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Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, deren Zylinder, die mit dem Kühlmantel einstückig ausgebildet sind, im unteren Bereich miteinander und mit dem
Kühlmantel verbunden sind und deren Kurbelwellenhauptlager aus zwei mittels Hauptlagerschrauben verbundenen Teilen bestehen.
Es sind Brennkraftmaschinen dieser Art bekannt, bei welchen die Zylinder am unteren Ende miteinander und mit dem Kühlmantel verbunden sind, wobei die Verbindungsstelle zwischen je zwei Zylindern auch Ausgangspunkt für die das Kurbelwellenlager tragende Lagerwand ist. Durch diese Bauweise ist es zwar möglich, durch den bis annähernd zum Zylinderende hinabreichenden
Kühlwasserraum eine ausreichende Kühlung des gesamten Zylinders zu gewährleisten ; es kommt jedoch auf Grund des sehr steifen unteren Zylinderendes sowie der über die Lagerwände an der
Verbindungsstelle zwischen zwei Zylindern in die Zylinder bzw. Zylinderbüchsen eingeleiteten
Reaktionskräfte zu Formänderungen besonders im Bereich der unteren Zylinderenden.
Um diese
Formänderungen der Zylinder bzw. der Zylinderbüchsen im unteren Bereich zu beherrschen, ist es bei dieser bekannten Ausführung notwendig, von vorneherein einen grösseren Spalt zwischen
Kolben und Zylinderbüchse vorzusehen und die Formänderungen der Zylinderbüchse durch erhöhte
Spannung der Kolbenringe auszugleichen. Dies bedingt natürlich erhöhte Reibungsverluste, ver- mehrte Geräuschbildung und eine Zunahme des Ölverbrauches.
Weiters sind Gross-Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen auf Grund ihres relativ grossen
Zylinderabstandes die gleichzeitig auch die Nockenwellenlager tragenden Hauptlagerwände bis zu einem je zwei Zylinder verbindenden und den Kühlwasserraum abschliessenden Steg hochge- zogen sind, der sich in einer Höhe, die etwa dem halben Zylinderdurchmesser entspricht, befindet.
Dadurch sind die unteren Enden der Zylinder von diesem Steg abwärts praktisch freigestellt, was auf Grund der Befreiung der unteren Zylinderenden von den erst über den Steg eingeleiteten
Reaktionskräften die Gefahr von Formänderungen der unteren Zylinderenden verringert. Diese be- kannte Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass für das Hochziehen der Hauptlagerwände der Abstand zwischen den einzelnen Zylindern relativ gross sein muss, was eine kompakte Konstruktion der Brennkraftmaschine verhindert.
Die DE-OS 1476024 zeigt eine wassergekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der jedoch die Zylinder nicht mit dem Kühlmantel einstückig sind. Vielmehr wird hier der Kühlmantel von den beiden von den Zylindern unabhängigen Abdeckgliedern gebildet, welche an den Zylinderblock seitlich angesetzt und durch Schrauben befestigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei modernen, kompakt konstruierten Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art eine Entlastung der unteren Zylinderenden zu gewährleisten und somit unzulässige Formänderungen derselben zu verhindern.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die unteren Zylinderenden nur in einer Höhe, die dem 0, 5- bis 0, 75-fachen, vorzugsweise dem 0, 6- bis 0, 7-fachen des Zylinderdurchmessers entspricht, mit dem Kühlmantel und von dieser Höhe abwärts über einen Teil der Höhe untereinander verbunden und darunter freigestellt sind, und dass sich Gewindebohrungen für die Hauptlagerschrauben nur im Bereich dieser Höhe oder darüber im Zylinderblock befinden. Dadurch werden die Reaktionskräfte von den Hauptlagerschrauben direkt in den Bereich über der Verbindung zwischen Zylinder und Kühlmantel eingeleitet, bzw. über die Verbindung zwischen Zylinder und Kühlmantel auf Zylinder und Kühlmantel im Bereich über dieser Verbindung aufgeteilt.
Es ist dadurch auf jeden Fall gewährleistet, dass das freigestellte untere Zylinderende frei von Reaktionskräften ist, wodurch unzulässige Formänderungen in diesem Bereich vermieden werden.
Es ist dadurch möglich, den Spalt zwischen Kolben und Zylinder relativ klein zu wählen, was eine geringere Geräuschentwicklung bedeutet. Auch können Kolbenringe mit geringeren Spannungen verwendet werden, was einen geringeren Reibungsverlust und auf Grund der geringeren Formänderungen der Büchsen auch einen verminderten Ölverbrauch bedeutet.
Die unteren Zylinderenden können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bis zu einer Höhe, die dem 0, 2- bis 0, 4-fachen des Zylinderdurchmessers entspricht, komplett freigestellt sein.
Das bedeutet, dass auf diese Weise auch eine Freistellung der unteren Zylinderenden im Bereich der Verbindungsstelle zwischen zwei Zylindern gegeben ist, was die Spannungen der Zylinderenden bzw. der Zylinderbüchsen in diesem Bereich und damit Formänderungen, trotz der nach wie vor
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über die Verbindung zwischen den Zylindern auf einfache Weise möglichen Einleitung der Reaktionskräfte von den Hauptlagerschrauben bzw. deren Butzen in den Bereich oberhalb der Verbindung zwischen den Zylinderenden und dem Kühlmantel, weiter verringert.
Bei mit dem Kurbelgehäuse und einer im Bereich zwischen den unteren Zylinderenden angeordneten Hauptlagerwand einstückig ausgeführtem Zylinderblock ist nach einer weiteren Ausführung gemäss der Erfindung im Bereich zwischen den unteren Zylinderenden eine Öffnung in der Hauptlagerwand vorgesehen. Diese Öffnung in der Hauptlagerwand erlaubt die Einleitung der Reaktionskräfte von den Hauptlagern in den Bereich der Verbindung zwischen Zylinderende und Kühlmantel, ohne dass dadurch die Freistellung der unteren Zylinderenden in diesem Bereich unterbrochen wird.
Bei Brennkraftmaschinen mit einem auf dem Kurbelgehäuse mit Hilfe der Hauptlagerschrauben befestigten Zylinderblock ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Unterkante der Zylinder und dem Kurbelgehäuse ein Spalt vorgesehen. Dadurch bleibt die Freistellung der unteren Zylinderenden trotz der Verspannung des Zylinderblocks gegen das Kurbelgehäuse mittels der Hauptlagerschrauben gewahrt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Mehrzylinder- - Brennkraftmaschine nach der Erfindung, wobei der linke Teilschnitt in der Ebene zwischen den Zylindern und der rechte Teilschnitt in der Zylindermittelebene geführt ist, Fig. 2 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen teilweisen Vertikalschnitt durch die Zylindermittelebene einer andern Ausführung nach der Erfindung und Fig. 4 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
Das Kurbelgehäuse-l-der in Fig. 1 nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine ist als Gussstück einstückig mit dem Zylinderblock --2-- ausgeführt. Das Kurbelgehäuse-l-weist an seiner Unterseite einen Flansch --3-- auf, der zur Befestigung und Abdichtung der nicht dargestellten Ölwanne dient. Im oberen Teil des Kurbelgehäuses-l-sind an den Aussenwänden --4 und 5-- Längsbohrungen --6 und 7-- angeordnet, welche für die Führung des Kühl- bzw. Schmier- öls dienen.
In der Ebene zwischen den Zylindern --8-- ist, wie auch aus Fig. 2 zu ersehen, jeweils eine Hauptlagerwand --9-- angeordnet, welche an ihrem oberen Ende in die Verbindung --10-zwischen den Zylindern --8-- bzw. zwischen den Zylindern --8-- und dem Kühlmantel --11-mündet. An ihrem unteren Ende trägt die Hauptlagerwand --9-- den oberen Teil des Kurbelwellenlagers --12-- mit der oberen Lagerschale --13--. Der untere Teil des Kurbelwellenlagers wird vom Lagerteil --14-- bzw. der unteren Lagerschale --15--, welche mittels der Hauptlagerschrauben - befestigt sind, gebildet. Die Hauptlagerschrauben --16-- sind in entsprechenden Butzen im Lagerteil --14-- sowie in der Hauptlagerwand --9-- geführt, wobei sich das Gewinde --17-oberhalb der Verbindung --10-- zwischen den Zylindern --8-- und dem Kühlmantel --11-- befin- det.
Im Bereich des Schnittes mit der Ölzuführungsbohrung --18-- bildet die Bohrung für die Hauptlagerschrauben --16-- einen Ringraum --19-- gegenüber den Hauptlagerschrauben --16--, um die ungehinderte Ölzuführung zu den Lagerschalen --13 und 15-- zu ermöglichen. Die Hauptlagerwand --9-- ist mittels der Rippen --20, 21 und 22-- mit den an die strichpunktiert ge-
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verbunden. Der Lagerteil --14--, der gegenüber der Hauptlagerwand --9-- mittels der Hauptlagerschrauben --16-- über die Scheiben --24-- von den Muttern --25-- befestigt ist, wird gegen- über dem Kurbelgehäuse-l-mittels der Schrauben --26-- an den Butzen --27-- befestigt.
Die Zylinder --8--, welche die Zylinderbüchsen --28-- enthalten, sind an ihrem unterhalb der Verbindung --10-- zum Kühlmantel --11-- liegenden Ende --29-- gegenüber dem Kurbelgehäuse --1-- bzw. der Hauptlagerwand --9-- freigestellt. Als zusätzliche Sicherheit gegen ein Herausfallen der eingeklebten Zylinderbüchsen --28-- aus den Zylindern --8-- ist ein Ring --31-vorgesehen.
Die freigestellten unteren Zylinderenden --29-- sind im Bereich --30-- miteinander verbunden, wobei die Hauptlagerwand --9-- eine Öffnung --32-- aufweist, welche die vollständige Freistellung der unteren Zylinderenden bis zu einer Höhe, die'dem 0, 2- bis 0, 4-fachen des Zylinderdurchmessers entspricht, auch in diesem Bereich gewährleistet.
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Bei im Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine werden die von den Verbrennungskräften hervorgerufenen Reaktionskräfte auf die Kurbelwellenlager teilweise über die Hauptlagerwand --9-bzw. die Rippen --20, 21 und 22-- in das Kurbelgehäuse-l-und teilweise über den Lagerteil --14-- und die Hauptlagerschrauben --16-- im Bereich oberhalb der Verbindung --10-- direkt in den Zylinder --8-- bzw. den Kühlmantel --11-- eingeleitet. Im weiteren erfolgt über den Verbindungsbereich --30-- zwischen den Zylindern-8-- auch eine Verteilung der Reaktionskräfte zur Zylindermitte hin, wodurch sich insgesamt eine verhältnismässig gleichmässige Aufteilung dieser Reaktionskräfte auf die gesamte Motorstruktur und damit eine vorteilhafte, ungünstige Verformungen vermeidende Beanspruchung ergibt.
Die freigestellten unteren Zylinderenden --29-- sind auf Grund der vorgeschlagenen Ausführung völlig frei von Reaktionskräften, so dass Formänderungen in diesem Bereich weitgehend vermieden sind.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 weist ein Kurbelgehäuse --33-- auf, auf welches ein mit Hilfe der Hauptlagerschrauben --34-- befestigter Zylinderblock --35-- aufgesetzt ist. Der Zylinderblock --35-- sitzt mit einem in Verlängerung des Kühlmantels --36-- nach unten gezogenen Ansatz --37-- am Flansch --38-- des Kurbelgehäuses --33-- auf und ist dort auch abgedichtet. Die unteren Enden --39-- sind gegenüber dem Ansatz --37-- freigestellt und weisen gegenüber dem Kurbelgehäuse --33-- einen Spalt --40-- auf, der gerade so gross bemessen ist, dass die unteren Zylinderenden --39-- auch gegenüber dem Kurbelgehäuse freigestellt sind.
Die Zylinder --41-- enthalten die z. B. eingeklebten Büchsen --42-- und sind in einer Höhe
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-43--,messers --44-- entspricht, mit dem Kühlmantel --36-- und von dieser Verbindung --45-- abwärts im Bereich --46-- jeweils untereinander verbunden. Durch eine Ausnehmung --47-- ist auch hier wieder die komplette Freistellung der unteren Zylinderenden --39-- auch im Bereich der Verbindung zwischen den Zylindern --41-- gegeben.
Das Kurbelgehäuse --33-- weist an seinen Aussenwänden --48 und 49-- Butzen --50 und
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einen Flansch --54-- für den Anschluss der nicht dargestellten Ölwanne auf. Die Bohrung --55-dient zur Zuführung des Schmieröls und die Bohrung-56-im Düsenstück-57-zur Zuführung des Kühlöls für die Kolbenkühlung.
Die Lagerwand --61-- ist in ihrem oberen Bereich --62-- so ausgebildet, dass einerseits auch hier der Spalt --40-- zu den unteren Zylinderenden --39-- gewahrt bleibt und anderseits eine zusätzliche Sicherung gegen Herausfallen der eingeklebten Büchsen --42-- gegeben ist.
Die Reaktionskräfte werden wieder einerseits über die Rippen --58 und 59--, die Lagerwand - sowie die Butzen --60-- an das Kurbelgehäuse --33-- und anderseits über die Hauptlagerschrauben --34-- in den Bereich --46-- der Verbindung zwischen den Zylindern --41-- eingeleitet, was eine günstige Aufteilung und eine vollkommene Entlastung der unteren Zylinderenden - bedeutet. Es sind also auch in diesem Falle unzulässige Formänderungen der unteren Zylinderenden --39-- durch auf sie übertragene Reaktionskräfte verhindert, wodurch der erforderliche Spalt zwischen den Zylinderbüchsen --42-- und den hier nicht dargestellten Kolben gegenüber der eingangs genannten bekannten Ausführung verkleinert werden kann. Damit lässt sich die Geräuschentwicklung in diesem Bereich herabsetzen.
Durch die bessere Rundheit der Zylinderbüchsen - ist es anderseits auch möglich, Kolbenringe mit kleineren Spannungen zu verwenden, wodurch die Reibungsverluste und auch der Ölverbrauch gesenkt werden können.
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