DE102007045542A1 - Internal-combustion engine i.e. self-igniting internal-combustion engine, for driving e.g. work machine, has cylinder housing air-conditioned outside of portions, and exhaust gas recirculation cooler integrated into cylinder housing - Google Patents

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Abstract

The engine has a connecting rod carrying a piston (6) hinged to a crankshaft, where the piston is movable in a cylinder, which is covered by a cylinder head (9) under formation of a working chamber. A cylinder housing (2) is fitted on a crank case (1), and a cylinder conduit (5) forming the cylinder is inserted into the housing. An inner space (8) is formed between the cylinder conduit and the housing, and is filled with a liquid cooling agent. The housing is air-conditioned outside of portions. An exhaust gas recirculation cooler is integrated into the housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei das Kurbelgehäuse und der zumindest eine Zylinder getrennte Bauteile sind.The The invention relates to an internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, at least one a piston bearing connecting rod is articulated, wherein the piston in one covered by a cylinder head to form a working space Cylinder is movable, with the crankcase and the at least one cylinder are separate components.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 32 44 063 A1 bekannt. Gegenstand dieses Dokuments ist eine Zusatzkühlung für luftgekühlte Brennkraftmaschinen. Diese Zusatzkühlung wird dadurch erreicht, dass der den Brennraum des bzw. der Zylinder umgebende Bereich mittels Schmieröl zusätzlich gekühlt wird. Dabei bleibt die vorhandene Luftkühlung im Prinzip unverändert.Such an internal combustion engine is from the DE 32 44 063 A1 known. The subject of this document is an additional cooling for air-cooled internal combustion engines. This additional cooling is achieved by additionally cooling the area surrounding the combustion chamber of the cylinder or cylinders by means of lubricating oil. The existing air cooling remains unchanged in principle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der, ausgehend von einer Luftkühlung, die Kühlleistung erhöht wird.Of the Invention has for its object to provide an internal combustion engine, in which, starting from an air cooling, the cooling capacity increases becomes.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf das Kurbelgehäuse ein Zylindergehäuse aufgesetzt ist, in das ein den Zylinder bildendes Zylinderrohr eingesetzt ist, dass der zwischen dem Zylinderrohr und dem Zylindergehäuse gebildete Innenraum mit einem flüssigen Kühlmedium befüllt ist und dass das Zylindergehäuse außenseitig zumindest in Teilbereichen luftgekühlt ist. Das Zylindergehäuse umfasst dabei alle Zylinderrohre, die bevorzugt unverrippt in das Zylindergehäuse eingesetzt am oberen und des Zylindergehäuses zentriert und gehalten werden. Die solcherart gehaltenen Zylinderrohre ragen dann in bekannter Art und Weise in das Kurbelgehäuse hinein und sind gegenüber diesem abgedichtet. Die Kühlung der Zylinderrohre erfolgt durch ein flüssiges Medium, zum Beispiel Schmieröl oder Kühlwasser. Das Kühlmedium nimmt die Verbrennungswärme auf und führt diese zumindest teilweise über das luftgekühlte Zylindergehäuse ab. Zusätzlich kann in bekannter Weise das Kühlmedium von einer Kühlmittelpumpe durch einen Wärmetauscher zur weiteren direkten Abführung von aufgenommener Wärme gefördert werden.These Task is solved by the fact that the crankcase a cylinder housing is fitted, in which a cylinder forming cylinder tube is inserted, that between the cylinder tube and the cylinder housing formed interior with a liquid Cooling medium is filled and that the cylinder housing outside air-cooled at least in some areas is. The cylinder housing includes all cylinder tubes, the preferred unripped inserted into the cylinder housing Centered and held at the top and the cylinder housing become. The thus held cylindrical tubes then protrude in a known Way into the crankcase and are opposite this sealed. The cooling of the cylinder tubes takes place through a liquid medium, for example lubricating oil or cooling water. The cooling medium absorbs the heat of combustion at least in part via the air-cooled cylinder housing. additionally can in a known manner the cooling medium from a coolant pump through a heat exchanger for further direct discharge be promoted by absorbed heat.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Zylindergehäuse an den Außenflächen Kühlrippen auf. Dadurch wird eine weiter gesteigerte Wärmeabfuhr erreicht. In Weiterbildung der Erfindung ist ein Abgasrückführungskühler in das Zylindergehäuse integriert, der dann sowohl luftgekühlt als auch flüssigkeitsgekühlt ist. Dadurch wird bei hoher Kühlleistung ein kompakter Aufbau der Brennkraftmaschine erreicht.In further embodiment of the invention, the cylinder housing on the outer surfaces of cooling fins. Thereby a further increased heat dissipation is achieved. In training The invention is an exhaust gas recirculation cooler integrated into the cylinder housing, which is then both air cooled as is also liquid cooled. This will be added high cooling capacity a compact design of the internal combustion engine reached.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Brennkraftmaschine ein integriertes Kühlluftgebläse auf, das wiederum in weiterer Ausgestaltung insbesondere auch den luftgekühlten Zylinderkopf kühlt.In Further embodiment of the invention, the internal combustion engine an integrated cooling fan, which in turn in a further embodiment, in particular the air-cooled Cylinder head cools.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine ist es, dass, ausgehend von einer luftgekühlten Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderrohren und aufgesetzten Einzelzylinderköpfen, die Kühlung insbesondere der Zylinderrohre in dem zu den Zylinderköpfen angrenzenden Bereich wesentlich erhöht wird. Dies wird durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung erreicht, wobei die vorhandenen luftgekühlten Zylinderköpfe weiterverwendet werden. Lediglich das Zylindergehäuse mit den einzusetzenden Zylinderrohren, bei denen grundsätzlich auf die luftgekühlten Zylinderrohre zurückgegriffen werden kann und die Kühlrippen durch beispielsweise ein modifiziertes Fertigungsverfahren weggelassen werden, sind neu herzustellende Bauteile. Dabei ist die dermaßen ausgestaltete Brennkraftmaschine als Variante zu einer ausschließlich luftgekühlten Brennkraftmaschine zu sehen.Of the significant advantage of the invention formed Internal combustion engine is that, starting from an air-cooled Internal combustion engine with individual cylinder tubes and mounted individual cylinder heads, the cooling of the cylinder tubes in particular to the Cylinder heads adjacent area significantly increased becomes. This is achieved by the embodiment described above, the existing air-cooled cylinder heads continue to be used. Only the cylinder housing with the cylinder tubes to be used, where basically resorted to the air-cooled cylinder tubes can be and the cooling fins by, for example Modified manufacturing process can be omitted, are newly manufactured Components. This is the so-designed engine as a variant to an exclusively air-cooled Internal combustion engine to see.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben sind. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention are the drawing description to take in the embodiment shown in the figures the invention are described in detail. Show it:

