AT519760A4

AT519760A4 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT519760A4
Application number: ATA50132/2017A
Authority: AT
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-10-15
Also published as: AT519760B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1) und einem Zylinderkopf (7), wobei das Kurbelgehäuse (1) zumindest einen Zylinder (2) - insbesondere mehrere in Reihe angeordnete Zylinder (2) – aufweist, wobei der Zylinder (2) eine Laufbuchse (3) aufweist um die ein Kühlmantel (9) angeordnet ist der von einem Gehäuse (4) begrenzt wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gewichtsreduktion und eine einfachere modulare Bauweise zu ermöglichen. Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse (4) durch eine normal zu einer Zylinderachse (8) angeordnete Teilungsebene (ε) in ein Kühlraumgehäuse (5) und ein Gehäuseunterteil (6) geteilt ist, wobei sich das Kühlraumgehäuse (5) über eine gesamte Höhe (H) des Kühlmantels (9) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, wobei das Kurbelgehäuse zumindest einen Zylinder - insbesondere mehrere in Reihe angeordnete Zylinder - aufweist, wobei der Zylinder eine Laufbuchse aufweist um die ein Kühlmantel angeordnet ist der von einem Gehäuse begrenzt wird.

Brennkraftmaschinen deren Kurbelgehäuse zur Kühlung einen Kühlmantel aufweisen sind allgemein bekannt und zur Verhinderung von Materialschäden durch Überhitzung und zum Abtransport der Wärme aus thermisch hochbelasteten Bereichen üblich.

Aus der US 3,168,081 A ist eine Brennkraftmaschine bekannt, deren Laufbuchse zu dem Gehäuse eine Dichtung aufweist. Der Kühlmantel wird dabei durch ein nicht geteiltes Gehäuse und die Laufbuchse begrenzt. Die Krafteinleitung durch die Zylinderkopfschrauben erfolgt dabei auf das gesamte Gehäuse. Durch die Einheit des Gehäuses entstehen mitunter aufgrund der Fertigungsverfahren dicke Wände um den Kühlmantel. Gerade für KFZ-Anwendungen ist es jedoch notwendig das Gewicht so gering wie möglich zu halten um Kraftstoffersparnisse zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile beseitigt, eine Gewichtseinsparung zulässt und eine erhöhte Modularität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine eingangs erwähnte Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse durch eine normal zu einer Zylinderachse angeordnete Teilungsebene in ein Kühlraumgehäuse und ein Gehäuseunterteil geteilt ist, wobei sich das Kühlraumgehäuse über eine gesamte Höhe des Kühlmantels erstreckt. Diese Teilung ermöglicht eine Gewichtsreduktion von mehr als 20 Prozent, wenn für das Kühlraumgehäuse beispielsweise Aluminium oder ein anderes leichtes Material zum Einsatz kommt.

Des Weiteren wird es dadurch erstmals ermöglicht für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern in Reihe den Kühlmantel mit einem einzigen Element um alle Zylinder, dem Kühlraumgehäuse zu bilden.

Es ist vorteilhaft, dass das Kühlraumgehäuse und das Gehäuseunterteil unabhängig voneinander für unterschiedliche Applikationen einfacher ausgetauscht werden können, da die Komponenten kleiner, einfacher und kostengünstiger herzustellen sind.

Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlraumgehäuse und das Gehäuseunterteil zueinander eine erste axiale Dichtung aufweisen. Dadurch können die Laufbuchsen der Zylinder mit minimaler Distanz zueinander angeordnet werden. Verbindungsstege zwischen den einzelnen Laufbüchsen können eingespart werden, da nicht wie üblich eine radiale Dichtung nötig ist. Des Weiteren lässt sich aufgrund der unterschiedlichen

Materialien und dadurch auch unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen eine bessere, verschleißärmere Abdichtung gewährleisten. Eine radiale Dichtung würde sich im Gegensatz dazu verschieben und verschleißen.

Besonders günstig ist es, wenn das Kühlraumgehäuse eine Nut aufweist, die von der Teilungsebene ausgeht. In dieser ist die erste axiale Dichtung angeordnet.

Dadurch ist der Raum für die erste axiale Dichtung genau festgelegt. Die Gefahr des Verrutschens beim Einbau ist damit minimiert und der Zusammenbau der gesamten Brennkraftmaschine ist vereinfacht.

