EP0206184A2 - Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr - Google Patents

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EP0206184A2
EP0206184A2 EP86108150A EP86108150A EP0206184A2 EP 0206184 A2 EP0206184 A2 EP 0206184A2 EP 86108150 A EP86108150 A EP 86108150A EP 86108150 A EP86108150 A EP 86108150A EP 0206184 A2 EP0206184 A2 EP 0206184A2
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EP
European Patent Office
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cylinder tube
cooling
liquid
cylinder
cooling fins
Prior art date
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EP86108150A
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English (en)
French (fr)
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EP0206184B1 (de
EP0206184A3 (en
Inventor
Gerhard Finsterwalder
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Publication of EP0206184A3 publication Critical patent/EP0206184A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16—Cylinder liners of wet type

Definitions

  • the invention relates to a liquid-cooled s cylinder pipe for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • DE-GM 498 613 describes an internal combustion engine with liquid-cooled cylinders, with the engine lubricating oil being used as the cooling liquid.
  • annular cooling space through which the engine lubricating oil is conveyed when the internal combustion engine is in operation and which increases in the radial direction in the direction from the cylinder head to the crankshaft with respect to the cylinder tube axis in the radial direction with the distance to the cylinder head.
  • essentially the entire surface of the cylinder tube is provided with cooling fins to enlarge its outer surface.
  • the coolant flows through the cooling chamber in the direction of the cylinder axis from the crankcase in the direction of the cylinder head.
  • a disadvantage of this arrangement is the inadequate cooling of the cylinder tube end abutting the cylinder head and the associated temperature-related expansion thereof. This causes piston tipping noises, pollutant emissions and higher fuel and lubricant consumption.
  • the object of this invention is to cool even thermally highly stressed cylinder tubes sufficiently to thereby prevent the temperature-related expansion of the cylinder tube end pointing towards the cylinder head.
  • Cooling fins are continuous elevations in the form of ribs or serrations that completely surround the cylinder tube in the circumferential direction. Furthermore, the terms “above” and “below” are used in the following description. Above means towards the cylinder head, and below towards the crankcase.
  • cylinder tube Due to the fact that the cylinder tube is thin-walled and the cooling fins lie radially on the engine housing to transmit the ignition pressure, completely surround the cylinder tube and have axial liquid passages, a temperature-related expansion of the upper end of the cylinder tube is due to the good heat transfer from the cylinder tube via the cooling fins to the liquid as well as through the Clamping the thin-walled cylinder tube through the motor housing avoided.
  • a cylinder tube that remains cylindrical during operation of the internal combustion engine enables the cylinder piston to have small warm cycles. This minimizes piston tipping noises, thermal stress on the cylinder barrel and cylinder piston, blow-through quantity and harmful space, which reduces noise and pollutant emissions as well as fuel and lubricant consumption.
  • the cylinder tube Since the ignition pressure is passed on to the engine housing via the cooling fins, the cylinder tube is made thin-walled and thus has a lower thermal conductivity than a thicker cylinder tube carrying the ignition pressure.
  • the thin wall of the cylinder tube means that only a small temperature gradient occurs in the cylinder tube; d. H. there is a large temperature difference between the outer wall of the cylinder tube and the coolant, which increases the amount of heat that can be dissipated compared to thicker cylinder tubes and at the same time reduces the temperature of the inner wall of the cylinder tube.
  • An annular channel in the cylinder head is expediently arranged as a liquid inflow, which consists of an annular groove which is open to the cooling space and which lies above the cooling space of the cylinder tube and has approximately its radial width.
  • the liquid drain is advantageously arranged on the side of the cooling chamber facing the crankcase.
  • the cooling fins should be dimensioned so that the temperature of the outside of the cylinder tube to the K sselrippenspitze is lowered to approximately the temperature of the cooling liquid.
  • Engine lubricating oil is particularly suitable as a coolant.
  • the cooling liquid also absorbs the heat of combustion well
  • the liquid passages are arranged in such a way that a labyrinthine path results for the cooling liquid.
  • a labyrinthine path results for the cooling liquid.
  • the liquid passages in all cooling fins are arranged congruently with one another with respect to the cylinder tube axis.
  • the top cooling fin located below the cylinder head has fewer liquid passages than the cooling fins of the other levels. This results in a labyrinthine flow of the coolant on the cylinder tube and thus an improved cooling.
  • Optimal cooling of the uppermost cooling fin is achieved when the cooling liquid enters the annular groove from the cylinder head through inlet openings which are arranged between the liquid passages of the uppermost cooling fin.
  • the uppermost section of the cylinder tube facing the cylinder head requires the most intensive cooling. For this reason, it makes sense to provide only this section of the cooling space with cooling ribs and to arrange liquid-impermeable, pressure-resistant material in the other section, except for cooling channels running in the axial direction.
  • the cylinder tube with an interference fit is advantageously inserted in the engine housing in order to transmit the internal cylinder pressure to the engine housing.
  • the cylinder tube expediently has a collar-free end on the side facing the cylinder head and is axially supported on the engine housing at the end facing the crankcase.
  • Fig. 1 shows a cylinder tube 13 which is expediently embedded in an engine housing 12 with a press fit and is supported on the engine housing 12 at the end facing the crankcase 14.
  • annular cooling space 9 is arranged, which is open to the cylinder head 16 and there has a liquid inflow formed as an annular groove 7, while the liquid outflow 11 is formed by a slot between the cylinder tube and the motor housing, which is formed by the support 24 of the cylinder tube on the engine housing leads to the crankcase 14.
  • the cylinder tube wall is thinner below the support 24 in the direction of the crankcase 14 than above the support. The difference is just the thickness of the cylinder tube with which it is supported on the motor housing.
  • Cooling fins 10 are arranged on the outer wall of the cylinder tube, said cooling fins completely projecting through the cooling space 9 in the radial direction and resting radially on the motor housing 12. These cooling fins transmit the ignition pressure to the engine housing during the combustion process.
  • the cylinder tube alone, without the cooling fins, is so thin-walled that it cannot withstand the ignition pressure in the radial direction, but very well the axially acting sealing force of the cylinder head 16.
  • the cylinder tube is supported on the motor housing. It may be expedient for the support width equal to the K ühlrippenbreite. During installation, the thin-walled cylinder tube with its cooling fins is inserted into the engine housing from the cylinder head side.
  • the cylinder tube is honed only after it has been shrunk into the motor housing 12. If the entire wall thickness of the cylinder tube with the cooling fins is supported on the motor housing, the cylinder tube and motor housing are machined together during honing.
  • cylinder head 16 Above the cylinder tube and the engine housing is the cylinder head 16, which is seated on the engine housing.
  • the seal between cylinder head 16 and cylinder tube 13 is achieved by metallic contact of the parts to be sealed with a slight protrusion of the cylinder tube.
  • the oil seal to the outside is done by a seal 8.
  • an exhaust valve (not shown) with its valve seat 4 and a bore for the valve stem 2 is arranged in the cylinder head 16.
  • An outlet duct 3 leads from the valve seat 4 to the edge of the cylinder head 16. Two spaces 1, in which coolant is conducted, surround the outlet duct 3.
  • Channels 5 are arranged in the cylinder head base 25, which lead from the outside of the cylinder head to the valve seat 4. These channels 5 are sealed to the outside by a plug 6. Above the annular cooling space 9 in the cylinder tube, which is open towards the cylinder head, there is an annular groove 7 open towards the cooling space in the cylinder head. This annular groove is in fluid connection with the channels 5 at four points through inlet openings 17, which result from the intersections of the channels 5 with the annular groove 7 (see description of FIGS. 3 to 6).
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the cylinder head base 25 with the channel 5 and the annular groove 7, which is arranged above the cooling chamber 9 in the cylinder head 16 and the cooling fins 10 located in the cylinder tube.
  • the channel 5 is liquid-carrying at four points by means of inlet openings 17 the annular groove 7 connected, which in turn is open to the cooling chamber 9.
  • the cooling fins of the cylinder tube are arranged in the cooling chamber. These project completely through the cooling space and lie radially on the motor housing 12 and have liquid passages 19.
  • cooling fins are dimensioned such that the temperature of the outside of the cylinder tube up to the cooling fin tip 22 is reduced approximately to the temperature of the cooling liquid.
  • FIG. 3 shows a plan view of a cylinder tube with cooling fins seen in the axial direction
  • FIG. 4 shows a section through this cylinder tube along the line IV-IV in FIG. 3
  • Fig. 5 shows a section along the line VV in Fig. 3
  • Fig. 6 shows a development of this cylinder tube with part of the adjacent cylinder head.
  • the inlet openings 17 are provided at four locations evenly distributed over the circumference. It can also be expedient to provide more or fewer inlet openings.
  • the uppermost cooling fin facing the cylinder head has four liquid passages that lie between the inlet openings. If a different number E inlingersöffnun- gene is present, then also the number of fluid passages in the uppermost cooling fin accordingly much so that always a fluid passage is disposed between the inlet openings and such. These liquid passages extend axially up to a section of the cooling space which is filled with liquid-impermeable, pressure-resistant material 20.
  • cooling ribs only one section of the cylinder tube facing the cylinder head is provided with cooling ribs, while in the other section, liquid-impermeable, pressure-resistant material 20 is arranged except for cooling channels 18 running in the axial direction. In addition to those just described, there are four more cooling channels 18. These remaining four cooling channels also pass through the material 20 and the cooling fins except for the uppermost cooling fins and are located approximately below the inlet openings 17.
  • the liquid passages 19 are arranged so that there is a labyrinthine path for the liquid. It also makes sense if the liquid passages in all cooling fin levels are congruent with each other with respect to the cylinder tube axis 23.
  • the uppermost cooling fin located in this area has fewer liquid passages than the cooling fins of the other levels.
  • the coolant flows from the channels 5 in the cylinder head 16 via the inlet openings 17 into the annular groove 7, which is open to the annular cooling space 9 in the cylinder tube 13. From there, the coolant flows through the disposed between the inlet openings liquid passages 19 of the top K ühlrippe and 14, then either through one of the located below the inlet openings 17 axial cooling channels 18 or through a inlingersöff- voltages between the E arranged axial cooling channels in the direction crankcase If the cooling liquid reaches the section of the cylinder tube which is not provided with cooling fins 10, but with liquid-impermeable, pressure-resistant material 20, so it flows through the axially extending cooling channels which pass through this material 20 and which are arranged axially below the inlet openings 17 the F lüsstechniksabfluß into the crankcase housing 14. 11

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr (13) für eine Brennkraftmaschine mit einem zwischen Zylinderrohr und Motorgehäuse (12) befindlichen ringförmigen Kühlraum (9), der von am Zylinderrohr (13) angebrachten Kühlrippen (10) vollständig durchragt ist. Die Kühlrippen (10) liegen radial am Motorgehäuse (12) an und leiten den Zünddruck an das Motorgehäuse weiter. Dadurch kann das Zylinderrohr so dünnwandig sein, daß es allein ohne die Kühlrippen den Zünddruck nicht aushalten könnte. In den Kühlrippen sind axiale Flüssigkeitsdurchtritte angeordnet, die für eine gute Verteilung der Kühlflüssigkeit im Kühlraum sorgen.
Mit dieser Anordnung werden auch thermisch hochbelastete Zylinderrohre hinreichend gekühlt und damit eine temperaturbedingte Aufweitung des zum Zylinderkopf (16) zeigenden Zylinderrohrendes verhindert (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr für eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In dem DE-GM 498 613 wird eine Brennkraftmaschine mit flüssigkeitsgekühlten Zylindern beschrieben, wobei hier das Motorschmieröl als Kühlflüssigkeit benutzt wird. Zwischen Zylinderrohr und Motorgehäuse befindet sich ein ringförmiger Kühlraum, durch den im Betriebszustand der Brennkraftmaschine das Motorschmieröl gefördert wird und der sich in Richtung vom Zylinderkopf zur Kurbelwelle hin in Bezug auf die Zylinderrohrachse in radialer Richtung stetig mit dem Abstand zum Zylinderkopf vergrößert. Um die Kühlung des Zylinderrohrs zu verbessern, ist im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Zylinderrohrs zur Vergrößerung seiner Außenfläche mit Kühlrippen versehen.
  • Der Flüssigkeitszufluß und Flüssigkeitsabfluß erfolgt jeweils über einen an den beiden Enden des Kühlraums befindlichen Ringkanal, der mit dem Kühlraum in Verbindung steht. Der Flüssigkeitszufluß und Flüssigkeitsabfluß mündet in den jeweiligen Ringkanal. Die Kühlflüssigkeit durchströmt den Kühlraum in Richtung der Zylinderachse vom Kurbelgehäuse aus gesehen in Richtung Zylinderkopf.
  • Nachteilig an dieser Anordnung ist die nicht ausreichende Kühlung gerade des am Zylinderkopf anliegenden Zylinderrohrendes und die damit verbundene temperaturbedingte Aufweitung desselben. Dadurch werden Kolbenkippgeräusche, Schadstoffemissionen und höherer Kraft- und Schmierstoffverbrauch verursacht.
  • Aufgabe dieser Erfindung ist es, auch thermisch hochbelastete Zylinderrohre hinreichend zu kühlen, um dadurch die temperaturbedingte Aufweitung des zum Zylinderkopf zeigenden Zylinderrohrendes zu verhindern.
  • Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zylinderrohr durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
  • Unter Kühlrippen sind durchgehende Erhebungen in Form von Rippen oder Zacken gemeint, die das Zylinderrohr vollständig in Umfangsrichtung umgeben. Weiterhin werden in der folgenden Beschreibung die Begriffe "oben" und "unten" verwendet. Oben heißt in Richtung Zylinderkopf, und unten in Richtung Kurbelgehäuse.
  • Dadurch, daß das Zylinderrohr dünnwandig ausgebildet ist und die Kühlrippen zünddruckübertragend radial am Motorgehäuse anliegen, das Zylinderrohr vollständig umgeben und axiale Flüssigkeitsdurchtritte haben, ist eine temperaturbedingte Aufweitung des oberen Zylinderrohrendes sowohl durch den guten Wärmeübergang vom Zylinderrohr über die Kühlrippen an die Flüssigkeit als auch durch die Einspannung des dünnwandigen Zylinderrohrs durch das Motorgehäuse vermieden. Ein im Betrieb der Brennkraftmaschine zylindrisch bleibendes Zylinderrohr ermöglicht kleine Warmspiele des Zylinderkolbens. Dadurch werden Kolbenkippgeräusche, thermische Belastung von Zylinderrohr und Zylinderkolben, Durchblasemenge und schädlicher Raum minimiert, wodurch sowohl Geräusch- und Schadstoffemissionen als auch Kraft- und Schmierstoffverbrauch gesenkt sind.
  • Da der Zünddruck über die Kühlrippen an das Motorgehäuse weitergegeben wird, ist das Zylinderrohr dünnwandig hergestellt und hat damit einen geringeren Wärmeleitwiderstand als ein dickeres, den Zünddruck tragendes Zylinderrohr. Die Dünnwandigkeit des Zylinderrohrs bewirkt, daß nur ein kleiner Temperaturgradient im Zylinderrohr auftritt; d. h. es steht ein großer Temperaturunterschied zwischen Zylinderrohraußenwand und Kühlflüssigkeit zur Verfügung, wodurch die abführbare Wärmemenge gegenüber dickeren Zylinderrohren gesteigert ist und gleichzeitig die Temperatur der Zylinderrohrinnenwand herabgesetzt wird. Aufgrund der geringeren Wärmekapazität des dünnen zylinderrohrs mit den zünddruckübertragenden Kühlrippen kann ein Kracken des Kühlöls oder ein Verlacken der kühlölbespülten Seite des Zylinderrohrs nach Abstellen des Motors aus der Vollast vermieden werden. Weiterhin ermöglicht die geringe Wandstärke des Zylinderrohrs in Verbindung mit dem druckaufnehmenden Motorgehäuse Gewicht zu sparen und damit eine kostengünstigere Fertigung.
  • Zweckmäßigerweise ist als Flüssigkeitszufluß ein Ringkanal im Zylinderkopf angeordnet, der aus einer zum Kühlraum offenen Ringnut besteht, die über dem Kühlraum des Zylinderrohrs liegt und etwa dessen radiale Breite besitzt.
  • Der Flüssigkeitsabfluß ist vorteilhafterweise an der dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite des Kühlraums angeordnet.
  • Um eine möglichst gute KUhlung zu erreichen, sollten die Kühlrippen so dimensioniert sein, daß die Temperatur der Außenseite des Zylinderrohrs bis zur Kühlrippenspitze in etwa auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit abgesenkt ist.
  • Als Kühlflüssigkeit eignet sich besonders gut das Motorschmieröl.
  • Damit die Kühlflüssigkeit die anfallende Verbrennungswärme auch gut aufnimmt, ist es zweckmäßig, wenn die Flüssigkeitsdurchtritte so angeordnet sind, daß sich für die Kühlflüssigkeit ein labyrinthartiger Weg ergibt. Durch eine geeignete Wahl des labyrinthartigen Weges können einzelne Abschnitte des Zylinderrohrs verstärkt gekühlt werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Flüssigkeitsdurchtritte in allen Kühlrippen in Bezug auf die Zylinderrohrachse zueinander deckungsgleich angeordnet.
  • Die unterhalb des Zylinderkopfes liegende oberste Kühlrippe hat weniger Flüssigkeitsdurchtritte als die Kühlrippen der anderen Ebenen. Dadurch wird eine labyrinthartige Strömungsführung der Kühlflüssigkeit am Zylinderrohr erreicht und damit eine verbesserte Kühlung.
  • Eine optimale Kühlung der obersten Kühlrippe wird erreicht, wenn die Kühlflüssigkeit durch Eintrittsöffnungen, die zwischen den Flüssigkeitsdurchtritten der obersten Kühlrippe angeordnet sind, aus dem Zylinderkopf in die Ringnut eintritt.
  • Der oberste dem Zylinderkopf zugewandte Abschnitt des Zylinderrohrs bedarf der intensivsten Kühlung. Deswegen ist es sinnvoll, nur diesen Abschnitt des Kühlraums mit Kühlrippen zu versehen und im anderen Abschnitt bis auf in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle flüssigkeitsundurchlässiges, durckfestes Material anzuordnen.
  • Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise das Zylinderrohr mit Preßsitz im Motorgehäuse eingesetzt, um den Zylinderinnendruck auf das Motorgehäuse zu übertragen.
  • Zweckmäßigerweise hat das Zylinderrohr an der dem Zylinderkopf zugewandten Seite ein bundfreies Ende und stützt sich an dem dem Kurbelgehäuse zugewandten Ende axial auf dem Motorgehäuse ab.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, die schematisch im Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:
    • Fig. 1 im Schnitt einen Teil einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen Zylinderrohr und Motorgehäuse be findlichen ringförmigen Kühlraum, in dem Kühlrippen angeordnet sind,
    • Fig. 2 im Schnitt einen Ausschnitt des Zylinderkopfes und des angrenzenden Zylinderrohrs mit radialen Kühlrippen, die zünddruckübertragend am Motorgehäuse anliegen,
    • Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Zylinderrohr mit Kühlrippen in Axialrichtung gesehen,
    • Fig. 4 einen Schnitt durch dieses Zylinderrohr nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
    • Fig. 5 einen Schnitt durch dieses Zylinderrohr nach der Linie V-V in Fig. 3,
    • Fig. 6 eine Abwicklung dieses Zylinderrohrs mit Kühlrippen mit einem Teil des angrenzenden Zylinderkopfes.
  • Fig. 1 zeigt ein Zylinderrohr 13, das in ein Motorgehäuse 12 zweckmäßigerweise mit Preßsitz eingelassen ist und sich auf dem Motorgehäuse 12 an der dem Kurbelgehäuse 14 zugewandten Ende abstützt. Zwischen dem Zylinderrohr 13 und dem Motorgehäuse ist ein ringförmiger Kühlraum 9 angeordnet, der zum Zylinderkopf 16 hin offen ist und dort einen als Ringnut 7 ausgebildeten Flüssigkeitszufluß hat, während der Flüssigkeitsabfluß 11 durch einen Schlitz zwischen Zylinderrohr und Motorgehäuse gebildet ist, der von der Abstützung 24 des Zylinderrohrs auf dem Motorgehäuse bis zum Kurbelgehäuse 14 führt.
  • Unterhalb der Abstützung 24 in Richtung Kurbelgehäuse 14 ist die Zylinderrohrwand dünner als oberhalb der Abstützung. Die Differenz ist gerade diejenige Dicke des Zylinderrohrs, mit der sich dieses auf dem Motorgehäuse abstützt.
  • An der Außenwand des Zylinderrohrs sind Kühlrippen 10 angeordnet, die den Kühlraum 9 in radialer Richtung vollständig durchragen und radial am Motorgehäuse 12 anliegen. Diese Kühlrippen übertragen den Zünddruck beim Verbrennungsvorgang auf das Motorgehäuse. Das Zylinderrohr allein ohne Kühlrippen ist so dünnwandig, daß es den Zünddruck in radialer Richtung nicht aushält, sehr wohl jedoch die axial wirkende Dichtkraft des Zylinderkopfes 16.
  • Wie eben beschrieben, stützt sich das Zylinderrohr auf dem Motorgehäuse ab. Es kann zweckmäßig sein, wenn die Abstützbreite gleich der Kühlrippenbreite ist. Beim Einbau wird das dünnwandige Zylinderrohr mit seinen Kühlrippen von der Zylinderkopfseite her in das Motorgehäuse eingesetzt.
  • Es kann auch sinnvoll sein, wenn sich das Zylinderrohr 13 mit den Kühlrippen 10 mit seiner gesamten Wandstärke auf dem Motorgehäuse abstützt. Bei dieser Anordnung wird die Dichtkraft des Zylinderkopfes ohne Biegemomente ins Motorgehäuse geleitet. Dabei tritt eine Fuge im Zylinderrohr auf, die jedoch unterhalb des unteren Umkehrpunkts des untersten Kolbenrings 15 liegt.
  • Bei beiden Varianten der Abstützung wird das Zylinderrohr erst nach dem Einschrumpfen ins Motorgehäuse 12 gehont. Wenn sich das Zylinderrohr mit den Kühlrippen mit seiner gesamten Wandstärke auf dem Motorgehäuse abstützt, werden beim Honen Zylinderrohr und Motorgehäuse gemeinsam bearbeitet.
  • Oberhalb des Zylinderrohrs und des Motorgehäuses befindet sich-der Zylinderkopf 16, der auf dem Motorgehäuse aufsitzt. Die Abdichtung zwischen zylinderkopf 16 und Zylinderrohr 13 wird durch metallische Berührung der zu dichtenden Teile mit einem geringfügigen Vorstehen des Zylinderrohrs erreicht. Die Öldichtung nach außen geschieht durch eine Dichtung 8. In der Fluchtlinie der Zylinderrohrachse 23 ist im Zylinderkopf 16 ein nicht eingezeichnetes Auslaßventil mit seinem Ventilsitz 4 und einer Bohrung für den Ventilschaft 2 angeordnet. Ein Auslaßkanal 3 führt vom Ventilsitz 4 bis an den Rand des Zylinderkopfes 16. Zwei Räume 1, in denen Kühlflüssigkeit geleitet wird, umgeben den Auslaßkanal 3.
  • Im Zylinderkopfboden 25 sind Kanäle 5 angeordnet, die von der Außenseite des Zylinderkopfes bis dicht an den Ventilsitz 4 führen. Durch einen Stopfen 6 sind diese Kanäle 5 nach außen abgedichtet. Oberhalb des ringförmigen Kühlraums 9 im Zylinderrohr, der zum Zylinderkopf hin offen ist, befindet sich eine zum Kühlraum hin offene Ringnut 7 im Zylinderkopf. Diese Ringnut steht mit den Kanälen 5 an vier Stellen durch Eintrittsöffnungen 17 flüssigkeitstragend in Verbindung, die sich aus den Verschneidungen der Kanäle 5 mit der Ringnut 7 ergeben (siehe Beschreibung Fig. 3 bis 6).
  • Fig. 2 zeigt im Ausschnitt vergrößert den Zylinderkopfboden 25 mit dem Kanal 5 und der Ringnut 7, die oberhalb des Kühlraums 9 im Zylinderkopf 16 angeordnet ist und die sich im Zylinderrohr befindlichen Kühlrippen 10. Der Kanal 5 ist flüssigkeitstragend an vier Stellen mittels Eintrittsöffnungen 17 mit der Ringnut 7 verbunden, die wiederum zum Kühlraum 9 hin offen ist. Im Kühlraum sind die Kühlrippen des Zylinderrohrs angeordnet. Diese durchragen den Kühlraum vollständig und liegen radial am Motorgehäuse 12 an und haben Flüssigkeitsdurchtritte 19.
  • Es ist zweckmäßig, wenn die Kühlrippen so dimensioniert sind, daß die Temperatur der Außenseite des Zylinderrohrs bis zur Kühlrippenspitze 22 in etwa auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit abgesenkt ist.
  • In den Fig. 3 bis 6 ist eine vorteilhafte Anordnung der Flüssigkeitsdurchtritte 19 in den Kühlrippen 10 gezeigt.
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Zylinderrohr mit Kühlrippen in Axialrichtung gesehen, Fig. 4 einen Schnitt durch dieses Zylinderrohr nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3 und Fig. 6 eine Abwicklung dieses Zylinderrohrs mit einem Teil des angrenzenden Zylinderkopfes.
  • An vier Stellen gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind die Eintrittsöffnungen 17 angebracht. Es kann auch zweckmäßig sein, mehr oder weniger Eintrittsöffnungen vorzusehen. Die oberste zum Zylinderkopf gewandte Kühlrippe hat vier Flüssigkeitsdurchtritte, die zwischen den Eintrittsöffnungen liegen. Wenn eine andere Anzahl Eintrittsöffnun- gen vorhanden ist, so ist auch die Anzahl der Flüssigkeitsdurchtritte in der obersten Kühlrippe dementsprechend und zwar so, daß immer ein Flüssigkeitsdurchtritt zwischen den Eintrittsöffnungen angeordnet ist. Diese Flüssigkeitsdurchtritte verlaufen axial bis zu einem Abschnitt des Kühlraums, der mit flüssigkeitsundurchlässigem, druckfestem Material 20 ausgefüllt ist.
  • Vorteilhafterweise ist nur ein dem Zylinderkopf zugewandter Abschnitt des Zylinderrohrs mit Kühlrippen versehen, während im anderen Abschnitt bis auf in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle 18 flüssigkeitsundurchlässiges, druckfestes Material 20 angeordnet ist. Neben den gerade beschriebenen sind noch vier weitere Kühlkanäle 18 vorhanden. Diese verbleibenden vier Kühlkanäle durchziehen ebenso das Material 20 und die Kühlrippen bis auf die oberste Kühlrippen und liegen in etwa unterhalb der Eintrittsöffnungen 17.
  • Die Flüssigkeitsdurchtritte 19 sind so angeordnet, daß sich für die Flüssigkeit ein labyrinthartiger Weg ergibt. Sinnvoll ist es auch, wenn die Flüssigkeitsdurchtritte in allen Kühlrippenebenen in Bezug auf die Zylinderrohrachse 23 zueinander deckungsgleich liegen.
  • Um den Flüssigkeitsverlauf einer erhöhten Kühlung des unterhalb des Zylinderkopfes liegenden Bereichs anzupassen, ist es notwendig, daß die in diesem Bereich liegende oberste Kühlrippe weniger Flüssigkeitsdurchtritte hat, als die Kühlrippen der anderen Ebenen.
  • Im Betrieb der Brennkraftmaschine gelangt die Kühlfüssigkeit von den Kanälen 5 im Zylinderkopf 16 über die Eintrittsöffnungen 17 in die Ringnut 7, die zum ringförmigen Kühlraum 9 im Zylinderrohr 13 hin offen ist. Von dort aus fließt die Kühlflüssigkeit durch die zwischen den Eintrittsöffnungen angeordneten Flüssigkeitsdurchtritte 19 der obersten Kühlrippe und danach entweder durch einen der unterhalb der Eintrittsöffnungen 17 liegenden axialen Kühlkanäle 18 oder durch einen zwischen den Eintrittsöff- nungen angeordneten axialen Kühlkanäle in Richtung Kurbelgehäuse 14. Wenn die Kühlflüssigkeit den Abschnitt des Zylinderrohrs erreicht, der nicht mit Kühlrippen 10 versehen ist,- sondern mit flüssigkeitsundurchlässigem, druckfestem Material 20, so fließt sie durch die axial verlaufenden Kühlkanäle, die dieses Material 20 durchziehen und die axial unterhalb der Eintrittsöffnungen 17 angeordnet sind, durch den Flüssigkeitsabfluß 11 in das Kurbelgeäuse 14 ab.

Claims (11)

1. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr (13) für eine Brennkraftmaschine, wobei zwischen Zylinderrohr und dem Motorgehäuse (12) ein ringförmiger Kühlraum (9) vorgesehen ist, durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine Flüssigkeit gefördert wird und der einen Flüssigkeitszufluß und einen Flüssigkeitsabfluß (11) hat, und mit Kühlrippen (10), die an der Außenfläche des Zylinderrohrs (13) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (13) dünnwandig ausgebildet ist und die Kühlrippen (10) zünddruckübertragend radial am Motorgehäuse (12) anliegen, das Zylinderrohr vollständig umgeben und axiale Flüssigkeitsdurchtritte (19) haben.
2. Zylinderrohr nach Anspruch 1 mit einem als Ringkanal ausgebildeten Flüssigkeitszufluß,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal aus einer im Zylinderkopf angeordneten zum Kühlraum offenen Ringnut (7) besteht, die über dem Kühlraum (9) des Zylinderrohrs (13) liegt und etwa dessen radiale Breite besitzt.
3. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Flüssigkeitsabfluß (11) an der dem Kurbelgehäuse (14) zugewandten Seite des Kühlraums (9) befindet.
4. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (10) so dimensioniert sind, daß die Temperatur der Außenseite des Zylinderrohrs (13) bis zur Kühlrippenspitze (22) in etwa auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit abgesenkt ist.
5. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdurchtritte (19) so angeordnet sind, daß sich für die Kühlflüssigkeit ein labyrinthartiger Weg ergibt.
6. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdurchtritte (19) in allen Kühlrippenebenen in Bezug auf die Zylinderrohrachse (23) zueinander deckungsgleich angeordnet sind.
7, Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb des Zylinderkopfes (16) liegende oberste Kühlrippe weniger Flüssigkeitsdurch- tritte (19) hat als die Kühlrippen der anderen Ebenen.
8. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit durch Eintrittsöffnungen (17) aus dem Zylinderkopf (16) in die Ringnut (7) eintritt und die Flüssigkeitsdurchtritte (19) der obersten Kühlrippe zwischen den Eintrittsöffnungen angeordnet sind.
9. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,'daß nur ein dem Zylinderkopf (16) zugewandter Abschnitt des Zylinderrohrs (13) mit Kühlrippen (10) versehen ist und im anderen Abschnitt sich bis auf in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle (18) flüssigkeitsundurchlässiges, druckfestes Material (20) befindet.
10. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (13) mit Preßsitz im Motorgehäuse (12) eingesetzt ist.
11. Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (13) an der dem Zylinderkopf (16) zugewandten Seite ein bundfreies Ende hat und sich an dem dem Kurbelgehäuse (14) zugewandten Ende axial auf dem Motorgehäuse (12) abstützt.
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