Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE60305176T2 - Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer - Google Patents

Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer Download PDF

Info

Publication number
DE60305176T2
DE60305176T2 DE60305176T DE60305176T DE60305176T2 DE 60305176 T2 DE60305176 T2 DE 60305176T2 DE 60305176 T DE60305176 T DE 60305176T DE 60305176 T DE60305176 T DE 60305176T DE 60305176 T2 DE60305176 T2 DE 60305176T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
exhaust manifold
outlet
inlet
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60305176T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60305176D1 (de
Inventor
Petutschnig Wolfgang
Kirchweger Karl
Stefansson Richard
Andersson Bertil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Penta AB
Original Assignee
Volvo Penta AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Penta AB filed Critical Volvo Penta AB
Publication of DE60305176D1 publication Critical patent/DE60305176D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60305176T2 publication Critical patent/DE60305176T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F01N3/043Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids without contact between liquid and exhaust gases
    • F01N3/046Exhaust manifolds with cooling jacket
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F01P3/202Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine for outboard marine engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16Outlet manifold
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Abgaskrümmer, welcher mit einem Kühlmantel versehen ist. Die Erfindung betrifft zudem einen Verbrennungsmotor beziehungsweise eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Schiffsantriebssysteme sind häufig in Umgebungen montiert, welche auf eine übermäßige Erhitzung empfindlich reagieren. Aus diesem Grund sind Abgaskrümmer und Turboeinheiten häufig an einem Flüssigkühlsystem angeschlossen.
  • In beispielsweise US 5,109,668 A und US 4,179,884 A werden Schiffsantriebssysteme beschrieben, deren Abgaskrümmer aus Sicherheitsgründen durch Wassermäntel umgeben sind.
  • US 4,977,741 A beschreibt ein Abgassystem, welches einen Abgaskrümmer und eine Abgasleitung kombiniert, wobei der Krümmer durch einen ersten Wassermantel und die Leitung durch einen zweiten Wassermantel umgeben ist. Der erste und zweite Wassermantel sind durch einen Damm getrennt, welcher einen Durchgang zur Flüssigkeitsverbindung zwischen denselben beinhaltet. Dadurch wird ermöglicht, dass verschiedene Temperaturbereiche im Abgassystem gebildet werden, und die Kondensatbildung aufgrund des übermäßigen Kühlens der Abgase wird verhindert.
  • Bei herkömmlichen Anwendungen wird das Kühlmittel vom Kühlmantel des Abgaskrümmers außerhalb des Zylinderkopfes mittels Au ßenkanälen zum Kühlsystem zurückgeführt bzw. umgewälzt. Folglich wird das Konstruktionsvolumen erhöht und mehr Raum erfordert.
  • US 9,214,443 , welche als nächstkommender Stand der Technik betrachtet wird, betrifft einen Krümmer eines Schiffsmotors in Form eines integralen Gussteils mit einem Kopfstück, einem Kühlmantel, einem Abgaskrümmer und einem Bypass, welcher durch ein thermostatisch geregeltes Ventil geregelt wird, welches in einem Ventilgehäuse angeordnet ist. Auch diese Anordnung wird die Bildung unterschiedlicher Temperaturbereiche im Abgassystem zulassen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen Abgaskrümmer zu liefern, welcher eine kompakte Anordnung eines Kühlsystems zulässt.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Abgaskrümmeranordnung zu liefern, bei welcher die Temperaturverteilung innerhalb des Abgaskrümmers ausgeglichen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei bestehenden Motorkühlsystemen für Motoren, welche mit einem flüssigkeitsgekühlten Abgaskrümmer versehen sind, ist ein Thermostatgehäuse zum Leiten der Kühlmittelströmung abhängig von den Betriebsbedingungen des Motors entweder über einen Wärmetauscher oder direkt zu einem Einlass eines Pumpengehäuses ohne Zwischenkühlung vorgesehen. Das Thermostatgehäuse ist normalerweise als separates Gehäuse außerhalb des Abgaskrümmers angeordnet.
  • Diese Art einer Kühlsystemkonfiguration mit einem externen Thermostatgehäuse verhindert die kompakte Konstruktion des Kühlsystems, da sie erfordert, dass der Kühlmantel des Abgaskrümmers an Kühlmittelleitungen angeschlossen ist, welche zum Thermostatgehäuse führen, wobei die Kühlmittelleitungen außerhalb eines Motorblocks und Zylinderkopfes angeordnet sind, welcher den Zylinderblock abdichtet.
