DE10225062B4

DE10225062B4 - Kühlkonzept für Zylinderlaufbuchsen

Info

Publication number: DE10225062B4
Application number: DE2002125062
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dr. Füsser; Axel Dipl.-Ing. Heuberger; Alexander Dr. Sagel
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: DE10225062A1

Abstract

Zylinderlaufbuches (1) einer Hubkolbenbrennksaftmaschine, der mindestens ein erster Kühlmittelkanal (2) im Bereich eines oberen Totpunkts (OT) einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine und eine Gruppe (3) zweite Kühlmittelkanäle im mittlerem Laufbuchsenbereich und im Bereich eines unteren Totpunkts (UT) einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet sind, wobei jeder Kühlmittelkanal (2, 3) innerhalb der Zylinderlaufbuches (1) angeordner und/oder durch diese gebildet ist und ein Teil der Gruppe (3) der zweiten Kühlmittelkanäle zudem im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit vorgesehen ist, und wobei der erste Kühlmittelkanal (2) und die Gruppe (3) zweiter Kühlmittelkanäle über mindestens ein Kühlmittelsteuerventil (6) mit einer Kühlmittelpumpe (7) in Durchflussverbindung stehen, wobei der jeweilige Kühlmittelkanal (2, 3) mit der Kühlmittelpumpe (7) einen Kühlmittelkreislauf bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderlaufbuchse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, der mindestens ein erster Kühlmittelkanal im Bereich eines oberen Totpunkts (OT) und einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine und einer Gruppe zweiter Kühlmittelkanäle im mittlerem Laufbuchsenbereich und im Bereich eines unteren Totpunkts (UT) einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet sind.

Es ist bereits eine Zylinderlaufbuchse aus der DE 43 43 238 A1 bekannt. Die Zylinderlaufbuchse ist hierbei von mindestens einem Kühlmittelkanal rings um das obere Teilstück der Zylinderlaufbuchse und von einem gesonderten Kühlmittelraum für Luft umgeben, der von dem Kühlmittelkanal getrennt ist und sich bis zum Berührungsbereich von der Lagerauskragung und der Stützauskragung erstreckt.

Aus der DE 199 26 794 C2 ist eine Zylinderlaufbuchse bekannt, bei der ein oberer Kühlmittelkanal im Bereich des oberen Totpunktes von der Laufbuches gebildet wird. Ein weiterer Kühlmittelkanal im mittleren Bereich der Zylinderlaufbuchse wird dadurch gebildet, dass zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem die Zylinderlaufbuchse umgebenden Zylindergehäuse ein Hohlraum gebildet ist, der Kühlmittel enthält.

Aus der DE 38 75 292 T2 ist eine Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung bekannt, deren Kühlmittelkanäle um den Zylinder in einzelen Abschnitte aufgeteilt sind. Diese einzelnen Abschnitte sind über Steuereinrichtung unterchiedlich mit Kühlmittel versorgbar und damit dem Kühlungsbedarf einzelner Bereiche der Zylinderlaufbahn einfach anzupassen.

Zylinderlaufbuchsen von Verbrennungsmotoren finden heute je nach Bauart des Motors in unterschiedlicher Ausführung Verwendung. Bei PKW-Otto- und Diesel-Motoren werden aufgrund der Baugröße der Motoren sogenannte eingegossene, nasse (gesteckte) oder eingepreßte Zylinderliner verwendet, wenn das Kurbelgehäusematerial nur ungenügende tribologische Eigenschaften aufweist. Weiterhin sind rein monolithische Kurbelgehäuse in den Werkstoffen Grauguß oder in übereutektischem Aluminium in Verwendung. Bei diesen Ausführungen weist bereits das Kurbelgehäusematerial so gute tribologische Eigenschaften auf, daß auf einen zusätzlichen Zylinderliner verzichtet werden kann. Bei schnell und mittelschnell laufenden Diesel-Motoren finden aus Reparaturgründen überwiegend gesteckte Zylinderlaufbuchsen, meist aus Grauguß, Verwendung. Bei all diesen Ausführungsarten wird zur Kühlung der Zylinderlaufbuchse diese von außen mit Kühlmittel umströmt.

