AT414263B

AT414263B - Luftgekühlte brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

Info

Publication number: AT414263B
Application number: AT10732004A
Authority: AT
Inventors: Franz Dr Laimboeck
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-10-15
Also published as: ATA10732004A

Description

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AT 414 263 B

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Zylinder und mit einem auf der Kurbelwelle angeordneten Gebläserad zur Erzeugung eines Kühlluftstroms, der über die mit Kühlrippen ausgebildeten Seitenwände des Zylinders geführt wird. 5

Brennkraftmaschinen, die für Kleingeräte, wie etwa Kettensägen vorgesehen sind, besitzen im Allgemeinen einen Aufbau, der im Hinblick auf Gewicht und Bauraum optimiert ist, da diese Faktoren kritisch für solche Brennkraftmaschinen sind. Im Hinblick auf die Optimierung des Gewichtes und der Größe der Brennkraftmaschine werden im Allgemeinen Kompromisse bei io der Kühlung eingegangen und es werden höhere Betriebstemperaturen toleriert, als dies bei anderen Brennkraftmaschinen der Fall ist. Dies wirkt sich jedoch negativ auf die Lebensdauer und den Wartungsaufwand aus.

Aus der JP 07253019 A ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Kühlluft von der ge-15 bläseseitigen Seitenwand des Zylinders auf die auslassseitige Seitenwand umgelenkt wird. Damit kann eine gewisse Vergleichmäßigung des Kühlluftstroms erreicht werden, insgesamt aber ist die Kühlung unbefriedigend, da insbesondere im Brennraumdach hohe Spitzentemperaturen auftreten. Eine weitere Lösung mit schräg verlaufenden Kühlrippen ist in der DE 448 265 C offenbart. 20

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine Verbesserung der Kühlung zu ermöglichen, ohne zusätzliches Gewicht oder erhöhte Platzanforderungen in Kauf nehmen zu müssen. Weiters soll auf eine gusstechnisch vorteilhafte Ausgestaltung Rücksicht genommen werden. 25

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Umlenkeinrichtungen als gebläseseitige Kühlrippen ausgebildet sind, die zu einem Teil in Kühlrippen übergehen, die an der auslassseitigen Seitenwand des Zylinders angeordnet sind und die zum anderen Teil in Kühlrippen übergehen, die an der Deckfläche des Zylinders angeordnet sind. Damit wird insbesondere erreicht, 30 dass die Umlenkeinrichtungen den Kühlluftstrom vom Gebläserad auf eine angrenzende auslassseitige Seitenwand des Zylinders und die Deckfläche des Zylinders aufteilen.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass unzulässig hohe Temperaturen teilweise aufgrund einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung über den Zylinder auftreten. 35 Bei entsprechender Optimierung kann daher auch bei vorgegebener Leistung des Gebläses eine Verbesserung erzielt werden. Entscheidend für die Aufteilung ist dabei die gebläseseitige Seitenwand des Zylinders, die direkt von dem Kühlluftstrom überstrichen wird, der von dem Gebläserad erzeugt wird. Durch die Umlenkeinrichtungen auf dieser Seitenwand wird eine gleichmäßige Aufteilung des Kühlluftstromes auf die Deckfläche des Zylinders und auf die 40 auslassseitige Seitenwand des Zylinders bewirkt. Kritisch für die Kühlung ist insbesondere die der gebläseseitigen Seitenwand gegenüberliegende Seitenwand, da diese nicht direkt vom Kühlluftstrom überstrichen wird.

Eine entsprechende Feinabstimmung kann eine weitere Optimierung bewirken, wenn bei-45 spielsweise festgestellt wird, dass der Kühlungsbedarf an der auslassseitigen Seitenfläche etwas höher ist als an der Deckfläche, worauf der Kühlluftstrom entsprechend aufgeteilt werden kann.

