Einlassrohranordnung für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Einlassrohranordnung für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einem eine Klappe aufweisenden Einlassrohr, wobei die Klappe mit einer in einem Gehäuse gelagerten Klappenwelle drehverbunden und die Klappenwelle mit einem Hebel drehverbunden ist. Die Erfindung betrifft auch eine Einlassrohranordnung für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einem eine Klappe aufweisenden Einlassrohr, wobei die Klappe mit einer in einem Gehäuse gelagerten Klappenwelle drehverbunden ist. Die Erfindung betrifft weiters eine Einlasskanalanordnung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Einlasskanal, in welchem eine Tumble-Klappe zur Beeinflussung der Einlassströmung in den Brennraum angeordnet ist, wobei die Tumble-Klappe an einem stromaufwärtigen Ende um eine Achse drehbar gelagert ist und wobei die Tumble-Klappe in einer öffnungsstellung fluchtend mit einer Kanalwand des Einlasskanals, vorzugsweise mit einer brennraumseitigen Unterseite des Einlasskanals, ausgebildet ist. Weiters betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe und einer Schmierölpumpe, wobei die Kraftstoffpumpe und die ölpumpe durch eine Kurbelwelle antreibbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Gleitlager für eine Welle, mit einer aus zwei Lagerhalbschalen bestehenden Lagerschale, welche verdrehgesichert in einem Lagergehäuse angeordnet ist, wobei zumindest eine Lagerhalbschale im Bereich einer Teilungsebene an ihrem äußeren Mantel als Verdrehsicherung zumindest eine Nase aufweist, welche in eine Vertiefung des Lagergehäuses eingreift.

Die DE 101 12 070 Al beschreibt ein Luftansaugkanalsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Saugrohrgehäuse mit zu den Zylindern führenden Ansaugkanälen, die wiederum in zwei Einzelkanäle unterteilt sind, von denen jeweils ein Einzelkanal eine Welle mit einer Drallklappe aufweist, die durch eine Antriebsvorrichtung drehbar ist. Die Welle mit der Drallklappe ist in einem Gehäuseteil gelagert, wobei das Gehäuseteil in dem Saugrohrgehäuse einsetzbar ist.

Aus der DE 10 2004 004 000 Al ist ein Schaltsaugrohr bekannt, welches durch eine auf einer Klappenwelle angeordnete Klappe verschließbar ist. Die Klappe ist mittels einer Ausformung einer Klippverbindung am Umfang der Klappenwelle fixiert. Zur drehfesten Festlegung der Klappe gegenüber der Klappenwelle hat diese eine an ihrem Umfang angeordnete Aufnahme mit einer Nut, in welche die Klappe mit einem als Lasche ausgeführten Vorsprung eingreift. Die Aufnahme ist dabei derart bemessen, dass die Klappe auch in Achsrichtung fixiert ist.

Bei bekannten Klappenanordnungen ist eine Vielzahl von Einzelteilen erforderlich, um eine axiale Fixierung der Klappenwelle zu erreichen. Dies wirkt sich nachteilig auf den Montage- und Fertigungsaufwand aus.

Die Klappenwellen von in Saugrohren angeordneten Klappen werden üblicherweise über Hebel und über eine Zug- oder Schubstangen, oder über Seilzüge betätigt. Erfolgt die Betätigung über einen Elektromotor, so muss die Rotationsbewegung des Betätigungsmotors in eine translatorische Bewegung umgesetzt werden. Dies hat den Nachteil, dass relativ viel Bauraum und Einzelteile erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch auf die Klappe wirkende Strömungskräfte vom Betätigungsgerät Haltekräfte ausgeübt werden müssen.

Aus den Veröffentlichungen WO 2006/024468 Al, WO 2004/031555 Al und US 2005/0155570 Al ist es bekannt, eine Tumble-Klappe an der Unterseite eines Einlasskanals zur Beeinflussung der Einlassströmung anzuordnen. Die Tumble- Klappe erstreckt sich dabei über einen relativ geringen Abschnitt des Einlasskanals. Dies hat den Nachteil, dass im offenen Zustand eine strömungsungünstige Störung in der Kanalkontur auftritt und dass im geschlossenen Zustand ungünstige Verwirbelungen entstehen, welche die Tumble-Strömung nachteilig beeinflussen.

Weitere Einrichtungen zur Beeinflussung der Tumble-Strömung sind aus der US 5,797,365 A, der US 4,858,567 A, der EP 0 701 057 Al oder der AT 003.446 Ul bekannt. Diese bekannten Lösungen haben ebenfalls den Nachteil, dass eine ungünstige Beeinflussung der Strömungsverhältnisse auftritt und/ oder dass für die Beeinflussung der Tumble-Strömung ein relativ hoher konstruktiver Aufwand erforderlich ist.

Die JP 2000-064925 A offenbart eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe und einer ölpumpe, welche über eine Kurbelwelle durch jeweils ein Antriebszahnrad angetrieben werden. Die Antriebswelle der Kraftstoffpumpe und der ölpumpe sind dabei parallel zueinander in einem Abstand angeordnet.