Alle dargestellten Lösungen haben den Nachteil, daß die Zylinderlaufbuchsen einheitlich über die entsprechende Höhe des Kühlmittelmantels gekühlt werden bzw. zu kühlen sind. Es ist jedoch bekannt, daß insbesondere nahe des oberen Kolbentotpunkts bei der Verbrennung der größte Wärmeanfall stattfindet. Somit weist die Zylinderlaufbuchse dort auch die höchsten Bauteiltemperaturen auf und in der Folge auch die höchsten lokalen Ölfilmtemperaturen. Weiter in Richtung Kolbenlaufrichtung sinkt die Bauteiltemperatur der Zylinderlaufbuchse deutlich ab und erreicht etwa im Bereich der maximalen Kolbengeschwindigkeit ihr Minimum. Aus tribologischer Sicht ist dieser Bauteiltemperaturverlauf über der Zylinderlaufbuchsenhöhe und direkt gekoppelt die Schmierfilmtemperatur aus zwei Gründen nachteilig. Die im Zünd-OT-Bereich hohen Bauteiltemperaturen und damit hohen Schmierfilmtemperaturen bedingen geringe Schmierfilmdicken und damit einen erhöhten Zylinderverschleiß. In Bereichen hoher Kolbengeschwindigkeiten (zwischen OT und UT) ist die Bauteiltemperatur und damit auch die Schmierfilmtemperatur gering. Geringe Ölfilmtemperaturen in Bereichen hoher Kolbengeschwindigkeiten bedeuten jedoch erhöhte hydrodynamische Reibung und damit erhöhten Kraftstoffverbrauch des Motors. Weiterhin von Nachteil ist die Tatsache, daß sich beim Kaltstart des Motors die Zylinderlaufbuchse aufgrund der aus Festigkeitsgründen notwendigen Wandstärke nur sehr langsam erwärmt, wodurch sich aufgrund der niedrigen örtlichen Schmierfilmtemperaturen hohe Reibleistungen an Kolben und Kolbenringen ergeben.

Bei hochbelasteten Dieselmotoren, insbesondere bei Großmotoren, ergeben sich aufgrund der aus Festigkeitsgründen notwendigen Wandstärken im Bereich der Zylinderlaufbuchse lange Wärmeleitwege bei einer Kühlung der Laufbuchsen von außen. Bei Großmotoren wird deshalb die Bohrungskühlung axial in die Zylinderlaufbuchse eingebracht. Diese Bohrungen sind jedoch aufwendig in der Fertigung. Eine gezielte Kühlung über die Zylinderlaufbuchsenhöhe ist hierbei nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderlaufbuchse derart auszubilden und anzuordnen, daß eine optimale Kühlung gewährleistet ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Hierdurch wird erreicht, daß bei größeren Wandstärken der Zylinderlaufbuchse ein ausreichender Wärmestrom zwischen der Innenseite der Zylinderlaufbuchse und dem Kühlmittel gewährleistet ist. Ein Teil des Kühlmittelkanals ist zudem im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit vorgesehen, da hier maximale Reibleitung auftritt.

