DE102004032754B4 - Cooling of hot spots on a wall of a cylinder crankcase - Google Patents

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Abstract

Kühlung von Heißstellen (11, 12, 13) an einer Wand (10) eines Zylinderkurbelgehäuses (9) einer Brennkraftmaschine (1) mittels Kühlwasser, das an den Kühlkreislauf des Zylinderkurbelgehäuses (9) angeschlossen ist und durch ein Leitungssystem (19) gezielt die von einem Brennraum eines Zylinders ausgehenden Heißstellen (11, 12, 13) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heißstellen (11, 12, 13) zwischen einer Längsmittelebene (B-B) und einer Tangentenebene (C-C) der Zylinder (5, 6, 7 und 8) auftreten, – das Leitungssystem (19) an einer ersten Längsseite (17) des Zylinderkurbelgehäuses (9) und beiderseits einer Quermittelebene (D-D) des Zylinders (4 bis 8) mit einem Zuströmkanal (15) des Kühlwasserkreislauf (14) verbundene Heißstellenleitungen (20) umfasst, die über Einspeisleitungen (21 und 22) und Umlenkleitungen (23 und 24) in Querkanäle (25 und 26) des Zylinderkurbelgehäuses (9) münden, wobei – die Umlenkleitungen (23 und 24) der Heißstellenleitungen (19) Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12 und 13) leitende Umlenkabschnitte (28 und 29) umfassen, und – die Umlenkabschnitte (28 und 29) derart ausgebildet sind, dass durch diese das Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12, 13) gerichtet wird, und – die Heißstellenleitungen (19) zur Kühlwasserbeschleunigung als Injektoren (30) ausgebildet sind, – die Einspeisleitungen (21 und 22) durch Schrägbohrungen (31 und 32) gebildet werden. – die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine in der Quermittelebene (D-D) positionierten Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.Cooling of hot spots (11, 12, 13) on a wall (10) of a cylinder crankcase (9) of an internal combustion engine (1) by means of cooling water that is connected to the cooling circuit of the cylinder crankcase (9) and targeted by a line system (19) a combustion chamber of a cylinder is applied to hot spots (11, 12, 13), characterized in that - the hot spots (11, 12, 13) between a longitudinal center plane (BB) and a tangent plane (CC) of the cylinders (5, 6, 7 and 8) occur, - the line system (19) on a first longitudinal side (17) of the cylinder crankcase (9) and on both sides of a transverse center plane (DD) of the cylinder (4 to 8) with an inflow channel (15) of the cooling water circuit (14) connected hot point lines ( 20) which open into transverse channels (25 and 26) of the cylinder crankcase (9) via feed lines (21 and 22) and diversion lines (23 and 24), wherein - the diversion lines (23 and 24) of the hot point lines (19) supply cooling water to the H ice points (11, 12 and 13) comprise conductive deflection sections (28 and 29), and - the deflection sections (28 and 29) are designed in such a way that the cooling water is directed through them onto the hot points (11, 12, 13), and - the hot point lines (19) for cooling water acceleration are designed as injectors (30), - the feed lines (21 and 22) are formed by inclined bores (31 and 32). - The inclined bores (31 and 32) are introduced into the cylinder crankcase (9) via a connection opening (33) of the inflow duct (15) positioned in the transverse center plane (D-D).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wand eines Zulinderkurbelgehäuses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a wall of a Zulinderkurbelgehäuses according to the preamble of patent claim 1.

Es ist eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf bekannt, DE 199 43 001 C1 , der eine durch Strahlwärme bewirkte Heißstelle an einer Wand eines Zylinderkopfs umfasst. Die Heißstelle wird mittels eines von Kühlwasser durchströmten Kühlkanals gekühlt. Um die Kühlung der Heißstelle zu verbessern sind im Kühlkanal zusätzliche Kühlwasser führende Strömungsvorkehrungen für eine gezielte Kühlwasserströmung und Kühlung der Heißstelle an der Wand des Zylinderkopfs vorgesehen.It is a water-cooled internal combustion engine with a cylinder head known DE 199 43 001 C1 which comprises a blast heat induced hot spot on a wall of a cylinder head. The hot spot is cooled by means of a cooling channel through which cooling water flows. In order to improve the cooling of the hot spot additional cooling water leading flow arrangements for a targeted cooling water flow and cooling of the hot spot on the wall of the cylinder head are provided in the cooling channel.