Die JP 11-294131 A zeigt eine Brennkraftmaschine, welche eine ölpumpe und eine Kraftstoffpumpe aufweist. Die ölpumpe wird über ein Antriebszahnrad durch die Kurbelwelle angetrieben. Die Einspritzpumpe wird durch einen Stößel, welcher mit einem Nocken der Kurbelwelle zusammenwirkt, angetrieben.

Des weiteren ist aus der US 4,237,848 A eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe und einer ölpumpe bekannt, welche durch eine gemeinsame Hilfswelle angetrieben werden, welche ihrerseits durch eine Kurbelwelle angetrieben ist.

Nachteilig bei den bekannten Konstruktionen ist, dass diese Lösungen relativ viel Bauraum in Anspruch nehmen. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch die hohe Anzahl an Einzelteilen der Herstellungsaufwand und das Gewicht relativ hoch ist.

Mehrstofflagerschalen werden üblicherweise durch eine genügend hohe Flächenpressung am Stahlschalenrücken des Lagergehäuses am Verdrehen gehindert. Diese Pressung wird mit dem Lagerschalenvorstand gesteuert. Geprägte rechteckige Nasen sichern üblicherweise eine axiale Position. Diese Nasen ragen ca. um die halbe Wandstärke über den Außendurchmesser hinaus. Falls sich die Lagerschale zu drehen beginnt, werden diese relativ flachen Nasen allerdings zu- rückverformt und stellen keine Sicherung gegen Verdrehen mehr dar. Dieses Problem tritt gehäuft auf, seit Lagergehäuse, wie beispielsweise für Kurbellager oder Pleuellager, durch Bruchtrennen geteilt werden, da in diesen Fällen für die Haltenasen eine symmetrische Nut durch Fräser geformt wird, und beim Verdrehen der Lagerschalen diese Haltenasen wie auf einer Rampe in Drehrichtung zurückverformt werden. Verdrehte Lagerschalen sperren aber im Falle von Hauptlagern die ölzufuhr aus dem Kurbelgehäuse ab, was zur Folge hat, dass Pleuellager und Hauptlager verreiben. Im Falle vom Pleuellager führt die verdrehte Schale zur Lockerung des Schalensitzes und durch die gestörte Wärmeabfuhr zum Lagerfressen.

Die Grundbohrung kann gehont oder auch feingedreht werden. Insbesondere bei feingedrehten Grundbohrungen wurde das Verdrehen häufiger beobachtet als bei gehonten. Es wurden daher zusätzliche Maßnahmen getroffen, wie das Anbringen von Laserkratern, um den Reibwert zu erhöhen, und/oder ein Formschluss mit einer lokalen Verprägung der Lagerschale in eine zum Teil kugelige oder zylindrische Gestalt, wobei die Halbkugel oder der Zylinder mit dem Durchmessermittel im Bereich der Teilungsebene der Lagerhalbschalen zu liegen kommt. Diese bildet zusammen mit einer senkrecht zur Lagerbohrung gefertigten Bohrung einen Formschluss. Nachteilig ist, dass diese Bohrung mit einem Winkelbohrkopf hergestellt werden muss, was den Bearbeitungsaufwand wesentlich erhöht.

Aus der DE 103 14 435 B4 ist eine Lagerschale mit mindestens einem Haltenocken bekannt, welcher in eine durch eine Vertiefung gebildete Bohrung eingreift.

Die WO 98/05878 Al offenbart eine Lagerschale mit einer Verdrehsicherung, welche durch eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmige Nase gebildet ist, die in eine entsprechend geformte, im Querschnitt rechteckige Vertiefung des Lagergehäuses eingreift.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und den Fertigungsund Montageaufwand für die Klappenanordnung zu vermindern, wobei die Teileanzahl so gering wir möglich gehalten werden soll. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und raumsparende Klappenbetätigung zu erreichen. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine strömungsungünstige Störung in der Kanalkontur in offenem Zustand zu verhindern, wobei in geschlossenem Zustand eine hohe Tumble-Bewegung erzeugt werden soll. Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, Gewicht, Herstellungskosten und nötigen Bauraum zu reduzieren. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, auf möglichst einfache Weise das Verdrehen der Lagerschale, insbesondere bei bruchgetrennten Lagergehäusen zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Gehäuse eine Verliersicherung für den Hebel ausbildet, wobei der Hebel in zumindest einer betriebsmäßigen Stellung der Klappe durch die Verdrehsicherung axial gehalten ist, und in zumindest einer Freigabestellung der Hebel axial freigegeben ist. Die Klappe ist dabei schwimmend auf der eingesteckten Klappenwelle gelagert.

Der Montageaufwand kann möglichst gering gehalten werden, wenn die Verliersicherung durch einen vorzugsweise leistenartigen Vorsprung des Gehäuses gebildet ist, welcher in einer axialen Projektion den sich in der Haltestellung befindlichen Hebel überdeckt, wobei vorzugsweise die Verliersicherung einen Bund des Hebels überdeckt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Hebel oder der Bund des Hebels zumindest eine vorzugsweise durch eine Abflachung gebildete Aussparung aufweist, wobei die Aussparung in zumindest einer Freigabestellung des Hebels axial in Bezug auf die Verdrehsicherung freigestellt ist, wobei vorzugsweise der leistenartige Vorsprung durch eine nutartige Einfräsung im Gehäuse gebildet ist, wobei die Breite der Nut zumindest der axialen Tiefe des Hebels oder des Bundes des Hebels entspricht.

Bei der Montage wird der Hebel in eine Winkelposition gebracht, in der die Abflachung mit der Freistellung am Saugrohr übereinstimmt und somit montiert werden kann. Da diese Winkelposition im Betrieb nicht erreicht wird, wird eine unbeabsichtigte Demontage der Klappe und Klappenwelle vermieden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Hebel der Klappe durch eine Verbindungsstange miteinander drehbar verbunden sind, wobei vorzugsweise die Verbindungsstange aus Kunststoff besteht. Die Verbindung zwischen Verbindungsstange und Hebel kann über ein Kugelgelenk erfolgen.

Weiters ist es für die Minimierung des Fertigungsaufwandes vorteilhaft, wenn der Hebel aus Kunststoff besteht und auf der vorzugsweise aus Stahl bestehenden Klappenwelle aufgespritzt ist.

Um ein unbeabsichtigtes Lösen der Klappenwelle zu vermeiden, ist vorgesehen, dass der Verdrehwinkel des Hebels im Betriebszustand der Brennkraftmaschine so begrenzt ist, dass der Hebel nur innerhalb der Haltestellung verdrehbar ist.

Um auch bei einem Funktionsfehler des Klappenantriebes ein unbeabsichtigtes Lösen des Hebels zu vermeiden, ist vorteilhaft, wenn der Hebel zumindest eine Anschlagfläche aufweist, auf welche die Verbindungsstange in einer äußersten Endstellung anliegt.

Eine einfache und raumsparende Klappenbetätigung lässt sich erreichen, wenn die Klappe über ein Schneckengetriebe durch eine quer zur Klappenwelle angeordnete Antriebswelle betätigbar ist, wobei vorzugsweise die Klappenwelle ein Schneckenrad aufweist, welches mit einer treibenden Schnecke der Antriebswelle im Eingriff steht.

Bei mehreren Klappen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klappenwellen mehrerer Klappen über eine gemeinsame Antriebswelle betätigbar sind.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klappenwelle an der Klappe asymmetrisch, vorzugsweise an einem Klappenende angreift, wobei die Form der Klappe in geöffnetem Zustand dem Einlassrohr nachgeformt ist.

Die Verdrehung der vorzugsweise exzentrisch gelagerten Klappe wird somit über eine selbsthemmende Schneckenverzahnung erreicht. Diese Verzahnung ermöglicht eine Kraftübertragung nur von der Klappenwelle zur Klappe. Auf die Klappe durch die Strömung einwirkende Kräfte werden an der Schneckenverzahnung blockiert und nicht zum Betätigungsgerät weitergeleitet. Damit sind keine Haltekräfte am Betätigungsgerät erforderlich.

Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die exzentrisch gelagerte Klappe im geöffneten Zustand die Kanalkontur exakt nachgebildet werden kann. Damit können in diesem Bereich Strömungsverluste durch Querschnittssprünge verhindert werden. Eine Verringerung der Leckage bei geschlossener Klappe wird ebenfalls durch die exzentrische Lagerung erreicht, da die Spaltmaße im Bereich der Lagerung minimal sind.

Um mit möglichst geringem Herstellungs- und Teileaufwand eine Betätigung der Klappe zu ermöglichen, sind sowohl die Klappe, als auch die Betätigungswelle

vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, was eine zusätzliche Bearbeitung der Einzelteile überflüssig macht.

Um eine strömungsungünstige Störung in der Kanalkontur zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass dass die Tumble-Klappe sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung der Kontur des Einlasskanals nachgeformt ist.

Die Tumble-Klappe für einen Ottomotor mit zumindest einem oder mehreren Einlasskanälen weist im Wesentlichen die Form eines Schuhlöffels auf. In der öffnungsstellung der Tumble-Klappe bildet diese - zumindest überwiegend - die Unterseite des Einlasskanals aus, wobei sich vorteilhafterweise die Tumble- Klappe etwa vom Einlasskanalflansch bis etwa zum Ventilsitzring erstreckt.

Durch die Anordnung des Drehpunktes im Bereich des Einlasskanalflansches oder stromaufwärts des Einlasskanalflansches und die Gestaltung der Form der Tumble-Klappe ergeben sich für die jeweiligen Klappenwinkel in bestimmen geometrischen Grenzen einstellbare Querschnittverläufe längs des Einlasskanals. Dadurch wird das gas- und thermodynamische Verhalten des Einlasskanals mit der Klappenstellung beeinflussbar.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tumble-Klappe am Ventilsitzring zentriert ist, wobei vorzugsweise die Zentrierung der Tumble-Klappe durch eine Ausfrä- sung am Ventilsitzring gebildet ist. Die Zentrierung der Klappe am Sitzring bietet sich an, weil dieser eine genaue Lageposition besitzt und in der Nähe des Ventilspaltes angeordnet ist. Durch die Gestaltung der Zentrierung mittels einer Aus- fräsung am Sitzring wird eine besonders strömungsgünstige Form bei am Sitzring angelegter Klappe erzielt.