Hierzu ist es außerdem vorteilhaft, daß der Kühlmittelkanal einen Temperatursensor aufweist und mindestens eine am Innen- und/oder Außenumfang der Zylinderlaufbuchse umlaufende Kühlmittelkammer aufweist. Die Zylinderlaufbuchese wird hierbei mit radial umlaufenden Kühlmittelkanälen bzw. Kühlmitelkammern versehen, die in Anzahl und eventuell auch in deren Ausführung dem örtlichen Wärmeanfall der Zylinderlaufbuchse angepaßt werden. Die Kühlmittelkanäle sind innenwandig angeordnet, wodurch sich extrem kurze Wärmeleitwege und somit ein optimaler Wärmestrom ergeben.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß der Kühlmittelkanal als zirkumferenziell angeordnete Kühlmittelkammer ausgebildet ist, wobei zwischen zwei und zwanzig, insbesondere zwischen vier und zehn Kühlmittelkammern vorgesehen sind und mindestens ein Kühlmittelkanal im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit vorgesehen ist. Die Anzahl der Kühlmittelkammern kann entsprechend der gewünschten Kühlleistung bzw. in Abhängigkeit des Kühlmittelkammerquerschnitts und der zur Verfügung stehenden Zylinderbuchsenwandstärke gewählt werden.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der Abstand der Kühlmittelkammern des ersten Kühlmittelkanals in axialer Richtung des Zylinders kleiner ist als der Abstand der Kühlmittelkammern des zweiten Kühlmittelkanals, wobei das Verhältnis von Kühlmittelkammertiefe in radialer Richtung und Kühlmittelkammerbreite in axialer Richtung des Zylinders zwischen 1,5 und 5, insbesondere zwischen 2 und 3 ist. Die spezifische Anzahl der Kühlmittelkanäle bzw. Kühlmittelkammern, bezogen auf die Länge der Zylinderlaufbuchse, ist vorteilhafterweise im OT-nahen Laufbuchsenbereich größer als im UT-nahen Bereich und im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit. Hierdurch wird eine für die hydrodynamische Reibung der Kolbengruppe und den Zwickelverschleiß optimale Temperaturverteilung über der Laufbuchsenhöhe erreicht. Die Kühlleistung ist einerseits im OT-Bereich größer, damit ausreichende Schmierfilmdicken gewährleistet sind, und andererseits im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit kleiner, so daß kleinere Schmierfilmdicken und damit geringere Öl-Reibungsverluste möglich sind.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß der Abstand der Kühlmittelkammern des ersten Kühlmittelkanals in axialer Richtung des Zylinders zwischen 2 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 4 mm und 10 mm groß ist und der Abstand der Kühlmittelkammern des zweiten Kühlmittelkanals in axialer Richtung des Zylinders zwischen 5 mm und 40 mm, insbesondere zwischen 8 mm und 15 mm groß ist. Somit ist eine ausreichende Stabilität der Zylinderlaufbuchse gewährleistet. Der Abstand bezieht sich hierbei auf die jeweilige Restwandstärke zwischen zwei Kühlmittelkammern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß der jeweilige Kühlmittelkanal mindestens eine spiralförmige Kühlmittelkammer aufweist, wobei das Verhältnis der Steigung der Kühlmittelkammerspirale des ersten Kühlmittelkanals zu der Steigung der Kühlmittelkammerspirale des zweiten Kühlmittelkanals zwischen 0,1 und 1, insbesondere zwischen 0,4 und 0,6 ist und ein Kühlmitteleintritt am zylinderkopfseitigen Ende der jeweiligen Kühlmittelkammerspirale vorgesehen ist. Da der Wärmestrom proportional zur Temperaturdifferenz der wärmetauschenden Medien ist, ist die Kühlleistung im OT-Bereich gleich nach dem Kühlmitteleintritt größer als die im UT-Bereich. Hier ist das Kühlmittel bereits erwärmt, wodurch die Kühlleistung entsprechend abfällt. Je nach Steigung der Kühlmittelkammerspirale, die in verschiedenen Abschnitten der Zylinderlaufbuchse unterschiedlich ausgebildet sein kann, und je nach Strömungsquerschnitt der Kühlmittelkammerspirale kann somit eine optimale Temperaturverteilung über die Höhe der Zylinderlaufbuchse erreicht werden.