Aus der DE 33 26 317 A1 ist ein im Druckgussverfahren hergestellter einteiliger Zylinderblock für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine bekannt, der zwei Zylinderreihen umfasst und einen Längskanal zur Kühlwasserzuführung aufweist. Darüber hinaus ist in der JP 2002-221079 A eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf beschrieben. In dem Umlenkleitungen zur gezielten Kühlung von Heizstellen vorgesehen sind. Aus der DE 36 03 674 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, welche einen Zylinderkopf und ein mit diesem verbundenes Zylinderkurbelgehäuse umfasst, das von einem Kühlmedium umströmte Zylinderlaufbüchsen aufweist.From the DE 33 26 317 A1 is a one-piece cylinder block produced by die casting for a water-cooled internal combustion engine, which comprises two rows of cylinders and has a longitudinal channel for cooling water supply. In addition, in the JP 2002-221079 A an internal combustion engine with a cylinder head described. In the deflecting lines are provided for targeted cooling of hot spots. From the DE 36 03 674 A1 An internal combustion engine is known, which comprises a cylinder head and a cylinder crankcase connected thereto, which has cylinder liners flowed around by a cooling medium.

Eine ähnliche Ausführung einer Heißstellenkühlung für einem Zylinderkopf geht aus der DE 199 43003 A1 hervor. Danach sind für eine gezielte Kühlwasserströmung in einem Kühlkanal und Kühlung der Heißstelle einer Wand des besagten Kühlkanals Steuervorkehrungen vorgesehen.A similar embodiment of a hot spot cooling for a cylinder head goes from the DE 199 43003 A1 out. Thereafter, tax provisions are provided for a targeted cooling water flow in a cooling channel and cooling the hot spot of a wall of said cooling channel.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Kühlung von Heißstellen an einer Wand eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die bei guter Funktion sich mit vertretbaren Mitteln realisieren lässt.It is an object of the invention to provide a cooling of hot spots on a wall of a cylinder crankcase of an internal combustion engine, which can be implemented with good means with reasonable means.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention, this object is solved by the features of patent claim 1. Further features embodying the invention are contained in the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das in das Zylinderkurbelgehäuse integrierte Leitungssystem mit den Heißstellenleitungen eine gezielte Kühlung der Heißstellen sicherstellt, was gerade für Brennkraftmaschinen der Hochleistungsgattung von Bedeutung ist. Dies wird durch die Einspeisleitungen und die Umlenkleitungen, die in die Querkanäle des Zylinderkurbelgehäuses münden funktionsgerecht unterstützt. Die Heißstellenleitungen mit den Einspeisleitungen und den Umlenkleitungen lassen sich bei der Konzeption eines Zylinderkurbelgehäuses aufwandsarm realisieren. Eine vorzügliche Kühlung der Heißstellen ergibt sich, wenn die Heißstellenleitungen zumindest örtlich als Injektoren ausgebildet sind. Schließlich wird die Umsetzung der Einspeiseleitungen dadurch vereinfacht, wenn sie durch Schrägbohrungen verwirklicht werden, die über eine Anschlussöffnung des Zuführungskanals eingebracht werden.The advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that the integrated into the cylinder crankcase piping system with the hot spot lines ensures targeted cooling of the hot spots, which is just for internal combustion engines of the high-performance category of importance. This is supported by the feed lines and the deflection lines, which open into the transverse channels of the cylinder crankcase functionally. The hot-spot lines with the feed lines and the deflection lines can be realized with little effort when designing a cylinder crankcase. An excellent cooling of the hot spots results when the hot spot lines are at least locally formed as injectors. Finally, the implementation of the feed lines is facilitated by being realized by inclined bores which are introduced via a connection opening of the feed channel.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which will be explained in more detail below.

