 406 mehrerer Einlasskanalteilstücke 404 sind über eine gemeinsame Klappenwelle 407 betätigbar. Die Klappenwelle 407 ist im Wesentlichen keilförmig in Lagerkörpern 408 beidseits jeder Klappe 406 gelagert.
Im Bereich des Flansches 405 weist das Gehäuse 402 eine die Einlasskanalteilstücke 404 querende, längs zum Flansch 405 angeordnete, vorteilhafter Weise eingefräste Nut 409 zur Aufnahme der Lagerkörper 408 auf. Das Profil der Nut 409 ist im Wesentlichen konisch, wobei die Lagerkörper eine entsprechende reziproke Form aufweisen. Die Nut 409 nimmt alle Lagerkörper 408 auf.
Um die axiale Lage der Lagerteile 408 fixieren zu können, sind einen Formschluss bildende Zentriereinrichtungen 410 zwischen Lagerkörpern 408 und Nut 409 vorgesehen. Die Zentriereinrichtungen 410 werden im Ausführungsbeispiel jeweils durch einen Vorsprung 410a jedes Lagerkörpers 408 gebildet, welche in eine entsprechende Ausnehmung 410b der Nut 409 eingreift. Die Vorsprünge 410a können als am Lagerkörper 408 angegossene Nasen ausgebildet sein, die als Gegenstück Bohrungen im Gehäuse 402 aufweisen. Es können aber auch radiale Stege am Innendurchmesser der Lagerkörper 408 vorgesehen sein, die in Einstiche der Klappenwelle 407 eingreifen, um dadurch ein Positionieren der Lagerkörper 408 zu ermöglichen. Die Klappen 406 können auf der Klappenwelle 407 vormontiert werden, eventuell sogar mittels einer geeigneten Vorrichtung aufgelötet oder verschweißt werden, wodurch aufwändige Bearbeitungen der Klappenwelle 407 (Schlitze für Klappeneinsatz oder Gewindebohrungen für Klappenbefestigung) entfallen können. In diesem Falle ist es von Vorteil, wenn die Lagerkörper 408 aus zwei oder mehreren Teilen zusammengebaut werden, um diese nach Anbringen der Klappen 406 auf der Klappenwelle 407 zu befestigen.
Klappen 406, Klappenwelle 407 und Lagerkörper 408 können in jedem Falle zu einer Vormontagegruppe 411 zusammengefasst und gemeinsam in das Gehäuse 402 des Einlasssammlers 401 eingesetzt werden. Die Lagerkörper 408 werden beispielsweise durch Kunststoffeinlegeteile gebildet. Die Abdichtung des Flansches 405 und des Lagerkörpers 408 gegenüber dem Zylinderkopf kann in bekannter Weise beispielsweise über eine Weichstoffdichtung erfolgen.
Die Figur 22 zeigt eine Spanneinrichtung 501 für ein Zugmittel 502, beispielsweise einen Riemen, welches auf eine Antriebsscheibe 503 eines Aggregates 504, beispielsweise eine Lichtmaschine, einwirkt. Das Zugmittel 502 wird zum Beispiel durch die nicht weiter dargestellte Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben. Das Aggregat 504 ist um eine nicht weiter dargestellte Achse schwenkbar ausgebildet, welche von der Drehachse der Antriebsscheibe 503 beabstandet ist. Das Spannen des Zugmittels 502 erfolgt durch Schwenken des Aggregates 504, in der durch Bezugszeichen 505 angedeuteten Richtung.
