DE10018730A1 - Cylinder block for multi-cylinder piston engine has bushes with thin walls for at least half their length - Google Patents

Cylinder block for multi-cylinder piston engine has bushes with thin walls for at least half their length

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Abstract

The cylinder block has bushes (16) with a thin-walled sector covering at least half its length. The bushes are fitted dry. For the rest of their length, the wall thickness is greater and they are fitted wet. They are supported axially by an annular shoulder in the casing (12). The bushes come against each other at flat spots (24) on their external surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zylindergehäuse für eine mehrzylindrige Hubkol­ benmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a cylinder housing for a multi-cylinder reciprocating piston benmaschine, in particular for an internal combustion engine, according to the Preamble of claim 1.

Ein derartiges Zylindergehäuse bzw. Zylinderkurbelgehäuse zeigt die DE 38 ­ 29 854 A1, bei der eine im wesentlichen mit gleicher Wandstärke ausgebil­ dete Laufbuchse "Nass" eingesetzt und an ihrem oberen und unteren Ab­ schnitt mit dem Zylindergehäuse verschweißt ist. Der Vorteil eingesetzter Laufbuchsen liegt darin, dass für das Zylindergehäuse oder Zylinderkurbel­ gehäuse ein kostengünstiger, gut gießbarer und spanbarer Werkstoff, z. B. eine Aluminium-Silizium-Legierung, verwendet werden kann, während die Laufbuchse aus einem Werkstoff mit guten tribologischen Eigenschaften hergestellt sein kann, z. B. einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legie­ rung.DE 38 shows such a cylinder housing or cylinder crankcase 29 854 A1, in which a substantially the same wall thickness is formed used liner "wet" and on its upper and lower from cut is welded to the cylinder housing. The advantage of deployed Bushings is that for the cylinder housing or cylinder crank housing an inexpensive, easily castable and machinable material, eg. B. an aluminum-silicon alloy, can be used while the Liner made of a material with good tribological properties can be made, e.g. B. a hypereutectic aluminum-silicon alloy tion.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zylindergehäuse für eine mehrzylindrige Hubkolbenmaschine der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, dass auch bei engen Zylinderabständen eine herstellungstechnisch günstige und robuste Konstruktion aufweist.The object of the invention is to provide a cylinder housing for a multi-cylinder Reciprocating engine of the generic type to propose that also narrow cylinder distances are a technically favorable and robust Construction.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspru­ ches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den weiteren Patentansprü­ chen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of the patent claim ches 1 solved. Advantageous further developments are the further claims Chen removable.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von Laufbuchsen mit einem dünnwandigen Abschnitt, der trocken in das Gehäuse eingesetzt wird, einem Abschnitt größerer Wandstärke, der nass im Zylindergehäuse sitzt und nach oben, dem Verdichtungsraum bzw. Brennraum zu, offen ist, und schließlich durch die Abflachungen im Stegbereich aneinander angrenzender Zylinder wird eine Konstruktion geschaffen, die im oberen, brennraumnahen Bereich ausreichend steif ist, ohne unzulässige Wärmespannungen den auftretenden Temperaturunterschieden stand hält und die enge Zylinderabstände ermög­ lichst. Durch den stufenförmigen Übergang zwischen den dünnwandigen und den dickwandigen Laufbuchsenabschnitten können die Laufbuchsen im Zy­ lindergehäuse durch Aufsetzen des Zylinderkopfes bereits axial gesichert werden.Due to the inventive combination of liners with a thin-walled section, which is inserted dry into the housing, one Section of greater wall thickness that sits wet in the cylinder housing and after above, the compression chamber or combustion chamber is open, and finally  due to the flattening in the web area of adjacent cylinders a construction is created in the upper area near the combustion chamber is sufficiently stiff without excessive thermal stresses Withstands temperature differences and the close spacing between the cylinders as soon as possible Due to the stepped transition between the thin-walled and the thick-walled liner sections, the liners in the Zy the cylinder housing is already axially secured by attaching the cylinder head become.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an dem stufenförmigen Über­ gangsbereich der Laufbuchsen ein ringförmiger Bund angeformt sein, der den ringförmigen Abstützbereich vergrößert und über den ggf. die Laufbuch­ sen durch Anwendung des Strahlschweißens von oben z. B. mit dem Ge­ häuse elektronenstrahlgeschweißt werden können.In a further embodiment of the invention, the step-shaped over an annular collar, the the ring-shaped support area is enlarged and, if necessary, the logbook sen by applying beam welding from above z. B. with the Ge can be electron beam welded.