Es zeigenShow it

1 eine Schrägansicht auf ein Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, 1 3 is an oblique view of a cylinder crankcase of a multi-cylinder internal combustion engine;

2 eine Teilansicht von oben auf das Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine mit den Heißstellen nach der Erfindung, 2 a partial view from above of the cylinder crankcase of the internal combustion engine with the hot spots according to the invention,

3 eine Ansicht von oben auf einen Wasserkern für die Brennkraftmaschine nach 1 mit dem Leitungssystem nach der Erfindung, 3 a top view of a water core for the internal combustion engine after 1 with the conduit system according to the invention,

4 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der 2. 4 a view in the direction of arrow A of 2 ,

Von einer Brennkraftmaschinen 1 mit zwei gegenüberliegenden in V-Form angeordneten Zylinderreihen 2 und 3, die jeweils mehrere Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 aufweisen, ist lediglich ein Zylinderkurbelgehäuse 9 dargestellt. Das Zylinderkurbelgehäuse 9 weist pro Zylinderreihe bspw. 2 eine die Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 begrenzende ebene Wand 10 auf, die zur Abstützung eines nicht dargestellten Zylinderkopfs dient; in letzteren sind Brennräume eingearbeitet. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird über die Brennräume im Zylinderkopf Wärme abgestrahlt, durch die sich zwischen den Zylindern bspw. 4, 5, 6 und 7 an der Wand 10 Heißstellen 11, 12 und 13 ergeben. Die Heißstellen 10, 11 und 12 treten zwischen einer Längsmittelebene B-B und einer Tangentenebene C-C der Zylinder 5, 6, 7 und 8 auf, und sie werden von Mantelflächen Mf dieser Zylinder begrenzt.From an internal combustion engine 1 with two opposite rows of cylinders arranged in V-shape 2 and 3 , each with several cylinders 4 . 5 . 6 . 7 and 8th have, is only a cylinder crankcase 9 shown. The cylinder crankcase 9 has per cylinder row bspw. 2 one the cylinders 4 . 5 . 6 . 7 and 8th bounding level wall 10 on, which serves to support a cylinder head, not shown; in the latter, combustion chambers are incorporated. During operation of the internal combustion engine 1 Heat is radiated through the combustion chambers in the cylinder head through which, for example, between the cylinders. 4 . 5 . 6 and 7 on the wall 10 hot spots 11 . 12 and 13 result. The hot spots 10 . 11 and 12 occur between a longitudinal center plane BB and a tangent plane CC of the cylinder 5 . 6 . 7 and 8th on, and they are bounded by lateral surfaces Mf of these cylinders.

Die Kühlung des Zylinderkurbelgehäuses 9 erfolgt mit Kühlwasser, das über eine Kühlkreislauf 14 der Brennkraftmaschine 1 verteilt wird, was mit der Darstellung des Wasserkerns Wk des Zylinderkurbelgehäuses 9 in 3 verdeutlicht wird. Hierzu ist für jede Zylinderreihe 2 eine Zuströmkanal 15 – Pfeilrichtung PfI – und ein Rückströmkanal 16 Pfeilrichtung PfII – vorgesehen, die außerhalb der Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 an ersten und zweiten Längsseiten 17 und 18 der Zylinderreihe 2 verlaufen. Das Kühlwasser wird über ein Leitungssystem 19 gezielt an die Heißstellen 10, 11 und 12 herangeführt, wofür das Leitungssystem 19 beiderseits einer Quermittelebene D-D eines Zylinders z. B. 5 mittels Heißstellenleitungen 20 an den Zuströmkanal 15 angeschlossen ist. Die Heißstellenleitungen 20 sind pro Zylinder 5 mit Einspeisleitungen 21 und 22 sowie Umlenkleitungen 23 und 24 versehen. Die Umlenkleitungen 23 und 24 münden in Querkanäle 25 und 26, die den Zylinder 7 begrenzen. Von den Querkanäle 25 und 26 gelangt das Kühlwasser über Rückführungsleitungen 27 in den Rückströmkanal 16. Die Rückführungsleitungen 27 verlaufen im Ausführungsbeispiel spiegelbildlich zu den Heißstellenleitungen 20 bzw. den Einspeisleitungen 21 und 22.The cooling of the cylinder crankcase 9 is done with cooling water, which has a cooling circuit 14 the internal combustion engine 1 what is with the representation of the water core Wk of the cylinder crankcase 9 in 3 is clarified. This is for each cylinder row 2 an inflow channel 15 - Arrow direction PfI - and a return flow channel 16 Arrow direction PfII - provided outside the cylinder 4 . 5 . 6 . 7 and 8th on the first and second long sides 17 and 18 the cylinder row 2 run. The cooling water is via a pipe system 19 targeted to the hot spots 10 . 11 and 12 for what the management system 19 on both sides of a transverse center plane DD of a cylinder z. B. 5 by means of hot spot lines 20 to the inflow channel 15 connected. The hot spot lines 20 are per cylinder 5 with feed lines 21 and 22 as well as deflection lines 23 and 24 Mistake. The deflection lines 23 and 24 lead into cross channels 25 and 26 that the cylinder 7 limit. From the cross channels 25 and 26 the cooling water passes through return lines 27 in the return flow channel 16 , The return lines 27 run in the exemplary embodiment mirror image of the hot spot lines 20 or the feed lines 21 and 22 ,

Die Umlenkleitungen 23 und 24 der Heißstellenleitungen 20 weisen Umlenkabschnitte 28 und 29 auf, durch die das Kühlwasser auf die Heißtellen 11 und 12 – in 4 schematisch dargestellt – gerichtet wird. Zusätzlich sind die Heißstellenleitungen 20 zur Beschleunigung des Kühlwassers mit Injektoren 30 versehen, die bspw. in die Umlenkleitungen 22 und 23 integriert sind. Vergleichbare Injektoren weisen auch die Rückführungsleitungen 27 auf.The deflection lines 23 and 24 the hot spot lines 20 have deflection sections 28 and 29 on, through which the cooling water on the hot plates 11 and 12 - in 4 shown schematically - is directed. In addition, the hot spot lines 20 to accelerate the cooling water with injectors 30 provided, for example, in the deflection lines 22 and 23 are integrated. Comparable injectors also have the return lines 27 on.

Die Einspeiseleitungen 20 und 21 werden durch Schrägbohrungen 31 und 32 gebildet, die über eine Anschlussöffnung 33 des Zuströmkanals 15 zur Kühlwasserversorgung des Zylinderkopfs eingebracht werden.The feeders 20 and 21 be through oblique holes 31 and 32 formed, which has a connection opening 33 of the inflow channel 15 be introduced to the cooling water supply of the cylinder head.

Claims (5)

Kühlung von Heißstellen (11, 12, 13) an einer Wand (10) eines Zylinderkurbelgehäuses (9) einer Brennkraftmaschine (1) mittels Kühlwasser, das an den Kühlkreislauf des Zylinderkurbelgehäuses (9) angeschlossen ist und durch ein Leitungssystem (19) gezielt die von einem Brennraum eines Zylinders ausgehenden Heißstellen (11, 12, 13) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heißstellen (11, 12, 13) zwischen einer Längsmittelebene (B-B) und einer Tangentenebene (C-C) der Zylinder (5, 6, 7 und 8) auftreten, – das Leitungssystem (19) an einer ersten Längsseite (17) des Zylinderkurbelgehäuses (9) und beiderseits einer Quermittelebene (D-D) des Zylinders (4 bis 8) mit einem Zuströmkanal (15) des Kühlwasserkreislauf (14) verbundene Heißstellenleitungen (20) umfasst, die über Einspeisleitungen (21 und 22) und Umlenkleitungen (23 und 24) in Querkanäle (25 und 26) des Zylinderkurbelgehäuses (9) münden, wobei – die Umlenkleitungen (23 und 24) der Heißstellenleitungen (19) Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12 und 13) leitende Umlenkabschnitte (28 und 29) umfassen, und – die Umlenkabschnitte (28 und 29) derart ausgebildet sind, dass durch diese das Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12, 13) gerichtet wird, und – die Heißstellenleitungen (19) zur Kühlwasserbeschleunigung als Injektoren (30) ausgebildet sind, – die Einspeisleitungen (21 und 22) durch Schrägbohrungen (31 und 32) gebildet werden. – die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine in der Quermittelebene (D-D) positionierten Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.Cooling of hot spots ( 11 . 12 . 13 ) on a wall ( 10 ) of a cylinder crankcase ( 9 ) an internal combustion engine ( 1 ) by means of cooling water to the cooling circuit of the cylinder crankcase ( 9 ) and connected by a line system ( 19 ) targeted the emanating from a combustion chamber of a cylinder hot spots ( 11 . 12 . 13 ), characterized in that - the hot spots ( 11 . 12 . 13 ) between a longitudinal center plane (BB) and a tangent plane (CC) of the cylinders ( 5 . 6 . 7 and 8th ), - the piping system ( 19 ) on a first longitudinal side ( 17 ) of the cylinder crankcase ( 9 ) and on both sides of a transverse center plane (DD) of the cylinder ( 4 to 8th ) with an inflow channel ( 15 ) of the cooling water circuit ( 14 ) connected hot spot lines ( 20 ), which are supplied via feed lines ( 21 and 22 ) and deflecting lines ( 23 and 24 ) in transverse channels ( 25 and 26 ) of the cylinder crankcase ( 9 ), wherein - the deflecting lines ( 23 and 24 ) of the hot spot lines ( 19 ) Cooling water on the hot spots ( 11 . 12 and 13 ) conductive deflection sections ( 28 and 29 ), and - the deflection sections ( 28 and 29 ) are formed such that through this the cooling water to the hot spots ( 11 . 12 . 13 ), and - the hot spot lines ( 19 ) for cooling water acceleration as injectors ( 30 ), - the feed lines ( 21 and 22 ) through oblique holes ( 31 and 32 ) are formed. - the oblique holes ( 31 and 32 ) via a connection opening positioned in the transverse center plane (DD) ( 33 ) of the inflow channel ( 15 ) in the cylinder crankcase ( 9 ) are introduced. Kühlung nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.Cooling according to claims 1, characterized in that the oblique bores ( 31 and 32 ) via a connection opening ( 33 ) of the inflow channel ( 15 ) in the cylinder crankcase ( 9 ) are introduced. Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasser von Querkanälen (25 und 26) aus über Rückführungsleitungen (27) an einen Rückströmkanal (16) an einer zweiten Längsseite (18) des Zylinderkurbelgehäuses (9) geführt wird,Cooling according to claim 1, characterized in that the cooling water of transverse channels ( 25 and 26 ) via feedback lines ( 27 ) to a return flow channel ( 16 ) on a second longitudinal side ( 18 ) of the cylinder crankcase ( 9 ) to be led, Kühlung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsleitungen (27 spiegelbildlich zu den Einspeisleitungen (21) der Heißstellenleitungen (20) verlaufen.Cooling according to one of the preceding claims, characterized in that the return lines ( 27 mirror image of the feed lines ( 21 ) of the hot spot lines ( 20 ). Kühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsleitungen als Injektoren ausgebildet sind.Cooling according to claim 4, characterized in that the return lines are designed as injectors.
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