Die Spanneinrichtung 501 weist eine Schraubverbindung 506 mit einem Schraubbolzen 507, einer Spannmutter 508, ein Vorspannelement 509 und eine Kontermutter 510 auf. Der Schraubbolzen 507 stützt sich mit seinem ersten Ende 507a an einer Konsole 511 des Motors ab und ist im Bereich seines zweiten Endes 507b mit einem Flansch 512 des Aggregates 504 verbunden, wobei der Schraubbolzen 507 eine Bohrung 513 des Flansches 512 durchdringt. Die am Schraubbolzen 507 angreifende Spannmutter 508 ist im Ausführungsbeispiel als Spannhülse ausgebildet. Das durch eine Schraubenfeder mit definierter Federkennlinie gebildete Vorspannelement 509 ist zwischen der Spannmutter 508 und dem Flansch 512 angeordnet, wobei das Vorspannelement 509 durch die Spannmutter 508 gegen den Flansch 512 gepresst wird. Zum Einstellen der Spannung des Zugmittels 502 wird die Spannmutter 508 angezogen, wodurch das Vorspannelement 509 mit zunehmender Kraft gegen den Flansch 512 gepresst wird. Die Spannmutter 508 weist einen Anschlag 514 auf, welcher die maximale Vorspannkraft des Vorspannelementes 509 definiert. Die Spannmutter 508 wird soweit angezogen, bis der Anschlag 514 gerade auf der ersten Flanschfläche 515 des Flansches 512 aufliegt. Der mit dem Verdrehen der Spannmutter 508 in Vorspannrichtung abnehmende Abstand zwischen dem Anschlag 514 und der ersten Flanschfläche 515 ist mit x bezeichnet. Das Aggregat 504 wird somit durch das Vorspannelement 509 mit der maximal zulässigen Kraft in Spannrichtung 505 gedrückt, wodurch die vordefinierte Spannung des Zugmittels 502 erreicht ist. In dieser Lage wird die Kontermutter 510 in Richtung der Spannmutter 508 angezogen, wobei die Kontermutter 510 auf eine der ersten Flanschfläche 515 abgewandte zweite Flanschfläche 516 einwirkt. Der Flansch 512 ist somit zwischen Spannmutter 508 und Kontermutter 510 fixiert.
Durch die beschriebene Spanneinrichtung 501 kann die vorgesehene Spannung des Zugmittels 502 ohne Spezialwerkzeug und ohne speziellem Messgerät eingestellt werden, so dass zum Beispiel ein Wechsel des Zugmittels 502 fernab einer Werkstätte mit geringem Aufwand und unter Einhaltung der vorgeschriebenen Spannung des Zugmittels 502 möglich ist.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1. Abgassystem (10) für eine Brennkraftmaschine (20) mit mehreren Zylindern (1, 2, 3, 4), mit einer vorzugsweise einstückigen Abgasrohranordnung mit pro Zylinder (1, 2, 3, 4) zumindest einem ersten Abgasrohr (11, 12, 13, 14), wobei jeweils zwei erste Abgasrohre (11, 14; 12, 13) zweier in der Zündfolge nicht unmittelbar aufeinanderfolgender Zylinder (1, 2, 3, 4) in jeweils ein zweites Abgasrohr (15, 16) münden, und wobei jeweils zwei zweite Abgasrohre (15, 16) in ein gemeinsames Sammelrohr (17) münden, dadurch gekennzeichnet, dass im Mündungsbereich (21, 22, 23) der beiden ersten und/oder zweiten Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) die zusammenführenden ersten bzw. zweiten Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) einen Winkel (αi, α2) < 30°, vorzugsweise < 20°, aufspannen, wobei der Winkel (αi, α2) durch die Tangenten (ti, t2, t3, t4) in Referenzpunkten (Pi, P2, P3, P4) der Innenwand (IIa, 14a; 12a, 13a; 15a, 16a) der Abgasrohre (11, 14; 12, 13; 15, 16) aufgespannt ist, welche Referenzpunkte (Pi, P2, P3, P4) um einen etwa dem halben Durchmesser (dx, d2) des ersten bzw. zweiten Abgasrohres (11, 14; 12, 13; 15, 16) entsprechenden Betrag (ai, a2) stromaufwärts eines ersten Schnittpunktes (Si, S2) der beiden Tangenten (ti, t2, t3, t4) definiert sind, und dass ein zweiter Schnittpunkt (S2, S4) zumindest einer der beiden Tangenten (ti, t2, t3, t4) mit der Innenwand (15a, 16a; 17a) des zweiten Abgasrohres (15, 16) bzw. des Sammelrohres (17) sich um einen Betrag (bi, b2) stromabwärts des ersten Schnittpunktes (Si, S3) der beiden Tangenten (ti, t2, t3, t4) befindet, welcher größer ist als der Durchmesser (d2, d3) des zweiten Rohres (15, 16) bzw. des Sammelrohres (17).
2. Abgassystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d2) des zweiten Abgasrohres (15, 16) etwa um 20% bis 30% größer ist als der Durchmesser (di) zumindest eines ersten Abgasrohres (11, 12, 13, 14).
3. Abgassystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d3) des Sammelrohres (17) etwa um etwa 20% bis 30% größer ist als der Durchmesser (d2) zumindest eines zweiten Abgasrohres (15, 16).
4. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen (Ln, Li2, Li3, L14) der ersten Abgasrohre (11, 12, 13, 14) zwischen etwa 250 mm und 450 mm betragen.
5. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen (L5, L6) der zweiten Abgasrohre (15, 16) zwischen etwa 30 mm und 600 mm betragen.
6. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen (Lu, Lx5; L12, L16; Li3, Li6; Li4, Li5) von zumindest zwei durch jeweils ein erstes und zweites Abgasrohr (11, 12, 13, 14, 15, 16) zwischen Zylindern (1, 2, 3, 4) und Sammelrohr (17) von zumindest zwei Zylindern (1, 2, 3, 4) mit aufeinander folgender Zündfolge gebildeten Strömungswegen etwa gleich sind und vorzugsweise zwischen etwa 350 mm und 850 mm, besonders vorzugsweise 650 mm bis 850 mm, betragen.
7. Abgassystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen (Lu, Li5; Li2, Li6; Li3, Li6; Li4, Li5) der Strömungswege durch ein erstes und zweites Abgasrohr (11, 12, 13, 14, 15, 16) für alle Zylinder (1, 2, 3, 4) zwischen Zylinder (1, 2, 3, 4) und Sammelrohr (17) etwa gleich ist.
8. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Längen (Ln+Li5+Li3+Li6; L14+ L15+ Li2-I-Li6) der Strömungswege von jeweils zwei Zylindern (1, 2, 3, 4) mit aufeinanderfolgender Zündfolge etwa gleich ist und vorzugsweise zwischen 700 mm und 1700 mm beträgt.
9. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (17) anschließend an den Mündungsbereich (23) der zweiten Abgasrohre (15, 16) ein gerades Stück (17) aufweist, dessen Länge (LG) vorzugsweise größer ist als der Durchmesser (d3) des Sammelrohres (17).
10. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (17), vorzugsweise anschließend an das gerade Stück (17') eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (18) aufweist, wobei vorzugsweise zwischen dem geraden Stück (17') und der Abgasnachbehandlungseinrichtung (18) ein Einlauftrichter (24) angeordnet ist.
11. Abgassystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an das gerade Stück (171) stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Diffusor (19) anschließt, dessen Länge (LD) vorzugsweise zumindest doppelt so groß ist wie der Durchmesser (d3) des Sammelrohres (17).
12. Abgassystem (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (19) einen Austrittsdurchmesser (Dd) aufweist, welcher zumindest um etwa 20% größer ist als der Durchmesser (d3) des Sammelrohres (17).
13. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem zweiten Abgasrohr (15, 16) und/oder im Sammelrohr (17) mindestens ein flexibler Rohrabschnitt (25, 26) angeordnet ist.
14. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem zweiten Abgasrohr (15, 16) zumindest ein flexibler Rohrabschnitt (25, 26) angeordnet ist.
15. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und/oder zweitesAbgasrohr (12, 13, 16) bogenförmig vorzugsweise nach oben gekrümmt und vorzugsweise um ein anderes erstes Abgasrohr (11) herumgeführt ist.
16. Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (18) in einer Position unterhalb des Bodens eines Fahrzeuges einbaubar ist und vorzugsweise durch einen Unterflur-Katalysator gebildet ist.
17. Fahrzeug mit einem Abgassystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (18) unterhalb des Bodens des Fahrzeuges (30) eingebaut ist.
18. Zylinderkopf (110) einer Brennkraftmaschine mit mehreren vorzugsweise in Reihe angeordneten Zylindern (101, 102, 103, 104), mit einer Einlasskanalanordnung (111) und einer Auslasskanalanordnung (112) für zumindest zwei Einlassventile (105, 106) und zumindest zwei Auslasskanäle (107, 108) pro Zylinder (101, 102, 103, 104), wobei zu jeweils einem Einlassventil (105, 106) zumindest ein Einlasskanal (105a, 106a) führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalgeometrien der Einlasskanäle (105a, 106a) und/oder Auslasskanäle (107a, 108a) zumindest zweier benachbarter Zylinder (101, 102; 102, 103; 103, 104) bezüglich zumindest einer Motorquerebene (13a, 13b) zwischen den beiden Zylindern (101, 102; 102, 103; 103, 104) gespiegelt ausgebildet sind.
