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Die Erfindung betrifft ein Zylindergehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Zylindergehäuse für eine beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise bereits der
DE 10 2013 021 664 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Zylindergehäuse weist wenigstens eine Zylinderwand auf, deren innenumfangsseitige Mantelfläche einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine direkt begrenzt und dabei eine Laufbahn für einen translatorisch bewegbar in dem Zylinder anordenbaren Kolben bildet. Der Kolben kann sich bei seinen translatorischen Bewegungen entlang seiner radialen Richtung in dem Zylinder an der Laufbahn abstützen und insbesondere an der Laufbahn abgleiten. Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2013 003 149 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Motorblock.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zylindergehäuse der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Zylindergehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Zylindergehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teilbereich einer dem Zylinder und der innenumfangsseitigen Mantelfläche abgewandten, außenumfangsseitigen Mantelfläche der Zylinderwand von einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgasmantel umgeben und von dem den Abgasmantel durchströmenden Abgas direkt umströmbar ist. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass das den Abgasmantel durchströmende Abgas die außenumfangsseitige Mantelfläche direkt berührt beziehungsweise kontaktiert, sodass ein besonders effektiver und effizienter Wärmeübergang von dem Abgas an die Zylinderwand erfolgen kann. In der Folge werden die Zylinderwand und somit die innenumfangsseitige Mantelfläche, die Laufbahn und der Zylinder effektiv und effizient erwärmt, sodass beispielsweise während eines sich an einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine anschließenden Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine die Zylinderwand und somit die Laufbahn und der Zylinder besonders schnell erwärmt werden können. Dadurch erreicht der Zylinder besonders kurze Zeit nach dem Kaltstart eine vorteilhaft hohe Temperatur, sodass beispielsweise die innere Reibung der Verbrennungskraftmaschine, welche insbesondere als Hubkolbenmaschine ausgebildet sein kann, besonders gering gehalten werden kann.
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In der Folge kann der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann ein besonders hoher Wärmeeintrag in die Zylinderwand und in den Zylinder gewährleistet werden, da Umwandlungsbeziehungsweise Wärmeübergangsverluste besonders gering gehalten werden können. Des Weiteren kann ein besonders geräuscharmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, da sich im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen eine Körperschall-Reduktion mittels des Abgasmantels realisieren lässt. Die besonders schnelle Erwärmung des Zylinders und das vorteilhafte Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine können besonders bauraumgünstig realisiert werden, da der Abgasmantel in das beispielsweise als Kurbelgehäuse beziehungsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildete Zylindergehäuse integriert ist. Bauraum-, kosten- und gewichtsintensive Zusatzbauteile können vermieden werden. Außerdem können Gas-Wege für das Abgas besonders gering gehalten werden, sodass der Bauraumbedarf und das Gewicht des Zylindergehäuses in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Auch können aufgrund der Integration des Abgasmantels in das Zylindergehäuse dessen Kosten besonders gering gehalten werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Zylindergehäuses für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
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Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht ein Zylindergehäuse 10 für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet und mittels der als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Das beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildete Zylindergehäuse 10 weist wenigstens eine Zylinderwand 12 auf, deren innenumfangsseitige Mantelfläche 14 einen Zylinder 16 des Zylindergehäuses 10 und somit der Verbrennungskraftmaschine direkt begrenzt. In vollständig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine ist in dem Zylinder 16, dessen auch als Zylindermittelachse bezeichnete Zylinderachse in der Fig. erkennbar und dort mit 18 bezeichnet ist, ein in der Fig. nicht dargestellter Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei sich der Kolben entlang der Zylinderachse 18 translatorisch relativ zu dem Zylindergehäuse 10 bewegen kann. Die innenumfangsseitige Mantelfläche 14 und somit die Zylinderwand 12 bilden eine Laufbahn 20 für den Kolben, der sich in seiner radialen Richtung und bei seinen translatorischen Bewegungen an der Laufbahn 20 abstützt beziehungsweise abstützen kann.
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Um nun einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist ein auch als erster Längenbereich bezeichneter erster Teilbereich T einer dem Zylinder 16 und der innenumfangsseitigen Mantelfläche 14 abgewandten außenumfangsseitigen Mantelfläche 22 der Zylinderwand 12 von einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgasmantel 24 direkt umgeben und demzufolge von dem den Abgasmantel 24 durchströmenden Abgas direkt umströmbar. In radialer Richtung des Zylinders 16 zu dem Zylinder 16 hin ist der Abgasmantel 24 durch die außenumfangsseitige Mantelfläche 22 der Zylinderwand 12 direkt begrenzt, sodass das Abgas, welches durch den Abgasmantel 24 strömt, den Teilbereich T direkt berührt beziehungsweise kontaktiert. In axialer Richtung des Zylinders 16 nach oben und somit beispielsweise zu einem in der Fig. nicht erkennbaren Brennraumdachs des Zylinders 16 hin sowie in axialer Richtung des Zylinders 16 nach unten hin beziehungsweise in eine von dem Brennraumdach wegweisende Richtung ist der Abgasmantel 24 durch das Zylindergehäuse 10 beziehungsweise durch ein insbesondere einstückig ausgebildetes Gehäuseelement des Zylindergehäuses 10 begrenzt, wobei das Gehäuseelement die Zylinderwand 12 und somit die innenumfangsseitige Mantelfläche 14 und die außenumfangsseitige Mantelfläche 22 sowie die Laufbahn 20 bildet. In radialer Richtung des Zylinders 16 nach außen hin beziehungsweise in eine von dem Zylinder 16 wegweisende Richtung ist der Abgasmantel 24 beispielsweise durch ein Bauelement 26 gebildet, welches beispielsweise einstückig mit dem zuvor genannten Gehäuseelement ausgebildet sein kann, oder aber das Bauelement 26 und das Gehäuseelement sind separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten.
