DE102011008476B3

DE102011008476B3 - Water-cooled internal combustion engine comprises cylinder head, and intermediate piece, which is arranged between cylinder head and thermostat housing for connecting auxiliary cooler

Info

Publication number: DE102011008476B3
Application number: DE201110008476
Authority: DE
Inventors: Matthias Kringels; Werner Lemme
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2031-01-14

Abstract

The water-cooled internal combustion engine comprises a cylinder head (1), and an intermediate piece (2), which is arranged between the cylinder head and a thermostat housing (3) for connecting an auxiliary cooler (7). The intermediate piece has an inner channel (6) and an outer channel (5). The intermediate piece is designed as a rotary part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Motorthermostat mit einer Einrichtung zum Anschließen von Zusatzeinrichtungen.The invention relates to an internal combustion engine with a motor thermostat with a device for connecting additional devices.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, z. B. aus WO 2007134808 A1 . Hier wird bei einem Thermostatventil für eine Kühlanlage eines Verbrennungsmotors mit einem in einer Ventilkammer anzuordnenden thermostatischen Arbeitselement, das als Antriebselement für einen Hauptventilteller und für ein Kurzschlussventilelement dient, vorgesehen, dass das Kurzschlussventilelement zusätzlich zu einem Ventilschieber mit einem Ventilteller versehen ist, der in Ausfahrrichtung des thermostatischen Arbeitselementes dem Ventilschieber vorgeordnet ist, und dass dem Ventilschieber und dem Ventilteller ein Bauteil zugeordnet ist, das für beide Ventilsitze bildet.Such devices are known, for. B. off WO 2007134808 A1 , Here, in a thermostatic valve for a cooling system of an internal combustion engine with a valve to be arranged in a thermostatic working element, which serves as a drive element for a main valve plate and a short-circuit valve element, provided that the short-circuit valve element is provided in addition to a valve spool with a valve plate in the extension of the Thermostatic working element is arranged upstream of the valve spool, and that the valve spool and the valve disc is associated with a component which forms for both valve seats.

Die DE 10 2007 056 949 A1 zeigt eine Thermostatanordnung für ein Kühlsystem eines Motors, welche umfasst: eine erste Kammer mit einem Einlass und einem Auslass, eine zweite Kammer mit einem Einlass und einem Auslass und eine temperaturgesteuerte Ventilanordnung mit einem Ventilelement, das durch einen in der zweiten Kammer befindlichen, auf Temperatur ansprechenden Aktor beweglich ist, um das Strömen von Kühlmittel von dem Einlass zum Auslass der ersten Kammer zu steuern, wobei die zweite Kammer durch eine thermisch leitende Trennwand von der ersten Kammer getrennt ist und der auf Temperatur ansprechende Aktor mit der Trennwand so thermisch verbunden ist, dass das Öffnen und Schließen des Ventilelements auf einer Kombination der Temperatur des Kühlmittels in der ersten Kammer und der Temperatur des Kühlmittels in der zweiten Kammer beruht.The DE 10 2007 056 949 A1 shows a thermostat assembly for a cooling system of an engine, comprising: a first chamber having an inlet and an outlet, a second chamber having an inlet and an outlet and a temperature-controlled valve assembly with a valve element, by a temperature in the second chamber located responsive actuator is movable to control the flow of coolant from the inlet to the outlet of the first chamber, wherein the second chamber is separated by a thermally conductive partition from the first chamber and the temperature responsive actuator is thermally connected to the partition so in that the opening and closing of the valve element is based on a combination of the temperature of the coolant in the first chamber and the temperature of the coolant in the second chamber.

Die Offenlegungsschrift DE 2 239 201 beschreibt eine Vorrichtung zur Steuerung des Kühlflüssigkeitsdurchflusses am Ausgang einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Hohlkörper, dessen Innenraum mit einer von der Kühlflüssigkeit, die von der Maschine kommt, durchflossenen Leitung verbunden ist und der durch einen Deckel verschlossen ist, an dem ein Rohranschluss zum Anschluss einer zu dem Kühler führenden Leitung ausgebildet ist, und mit einem thermostatischen Ventil zur Steuerung des Kühlflüssigkeitsdurchflusses in Abhängigkeit von der Flüssigkeitstemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltesitz des Endes des Stiftes des wärmedehnbaren Elementes, der Sitz des Ventils, mit dem die ringförmige Scheibe, die von dem Stößel des wärmedehnbaren Elementes getragen wird, zusammenwirkt und die seitlichen Längsarme des U-förmigen Bügels für die Abstützung der Gegenfeder und die Führung des Stößels einstückig mit dem Deckel und dem Rohranschluss ausgebildet sind.The publication DE 2 239 201 describes a device for controlling the flow of coolant fluid at the outlet of an internal combustion engine with a housing consisting of a hollow body, the interior of which is connected to a line flowing through the cooling liquid, which comes from the machine, and which is closed by a lid to which a pipe connection is designed for connection of a conduit leading to the radiator, and with a thermostatic valve for controlling the flow of coolant fluid in dependence on the liquid temperature, characterized in that the retaining seat of the end of the pin of the heat-expandable element, the seat of the valve, with which the annular disc , which is supported by the plunger of the heat-expandable member, cooperates and the lateral longitudinal arms of the U-shaped bracket for supporting the counter spring and the guide of the plunger are formed integrally with the cover and the pipe connection.

Bekannt ist auch, dass das Motorthermostat, das den Wasserkreislauf temperaturabhängig in den kleinen und großen Kühlkreislauf steuert, im Zylinderkopf untergebracht ist. Wenn nun beim Einsatz in Geräten, die beispielsweise eine Bremswiderstandskühlung benötigen, eine Teilmenge des Kühlwassers dem Motorkreislauf entnommen wird, ist daran nachteilig, dass diese Teilmenge zu gering ist, so dass ein zusätzlich zu montierender Kühler größer dimensioniert werden müsste als eigentlich notwendig, da die Entnahme einer Teilmenge aus dem Motorkühlkreislauf die Kühlwirkung innerhalb des Motors in Abhängigkeit der entnommenen Teilmenge und der jeweiligen Motorsituation verändert.It is also known that the engine thermostat, which controls the water cycle temperature-dependent in the small and large cooling circuit, is housed in the cylinder head. Now, when used in devices that require, for example, a braking resistor cooling, a subset of the cooling water is removed from the engine circuit, it is disadvantageous that this subset is too small, so that an additional to be mounted cooler would have to be larger than actually necessary, since the Taking a subset of the engine cooling circuit changed the cooling effect within the engine as a function of the extracted subset and the respective engine situation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit einem Motorthermostat mit einer Einrichtung zum Anschließen von Zusatz einrichtungen zu schaffen, das einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine und der zugehörigen Kühleinrichtung zu vertretbaren Kosten gestattet.Object of the present invention is to provide an internal combustion engine with a motor thermostat with a device for connecting additional devices that allows safe operation of the internal combustion engine and the associated cooling device at a reasonable cost.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die wassergekühlte Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinderkopf, wenigstens ein zwischen Zylinderkopf und einem Thermostatgehäuse angeordnetes, zum Anschluss wenigstens eines Zusatzkühlers geeignetes Zwischenstück aufweist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine und der zugehörigen Kühleinrichtung zu vertretbaren Kosten möglich.This object is achieved in that the water-cooled internal combustion engine has at least one cylinder head, at least one arranged between the cylinder head and a thermostat housing, suitable for connecting at least one additional cooler intermediate piece. This advantageous embodiment enables safe operation of the internal combustion engine and the associated cooling device at a reasonable cost.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück wenigstens einen Innenkanal aufweist. Dieser Innenkanal ist in der Lage, die geänderten Kühlwasserströme so umzuleiten, dass nicht unbedingt eine Neukonstruktion eines Motorblocks notwendig wird, was sich vorteilhaft hinsichtlich der Kostensituation auswirken kann.An advantageous development of the invention provides that the intermediate piece has at least one inner channel. This inner channel is able to redirect the changed cooling water flows so that not necessarily a redesign of an engine block is necessary, which can be advantageous in terms of cost situation.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Zwischenstück wenigstens einen Außenkanal aufweist. Dieser Außenkanal leitet die Kühlwasserströme zum Zusatzkühler um und vermeidet eine Neukonstruktion des Motorblocks, was sich vorteilhaft auf die Kostensituation auswirkt.A further advantageous embodiment provides that the intermediate piece has at least one outer channel. This outer channel diverts the cooling water flows to the auxiliary cooler and avoids a redesign of the engine block, which has an advantageous effect on the cost situation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Zwischenstück als Drehteil ausgeführt ist. Die Ausführung als Drehteil hat Kostenvorteile, da keine Werkzeugkosten entstehen.An advantageous development provides that the intermediate piece is designed as a turned part. The execution as a turned part has cost advantages, since no tooling costs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Zwischenstück wenigstens ein Formmerkmal aufweist, was sowohl Kosten- als auch Sicherheitsvorteile hat, da keine spezielle Montagevorrichtung erzeugt werden muss, da die Einbaulage vordefiniert ist.In a further advantageous embodiment, it is provided that the intermediate piece has at least one shape feature, which has both cost and safety advantages, since no special mounting device must be generated because the mounting position is predefined.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Thermostatventil außermittig auf dem Zwischenstück angeordnet ist, dadurch wird die Herstellbarkeit des Zwischenstücks wesentlich vereinfacht, was sich kostengünstig auf die Lösung der Aufgabe auswirkt. Another advantageous embodiment provides that the thermostatic valve is arranged eccentrically on the intermediate piece, thereby the manufacturability of the intermediate piece is substantially simplified, which has a cost effect on the solution of the problem.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Zwischenstück als Druckgussteil oder als Feingussteil ausgeführt ist, das ohne jegliche Weiterbearbeitung ausgeführt werden könnte, wenn beispielsweise die Innenkontur durch ein oder zwei unter einem Winkel angebrachte Schieber entformt wird.A further advantageous embodiment provides that the intermediate piece is designed as a die-cast part or as a precision casting, which could be carried out without any further processing, for example, if the inner contour is removed from the mold by one or two slides mounted at an angle.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the embodiment shown in the drawings and the dependent claims.

