DE102017218834B4 - Coolant channel arrangement for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Ein Verbrennungsmotor (10) hat wenigstens einen Zylinderkopf (12), ein Kurbelgehäuse (14), wenigstens einen im Zylinderkopf (12) verlaufenden ersten Kühlmittelkanal (18) und wenigstens einen zumindest teilweise durch das Kurbelgehäuse (14) verlaufenden zweiten Kühlmittelkanal (20). Der zweite Kühlmittelkanal (20) zweigt vom ersten Kühlmittelkanal (18) an einer Abzweigung (22) ab, die innerhalb des Zylinderkopfes (12) liegt.

Figure DE102017218834B4_0000
An internal combustion engine (10) has at least one cylinder head (12), a crankcase (14), at least one in the cylinder head (12) extending first coolant channel (18) and at least one at least partially through the crankcase (14) extending second coolant channel (20). The second coolant channel (20) branches off from the first coolant channel (18) at a branch (22) which lies inside the cylinder head (12).
Figure DE102017218834B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse.The invention relates to an internal combustion engine with a cylinder head and a crankcase.

Verbrennungsmotoren müssen stets temperiert werden, insbesondere um die während des Verbrennungsprozesses entstehende Wärme abzuleiten. Der Zylinderkopf ist bei einem Verbrennungsmotor das kritischere Bauteil, sodass der Zylinderkopf stärker als das Kurbelgehäuse gekühlt werden muss. Gleichzeitig ist bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors eine Erwärmung des Kurbelgehäuses erwünscht, um das Kurbelgehäuse schnell auf seine Betriebstemperatur zu bringen. Der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse haben folglich unterschiedliche Anforderungen an die Temperierung.Internal combustion engines must always be tempered, in particular in order to dissipate the heat generated during the combustion process. The cylinder head is the more critical component of an internal combustion engine, so the cylinder head must be cooled more than the crankcase. At the same time warming of the crankcase is desirable in a cold start of the engine to bring the crankcase quickly to its operating temperature. The cylinder head and the crankcase therefore have different requirements for the temperature.

Üblicherweise wird die Temperierung eines Verbrennungsmotors mittels Kühlmittelkanälen eines Kühlmittelkreislaufs erreicht, die durch den Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse verlaufen. Durch die Kühlmittelkanäle strömt ein Kühlmittel, das eine Temperierung des Zylinderkopfes oder des Kurbelgehäuses bewirkt. Um den unterschiedlichen Anforderungen von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse gerecht zu werden, sind sogenannte Split-cooling Konzepte bekannt, bei denen der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse getrennte Kühlkreisläufe haben, die unterschiedlich angesteuert werden.Usually, the temperature of an internal combustion engine is achieved by means of coolant channels of a coolant circuit which extend through the cylinder head and the crankcase. Through the coolant channels flows a coolant, which causes a temperature of the cylinder head or the crankcase. In order to meet the different requirements of cylinder head and crankcase, so-called split-cooling concepts are known in which the cylinder head and the crankcase have separate cooling circuits, which are controlled differently.

Ein Verbrennungsmotor mit einem Split-cooling Konzept ist beispielsweise aus der DE 20 2017 102 039 U1 bekannt.An internal combustion engine with a split-cooling concept is for example from the DE 20 2017 102 039 U1 known.

Die DE 102 12 672 A1 zeigt eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, bei der ein Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist, der sich sowohl durch den Zylinderkopf als auch durch das Kurbelgehäuse erstreckt.The DE 102 12 672 A1 shows a liquid-cooled internal combustion engine, in which a coolant circuit is provided, which extends through both the cylinder head and through the crankcase.

Aus DE 100 48 582 A1 ist ein flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem im Zylinderkopfgehäuse für jeden Brennraum ein Kühlmittelraum ausgestaltet ist, der die Einlass- und Auslasskanäle sowie den Aufnahmeschacht für eine Zündkerze oder ein Einspritzventil zumindest teilweise umgibt.Out DE 100 48 582 A1 a liquid-cooled cylinder head for an internal combustion engine is known in which in the cylinder head housing for each combustion chamber, a coolant space is designed, which at least partially surrounds the inlet and outlet ports and the receiving shaft for a spark plug or an injection valve.

In der DE 102 44 829 A1 ist ferner eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit wenigstens zwei in Reihe angeordneten Zylindern gezeigt. Der Abwärmetransfer aus einem brennraumnahen Wandungsbereich eines Zylinderkopfes erfolgt hierbei unter Einsatz eines flüssigen Kühlmediums.In the DE 102 44 829 A1 Further, there is shown a liquid-cooled internal combustion engine having at least two cylinders arranged in series. The waste heat transfer from a combustion chamber near wall region of a cylinder head takes place here using a liquid cooling medium.

Problematisch bei solchen Split-cooling Konzepten ist es, dass Absperrsysteme, wie geschaltete Ventile, notwendig sind, um den Kühlmittelstrom zu lenken. Diese Ventile sind jedoch ein Kostenfaktor, erhöhen den Gegendruck im Kühlmittelkanal und haben eine gewisse Störanfälligkeit.The problem with such split-cooling concepts is that shut-off systems, such as switched valves, are necessary to direct the flow of coolant. However, these valves are a cost factor, increase the back pressure in the coolant channel and have a certain susceptibility to interference.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse bereitzustellen, der den unterschiedlichen Anforderungen der Temperierung des Zylinderkopfes und des Kurbelgehäuses gerecht wird und der zugleich effizient und betriebssicher ist.It is therefore an object of the invention to provide an internal combustion engine with a cylinder head and a crankcase, which meets the different requirements of the temperature of the cylinder head and the crankcase and at the same time is efficient and reliable.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, einem Kurbelgehäuse mit wenigstens einem Zylinder, wenigstens einem im Zylinderkopf verlaufenden ersten Kühlmittelkanal und wenigstens einem zumindest teilweise durch das Kurbelgehäuse verlaufenden zweiten Kühlmittelkanal, wobei der zweite Kühlmittelkanal vom ersten Kühlmittelkanal an einer Abzweigung abzweigt, die innerhalb des Zylinderkopfes liegt. Der erste Kühlmittelkanal weist dabei einen ersten Abschnitt auf, der sich vom Kühlmitteleinlass zur Abzweigung erstreckt, und der erste Kühlmittelkanal weist einen zweiten Abschnitt auf, der sich von der Abzweigung zum Kühlmittelauslass des Zylinderkopfes erstreckt. Der zweite Abschnitt ist hierbei größtenteils auf der der Längsachse des Zylinders zugewandten Seite des ersten Abschnittes angeordnet.The object is achieved by an internal combustion engine with a cylinder head, a crankcase with at least one cylinder, at least one extending in the cylinder head first coolant channel and at least one at least partially extending through the crankcase second coolant channel, wherein the second coolant channel branches off from the first coolant channel at a branch, the lies within the cylinder head. The first coolant channel has a first portion extending from the coolant inlet to the branch, and the first coolant channel has a second portion which extends from the branch to the coolant outlet of the cylinder head. The second section is in this case arranged largely on the longitudinal axis of the cylinder-facing side of the first section.

Auf diese Weise wird erreicht, dass der Großteil der Wärme des Zylinderkopfes durch das Kühlmittel abgeführt wird, das durch den zweiten Abschnitt strömt, da der Zylinderkopf zur Längsachse hin wärmer ist als radial von der Längsachse entfernt.In this way it is achieved that the majority of the heat of the cylinder head is discharged through the coolant flowing through the second portion, since the cylinder head is warmer to the longitudinal axis than radially away from the longitudinal axis.

Dabei sind an der Abzweigung insbesondere keine Ventile oder sonstige Absperrsysteme vorgesehen. Auf diese Weise wird das durch den Zylinderkopf fließende Kühlmittel auch zur Temperierung des Kurbelgehäuses verwendet, wodurch zum einen der Zylinderkopf gekühlt und gleichzeitig das Kurbelgehäuse temperiert werden kann. Durch eine geeignete Wahl der Geometrie und/oder der Lage der Abzweigung kann die Temperatur des zum Kurbelgehäuse verlaufenden Kühlmittels eingestellt werden.In particular, no valves or other shut-off systems are provided at the branch. In this way, the coolant flowing through the cylinder head is also used to control the temperature of the crankcase, whereby on the one hand the cylinder head can be cooled and at the same time the crankcase can be tempered. By a suitable choice of the geometry and / or the position of the branch, the temperature of the coolant flowing to the crankcase can be adjusted.

Somit sind keine Ventile oder sonstige Absperrsysteme notwendig, um den unterschiedlichen Temperaturanforderungen des Zylinderkopfes und des Kurbelgehäuses gerecht zu werden.Thus, no valves or other shut-off systems are necessary to meet the different temperature requirements of the cylinder head and the crankcase.

Zum Beispiel verläuft der zweite Kühlmittelkanal bei einem Mehrzylindermotor durch die Stege zwischen zwei Zylindern.For example, in a multi-cylinder engine, the second coolant passage extends through the lands between two cylinders.

Beispielsweise weist der Zylinderkopf wenigstens einen Kühlmitteleinlass zum Einbringen von Kühlmittel in die Baugruppe aus Zylinderkopf und Kurbelgehäuse und wenigstens einen Kühlmittelauslass zum Abtransport von Kühlmittel aus der Baugruppe aus Zylinderkopf und Kurbelgehäuse auf, wobei sich der erste Kühlmittelkanal vom Kühlmitteleinlass zum Kühlmittelauslass erstreckt, wodurch der Zylinderkopf effizient gekühlt werden kann.For example, the cylinder head has at least one coolant inlet for introducing coolant into the assembly of cylinder head and crankcase and at least one coolant outlet for removing coolant from the assembly of cylinder head and crankcase, wherein the first coolant channel extends from the coolant inlet to the coolant outlet, whereby the cylinder head can be efficiently cooled.

Denkbar ist es auch, dass der zweite Kühlmittelkanal von der Abzweigung durch das Kurbelgehäuse zum Kühlmittelauslass des Zylinderkopfes verläuft. In diesem Falle benötigt das Kurbelgehäuse weder einen Kühlmitteleinlass noch einen Kühlmittelauslass. Im Rahmen dieser Erfindung bezeichnen die Begriffe Kühlmittelauslass und Kühlmitteleinlass nicht die Öffnungen des zweiten Kühlmittelkanals zwischen dem Zylinderkopf und dem Kurbelgehäuse, sondern lediglich solche Öffnungen der Kühlmittelkanäle, durch die Kühlmittel in die Baugruppe aus Zylinderkopf und Kurbelgehäuse hinein oder daraus herausfließen kann.It is also conceivable that the second coolant channel extends from the branch through the crankcase to the coolant outlet of the cylinder head. In this case, the crankcase requires neither a coolant inlet nor a coolant outlet. In the context of this invention, the terms coolant outlet and coolant inlet do not denote the openings of the second coolant channel between the cylinder head and the crankcase, but only those openings of the coolant channels through which coolant can flow into or out of the cylinder head and crankcase assembly.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Kurbelgehäuse einen Kühlmittelauslass zum Abtransport von Kühlmittel aus der Baugruppe aus Zylinderkopf und Kurbelgehäuse auf, wobei sich der zweite Kühlmittelkanal von der Abzweigung zum Kühlmittelauslass des Kurbelgehäuses erstreckt, wodurch das Kurbelgehäuse auf einfache Weise temperiert werden kann. Dabei hat das Kurbelgehäuse keinen Kühlmitteleinlass durch den Kühlmittel von anderen Bauteilen als vom Zylinderkopf in das Kurbelgehäuse eingebracht wird.In one embodiment of the invention, the crankcase has a coolant outlet for the removal of coolant from the assembly of cylinder head and crankcase, wherein the second coolant channel extends from the branch to the coolant outlet of the crankcase, whereby the crankcase can be tempered in a simple manner. The crankcase has no coolant inlet through the coolant from other components than the cylinder head is introduced into the crankcase.