Da die Tumble-Klappe bis zum Anschlag am Ventilschaft durch geeignete Formgebung in einem weiten Winkelbereich verstellbar ist, wird im höheren Teillastbereich eine Drosselung nur mit der Tumble-Klappe bei voll geöffneter Motordrosselklappe ermöglicht. Dies gestattet hohe Ladungsbewegungen bis in hohe Lastbereiche mit den damit verbundenen Vorteilen im Kraftstoffverbrauch und der Abgasqualität.

Zur Reduzierung von Gewicht, Herstellungskosten und Bauraum ist es vorteilhaft, wenn die Antriebswelle der Kraftstoffpumpe und die Antriebswelle der ölpumpe achsgleich angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Antriebswelle der Kraftstoffpumpe und die Antriebswelle der ölpumpe durch eine Wellenkupplung miteinander drehverbunden sind. Zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten ist es vorteilhaft, wenn die Wellenkupplung zwischen den beiden Antriebswellen achs- versatzausgleichend ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle der ölpumpe an einem ersten Ende ein Antriebsrad aufweist und dass ein dem ersten Ende gegenüberliegendes freies zweites Ende der Antriebswelle der ölpumpe mit der Antriebswelle der Kraftstoffpumpe drehfest verbunden ist.

Um den Herstellungs- und Montageaufwand so gering wie möglich zu halten, kann vorgesehen sein, dass die Kraftstoffpumpe, die ölpumpe und vorzugsweise auch das Antriebsrad als vormontierte Einheit ausgeführt sind.

Die Kraftstoffpumpe kann am Gehäuse der ölpumpe befestigt sein und somit durch das Gehäuse der ölpumpe abgestützt sein. Alternativ dazu kann die Kraftstoffpumpe und die ölpumpe auch ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Weiters ist es auch denkbar, dass die Antriebswelle der ölpumpe und die Antriebswelle der Kraftstoffpumpe einstückig ausgeführt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kraftstoffpumpe, vorzugsweise an einem der Antriebswelle der ölpumpe zugewandtem Ende und/oder einem dem der Antriebswelle der ölpumpe abgewandten freien Ende, am Gehäuse der ölpumpe abgestützt ist. Die Kraftstoffpumpe ist dabei vorzugsweise mit einem Flansch auf dem Gehäuse der ölpumpe befestigt und am hinteren Ende zusätzlich abgestützt.

Da die benötigten Antriebsdrehmomente, insbesondere für eine als Hochdruckpumpe eines Speichereinspritzsystems (CR Hochdruckpumpe) ausgebildete Kraftstoffpumpe sehr hoch sind, ist üblicherweise ein sehr kräftiger und damit schwerer und teurer Rädertrieb notwendig. Daher ist bei herkömmlichen Antrieben für die CR Hochdruckpumpe ein eigener Rädertrieb mit eigenen Lagerstellen vorgesehen, da die Lagerung der CR Hochdruckpumpe nicht im Stande ist, die Kräfte aus dem Zahnradeingriff aufzunehmen. In der erfindungsgemäßen Bauweise werden diese Kräfte dagegen durch die aus geometrischen Gründen der ölpumpe ohnehin sehr groß dimensionierten ölpumpenlager aufgenommen. Dadurch ist es nicht notwendig, für die CR Hochdruckpumpe eine eigene Lagerung oder ein eigenes Zahnrad vorzusehen. Dies ergibt eine reduzierte Bauteilanzahl, und damit reduziertes Gewicht, Bauraum und Herstellkosten.

Die Vorzüge der Erfindung kommen somit besonders zur Geltung, wenn die Kraftstoffpumpe durch eine Hochdruckpumpe eines Speichereinspritzsystems gebildet ist.

Ein Verdrehen der Lagerschale lässt sich verhindern, wenn die Nase - in einer Draufsicht auf die Teilungsebene der Lagerhalbschale betrachtet - eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist und dass die Vertiefung - im Querschnitt

betracht - im Wesentlichen dreieckig geformt ist, wobei vorzugsweise die Vertiefung im Bereich einer Bruchtrennebene des Lagergehäuses angeordnet ist. Die Vertiefung weist keine Rampe in Drehrichtung auf. Eine Seite des Dreiecks liegt bevorzugt in der Teilungsebene der Lagerschale bzw. in einer Bruchtrennebene des Lagergehäuses. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertiefung durch einen Räumdorn in das Lagergehäuse eingearbeitet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Vertiefung im Wesentlichen den Querschnitt eines rechtwinkeligen Dreiecks aufweist. Die Seiten und/oder Ecken der Nase können dabei auch gekrümmt ausgeführt sein.

Die Vertiefung erfüllt dabei zwei Funktionen :

Einerseits bildet sie zusammen mit der Nase eine Verdrehsicherung für die Lagerschale aus, andererseits bildet sie einen Anriss für den Bruchtrennvorgang des Lagergehäuses. Die Vertiefung kann sich somit über die gesamte Breite des Lagergehäuses erstrecken, was den Bruchtrennvorgang erleichtert.

