AT394759B - Brennkraftmaschine mit fluessigkeitskuehlung - Google Patents

Description

AT 394 759 B

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung, deren Zylinderblock mit dar Kurbelwellenlagerung zu einem Triebwerksträger verbunden ist und die seitlich auf diesen Triebwerksträger aufgesetzte Deckel aufweist, welche mit dem Triebwerksträger an zumindest größtenteils durchgehenden Anlageflanschen unter teilweiser Bildung von Hohlräumen in Verbindung stehen und bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabgezogene Schürzen tragen, die den oberen Teil des Kurbelgehäuses bilden, wobei jeweils ein unterer Anlageflansch im Bereich der unteren Zylinderenden, ein oberer, am kopfseitigen die Kopfdichtfläche aufweisenden Ende des Zylindefblockes angeordneter Anlageflansch und zwei seitliche Anlageflansche im Bereich der Stirnseiten am Zylinderblock angeordnet sind und die Deckel im übrigen gegenüber dem Triebwerksträger freigestellt sind.

Eine derartige, beispielsweise aus der EPA 67 890-A1 bekannte Ausbildung hat den Vorteil, daß der aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der besonderen Laufeigenschaften vorzugsweise aus Grauguß gefertigte Zylinderblock bzw. gegebenenfalls auch die zumindest einen Teil der Kurbelwellenlager umfassende Baueinheit in ihrer Herstellung wesentlich vereinfacht sind, da keine einen Gußkem erfordernden Hohlräume für die Flüssigkeitskühlung im Gußstück erforderlich sind. Bei der genannten bekannten Ausführung sind auf hohlraumlos gegossenen Triebwerksträger unter Zwischenlage von elastischen Dichtungen Deckel, beispielsweise aus Kunststoff, aufgesetzt, die zusammen mit dem Zylinderblock im Zylinderbüchsenbereich Wasserräume für die Kühlwasserführung umschließen.

Nachteilig bei der bekannten Ausführung ist insbesondere die Tatsache, daß infolge der auch im Bereich der Kurbelwellenhauptlagerwände bzw. der oberen Teile der Kurbelwellenhauptlager erfolgenden Befestigung der bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabgezogenen Schürzen die in diesem Bereich besonders ausgeprägten, hauptsächlich vom Kurbeltrieb herrührenden Körperschallanregungen auf die eine sehr große schallabstrahlende Fläche aufweisenden Schürzen übertragen werden, was die an sich erzielbare Körperschallreduktion sehr stark beeinträchtigt. Um diesen Nachteil etwas abzuschwächen, sind bei der bekannten Ausführung elastische Dichtungen an den Anlageflächen zum Zylinderblock vorgesehen, die die Körperschallübertragung vermindern sollen. Diese elastischen Dichtungen haben aber den zusätzlichen Nachteil, daß damit die aufgesetzten Deckel nicht mehr kraftführend sein können, womit beispielsweise die Anordnung von Zusatzaggregaten an diesen Deckeln oder die Abstützung der Brennkraftmaschine selbst über an diesen Deckeln angebrachte Konsolen nicht mehr möglich ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die genannten Nachteile der bekannten Konstruktion vermieden werden und daß insbesondere der von der Brennkraftmaschine abgegebene Gesamtschallpegel reduziert werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der jeweils am kopfseitigen Ende des Zylinderblockes liegende obere Anlageflansch für die aufgesetzten Deckel einen Abstand zur Kopfdichtfläche im Bereich von 20 - 80 % des Zylinderdurchmessers aufweist und unmittelbar in den unteren Abschlußsteg eines zur Kopfdichtfläche hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes übergeht Die Lage des unteren Abschlußsteges eines derartigen, zum Zylinderkopf hin offenen Kühlwasserraumes im Zylinderblock und damit die Tiefe des Zylinderblock-Wassermantels wird durch zwei Kriterien bestimmt; einerseits ist eine gewisse Kühlungslänge in diesem Bereich zur Abführung der aus dem Verbrennungsprozeß anfallenden Wärme notwendig, andererseits ist durch eine Verkürzung der freien Länge der Zylinderbüchse in diesem Bereich eine Steigerung der Eigenfrequenz unter dem Einfluß des Kolbenkippens gegeben, was sich positiv auf die Schallanregung bzw. Schallabstrahlung der Außenwände des Zylinderblocks auswirkt Im genannten Bereich ist ein optimaler Kompromiß zwischen diesen beiden Kriterien gegeben, wobei der bei dieser Ausführung unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches zwischen dem aufgesetzten Deckel und dem Zylinderblock vorhandene Hohlraum nicht mehr in den Flüssigkeitskühlkreislauf der Brennkraftmaschine einbezogen ist

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches liegende, von den aufgesetzten Deckeln einerseits und dem Zylinderblock andererseits begrenzte Raum über Öffnungen bzw. Durchbrechungen im unteren Anlageflansch mit dem ölbenetzten Kurbelgehäuse in Verbindung stehen. Auf diese Weise ist also nur im oberen Bereich der Zylinderbüchse - also oberhalb des kopfseitigen Anlageflansches für die aufgesetzten Deckel - eine Flüssigkeitskühlung für die Zylinderbüchse vorgesehen; der Raum unterhalb dieses Anlageflansches ist von dem im Betrieb der Brennkraftmaschine im Kurbelgehäuse vorhandenen Schmierölnebel erfüllt, wobei durch diesen auch eine gewisse Kühlung der Zylinderbüchsen stattfindet Damit kann auf sehr vorteilhafte Weise auch gleichzeitig eine Vergleichmäßigung der Temperatur über die Länge der Zylinderbüchsen erreicht werden.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann aber auch der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches liegende, von den aufgesetzten Deckeln einerseits und dem Zylinderblock andererseits begrenzte Raum mit schalldämmendem Material gefüllt sein, was die Möglichkeit bietet, die Schallübertragung von den Außenwänden der Zylinderbüchsen auf die außen aufgesetzten Deckeln zu verhindern bzw. zumindest entscheidend zu verringern.

Die aufgesetzten Deckel selbst können nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung aus für Druckgußherstellung geeignetem Leichtmetall bestehen, die für die Schmierung der Brennkraftmaschine erforderlichen Ölführungsbohrungen aufweisen und gleichzeitig die Funktion von Konsolen, z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritzpumpe, Motoraufhängung etc., haben und als Teil des Schwungradgehäuses ausgebildet sein, wobei an den Anlageflanschen formstabile Dichtungen angeordnet sind. Da infolge der grundsätzlichen Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung die Anlageflansche für die aufgesetzten Deckel in Bereichen liegen, wo die auftretenden Schwingamplituden bzw. Körperschallschwingungen Knoten aufweisen bzw. zumindest sehr gering sind, -2-

AT 394 759 B kann an diesen Anlageflächen auch auf die Anordnung von körperschalldämmenden Dichtungen verzichtet werden. Dies wiederum macht in sehr vorteilhafter Weise eine relativ starre Ausbildung der seitlich aufgesetzten Deckel möglich, womit - nach Anbringung von entsprechenden Konsolen, Anschlußteilen, od. dgl. - verschiedene weitere tragende Funktionen diesen Deckeln zugeordnet werden können. 5 Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine erfihdungsgemäß ausgebildete Brennkraftmaschine, wobei die nicht für die Erfindung wesentlichen Teile weggelassen sind, Fig. 2 zeigt einen teilweisen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. 10 Die in Fig. 1 dargestellte flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine weist einen Zylinderblock (1) auf, der mit den zur Kurbelwellenlagerung dienenden Hauptlagerwände (2) zu einem Triebwerksträger (3) verbunden ist Die Kurbelwellenhauptlagerwände (2) tragen die oberen Teile (4) der Kurbelwellenhauptlager; die unteren Teile (5) der Kurbelwellenhauptlager sind mittels Hauptlagerschrauben (6) befestigt. Die Kurbelwellenachse ist mit (7) und die Zylinderachse mit (8) bezeichnet. 15 Zu beiden Längsseiten des Zylinderblockes (1) sind auf dem Triebwerksträger (3) Deckel (9) aufgesetzt, welche mit dem Triebwerks träger (3) unter teilweiser Bildung von Hohlräumen (10) in Verbindung stehen, über Schrauben (12) an Anlageflanschen (13,14) im Bereich des Zylinderblocks (1) befestigt sind, und bis in den Bereich der Kurbelwellenachse (7) herabgezogene Schürzen (15) als oberen Teil des Kurbelgehäuses (16) tragen. 20 Die Anlageflansche (13, 14) für die aufgesetzten Deckel (9) sind im wesentlichen im Bereich von im Betrieb der Brennkraftmaschine geringe Schwingamplituden aufweisenden Oberflächen des Zylinderblockes (1) angeordnet - also in Bereichen, wo sogenannte Schwingungsknoten der Körperschallschwingungen auftreten. Abgesehen von diesen Kontaktstellen mit dem Zylinderblock (1) sind die Deckel (9) gegenüber dem Triebwerksträger (3) freigestellt, was die vom körperschallführenden Triebwerksträger (3) in die Deckel (9) eingeleiteten 25 Körperschallschwingungen auch ohne Zwischenlage von körperschallisolierenden Dichtungen od. dgl. an den Anlageflanschen (13,14) verhindert bzw. zumindest auf ein sehr geringes Maß reduziert.

Der am kopfseitigen Ende (17) des Zylinderblockes (1) liegende Anlageflansch (13) für die aufgesetzten Deckel (9) weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Abstand (18) zur Kopfdichtfläche (19) auf, der etwa 50 % des Zylinderdurchmessers (20) beträgt, und geht unmittelbar in den unteren Abschlußsteg (21) eines 30 zur Kopfdichtfläche (19) hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes (22) über. Somit ist nur der oberhalb des Abschlußsteges (21) liegende Kühlwasserraum (22) mit dem Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine in Verbindung; die unterhalb des Abschlußsteges (21) zwischen den Außenwänden des Zylinderblockes (1) und den aufgesetzten Deckeln (9) angeordneten Räume (10) sind mit dem Kühlwasserkreislauf nicht in Verbindung. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Räume (10) über Öffnungen bzw. Durchbrechungen 35 (23) in dem im Bereich der unteren Zylinderenden (24) vorgesehenen unteren Anlageflansch (14) mit dem

Innenraum des ölbenetzten Kurbelgehäuses (16) in Verbindung, womit der im Betrieb der Brennkraftmaschine im Kurbelgehäuse (16) vorhandene Schmierölnebel auch in den Räumen (10) zur Kühlung der Außenwände des Zylinderblockes (1) bzw. der Zylinderbuchsen dient.

Unterhalb der Schürzen (15) ist an Dichtflanschen (25) ein oberer Ölwannenteil (26) befestigt, der wie-40 derum an einem umlaufenden Dichtflansch (27) eine Blechwanne (28) als unteren Ölwannenteil trägt. Die Befestigungsschrauben sind in beiden Fällen nur durch ihre Mittellinien angedeutet.

Die beispielsweise aus für die Druckgußherstellung geeignetem Leichtmetall bestehenden Deckel (9) weisen für die Schmierung der Brennkraftmaschine erforderliche Olführungsbohrungen (29,30), sowie Konsolen (31, 32,33) (z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritzpumpe, Motoraufhängung etc.) auf und können gleichzeitig 45 auch - in hier nicht dargestellter Weise - etwa als Teil des Schwungradgehäuses ausgebildet sein. Da die Anlageflansche (13,14) für die Deckel in Bereichen mit geringer bis verschwindender Schwingamplitude der Köiper-schallschwingungen liegen, können dort formstabile Dichtungen (flüssige Dichtanstriche, metallische Dichtungen od. dgl.) angeordnet sein, was die problemlose Verwendung der Deckel in tragender Funktion ermöglicht.

Bei geeigneter Werkstoffwahl bzw. geeigneter Ausbildung der Deckel (9) ist aber auch eine Fertigung dersel-50 ben aus Kunststoff oder ähnlichen Materialien denkbar und zumindest hinsichtlich der Körperschalldämmung sowie des Gewichtes der Brennkraftmaschine vorteilhaft

Das in Fig. 2 anhand des Triebwerksträgers (3) samt aufgesetztem Deckel (9) dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß hier an den unteren Anlageflanschen (14) keinerlei Öffnungen bzw. Durchbrechungen zum Innenraum des Kurbelgehäuses (16) vorgesehen sind und daß 55 der Raum (10) zwischen den beiden Anlageflanschen (13,14), der von der Außenseite des Zylinderblocks (1) und der Innenseite der Deckel (9) begrenzt wird, mit schalldämmendem Material (34) gefüllt ist. Auf diese Weise kann die Übertragung von Schallschwingungen der Außenwände der Zylinder in diesem Bereich über den Raum (10) an die Deckel (9) verhindert bzw. zumindest stark verringert werden, was sich sehr positiv auf eine weitete Reduzierung des Gesamtgeräusches der Brennkraftmaschine auswirkt. 60 Bezüglich der weiteren Merkmale des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 sei auf die entsprechenden Anmerkungen bei der vorstehenden Besprechung der Fig. 1 verwiesen.

Das in Fig. 3 nur anhand des Bereiches der Ölwanne dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von -3-

Claims (4)

1. AT 394 759 B dem nach Fig. 1 im wesentlichen nur darin, daß hier die eigentliche Ölwanne (35) insgesamt als Blechpreßteil ausgeführt ist, der unmittelbar mit dem Dichtflansch (25) der Schürzen (15) in Verbindung steht. Um die Formstabilität der herabgezogenen Schürzen (15) im Bereich der Dichtflansche (25) zu erhöhen, was die Schallabstrahlung im Bereich der Schürzen (15) verringert, sind hier unterhalb des unteren Teiles (5) der Kurbelwellenhauptlager bzw. außerhalb der pleuelumhüllenden Versteifungsbügel (36) vorgesehen, die am Butzen (37) über Schrauben (38) mit den Schürzen (15) in Verbindung stehen. PATENTANSPRÜCHE 1. Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung, deren Zylinderblock mit der Kurbelwellenlagerung zu einem Triebwerksträger verbunden ist und die seitlich auf diesen Triebwerksträger aufgesetzte Deckel aufweist, welche mit dem Triebwerksträger an zumindest größtenteils durchgehenden Anlageflanschen unter teilweiser Bildung von Hohlräumen in Verbindung stehen und bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabgezogene Schürzen tragen, die den oberen Teil des Kurbelgehäuses bilden, wobei jeweils ein unterer Anlageflansch im Bereich der unteren Zylinderenden, ein oberer, am kopfseitigen die Kopfdichtfläche aufweisenden Ende des Zylinderblockes angeordneter Anlageflansch und zwei seitliche Anlageflansche im Bereich der Stirnseiten am Zylinderblock angeordnet sind und die Deckelim übrigen gegenüber dem'Triebwerksträger freigestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils am kopfseitigen Ende (17) des Zylinderblockes (1) liegende obere Anlageflansch (13) für die aufgesetzten Deckel (9) einen Abstand (18) zur Kopfdichtfläche (19) im Bereich von 20 bis 80 % des Zylinderdurchmessers (20) aufweist und unmittelbar in den unteren Abschlußsteg (21) eines zur Kopfdichtfläche (19) hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes (22) übergeht.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches (13) liegende, von den aufgesetzten Deckeln (9) einerseits und dem Zylinderblock (1) andererseits begrenzte Raum (10) über Öffnungen bzw. Durchbrechungen (23) im unteren Anlageflansch (14) mit dem ölbenetzten Kurbelgehäuse (16) in Verbindung steht.
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches (13) liegende, von den aufgesetzten Deckeln (9) einerseits und dem Zylinderblock (1) andererseits begrenzte Raum (10) mit schalldämmendem Material (34) gefüllt ist.
4. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (9) aus für Druckgußherstellung geeignetem Leichtmetall bestehen, die für die Schmierung der Brennkraftmaschine erforderlichen Ölführungsbohrungen (29,30) aufweisen und gleichzeitig die Funktion von Konsolen (31,32, 33) z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritzpumpe, Motoraufhängung etc., haben und als Teil des Schwungradgehäuses ausgebildet sind, und daß an den Anlageflanschen (13,14) formstabile Dichtungen angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-