Es zeigen:Show it:

1 einen Schnitt durch ein Thermostatgehäuse mit gegossenem Zwischenstück, 1 a section through a thermostat housing with cast adapter,

2 einen Schnitt durch ein Thermostatgehäuse mit gedrehtem Zwischenstück. 2 a section through a thermostat housing with turned spacer.

In 1 wird ein Zwischenstück 2 dargestellt, das zwischen Thermostat und Thermostatbohrung im Zylinderkopf 1 einer wassergekühlten Brennkraftmaschine eingebaut ist. Der Zylinderkopf 1 in 1 verfügt über eine Thermostatbohrung 13. In dieser Thermostatbohrung 13 ist das Zwischenstück 2 in der Weise angeordnet, dass es mit seinem unteren Ende in die Thermostatbohrung 13 eingesteckt wird und an seinem oberen Ende das Thermostatventil 4 zwischen der hierfür vorgesehenen Thermostatventillagerstelle 14 und dem Thermostatgehäuse 3 angeordnet wird. Der Zusatzkühler 7 wird durch den Anschluss Zuleitung zum Zusatzkühler 12 mit dem Kühlwassersystem der Brennkraftmaschine verbunden und mit Kühlwasser versorgt. Das den Zusatzkühler 7 verlassende Kühlwasser gelangt über den Anschluss Ableitung vom Zusatzkühler 15 in die Nähe bzw. den Einflussbereich des Thermostatventils 4. Der Rücklauf dieses Zusatzkühlers 7 erfolgt wieder ins Zwischenstück 2 oder in Abhängigkeit der Stellung des Thermostatventils 4 direkt ins Thermostatgehäuse 3, von wo aus es direkt zum eigentlichen Kühler der wassergekühlten Brennkraftmaschine geleitet wird. Das Zwischenstück 2 hat einen Außenkanal 5 und einen Innenkanal 6. Der Außenkanal 5 leitet das vom Motor kommende Kühlmedium zum Zusatzkühler 7 um. Der Rücklauf dieses Zusatzkühlers 7 erfolgt wieder ins Zwischenstück 2 oder in einer alternativen Ausgestaltung direkt ins Thermostatgehäuse 3. Das in 1 offenbarte Zwischenstück 2 ist als Gussteil ausgebildet, was insbesondere Strömungsverluste zu minimieren hilft. Das Gussteil hat ein Formmerkmal 8, durch das eine Lageorientierung des Umlenk- bzw. Außenkanals 5 zu den Anschlüssen vom Motor 11 bzw. zum Zusatzkühler 12 ermöglicht wird. Das Zwischenstück 2 dichtet über wenigstens ein Formelement ab. Die Ausrüstung eines Standardmotors mit einem Zusatzkühler 7 ist mittels eines Zwischenstücks 2, wie es in 1 dargestellt wird, möglich.In 1 becomes an intermediate piece 2 shown between the thermostat and the thermostat hole in the cylinder head 1 a water-cooled internal combustion engine is installed. The cylinder head 1 in 1 has a thermostatic hole 13 , In this thermostat hole 13 is the intermediate piece 2 arranged in the way that it has its lower end in the thermostatic hole 13 is plugged in and at its upper end the thermostatic valve 4 between the thermostatic valve point provided for this purpose 14 and the thermostat housing 3 is arranged. The additional cooler 7 becomes the auxiliary cooler through the connection supply line 12 connected to the cooling water system of the internal combustion engine and supplied with cooling water. The additional cooler 7 leaving cooling water passes through the connection discharge from the auxiliary cooler 15 near or the area of influence of the thermostatic valve 4 , The return of this auxiliary cooler 7 takes place again in the intermediate piece 2 or depending on the position of the thermostatic valve 4 directly into the thermostat housing 3 from where it is routed directly to the actual radiator of the water-cooled internal combustion engine. The intermediate piece 2 has an outdoor channel 5 and an inner channel 6 , The outer channel 5 directs the coolant coming from the engine to the auxiliary cooler 7 around. The return of this auxiliary cooler 7 takes place again in the intermediate piece 2 or in an alternative embodiment directly into the thermostat housing 3 , This in 1 revealed intermediate piece 2 is designed as a casting, which helps to minimize flow losses in particular. The casting has a shape feature 8th , By a positional orientation of the deflection or outer channel 5 to the connections from the engine 11 or to the additional cooler 12 is possible. The intermediate piece 2 seals over at least one molding element. The equipment of a standard engine with an auxiliary cooler 7 is by means of an intermediate piece 2 as it is in 1 is shown possible.

Der Zylinderkopf 1 in 2 verfügt über eine Thermostatbohrung 13. In dieser Thermostatbohrung 13 ist das Zwischenstück 2 in der Weise angeordnet, dass es mit seinem unteren Ende in die Thermostatbohrung 13 eingesteckt wird und an seinem oberen Ende das Thermostatventil 4 zwischen der hierfür vorgesehenen Thermostatventillagerstelle 14 und dem Thermostatgehäuse 3 angeordnet wird. Der in 2 gezeigte Zylinderkopf 1 der wassergekühlten Brennkraftmaschine weist an der Oberkante der Thermostatbohrung 13 ebenfalls eine Thermostatventillagerstelle 14 auf, was deutlich macht, dass es sich bei der in 2 dargestellten Brennkraftmaschine mit ihrem zugehörigen Zylinderkopf 1 um einen Standardmotor handelt, bei dem eine Zusatzanwendung zum Einsatz kommt. Bei dieser Zusatzanwendung handelt es sich um einen Zusatzkühler 7. Dieser Zusatzkühler 7 wird durch den Anschluss Zuleitung zum Zusatzkühler 12 mit dem Kühlwassersystem der Brennkraftmaschine verbunden und mit Kühlwasser versorgt. Das den Zusatzkühler 7 verlassende Kühlwasser gelangt über den Anschluss Ableitung vom Zusatzkühler 15 in die Nähe bzw. den Einflussbereich des Thermostatventils 4. Der Rücklauf dieses Zusatzkühlers 7 erfolgt wieder ins Zwischenstück 2 oder in Abhängigkeit der Stellung vor Thermostatventil 4 direkt ins Thermostatgehäuse 3, von wo aus es direkt zum eigentlichen Kühler der wassergekühlten Brennkraftmaschine geleitet wird. Das Zwischenstück 2 hat einen Außenkanal 5 und einen Innenkanal 6. Der Außenkanal 5 leitet das vom Motor kommende Kühlmedium zum Zusatzkühler 7 um. Der Innenkanal 6 leitet das Kühlwasser des Zusatzkühlers 7 je nach Stellung des Thermostatventils 4 direkt ins Innere des Kühlmantels der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfs 1. Die Abdichtung der Kühlkreisläufe untereinander oder gegenüber der Umwelt der Brennkraftmaschine erfolgt im Bereich des Zwischenstücks 2 mittels der Dichtungen 9 beziehungsweise 10 sowie durch die Kanalführungswandungen. Das vom Motor stammende Kühlwasser tritt durch den Anschluss vom Motor 11 in den Bereich des Außenkanals 5 von Zwischenstück 2. Über diesen Außenkanal 5 gelangt das Kühlwasser in den Anschluss Zuleitung zum Zusatzkühler 12, um dann anschließend den Zusatzkühler 7 zu durchlaufen. Das Kühlwasser verlässt dann anschließend den Zusatzkühler 7 um über den Anschluss Ableitung vom Zusatzkühler 15 in den Einflussbereich des Thermostatventils 4 zu gelangen. Der Rücklauf dieses Zusatzkühlers 7 erfolgt wieder ins Zwischenstück 2 oder in Abhängigkeit der Stellung vor Thermostatventil 4 direkt ins Thermostatgehäuse 3.The cylinder head 1 in 2 has a thermostatic hole 13 , In this thermostat hole 13 is the intermediate piece 2 arranged in the way that it has its lower end in the thermostatic hole 13 is plugged in and at its upper end the thermostatic valve 4 between the thermostatic valve point provided for this purpose 14 and the thermostat housing 3 is arranged. The in 2 shown cylinder head 1 the water-cooled internal combustion engine has at the upper edge of the thermostat bore 13 also a thermostatic valve point 14 on, which makes it clear that the in 2 shown internal combustion engine with its associated cylinder head 1 is a standard motor using an auxiliary application. This additional application is an additional cooler 7 , This additional cooler 7 becomes the auxiliary cooler through the connection supply line 12 connected to the cooling water system of the internal combustion engine and supplied with cooling water. The additional cooler 7 leaving cooling water passes through the connection discharge from the auxiliary cooler 15 near or the area of influence of the