  • Ein erfindungsgemäßer Abgaskrümmer ist mit einem Kühlmantel versehen, welcher einen ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass, einen zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass und einen Thermostatraum beinhaltet, an welchem eine Kühlmittelauslassleitung in die ersten und zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslässe verzweigt ist.
  • Durch das Vorsehen des Thermostatgehäuses im Abgaskrümmerkühlmantel wird die Notwendigkeit eines extern angeordneten Thermostatgehäuses beseitigt.
  • Eine besonders kompakte Motorkühlsystemkonstruktion wird durch das Montieren des Abgaskrümmers mit einem erfindungsgemäßen Abgaskrümmerkühlmantel direkt auf einem Zylinderkopf ermöglicht, welcher mit einer integralen Durchgangsleitung, welche zu einem Wärmetauscher führt, und einer integralen Kurzschlussleitung, welche direkt zu einem Pumpengehäuse führt, versehen ist.
  • Bei einem Kühlsystem, welches die vorgeschlagene Konfiguration verwendet, ist die Gesamtlänge der Leitungen, welche außerhalb des Motors angeordnet sind, wesentlich verkürzt, wodurch eine kompakte Konstruktion erzielt wird.
  • Nach der Erfindung beinhaltet der Abgaskrümmer eine Gruppe von Abgaseinlassleitungen, welche angeordnet sind, um einen Teil eines Abgasauslasses zu bilden, welcher aus einer Gruppe von Zylindern führt, wobei die Gruppe von Einlassöffnungen mindestens eine Einlassöffnung für jeden Zylinder in der Gruppe von Zylindern beinhaltet. Durch das Vorsehen einer Gruppe von Abgaseinlassleitungen, welche angeordnet sind, um einen Teil eines aus einer Gruppe von Zylindern führenden Abgasauslasses zu bilden, und das Anordnen der Gruppe von Einlassöffnungen derart, dass sie zumindest eine Einlassöffnung für jeden Zylinder in der Gruppe von Zylindern beinhaltet, wird die Temperaturverteilung im Abgaskrümmer auf einem gleichmäßigeren Pegel gehalten.
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Kühlmantel eine Kühlmitteleinlassleitung, welche mit einer Gruppe an Einlassöffnungen versehen ist, welche mit einer entsprechenden Gruppe von auf einem Zylinderkopf angeordneten Auslassöffnungen verbindbar angeordnet ist.
  • In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Kühlmitteleinlassleitung mit einer Auslassöffnung versehen, welche mit einer Einlassöffnung einer in einer Turboladerbaugruppe angeordneten Kühlmittelkammer verbindbar angeordnet ist.
  • In einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist der Abgaskrümmerkühlmantel durch eine Trennwand in die Kühlmitteleinlassleitung und die Kühlmittelauslassleitung unterteilt.
  • In einer vierten Ausführungsform der Erfindung sind die Kühlmitteleinlassleitung und Kühlmittelauslassleitung über zumindest eine Bypass-Öffnung strömungsmäßig verbunden.
  • In einer fünften Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Abgaskrümmer eine Gruppe von Abgaseinlasskanälen, wobei zumindest eine Bypass-Öffnung pro Abgaseinlassleitung vorgesehen ist.
  • In einer sechsten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kühlmittelauslassleitungen einen größeren Querschnitt als die Kühlmitteleinlassleitungen auf.
  • In einer siebten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Kühlmittelauslassleitung des Abgaskrümmerkühlmantels zwischen einer Einlassöffnung und den ersten und zweiten Auslässen des Abgaskrümmerkühlmantels. Der erste Kühlmantelauslass ist mit der ersten Öffnung der in einem Zylinderkopf angeordneten, integralen Kühlmitteldurchgangsleitung verbindbar angeordnet, der zweite Kühlmantelauslass ist mit einer im Zylinderkopf angeordneten Kurzschlussleitung verbindbar angeordnet und die Einlassöffnung der Kühlmittelauslassleitung ist mit einer in einer Turbobaugruppe angeordneten Auslassöffnung aus einer Kühlmittelkammer verbindbar angeordnet.
  • Die erste, dritte, vierte, fünfte und sechste Ausführungsform tragen alle einzeln und in Kombination dazu bei, die Temperaturverteilung innerhalb des Abgaskrümmers auszugleichen.