Zudem ist es vorteilhaft, daß der Abstand der Kühlmittelkammern eines Kühlmittelkanals in axialer Richtung des Zylinders unterschiedlich groß ausgebildet ist und/oder das Verhältnis von Strömungsquerschnitt der Kühlmittelkammerspirale des ersten Kühlmittelkanals zum Strömungsquerschnitt der Kühlmittelkammerspirale des zweiten Kühlmittelkanals zwischen 1,1 und 3, insbesondere zwischen 1,5 und 2,0 ist. Die den Wärmestrom bestimmenden Parameter können der zu kühlenden Motorart optimal angepaßt werden.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die Kühlmittelkammer zumindest teilweise innerhalb der Zylinderlaufbuchse im Bereich einer Innenseite der Zylinderlaufbuchse und/oder im Bereich einer Außenseite der Zylinderlaufbuchse vorgesehen ist. Damit ist zum einen eine optimale Kühlleistung zu erzielen und zum anderen ist die Fertigung der Kühlmittelkammern einfach und kostengünstig.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der erste Kühlmittelkanal und/oder der zweite Kühlmittelkanal über mindestens ein Kühlmittelsteuerventil mit einer Kühlmittelpumpe in Durchflußverbindung stehen, wobei der jeweilige Kühlmittelkanal mit der Kühlmittelpumpe einen Kühlmittelkreislauf bildet. Die Kühlmittelzufuhr erfolgt von der Kühlmittelpumpe kommend quer zur Motorlängsachse auf der Auslaß- oder Einlaßseite über eine angebrachte Kühlmittelsammelleiste. Die Kühlmittelkammern der Zylinderlaufbuchse sind mit dieser Sammelleiste über Bohrungen und/oder Kühlmittelkanäle verbunden. Das Kühlmittel strömt dann durch die einzelnen Kammern zur Einlaß- oder Auslaßseite und wird dort wieder über eine Kühlmittelsammelleiste gefaßt und zurück zur Kühlmittelpumpe geführt. Die regelbar gestaltete Kühlung geschieht für den OT-nahen und den restlichen Laufbuchsenbereich in vorteilhafter Weise in getrennten Kühlmittelkreisläufen für den ersten Kühlmittelkanal und den zweiten Kühlmittelkanal. Hierdurch kann insbesondere in unteren Last- und Drehzahlbereichen des Motors die Temperaturverteilung an der Zylinderlaufbuchse optimaler gestaltet werden. In den für PKW-Motoren typischen unteren Last- und Drehzahlbereichen ist hierbei zum Beispiel nur die Kühlung des OT-nahen Laufbuchsenbereiches (erster Kühlmittelkanal) erforderlich. Die Regelung der Kühlmittelströme wird über in der Zylinderlaufbuchse eingebrachte Temperatursensoren realisiert. Diese sind im OT-Bereich und im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit angeordnet. Beim Kaltstart der Motors wird auf eine Kühlung der Zylinderlaufbuchse so lange ganz verzichtet, bis die Grenztemperatur des OT-Temperatursensors überschritten wird. Dann erfolgt die Zuschaltung des ersten Kühlmittelkanals. Erst bei weiterem, längerem Betrieb des Motors wird dann eventuell eine Zuschaltung des zweiten Kühlmittelkanals notwendig. Die Aufheizung des innenseitigen Laufbuchsenbereiches geschieht durch die ausgeführten Kühlmittelkammern deutlich schneller, aufgrund der extrem kleinen Wärmeleitwege und der exzellenten Isolierwirkung des zunächst in den Kühlmittelkanälen stehenden Kühlmittels. Hierdurch werden im Warmlauf des Motors deutlich geringere Reibungsverluste der Kolbengruppe erzielt und in der Folge ein geringerer Kraftstoffverbrauch.