EP0182323B1

EP0182323B1 - Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP0182323B1
Application number: EP85114580A
Authority: EP
Inventors: Toni Kleinschmidt; Albert Nolte; Joachim Altdorf
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1985-11-16
Publication date: 1989-10-18
Also published as: EP0182323A2; DE3573821D1; DE3442283A1; ATE47466T1; EP0182323A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der aus der deutschen Patentanmeldung S 27 058/46c⁴ bekannten Brennkraftmaschine erfolgt der Kühlflüssigkeitszu- und -ablauf zu bzw. aus dem die Zylinderlaufbuchse umgebenden Kühlraum im unteren oder oberen Bereich des Kühlraums durch ein angesetztes Rohr. Bei einer derartigen Kühlflüssigkeitsführung ist aber eine gleichmässige Umströmung der Zylinderlaufbuchse in allen Bereichen des Kühlraums nicht gewährleistet (siehe auch FR-A 23 23 020). Je nach Lage der Kühlflüssigkeitszulauf- bzw. -ablauföffnungen ist zudem eine zusätzliche Entlüftungsvorrichtung für den Kühlraum erforderlich. Bei einem Kühlwasserzulauf und -ablauf im oberen Bereich des Kühlraums entsteht im unteren Bereich des Kühlraums ein Totwasserraum.
Aus der DE-A 28 28 466 ist eine gattungsgemässe Brennkraftmaschine bekannt, deren Ziel ist, eine möglichst gleichmässige Umströmung der Zylinderlaufbuchsen zu erreichen. Dabei wird aber ausser Acht gelassen, dass die thermische Belastung des Zylinderrohres unterschiedlich ist und im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte am höchsten ist. Der Zulauf von Kühlflüssigkeit erfolgt über einen Kühlmittelzulaufkanal, während die eigentliche Verteilung des Kühlmittels um die Zylinderlaufbüchse durch speziell in den Kühlraum eingeformte Längskanäle erfolgt. Der Längskanal und der Kühlmittelzuführkanal müssen beim Giessvorgang des Kurbelgehäuses durch entsprechende Kerne speziell ausgebildet werden und verursachen erheblichen Formaufwand. Zudem werden die vom Zylinderkopf über dessen Befestigungsschrauben in das Kurbelgehäuse eingeleiteten Kräfte im Bereich des Längskanals ungünstig in den unteren Teil des Kurbelgehäuses eingeleitet, weil sich im Bereich des oberen Endes des Längskanals durch den Ansatz an die übrige Kurbelgehäusewand, die das Zylinderrohr mit einem festen Abstand umgibt, ein ungünstiger Spannungsverlauf einstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemässen Brennkraftmaschine den Zulauf zum Kühlraum so zu gestalten, dass eine unterschiedliche Kühlleistung über die axiale Höhe des Kühlraums erzielbar ist, wobei das Kurbelgehäuse zusammen mit dem Zulauf gleichzeitig konstruktiv einfach und festigkeitsmässig steif ausgebildet sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Wesentlich ist, dass der Zulauf in den Kühlraum als einfacher Schlitz in den das Zylinderrohr umgebenden Kurbelgehäusebereich eingearbeitet ist. Dadurch entfallen kompliziert zu handhabende Kerne beim Giessvorgang, die entsprechend genau positioniert sein müssen. Der Schlitz in der Kurbelgehäusewand kann gegebenenfalls nach dem Giessvorgang bearbeitet werden und die keilförmige Ausbildung, durch die eine unterschiedliche Kühlleistung über die Höhe des Kühlraums erreicht wird, kann gemäss den Anforderungen variiert werden. So ist es beispielsweise denkbar, den Schlitz bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einer Baureihe durch einfaches mechanisches Nachbearbeiten im Bereich des oberen Endes des Schlitzes zu vergrössern, so dass in diesem Bereich eine höhere Kühlleistung erzielt wird. Die gleichzeitige torbogenförmige Ausbildung des Schlitzes in diesem Bereich ermöglichte eine günstige, insbesondere spannungsfreie Einleitung der vom Zylinderkopf auf das Kurbelgehäuse ausgeübten Kräfte.
Die abhängigen Patentansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Zylinderlaufbuchse mit dem sie umgebenden Bereich des Kurbelgehäuses;
Fig. 2 eine Detailansicht eines Kühlflüssigkeitsablaufschlitzes.

In Fig. 1 ist eine Zylinderlaufbuchse 1 dargestellt, die in ein Kurbelgehäuse 2 eingesteckt ist Dabei stützt sie sich mit einem oberen Rand 3 auf der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ab. Im unteren Bereich der Zylinderlaufbuchse 1 sind Nuten 5 eingearbeitet, in die Dichtringe 6 eingelegt sind, die die Zylinderlaufbuchse 1 gegenüber dem Kurbelgehäuse 2 abdichten. Zwischen dem oberen Rand 3 und den Nuten 5 ist ein von der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Kurbelgehäuse 2 begrenzter Kühlraum 7 vorgesehen, der die Zylinderlaufbuchse ringförmig umgibt. Der Kühlraum 7 erstreckt sich etwa über ³/₅ der Gesamtlänge der Zylinderlaufbuchse 1.
In das Kurbelgehäuse 2 ist einseitig ein als Schlitz ausgebildeter Zulauf 8 für Kühlflüssigkeit eingearbeitet, der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Höhe des Kühlraumes 7 erstreckt. An den Zulaufschlitz 8 schliesst sich an dem Kurbelgehäuse 2 ein nicht dargestellter Kühlflüssigkeitsverteilungskanal 9 an, der sich entlang einer Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine erstreckt. Auf der dem Zulaufschlitz 8 gegenüberliegenden Seite ist - etwa diametral zum Zulauf 8 liegend - in das Kurbelgehäuse 2 ein Ablauf 10 eingearbeitet. Der Ablauf 10 erstreckt sich von der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ausgehend etwa über ¹/₄ der Höhe des Kühlraums 7. An den Ablauf 10 schliesst sich in dem Kurbelgehäuse 2 ein Kühlflüssigkeitskanal 11 an, der die austretende Kühlflüssigkeit in den mit der Zylinderlaufbuchse 1 zusammenwirkenden Zylinderkopf ableitet. Als Kühlflüssigkeit sind alle flüssigen Medien, wie z.B. Wasser oder 01 geeignet.
Der Zulaufschlitz 8 hat in etwa ein Höhen- Breiten-Verhältnis von 8 : 1. Zudem ist der Schlitz 8 in seinem oberen wie auch unteren Bereich verjüngt. Während diese Verjüngung in dem an die Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzenden oberen Bereich 12 torbogenförmig ausgebildet ist, ist der Schlitz 8 in seinem unteren Bereich 13 etwa halbkreisförmig ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Zulaufschlitzes 8 hat sich aus kühl-, giess- und fertigungstechnischer Hinsicht als günstig erwiesen.
Die in Fig. 2 dargestellte Detailansicht des Ablauf 10 hat in etwa ein Höhen-Breiten-Verhältnis von 5 : 3. Der Ablauf 10 ist im Querschnitt etwa oval ausgebildet, wobei die im oberen Bereich 14 vorgesehene torbogenförmige Ausbildung an die obere Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzt, während die gegenüberliegende Seite 15 halbkreisförmig ausgebildet ist. Auch bei dem Ablauf 10 kann es sinnvoll sein, die torbogenförmige Ausbildung des oberen Bereichs 14 mit der halbkreisförmigen Ausbildung der unteren Seite 15 zu vertauschen bzw. die obere und untere Ausbildung in ihrer Form einander anzupassen. Ferner kann es zweckmässig sein, auch den Ablauf 10 als Schlitz auszubilden, der in seinem geometrischen Abmessungen dem Zulaufschlitz 8 und dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit anzupassen ist.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit zumindest einer flüssigkeitsgekühlten Zylindereinheit, dessen durch eine obere Kurbelgehäusedeckplatte (4) in das Kurbelgehäuse (2) eingesetzte nasse Zylinderlaufbuchse (1 ) mit dem Kurbelgehäuse einen Kühlraum (7) begrenzt, der einen Zulauf (8) und einen Ablauf (10) für Kühlflüssigkeit aufweist, wobei der Zulauf (8) etwa der axialen Höhe des Kühlraums (7) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (8) schlitzförmig in das Kurbelgehäuse (2) eingelassen, keilförmig ausgebildet ist, wobei die spitze Seite des Keils im unteren Bereich des Zulaufs (8) angeordnet ist und der Keil im oberen Bereich des Zulaufs (8) torbogenförmig ausgebildet ist, um die thermisch am höchsten belastete Zone im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte durch einen grösseren Kühlflüssigkeitsstrom stärker zu kühlen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (10) auf der dem Zulauf (8) gegenüberliegenden Seite im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte (4) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (10) bis an die obere Kurbelgehäusedeckplatte (4) reicht und in diesem Bereich (14) etwa torbogenförmig ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (10) oval ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (10) als Schlitz ausgebildet ist.