Erfindungswesentlich ist es, dass die Umlenkeinrichtungen als gebläseseitige Kühlrippen aus-50 gebildet sind, die zu einem Teil in Kühlrippen übergehen, die an der auslassseitigen Seitenwand des Zylinders angeordnet sind und die zum anderen Teil in Kühlrippen übergehen, die an der Deckfläche des Zylinders angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine optimale Wärmeverteilung mit einer gusstechnisch günstigen Ausführung kombiniert werden. Über eine entsprechende Ausbildung der stromaufwärtigen Begrenzung der Kühlrippen an der gebläseseitigen 55 Seitenfläche des Zylinders kann ein optimales Temperaturmanagement erzielt werden. Beson- 3

AT 414 263 B ders günstig ist es, wenn die gebiäseseitigen Kühlrippen eine geringere Höhe aufweisen als die Kühlrippen, die an der Deckfläche des Zylinders angeordnet sind. Dadurch wird eine optimale Kühlluftversorgung wärmekritischer Bereiche erzielt. 5 Eine besonders gleichmäßige Wärmeverteilung kann dadurch erreicht werden, dass die gebläseseitigen Kühlrippen eine geringere Höhe aufweisen als die Kühlrippen, die an der Deckfläche des Zylinders angeordnet sind. In analoger Weise ist es vorteilhaft, wenn die gebläseseitigen Kühlrippen eine geringere Höhe aufweisen als die Kühlrippen, die an der auslassseitigen Seitenwand des Zylinders angeordnet sind. 10

Insbesondere dann, wenn die Kühlrippen auf der Seite des Gebläserades in einem Winkel von etwa 45° zur Zylinderachse angeordnet sind, ist es vorteilhaft, wenn die gebläseseitigen Kühlrippen abwechselnd eine geringere Höhe und eine größere Höhe aufweisen. Aufgrund der Schrägstellung ist die Teilung dieser Kühlrippen etwa um den Faktor 1,4 kleiner als auf der 15 Auslassseite oder an der Deckfläche. Da dieser Bereich jedoch von der noch frischen Kühlluft überstrichen wird, sollte der Wärmeübergang in diesem Bereich geringer sein als beispielsweise in der auslassseitigen Seitenfläche des Zylinders. Indem jede zweite Kühlrippe deutlich niedriger ausgeführt wird als die übrigen Kühlrippen, kann die Kühlwirkung in diesem Bereich zugunsten der Kühlung in anderen Bereichen verringert werden. Im Extremfall kann jede zweite 20 Kühlrippe vollständig weggelassen werden. Eine weitere Verbesserung der Wärmeverteilung kann dadurch erreicht werden, dass an der der gebläseseitigen Seitenwand des Zylinders gegenüberliegenden Seitenwand des Zylinders weitere Umlenkeinrichtungen vorgesehen sind. Analog zur Ausbildung der gebläseseitigen Seitenwand des Zylinders kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die weitere Umlenkeinrichtungen als Kühlrippen ausgebildet sind, die in 25 einem Winkel von etwa 45° zur Zylinderachse angeordnet sind.

Eine besonders günstige gusstechnische Ausbildung kann dadurch erreicht werden, dass die Kühlrippen, die an der Deckfläche des Zylinders angeordnet sind, in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Dicke aufweisen als in den Randbereichen, sowie dass die Kühlrippen, die an der 30 auslassseitigen Seitenwand des Zylinders angeordnet sind, in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Dicke aufweisen als in den Randbereichen.

Vorzugsweise ist eine Umlenkung der Kühlluft vorgesehen, die durch die Kühlrippen strömt, die auf der gebläseseitigen Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet sind, welche 35 Umlenkung zum Auslass hin gerichtet ist. Auf diese Weise kann ein Luftstau an der auslassseitigen Seitenwand des Zylinders verhindert werden.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Brennkraftma-40 schine von der Seite des Gebläserades, Fig. 2 eine Ansicht von der gegenüberliegenden Seite und Fig. 3 eine Ansicht von oben.

Die in den Figuren dargestellte Brennkraftmaschine besitzt einen Zylinder 1 und ein Kurbelgehäuse 2. An der Kurbelwelle 3 ist ein Gebläserad 4 vorgesehen. 45

An der gebläseseitigen Seitenwand 5 des Zylinders 1 sind Kühlrippen 5a angebracht, die in einem Winkel von etwa 45° zur Zylinderachse 1a angeordnet sind. Diese Kühlrippen 5a gehen teilweise in Kühlrippen 6a über, die senkrecht zur Zylinderachse 1a an der Auslassseite 6 des Zylinders 1 angebracht sind. Der übrige Teil der gebläseradseitigen Kühlrippen 5a geht direkt in so weitere Kühlrippen 7a an der Deckfläche 7 des Zylinders 1a über, welche Kühlrippen 7a parallel zur Zylinderachse 1a angeordnet sind. In weiterer Folge strömt die Kühlluft über Kühlrippen 8a an der der gebläseseitigen Seitenwand 5 gegenüberliegenden Seitenwand 8 des Zylinders 1 in Richtung der Auslassseite 6 des Zylinders 1 und strömt dort in die Richtung des Auslasses 16 und vereinigt sich dort mit dem Teil der Kühlluft, der direkt durch die auslassseitigen Kühlrippen 55 6a geströmt ist. Die thermisch wenig belasteten Kühlrippen 9a an der einlassseitigen Seiten-

Claims

4 AT 414 263 B wand 9 des Zylinders 1 und der Einlass 19 selbst werden nicht von einem Hauptstrom der Kühlluft durchströmt. Die Kühlrippen 8a sind ebenso wie die Kühlrippen 5a in einem Winkel von 45° zur Zylinderachse 1a angeordnet und stellen somit Umlenkeinrichtungen für die Kühlluft dar. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich eine besonders ausgeglichene Temperaturverteilung im Zylinder zu erreichen, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Kühlung optimiert wird. 10 Patentansprüche: 1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Zylinder (1) und mit einem auf der Kurbelwelle (3) angeordneten Gebläserad (4) zur Erzeugung eines Kühlluft- 15 Stroms, der über die mit Kühlrippen (5a, 6a, 7a, 8a, 9a) ausgebildeten Seitenwände (5, 6, 8, 9) des Zylinders (1) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtungen (5a) als gebläseseitige Kühlrippen (5a) ausgebildet sind, die zu einem Teil in Kühlrippen (6a) übergehen, die an der auslassseitigen Seitenwand (6) des Zylinders (1) angeordnet sind und die zum anderen Teil in Kühlrippen (7a) übergehen, die an der Deckfläche (7) 20 des Zylinders (1) angeordnet sind, so dass der Kühlluftstrom vom Gebläserad (4) auf eine angrenzende auslassseitige Seitenwand (6) des Zylinders (1) und die Deckfläche (7) des Zylinders (1) aufgeteilt wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrich- 25 tungen (5a) als Kühlrippen (5a) ausgebildet sind, die in einem Winkel von etwa 45° zur Zylinderachse (1a) angeordnet sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gebläseseitigen Kühlrippen (5a) eine geringere Höhe aufweisen als die Kühlrippen (7a), die an der 30 Deckfläche (7) des Zylinders (1) angeordnet sind.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gebläseseitigen Kühlrippen (5a) eine geringere Höhe aufweisen als die Kühlrippen (6a), die an der auslassseitigen Seitenwand (6) des Zylinders (1) angeordnet sind. 35
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gebläseseitigen Kühlrippen (5a) abwechselnd eine geringere Höhe und eine größere Höhe aufweisen.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der der gebläseseitigen Seitenwand (5) des Zylinders (1) gegenüberliegenden Seitenwand (8) des Zylinders (1) weitere Umlenkeinrichtungen (8a) vorgesehen sind.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Um- 45 lenkeinrichtungen (8a) als Kühlrippen (8a) ausgebildet sind, die in einem Winkel von etwa 45° zur Zylinderachse (1a) angeordnet sind.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7a), die an der Deckfläche (7) des Zylinders (1) angeordnet sind, in ihrem mitt- 50 leren Abschnitt eine größere Dicke aufweisen als in den Randbereichen.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (5a), die an der auslassseitigen Seitenwand (5) des Zylinders (1) angeordnet sind, in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Dicke aufweisen als in den Randbereichen. 55 5 AT 414 263 B
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an der der gebläseseitigen Seitenwand (5) gegenüberliegenden Seitenwand (8) angeordneten Kühlrippen (8a) schräg zur Zylinderachse (1a) angeordnet sind und von der Deckfläche (7) zur auslassseitigen Seitenfläche (6) orientiert sind. 5
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlenkung der Kühlluft vorgesehen ist, die durch die Kühlrippen (8a) strömt, die auf der gebläseseitigen Seitenwand (5) gegenüberliegenden Seitenwand (8) angeordnet sind, welche Umlenkung zum Auslass hin gerichtet ist. 10 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 55