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Zylinderlaufbuchse auf ihrer Innenseite mit umlaufenden Nuten versehen wird, wobei das Verhältnis von Nuttiefe und Nutbreite zwischen 1,5 und 5, insbesondere zwischen 2 und 3 ist und die Nuten im Bereich des OT mit einem ersten Kühlmittelkreis und die Nuten im mittleren Laufbuchsenbereich und im Bereich des UT mit einem zweiten Kühlmittelkreis verbunden werden. Hierbei ist es von Vorteil, daß die Nuten mittels eines Verschlußkörpers, wie zum Beispiel ein Draht aus AlSn20 verschlossen werden und die Innenseite der Zylinderlaufbuchse überdreht und/oder mittels eines Verfahrens, wie zum Beispiel Hochdruckwasserstrahlen aktiviert wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß auf die Innenseite eine Laufschicht mittels eines Verfahrens, wie zum Beispiel thermisches Spritzen oder kinetisches Kaltgas-Kompaktieren aufgebracht wird und die so gebildeten Kühlmittelkanäle gespült werden, wobei der Verschlußdraht entfernt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Zylinderlaufbuchse mit Kühlmittelkammern und Laufschicht,
2 eine schematische Schnittdarstellung einer Zylinderlaufbuchse mit den Kühlmittelkammern und zwei Kühlmittelkreisläufen, und
3 vier Stufen des Fertigungsverfahrens der Kühlmittelkammer.
In 1 ist eine Zylinderlaufbuchse 1 mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Grundstruktur dargestellt. Sie weist eine Innenseite 4 mit einer Laufschicht 11 sowie eine parallel zur Innenseite 4 verlaufende Außenseite 5 auf. Am oberen und am unteren Ende werden die Innenseite 4 und die Außenseite 5 durch eine senkrecht dazu verlaufende, obere Stirnseite 13.1 und eine untere Stirnseite 13.2 begrenzt.
Innerhalb der Zylinderlaufbuchse 1 bzw. unterhalb der Lufschicht 11 sind Kühlmittelkammern 2.1, 3.1 bzw. Kühlmittelkanäle 2, 3 vorgesehen. Die Kühlmittelkammern 2.1 bis 2.6 stehen hierbei mit dem Kühlmittelkanal 2 und die Kühlmittelkammern 3.1 bis 3.12 stehen hierbei mit dem Kühlmittelkanal 3 in Durchflußverbindung. Die Kühlmittelkammern 2.1 bis 2.6 sind im oberen OT-Bereich bzw. im oberen Drittel der Zylinderlaufbuchse 1 und die Kühlmittelkammern 3.1 bis 3.12 sind im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit und im UT-Bereich der Zylinderlaufbuchse 1 vorgesehen. Sie verlaufen zirkumferenziell am Innenumfang der Zylinderlaufbuchse 1, jeweils in einer Ebene senkrecht zu einer Mittelachse 14 der Zylinderlaufbuchse 1.
Die Laufschicht 11 begrenzt die Kühlmittelkammern 2.1 bis 3.12 zur Innenseite 4 der Zylinderlaufbuchse 1 hin.