  • Die zweite und siebte Ausführungsform tragen einzeln und in Kombination dazu bei, eine kompakte Konstruktion eines Kühlsystems zuzulassen, wenn die Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Abgaskrümmers nach der Erfindung zusammengebaut ist.
  • In einer Variante der Erfindung, welche am kompaktesten ist, wird der Vorschlag vorgebracht, dass die Kühlmitteleinlassleitung über der Kühlmittelauslassleitung angeordnet ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Brennkraftmaschine beziehungsweise einen Verbrennungsmotor mit einer kompakten Anordnung des Kühlsystems zu liefern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 gelöst.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen werden in den anhängenden Ansprüchen beschrieben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nun in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter erörtert werden.
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Zylinderkopfes,
  • 2 zeigt einen Verbrennungsmotor nach der Erfindung in einem Schnitt entlang der Linie I-I in 3,
  • 3 zeigt den Motor in einem Schnitt entlang der Linie II-II in 2,
  • 4 zeigt eine Abgaskrümmeranordnung in einem Schnitt entlang der Linie III-III in 3,
  • 5 zeigt eine Abgaskrümmeranordnung in einer anderen Variante der Erfindung in einem Schnitt, wie in 4,
  • 6 zeigt den in 3 gezeigten Motor, wobei der Abgaskrümmer entfernt wurde,
  • 7 zeigt die Abgaskrümmeranordnung in einem Schnitt entlang der Linie V-V in 4,
  • 8 zeigt die Abgaskrümmeranordnung in einem Schnitt entlang der Linie VI-VI in 7,
  • 9 zeigt die Abgaskrümmeranordnung in einer Ansicht gemäß einem Pfeil VII in 8,
  • 10 zeigt die Abgaskrümmeranordnung in einem Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 8,
  • 11 zeigt den Motor in einem Schnitt entlang der Linie IX-IX in den 7 und 12, und
  • 12 zeigt den Motor in einem Schnitt entlang der Linie X-X in 11.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Zylinderkopfes 1. Der Zylinderkopf 1 weist eine Oberseite 1a, eine Unterseite 1b, welche mit einem Zylinderblock verbindbar angeordnet ist, eine Abgasflanschquerfläche bzw. Abgasflanschseitenfläche 1c, welche mit einem Abgaskrümmer verbindbar angeordnet ist, eine zweite Quer- bzw. Seitenfläche 1d, welche der Abgasflanschseitenfläche 1c gegenüber liegt, eine Vorderseite 1e und eine Stirnseite 1f auf.
  • Der Zylinderkopf 1 ist mit einer integralen Kühlmitteldurchgangsleitung 2 versehen, welche eine erste Öffnung 2a zur Verbindung mit einem ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass bereitstellt und sich zwischen der ersten Öffnung 2a, welche auf der Abgasflanschseitenfläche 1c angeordnet ist, und einem ersten Kühlmittelauslass 2b erstreckt, welcher auf der zweiten Seitenfläche 1d angeordnet ist, welche eine mit einem Ansaugkrümmer 7 verbindbar angeordnete Einlassflanschfläche ist.
  • Der Zylinderkopf 1 ist zudem mit einer integralen Kühlmittelkurzschlussleitung 3 versehen, welche eine zweite Öffnung 3a zur Verbindung mit einem zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass liefert und sich zwischen der auf der Abgasflanschseitenfläche 1c angeordneten zweiten Öffnung 3a und einem auf der Untersei te 1b angeordneten zweiten Kühlmittelauslass 3b zur Verbindung mit einem Kühlmittelpumpeneinlass erstreckt.
  • Der Zylinderkopf ist mit einer Kühlmittelkammer 23 versehen, siehe 2, welche sich entlang einer Längsachse 4 des Zylinderkopfes 1 erstreckt. Die Kühlmittelkammer 23 ist zum Kühlen einer Vielzahl von Abgaskanälen 5a-5h angeordnet, welche im Zylinderkopf 1 vorgesehen sind. Die Abgasflanschseitenfläche 1c ist mit mindestens einer Auslassöffnung 6a-6d für jeden Zylinder in der Vielzahl von Abgaskanälen 5a-5h versehen. Die Auslassöffnungen 6a-6d sind mit der Kühlmittelkammer verbunden und angeordnet, um Verbindungen mit einer entsprechenden Gruppe von Einlässen bereit zu stellen, welche auf einem Abgaskrümmerkühlmantel angeordnet sind.
  • Die 2-12 zeigen einen Verbrennungsmotor 11, bei welcher ein Zylinderkopf 1 verwendet wird, wie er in 1 dargestellt ist. Der Verbrennungsmotor ist mit mehreren Zylindern 12 für Hubkolben 13 versehen. Der Motor 11 weist einen Zylinderblock 14 auf, an welchem ein Zylinderkopf 1 verschraubt ist. Eine Abgaskrümmeranordnung 40 mit einem Abgaskrümmer 17 ist an eine Abgasflanschfläche 1c an der Seite des Zylinderkopfes 1 angeflanscht. Der Abgaskrümmer 17 beinhaltet eine Gruppe von Abgaseinlassleitungen, welche angeordnet sind, um einen Teil eines Abgasauslasses zu bilden, welcher aus einer Gruppe von Zylindern 12 führt.
  • Der Abgaskrümmer 17 ist durch einen Kühlmantel 18 umgeben. Der Kühlmantel 18 ist durch eine Trennwand 19 in Strömungsrichtung des Abgasstroms in eine Kühlmitteleinlassleitung 20 und eine Kühlmittelauslassleitung 21 unterteilt. Der Abgaskrümmer 17 steht mit zumindest einer Abgasöffnung 41 pro Zylinder 12 in Verbindung.
  • Die Kühlmitteleinlassleitung 20 weist eine Gruppe von Einläs sen 22 auf, welche zumindest einen Einlass 22a-22d pro Zylinder umfassen, der mit der Kühlmittelkammer 23 des Zylinderkopfes 1 über die Auslassöffnungen 6a-6d des Zylinderkopfes 1 strömungsmäßig verbunden ist.
  • Die Kühlmitteleinlassleitung 20 führt aus der Gruppe von Einlässen 22 zu einer Auslassöffnung 20a der Kühlmitteleinlassleitung. Die Auslassöffnung 20a der Kühlmitteleinlassleitung 20 ist mit einer Einlassöffnung 27 mit einer Kühlmittelkammer 28 verbunden, welche in einer Turboladerbaugruppe 26 angeordnet ist.
  • Die Kühlmittelauslassleitung 21 erstreckt sich zwischen einer Einlassöffnung 21a der Kühlmittelauslassleitung über einen Thermostatraum 32a, an welchem die Kühlmittelauslassleitung 21 in eine erste und zweite Verzweigung 21b, 21c verzweigt ist, welche mit einem ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass 21d und einem zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass 21e versehen sind.
  • Die Kühlmitteleinlassleitung 20 ist mit der Kühlmittelauslassleitung 21 über zumindest eine Bypass-Öffnung 24 verbunden.
  • Die Abgaskrümmeranordnung 40 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Längsseite des Zylinderkopfes 1 zwischen einer Vorderseite 1e und Stirnseite 1f.
  • Im Bereich der ersten Seite 31 der Abgaskrümmeranordnung 40 ist ein Thermostatraum 32a für ein Wärmeregelventil 32 vorgesehen, welches den aus der Kühlmittelauslassleitung 21 eintretenden Kühlmittelstrom entweder über eine im Bereich der Vorderseite 1e des Zylinderkopfes 1 vorgesehene Kühlmitteldurchgangsleitung 2 und die Kühlmittelauslassleitung 35 zum Wärmetauscher 36 und weiter zur Kühlmittelpumpe 37 oder über eine Kühlmittelkurzschlussleitung 3 direkt zur Kühlmittelpumpe 37 aufnimmt. 7 zeigt die Position der Schiebehülse 32b des Regelventils wenn der Motor warm ist, und 8 wenn der Motor kalt ist. Wie durch die Pfeile P1 angezeigt, wird das Kühlmittel bei einem heißen Motor durch den ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass 21d fließen, welcher eine obere Öffnung zur Kühlmitteldurchgangsleitung 2 bildet. Bei einem kalten Motor geht das Kühlmittel jedoch durch den zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass 21e, welcher eine untere Öffnung der Abgaskrümmeranordnung 40 in die Kühlmittelkurzschlussleitung 3 bildet (siehe Pfeile P2 in den 8-12).