1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht der Brennkraftmaschine, 1 a partially sectioned schematic side view of the internal combustion engine,

2 eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht auf die Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsform, 2 a partially sectioned schematic plan view of the internal combustion engine in a first embodiment,

3 eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht in einer zweiten Ausführungsform und 3 a partially sectioned schematic plan view in a second embodiment and

4 eine dreidimensionale Darstellung des Zylindergehäuses. 4 a three-dimensional representation of the cylinder housing.

Die Brennkraftmaschine, die als selbstzündende Brennkraftmaschine zur Verwendung insbesondere als Industriemotor oder für den Antrieb einer Arbeitsmaschine oder eines Nutzfahrzeugs einschließlich eines landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts ausgebildet ist, weist ein Kurbelgehäuse 1 auf, auf das ein Zylindergehäuse 2 als separates Bauteil aufgesetzt und befestigt ist. Das Zylindergehäuse 2 weist außenseitig angeordnete Kühlrippen 3 auf, wobei das Zylindergehäuse 2 mitsamt den Kühlrippen 3 von einem Kühlluftgehäuse 4 umgeben ist.The internal combustion engine, which is designed as a self-igniting internal combustion engine for use in particular as an industrial engine or for driving a work machine or a commercial vehicle including an agricultural implement, has a crankcase 1 on top of that, a cylinder housing 2 mounted and attached as a separate component. The cylinder housing 2 has externally arranged cooling fins 3 on, with the cylinder housing 2 including the cooling fins 3 from a cooling air housing 4 is surrounded.

