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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorbaugruppen und insbesondere eine Motorbaugruppe mit einem integrierten Abgaskrümmer.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformation in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik darstellt.
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Eine Motorbaugruppe kann einen Motorblock aufweisen, der eine Mehrzahl von Zylindern definiert. Jeder Zylinder kann in Kommunikation mit einem Kraftstoffsystem, einem Ansaugkrümmer durch zumindest ein Ansaugventil und einen Abgaskrümmer durch zumindest ein Abgasventil stehen. Die Größe der Ansaug- und Abgasventile beeinflusst unter anderem den Motorbetrieb. Da die Größe einer Zylinderbohrung kleiner wird, kann jedoch die Größe von jedem der Ventile ebenfalls entsprechend kleiner werden. Da die Ventilgröße abnimmt, kann die Bereitstellung einer richtigen Ansaugluft- und Abgasströmung schwieriger werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung dar und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Schutzumfangs oder all ihrer Merkmale.
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Eine Motorbaugruppe kann einen Motoraufbau, Abgasventile, die durch den Motoraufbau gelagert sind, und eine Nockenwelle, die durch den Motoraufbau gelagert und mit den Abgasventilen in Eingriff steht, aufweisen. Der Motoraufbau kann einen ersten, zweiten, dritten und vierten Brennraum definieren, die in Reihe angeordnet sind. Der Motoraufbau kann ferner einen ersten Abgaskanal in Kommunikation mit dem ersten Brennraum, einen zweiten Abgaskanal in Kommunikation mit dem zweiten Brennraum, einen dritten Abgaskanal in Kommunikation mit dem dritten Brennraum und einen vierten Abgaskanal in Kommunikation mit dem vierten Brennraum definieren. Der Motoraufbau kann auch einen Flanschbereich definieren, der einen ersten Abgasauslass, der axial mit dem zweiten Brennraum ausgerichtet ist, und einen zweiten Abgasauslass, der axial mit dem dritten Brennraum ausgerichtet ist, wie auch einen ersten Abgasdurchgang, der sich von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Abgasauslass erstreckt, einen zweiten Abgasdurchgang, der sich von dem zweiten Abgaskanal zu dem ersten Abgasauslass erstreckt, einen dritten Abgasdurchgang, der sich von dem dritten Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass erstreckt und einen vierten Abgasdurchgang definieren, der sich von dem vierten Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass erstreckt.
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Ein Zylinderkopf kann eine erste, zweite, dritte und vierte Brennraumoberfläche, die in Reihe angeordnet sind, einen Flanschabschnitt und einen Körperabschnitt aufweisen. Die erste Brennraumfläche kann einen ersten Abgaskanal definieren, die zweite Brennraumfläche kann einen zweiten Abgaskanal definieren, die dritte Brennraumfläche kann einen dritten Abgaskanal definieren und die vierte Brennraumfläche kann einen vierten Abgaskanal definieren. Der Flanschabschnitt kann einen ersten Abgasauslass, der axial mit der zweiten Brennraumfläche ausgerichtet ist, und einen zweiten Abgasauslass definieren, der axial mit der dritten Brennraumfläche ausgerichtet ist. Der Körperabschnitt kann einen ersten Abgasdurchgang, der sich von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Abgasauslass erstreckt, einen zweiten Abgasdurchgang, der sich von dem zweiten Abgaskanal zu dem ersten Abgasauslass erstreckt, einen dritten Abgasdurchgang, der sich von dem dritten Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass erstreckt, und einen vierten Abgasdurchgang definieren, der sich von dem vierten Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass erstreckt.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise einzuschränken.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine schematische Darstellung der Motorbaugruppe von 1, die Abgasdurchgänge zeigt;
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3 ist eine schematische Darstellung der Brennräume und Abgasdurchgänge der Motorbaugruppe von 1; und
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4 ist eine schematische Darstellung der Motorbaugruppe von 1, die Abgasdurchgänge und Kühlmitteldurchgänge zeigt.
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Entsprechende Bezugszeichen geben in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen entsprechende Teile an.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun vollständiger unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Gebräuche zu beschränken.
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Es sind beispielhafte Ausführungsformen vorgesehen, so dass diese Offenbarung vollständig ist und den Schutzumfang dem Fachmann vollständig übermittelt. Es sind zahlreiche spezifische Details dargestellt, wie Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Dem Fachmann sei offensichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielerlei verschiedenen Formen ausgeführt werden können und nicht so auszulegen sind, dass der Schutzumfang der Offenbarung eingeschränkt wird. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht detailliert beschrieben.
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Wenn ein Element oder eine Schicht als ”auf”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet ist, kann sie direkt auf, in Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu dürfen, wenn ein Element als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet ist, keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Elementen verwendet ist, sei auf eine ähnliche Weise auszulegen (beispielsweise ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, etc.). Der hier verwendete Begriff ”und/oder” umfasst jede oder alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
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Obwohl die Begriffe erstes, zweites, drittes, etc. hier dazu verwendet sein können, verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sind diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt. Diese Begriffe sollen nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie ”erstes”, ”zweites” und andere numerische Begriffe, wenn sie hier verwendet sind, implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern es durch den Kontext nicht deutlich angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, wie nachfolgend diskutiert ist, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt ohne Abweichung von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen bezeichnet werden.
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Bezug nehmend auf 1 kann eine Motorbaugruppe 10 einen Motoraufbau 12, eine Kurbelwelle 40, die durch den Motoraufbau 12 drehbar gelagert ist, Kolben 42, die mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sind, Ansaug- und Abgasnockenwellenbaugruppen 44, 46, die an dem Motoraufbau 12 drehbar gelagert sind, Ventilstößelbaugruppen 48, zumindest ein Ansaugventil 50 und zumindest ein Abgasventil 52 aufweisen. Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel ist die Motorbaugruppe 10 als ein Motor mit doppelter oben liegender Nockenwelle gezeigt, wobei der Motoraufbau 12 einen Zylinderkopf 54, der die Ansaug- und Abgasnockenwellenbaugruppen 44, 46 drehbar lagert, und einen Motorblock 56 aufweist, der Zylinderbohrungen 58 definiert. Es sei jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Konfigurationen mit oben liegender Nockenwelle beschränkt ist.
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Die Kolben 42 können in den Zylinderbohrungen 58 angeordnet sein. Der Zylinderkopf 54 (beispielsweise Brennraumoberflächen 55), der Motorblock 56 (beispielsweise Zylinderbohrungen 58) und die Kolben 42 können eine Mehrzahl von Brennräumen 60 definieren. Der Zylinderkopf 54 (beispielsweise Brennraumflächen 55) können zumindest einen Ansaugkanal 62 und zumindest einen Abgaskanal 64 für jeden Brennraum 60 definieren. Das/die Ansaugventil(e) 50 kann/können den Ansaugkanal/die Ansaugkanäle 62 öffnen und schließen, und das Abgasventil/die Abgasventile 52 können den Abgaskanal/die Abgaskanäle 64 öffnen und schließen. Die Ventilstößelbaugruppen 48 können mit der Ansaugnockenwellenbaugruppe 44 und dem Ansaugventil/den Ansaugventilen 50 in Eingriff stehen, um den Ansaugkanal/die Ansaugkanäle 62 zu öffnen. Ferner können die Ventilstößelbaugruppen 44 mit der Abgasnockenwellenbaugruppe 46 und dem Abgasventil/den Abgasventilen 52 in Eingriff stehen, um den Abgaskanal/die Abgaskanäle 64 zu öffnen.
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Bezug nehmend auf die 2–4 ist eine beispielhafte Motorbaugruppe 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Motorbaugruppe 10 kann einen Motoraufbau 12 aufweisen, der eine Mehrzahl von Brennräumen 60A bis D definiert, um einen Vier-Zylinder-Motor zu bilden. Die Mehrzahl von Brennräumen 60A–D kann in eine erste Gruppe von Brennräumen 20 und eine zweite Gruppe von Brennräumen 22 gruppiert sein. Die erste Gruppe von Brennräumen 20 kann einen ersten Brennraum 60A und einen zweiten Brennraum 60B aufweisen, und die zweite Gruppe von Brennräumen 22 kann einen dritten Brennraum 60C und einen vierten Brennraum 60D aufweisen. Jeder Brennraum 60A–D kann zumindest ein Ansaugventil 50 und zumindest ein Abgasventil 52 aufweisen. Die Ansaugventile 50 können in Kommunikation mit einem Aufbau zur Luftansaugung, wie einem Ansaugkrümmer (nicht gezeigt), stehen. Die Abgasventile 52 können in Kommunikation mit einem Abgassystem (nicht gezeigt) beispielsweise durch Abgasdurchgänge 66A–H stehen.
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Jeder der Brennräume 60A–D kann mit zumindest einem der Abgasdurchgänge 66A–H durch ein Abgasventil 52 verbunden sein. Beispielsweise kann der erste Brennraum 60A in Kommunikation mit einem ersten Abgasdurchgang 66A durch einen ersten Abgaskanal 64A und einem zweiten Abgasdurchgang 66B durch einen zweiten Abgaskanal 64B stehen, der zweite Brennraum 60B kann in Kommunikation mit einem dritten Abgasdurchgang 66C durch einen dritten Abgaskanal 64C und einem vierten Abgasdurchgang 66D durch einen vierten Abgaskanal 64D stehen, der dritte Brennraum 60C kann in Kommunikation mit einem fünften Abgasdurchgang 66E durch einen fünften Abgaskanal 64E und ein sechster Abgasdurchgang 66F durch einen sechsten Abgaskanal 64F stehen, und der Brennraum 60D kann in Kommunikation mit einem siebten Abgasdurchgang 66G durch einen siebten Abgaskanal 64G und einem achten Abgasdurchgang 66H durch einen achten Abgaskanal 64H stehen. Die Abgasdurchgänge 66A–H können in einem Körperabschnitt 57 des Zylinderkopfs 54 geformt sein. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Abgasdurchgänge 66A–H in den 2–3 im Negativ dargestellt, d. h. die Abgasdurchgänge 66A–H sind als Aufbauten gezeigt, und der Motoraufbau 12 (beispielsweise der Zylinderkopf 54), der die Abgasdurchgänge 66A– H definiert, ist abwesend (3) oder zur Bezugnahme schematisch dargestellt (2).
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Bei einem nicht beschränkenden Beispiel können sich der erste, zweite, dritte und vierte Abgasdurchgang 66A–D von dem ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Abgaskanal 64A–D zu einem ersten Abgasauslass 15A erstrecken, und der fünfte, sechste, siebte und achte Abgasdurchgang 66E–H können sich von dem fünften, sechsten, siebten und achten Abgaskanal 64E–H zu einem zweiten Abgasauslass 15B erstrecken. Der erste und zweite Abgasauslass 15A–B können durch einen Flanschbereich 59 des Motoraufbaus 12 (beispielsweise Zylinderkopf 54) definiert sein. Eine Abgasflanschdichtung 70 kann den ersten und zweiten Abgasauslass 15A– B umgeben. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel kann die Abgasflanschdichtung 70 eine monolithische Konstruktion besitzen, die eine erste Dichtungsöffnung 72A und eine zweite Dichtungsöffnung 72B definiert, die dem ersten Abgasauslass 15A bzw. dem zweiten Abgasauslass 15B entsprechen.