  • Der Abgaskrümmer 17 ist am Turbinenteil 25 eines wassergekühlten Turboladers 26 auf der Seite des zweiten Endes 30 der Abgaskrümmeranordnung 40 im Bereich der Stirnseite 1f des Zylinderkopfes 1 angeschlossen. Der Kühlmitteleinlass 27 der Kühlmittelkammer 28 des Turboladers 26 ist an der ersten Kühlmittelleitung 20 des Abgaskrümmers 17, dem Kühlmittelauslass 29 zur zweiten Kühlmittelleitung 21 des Abgaskrümmers 17 angeschlossen.
  • Die Kühlmittelströmung wird schematisch durch die Pfeile P1, P' gezeigt.
  • Das Kühlmittel fließt aus den Kühlmittelkammern 39 des Zylinders im Kurbelgehäuse 14 in die Kühlmittelkammern 23 im Zylinderkopf 1 und von dort durch die Einlässe der Kühlmittelkammern 23 im Zylinderkopf 1 von wo es durch die Einlässe 22 in die erste Kühlmittelleitung 20 tritt, woraufhin der Kühlmittelstrom unterteilt wird. Der Hauptstrom in der ersten Kühlmittelleitung 20, welcher durch die durchgezogenen Pfeile P in 3 markiert ist, wird zum Turbinenteil 25 des Turboladers 26 in der gleichen Strömungsrichtung, wie das Abgas im Abgaskrümmer 17 geleitet. Der Kühlmittelstrom fließt durch die Kühlmittelkammern 28 des Turbinenteils 25 des Turboladers 26 und erreicht das Wärmeregelventil 32, welches sich auf der Vorderseite 1e des Zylinderkopfes 1 befindet, über die zweite Kühlmittelleitung 21 entgegen der Strömungsrichtung des Abgases.
  • Andererseits erreichen die Kühlmittelnebenströme die zweite Kühlmittelleitung 21 direkt aus der ersten Kühlmittelleitung 20 über Bypass-Öffnungen 24. Diese Nebenströme sind in 3 durch unterbrochene Pfeile P' eingetragen. Die Nebenströme P' werden durch vordefinierte Drosselquerschnitte geregelt. Eine Drosselung kann durch das Vorsehen genau definierter Öffnungen 24a (siehe 4) in der Trennwand 19 oder durch begrenzte Querschnitte 24b erzielt werden, welche mit den Bypass-Öffnungen 24 einstückig gebildet sind, wie in 5 gezeigt. Mit Hilfe der Nebenströme P' wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Abgaskrümmeranordnung 40 erhalten. Zudem wird ein übermäßiges Kühlen des Turbinenteils 25 des Turboladers 26 verhindert.
  • Abhängig von der Temperatur des Kühlmittels, leitet das Wärmeregelventil 32 den Kühlmittelstrom P zur Kühlmittelpumpe 37 entweder direkt über eine Kurzschlussleitung 38 oder indirekt über eine Kühlmitteldurchgangsleitung 2. Wenn eine bestimmte, vordefinierte Kühlmitteltemperatur erreicht wird, öffnet das Wärmeregelventil 32 den Strömungsweg über die Kühlmitteldurchgangsleitung 2 zu einem Wärmetauscher 36, um ein ausreichendes Kühlen des Kühlmittels zu gewährleisten. Aus dem Wärmetauscher 36 erreicht das Kühlmittel dann die Kühlmittelpumpe 37.
  • Die Kühlmitteldurchgangsleitung 2, welche von der Abgasflanschfläche 1c her beginnt und sich vorzugsweise zur Einlassflanschfläche 1d eines Einlasskrümmers erstreckt, der nicht in den Zeichnungen gezeigt, ist auf der Vorderseite 1e des Zylinderkopfes 1 positioniert und bevorzugt mit demselben einstückig gegossen. Die Kühlmittelkurzschlussleitung 3, wel che sich zwischen der Abgasflanschfläche 1c und der Dichtungsfläche 1d des Zylinderkopfes erstreckt, ist auch mit dem Zylinderkopf 1 einstückig gegossen.
  • Die in dieser Schrift beschriebene Anordnung ermöglicht ein gleichmäßiges Kühlen der Abgaskrümmeranordnung 40 auf eine einfache und Platz sparende Weise.