Zum Beispiel sind die Kühlmittelauslässe des Zylinderkopfes und des Kurbelgehäuses auf der gleichen Seite des Zylinders, insbesondere übereinander angeordnet.For example, the coolant outlets of the cylinder head and the crankcase are arranged on the same side of the cylinder, in particular one above the other.

Vorzugsweise liegen der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass des Zylinderkopfes in einer Ansicht in Richtung der Längsachse des Zylinders auf der gleichen Seite des Zylinders, insbesondere nebeneinander, und die Abzweigung liegt auf der anderen Seite des Zylinders, und/oder die Abzweigung liegt dem Kühlmitteleinlass oder dem Kühlmittelauslass des Zylinderkopfes im Wesentlichen diametral gegenüber. Dadurch wird erreicht, dass das Kühlmittel den Zylinderkopf zum Teil durchströmen muss, bevor es an der Abzweigung teilweise zum Kurbelgehäuse fließt, wodurch die Abwärme des Zylinderkopfes effizient zur Temperierung des Kurbelgehäuses verwendet werden kann.Preferably, the coolant inlet and the coolant outlet of the cylinder head lie in a view in the direction of the longitudinal axis of the cylinder on the same side of the cylinder, in particular side by side, and the branch is on the other side of the cylinder, and / or the branch is the coolant inlet or the coolant outlet the cylinder head substantially diametrically opposite. This ensures that the coolant must flow through the cylinder head before it partially flows to the junction to the crankcase, whereby the waste heat of the cylinder head can be used efficiently for controlling the temperature of the crankcase.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Abzweigung auf der Seite des Zylinders angeordnet, auf der sich ein Einlassventil zum Einbringen vom Kraftstoff in den Zylinder befindet wodurch, insbesondere bei V-Motoren, eine einfache Entlüftung ermöglicht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kühlmittelfluss in die gleiche Richtung verläuft wie Luftblasen im Kühlmittel aufsteigen würden.In one embodiment of the invention, the branch is arranged on the side of the cylinder on which an inlet valve for introducing fuel into the cylinder is located, whereby a simple venting is made possible, in particular in the case of V-engines. This is achieved by the coolant flow going in the same direction as air bubbles in the coolant would rise.

Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt vollständig auf der der Längsachse des Zylinders zugewandten Seite des ersten Abschnittes angeordnet.Preferably, the second section is arranged completely on the side of the first section facing the longitudinal axis of the cylinder.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Geometrien und/oder Lagen des ersten Kühlmittelkanals, insbesondere des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts, des zweiten Kühlmittelkanals und/oder der Abzweigung derart gewählt, dass weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, besonders bevorzugt etwa 8% des an der Abzweigung eintreffenden Kühlmittels in den zweiten Kühlmittelkanal strömen. Auf diese Weise wird ohne die Verwendung von Ventilen eine bestimmte Proportionalität der Kühlung zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse erreicht.In one embodiment of the invention, the geometries and / or positions of the first coolant channel, in particular the first section and the second section, the second coolant channel and / or the branch are selected such that less than 15%, in particular less than 10%, particularly preferred about 8% of the incoming coolant at the junction flow into the second coolant channel. In this way, without the use of valves, a certain proportionality of the cooling between the cylinder head and the crankcase is achieved.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Zylinderkopf zwei Kühlmitteleinlässe und der erste Kühlmittelkanal zwei erste Abschnitte auf, die jeweils einem der Kühlmitteleinlässe zugeordnet sind und die den jeweiligen Kühlmitteleinlass mit der Abzweigung verbinden. Auf diese Weise kann ein symmetrischer Aufbau des ersten Kühlmittelkanals im Zylinderkopf erreicht werden, wodurch ein homogener Wärmeabtransport gewährleistet wird. Dabei kann der Kühlmittelauslass zwischen den Kühlmitteleinlässen angeordnet sein.In one embodiment of the invention, the cylinder head has two coolant inlets and the first coolant channel has two first sections which are each associated with one of the coolant inlets and which connect the respective coolant inlet to the branch. In this way, a symmetrical structure of the first coolant channel can be achieved in the cylinder head, whereby a homogeneous heat dissipation is ensured. In this case, the coolant outlet can be arranged between the coolant inlets.

Denkbar ist auch, dass entweder ein zweiter Abschnitt oder zwei zweite Abschnitte des ersten Kühlmittelkanals vorgesehen sind. Der eine bzw. die beiden zweiten Abschnitte können zwischen den beiden ersten Abschnitten angeordnet sein, insbesondere radial zwischen den beiden ersten Abschnitten.It is also conceivable that either a second section or two second sections of the first coolant channel are provided. The one or the two second sections may be arranged between the two first sections, in particular radially between the two first sections.

In einer Ausführungsvariante kann der Verbrennungsmotor mehrere Zylinder mit jeweils einem ersten Kühlmittelkanal und einem zweiten Kühlmittelkanal aufweisen, wodurch ein Mehrzylindermotor auf einfache Weise temperiert werden kann.In one embodiment, the internal combustion engine may comprise a plurality of cylinders each having a first coolant channel and a second coolant channel, whereby a multi-cylinder engine can be tempered in a simple manner.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors,
  • - 2 eine schematische Schnittansicht durch den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors nach 1,
  • - 3 eine schematische Schnittansicht durch das Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors nach 1,
  • - 4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors in einer schematischen Seitenansicht,
  • - 5 eine schematische Schnittansicht durch den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors nach 4, und
  • - 6 eine schematische Schnittansicht durch das Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors nach 4.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • - 1 a schematic sectional view of a first embodiment of an internal combustion engine according to the invention,
  • - 2 a schematic sectional view through the cylinder head of the engine according to 1 .
  • - 3 a schematic sectional view through the crankcase of the internal combustion engine according to 1 .
  • - 4 A second embodiment of an internal combustion engine according to the invention in a schematic side view,
  • - 5 a schematic sectional view through the cylinder head of the engine according to 4 , and
  • - 6 a schematic sectional view through the crankcase of the internal combustion engine according to 4 ,

In den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Verbrennungsmotors 10 mit einem Zylinderkopf 12 und einem Kurbelgehäuse 14 teilweise gezeigt.In the 1 to 3 is a first embodiment of an internal combustion engine 10 with a cylinder head 12 and a crankcase 14 partially shown.

Der Verbrennungsmotor 10 ist beispielsweise ein V-Motor mit zwei Zylinderbänken mit jeweils vier Zylindern 16. Aus Gründen der Übersicht ist in den Figuren nur eine der Zylinderbänke dargestellt, wobei in 1 die zweite Zylinderbank gestrichelt angedeutet ist.The internal combustion engine 10 is for example a V-engine with two cylinder banks, each with four cylinders 16 , For the sake of clarity, only one of the cylinder banks is shown in the figures, wherein in 1 the second cylinder bank is indicated by dashed lines.

Die Zylinder 16 sind zum Beispiel in der vorgesehen Einbauposition des Verbrennungsmotors 10 in einem Fahrzeug gekippt, d.h. die Längsachse L der Zylinder 16 schließt mit der Vertikalen bzw. der Richtung G der Schwerkraft einen von Null verschiedenen Winkel ein.The cylinders 16 are for example in the intended installation position of the internal combustion engine 10 tilted in a vehicle, ie the longitudinal axis L of the cylinder 16 includes with the vertical or the direction G of gravity a non-zero angle.

Der Verbrennungsmotor 10 hat einen ersten Kühlmittelkanal 18 und einen zweiten Kühlmittelkanal 20, die an einer Abzweigung 22 im Zylinderkopf 12 fluidisch miteinander verbunden sind. Die beiden Kühlmittelkanäle 18, 20 sind Teil eines Kühlkreislaufes zur Temperierung des Verbrennungsmotor 10.The internal combustion engine 10 has a first coolant channel 18 and a second coolant channel 20 at a fork 22 in the cylinder head 12 fluidly connected to each other. The two coolant channels 18 . 20 are part of a cooling circuit for temperature control of the internal combustion engine 10 ,

Die beiden Kühlmittelkanäle 18, 20 sind für jeden Zylinder 16 identisch, sodass im Folgenden die Kühlmittelkanäle 18, 20 lediglich eines Zylinders 16 beispielhaft beschrieben werden.The two coolant channels 18 . 20 are for every cylinder 16 identical, so in the following the coolant channels 18 . 20 only one cylinder 16 described by way of example.

Der Verbrennungsmotor 10 weist zudem einen Versorgungsabschnitt 24 auf, in dem zwei Zuführkanäle 26 (2) und ein Abführkanal 28 vorgesehen sind.The internal combustion engine 10 also has a service section 24 on, in which two feed channels 26 ( 2 ) and a discharge channel 28 are provided.

In der Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 besteht der Versorgungsabschnitt 24 aus zwei Teilen, die je einteilig mit dem Zylinderkopf 12 bzw. dem Kurbelgehäuse 14 ausgebildet sind. Im Rahmen dieser Erfindung soll der Versorgungsabschnitt 24 jedoch nicht als Teil des Zylinderkopfes 12 oder des Kurbelgehäuses 14 angesehen werden.In the embodiment according to the 1 to 3 consists of the supply section 24 made of two parts, each one-piece with the cylinder head 12 or the crankcase 14 are formed. In the context of this invention, the supply section 24 but not as part of the cylinder head 12 or the crankcase 14 be considered.

Der Zylinderkopf 12 weist zwei Kühlmitteleinlässe 30 (2) und einen Kühlmittelauslass 32 auf, in die die Zuführkanäle 26 bzw. der Abführkanal 28 des Versorgungsabschnittes 24 münden.The cylinder head 12 has two coolant inlets 30 ( 2 ) and a coolant outlet 32 on, in which the feed channels 26 or the discharge channel 28 of the service section 24 lead.

Durch die Kühlmitteleinlässe 30 und den Kühlmittelauslass 32 wird somit Kühlmittel der Baugruppe aus Zylinderkopf 12 und Kurbelgehäuse 14 zugeführt bzw. aus dieser abgeführt.Through the coolant inlets 30 and the coolant outlet 32 thus becomes coolant of the cylinder head assembly 12 and crankcase 14 supplied or removed from this.

In 2 ist gut zu erkennen, dass der Kühlmittelauslass 32 zwischen den beiden Kühlmitteleinlässen 30 liegt, die jeweils auf einer Seite des Zylinders 16 angeordnet sind.In 2 It is good to see that the coolant outlet 32 between the two coolant inlets 30 lies, each on one side of the cylinder 16 are arranged.

Bezüglich des Zylinders 16 diametral zum Kühlmittelauslass 32 gegenüber liegt die Abzweigung 22, die somit auf der anderen Seite des Zylinders 16 angeordnet ist.Regarding the cylinder 16 diametrically to the coolant outlet 32 opposite is the turnoff 22 thus on the other side of the cylinder 16 is arranged.

Die beiden Seiten des Zylinders 16 können zum Beispiel von der Mittellinie M (2) der Zylinderbank, zum Beispiel definiert durch eine Grade durch die Mittelpunkte der nebeneinander liegenden Zylinder 16, getrennt werden.The two sides of the cylinder 16 for example, from the midline M ( 2 ) of the cylinder bank, for example defined by a degree through the centers of the adjacent cylinders 16 to be separated.

Die Abzweigung 22 ist dabei auf der Seite des Zylinders 16 vorgesehen, an der sich das Einlassventil 34 (in 1 lediglich angedeutet) zum Einbringen des Kraftstoffes in den Zylinder 16 befindet.The turnoff 22 is on the side of the cylinder 16 provided, at which the inlet valve 34 (in 1 merely indicated) for introducing the fuel into the cylinder 16 located.

Wie in 2 zu sehen beginnt der erste Kühlmittelkanal 18 an den Kühlmitteleinlässen 30, passiert die Abzweigung 22 und verläuft durch den Zylinderkopf 12 zum Kühlmittelauslass 32.As in 2 The first coolant channel begins 18 at the coolant inlets 30 , the turnoff happens 22 and runs through the cylinder head 12 to the coolant outlet 32 ,

Der erste Kühlmittelkanal 18 ist in der gezeigten Ausführungsform vollständig im Zylinderkopf 12 vorgesehen und weist zwei erste Abschnitte 36 und einen zweiten Abschnitt 38 auf.The first coolant channel 18 is completely in the cylinder head in the embodiment shown 12 provided and has two first sections 36 and a second section 38 on.

Die beiden ersten Abschnitte 36 verlaufen zwischen jeweils einem der Kühlmitteleinlässe 30 und der Abzweigung 22, und der zweite Abschnitt 38 verläuft von der Abzweigung 22 zum Kühlmittelauslass 32.The first two sections 36 run between each one of the coolant inlets 30 and the turnoff 22 , and the second section 38 runs from the junction 22 to the coolant outlet 32 ,

Der zweite Abschnitt 38 verläuft zwischen den beiden ersten Abschnitten 36 und passiert die Längsachse L des Zylinders 16.The second section 38 runs between the first two sections 36 and happens the longitudinal axis L of the cylinder 16 ,

Der zweite Abschnitt 38 verläuft somit vollständig auf der Seite der ersten Abschnitte 36, die jeweils der Längsachse L des Zylinders 16 zugewandt ist.The second section 38 thus runs completely on the side of the first sections 36 , each of the longitudinal axis L of the cylinder 16 is facing.

An der Abzweigung 22 beginnt der zweite Kühlmittelkanal 20 und verläuft in Richtung des Kurbelgehäuses 14.At the junction 22 begins the second coolant channel 20 and runs in the direction of the crankcase 14 ,

Die Geometrien, insbesondere die Strömungsdurchmesser, und/oder die Lagen der Abzweigung 22 und/oder der Kühlmittelkanäle 18, 20, insbesondere des ersten Abschnittes 36 und des zweiten Abschnittes 38, beeinflussen, den Volumen- bzw. Massenstrom des Kühlmittels an der Stelle der Abzweigung 22.The geometries, in particular the flow diameter, and / or the layers of the branch 22 and / or the coolant channels 18 . 20 , in particular the first section 36 and the second section 38 , influence the volume or mass flow of the coolant at the point of diversion 22 ,

Durch eine geeignete Auswahl der Geometrie und/oder der Lagen kann bestimmt werden, welcher Anteil des an der Abzweigung 22 eintreffenden Kühlmittels in den zweiten Kühlmittelkanal 20 strömt und welcher Anteil im ersten Kühlmittelkanal 18 verbleibt und durch den zweiten Abschnitt 38 läuft.By a suitable selection of the geometry and / or the layers can be determined which Share of at the turnoff 22 incoming coolant into the second coolant channel 20 flows and what proportion in the first coolant channel 18 remains and through the second section 38 running.

In den Zeichnungen sind die Lagen und Geometrien zur Veranschaulichung nicht maßstabsgetreu dargestellt. Vorzugsweise sind sie derart gewählt, dass weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, besonders bevorzugt etwa nur 8% des an der Abzweigung 22 eintreffenden Kühlmittels in den zweiten Kühlmittelkanal 20 gelangt.In the drawings, the layers and geometries are not drawn to scale for purposes of illustration. Preferably, they are chosen such that less than 15%, in particular less than 10%, particularly preferably about 8%, of the branching 22 incoming coolant into the second coolant channel 20 arrives.

Der zweite Kühlmittelkanal 20 verläuft zunächst durch den Zylinderkopf 12 und dann in das Kurbelgehäuse 14.The second coolant channel 20 first passes through the cylinder head 12 and then into the crankcase 14 ,

In der Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 weist auch das Kurbelgehäuse 14 einen eigenen Kühlmittelauslass 40 auf, der in den Abführkanal 28 des Versorgungsabschnittes 24 mündet.In the embodiment according to the 1 to 3 also has the crankcase 14 a separate coolant outlet 40 on, in the discharge channel 28 of the service section 24 empties.

Der Kühlmittelauslass 40 des Kurbelgehäuses 14 ist auf der gleichen Seite wie der Kühlmittelauslass 32 des Zylinderkopfes 12 vorgesehen. Zum Beispiel sind der Kühlmittelauslass 40 des Kurbelgehäuses 14 und der Kühlmittelauslass 32 des Zylinderkopfes 12 in Längsrichtung L des Zylinders 16 übereinander angeordnet.The coolant outlet 40 of the crankcase 14 is on the same page as the coolant outlet 32 of the cylinder head 12 intended. For example, the coolant outlet 40 of the crankcase 14 and the coolant outlet 32 of the cylinder head 12 longitudinal L of the cylinder 16 arranged one above the other.

Der zweite Kühlmittelkanal 20 verläuft von der Abzweigung 22 zum Kühlmittelauslass 40 des Kurbelgehäuses 14.The second coolant channel 20 runs from the junction 22 to the coolant outlet 40 of the crankcase 14 ,

Das Kurbelgehäuse 14 hat somit keinen eigenen Kühlmitteleinlass, durch den Kühlmittel in die Baugruppe aus Zylinderkopf 12 und Kurbelgehäuse 14 eingebracht werden kann.The crankcase 14 thus has no separate coolant inlet, through the coolant in the assembly of cylinder head 12 and crankcase 14 can be introduced.

In Längsrichtung L des Zylinders 16 verläuft der zweite Kühlmittelkanal 20, wie in 1 zu sehen ist, zunächst vom Zylinderkopf 12 weg und verzweigt sich in zwei Zweige 42.Longitudinal L of the cylinder 16 runs the second coolant channel 20 , as in 1 can be seen, first from the cylinder head 12 away and branches into two branches 42 ,

Die Zweige 42 entfernen sich jeweils zunächst weiter vom Zylinderkopf 12 bis sie ab einem Wendepunkt 44 wieder zum Zylinderkopf 12 hinlaufen.The branches 42 each move further away from the cylinder head 12 until they turn from a turning point 44 back to the cylinder head 12 go-out.

Aufgrund der Kippung der Längsachse L des Zylinders 16 gegenüber der Vertikalen, laufen die Zweige 42 und somit der zweite Kühlmittelkanal 20 stromabwärts des Wendepunktes 44 nahe an der Vertikalen. Das Kühlmittel strömt daher ab dem Wendepunkt 44 im Wesentlichen entgegen der Richtung G der Schwerkraft.Due to the tilting of the longitudinal axis L of the cylinder 16 opposite the vertical, the branches run 42 and thus the second coolant channel 20 downstream of the turning point 44 close to the vertical. The coolant therefore flows from the inflection point 44 essentially in the opposite direction G of gravity.

Auf diese Weise steigen Luftblasen, die sich in den Zweigen 42 bilden, in Strömungsrichtung auf, wodurch das Entlüften des zweiten Kühlmittelkanals 20 vereinfacht wird.In this way, air bubbles rise in the branches 42 form, in the flow direction, whereby the venting of the second coolant channel 20 is simplified.

Außerdem kann jeder der beiden Zweige 42 zwei verschiedene Arme 46 haben, die an verschiedenen Seiten um den Zylinder 16 herumlaufen. Zum Beispiel verläuft wenigstens einer der Arme 46 durch einen der Stege 48 des Kurbelgehäuses 14, die zwischen zwei benachbarten Zylinders 16 ausgebildet sind.In addition, each of the two branches 42 two different arms 46 have on different sides around the cylinder 16 walk around. For example, at least one of the arms extends 46 through one of the bridges 48 of the crankcase 14 between two adjacent cylinders 16 are formed.

Dadurch teilt sich der zweite Kühlmittelkanal 20 in vier Unterkanäle. Denkbar ist natürlich auch jede andere Anzahl an Unterkanälen oder ein zweiter Kühlmittelkanal 20 der sich nicht verzweigt.As a result, the second coolant channel is divided 20 in four subchannels. Conceivable, of course, any other number of subchannels or a second coolant channel 20 that does not branch.

Im Betrieb des Verbrennungsmotors 10 strömt Kühlmittel durch den Zuführkanal 26 des Versorgungsabschnitts 24 durch die beiden Kühlmitteleinlässe 30 in den Zylinderkopf 12. Dort strömt es zunächst durch die ersten Abschnitte 36 in Richtung der Abzweigung 22. Die Strömung des Kühlmittels ist in den Figuren durch Pfeile dargestellt.In operation of the internal combustion engine 10 Coolant flows through the feed channel 26 of the supply section 24 through the two coolant inlets 30 in the cylinder head 12 , There it first flows through the first sections 36 in the direction of the junction 22 , The flow of the coolant is shown by arrows in the figures.

Dadurch, dass die ersten Abschnitte 36 am Rande der Zylinder 16 verlaufen, wird das in den ersten Abschnitten 36 strömende Kühlmittel leicht erwärmt. Dies liegt daran, dass am Rande der Zylinder 16 geringere Temperaturen auftreten als in der Mitte der Zylinder 16.By doing that, the first sections 36 on the edge of the cylinder 16 This will happen in the first sections 36 flowing coolant heats slightly. This is because on the edge of the cylinder 16 lower temperatures occur than in the middle of the cylinder 16 ,

An der Abzweigung 22 wird nun ein kleiner Teil, in etwa 8%, des leicht erwärmten Kühlmittels in den zweiten Kühlmittelkanal 20 geführt und das übrige Kühlmittel strömt weiter durch den ersten Kühlmittelkanal 18, genauer gesagt durch den zweiten Abschnitt 38.At the junction 22 Now, a small part, in about 8%, of the slightly heated coolant into the second coolant channel 20 guided and the remaining coolant continues to flow through the first coolant channel 18 , more precisely through the second section 38 ,

Das Kühlmittel, das durch den zweiten Abschnitt 38 fließt, strömt dann genau über dem Zylinder 16 entlang und wird stark aufgeheizt, das heißt es transportiert sehr viel Wärme vom Zylinderkopf 12 ab. Vorzugsweise wird der Großteil der Wärme durch den Teil des Kühlmittels abtransportiert, der durch den zweiten Abschnitt 38 fließt.The coolant passing through the second section 38 flows, then flows exactly over the cylinder 16 along and is strongly heated, that is, it transports a lot of heat from the cylinder head 12 from. Preferably, most of the heat is removed by the portion of the coolant passing through the second section 38 flows.

Im Gegensatz dazu strömt das Kühlmittel, das an der Abzweigung 22 in den zweiten Kühlmittelkanal 20 gelenkt wurde, durch das Kurbelgehäuse 14. Insbesondere kurz nach dem Start des Verbrennungsmotors 10 ist das Kurbelgehäuse 14 noch sehr kalt, sodass das leicht vorgewärmte Kühlmittel das Kurbelgehäuse 14 aufwärmt.In contrast, the coolant flowing at the branch flows 22 in the second coolant channel 20 was steered, through the crankcase 14 , In particular, shortly after the start of the internal combustion engine 10 is the crankcase 14 still very cold, so that the slightly preheated coolant the crankcase 14 warms up.

Im Laufe des Betriebs des Verbrennungsmotors 10 stellt sich ein Gleichgewicht im Kurbelgehäuse 14 ein, bei dem auch das Kühlmittel, das durch den zweiten Kühlmittelkanal 20 strömt, Wärme des Kurbelgehäuses 14 abtransportiert.In the course of operation of the internal combustion engine 10 Imagine a balance in the crankcase 14 in which also the coolant flowing through the second coolant channel 20 flows, heat of the crankcase 14 removed.

Auf diese Weise lässt sich ventillos und ohne weiter Absperrmittel ein Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors 10 realisieren, der auf die unterschiedlichen Anforderungen des Zylinderkopfes 12 und des Kurbelgehäuses 14 Rücksicht nimmt.In this way can be valveless and without further shut-off a coolant circuit of an internal combustion engine 10 Realize that on the different requirements of the cylinder head 12 and the crankcase 14 Consideration.

In den 4 bis 6 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der 1 bis 3 entspricht. Im Folgenden wird daher lediglich auf die Unterschiede eingegangen, wobei gleiche und funktionsgleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.In the 4 to 6 a second embodiment of the invention will be described, which is substantially the first embodiment of 1 to 3 equivalent. In the following, therefore, only the differences are discussed, wherein identical and functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

In der zweiten Ausführungsform ist der Versorgungsabschnitt 24 nicht integral mit dem Zylinderkopf 12 und dem Kurbelgehäuse 14 ausgebildet, sondern ein separates Bauteil, z.B. aus Schläuchen.In the second embodiment, the service section is 24 not integral with the cylinder head 12 and the crankcase 14 trained, but a separate component, for example, from hoses.

Außerdem verläuft der zweite Kühlmittelkanal 20, wie in 4 zu sehen, wieder zurück in den Zylinderkopf 12 nachdem er die Zylinder 16 passiert hat.In addition, the second coolant channel runs 20 , as in 4 to see again back in the cylinder head 12 after he has the cylinders 16 happened.

Der zweite Kühlmittelkanal 20 verläuft somit in der zweiten Ausführungsform von der Abzweigung 22 im Zylinderkopf 12 durch das Kurbelgehäuse 14 und auf der anderen Seite des Zylinders 16, genauer gesagt an der Seite des Kühlmittelauslasses 32, wieder in den Zylinderkopf 12.The second coolant channel 20 thus runs in the second embodiment of the branch 22 in the cylinder head 12 through the crankcase 14 and on the other side of the cylinder 16 More specifically, on the side of the coolant outlet 32 , back in the cylinder head 12 ,

Dort mündet der zweite Kühlmittelkanal 20 an einer Mündung 50 in den ersten Kühlmittelkanal 18 und das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkanals 20 strömt dann durch den Kühlmittelauslass 32 des Zylinderkopfes 12.There, the second coolant channel opens 20 at an estuary 50 in the first coolant channel 18 and the coolant of the second coolant channel 20 then flows through the coolant outlet 32 of the cylinder head 12 ,

Somit hat das Kurbelgehäuse 14 in der zweiten Ausführungsform weder einen Kühlmitteleinlass noch einen Kühlmittelauslass.Thus, the crankcase has 14 in the second embodiment, neither a coolant inlet nor a coolant outlet.

Auch der zweite Abschnitt 38 des ersten Kühlmittelkanals 18 ist in der zweiten Ausführungsform anders als in der ersten Ausführungsform ausgeführt.Also the second section 38 of the first coolant channel 18 is performed differently from the first embodiment in the second embodiment.

In der zweiten Ausführungsform sind zwei zweite Abschnitte 38 vorgesehen bzw. der zweite Abschnitt 38 weist zwei Zweige auf, die getrennt voneinander von der Abzweigung 22 zum Kühlmittelauslass 32 verlaufen. Dabei ist es denkbar, dass keiner der zweiten Abschnitte 38 die Längsachse L schneidet, sondern dass die zweiten Abschnitte 38 an getrennten Seiten an der Längsachse L vorbei laufen.In the second embodiment, there are two second sections 38 provided or the second section 38 has two branches separated from each other by the branch 22 to the coolant outlet 32 run. It is conceivable that none of the second sections 38 the longitudinal axis L cuts, but that the second sections 38 on separate sides on the longitudinal axis L run over.

Selbstverständlich können die verschiedenen Merkmale der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden.Of course, the various features of the embodiments can be combined with each other as desired.

Denkbar ist es auch, dass mehr als eine Abzweigung 22 vorgesehen ist. Ebenso kann auch mehr als ein Kühlmittelauslass 32 im Zylinderkopf 12 vorgesehen sein.It is also conceivable that more than one turn 22 is provided. Likewise, more than one coolant outlet can also be used 32 in the cylinder head 12 be provided.

Claims (9)

Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (12), einem Kurbelgehäuse (14) mit wenigstens einem Zylinder (16), wenigstens einem im Zylinderkopf (12) verlaufenden ersten Kühlmittelkanal (18) und wenigstens einem zumindest teilweise durch das Kurbelgehäuse (14) verlaufenden zweiten Kühlmittelkanal (20), wobei der zweite Kühlmittelkanal (20) vom ersten Kühlmittelkanal (18) an einer Abzweigung (22) abzweigt, die innerhalb des Zylinderkopfes (12) liegt, wobei der erste Kühlmittelkanal (18) einen ersten Abschnitt (36) aufweist, der sich vom Kühlmitteleinlass (30) zur Abzweigung (22) erstreckt, und einen zweiten Abschnitt (38) aufweist, der sich von der Abzweigung (22) zum Kühlmittelauslass (32) des Zylinderkopfes (12) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (38) größtenteils auf der der Längsachse (L) des Zylinders (16) zugewandten Seite des ersten Abschnitts (36) angeordnet ist.Internal combustion engine having a cylinder head (12), a crankcase (14) with at least one cylinder (16), at least one first coolant channel (18) extending in the cylinder head (12) and at least one second coolant channel (20) extending at least partially through the crankcase (14) ), wherein the second coolant channel (20) branches off from the first coolant channel (18) at a branch (22) located inside the cylinder head (12), the first coolant channel (18) having a first section (36) extending from the first coolant channel (18) Coolant inlet (30) to the branch (22) extends, and a second portion (38) extending from the branch (22) to the coolant outlet (32) of the cylinder head (12), characterized in that the second portion (38) is arranged largely on the longitudinal axis (L) of the cylinder (16) facing side of the first portion (36). Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (12) wenigstens einen Kühlmitteleinlass (30) zum Einbringen von Kühlmittel in die Baugruppe aus Zylinderkopf (12) und Kurbelgehäuse (14) und wenigstens einen Kühlmittelauslass (32) zum Abtransport von Kühlmittel aus der Baugruppe aus Zylinderkopf (12) und Kurbelgehäuse (14) aufweist, wobei sich der erste Kühlmittelkanal (18) vom Kühlmitteleinlass (30) zum Kühlmittelauslass (32) erstreckt.Internal combustion engine Claim 1 characterized in that the cylinder head (12) comprises at least one coolant inlet (30) for introducing coolant into the cylinder head (12) and crankcase assembly (14) and at least one coolant outlet (32) for removing coolant from the cylinder head assembly (12). 12) and crankcase (14), wherein the first coolant channel (18) extends from the coolant inlet (30) to the coolant outlet (32). Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (14) einen Kühlmittelauslass (40) zum Abtransport von Kühlmittel aus der Baugruppe aus Zylinderkopf (12) und Kurbelgehäuse (14) aufweist, wobei sich der zweite Kühlmittelkanal (20) von der Abzweigung (22) zum Kühlmittelauslass (40) des Kurbelgehäuses (14) erstreckt.Internal combustion engine Claim 1 or 2 characterized in that the crankcase (14) includes a coolant outlet (40) for removing coolant from the cylinder head (12) and crankcase assembly (14), the second coolant passage (20) extending from the branch (22) to the coolant outlet (40) of the crankcase (14). Verbrennungsmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ansicht in Richtung der Längsachse (L) des Zylinders (16) der Kühlmitteleinlass (30) und der Kühlmittelauslass (32) des Zylinderkopfes (12) auf der gleichen Seite des Zylinders (16), insbesondere nebeneinander liegen und die Abzweigung (22) auf der anderen Seite des Zylinders (16) liegt und/oder die Abzweigung (22) dem Kühlmitteleinlass (30) oder dem Kühlmittelauslass (32) des Zylinderkopfes (12) im Wesentlichen diametral gegenüber liegt.Internal combustion engine Claim 2 or 3 , characterized in that in a view in the direction of the longitudinal axis (L) of the cylinder (16) of the coolant inlet (30) and the coolant outlet (32) of the cylinder head (12) on the same side of the cylinder (16), in particular adjacent to each other and the branch (22) lies on the other side of the cylinder (16) and / or the branch (22) lies substantially diametrically opposite the coolant inlet (30) or the coolant outlet (32) of the cylinder head (12). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (22) auf der Seite des Zylinders (16) angeordnet ist, auf der sich ein Einlassventil (34) zum Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder (16) befindet.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the branch (22) on the side of the cylinder (16) is arranged, on which an inlet valve (34) for Introducing fuel into the cylinder (16) is located. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (38) vollständig auf der der Längsachse (L) des Zylinders (16) zugewandten Seite des ersten Abschnitts (36) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the second section (38) is arranged completely on the side of the first section (36) facing the longitudinal axis (L) of the cylinder (16). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrien und/oder Lagen des ersten Kühlmittelkanals (18), insbesondere des ersten Abschnitts (36) und des zweiten Abschnitts (38), des zweiten Kühlmittelkanals (20) und/oder der Abzweigung (22) derart gewählt ist, dass weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, besonders bevorzugt etwa 8% des an der Abzweigung (22) eintreffenden Kühlmittels in den zweiten Kühlmittelkanal (20) strömen.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the geometries and / or positions of the first coolant channel (18), in particular of the first portion (36) and the second portion (38), the second coolant channel (20) and / or the branch (22) is selected such that less than 15%, in particular less than 10%, particularly preferably about 8% of the coolant arriving at the branch (22) flow into the second coolant channel (20). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (12) zwei Kühlmitteleinlässe (30) und der erste Kühlmittelkanal (18) zwei erste Abschnitte (36) aufweist, die jeweils einem der Kühlmitteleinlässe (30) zugeordnet sind und den jeweiligen Kühlmitteleinlass (30) mit der Abzweigung (22) verbinden.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder head (12) has two coolant inlets (30) and the first coolant channel (18) has two first sections (36) each associated with one of the coolant inlets (30) and the respective coolant inlet (30) connect to the branch (22). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10) mehrere Zylinder (16) mit jeweils einem ersten Kühlmittelkanal (18) und einem zweiten Kühlmittelkanal (20) aufweist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (10) has a plurality of cylinders (16) each having a first coolant channel (18) and a second coolant channel (20).
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