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Das Bauelement 26 bildet einen auch als Eintritt bezeichneten Einlass 28, über welchen das Abgas - wie in der Fig. durch einen Pfeil 30 dargestellt ist - in den Abgasmantel 24 eingeleitet werden kann. Des Weiteren bildet das Bauelement 26 oder aber ein weiteres, separat von dem Bauelement 26 ausgebildetes Bauelement 32 einen auch als Austritts bezeichneten Auslass 34, über welchen das Abgas - wie in der Fig. durch einen Pfeil 36 veranschaulicht ist - aus dem Abgasmantel 24 ausleitbar ist. Beispielsweise ist der Abgasmantel 24 in radialer Richtung des Zylinders 16 nach außen hin teilweise durch das Bauelement 26 sowie teilweise durch das Bauelement 32 begrenzt, wobei das Bauelement 32 einstückig mit dem Gehäuseelement ausgebildet sein kann oder das Bauelement 32 und das Gehäuseelement sind separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten. Somit können die vorigen und folgenden Ausführungen zum Bauelement 26 ohne weiteres auch auf das Bauelement 32 übertragen werden und umgekehrt.
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Der Abgasmantel 24 umgibt den ersten Teilbereich T in um die Zylinderachse 18 verlaufender Umfangsrichtung des Zylinders 16 beziehungsweise der Zylinderwand 12 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, sodass die Zylinderwand 12 und somit die Laufbahn 20 besonders effektiv erwärmt werden können.
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Aus der Fig. ist erkennbar, dass das Zylindergehäuse 10 darüber hinaus wenigstens einen von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Kühlmantel 38 aufweist. Die Kühlflüssigkeit wird auch als Kühlwasser oder Wasser bezeichnet, weswegen der Kühlmantel 38 auch als Wassermantel bezeichnet wird. Der Kühlmantel 38 schließt sich dabei in axialer Richtung des Zylinders 16 zu dem Brennraumdach hin an den Abgasmantel 24 an und ist vorzugsweise von dem Abgasmantel 24 fluidisch getrennt. In axialer Richtung des Zylinders 16 ist der Kühlmantel 38 von dem Abgasmantel 24 durch eine Wandung 40 des Zylindergehäuses 10, insbesondere des Gehäuseelements, getrennt, wobei die Wandung 40 den Abgasmantel 24 zum Kühlmantel 38 hin begrenzt. Ferner begrenzt die Wandung 40 den Kühlmantel 38 zum Abgasmantel 24 hin. In radialer Richtung des Zylinders 16 nach innen beziehungsweise zum Zylinder 16 hin ist der Kühlmantel 38 direkt durch einen zweiten Teilbereich T2 der außenumfangsseitigen Mantelfläche 22 der Zylinderwand 12 begrenzt, wobei sich der zweite Teilbereich T2 in axialer Richtung des Zylinders 16 und dabei zu dem Brennraumdach hin an den ersten Teilbereich T anschließt. Der Kühlmantel 38 umgibt somit den zweiten Teilbereich T2 direkt, sodass die den Kühlmantel 38 durchströmende Kühlflüssigkeit den Teilbereich T2 der außenumfangsseitigen Mantelfläche 22 direkt an- und umströmen und somit direkt berühren kann. Dadurch können die Zylinderwand 12 und somit der Zylinder 16 effizient und effektiv gekühlt werden. Der Kühlmantel 38 umgibt beispielsweise den Teilbereich T2 in Umfangsrichtung des Zylinders 16 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig. Insbesondere ist der Kühlmantel 38 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch das einstückige Gehäuseelement gebildet beziehungsweise begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zylindergehäuse
- 12
- Zylinderwand
- 14
- innenumfangsseitige Mantelfläche
- 16
- Zylinder
- 18
- Zylinderachse
- 20
- Laufbahn
- 22
- außenumfangsseitige Mantelfläche
- 24
- Abgasmantel
- 26
- Bauelement
- 28
- Einlass
- 30
- Pfeil
- 32
- Bauelement
- 34
- Auslass
- 36
- Pfeil
- T
- erster Teilbereich
- T2
- zweiter Teilbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013021664 A1 [0002]
- DE 102013003149 A1 [0002]