Der dünnwandige Abschnitt der Laufbuchsen kann in an sich bekannter Weise in das Gehäuse eingeschrumpft, eingepresst und/oder eingeklebt sein. Im Falle einer Strahlverschweißung über den vorgenannten Bund kann es ausreichen, den dünnwandigen Abschnitt der Laufbuchsen nur mittels eines geeigneten Klebers einzukleben.The thin-walled section of the liners can be known in itself Shrunk, pressed and / or glued into the housing his. In the case of beam welding via the aforementioned collar it is sufficient to use only the thin-walled section of the liners a suitable glue.

Ferner können im Bereich der Abflachungen beider aneinander angrenzen­ den Laufbuchsen tangential verlaufende Ausnehmungen bzw. Schlitze vor­ gesehen sein, die den Übertritt von Kühlflüssigkeit von der einen Längsseite des Zylindergehäuses zu der anderen ermöglichen, wodurch eine gute Küh­ lung in diesem Bereich gewährleistet ist. Die Ausnehmungen bzw. Schlitze können gemeinsam mit den Abflachungen in fertigungstechnischer einfacher Weise vor dem Einsetzen der Laufbuchsen hergestellt werden.Furthermore, both can adjoin each other in the area of the flattened areas recesses or slots running tangentially to the liners be seen, the transfer of coolant from one long side allow the cylinder housing to the other, thereby a good cooling is guaranteed in this area. The recesses or slots can be easier together with the flattening in manufacturing Be prepared before inserting the liners.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein teilweise dargestelltes Zylinderkurbelgehäuse für ein Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern; Figure 1 is a plan view of a partially shown cylinder crankcase for a reciprocating internal combustion engine with a plurality of cylinders.

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Zylinderkurbelgehäuse entlang der Linie II-II der Fig. 1; und FIG. 2 shows a cross section through the cylinder crankcase along the line II-II of FIG. 1; and

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang den Zylindermittelachsen des Zylinderkur­ belgehäuses gemäß Linie III-III. Fig. 3 shows a longitudinal section along the cylinder central axes of the cylinder cage belgehäuses along line III-III.

Mit 10 ist ein teilweise dargestelltes Zylinderkurbelgehäuse für ein vierzylind­ rige Hubkolben-Brennkraftmaschine bezeichnet, das aus einer Aluminium- Silizium-Legierung im Gießverfahren und anschließender spanender Ferti­ gung hergestellt ist. In das Zylindergehäuse 12 sind dabei je Zylinder der Brennkraftmaschine Bohrungen 14 eingearbeitet, in die rotationssymmetri­ sche Laufbuchsen 16 mit einer Länge l eingesetzt sind.With 10 , a partially shown cylinder crankcase for a four-cylinder reciprocating internal combustion engine is designated, which is made of an aluminum-silicon alloy in the casting process and subsequent machining manufacturing. In the cylinder housing 12 bores 14 are incorporated into each cylinder of the internal combustion engine, in the rotationally symmetric cal bushings 16 with a length l are used.

Die Bohrungen 14 in dem Zylindergehäuse 12 erstrecken sich über eine Länge l1 von ca. 2/3 der Gesamtlänge der Laufbuchse 16, der darüber lie­ gende, dem nicht dargestellten Verdichtungsraum bzw. Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine näher liegende Bereich mit einer Länge l2 ist in radi­ aler Richtung vergrößert, so dass sich ein um die Laufbuchsen 16 herum freiliegender Ringraum 18 für die Kühlflüssigkeit ergibt.The bores 14 in the cylinder housing 12 extend over a length l 1 of approximately 2/3 of the total length of the liner 16 , the area lying above that, the compression space or combustion chamber of the internal combustion engine, not shown, is closer with a length l 2 in radi aler direction increased, so that there is an exposed around the sleeves 16 around the annular space 18 for the coolant.