Claims (25)

  1. Abgaskrümmeranordnung (40) mit einem Abgaskrümmer (17), welcher zumindest teilweise von einem Kühlmantel (18) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (18) einen ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d), einen zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21e) und einen Thermostatraum (32a) aufweist, an welchem eine Kühlmittelauslassleitung (21) in den ersten und zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d, 21e) verzweigt, wobei der Abgaskrümmer (17) eine Gruppe von Abgaseinlasskanälen (17a) aufweist, die zur Bildung eines Abschnitts eines Abgasauslasses angeordnet sind, der von einer Gruppe von Zylindern (12) herführt, und der Kühlmittelmantel (18) eine Kühlmitteleinlassleitung (20) besitzt, welcher mit einer Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) versehen ist, wobei die Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) zumindest eine Einlassöffnung (22a bis 22d) für jeden Zylinder in der Gruppe von Zylindern (12) aufweist.
  2. Abgaskrümmeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) mit einer korrespondierenden Gruppe von auf einem Zylinderkopf (1) angeordneten Auslassöffnungen (6a bis 6d) verbindbar angeordnet ist.
  3. Abgaskrümmeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteleinlassleitung (20) mit einer Auslassöffnung (20a) versehen ist, welche mit einer Einlassöffnung (27) einer in einer Turboladerbaugruppe (26) angeordneten Kühlmittelkammer (28) verbindbar angeordnet ist.
  4. Abgaskrümmeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmerkühlmantel (18) durch eine Trennwand (19) in die Kühlmitteleinlassleitung (20) und die Kühlmittelauslassleitung (21) aufgeteilt ist.
  5. Abgaskrümmeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteleinlassleitung (20) und die Kühlmittelauslassleitung (21) strömungsmäßig über zumindest eine Bypass-Öffnung (24) verbunden sind.
  6. Abgaskrümmeranordnung nach Anspruch 5, wobei der Abgaskrümmer (17) eine Gruppe von Abgaseinlasskanälen (17a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bypass-Öffnung (24) pro Abgaseinlassleitung (17a) vorgesehen ist.
  7. Abgaskrümmeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelauslassleitung (21) einen größeren Querschnitt als die Kühlmitteleinlassleitung (20) aufweist.
  8. Abgaskrümmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlmittelauslassleitung (21) zwischen einer Einlassöffnung (21a) der Kühlmittelauslassleitung (21) und dem ersten und zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d, 21e) erstreckt.
  9. Abgaskrümmeranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung der Kühlmittelauslassleitung (21) mit einer Auslassöffnung (29) von in einer Turboladerbaugruppe (26) angeordneten Kühlmittelkammer (28) verbindbar angeordnet ist.
  10. Brennkraftmaschine (11), welche einen Zylinderblock (14) mit einer Vielzahl von Zylindern (12), einen Zylinderkopf (1), der den Zylinderblock (14) verschließt, und eine Abgaskrümmeranordnung (40) mit einem Abgaskrümmer (17) aufweist, welcher zumindest teilweise von einem Kühlmantel (18) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (18) einen ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d), einen zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21e) und einen Thermostatraum (32a) aufweist, an welchem eine Kühlmittelauslassleitung (21) in den ersten und zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d, 21e) verzweigt, wobei der Abgaskrümmer (17) eine Gruppe von Abgaseinlasskanälen (17a) aufweist, welche einen Abschnitt eines Abgasauslasses bilden, der von der Vielzahl von Zylindern (12) herführt, und der Kühlmittelmantel (18) eine Kühlmitteleinlassleitung (20) besitzt, welcher mit einer Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) versehen ist, wobei die Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) zumindest eine Einlassöffnung (22a bis 22d) für jeden Zylinder in der Vielzahl von Zylindern (12) aufweist.
  11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Einlassöffnungen (22a bis 22d) mit einer auf dem Zylinderkopf (1) angeordneten korrespondierenden Gruppe von Auslassöffnungen (6a bis 6d) verbunden ist.
  12. Brennkraftmaschine (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteleinlassleitung (20) mit einer Auslassöffnung (20a) versehen ist, welche mit einer Auslassöffnung (27) zu einer in einer Turboladerbaugruppe (26) angeordneten Kühlmittelkammer (28) verbunden ist.
  13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmerkühlmantel (18) durch eine Trennwand (19) in die Kühlmitteleinlassleitung (20) und die Kühlmittelauslassleitung (21) aufgeteilt ist.
  14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteleinlassleitung (20) und die Kühlmittelauslassleitung (21) strömungsmäßig über zumindest eine Bypass-Öffnung (24) verbunden sind.