Gemäß 2 sind die Kühlmittelkammern 2.1 bis 2.6 sowie die Kühlmittelkammern 3.1 bis 3.12 über mindestens ein Regelventil 6 getrennt voneinander mit der Kühlmittelpumpe 7 verbunden. In 2 ist nur die Kühlmitteleinlaßseite dargestellt. Der Kühlmittelauslaß ist entsprechend ausgebildet und verbindet die Kühlmittelkammern 2.1 bis 2.6 und die Kühlmittelkammern 3.1 bis 3.12 entsprechend getrennt voneinander mit der Kühlmittelpumpe 7. Das Ein- und das Ausströmen des Kühlmittels aus den Kühlmittelkammern erfolgt über sogenannte Kühlmittelkästen 16.1, 16.2, welche im Bereich der Ein- bzw. Auslaufstelle vorgesehen sind. Die Kühlmittelkammern werden hierbei über Bohrungen 17.1 bis 17.6 für den ersten Kühlmittelkanal 2 bzw. Bohrungen 18.1 bis 18.12 für den zweiten Kühlmittelkanal 3 mit den Kühlmittelkästen 16.1 und 16.2 verbunden. Zudem ist jedem Kühlmittelkanal 2, 3 ein Temperatursensor 12.1, 12.2 zur Erfassung der aktuellen Kühlmitteltemperatur zugeordnet.
Die Herstellung der Kühlmittelkanäle 2.1 bzw. Kühlmittelkammern erfolgt durch Eindrehen von Nuten auf der Innenseite 4 der Zylinderlaufbuchse. Ihr Querschnitt ist hierbei im Wesentlichen rechteckförmig, wobei das Verhältnis von Nuttiefe zu Nutbreite im Bereich zwischen 2 und 3 liegt. In die eingestochene Nut 2.1 wird sodann ein im Querschnitt kreisförmiger Draht 8 als Verschlußmittel eingelegt oder eingepreßt, der durch eine Fase 15 in der Nut 2.1 in seiner Lage definiert ist. Die Kühlmittelkanäle sind somit verschlossen. Die Zylinderlaufbuchse 1 kann nun innenseitig nochmals geringfügig überdreht werden zur Erzeugung einer ebenen Fläche gemäß 3 Anschließend wird die Laufbahnoberfläche durch einen Hochdruck-Wasserstrahlprozeß aktiviert und mittels thermischen Spritzens, wie zum Beispiel Lichtbogendrahtspritzen, atmosphärisches Plasmaspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, hybride Spritzverfahren (d.h. Kombinationen aus thermischen Spritzverfahren mit zusätzlicher Energiequelle) eine Laufschicht aufgebracht. Die Laufschicht kann jedoch auch mittels eines kinetischen Kaltgas-Kompaktier-Prozesses aufgebracht werden, wobei dann auf den Aktivierungsvorgang verzichtet werden kann. Die aufgebrachte Laufschicht dichtet die Kühlmittelkanäle ab und dient gleichzeitig als Laufpartner für die Kolbengruppe, indem sie abschließend gehont wird.
Der zuvor in die Kühlmittelkanäle eingebrachte Draht kann dort belassen oder entfernt werden. Hierzu ist der Draht aus AlSn20 oder einer anderen löslichen Legierung oder einer anderen metallischen, keramischen oder polymeren Legierung hergestellt. Wird dieser Draht z.B. mittels des Plasmaspritzprozesses hergestellt, so entsteht eine wasserlösliche Legierung. Der Draht wird mittels Durchspülen von Wasser durch die Kühlmittelkanäle in sehr kurzer Zeit ausgewaschen. Es verbleiben die Kühlmittelkanäle in ihrer ursprünglichen Form, verschlossen durch die aufgebrachte Laufschicht. Diese wird in ihrer Dicke dem jeweiligen Motortyp angepaßt, damit die geforderte mechanische Festigkeit gewährleistet ist.

Claims

Zylinderlaufbuches (1) einer Hubkolbenbrennksaftmaschine, der mindestens ein erster Kühlmittelkanal (2) im Bereich eines oberen Totpunkts (OT) einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine und eine Gruppe (3) zweite Kühlmittelkanäle im mittlerem Laufbuchsenbereich und im Bereich eines unteren Totpunkts (UT) einer Kolbenbewegung eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet sind, wobei jeder Kühlmittelkanal (2, 3) innerhalb der Zylinderlaufbuches (1) angeordner und/oder durch diese gebildet ist und ein Teil der Gruppe (3) der zweiten Kühlmittelkanäle zudem im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit vorgesehen ist, und wobei der erste Kühlmittelkanal (2) und die Gruppe (3) zweiter Kühlmittelkanäle über mindestens ein Kühlmittelsteuerventil (6) mit einer Kühlmittelpumpe (7) in Durchflussverbindung stehen, wobei der jeweilige Kühlmittelkanal (2, 3) mit der Kühlmittelpumpe (7) einen Kühlmittelkreislauf bildet.
Zylinderlaufbuchse (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (2, 3) einen Temperatursensor (12) aufweist und mindestens eine am Innen- und/oder Außenumfang der Zylinderlaufbuchse (1) umlaufende Kühlmittelkammer (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) aufweist
Zylinderlaufbuchse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) als zirkumferenziell angeordnete Kühlmittelkammer ausgebildet ist, wobei zwischen zwei und zwanzig, insbesondere zwischen vier und zehn Kühlmittelkammern (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) vorgesehen sind und mindestens ein Kühlmittelkanal (3) im Bereich maximaler Kolbengeschwindigkeit vorgesehen ist.
Zylinderlaufbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kühlmittelkammern (2.1, 2.2) des ersten Kühlmittelkanals (2) in axialer Richtung des Zylinders kleiner ist als der Abstand der Kühlmittelkammern (3.1, 3.2) des zweiten Kühlmittelkanals (3), wobei das Verhältnis von Kühlmittelkammertiefe in radialer Richtung und Kühlmittelkammerbreite in axialer Richtung des Zylinders zwischen 1,5 und 5, insbesondere zwischen 2 und 3 ist.
Zylinderlaufbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kühlmittelkammern (2.1, 2.2) des ersten Kühlmittelkanals (2) in axialer Richtung des Zylinders zwischen 2 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 4 mm und 10 mm groß ist und der Abstand der Kühlmittelkammern (3.1, 3.2) des zweiten Kühlmittelkanals (3) in axialer Richtung des Zylinders zwischen 5 mm und 40 mm, insbesondere zwischen 8 mm und 15 mm groß ist.
Zylinderlaufbuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kühlmittelkanal (2, 3) mindestens eine spiralförmige Kühlmittelkammer aufweist, wobei das Verhältnis der Steigung der Kühlmittelkammerspirale des ersten Kühlmittelkanals (2) zu der Steigung der Kühlmittelkammerspirale des zweiten Kühlmittelkanals (3) zwischen 0,1 und 1, insbesondere zwischen 0,4 und 0,6 ist und ein Kühlmitteleintritt am zylinderkopfseitigen Ende der jeweiligen Kühlmittelkammerspirale vorgesehen ist.
Zylinderlaufbuchse (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kühlmittelkammern (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) eines Kühlmittelkanals (2, 3) in axialer Richtung des Zylinders unterschiedlich groß ausgebildet ist und/oder das Verhältnis von Strömungsquerschnitt der Kühlmittelkammerspirale des ersten Kühlmittelkanals (2) zu Strömungsquerschnitt der Kühlmittelkammerspirale des zweiten Kühlmittelkanals (3) zwischen 1,1 und 3, insbesondere zwischen 1,5 und 2,0 ist.
Zylinderlaufbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkammer (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) zumindest teilweise innerhalb der Zylinderlaufbuchse (1) im Bereich einer Innenseite (4) der Zylinderlaufbuchse (1) und/oder im Bereich einer Außenseite (5) der Zylinderlaufbuchse (1) vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) die Zylinderlaufbuchse (1) wird auf ihrer Innenseite (4) mit umlaufenden Nuten versehen, wobei das Verhältnis von Nuttiefe und Nutbreite zwischen 1,5 und 5, insbesondere zwischen 2 und 3 ist, b) die Nuten im Bereich des OT werden mit einem ersten Kühlmittelkreis und die Nuten im mittleren Laufbuchsenbereich und im Bereich des UT werden mit einem zweiten Kühlmittelkreis verbunden, c) die Nuten werden mittels eines Verschlusskörpers (8), wie zum Beispiel ein Draht aus AlSn20 verschlossen, d) die Innenseite (4) der Zylinderlaufbuchse (1) wird überdreht und/oder mittels eines Verfahrens, wie zum Beispiel Hochdruckwasserstrahlen aktiviert, e) auf die Innenseite (4) wird eine Laufschicht mittels eines Verfahrens, wie zum Beispiel thermisches Spritzen oder kinetisches Kaltgas-Kompaktieren oder galvanisch aufgebracht, f) die so gebildeten Kühlmittelkanäle (2.1, 3.1) werden gespült und der Verschlusskörper (8) wird entfernt.