Dem entsprechend weisen die Laufbuchsen 16 über die Länge l1 einen dünnwandigen Abschnitt 16a und über die Länge 12 einen dickwandigen Ab­ schnitt 16b auf. In dem stufenförmigen Übergang ist ein im Außendurchmes­ ser größerer Bund 20 angeformt, der eine vergrößerte, ringförmige Auflage­ fläche zwischen den Laufbuchsen 16 im Bereich des Bundes 20 und der ent­ sprechenden ringförmigen Schulter 22 im Zylindergehäuse 12 ergibt.Accordingly, the sleeves 16 over the length l 1 a thin-walled section 16 a and over the length 12 from a thick-walled section 16 b. In the step-shaped transition, a larger collar 20 is formed in the outer diameter, which provides an enlarged, annular support surface between the bushings 16 in the region of the collar 20 and the corresponding annular shoulder 22 in the cylinder housing 12 .

Die Laufbuchsen 16 sind mittels ihres dünnwandigen Abschnittes 16a über die Länge l1 "trocken" in das Zylindergehäuse 12 unter Vermittlung eines Klebers eingeklebt. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Außenum­ fang der Laufbuchsen mit einer feinen Rillung (nicht dargestellt) zur Einlage­ rung des Klebstoffes versehen ist.The bushings 16 are "dry" glued into the cylinder housing 12 by means of their thin-walled section 16 a over the length l 1 by means of an adhesive. It may be useful if the outer circumference of the bushings is provided with a fine groove (not shown) for depositing the adhesive.

Der obere Abschnitt 16b der Laufbuchsen 16 ist "nass" in dem Zylinderge­ häuse 12 aufgenommen und wird dementsprechend unmittelbar von Kühl­ flüssigkeit umströmt.The upper section 16 b of the sleeves 16 is "wet" in the cylinder housing 12 and is accordingly immediately flowed around by cooling liquid.

Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, sind die Laufbuchsen 16 im Bereich ihres Abschnittes 16b mit Abflachungen 24 versehen, die jeweils aneinander an­ liegend einen engen Zylinderabstand ergeben. Tangential sind in die Lauf­ buchsenabschnitte im Bereich der Abflachungen 24 Schlitze 26 (vgl. Fig. 3) eingefräst, die den Durchtritt von Kühlflüssigkeit von der einen Zylinderlängs­ seite zur anderen ermöglichen und damit die zwischen den jeweils aneinan­ der angrenzenden Laufbuchsen 16 besonders exponierten Stegbereiche ver­ stärkt kühlen. Es versteht sich, dass die Schlitze 26 z. B. nach oben offen oder über eine weit größere Breite als dargestellt eingearbeitet sein können.As shown in FIG. 1 in particular, the liners 16 are provided with flats 24 in the region of their section 16 b, each of which results in a narrow cylinder spacing lying against one another. Tangential are jack sections in the run in the area of the flattened portions 24 slots 26 (see. Fig. 3) milled to allow the passage of cooling liquid from the side of a cylinder longitudinal to the other and thus between the respective aneinan of the adjacent liners 16 particularly exposed land areas ver strengthens coolness. It is understood that the slots 26 z. B. open at the top or can be incorporated over a much greater width than shown.

Der ringförmige Bund 20 der Laufbuchsen 16 kann von oben über den freien Kühlflüssigkeitsraum 18 z. B. durch Elektronenstrahlschweißen örtlich oder umlaufend verschweißt sein (Schweißstellen 28).The annular collar 20 of the bushings 16 can from above via the free coolant space 18 z. B. locally or circumferentially welded by electron beam welding (welding points 28 ).