Um das Verdrehen der Lagerschale dauerhaft zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Höhe der Nase mindestens der Wandstärke der Lagerschale entspricht. Eine Verformung der Nase wird wirksam verhindert, wenn die Wandstärke der Nase im Wesentlichen der Wandstärke der Lagerschale entspricht. In einer herstellungsmäßig besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Vertiefung zusammen mit einer für eine Bruchtrennung des Lagergehäuses notwendigen Kerbe in das Lagergehäuse eingeformt ist, wobei vorzugsweise die Vertiefung und die Kerbe bezüglich der Grundbohrung des Lagergehäuses diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kerbe und die Vertiefung können zusammen in einem Arbeitsvorgang durch Räumen hergestellt werden. Da bei bruchgetrennten Lagergehäusen Anrisse, wie Kerben oder Vertiefungen für den Bruchtreffvorgang sowieso vorgesehen werden müssen, stellt das Einarbeiten der Vertiefung in das Lagergehäuse keinen zusätzlichen Arbeitsaufwand dar.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einlassrohranordnung in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Hebel in Richtung der Klappenwelle;

Fig. 3 eine Einlassrohranordnung in einer Schrägansicht in einer ersten betriebsmäßigen Klappenstellung;

Fig. 4 die Einlassrohranordnung in einer Schrägansicht in einer zweiten betriebsmäßigen Klappenstellung;

Fig. 5 die Einlassrohranordnung in einer Schrägansicht in der ersten betriebsmäßigen Klappenstellung;

Fig. 6 die Einlassrohranordnung in der zweiten betriebsmäßigen Klappenstellung;

Fig. 7 die Einlassrohranordnung in einer Schrägansicht in einer ersten Klappenendstellung;

Fig. 8 die Einlassrohranordnung in einer Schrägansicht in einer zweiten Klappenendstellung;

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Einlassrohranordnung in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 10 eine Schrägansicht der Einlassrohranordnung mit eingebauten Klappen;

Fig. 11 ein Saugrohr mit offener Klappe;

Fig. 12 ein Saugrohr mit geschlossener Klappe;

Fig. 13 eine Klappenanordnung in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 14 die erfindungsgemäße Einlasskanalanordnung in einem Längsschnitt bei geschlossener Tumble-Klappe;

Fig. 15 die Einlasskanalanordnung in einem Längsschnitt bei teilweise geöffneter Tumble-Klappe;

Fig. 16 die Einlasskanalanordnung in einem Längsschnitt bei vollständig geöffneter Tumble-Klappe;

Fig. 17 die Einlasskanalanordnung in einer Schrägansicht mit geschlossener Tumble-Klappe;

Fig. 18 die Einlasskanalanordnung in einer Schrägansicht mit geöffneter Tumble-Klappe;

Fig. 19 eine Draufsicht auf den Ventilteller gemäß der Linie XIX-XIX in Fig. 14 und Fig. 17;

Fig. 20 einen Einlasskanal der Einlasskanalanordnung in einer axialen Ansicht mit teilweise geöffneter Tumble-Klappe gemäß dem Pfeil XX in Fig. 15;

Fig. 21 eine Einheit mit einer Kraftstoffpumpe und einer Schmierölpumpe einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Schrägansicht;

Fig. 22 diese Einheit in einem Längsschnitt;

Fig. 23 ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Gleitlager in einem Querschnitt;

Fig. 24 ein erfindungsgemäßes Gleitlager im Detail im Querschnitt;

Fig. 25 eine Lagerhalbschale des Gleitlagers in einer Draufsicht;

Fig. 26 eine Lagerhalbschale in einem Schnitt gemäß der Linie XXVI-XXVI in Fig. 25; und

Fig. 27 einen Lagerbügel des Gleitlagers in einer Draufsicht auf die Teilungsebene.

In einem Gehäuse 1 ist zumindest ein Einlassrohr 2 mit einer Klappe 3 angeordnet, welche drehfest mit einer Klappenwelle 4 verbunden ist. Die Klappenwelle 4 ist fest mit einem Hebel 5 verbunden. Der Hebel 5 weist ein Kugelgelenk 6 auf, an welchem eine Verbindungsstange 7, welche beispielsweise aus Kunststoff besteht, angreift.

Die Klappenwelle 4 ist in einer Bohrung 8 des Gehäuses 1 eingeschoben und im Gehäuse 1 drehbar gelagert. Die Klappe 3 ist dabei schwimmend auf der im Gehäuse 1 eingesteckten Klappenwelle 4 gelagert, d.h., dass die Klappe 3 axial auf der Klappenwelle 4 verschiebbar ist.

Das Gehäuse 1 weist eine Verliersicherung 9 auf, welche durch einen leistenartigen Vorsprung 10 gebildet ist. Der Vorsprung 10 ist so gestaltet, dass er einen Bund 11 des Hebels 5 in einer betriebsmäßigen Haltestellung A, B, wie in den Fig. 3 bis Fig. 6 dargestellt, überdeckt. Das Gehäuse 1 weist dabei eine durch eine Nut gebildete Ausnehmung 12 auf, in welche der Bund 11 eintaucht. Die Breite b der Ausnehmung 12 entspricht dabei mindestens der axialen Erstreckung a des Bundes 11.

Um die Montage und Demontage der Klappenwelle 4 und des Hebels 5 zu ermöglichen, weist der Bund 11 eine durch eine Abflachung gebildete Aussparung 13

auf, welche in der in Fig. 2 dargestellten Freigabestellung C des Hebels 5 gegenüber dem Vorsprung 10 freigestellt ist, so dass der Hebel 5 samt der Klappenwelle 4 axial verschoben werden kann. Der beispielsweise aus Kunststoff bestehende Hebel 5 ist auf der Klappenwelle 4 aufgespritzt.