  15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, wobei der Abgaskrümmer (17) eine Gruppe von Abgaseinlasskanälen (17a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bypass-Öffnung (24) pro Abgaseinlassleitung (17a) vorgesehen ist.
  16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelauslassleitung (21) einen größeren Querschnitt als die Kühlmitteleinlassleitung (20) aufweist.
  17. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlmittelauslassleitung (21) zwischen einer Einlassöffnung (21a) der Kühlmittelauslassleitung (21) und dem ersten und zweiten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d, 21e) erstreckt.
  18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (21a) der Kühlmittelauslassleitung (21) mit einer Auslassöffnung (29) von einer in einer Turboladerbaugruppe (26) angeordneten Kühlmittelkammer (28) verbunden ist.
  19. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Zylinderkopf (1) eine Oberseite (1a), eine mit dem Zylinderblock (14) verbundene Unterseite (1b), eine mit der Abgaskrümmeranordnung (40) verbundene Abgasflanschquerseite (1c), eine zu der Abgasflanschquerseite (1c) ge genüber liegende zweite Querseite (1d), eine Vorderseite (1e) und eine Stirnseite (1f) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mit einer integralen Kühlmitteldurchgangsleitung (2) versehen ist, welche eine erste Öffnung (2a) aufweist, die mit dem ersten Abgaskrümmerkühlmantelauslass (21d) verbunden ist, und sich zwischen der ersten Öffnung (2a), die an der Abgasflanschquerseite (1c) des Zylinderkopfs (1) angeordnet ist, und einer ersten Kühlmittelauslassleitung (2b) erstreckt, die an einer weiteren der Seiten (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist.
  20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kühlmittelauslassleitung (2b) auf der zweiten Querseite (1d) angeordnet ist.
  21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Querseite (1d) eine Einlassflanschseite ist, die mit einem Einlasskrümmer (7) verbunden ist.
  22. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Kühlmitteldurchgangsleitung (2) mit einer Kühlmittelpumpe (37) über einen Wärmeaustauscher (36) verbunden ist.
  23. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mit einer integralen Kühlmittelkurzschlussleitung (3) versehen ist, welche eine zweite Öffnung (3a) aufweist, die mit einem zweiten Auslass (21e) des Abgaskrümmerkühlmantels (18) verbunden ist und sich zwischen der zweiten Öffnung (3a), die an der Abgasflanschquerseite (1c) angeordnet ist, und einer zweiten Kühlmittelauslassleitung (3b) erstreckt, die an einer weiteren der Seiten (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist und zu einem Kühlmittelpumpeneinlass (36) führt.
  24. Brennkraftmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (3b) an der Unterseite (1b) vorgesehen ist.
  25. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei der Zylinderkopf (1) mit einer Kühlmittelkammer (23) versehen ist, die zur Kühlung einer in dem Zylinderkopf (1) vorgesehenen Vielzahl von Abgaskanälen (5a bis 5h) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasflanschquerseite (1c) mit zumindest einer Auslassöffnung (6a bis 6d) für jeden Zylinder in der Vielzahl von Zylindern (12) versehen ist, wobei die Auslassöffnungen (6a bis 6d) mit der Kühlmittelkammer (23) verbunden sind und Verbindungen zu einer korrespondierenden Gruppe von Einlässen (22a bis 22d) vorsehen, die an dem Abgaskrümmerkühlmantel (18) angeordnet sind.
DE60305176T 2003-06-19 2003-06-19 Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer Expired - Lifetime DE60305176T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03076916A EP1498587B1 (de) 2003-06-19 2003-06-19 Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60305176D1 DE60305176D1 (de) 2006-06-14
DE60305176T2 true DE60305176T2 (de) 2007-05-10

Family

ID=33462168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60305176T Expired - Lifetime DE60305176T2 (de) 2003-06-19 2003-06-19 Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070056276A1 (de)
EP (1) EP1498587B1 (de)
AT (1) ATE325941T1 (de)
DE (1) DE60305176T2 (de)
WO (1) WO2004111400A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007009139A1 (de) * 2005-07-19 2007-01-25 Avl List Gmbh Abgasstrang einer brennkraftmaschine
WO2010020265A1 (de) * 2008-08-20 2010-02-25 Fev Motorentechnik Gmbh Flexible nutzung der abgasenergie im betrieb einer brennkraftmaschine
AT511072B1 (de) * 2011-06-22 2012-09-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder
US20130000287A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Caterpillar Inc. Exhaust manifold with shielded cooling
DE102012213936A1 (de) * 2012-08-07 2014-05-15 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladener Vier-Zylinder-Reihenmotor mit parallel angeordneten Turbinen und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Vier-Zylinder-Reihenmotors
GB2562727B (en) * 2017-05-22 2020-02-12 Ford Global Tech Llc A Motor Vehicle Cylinder Head
CN114233455B (zh) * 2021-12-30 2023-04-18 潍柴动力股份有限公司 一种水套排气管及发动机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1553584A (en) * 1976-04-08 1979-09-26 Perkins Engines Ltd Inlet and exhaust manifold assembly for an internal combustion engine
US4179884A (en) * 1977-08-08 1979-12-25 Caterpillar Tractor Co. Watercooled exhaust manifold and method of making same
US4214443A (en) * 1978-09-01 1980-07-29 Perkins Engines Limited Marine engine manifold
US4759181A (en) * 1987-02-02 1988-07-26 Biritz Ronald A Manifold, apparatus and system for exhaust transfer and cooling of V-type marine engines
US4977741A (en) * 1988-04-05 1990-12-18 Brunswick Corporation Combination exhaust manifold and exhaust elbow for marine propulsion system
JP2687140B2 (ja) * 1988-07-05 1997-12-08 三信工業株式会社 舶用エンジンの冷却装置
JP2724608B2 (ja) * 1989-02-17 1998-03-09 三信工業株式会社 船舶用v型2サイクル内燃機関の水冷装置
US5109668A (en) * 1991-03-07 1992-05-05 Brunswick Corporation Marine exhaust manifold and elbow
JP3465515B2 (ja) * 1997-01-31 2003-11-10 スズキ株式会社 船外機の冷却装置
DE19955302A1 (de) * 1999-11-17 2001-05-23 Deutz Ag Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
US6454622B2 (en) * 2000-01-17 2002-09-24 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust system for 4-cycle engine of small watercraft
CA2385797C (en) * 2001-05-15 2009-07-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Outboard motor
JP2003074340A (ja) * 2001-09-04 2003-03-12 Suzuki Motor Corp 船外機の排気構造

Also Published As

Publication number Publication date
DE60305176D1 (de) 2006-06-14
WO2004111400A1 (en) 2004-12-23
EP1498587B1 (de) 2006-05-10
EP1498587A1 (de) 2005-01-19
ATE325941T1 (de) 2006-06-15
US20070056276A1 (en) 2007-03-15
WO2004111400B1 (en) 2005-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60107748T2 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasrückführungssystem, insbesondere für Fahrzeuge
DE60226294T2 (de) Zylinderkühlkopfkonstruktion für eine Brennkraftmachine
DE112010001720B4 (de) Kühlmittelkanalanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE2715513A1 (de) Abgas- und ansaugleitungskonstruktion fuer brennkraftmaschinen
DE60310539T2 (de) Abgaskrümmer
DE102004032653B4 (de) Zylinderkopfstruktur eines Motors
DE10344834B4 (de) Motorkühlsystem
DE10227690A1 (de) Gekühlter Zylinderkopf für eine Kolbenbrennkraftmaschine
DE102014201341A1 (de) Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor
DE10306695A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkreislauf
EP0874142B1 (de) Vorrichtung zur integrierten Führung von flüssigen und gasförmigen Medien einer Brennkraftmaschine
DE69105633T2 (de) Kühlungsanlage für Brennkraftmaschinen.
DE60305176T2 (de) Abgaskrümmer und Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer
DE10222078B4 (de) Mehrzylindermotor
DE102010051562B4 (de) Abgasführungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE10021525A1 (de) Kühlkreislauf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE19944017C2 (de) Kühlungsaufbau eines Mehrzylindermotors
EP2444615A1 (de) Abgasführungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE19907267B4 (de) Kühlermodul für eine Brennkraftmaschine
DE10048582A1 (de) Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
DE102014201339A1 (de) Zylinderkopf-Kühlstruktur für einen Verbrennungsmotor
DE2015546A1 (de) Verbrennungsmotor
EP1703115B1 (de) Thermostatventil mit integriertem AGR-Ventil
EP1280985B1 (de) Kühlkreislaufanordnung für eine mehrzylindrige brennkraftmaschine
DE102014201336A1 (de) Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition