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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorkühlsysteme und insbesondere Zylinderkopfkühlanordnungen.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformation in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik sein braucht.
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Verbrennungsmotoren können ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennen und dadurch Antriebsmoment erzeugen. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt Wärme, um die Kolben zu bewegen, wobei Drehmoment erzeugt wird. Einiges der nicht genutzten Energie wird von dem Motoraufbau absorbiert, die dann an ein Motorkühlsystem übertragen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Motorbaugruppe kann einen Motorblock, einen Zylinderkopf, der mit dem Motorblock gekoppelt ist, und eine Kühlmittelversorgung aufweisen. Der Motorblock kann eine erste Zylinderbohrung und einen ersten Zylinderkühlmantel an einem Außenumfang der ersten Zylinderbohrung definieren. Der Zylinderkopf kann einen ersten Kanalkühlmantel für einen ersten Satz von Kanälen in Kommunikation mit der ersten Zylinderbohrung definieren. Die Kühlmittelversorgung kann in Kommunikation mit dem ersten Zylinderkühlmantel und dem ersten Kanalkühlmantel stehen. Der erste Kanalkühlmantel kann einen ersten Kopfkühlmantelströmungspfad in Parallelströmungsanordnung mit einem Kühlmittelströmungspfad definieren, der durch den ersten Zylinderkühlmantel definiert ist.
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Bei einer anderen Anordnung kann eine Motorbaugruppe einen Motorblock, einen Zylinderkopf, der mit dem Motorblock gekoppelt ist, und eine Kühlmittelversorgung aufweisen. Der Motorblock kann eine erste Zylinderbohrung und einen ersten Zylinderkühlmantel an einem Außenumfang der ersten Zylinderbohrung definieren. Der Zylinderkopf kann mit dem Motorblock gekoppelt sein und kann einen ersten Kanalkühlmantel für den ersten Satz von Kanälen in Kommunikation mit der ersten Zylinderbohrung definieren. Der erste Satz von Kanälen kann einen ersten und zweiten Kanal aufweisen. Der erste Kanalkühlmantel kann ein erstes Gebiet, das sich um den ersten Kanal erstreckt, ein zweites Gebiet, das sich um den zweiten Kanal erstreckt, einen ersten Kühlmittelzufuhrdurchgang, der sich zu dem ersten Gebiet erstreckt, und einen zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang aufweisen, der sich zu dem zweiten Gebiet erstreckt. Die Kühlmittelversorgung kann in Kommunikation mit dem ersten Zylinderkühlmantel, dem ersten Kühlmittelzufuhrdurchgang und dem zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang stehen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Veranschaulichungszwecken und nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu beschränken.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1; und
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3 ist eine Darstellung von Kühlmitteldurchgängen in der Motorbaugruppe von 1.
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Entsprechende Bezugszeichen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg entsprechende Teile an.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun werden Beispiele der vorliegenden Offenbarung detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Gebräuche zu beschränken.
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Es sind beispielhafte Ausführungsformen vorgesehen, sodass diese Offenbarung vollständig ist und den Schutzumfang dem Fachmann vollständig vermittelt. Es sind zahlreiche spezifische Details dargestellt, wie Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können, und nicht so ausgelegt werden sollen, dass der Schutzumfang der Offenbarung beschränkt wird. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht detailliert beschrieben.
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Wenn ein Element oder eine Schicht als ”an”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann sie sich direkt auf dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu braucht, wenn ein Element als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet ist, sei auf eine ähnliche Weise zu interpretieren (beispielsweise ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, etc.). Der hier verwendete Begriff ”und/oder” umfasst jede und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
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Obwohl die Begriffe erstes, zweites, drittes, etc. hier dazu verwendet sein können, verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe, wie ”erstes”, ”zweites” und andere numerische Begriffe, wenn sie hier verwendet sind, implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern es durch den Kontext nicht deutlich angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, wie unten beschrieben ist, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt ohne Abweichung von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden.
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Eine Motorbaugruppe 10 ist in den 1–3 gezeigt und kann einen Motoraufbau 12 aufweisen, der einen Motorblock 14, einen Zylinderkopf 16, der mit dem Motorblock 14 gekoppelt ist, und ein Kühlsystem 18 definiert. Der Motorblock 14 kann eine erste Zylinderbohrung 20, eine zweite Zylinderbohrung 22, eine dritte Zylinderbohrung 24 und eine vierte Zylinderbohrung 26 definieren. Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel liegen die erste und zweite Zylinderbohrung 20, 22 benachbart zueinander, die zweite und dritte Zylinderbohrung 22, 24 liegen benachbart zueinander und die dritte und vierte Zylinderbohrung 24, 26 liegen benachbart zueinander, wodurch eine Reihen-Vierzylinder-Anordnung gebildet wird. Jedoch findet die vorliegende Offenbarung, während sie in Kombination mit einer Reihen-Vierzylinder-Anordnung gezeigt ist, gleichermaßen Anwendung auf eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und eine Vielzahl von Hubmotorkonfigurationen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, V-Motoren, Reihenmotoren und Boxermotoren wie auch Konfigurationen mit oben liegender Nockenwelle und im Block befindlicher Nockenwelle.
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Der Zylinderkopf 16 kann einen ersten Satz von Kanälen 28 in Kommunikation mit der ersten Zylinderbohrung 20, einen zweiten Satz von Kanälen 30 in Kommunikation mit der zweiten Zylinderbohrung 22, einen dritten Satz von Kanälen 32 in Kommunikation mit der dritten Zylinderbohrung 24 und einen vierten Satz von Kanälen 34 in Kommunikation mit der vierten Zylinderbohrung 26 definieren. Das Kühlsystem 18 kann eine Kühlmittelversorgung von einer Kühlmittelpumpe 36 in Kommunikation mit einem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 und einem Kühlmittelrückführdurchgang 40, der in dem Motoraufbau 12 geformt ist, aufweisen.
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Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel definiert der Motorblock 14 einen ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinderkühlmantel 42, 44, 46, 48, und der Zylinderkopf 16 definiert einen ersten, zweiten, dritten und vierten Kanalkühlmantel 50, 52, 54, 56. Der erste Zylinderkühlmantel 42 kann an einem Außenumfang der ersten Zylinderbohrung 26 definiert sein, der zweite Zylinderkühlmantel 44 kann an einem Außenumfang der zweiten Zylinderbohrung 28 definiert sein, der dritte Zylinderkühlmantel 46 kann an einem Außenumfang der dritten Zylinderbohrung 30 definiert sein und der vierte Zylinderkühlmantel 48 kann an einem Außenumfang der vierten Zylinderbohrung 32 definiert sein.
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Der erste Kanalkühlmantel 50 kann sich um den ersten Satz von Kanälen 28 erstrecken, der zweite Kanalkühlmantel 52 kann sich um den zweiten Satz von Kanälen 30 erstrecken, der dritte Kanalkühlmantel 54 kann sich um den dritten Satz von Kanälen 32 erstrecken, und der vierte Kanalkühlmantel 56 kann sich um den vierten Satz von Kanälen 34 erstrecken. Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel definiert der Motoraufbau 12 einen ersten und zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang 58, 60 in dem Zylinderkopf 16, der sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem ersten Kanalkühlmantel 50 erstreckt. Der Motoraufbau 12 kann gleichermaßen einen ersten und zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang 62, 64 in dem Zylinderkopf 16 definieren, die sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem zweiten Kanalkühlmantel 52 erstrecken, einen ersten und zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang 66, 68 definieren, die sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem dritten Kanalkühlmantel 54 erstrecken, und einen ersten und zweiten Kühlmittelzufuhrdurchgang 70, 72 definieren, die sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem vierten Kanalkühlmantel 56 erstrecken.
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Der Motoraufbau 12 kann zusätzlich einen ersten und zweiten Kühlmittelauslassdurchgang 74, 76 in dem Zylinderkopf 16 definieren, die sich von dem ersten Kanalkühlmantel 50 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken. Der Motoraufbau 12 kann gleichermaßen einen ersten und zweiten Kühlmittelauslassdurchgang 78, 80 in dem Zylinderkopf 16, die sich von dem zweiten Kanalkühlmantel 52 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken, einen ersten und zweiten Kühlmittelauslassdurchgang 82, 84, die sich von dem dritten Kanalkühlmantel 54 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken, und einen ersten und zweiten Kühlmittelauslassdurchgang 86, 88 definieren, die sich von dem vierten Kanalkühlmantel 56 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken.
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Der erste Satz von Kanälen 28 kann einen ersten Kanal 90, einen zweiten Kanal 92, einen dritten Kanal 94 und einen vierten Kanal 96 aufweisen. Gleichermaßen kann der zweite Satz von Kanälen 30 vier Kanäle 98, 100, 102, 104 aufweisen, der dritte Satz von Kanälen 32 kann vier Kanäle 106, 108, 110, 112 aufweisen, und der vierte Satz von Kanälen 34 kann vier Kanäle 114, 116, 118, 120 aufweisen. Die ersten Kanäle 90, 98, 106, 114 und die zweiten Kanäle 92, 100, 108, 116 können jeweils Abgaskanäle bilden. Die dritten Kanäle 94, 102, 110, 118 und die vierten Kanäle 96, 104, 112, 120 können jeweils Ansaugkanäle bilden. Der Motoraufbau 12 kann zusätzlich Zündkerzenöffnungen 122 und Öffnungen 124 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in dem Zylinderkopf 16 für jede Zylinderbohrung definieren. Während die vorliegende Offenbarung als eine zentrale Direkteinspritzanordnung gezeigt ist, ist sie nicht auf derartige Anordnungen beschränkt und findet gleichermaßen Anwendung auf eine Vielzahl anderer Anordnungen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Kanaleinspritzung oder andere Direkteinspritzanordnungen.
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Der erste, zweite, dritte und vierte Kanalkühlmantel 50, 52, 54, 56 können ähnlich zueinander sein. Daher wird zur Vereinfachung nur der erste Kanalkühlmantel 50 beschrieben, wobei zu verstehen sei, dass die Beschreibung gleichermaßen Anwendung auf den zweiten, dritten und vierten Kanalkühlmantel 52, 54, 56 findet. Der erste Kanalkühlmantel 50 kann ein erstes Gebiet 126, das sich um den ersten Kanal 90 erstreckt, ein zweites Gebiet 128, das sich um den zweiten Kanal 92 erstreckt, ein drittes Gebiet 130, das sich um den dritten Kanal 94 erstreckt, und ein viertes Gebiet 132 definieren, das sich um den vierten Kanal 96 erstreckt. Das erste, zweite, dritte und vierte Gebiet 126, 128, 130, 132 können ein Zentralgebiet definieren, das die Zündkerzenöffnung 122 und die Öffnung 124 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung umgibt.
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Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel erstreckt sich das erste Gebiet 126 um den gesamten Umfang des ersten Kanales 90, das zweite Gebiet 128 erstreckt sich um den gesamten Umfang des zweiten Kanales 92, das dritte Gebiet 130 erstreckt sich um den gesamten Umfang des dritten Kanales 94, und das vierte Gebiet 132 erstreckt sich um den gesamten Umfang des vierten Kanales 196. Der erste Kühlmittelzufuhrdurchgang 58 kann sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem ersten Gebiet 126 erstrecken, und der zweite Kühlmittelzufuhrdurchgang 60 kann sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem zweiten Gebiet 128 erstrecken. Der erste Kühlmittelauslassdurchgang 74 kann sich von dem dritten Gebiet 130 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken und der zweite Kühlmittelauslassdurchgang 76 kann sich von dem vierten Gebiet 132 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 erstrecken.
