AT519760B1

AT519760B1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT519760B1
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: AT519760A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1) und einem Zylinderkopf (7), wobei das Kurbelgehäuse (1) mehrere in Reihe angeordnete Zylinder (2) aufweist, die Zylinder (2) jeweils eine Laufbuchse (3) aufweisen, um die ein Kühlmantel (9) angeordnet ist, der von einem Gehäuse (4) begrenzt wird, das Gehäuse (4) durch eine normal zu einer Zylinderachse (8) angeordnete Teilungsebene (ε) in ein Kühlraumgehäuse (5) und ein Gehäuseunterteil (6) geteilt ist und wobei sich das Kühlraumgehäuse (5) über eine gesamte Höhe (H) des Kühlmantels (9) erstreckt und Kühlraumgehäuse (5) und Gehäuseunterteil (6) zueinander eine erste axiale Dichtung (10) aufweisen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine einfachere Fertigung und Montage zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste axiale Dichtung (10) um zumindest zwei Zylinder (2) einteilig ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, wobei das Kurbelgehäuse mehrere in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, wobei die Zylinder jeweils eine Laufbuchse aufweisen, um die ein Kühlmantel angeordnet ist, der von einem Gehäuse begrenzt wird und wobei 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 und Kühlraumgehäuse und Gehäuseunterteil zueinander eine erste axiale Dichtung aufweisen.

[0002] 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.

[0003] Die oben erwähnte Teilung ermöglicht eine Gewichtsreduktion von mehr als 20 Prozent gegenüber Brennkraftmaschinen ohne Teilung, wenn für das Kühlraumgehäuse beispielsweise Aluminium oder ein anderes leichtes Material zum Einsatz kommt.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] Die WO 8605550 A1, die JP S5731549 U und die DE 3629673 A1 zeigen jeweils Brennkraftmaschinen, die durch eine normal durch die Zylinderachse verlaufende Teilungsebene in ein Kühlraumgehäuse und ein Gehäuseunterteil geteilt sind. Das Kühlraumgehäuse erstreckt sich jeweils über die gesamte Höhe des Kühlmantels.

[0007] Die Abdichtung zwischen Kühlraumgehäuse und Gehäuseunterteil ist dabei in der gezeigten Ausführung anfällig für Undichtheiten und kompliziert in der Montage für Mehrzylindermotoren, da jeweils um jeden Zylinder eine Dichtung vorgesehen werden muss.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die einfacher hinsichtlich der Fertigung und des Zusammenbaus ist.

[0009] Diese Aufgabe wird durch eine eingangs erwähnte Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste axiale Dichtung um zumindest zwei Zylinder einteilig ist.

[0010] Durch die Anordnung um zumindest zwei Zylinder, beziehungsweise in weiterer Folge um alle vorhandenen Zylinder ist eine Anordnung wie bei einer Zylinderkopfdichtung möglich. Dies ist durch den Stand der Technik weder gezeigt noch nahegelegt.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] Besonders günstig ist es, wenn das Kühlraumgehäuse eine Nut aufweist, die von der Teilungsebene ausgeht. In dieser ist die erste axiale Dichtung angeordnet.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] Die Erfindung wird anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: [0023] 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; [0024] Fig. 2 das Kurbelgehäuse in einer Explosionsansicht; [0025] 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 [0026] Fig. 4 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem schematischen Schnitt durch die Querebene mit einer fest verbundenen integrierten Laufbuchse und einem Zylinderkopf.

[0027] 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.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] 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.

[0031] 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 separate Bauteile.

[0032] 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.

[0033] 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.

[0034] 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

Patentansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1) und einem Zylinderkopf (7), wobei das Kurbelgehäuse (1) mehrere in Reihe angeordnete Zylinder (2) - aufweist, wobei die Zylinder (2) jeweils eine Laufbuchse (3) aufweisen, um die ein Kühlmantel (9) angeordnet ist, der von einem Gehäuse (4) begrenzt wird und wobei 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 und Kühlraumgehäuse (5) und Gehäuseunterteil (6) zueinander eine erste axiale Dichtung (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste axiale Dichtung (10) um zumindest zwei Zylinder (2) einteilig ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlraumgehäuse (5) eine Nut (11) in der Teilungsebene (ε) aufweist, in der die erste axiale Dichtung (10) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 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.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (3) und das Gehäuseunterteil (6) fest miteinander verbunden sind.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlraumgehäuse (5) in Richtung des Zylinderkopfes (7) zumindest eine zweite axiale Dichtung (13) aufweist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen