DE102004057984A1 - Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern - Google Patents

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Rudolf Dipl.-Ing. Enzendorfer
Robert Dr. Pöschl
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern und mit beidseits der Zylinder sich in Motorlängsrichtung erstreckenden, an bezüglich der Motorlängsebene verschiedenen Seiten angeordneten Kühlräumen, welche über Bohrungen miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse mit zumindest zwei Zylindern mit beidseits der Zylindern sich in Motorlängsrichtung erstreckenden, an bezüglich der Motorlängsebene verschiedenen Seiten angeordneten Kühlräumen, wobei ein auf einer ersten Seite angeordneter erster Kühlraum im Bereich eines Zylindersteges zwischen den beiden Zylindern über zumindest einen ersten Kühlkanal mit einer ersten Kühlmittelöffnung in der Zylinderkopfdichtfläche auf der zweiten Seite verbunden ist, wobei der erste Kühlkanal die Motorlängsebene schneidet und zumindest durch eine schräg zur Motorlängsebene angeordnete erste Bohrung gebildet ist, mit zumindest einem zweiten Kühlkanal im Bereich des Zylindersteges, welcher durch eine vorzugsweise schräg zur Motorlängsebene angeordnete zweite Bohrung gebildet ist, welche eine vorzugsweise an der ersten Seite angeordnete Kühlmittelöffnung der Zylinderkopfdichtfläche mit der ersten Bohrung verbindet.
  • Kurbelgehäuse mit X-förmig angeordneten schrägen Bohrungen im Bereich des Zylindersteges zwischen zwei Zylindern sind aus den Veröffentlichungen JP 2002-168147 A, JP 10-288080 A, JP 05-141307 A und JP 2001-107801 A bekannt. Mit diesen Kühlkanälen können die Kühlräume miteinander, sowie mit Kühlmittelkanälen im Zylinderkopf verbunden werden.
  • Weiters ist es aus der JP 59-005861 A, JP 59-043918 A, JP 09-317551 A, JP 07-119541 A und der JP 7-27014 A bekannt, die bezüglich der Motorlängsebene auf unterschiedlichen Seiten angeordneten Kühlräume mit Querbohrungen, Schrägbohrungen oder V-förmig angeordneten Schrägbohrungen miteinander zu verbinden.
  • Aufgrund der in den Kühlräumen des Kurbelgehäuses herrschenden Druckverteilung ist mit bekannten Lösungen die Wärmeabfuhr im Bereich der Zylinderstege mangelhaft.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile zu vermeiden und die Kühlleistung im Bereich der Zylinderstege zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die zweite Bohrung in der ersten Bohrung endet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass erste Bohrung und zweite Bohrung im Wesentlichen eine Y-Anordnung zueinander aufweisen. Die Y-förmige Anordnung der Kühlkanäle bewirkt eine deutliche Verbesserung der Kühlleistung im Bereich der Zylinderstege, da das Kühlmittel gezielt vom Kurbelgehäuse über die schrägen Bohrungen in den Zylinderkopf strömen kann. Dabei wird im Bereich des Schnittpunktes zwischen erster und zweiter Bohrung ein Bereich mit höchstem Wärmeeintrag aus dem Brennraum optimal gekühlt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kühlkanal zumindest eine vom ersten Kühlraum ausgehende, mit der ersten Bohrung verbundene erste Querbohrung etwa normal auf die Motorlängsebene aufweist, wobei vorzugsweise die erste Bohrung in die erste Querbohrung einmündet. Auf diese Weise können im Bereich des Zylindersteges angeordnete Zylinderkopfschraubenbohrungen umgangen werden, wobei einerseits der Schnittpunkt zwischen erstem und zweiten Kühlkanal möglichst nahe an die Zylinderkopfdichtfläche und andererseits der erste Kühlkanal im Bereich des oberen Drittels des ersten Kühlraumes von diesem abzweigt. Dies ermöglicht eine besonders gute Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylindersteges.
  • Wesentlich ist, dass zum Unterschied zu bekannten Kurbelgehäusen erster und zweiter Kühlkanal keine Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlraum herstellen. Dadurch wird erreicht, dass zwischen dem ersten Kühlraum und dem Zylinderkopf eine gezielte Kühlmittelströmung durch die thermisch kritischen Bereiche der Zylinderstege stattfindet, wobei sich das Kühlmittel im Bereich des Schnittpunktes der beiden Kühlkanäle in die erste und die zweite Bohrung aufteilt.
  • Eine sehr einfache Fertigung lässt sich erreichen, wenn die erste Querbohrung und/oder die erste Bohrung als Sackloch ausgeführt ist.
  • In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass erster und zweiter Kühlraum im Bereich des Zylindersteges durch zumindest eine zweite Querbohrung etwa normal zur Motorlängsebene miteinander strömungsverbunden sind. Die zweite Querbohrung verbindet ersten und zweiten Kühlraum im Bereich des Zylindersteges miteinander. Da die zweite Querbohrung räumlich getrennt vom ersten und zweiten Kühlkanal ausgebildet ist, wird eine nachteilige Beeinflussung der Strömung in den Zylinderkopf vermieden.
  • In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass erste und zweite Bohrung unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen, wobei vorzugsweise auf der heißeren Längsseite des Kurbelgehäuses zumindest eine Bohrung zumindest abschnittsweise eine größere Querschnittsfläche aufweist als auf der kühleren Längsseite. Dadurch kann die Kühlung der heißeren Seite verbessert werden.
  • Eine weitere Verbesserung der Kühlleistung lässt sich erzielen, wenn die erste und/oder die zweite Querbohrung geneigt zur Zylinderkopfdichtfläche ausgebildet ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie I-I in 2 und
  • 2 eine Draufsicht auf das Kurbelgehäuse im Bereich eines Ventilsteges.
  • Die 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 in einem Schnitt normal zur Kurbelwellenachse 2 im Bereich des Zylindersteges 3 zwischen zwei benachbarten Zylindern A, B. Beidseits einer durch die Zylinderachsen und die Kurbelwellenachse 2 ausgespannten Motorlängsebene 4 sind Kühlräume 5, 6 zur Kühlung der Zylinder A, B angeordnet. Der sich bezüglich der Motorlängsebene 4 auf einer ersten Seite 7 befindende erste Kühlraum 5 ist über zumindest einen ersten Kühlkanal 8 im Bereich des Zylindersteges 3 mit einer bezüglich der Motorlängsebene 4 auf der zweiten Seite 19 angeordneten ersten Kühlmittelöffnung 9 in der Zylinderkopfdichtfläche 10 verbunden. Die erste Kühlmittelöffnung 9 führt zu nicht weiter ersichtlichen Kühlräumen in einem anschließenden Zylinderkopf.
  • Der erste Kühlkanal 8 weist eine bezüglich der Motorlängsebene 4 schräg angeordnete erste Bohrung 11 auf, welche die Motorlängsebene 4 in einem ersten Schnittbereich 12 schneidet. Der erste Kühlkanal 8 weist weiters eine erste Querbohrung 13, welche vom ersten Kühlraum 5 ausgeht und als Sackloch ausgebildet ist. Die erste Bohrung 11 und die erste Querbohrung 13 schneiden einander in einem zweiten Schnittbereich 14.
  • Weiters ist im Bereich des Zylindersteges 3 ein durch eine zweite Bohrung 15 gebildeter zweiter Kühlkanal 16 angeordnet, welcher in den ersten Kühlkanal 8 im Bereich des ersten Schnittbereiches 12 einmündet und diesen mit einer zweiten Kühlmittelöffnung 17 in der Zylinderkopfdichtfläche 10 strömungsverbindet.
  • Weiters kann zwischen erstem und zweitem Kühlraum 5, 6 zumindest eine zweite Querbohrung 18 vorgesehen sein.
  • Mit Bezugszeichen 20 sind Gewindebohrungen für Zylinderkopfschrauben bezeichnet.
  • Das Kühlmittel strömt aus dem ersten Kühlraum 5 über die erste Querbohrung 13 und die erste Bohrung 11 in den Bereich des Zylindersteges 3. Im ersten Schnittbereich 12 teilt sich das Kühlmittel auf und gelangt über die erste Boh rung 11 und die zweite Bohrung 15 zur ersten bzw. zweiten Kühlmittelöffnung 9, 17 und wird anschließend in die Kühlräume des Zylinderkopfes geführt. Durch die Y-förmige Anordnung von erstem und zweiten Kühlkanal 8, 16 wird eine gezielte Kühlmittelströmung in die thermisch kritischen Bereiche des Zylindersteges 3 und weiter in den Zylinderkopf erreicht, wodurch die Zylinderstege 3 optimal gekühlt werden. Durch die zweite Querbohrung 18 kann gegebenenfalls eine Kühlmittelströmung zwischen erstem und zweitem Kühlraum 5, 6 vorgesehen sein. Durch die beschriebene Anordnung der Kühlkanäle 8, 16 gelingt eine wesentliche Verbesserung der Kühlung der Zylinderstege 3, wobei durch die Position des ersten Schnittbereiches 12 der sich schneidenden Kühlkanäle 8, 16 das Kühlmittel direkt in die thermisch am kritischsten Bereiche der Zylinderstege 3 geführt wird.
  • Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
  • In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hautanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
  • Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
  • Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiele) der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (8)

  1. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse mit zumindest zwei Zylindern mit beidseits der Zylindern sich in Motorlängsrichtung erstreckenden, an bezüglich der Motorlängsebene verschiedenen Seiten angeordneten Kühlräumen, wobei ein auf einer ersten Seite angeordneter erster Kühlraum im Bereich eines Zylindersteges zwischen den beiden Zylindern über zumindest einen ersten Kühlkanal mit einer ersten Kühlmittelöffnung in der Zylinderkopfdichtfläche auf der zweiten Seite verbunden ist, wobei der erste Kühlkanal die Motorlängsebene schneidet und zumindest durch eine schräg zur Motorlängsebene angeordnete erste Bohrung gebildet ist, mit zumindest einem zweiten Kühlkanal im Bereich des Zylindersteges, welcher durch eine vorzugsweise schräg zur Motorlängsebene angeordnete zweite Bohrung gebildet ist, welche eine vorzugsweise auf der ersten Seite angeordnete zweite Kühlmittelöffnung der Zylinderkopfdichtfläche mit der ersten Bohrung verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrung in der ersten Bohrung endet.
  2. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Bohrung und zweite Bohrung im Wesentlichen eine Y-Anordnung zueinander aufweisen.
  3. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkanal zumindest eine vom ersten Kühlraum ausgehende, mit der ersten Bohrung verbundene erste Querbohrung vorzugsweise etwa normal auf die Motorlängsebene aufweist, wobei vorzugsweise die erste Bohrung in die erste Querbohrung einmündet.
  4. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querbohrung und/oder die erste Bohrung als Sackloch ausgeführt ist.
  5. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Kühlraum im Bereich des Zylindersteges durch zumindest eine zweite Querbohrung vorzugsweise etwa normal zur Motorlängsebene miteinander strömungsverbunden sind.
  6. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Bohrung unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.
  7. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 6 mit unterschiedlichen heißen Längsseiten, dadurch gekennzeichnet, dass auf der heißeren Längsseite zumindest eine Bohrung zumindest abschnittsweise eine größere Querschnittsfläche aufweist als auf der kühleren Längsseite.
  8. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Querbohrung geneigt zur Zylinderkopfdichtfläche ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007041010A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Mahle International Gmbh Zylinderkurbelgehäuse für einen Verbrennungsmotor
DE102014214376A1 (de) * 2014-07-23 2016-01-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Motorkomponente eines Hubkolbenmotors

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EP2195520A1 (de) * 2007-08-29 2010-06-16 MAHLE International GmbH Zylinderkurbelgehäuse für einen verbrennungsmotor
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