Es ist vorteilhaft, wenn die erste axiale Dichtung um zumindest zwei Zylinder einteilig ist. Dadurch ist eine Dichtung ähnlich einer üblichen Zylinderkopfdichtung möglich.

Um eine möglichst gute Kühlung zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der Kühlmantel im Wesentlichen durch die Laufbuchse, das Gehäuseunterteil in der

Teilungsebene das Kühlraumgehäuse und einer nicht dargestellten Dichtung zwischen Laufbuchse und dem Zylinderkopf begrenzt ist.

Um einen sicheren Sitz der Laufbuchse zu garantieren, ist es günstig, wenn die

Laufbuchse entweder mittels einer genauen Passung im Gehäuseunterteil montiert ist, wie das für leichte und mittlere Nutzfahrzeugmotoren günstig wäre, oder wenn die Laufbuchse und das Gehäuseunterteil fest miteinander verbunden sind, was für schwere Nutzfahrzeugmotoren günstig wäre.

Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlraumgehäuse in Richtung des Zylinderkopfes zumindest eine zweite axiale Dichtung aufweist. Diese zweite axiale Dichtung ist die Zylinderkopfdichtung und reicht über das Kühlraumgehäuse.

Eine sehr einfache Art der Verbindung und eine günstige Verbindung hinsichtlich der Sicherheit wird gewährleistet, wenn das Kühlraumgehäuse über den

Zylinderkopf und die direkt im Gehäuseunterteil verschraubten

Zylinderkopfschrauben mit den beiden axialen Dichtungen geklemmt ist.

Durch die oben genannten Merkmale der Brennkraftmaschine ist bei Vorsehung mehrerer Zylinder in Reihe eine einzige zusammenhängende erste axiale Dichtung um alle Zylinder möglich. Diese erste axiale Dichtung ist beispielsweise eine

Gummidichtung. Eine weitere Materialeinsparung ist durch den Wegfall der radialen Dichtung von den Laufbuchsen zu dem Gehäuse möglich. Üblicherweise ist zwischen den einzelnen Laufbuchsen ein Steg angeordnet, wobei zwischen dem Steg und der Laufbuchse die radiale Dichtung angeordnet ist um das Kühlmittel im Kühlmantel zu halten. Dieser Steg ist durch den Wegfall der radialen Dichtung nicht mehr zwingend nötig.

Durch die Verwendung eines Kühlraumgehäuses und des Gehäuseunterteils, welche durch die Teilungsebene voneinander getrennt sind, kann die Bearbeitung der Auflagefläche der externen Laufflächeneinheit vereinfacht werden, indem keine tiefen wie auch schwierige Radien-Bearbeitungen mehr notwendig sind. Bei einer externen Laufflächeneinheit sind Lauffläche der Laufbuchse und Gehäuseunterteil nicht fest verbunden, sondern mit Passsitz zueinander festgelegt.

Durch den Wegfall der radialen Dichtungen ist darüber hinaus eine Erleichterung des Zusammenbaus zu erwarten. Bei radialen Dichtungen entsteht beim Einbringen in enge Öffnungen oftmals die Gefahr des Verkantens und des Einquetschens der Dichtung, was auch zur Beschädigung der Dichtung führen kann. Dieses Problem besteht bei axialen Dichtungen nicht.

Die Erfindung wird anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kurbelgehäuse einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung in einem ersten Schnitt durch eine Querebene normal auf die

Teilungsebene durch eine Zylinderachse, mit einer montierten Laufbuchse und einem Zylinderkopf;

Fig. 2 das Kurbelgehäuse in einer Explosionsansicht;

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem schematischen Schnitt durch die Querebene mit einer fest verbundenen integrierten Laufbuchse und einem Zylinderkopf; und

Fig. 4 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem schematischen Schnitt durch die Querebene mit einer fest verbundenen integrierten Laufbuchse und einem Zylinderkopf.

Fig. 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine. Im Kurbelgehäuse 1 ist zumindest ein Zylinder 2 angeordnet, der eine Laufbuchse 3 aufweist. Das Kurbelgehäuse 1 weist ein Gehäuse 4 auf, das sich in ein Kühlraumgehäuse 5 und ein Gehäuseunterteil 6 aufteilt. Die Teilung verläuft durch eine Teilungsebene ε.

Das Gehäuseunterteil 6 ist von einem in Fig. 1 nicht gezeigtem Zylinderkopf 7 in Richtung einer Zylinderachse 8 abgewandt am Kühlraumgehäuse 5 angeordnet. Die Teilungsebene ε ist eine Normalebene auf die Zylinderachse 8.

Durch das Kühlraumgehäuse 5, die Laufbuchse 3, das Gehäuseunterteil 6 und den

Zylinderkopf 7 wird ein Kühlmantel 9 begrenzt. Der Kühlmantel 9 dient zur

Ableitung der Wärme aus dem Zylinder 2. Der Kühlmantel 9 erstreckt sich über eine Höhe H.

Um einen Austritt eines Kühlmittels aus dem Gehäuse 4 zu verhindern, ist zwischen dem Kühlraumgehäuse 5 und dem Gehäuseunterteil 6 eine erste axiale Dichtung 10 angeordnet. Die axiale Dichtung 10 ist in einer Nut 11 des Kühlraumgehäuses 5 angeordnet. Das Kühlraumgehäuse 5 ist zwischen dem Gehäuseunterteil 6 und dem Zylinderkopf 7 mittels Zylinderkopfschrauben 12 geklemmt. In Richtung des Zylinderkopfes 7 ist am Kühlraumgehäuse eine zweite axiale Dichtung 13, eine Zylinderkopfdichtung vorgesehen.

In Fig. 2 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern 2 in einer Reihe gezeigt. Das Gehäuse 4 ist in der gezeigten Ausführung durch die Teilungsebene ε in das Kühlraumgehäuse 5 und das Gehäuseunterteil 6 geteilt. Die Laufbuchse 3 und das Gehäuseunterteil 6 sind in der gezeigten Ausführung seperate Bauteile.

In Fig. 3 und Fig. 4 sind eine zweite und eine dritte Ausführung der

Brennkraftmaschine gezeigt. In Fig. 3 sind das Gehäuseunterteil 6 und die

Laufbuchse 3 fest miteinander verbunden.

Von der Teilungsebene ε ausgehend ist wiederum ähnlich zu der ersten Ausführung die Nut 11 und die erste axiale Dichtung 10 im Kühlraumgehäuse 5 angeordnet.

In Fig. 4 ist die Laufbuchse 3 Teil des Gehäuseunterteils 6. Das Gehäuseunterteil 6 weist dabei im Bereich der Laufbuchse 3 einen Absatz 14 auf, an dem das Kühlraumgehäuse 5 in der Teilungsebene ε anliegt. Wiederum sind eine erste axiale Dichtung 10 von der Teilungsebene ε ausgehend und eine zweite axiale Dichtung 13 zum Zylinderkopf 7 vorgesehen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1) und einem Zylinderkopf (7), wobei das Kurbelgehäuse (1) zumindest einen Zylinder (2) - insbesondere mehrere in Reihe angeordnete Zylinder (2) - aufweist, wobei der Zylinder (2) eine Laufbuchse (3) aufweist um die ein Kühlmantel (9) angeordnet ist der von einem Gehäuse (4) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) durch eine normal zu einer Zylinderachse (8) angeordnete Teilungsebene (ε) in ein Kühlraumgehäuse (5) und ein Gehäuseunterteil (6) geteilt ist, wobei sich das Kühlraumgehäuse (5) über eine gesamte Höhe (H) des Kühlmantels (9) erstreckt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlraumgehäuse (5) und Gehäuseunterteil (6) zueinander eine erste axiale Dichtung (10) aufweisen.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlraumgehäuse (5) eine Nut (11) von der Teilungsebene (ε) ausgehend aufweist in der die erste axiale Dichtung (10) angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste axiale Dichtung (10) um zumindest zwei Zylinder (2) einteilig ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (9) im Wesentlichen durch die Laufbuchse (3), das Gehäuseunterteil (6) in der Teilungsebene (ε) und das Kühlraumgehäuse (5) begrenzt ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (3) und das Gehäuseunterteil (6) fest miteinander verbunden sind.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlraumgehäuse (5) in Richtung des Zylinderkopfes (7) zumindest eine zweite axiale Dichtung (13) aufweist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlraumgehäuse (5) über Zylinderkopfschrauben (12) mit dem Gehäuseunterteil (6) verbunden ist und vorzugsweise zumindest eine axiale Dichtung (10; 13) über die Zylinderkopfschrauben (12) geklemmt ist.