thermostatic valve 4 , The return of this auxiliary cooler 7 takes place again in the intermediate piece 2 or depending on the position in front of thermostatic valve 4 directly into the thermostat housing 3 from where it is routed directly to the actual radiator of the water-cooled internal combustion engine. The intermediate piece 2 has an outdoor channel 5 and an inner channel 6 , The outer channel 5 directs the coolant coming from the engine to the auxiliary cooler 7 around. The inner channel 6 directs the cooling water of the additional cooler 7 depending on the position of the thermostatic valve 4 directly into the interior of the cooling jacket of the internal combustion engine or the cylinder head 1 , The sealing of the cooling circuits with each other or with respect to the environment of the internal combustion engine takes place in the region of the intermediate piece 2 by means of the seals 9 respectively 10 as well as through the channel guide walls. The cooling water coming from the engine passes through the port of the engine 11 in the area of the outer channel 5 from intermediate piece 2 , About this outer channel 5 the cooling water enters the connection supply line to the additional cooler 12 and then the auxiliary cooler 7 to go through. The cooling water then leaves the auxiliary cooler 7 to drain over the connection from the auxiliary cooler 15 into the sphere of influence of the thermostatic valve 4 to get. The return of this auxiliary cooler 7 takes place again in the intermediate piece 2 or depending on the position in front of thermostatic valve 4 directly into the thermostat housing 3 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zylinderkopfcylinder head
22: Zwischenstückconnecting piece
33: Thermostatgehäusethermostat housing
44: Thermostatventilthermostatic valve
55: Außenkanalouter channel
66: Innenkanalinternal channel
77: Zusatzkühleradditional coolers
88th: Formmerkmalshape feature
99: Dichtungpoetry
1010: Dichtungpoetry
1111: Anschluss vom MotorConnection from the engine
1212: Anschluss Zuleitung zum ZusatzkühlerConnection of supply line to additional cooler
1313: Thermostatbohrungthermostat hole
1414: ThermostatventillagerstelleThermostatic valve bearing
1515: Anschluss Ableitung vom ZusatzkühlerConnection discharge from the auxiliary cooler

Claims

Water-cooled internal combustion engine comprising at least one cylinder head ( 1 ), at least one between cylinder head ( 1 ) and a thermostat housing ( 3 ), for connecting at least one additional cooler ( 7 ) suitable intermediate piece ( 2 ), wherein the intermediate piece ( 2 ) a connection to the additional cooler ( 12 ) and a connection from the auxiliary cooler ( 15 ) having.

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) at least one inner channel ( 6 ) having.

Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) at least one outer channel ( 5 ) having.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) is designed as a turned part.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) is executed as a casting.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) at least one shape feature ( 8th ) having.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that a thermostatic valve ( 4 ) between thermostat housing ( 3 ) and intermediate piece ( 2 ) is arranged.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that a thermostatic valve ( 4 ) off-center on the intermediate piece ( 2 ) is arranged.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) is designed as a die-cast part.

Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate piece ( 2 ) is designed as precision casting.