Bei der Montage wird der Hebel 5 in einer Winkelposition gebracht, in der die Abflachung 13 parallel zur Nut 12 angeordnet, wodurch die Abflachung 13 gegenüber dem Vorsprung 10 freigestellt ist. Dadurch kann die Klappenwelle 4 in axialer Richtung in die Bohrung 8 des Gehäuses 1 eingeschoben werden. Diese Winkelposition, und damit eine eventuelle unbeabsichtigte Demontage, wird im Betrieb nicht erreicht. Die extremen betriebsmäßigen Klappenstellungen sind in den Fig. 3 bis Fig. 6 mit dem Bezugszeichen A, B bezeichnet. Durch die Verbindungsstange 7 werden alle Klappenhebel 5 mehrerer Klappen 3 miteinander verbunden, wobei die betriebsmäßigen Endstellungen A, B durch die maximale Auslenkung der Verbindungsstange 7 über einen nicht weiter dargestellten Klappenantrieb vorgegeben ist. Für den Fall, dass bei einer Fehlfunktion die betriebsmäßigen Endstellungen A, B der Verbindungsstange 7 und somit der Hebel 5 überschritten wird, weist jeder Hebel 5 zwei Anschlagflächen 14, 15 für die Verbindungsstange 7 auf, welche die maximalen Endausschläge der Klappenwelle 4 bei Fehlfunktion mechanisch begrenzen. Diese äußersten Endausschläge der Hebel 5 und der Verbindungsstange 7 bei Fehlfunktion sind mit E und F in den Fig. 7 und Fig. 8 bezeichnet. Wird somit die maximale Winkelposition A, B der Klappe 3 durch eine Fehlfunktion um einen gewissen Winkel, beispielsweise von 10°, überschritten, kommt es zu einem Endanschlag zwischen Hebel 5 und der Verbindungsstange 7. Durch die Anschlagflächen 14, 15 wird eine Verdrehung des Hebels 5 bis zur Freigabestellung C verhindert.

Die Klappenwelle 4 samt Hebel 5 ist als Gleichteil für mehrere Saugrohre 2 bzw. Zylinder einsetzbar. Die Klappenwelle 4 besteht bevorzugt aus Stahl, der aufgespritzte Hebel 5 aus Kunststoff.

Durch den leistenartigen Vorsprung 10 und die Abflachung am Hebel 5 wird eine integrierte Verliersicherung 9 gebildet, so dass zusätzliche Teile zur axialen Sicherung der Klappenwelle 4 entfallen können. Dies verringert den Fertigungsund Montageaufwand wesentlich.

Wie die Fig. 9 bis Fig. 13 zeigen, ist in einem Gehäuse 21 einer Einlassrohranordnung 20 zumindest ein Einlassrohr 22 mit einer Klappe 23 angeordnet, welche drehfest mit einer Klappenwelle 24 verbunden ist. Die Klappenwelle 24 ist in einem Klappeneinsatz 25 drehbar gelagert, welcher Klappeneinsatz 25 in einer quer zum Ansaugrohr 22 verlaufenden Bohrung 26 des Gehäuses 21 angeordnet ist.

Der Antrieb der Klappenwelle 24 erfolgt durch eine Betätigungswelle 27 über ein Schneckengetriebe 28. Die Betätigungswelle 27 ist dabei quer, vorzugsweise windschief bezüglich der Klappenwelle 24 angeordnet. Die Klappenwelle 24 weist ein Schneckenrad 29 auf, welches mit einer treibenden Schnecke 30 der Betätigungswelle 27 in Eingriff steht. Die Betätigungswelle 27 kann über eine zentrale Betätigungseinrichtung 31 verdreht werden. Die Betätigungswelle 27 ist dabei in den Klappeneinsätzen 25 drehbar gelagert und kann gleichzeitig zur Betätigung von mehreren Klappen 23 verschiedener Einlassrohre 22 eingesetzt werden.

Um ein Eindringen von Kondenswasser in die Lagerung des Klappeneinsatzes 25 zu verhindern, ist die Lagerstelle 32 erhöht ausgebildet.

Die Verdrehung der exzentrisch gelagerten Klappe 23 wird über das Schneckengetriebe 28 erreicht. Die Verzahnung des Schneckengetriebes 28 ermöglicht eine Kraftübertragung nur von der Betätigungswelle 27 zur Klappe 23. Kräfte, die zufolge der Strömung auf die Klappe 23 einwirken, werden am Schneckengetriebe 28 blockiert und nicht zur Betätigungseinrichtung 31 weitergeleitet. Damit sind keine Haltekräfte an der Betätigungseinrichtung 31 erforderlich.

Durch die exzentrisch gelagerte Klappe 23 wird weiters in geöffnetem Zustand die Kanalkontur exakt nachgebildet, wodurch in diesem Bereich Strömungsverluste durch Querschnittssprünge verhindert werden können (Fig. 12, Fig. 13). Eine Verringerung der Leckage bei geschlossener Klappe 23 wird ebenfalls durch die exzentrische Lagerung erreicht, da die Spaltmaße im Bereich der Lagerung minimal sind. Mit Bezugszeichen 33 ist eine Wellendichtung bezeichnet.

Um mit möglichst geringem Herstellungs- und Teileaufwand eine Betätigung der Klappe 23 zu ermöglichen, können sowohl die Klappe 23, als auch die Betätigungswelle 27 aus Kunststoff hergestellt sein, was eine zusätzliche Bearbeitung der Einzelteile erübrigt.

In einem Zylinderkopf 101 einer Brennkraftmaschine ist eine Einlasskanalanordnung 102 mit zumindest einem Einlasskanal 103 angeordnet. Die Mündung 104 des Einlasskanals 103 ist mittels eines Einlassventils 105 steuerbar. Das Einlassventil 105 sitzt auf einem im Zylinderkopf 101 fest angeordneten Ventilsitzring 106 auf. Mit Bezugszeichen 107 ist ein Auslasskanal bezeichnet.

Im Bereich der dem Brennraum 108 zugewandten Unterseite 109 des Einlasskanals 103 ist eine Tumble-Klappe 110 angeordnet, deren Drehachse 111 im Bereich des stromaufwärtigen Endes 110a der Tumble-Klappe 110 im Bereich des Einlasskanalflansches 112 angeordnet ist. Das stromabwärtige Ende 110b der Tumble-Klappe 110 befindet sich - im geschlossenen Zustand der Tumble-Klappe 110 - im Bereich des Ventilsitzringes 106, wobei die Tumble-Klappe 110 durch

den Ventilsitzring 106 zentriert wird. Zur Zentrierung der Tumble-Klappe 110 weist der Ventilsitzring 106 eine durch eine Ausfräsung gebildete Ausformung 113 auf.

Die Tumble-Klappe 110 ist im Wesentlichen der Kontur des Einlasskanals 103 nachgeformt und erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Unterseite 109 des Einlasskanals 103. Dadurch werden strömungsbehindernde Ablösungen an der Tumble-Klappe 110 sowohl im geschlossenen Zustand, als auch im geöffneten Zustand verhindert.

Die Drehachse 111 der Tumble-Klappe 110 ist außerhalb des Zylinderkopfes 101 im Bereich des Einlasskanalflansches 112 angeordnet. Durch einen geeignete - nicht weiter dargestellten - Aktuator lässt sich die Stellung der Tumble-Klappe 110 während des Motorbetriebs abhängig vom Betriebszustand stufenlos verstellen. Die Stellung der Tumble-Klappe 110 beeinflusst die Ladungsbewegung im Brennraum 108, deren Variabilität insbesondere bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen wichtig für die Qualität der Verbrennung und der Abgase ist.

Im Vergleich zu bekannten Anordnungen stellt die Tumble-Klappe 110 nahezu die gesamte Unterseite 109, insbesondere nahezu die gesamte untere Hälfte des Einlasskanals 103 dar, und zwar so, dass in geöffnetem Zustand keine strömungsungünstige Störung in der Kanalkontur auftritt, und in geschlossenem Zustand eine hohe Tumblebewegung erzeugt wird. Zusätzlich lassen sich mittels Winkelverstellern der Tumble-Klappe 110 stufenlos alle Zustände dazwischen darstellen.

Je weiter eine Tumble-Klappe 110 vom Ventilspalt entfernt ist, desto geringer ist der Einfluss der Stellung der Tumble-Klappe 110 auf die Strömung durch denselben und damit auch auf die Ladungsbewegung im Brennraum 108. Tumble-Klap- pen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen Einbußen im Durchfluss auf, um eine für das jeweilige Brennverfahren ausreichend starke Tumble-Bewegung zu erzeugen. Durch die Anordnung der Drehachse 111 der Tumble-Klappe 110 außerhalb des Zylinderkopfes 101 und der Gestaltung der Form der Tumble-Klappd 110 ergeben sich für die jeweiligen Klappenwinkel in bestimmten geometrischen Grenzen einstellbare Querschnittsverläufe längs des Einlasskanals 103. Dadurch wird das gas- und thermodynamische Verhalten des Einlasskanals 103 mit der Klappenstellung beeinflussbar.

Durch die Zentrierung der Tumble-Klappe 110 am Ventilsitzring 106 mittels der Ausformung 116 am Ventilsitzring 106 wird eine besonders strömungsgünstige Form bei am Ventilsitzring 106 anliegender Tumble-Klappe 110 erzielt.

Da die Tumble-Klappe 110 bis zur Kollision mit dem Ventilschaft 105a durch geeignete Formgebung in einen weiten Winkelbereich verstellbar ist, wird im höheren Teillastbereich eine Drosselung nur mit der Tumble-Klappe 110 bei voll geöffneter Motordrosselklappe ermöglicht. Dies gestattet hohe Ladungsbewegungen bis in hohe Lastbereich hinein, mit dem damit verbundenen Vorteilen im Kraftstoffverbrauch und der Abgasqualität.

Die Erfindung eignet sich nicht nur für Brennkraftmaschine mit einem Einlasskanal, sondern auch für Brennkraftmaschinen mit zwei oder mehreren Einlasskanälen.

Die Figuren 21 und 22 zeigen eine Kraftstoffpumpe 201 und eine ölpumpe 202, beispielsweise eine Schmierölpumpe, welche zu einer baulichen Einheit 203 verbunden sind. Die Einheit 203 kann mit den Befestigungsschrauben 210 an einem nicht weiter dargestellten Maschinengehäuse befestigt werden. Die Antriebswelle 204 der Kraftstoffpumpe 201 ist dabei über eine Wellenkupplung 205 mechanisch mit der Antriebswelle 206 der Schmierölpumpe 202 verbunden. Die Antriebswelle 206 der ölpumpe 202 weist an einem ersten Ende 207 ein Antriebsrad 208 auf, welches durch eine nicht weiter dargestellte Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben ist. Die Wellenkupplung 205 zur Verbindung der beiden Antriebswellen 204, 206 ist am freien zweiten Ende 209 der Antriebswelle 206 der Schmierölpumpe 202 angeordnet. Die Kupplung 205 ist achsversatzausgleichend ausgebildet, um Herstellungsungenauigkeiten auszugleichen. Dadurch ergibt sich eine geringe Bauteilanzahl, ein geringes Gewicht, sowie verminderte Herstellungskosten und ein kleiner erforderlicher Bauraum.

Die Kraftstoffpumpe 201, welche im Ausführungsbeispiel durch eine Hochdruckpumpe eines Speichereinspritzsystems gebildet ist, ist an einem der ölpumpe 202 zugewandeten Ende 214 mit einem Flansch 216 auf dem Gehäuse 217 der ölpumpe 202 abgestützt und zusätzlich am der ölpumpe 202 abgewandten freien Ende 215 über einen Stützring 219 an konsolenartigen Ausläufern 217a des Gehäuse 217 der ölpumpe 202 abgestützt.

Fig. 23 zeigt ein Kurbelgehäuse 301 mit einem Lagergehäuse 302 für ein Gleitlager 303, welches eine aus zwei Lagerhalbschalen 304, 305 bestehende Lagerschale 306 aufweist. Die Lagerschale 306 ist verdrehgesichert im Lagergehäuse 302 angeordnet, wobei als Verdrehsicherung 307 zumindest eine Lagerhalbschale 305 im Bereich der Teilungsebene 308 eine Nase 309 aufweist, welche in eine Vertiefung 310 des Lagergehäuses 302 eingreift. Die im Bereich einer Bruchtrennebene 308a angeordnete und in Richtung der Bruchtrennebene 308a auslaufende Vertiefung 310 ist im Querschnitt dreieckig und ohne Rampe in Drehrichtung gestaltet und erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte

Breite des Lagergehäuses 302. Mit a, b, c sind die Seiten des die Vertiefung 310 bildenden Dreiecks bezeichnet, wobei die Seite a in der Teilungsebene 308 bzw. der Bruchtrennebene 308a liegt. Auch die Nase 309 weist in der in Fig. 25 dargestellten Draufsicht eine dreieckige Form auf, die so groß ausgeführt ist, dass sie neben der Lagerschraubenbohrung 311 untergebracht werden kann, wie aus Fig. 27 hervorgeht. Die Nase 309 ragt mindestens um die Höhe h, welche mindestens der Dicke d der Lagerschale 306 entspricht, über den Außendurchmesser D der Lagerschale 306 hinaus. Die Wandstärke di der Nase 309 entspricht im Wesentlichen der Wandstärke d der Lagerschale 306. Die Vertiefung 310 für die Nase 309 wird mit einem Räumdorn zusammen mit der Kerbe 312 in das Lagergehäuse 302, welches durch das Kurbelgehäuse 301 und dem angegossenen Lagerbügel 313 gebildet wird, mit genügend Freiraum zwischen der Nase 309 und dem Lagergehäuse 302 über die ganze Länge des Lagergehäuses 302 eingeschnitten. Zwischen der Nase 309 und der Vertiefung 310 muss genügend Freiraum bleiben, damit die Nase 309 nicht radial Druck ausüben kann. Die Nase 309 stützt sich gegen das Lagergehäuses 302 im Bereich der Teilungsebene 308 bzw. im Bereich der Bruchtrennebene 308a ab und verhindert so ein Verdrehen in Drehrichtung der Welle. Wegen der größeren Ausführung der Nase 309 im Vergleich zur üblichen flachen Rechtecksnase wird diese nicht mitgedreht und durch die dreieckige Gestalt wird eine höhere Formsteifigkeit erreicht, was eine Verformung der Nase 309 verhindert. Normalerweise genügt es, wenn die Vertiefung 310 in nur eine der beiden Teile des Lagergehäuses 302 eingearbeitet wird und sich nur eine Lagerhalbschale 305 direkt am Lagergehäuse 302 abstützt. Die Abstützung der anderen Lagerhalbschale 304 erfolgt über die der Nase 309 gegenüberliegende Schalenendfläche 314.

Die durch ein Räumwerkzeug zusammen mit der Kerbe 312 gefertigte und sich über die gesamt Breite b des Lagergehäuses 302 erstreckende Vertiefung 310 erfüllt zwei Funktionen :

Zum einen dient sie zusammen mit der Nase 309 als Verdrehsicherung 307 für die Lagerschale 306, zum anderen stellt sie einen für den Bruchtrennvorgang des Lagerbügels 313 vom Kurbelgehäuse 301 notwendigen Anriss dar und ist - ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand - herstellbar.