19. Zylinderkopf (110) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalgeometrien der Einlasskanäle (105a, 106a) und/oder Auslasskanäle (107a, 108a) zumindest zweier Gruppen von Zylinder (101, 102; 103, 104) bezüglich zumindest einer Motorquerebene (113b) zwischen den beiden Gruppen gespiegelt ausgebildet sind.
20. Zylinderkopf (110) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einlasskanäle (105a, 106a), vorzugsweise genau zwei Einlasskanäle (105a, 106a) von Einlassventilen (105, 106) zweier benachbarter Zylinder (101, 102; 102, 103; 103, 104) von einem gemeinsamen Einlasskanalflansch (114, 115) ausgehen, welcher vorzugsweise im Bereich einer ersten oder zweiten Motorquerebene (113a, 113b) angeordnet ist.
21. Zylinderkopf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder zweite Motorquerebene (113a, 113b) einen ersten oder zweiten Einlassflansch (114, 115) schneidet.
22. Zylinderkopf (110) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (105, 106) der beiden Einlassventile (105a, 106a) jeweils eines Zylinders (101, 102, 103, 014) zwischen den Einlassflanschen (114, 115) und zumindest einem Ventilraum (106b) getrennt ausgebildet sind.
23. Zylinderkopf (110) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einlasskanäle (105a, 106a) jeweils eines Zylinders (101, 102, 103, 104) im Bereich eines vorzugsweise spiralförmig ausgebildeten Ventilraumes (106b) eines Einlassventils (106) miteinander strömungsverbunden sind.
24. Zylinderkopf (110) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Einlassflansche (114, 115, 116) z+1 beträgt, wobei z die Zylinderanzahl ist.
25. Zylinderkopf (110) nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, vorzugsweise alle Auslasskanäle (107a, 108a) von Auslassventilen (107, 108) zweier benachbarter Zylinder (101, 102, 103, 104) zu einem gemeinsamen Auslassflansch (117) führen.
26. Zylinderkopf (110) nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Auslasskanal (9) von jeweils zwei Auslassventilen (107, 108) eines Zylinders (101, 102, 103, 104) ausgeht, wobei die gemeinsamen Auslasskanäle (109) von jeweils zwei benachbarten Zylindern (101, 102; 102, 103; 103, 104) zu einem gemeinsamen Auslassflansch (117) führen.
27. Zylinderkopf (110) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassflansch (117) im Bereich einer ersten Motorquerebene (113a) angeordnet ist.
28. Zylinderkopf (110) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motorquerebene (113a) den Auslassflansch (117), vorzugsweise auch den ersten Einlassflansch (114) schneidet.
29. Zylinderkopf (110) nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Auslassflansche (117) z/2 beträgt, wobei z die Anzahl der Zylinder (101, 102, 103, 104) ist.
30. Zylinderkopf (230) für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit einer Kühlraumanordnung (210) mit zumindest einem Kühlraum (210a), welcher über zumindest zwei an einer Längsseite angeordnete Kühlmittelwege (201, 202) pro Zylinder über jeweils einer Übertrittsöffnung (204, 205) in der Zylinderkopfdichtfläche mit einem Kühlmittelmantel eines an den Zylinderkopf anschließbaren Zylinderblockes strömungsverbindbar ist, wobei ein erster und zweiter Kühlmittelweg (201, 202) an verschiedenen Seiten einer eine Zylinderachse (214) beinhaltenden Motorquerebene (215) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer dritten Überströmöffnung (206) ausgehender dritter Kühlmittelweg (203) zumindest teilweise im Bereich der Motorquerebene (215) angeordnet ist und dass der dritte Kühlmittelweg (203) getrennt vom ersten und zweiten Kühlmittelweg (201, 202) zu zumindest einem Teilkühlraum (211) in einem thermisch beanspruchten Bereich des Zylinderkopfes (230) führt.
31. Zylinderkopf (230) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkühlraum (211) im Bereich zumindest eines Steges (212) zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordnet ist.
32. Zylinderkopf (230) nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkühlraum (211) einen zentralen Aufnahmeschacht für einen in den Brennraum mündenden Bauteil zumindest teilweise umgibt.
33. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass vom dritten Kühlmittelweg (203) ein, vorzugsweise etwa parallel zur Zylinderachse (214) angeordneter, zu einem oberen Abschnitt (209) der Kühlraumanordnung führender Steigkanal (216) abzweigt.
34. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) des dritten Kühlmittelweges (203) mindestens 0,5- bis 3-mal der Stärke (s) eines an die Zylinderkopfdichtfläche grenzenden Feuerdeckes (222) entspricht.
35. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des dritten Kühlmittelweges (203) in Strömungsrichtung des Kühlmittels abnimmt, wobei vorzugsweise der Querschnitt im Bereich der Überströmöffnung (206) vom Zylinderblock am größten ist.
36. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kühlmittelweg (203) im Bereich des Feuerdeckes vor Eintritt in den Teilkühlraum (211) eine düsenartige Verengung (221) aufweist.
37. Zylinderkopf (230) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (221) durch eine Ausbuchtung (220) der Wand, vorzugsweise der Kanaldecke (219) des dritten Kühlmittelweges (203) gebildet ist.
38. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigkanal (216) stromaufwärts der Verengung (221) vom dritten Kühlmittelweg (203) ausgeht.
39. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigkanal (216) stromabwärts der Verengung (221) vom dritten Kühlmittelweg (203) ausgeht.
40. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Kühlmittelweg (201, 202) über zumindest einen an einen Auslasskanal grenzenden Kühlbereich (207, 208) mit dem oberen Abschnitt (209) der Kühlraumanordnung (210) strö- mungsverbunden ist.
41. Zylinderkopf (230) nach einem der Ansprüche 30 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderkopf (230) zwei Kühlräume angeordnet sind, wobei der erste und/oder der zweite Kühlmittelweg (201, 202) in einen ersten Kühlraum und/oder der dritte Kühlmittelweg in einen zweiten Kühlraum mündet, wobei vorzugsweise der erste Kühlraum an das Feuerdeck grenzt und der zweite Kühlraum über dem ersten Kühlraum angeordnet ist.
42. Zylinderkopf (330) für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern (A, B, C, D), mit zumindest einem für mehrere Zylinder (A, B, C, D) durchgehenden im Wesentlichen in Querrichtung durchströmten Kühlraum (310a), wobei im Bereich zumindest einer mittig zwischen zwei benachbarten Zylin- dern (A, B, C, D) angeordneten Querebene (333) zumindest eine den Kühlraum (310a) zumindest überwiegend parallel zu einer Zylinderachse (314) durchdringende Querrippe (334) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrippe (334) asymmetrisch bezüglich der Querebene (333) ausgebildet und/oder angeordnet ist.
43. Zylinderkopf (330) nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Schnitt normal zur Zylinderachse (314) betrachtet - der Flächenschwerpunkt (S) der Querrippe (334) außerhalb der Querebene (333) angeordnet ist.
44. Zylinderkopf (330) nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrippe (334) eine Längsmittelebene (338) aufweist, bezüglich welcher die Querebene (333) symmetrisch ausgebildet ist.
45. Zylinderkopf (330) nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrippe (334) eine Längsmittelebene (338) aufweist, welche bezüglich der Querebene (333) einen Winkel (α) > 0, vorzugsweise < 60°, besonders vorzugsweise < 45° einschließt.
46. Zylinderkopf (330) nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite (ai) zwischen der Querrippe (334) und einer Einlasskanalwand (336) auf einer Seite der Querebene (333) kleiner ist als die lichte Weite zwischen der Querrippe (334) und einer Einlasskanalwand (337) eines benachbarten Zylinders (A, B, C, D) auf der anderen Seite der Querebene (333).
47. Zylinderkopf (330) nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite zwischen der Querrippe (334) und einem Auslasskanal auf einer Seite der Querebene (333) kleiner ist als die lichte Weite zwischen der Querrippe (334) und einem Auslasskanal eines benachbarten Zylinders (A, B, C, D) auf der anderen Seite der Querebene (333).