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise könnten die Laufbuchsen 16 im Bereich der Abflachungen 24 ebenfalls miteinander strahlverschweißt sein. Des gleichen könnten im Be­ reich des Verdichtungsraumes Verstärkungsbrücken zwischen Umfangsbe­ reiche der Laufbuchsen 16b und dem Zylindergehäuse 12 der Brennkraftma­ schine vorgesehen, insbesondere eingeschweißt sein. Die Laufbuchsen 16 können ggf. mit ihren dünnwandigen Abschnitten 16a in die Bohrungen 14 eingepresst oder eingeschrumpft sein, wobei ggf. eine Elektronenstrahlver­ schweißung überhaupt entfallen könnte.The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown. For example, the liners 16 could also be beam welded together in the area of the flats 24 . The same could be provided in the area of the compression space reinforcement bridges between the rich areas of the bushings 16 b and the cylinder housing 12 of the internal combustion engine, in particular welded. The sleeves 16 can optionally be pressed or shrunk with their thin-walled sections 16 a into the bores 14 , whereby an electron beam welding could possibly be omitted at all.

Claims (6)

1. Zylindergehäuse für eine mehrzylindrige Hubkolbenmaschine, insbeson­ dere für eine Brennkraftmaschine, mit in das Gehäuse eingesetzten Lauf­ buchsen, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Laufbuchsen (16) über einen zumindest ihrer halben Länge (l1) ent­ sprechenden Abschnitt (16a) dünnwandig ausgebildet und "trocken" in das Gehäuse (12) eingesetzt sind;
  • - die Laufbuchsen (16) in ihrem übrigen dem Verdichtungsraum näher liegendem Abschnitt (16b) mit einer größeren Wandstärke ausgebildet und "nass" im Gehäuse angeordnet sind;
  • - die Laufbuchsen (16) an ihrem stufenförmigen Übergang von (l1) zu (l2) im Gehäuse (12) axial an einer Ringschulter (22) abgestützt sind; und
  • - die Laufbuchsen (16) über Abflachungen (24) an ihrem Außenum­ fangsbereich unmittelbar aneinander angrenzen.
1. Cylinder housing for a multi-cylinder reciprocating machine, in particular for an internal combustion engine, with bushings inserted into the housing, characterized in that
  • - The bushings ( 16 ) over an at least half their length (l 1 ) speaking section ( 16 a) are thin-walled and "dry" inserted into the housing ( 12 );
  • - The sleeves ( 16 ) are formed in their remaining section ( 16 b) closer to the compression chamber with a larger wall thickness and are arranged "wet" in the housing;
  • - The liners ( 16 ) at their step-shaped transition from (l 1 ) to (l 2 ) in the housing ( 12 ) are axially supported on an annular shoulder ( 22 ); and
  • - The liners ( 16 ) directly adjoin each other via flats ( 24 ) at their outer circumferential area.
2. Zylindergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im stufenförmigen Übergangsbereich der Laufbuchsen (16) ein ringförmiger Bund (20) größeren Durchmessers angeformt ist.2. Cylinder housing according to claim 1, characterized in that an annular collar ( 20 ) of larger diameter is integrally formed in the step-shaped transition region of the liners ( 16 ). 3. Zylindergehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Bund (20) von der Verdichtungsraumseite her mit dem Ge­ häuse (12) strahlverschweißt ist.3. Cylinder housing according to claim 2, characterized in that the annular collar ( 20 ) from the compression chamber side with the Ge housing ( 12 ) is beam welded. 4. Zylindergehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die dünnwandigen Abschnitte (16a) in die korrespondierenden Bohrungen (14) im Gehäuse (12) eingeschrumpft, eingepresst und/oder eingeklebt sind. 4. Cylinder housing according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the thin-walled sections ( 16 a) are shrunk, pressed and / or glued into the corresponding bores ( 14 ) in the housing ( 12 ). 5. Zylindergehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abflachungen (24) Ausneh­ mungen (26) für den Durchtritt von Kühlflüssigkeit eingearbeitet sind.5. Cylinder housing according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that recesses ( 26 ) for the passage of coolant are incorporated in the region of the flats ( 24 ). 6. Zylindergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen tangential zu den Laufbuchsen (16) verlaufende Schlitze (26) sind.6. Cylinder housing according to claim 5, characterized in that the recesses are tangential to the liners ( 16 ) slots ( 26 ).
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