In das Zylindergehäuse 2 sind Zylinderrohre 5 eingesetzt, die bis in das Kurbelgehäuse 1 hineinragen und mit einem umlaufenden Bund in der zylinderkopfseitigen Deckplatte des Zylindergehäuses 2 gehalten sind. Die Zylinderrohre 5 sind gegenüber dem Kurbelgehäuse 1 und der zylinderkopfseitigen Deckplatte des Zylindergehäuses 2 in geeigneter Weise abgedichtet. In den Zylinderrohren 5 sind an einer in dem Kurbelgehäuse 1 drehbar gelagerten Kurbelwelle über Pleuel 7 angelenkte Kolben 6 zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt bewegbar. Der die Zylinderrohre 5 umgebende Innenraum 8 des Zylindergehäuses 2 ist mit einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, befüllt. Auf der Deckplatte des Zylindergehäuse 2 sind jedem Zylinderrohr 5 zugeordnete Zylinderköpfe 9 befestigt, in denen in bekannter Ausgestaltung insbesondere Gaswechseleinrichtungen und Einspritzvorrichtungen angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil der mediengekühlten Zylinderrohre 5 besteht darin, dass gegenüber den mit Kühlrippen versehenen Zylindern der minimale Abstand zwischen den Außenwänden der Zylinder verringert werden kann. Daher kann der mögliche Zylinderdurchmesser um ca. 5% und die Zylinderleistung um ca. 10% gesteigert werden.In the cylinder housing 2 are cylinder tubes 5 Used up in the crankcase 1 protrude and with a circumferential collar in the cylin derkopfseitigen cover plate of the cylinder housing 2 are held. The cylinder tubes 5 are opposite the crankcase 1 and the cylinder head side cover plate of the cylinder housing 2 sealed in a suitable manner. In the cylinder tubes 5 are at one in the crankcase 1 rotatably mounted crankshaft via connecting rod 7 hinged pistons 6 movable between a top dead center and a bottom dead center. The cylinder tubes 5 surrounding interior 8th of the cylinder housing 2 is filled with a cooling medium, in particular cooling water. On the cover plate of the cylinder housing 2 are every cylinder tube 5 assigned cylinder heads 9 fastened, in which, in a known embodiment, in particular gas exchange devices and injection devices are arranged. Another advantage of the media-cooled cylinder tubes 5 is that compared to the finned cylinders, the minimum distance between the outer walls of the cylinders can be reduced. Therefore, the possible cylinder diameter can be increased by about 5% and the cylinder power by about 10%.

Ausweislich der 2 ist seitlich neben dem Zylindergehäuse 2 und dem Kühlluftgehäuse 4 in einem Längskanal 12 ein Kühlgebläse 10 angeordnet, das von einem Riementrieb oder hydraulischen Antrieb angetrieben wird. Insbesondere bei Verwendung eines Riementriebs ist eine elektrisch geregelte Kupplung vorgesehen, die ein Riemenrad 11 mit dem Kühlgebläse 10 verbindet. Mittels der Kupplung ist das Kühlgebläse 10 bedarfsweise ein- und ausschaltbar. Das Kühlgebläse 10 fördert Kühlluft entlang des Zylindergehäuses durch den Längskanal 12, von dem die Kühlluft einerseits durch einen Kühllufteintritt 13 in das Kühlluftgehäuse 4 gelangt und andererseits zu den einzelnen Zylinderköpfen 9 gelangt. Die über den Kühllufteintritt 13 in das Kühlluftgehäuse 4 eintretende Kühlluft strömt entlang des Zylindergehäuses 2 und tritt über stirnseitige Kühlluftaustritte 14 in die Umgebung aus. Das Kühlmedium gelangt über einen Kühlmediumeintritt 15 in den Innenraum des Zylindergehäuses 2 und durch einen gegenüberliegenden Kühlmediumaustritt 16 wieder heraus.Evidently the 2 is laterally next to the cylinder housing 2 and the cooling air housing 4 in a longitudinal channel 12 a cooling fan 10 arranged, which is driven by a belt drive or hydraulic drive. In particular, when using a belt drive, an electrically controlled clutch is provided, which is a pulley 11 with the cooling fan 10 combines. By means of the clutch is the cooling fan 10 if necessary switched on and off. The cooling fan 10 conveys cooling air along the cylinder housing through the longitudinal channel 12 , of which the cooling air on the one hand by a cooling air inlet 13 into the cooling air housing 4 arrives and on the other hand to the individual cylinder heads 9 arrives. The over the cooling air inlet 13 into the cooling air housing 4 incoming cooling air flows along the cylinder housing 2 and occurs via end-side cooling air outlets 14 in the area. The cooling medium passes through a cooling medium inlet 15 in the interior of the cylinder housing 2 and through an opposite cooling medium outlet 16 out again.

Auf der dem Längskanal 12 gegenüberliegenden Längsseite des Zylindergehäuses 2 kann gemäß 3 ein Abgasrückführungskühler 17 in das Zylindergehäuse 2 integriert sein. Der Abgasrückführungskühler 17 weist zur besseren Wärmeübertragung Rippen 18 auf und wird von dem zu kühlenden Abgas, vorzugsweise in Gegenstrom zu dem Kühlmedium, durchströmt. Im Übrigen sind auf dieser Längsseite der Brennkraftmaschine auch die Abgassammelleitung und die Frischluftgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet.On the longitudinal channel 12 opposite longitudinal side of the cylinder housing 2 can according to 3 an exhaust gas recirculation cooler 17 in the cylinder housing 2 be integrated. The exhaust gas recirculation cooler 17 has ribs for better heat transfer 18 and is passed through by the exhaust gas to be cooled, preferably in countercurrent to the cooling medium. Incidentally, the exhaust manifold and the fresh air gas line of the internal combustion engine are arranged on this longitudinal side of the internal combustion engine.

4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Zylindergehäuses 2 mit den Durchtritten für die Zylinderrohre 5, Zylinderkopfbefestigungsschrauben und je Zylinder zwei nebeneinanderliegende Stößelstangeneinrichtungen zur Betätigung der Gaswechselventileinrichtungen in den Zylinderköpfen 9. 4 shows a three-dimensional representation of the cylinder housing 2 with the passages for the cylinder tubes 5 , Cylinder head mounting bolts and two adjacent cylinder per push rod devices for actuating the gas exchange valve devices in the cylinder heads 9 ,

11
Kurbelgehäusecrankcase
22
Zylindergehäusecylinder housing
33
Kühlrippecooling fin
44
KühlluftgehäuseCooling air housing
55
Zylinderrohrcylinder tube
66
Kolbenpiston
77
Pleuelpleuel
88th
Innenrauminner space
99
Zylinderkopfcylinder head
1010
Kühlgebläsecooling fan
1111
Riemenradpulley
1212
Längskanallongitudinal channel
1313
KühllufteintrittCooling air inlet
1414
KühlluftaustrittCooling air outlet
1515
KühlmediumeintrittCoolant inlet
1616
KühlmediumaustrittCoolant outlet
1717
AbgasrückführungskühlerExhaust gas recirculation cooler
1818
Rippenribs

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3244063 A1 [0002] - DE 3244063 A1 [0002]

Claims (5)

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei das Kurbelgehäuse und der zumindest eine Zylinder getrennte Bauteile sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Kurbelgehäuse (1) ein Zylindergehäuse (2) aufgesetzt ist, in das ein den Zylinder bildendes Zylinderrohr (5) eingesetzt ist, dass der zwischen dem Zylinderrohr (5) und dem Zylindergehäuse (2) gebildete Innenraum (8) mit einem flüssigen Kühlmedium befühlt ist und dass das Zylindergehäuse (2) außenseitig zumindest in Teilbereichen luftgekühlt ist.Internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, on which at least one connecting rod bearing a piston is articulated, wherein the piston is movable in a cylinder head covered by a cylinder to form a working space, wherein the crankcase and the at least one cylinder separate Components are, characterized in that on the crankcase ( 1 ) a cylinder housing ( 2 ) is placed, in which a cylindrical cylinder forming the cylinder ( 5 ) is inserted, that between the cylinder tube ( 5 ) and the cylinder housing ( 2 ) formed interior ( 8th ) is felt with a liquid cooling medium and that the cylinder housing ( 2 ) is air-cooled on the outside at least in some areas. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) an den Außenflächen Kühlrippen (3) aufweist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cylinder housing ( 2 ) on the outer surfaces of cooling fins ( 3 ) having. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgasrückführungskühler (17) in das Zylindergehäuse (2) integriert ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that an exhaust gas recirculation cooler ( 17 ) in the cylinder housing ( 2 ) is integrated. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine ein integriertes Kühlluftgebläse (10) aufweist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is an integrated cooling air blower ( 10 ) having. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (9) luftgekühlt ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder head ( 9 ) is air-cooled.
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