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Der erste Kühlmittelzufuhrdurchgang 58 kann einen ersten Strömungspfad bereitstellen, der eine Kühlmittelströmung durch das erste und dritte Gebiet 126, 130 des ersten Kanalkühlmantels 50 quer über den Zylinderkopf 16 zu dem ersten Kühlmittelauslassdurchgang 74 aufweist. Genauer kann der erste Strömungspfad eine Strömung von dem ersten Kühlmittelzufuhrdurchgang 58 zu dem ersten Gebiet 126 um den Umfang des ersten Kanales 90 zu dem dritten Gebiet 130 um den Umfang des dritten Kanales 94 zu dem ersten Kühlmittelauslassdurchgang 74 aufweisen. Gleichermaßen kann der zweite Kühlmittelzufuhrdurchgang 60 einen zweiten Strömungspfad aufweisen, der eine Kühlmittelströmung durch das zweite und vierte Gebiet 128, 132 des ersten Kanalkühlmantels 50 quer über den Zylinderkopf 16 zu dem zweiten Kühlmittelauslassdurchgang 76 aufweist. Genauer kann der zweite Strömungspfad eine Strömung von dem ersten Kühlmittelzufuhrdurchgang 58 zu dem zweiten Gebiet 128 um den Umfang des zweiten Kanales 92 zu dem vierten Gebiet 132 um den Umfang des vierten Kanales 96 zu dem ersten Kühlmittelauslassdurchgang 74 aufweisen. Der erste und zweite Strömungspfad können parallele Strömungspfade über den Zylinderkopf 16 definieren.
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Der erste Kanalkühlmantel 50 kann einen ersten Kopfkühlmittelströmungspfad quer über den Zylinderkopf 16 definieren, der zweite Kanalkühlmantel 52 kann einen zweiten Kopfkühlmittelströmungspfad quer über den Zylinderkopf 16 definieren, der dritte Kanalkühlmantel 54 kann einen dritten Kopfkühlmittelströmungspfad quer über den Zylinderkopf 16 definieren und der vierte Kanalkühlmantel 56 kann einen ersten Kopfkühlmittelströmungspfad quer über den Zylinderkopf 16 definieren. Der erste, zweite, dritte und vierte Kopfkühlmittelströmungspfad können parallele Strömungspfade von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 definieren (d. h. eine parallele Strömungspfadanordnung, bei der Kühlmittel nicht in Reihe durch den ersten, zweiten, dritten und vierten Kanalkühlmantel 50, 52, 54, 56 zu strömen braucht).
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Der erste, zweite, dritte und vierte Kopfkühlmittelströmungspfad können zusätzlich parallele Strömungspfade von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40 relativ zu dem Zylinderkühlmittelströmungspfad bilden, der durch den ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinderkühlmantel 42, 44, 46, 48 definiert ist (d. h. eine parallele Strömungspfadanordnung, bei der Kühlmittel nicht zu dem ersten, zweiten, dritten oder vierten Zylinderkühlmantel 42, 44, 46, 48 vor einem Strömen zu dem ersten, zweiten, dritten und vierten Kanalkühlmantel 50, 52, 54, 56 zu strömen braucht). Der Motoraufbau 12 kann einen ersten, zweiten, dritten und vierten Zufuhrdurchgang 134, 136, 138, 140 für den Zylinderkühlmantel und einen Kühlmittelauslassdurchgang 142 in dem Motorblock 14 definieren.
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Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel erstreckt sich der erste Zufuhrdurchgang 134 für den Zylinderkühlmantel von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem ersten Zylinderkühlmantel 42, der zweite Zufuhrdurchgang 136 für den Zylinderkühlmantel erstreckt sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem zweiten Zylinderkühlmantel 44, der dritte Zufuhrdurchgang 138 für den Zylinderkühlmantel erstreckt sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem dritten Zylinderkühlmantel 46, der vierte Zufuhrdurchgang 140 für den Zylinderkühlmantel erstreckt sich von dem Kühlmittelversorgungsdurchgang 38 zu dem vierten Zylinderkühlmantel 48, und der Kühlmittelauslassdurchgang 142 erstreckt sich von dem ersten Zylinderkühlmantel 42 zu dem Kühlmittelrückführdurchgang 40. Daher können der erste, zweite, dritte und vierte Zylinderkühlmantel 42, 44, 46, 48 und der erste, zweite, dritte und vierte Kanalkühlmantel 50, 52, 54, 56 jeweils unabhängig voneinander in Kommunikation mit der Kühlmittelversorgung stehen.
