专利名称：用于制造机动方案不同的机动车的模块组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于制造机动方案/发动机变型方案(Motorisierungsvarianten)不同的机动车的模块组件。
背景技术：
一个车型系列的机动车通常提供有不同的机动方案，这些机动方案在发动机的缸数、排量和发动机功率等方面有所不同。由于不同发动机变型方案的不同的结构空间需求以及在增压空气提供和废气后处理方面的彼此不同的要求，还通常为每种机动方案使用用于增压设备和/或排气设备的不同部件。根据发动机设计的不同，这些部件还对应于发动机地在不同的位置处装配在这种机动车的发动机舱中。因此需要准备很大数量的不同的对应结构系列的特定的构件。此外由于增压设备和/或排气设备的部件的不同的安装位置， 对于每种机动方案的装配工艺彼此间也明显不同。由DE 10118951C2已知将增压系统的部件如涡轮增压器、增压空气冷却器和增压空气管道组合成一个单元并且用一个共同的支承框架装配。这样的模块化虽然使所述部件的装配变容易，但必须为每种机动方案提供自己的增压单元，从而这里也存在可观的物流耗费。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的模块系统/组合式结构，该模块系统对于机动车的不同机动方案允许增压设备和/或排气设备部件的简单装配并且同时允许为不同的机动方案使用尽可能多的相同部件/组件。所述目的通过一种具有权利要求1的特征的模块组件实现。这种用于制造机动方案不同的机动车的模块组件包括多个自燃式/压燃式发动机，所述发动机分别具有两个呈V型布置的气缸组；以及增压设备和/或排气设备的其它部件。增压设备和/或排气设备的部件能对于所有发动机以相对于发动机相同的相对位置装配在该发动机上。为此，发动机具有相应的装配元件例如连接接管、法兰、螺纹孔等。这能实现与要制造的机动车的机动方案无关地在增压设备和/或排气后处理设备的部件内使用相同的元件。由此可以节省仓储和开发成本。增压设备和/或排气设备的部件的与机动方案无关的安装位置还能实现为所有能借助模块组件制造的机动车方案使用基本上相同的装配顺序和装配过程，从而在制造机动车时的工艺控制得以简化。由于与方案无关的安装位置，还可以为所有机动方案基本上使用相同的用于增压空气管道和废气管道的管线布置方式，从而这里也只须有储备地保持较少的构件变型。在本发明的一种优选的实施形式中，发动机的排气歧管/排气弯管设置在发动机的其中一个气缸组的面向相应另一气缸组的一侧上。换言之，排气歧管位于V型布置结构的内侧上。通过将排气歧管设置在气缸组的内侧上产生很短的排气路段，这导致排气设备的部件的预热时间较短。这些部件因此能在机动车运行时更快地达到期最佳的工作点，从
3而降低机动车的总排放。优选地，增压设备和/或排气设备的部件包括一个柴油颗粒滤清器，该柴油颗粒滤清器能装配在发动机的一端侧上。因此，柴油颗粒滤清器位于排气歧管的紧邻附近，从而特别短的管道实施方式是可能的并且特别快地达到柴油颗粒滤清器的运行温度。在本发明的另一优选的实施形式中，增压设备和/或排气设备的部件包括一个氧化催化器，该氧化催化器可在发动机上的气缸组之间装配在在发动机的安装位置中的上侧。该装配位置也能实现使用特别短的废气管道，因为氧化催化器紧邻排气歧管的附近安装。由于氧化催化器只有在提高的温度下才最佳地工作，所以该布置结构导致特别快地达到氧化催化器的工作点并且因而如已经描述的那样导致降低的排放。在本发明另一优选的实施形式中，增压设备和/或排气设备的部件包括一个第一废气涡轮增压器，该第一废气涡轮增压器能在发动机上的气缸组之间装配在在发动机的安装位置中的上侧上。由此一方面将涡轮增压机放置在排气歧管的紧邻附近，从而从歧管直至废气涡轮增压器的涡轮机侧的废气路径特别短。另一方面，这样设置的废气涡轮增压器必要时也位于氧化催化器的紧邻附近，该氧化催化器与涡轮增压器的涡轮机侧的气体出口连接。由此也降低了必需的管道长度。在本发明的另一优选的实施形式中，增压设备和/或排气设备的部件包括另一废气涡轮增压器，该另一废气涡轮增压器同样能在发动机上的气缸组之间装配在发动机的安装位置中的上侧上。这样一个第二废气涡轮增压器可以按已知的方式与第一废气涡轮增压器组合成一个双涡轮装置。已经对于第一废气涡轮增压器描述的优点也适用于第二废气涡轮增压器。在此特别有利的是，将第二废气涡轮增压器以顺序连接的方式与第一废气涡轮增压器连接。在低的发动机转速并且因而低的增压空气需求时仅仅使用第一涡轮增压器。如果转速和增压空气需求升高，则接通第二涡轮增压器。这种顺序连接在排放方面是有利的， 因为在仅用一个涡轮增压器运行时要预热的部件的表面比在用两个涡轮增压器运行时小。 在较低转速时的响应性能也得以改善，因为仅仅一个涡轮机比两个涡轮机具有更小的质量惯性。因此可以更快地建立必需的增压压力。在本发明的另一优选的实施形式中，增压设备和/或排气设备的部件包括一个空气滤清器，该空气滤清器可装配在发动机的一个气缸组的外侧上。空气滤清器因而设置在气缸组的与排气歧管相对的一侧上、亦即在进气门的附近区域内，从而这里也能实现特别短的管道布置方式。所描述的模块组件特别适合于用于具有六缸或八缸的发动机，但也可用于具有更大缸数的发动机例如VlO和V12发动机。
下面根据附图更详细地阐述本发明及其实施方式。图中图1示出在根据现有技术的具有单涡轮增压装置的V型六缸发动机上的部件布置的示意图；图2示出在根据现有技术的具有双涡轮增压装置的V型六缸发动机上的部件布置的示意图3示出在根据现有技术的具有双涡轮增压装置的V型八缸发动机上的部件布置的示意图；图4示出能借助按照本发明的模块组件的一种实施例制造的具有单涡轮增压装置的V型发动机的部件布置的示意图；图5示出在能借助按照本发明的模块组件的一种实施例制造的具有双涡轮增压装置的V型发动机上的部件布置的示意图；图6示出在能借助按照本发明的模块组件的一种实施例制造的具有双涡轮增压装置的V型八缸发动机上的部件布置的示意图。
具体实施例方式根据现有技术的整体用10标出的发动机是V型结构方式的六缸柴油发动机。发动机10因而具有两个分别包括三个气缸14的气缸组12，这些气缸彼此呈V形倾斜并且驱动一根共同的曲轴。气缸14的排气歧管16设置在气缸组12的外侧18上。排气管20从这些排气歧管16通向废气涡轮增压器22，在那里热的废气在涡轮机侧M进入到涡轮增压器22中并且在那里驱动涡轮增压器的涡轮机。涡轮机驱动设置在涡轮增压器22的压缩机侧沈上的压缩机叶轮/压气机叶轮，该压缩机叶轮通过空气滤清器28经由管道30抽吸环境空气并且经由其它的这里未示出的管道输送给气缸14。在涡轮增压器22的涡轮机侧M 重新流出的废气经由一管道32被引导到氧化催化器34中，废气中的未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳在那里被氧化成二氧化碳。废气自氧化催化器34经由另一管道36被向柴油颗粒滤清器38引导，在那里过滤出碳黑颗粒。由于涡轮增压器22和氧化催化器34到排气歧管的较大的间距，废气在管道 20中冷却，这不仅降低涡轮增压器22的功率、而且导致氧化催化器较长的预热时间。在图2中同样示出一个根据现有技术的设计成六缸V型发动机的发动机10’。该发动机与根据图1的发动机的区别在于包括两个涡轮增压器22、40的双涡轮增压装置。如已经在按照图1的实施方式中那样，热的废气被从排气歧管16经由管道20向第一涡轮增压器22的涡轮机侧M引导。从第一涡轮增压器22的涡轮机出来的废气现在在第二涡轮增压器40的涡轮机侧M进入，从而由废气驱动两个涡轮增压器的压缩机叶轮。(待)增压空气在这里经由一管道30和一空气滤清器28在第二涡轮增压器40的压缩机侧沈被抽吸，并且预压缩的空气然后输送给第一涡轮增压器22的压缩机。从这两个涡轮增压器22、 40的压缩机侧沈出来的增压空气必要时还经由一个增压空气冷却器冷却并且输送给气缸 14。从第二涡轮增压器40的涡轮机侧出来的废气这里也经由一管道32输送给氧化催化器 34并且从该氧化催化器经由一管道36流入柴油颗粒滤清器38中并从那里经由一未示出的排气管流到环境中。这里，从排气歧管16到涡轮增压器22和40的引导行程也长，使得废气会明显地冷却。所示的布置结构还导致在第二涡轮增压器40和氧化催化器34之间的特别长的引导行程，使得该氧化催化器具有特别长的预热时间，这至少在发动机10’中的启动阶段导致提高的排放。在图3中示出构造成V型布置的八缸柴油发动机的另一发动机10”。各气缸组12 在这里分别具有四个气缸14并且同样彼此呈V形倾斜。这里，排气歧管16位于气缸组12 的外侧18上。发动机10”具有双涡轮装置。但与发动机10'相反，两个涡轮增压器22、40这里不是串联连接。而是每个涡轮增压器22、40配设于一个气缸组12并且在气缸组的外侧18设置在排气歧管16附近区域。废气从排气歧管16直接进入涡轮增压器22、40的涡轮机侧M中并且驱动涡轮增压器22、40的压缩机侧沈的压缩机叶轮。每个涡轮增压器22、 40配设有一个自己的空气滤清器28，经由该空气滤清器通过管道30抽吸环境空气并且将其输送给涡轮增压器22、40的压缩机。空气从那里必要时经由未示出的增压空气冷却器流向气缸14。在涡轮增压器22、40的涡轮机侧M出来的空气这里也经由管道32被引导至氧化催化器34，在那里氧化一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物。经催化净化的废气被从氧化催化器34经由另外的管道36引导至柴油颗粒滤清器38并且从那里排到环境中。不仅氧化催化器34、而且柴油颗粒滤清器38都是双重存在的，其中每个氧化催化器34和每个柴油颗粒滤清器38分别供给一个气缸组12。总体上，对于根据现有技术的三种所示的发动机10、10’、10”的增压设备和/或排气设备的部件布置明显不同。因此对于每个所述机动方案必须存储保持自己的构件。由于所示部件的不同的装配位置，对于发动机10、10’、10”中的每一个还需要自己的装配工序。 这明显提高了具有这些发动机方案的机动车的制造成本。因此为了降低构件制备、物流和生产的成本适宜的是，为制造不同机动方案的机动车而使用一种模块系统。图4至6示出了三种不同的具有配设的增压设备和/或排气设备的部件的发动机，其能用一个这种模块系统建成。按照图4的发动机100与按照图1的发动机10类似地设计成V型结构方式的六缸发动机。发动机100因而同样具有两个分别包括三个气缸14的气缸组12。与发动机10 不同，这里排气歧管16设置在气缸组12的内侧42上。废气涡轮增压器22位于气缸组12 之间并且借助一连接接管21与管道20连接。由于位于内侧的排气歧管16，因此仅需要一个很短的管道20，以给废气涡轮增压器22的涡轮机侧M供给废气。在涡轮机侧从废气涡轮增压器22出来的废气经由一同样短的废气管道32被引导至氧化催化器34，该氧化催化器借助未示出的固定元件固定在发动机安装位置的上侧。因此废气以仍很高的温度不仅存在于涡轮增压器22中、而且存在于氧化催化器34中，从而废气涡轮增压器22产生高的功率并且氧化催化器34特别快地达到其运行温度。柴油颗粒滤清器38经由一管道36与氧化催化器34连接并且借助同样未示出的固定元件固定在发动机100的一端侧44上。废气涡轮增压器22的压缩机侧沈这里也经由一空气滤清器观和一配设的管道30被供给空气。管道30经由一连接接管23与废气涡轮增压器22连接。总的来说实现特别短的引导行程、高的涡轮增压器功率和氧化催化器34 的快速预热。因此机动车的功率得以改善并且其排放得以降低。按照图5的发动机100’同样构造成V型构造方式的六缸发动机。它与发动机100 的不同之处在于一个顺序连接的双涡轮装置。一个第一废气涡轮增压器22构建在与发动机100中的废气涡轮增压器22相同的安装位置中。同样一致的是氧化催化器34和柴油颗粒滤清器38的安装位置。这能由连接接管21、23的以及未示出的固定元件的相同的位置实现。发动机100’具有一个附加的废气涡轮增压器40，该废气涡轮增压器同样在发动机 100’的上侧设置在气缸组12之间。废气涡轮增压器22在机动车以低的转速运行时使用并且与按照图4的发动机类似地经由管道20在其涡轮机侧M被导入地获得废气。废气涡轮增压器22的压缩机叶轮便经由空气滤清器28和管道30抽吸空气并且将其送给气缸14。CN 102374019 A
说明书
5/5页 废气经由废气涡轮增压器的废气侧M以已知的方式流过氧化催化器34和柴油颗粒滤清器38。在较高的发动机转速时接通第二废气涡轮增压器40，然后经由管道46从空气滤清器观给该第二废气涡轮增压器输送增压空气。第二废气涡轮增压器40的涡轮机侧 24在该运行状态下被经由另一废气管道48从排气歧管16供给废气，从而驱动涡轮机。最后图6示出构造成V型构造方式的八缸发动机的另一发动机100”。发动机100” 的基本构造在此与图3中的发动机10”的基本构造相当。但如发动机100和100'那样，发动机100”也具有设置在气缸组12的内侧42上的排气歧管16。在其它方面，增压设备和/ 或排气设备的其它部件的布置与按照图5的发动机100'的布置相当——也涉及一个由顺序连接的两个涡轮增压器22和40的双涡轮装置。对于所有的发动机100、100’、100”可以使用相同的涡轮增压器22、模块式构造的氧化催化器34、模块式构造的柴油颗粒滤清器38和相同的空气滤清器观。用于不同发动机100、100’、100”的氧化催化器34和柴油颗粒滤清器38在此优选具有相同的直径，但可以根据所需的最大气体流量的不同而具有不同的长度。涡轮增压器40可以同样对于所有发动机100、100’、100”是相同的或者可以根据机动方案的不同匹配于相应的发动机功率。 所有发动机100、100’、100”具有相同定位的固定元件和连接接管21、23用于废气涡轮增压器22、40、氧化催化器34、柴油颗粒滤清器38和空气滤清器28。因此，相应部件的装配位置在所有所示的发动机100、100’、100”中一致，从而总是可以应用相同的生产工艺。总的来说，通过使用所描述的模块组件因此明显降低在制造机动方案不同的机动车时的仓储耗费和装配耗费。
权利要求
1.用于制造机动方案不同的机动车的模块组件，包括多个自燃式发动机(100、100’、 100”)，所述发动机分别具有两个呈V型布置的气缸组(1 ；以及增压设备和/或排气设备的部件(22、28、34、38、40)，其中，所有发动机(100、100，、100”)具有用于装配增压设备和/ 或排气设备的部件(22,28,34,38,40)的装配元件(21、23)，所述部件(22,28,34,38,40)能借助于所述装配元件对于所有发动机(100、100’、100”)以相对于发动机(100、100’、100”) 相同的相对位置装配在该发动机上。
2.根据权利要求1所述的模块组件，其特征在于，所述发动机(100、100’、100”)的排气歧管(16)设置在发动机(100、100’、100”)的其中一个气缸组(1 的面向相应另一气缸组(12)的一侧(42)上。
3.根据权利要求1或2所述的模块组件，其特征在于，所述增压设备和/或排气设备的部件Q2J8、34、38、40)包括一个柴油颗粒滤清器(38)，该柴油颗粒滤清器能借助于配设的装配元件装配在发动机(100、100’、100”)的一端侧04)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块组件，其特征在于，所述增压设备和/或排气设备的部件O2J8、34、38、40)包括一个氧化催化器(34)，该氧化催化器能借助于配设的装配元件在发动机(100、100’、100”)上的气缸组(12)之间装配在在发动机(100、100’、 100”)的安装位置中的上侧上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块组件，其特征在于，所述增压设备和/或排气设备的部件O2J8、34、38、40)包括一个第一废气涡轮增压器(22)，该第一废气涡轮增压器能借助于配设的装配元件(21,23)在发动机(100、100’、100”)上的气缸组(12)之间装配在在发动机(100、100’、100”)的安装位置中的上侧上。
6.根据权利要求5所述的模块组件，其特征在于，所述增压设备和/或排气设备的部件 (22,28,34,38,40)包括一个第二废气涡轮增压器(40)，该第二废气涡轮增压器能借助于配设的装配元件在发动机(100、100’、100”)上的气缸组(1 之间装配在在发动机(100、 100M00")的安装位置中的上侧上。
7.根据权利要求6项所述的模块组件，其特征在于，所述第二废气涡轮增压器00)能以顺序连接的方式与第一废气涡轮增压器0 相连。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块组件，其特征在于，所述增压设备和/或排气设备的部件O2J8、34、38、40)包括一个空气滤清器(观)，该空气滤清器能借助于配设的装配元件装配在发动机(100、100’、100”)的一个气缸组(12)的外侧(18)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的模块组件，其特征在于，所述发动机(100、 100’、100”)至少包括一个具有六个气缸(14)的发动机(100、100’ )和一个具有八个气缸 (14)的发动机(100”)。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造机动方案不同的机动车的模块组件，包括多个自燃式发动机(100、100’、100”)，所述发动机分别具有两个呈V型布置的气缸组(12)；以及增压设备和/或排气设备的部件(22、28、34、38、40)。所有发动机(100、100’、100”)具有用于装配增压设备和/或排气设备的部件(22、28、34、38、40)的装配元件(21、23)，所述部件(22、28、34、38、40)能借助于所述装配元件对于所有发动机(100、100’、100”)以相对于发动机(100、100’、100”)相同的相对位置装配在该发动机上。因此，对于所有机动方案的发动机(100、100’、100”)的增压设备和/或排气设备来说可以使用相同的或模块化的部件并且将这些部件以相同的装配工序装配。这能在仓储和装配成本低的情况下实现制造机动方案不同的机动车。
文档编号F02B67/10GK102374019SQ201110225270
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月8日 优先权日2010年8月7日
发明者D·施勒塞尔 申请人:奥迪股份公司