48. Zylinderkopf (330) nach einem der Ansprüche 42 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrippe (333) flügelprofilartig geformt ist.
49. Zylinderkopf (330) nach einem der Ansprüche 42 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Querebene (333) durch die Achsen zumindest zweier Zylinderkopfschrauben (331, 332) zwischen zwei benachbarten Zylindern (A, B, C, D) aufgespannt ist.
50. Einlasssammler (401) für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern, mit zumindest einem vorzugsweise einstückigen Gehäuse (402), welches einen gemeinsamen Sammelraum (403) ausbildet, von welchem zu den Zylindern führende Einlasskanalteilstücke (404) ausgehen, wobei zumindest eine Gruppe von Einlasskanalteilstücken (404) durch Klappen (406) schaltbar ausgeführt ist und wobei mehrere, vorzugsweise alle Klappen (406) durch eine gemeinsame Klappenwelle (407) betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (407) in zumindest einem fest mit dem Gehäuse (402) verbindbaren Lagerkörper (408) gelagert ist.
51. Einlasssammler (401) nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (408) formschlüssig mit dem Gehäuse (402) verbindbar ist.
52. Einlasssammler (401) nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (408) im Bereich eines Flansches (405) der Einlasskanalteilstücke (404) mit dem Gehäuse (402) verbindbar ist.
53. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (408) in eine vorzugsweise in das Gehäuse (402) eingefräste Nut (409) einsetzbar ist, wobei die Form des Lagerkörpers (408) dem Profil der Nut (409) angepasst ist.
54. Einlasssammler (401) nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (409) ein im Wesentlichen konisches Profil aufweist.
55. Einlasssammler (401) nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (409) - die Einlasskanalteilstücke (404) der Gruppe querend - in Längsrichtung des Flansches erstreckt.
56. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die lagerichtige Position des Lagerkörpers (408) in der Nut (409) durch eine einen Formschluss bildende Zentriereinrichtung (410) definiert ist.
57. Einlasssammler (401) nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (410) durch einen Vorsprung (410a) des Lagerkörpers (408) oder des Gehäuses (402) gebildet ist, welcher mit einer entsprechend geformte Ausnehmung (410b) des Gehäuses (402) bzw. des Lagerkörpers (408) zusammenwirkt.
58. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 50 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (407) beidseits jeder Klappe (406) in jeweils einem Lagerkörper (408) gelagert ist.
59. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 50 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörper (408) durch Kunststoffeinlegteile gebildet sind.
60. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 50 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (402) aus Leichtmetall, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, besteht.
61. Einlasssammler (401) nach einem der Ansprüche 50 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (406), Lagerkörper (408) und Klappenwelle (407) zu einer Vormontagegruppe (411) zusammengefasst sind.
62. Spanneinrichtung (501) für ein mit einem Aggregat (504) verbundenes Zugmittel (502), insbesondere einen Riemen, wobei das Zugmittel (502) durch Schwenken des Aggregates (504) gespannt werden kann und das Aggregat (504) in dieser Position über einen sich an einer Konsole (511) abstützenden Schraubbolzen (507) einer Schraubverbindung (506) fixiert werden kann, wobei die Schraubverbindung (506) an einem Flansch (512) des Aggregates (504) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann- einrichtung (501) zumindest ein, vorzugsweise durch eine Schraubenfeder gebildetes, Vorspannelement (509) aufweist, welches eine vordefinierte Spannkraft auf das Aggregat (504) in Spannrichtung (505) ausübt, wobei das Vorspannelement (509) an einer am Schraubbolzen (507) der Schraubverbindung (506) befestigten Spannmutter (508) abgestützt ist.
63. Spanneinrichtung (501) nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmutter (508) als Spannhülse ausgebildet ist.
64. Spanneinrichtung (501) nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmutter (508) einen mit einer ersten Flanschfläche (515) des Flansches (512) zusammenwirkenden Anschlag (514) aufweist, welcher die maximale Vorspannkraft des Spannelementes (501) definiert.
65. Spanneinrichtung (501) nach einem der Ansprüche 62 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (506) eine Kontermutter (510) aufweist, welche an einer der ersten Flanschfläche (515) abgewandten zweiten Flanschfläche (516) des Flansches (512) angreift.
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