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Der erste, zweite, dritte und vierte Brennraum 60A–D können beispielsweise entlang einer Linie L in Reihe angeordnet sein. Ferner kann der Zylinderkopf 54 eine erste, zweite, dritte und vierte Brennraumfläche 55A–D aufweisen, die in Reihe angeordnet sind, und der Motorblock kann eine erste, zweite, dritte und vierte Zylinderbohrung 58A–D aufweisen, die in Reihe angeordnet sind. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel kann der erste Abgasauslass 15A axial mit dem zweiten Brennraum 60B (oder der zweiten Brennraumfläche 55B) ausgerichtet sein. Ähnlicherweise kann der zweite Abgasauslass 15B axial mit dem dritten Brennraum 60C (oder der dritten Brennraumfläche 55C) ausgerichtet sein. Bei einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel kann eine Gesamtheit des ersten Abgasauslasses 15A axial von dem ersten Brennraum 60A (oder der ersten Brennraumfläche 55A) versetzt sein. Ähnlicherweise kann eine Gesamtheit des zweiten Abgasauslasses 15B axial von dem vierten Brennraum 60D (oder der vierten Brennraumfläche 55D) versetzt sein.
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Bei einem noch weiteren nicht beschränkenden Beispiel kann die erste Gruppe von Brennräumen 20 einen ersten Mittelpunkt 21 definieren, der in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten Brennraum 60A–B (oder der ersten und zweiten Brennraumfläche 55A–B) angeordnet ist. Ähnlicherweise kann die zweite Gruppe von Brennräumen 22 einen zweiten Mittelpunkt 23 definieren, der in der Mitte zwischen dem dritten und vierten Brennraum 60C–D (oder der dritten und vierten Brennraumfläche 55C–D) angeordnet ist. Der erste Abgasauslass 15A kann axial von dem ersten Mittelpunkt 21 um einen Versatz O1 versetzt sein. Ähnlicherweise kann der zweite Abgasauslass 15B axial von dem zweiten Mittelpunkt 23 um einen Versatz O2 versetzt sein.
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Die Motorbaugruppe 10 kann ferner eine Abgaskühlmittelummantelung 30 aufweisen, die zumindest teilweise die Brennräume 60A–D und die Abgasdurchgänge 66A–H umgibt. Die Abgaskühlmittelummantelung 30 kann einen ersten Abschnitt 32 von Kühlmitteldurchgängen 36, der an einer ersten Seite des Motoraufbaus 12 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 34 von Kühlmitteldurchgängen 36 definieren, der an einer zweiten Seite des Motoraufbaus 12 entgegengesetzt der ersten Seite angeordnet ist. Zur Vereinfachung der Veranschaulichung sind die Kühlmittelummantelung 30 und die Kühlmitteldurchgänge 36 in 3 im Negativ dargestellt, d. h. die Kühlmittelummantelung 30 und die Kühlmitteldurchgänge 36 sind als Aufbauten gezeigt und der Motoraufbau 12 (beispielsweise Zylinderkopf 54), der die Kühlmittelummantelung 30 und die Kühlmitteldurchgänge 36 definiert, ist abwesend oder schematisch dargestellt.
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Kühlmittel kann durch die Abgaskühlmittelummantelung 30 zirkulieren, um die Brennräume 60A–D, die Abgasdurchgänge 66A–H und/oder andere Abschnitte der Motorbaugruppe 10 zu kühlen. Die Abgaskühlmittelummantelung 30 kann mit einer Lieferung von Kühlmittel (nicht gezeigt) durch einen oder mehrere Kühlmittelkanäle 38 verbunden sein. Der erste Abschnitt 32 und der zweite Abschnitt 34 können durch einen oder mehrere Kühlmitteldurchgänge 36 verbunden sein, die einen Durchlass von Kühlmittel von dem ersten Abschnitt 32 zu dem zweiten Abschnitt 34, von dem zweiten Abschnitt 34 zu dem ersten Abschnitt 32 oder beidem zulassen. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Kühlmitteldurchgang 36 zwischen dem ersten Abgasauslass 15A und dem zweiten Abgasauslass 15B angeordnet sein. Auf diese Art und Weise kann jeder des ersten und zweiten Abgasauslasses 15A–B effizienter gekühlt werden, was die Haltbarkeit der Abgasflanschdichtung 70 verbessern kann.