DE10326520B4

DE10326520B4 - Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10326520B4
Application number: DE2003126520
Authority: DE
Inventors: Johann Wolf; Dr. Fent Andreas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: DE10326520A1

Abstract

Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine mit einer zylinderkopfseitigen Dichtfläche (2) in der mindestens zwei, von einem Steg (3) getrennte Zylinderbohrungen (4, 4') angeordnet sind, wobei die Dichtfläche (2) im Stegbereich zumindest eine Bohrung (5) in Richtung der Zylinderbohrungen (4, 4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (5) einen Bohrungsdurchmesser zwischen 0,01 und 1 mm, sowie eine Bohrungstiefe zwischen 0,1 und 2 mm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 15 960 A1 hingewiesen. In dieser ist ein Zylinderkurbelgehäuse für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine beschrieben, deren Zylinder von einem Steg getrennt sind. Zur Kühlung des oberen Stegbereiches, in dem der größte Wärmeeintrag des Brennraumes auf den Zylinder erfolgt, wird eine Nut eingearbeitet, die anschließend durch ein Verschlusselement zylinderkopfseitig verschlossen wird. Durch diese Maßnahme entsteht ein Kühlmittelkanal, der den oberen Stegbereich zwischen den Zylindern durchdringt, um diesen thermisch am höchsten belasteten Stegbereich zu kühlen. Durch diese Maßnahme wird ein Überhitzen des Stegbereiches sicher vermieden, wodurch die Abdichtung des Stegbereiches zwischen den Zylindern und gegenüber dem Zylinderkopf vereinfacht ist.
Weiter ist aus der europäischen Offenlegungsschrift, EP 1 217 198 A2 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit einer zylinderkopfseitigen Dichtfläche in der mindestens zwei, von einem Steg getrennte Zylinderbohrungen angeordnet sind, bekannt, wobei die Dichtfläche im Stegbereich zumindest eine Bohrung in Richtung der Zylinderbohrungen aufweist bekannt.
Eine weitere, allgemein bekannte Methode, die thermische Ausdehnung des Stegbereiches in Richtung des Zylinderkopfes zu verhindern, besteht darin, dass entweder bei der Herstellung des Kurbelgehäuserohteils eine Nut im Stegbereich vorgegossen oder bei der späteren Bearbeitung durch spanende Bearbeitung eingebracht wird. Im Gegensatz zum o. g. Stand der Technik wird diese Nut jedoch zylinderkopfseitig nicht verschlossen.
Allen drei Methoden ist gemeinsam, dass die jeweilige Kühlung nur bei ausreichender Stegbreite anwendbar ist. Bei modernen Motoren, insbesondere bei Reihenmotoren, werden zur Gewichtsreduzierung und zur Reduzierung der Kurbelgehäuselänge (Bauraum) die Stege in ihrer Stärke so weit reduziert wie möglich, d. h. der Zylinderabstand wird minimiert. Durch diese Materialschwächung ist ein Vorgießen der Entlastungsnut bzw. das Einbringen einer Nut durch spanende Bearbeitung, unabhängig davon, ob sie später mit Kühlmittel geflutet wird oder nicht, kaum mehr möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die thermische Ausdehnung eines schmalen Steges zwischen zwei Zylindern in Richtung des Zylinderkopfes zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung dehnt sich das Stegmaterial bei Erhitzung in Richtung der Bohrung, anstelle in Richtung des Zylinderkopfes aus. Durch diese Maßnahme wird somit die Ausdehnung des Steges bei Erhitzung in Richtung Zylinderkopf vermieden. Durch diese Maßnahme kann die Zylinderkopfdichtung entweder im Stegbereich einfach ausgeführt oder der Stegbereich noch schlanker ausgelegt werden.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 erlaubt die Verteilung der Bohrungen nach statischen Bedingungen, d. h. entsprechend den auftretenden thermischen Deformationen beim Betrieb der Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann mittels einer numerischen Simulation die Wärmedehnung des Stegbereiches ermittelt und anschließend die Entlastungsbohrungen optimal angeordnet werden. Abhängig von der Wärmedehnung können mehrere Bohrungen stochastisch verteilt oder symmetrisch zu den Zylinderbohrungen oder aus einer Kombination beider Verteilungsarten angeordnet werden.
Durch die Herstellung der Bohrung mittels Laser- bzw. Ultraschallbohren gemäß Patentanspruch 3 können diese schnell und kostengünstig eingebracht werden.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in einer einzigen Figur näher erläutert.
1 zeigt schematisch die Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine.
Ein Kurbelgehäuse 1 wird an zwei Außenseiten durch jeweils eine erste Außenwand 1a und eine zweite Außenwand 1b begrenzt. Zwischen den Außenwänden 1a, 1b befinden sich zwei halbe Zylinderbohrungen 4, 4', die von einem Steg 3, der ebenfalls Bestandteil des Kurbelgehäuses 1 ist, getrennt sind. Beidseitig der Zylinderbohrungen 4, 4', dem Steg 3 und den Außenwänden 1a, 1b sind Kühlmittelkanäle 6, 6' zur Kühlung der Zylinderbohrungen 4, 4' angeordnet. Zwischen den Zylinderbohrungen 4, 4' befinden sich im Stegbereich 3 in einer zylinderkopfseitigen Dichtfläche 2 Bohrungen 5. Die Bohrungen 5 sind im vorliegenden Fall symmetrisch zu den Zylinderbohrungen 4, 4' verteilt. Eine Reihe mit Bohrungen 5 erstreckt sich geradlinig in Ausdehnungsrichtung des Steges 3 zwischen den Zylinderbohrungen 4, 4', zwei weitere Reihen mit Bohrungen 5 erstrecken sich koaxial zu den Zylinderbohrungen 4, 4' im Stegbereich 3.
Die Bohrungen 5 im Ausführungsbeispiel haben einen Bohrungsdurchmesser von 0,05 mm sowie eine Bohrungstiefe von 1 mm. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Bohrungsdurchmesser auch zwischen 0,01 und 1 mm liegen und die Bohrungstiefe zwischen 0,1 und 2 mm betragen. Neben einer symmetrischen Verteilung der Bohrungen 5 um die Zylinderbohrungen 4, 4' ist auch eine stochastische Verteilung der Bohrungen 5 möglich bzw. eine Kombination aus beiden Verteilungsarten.
Die Bohrungen 5 wurden mittels Laserbohren hergestellt, können aber auch durch Ultraschallbohren erzeugt werden. Die Zylinderbohrungen 4, 4' können auch durch eingesetzte oder eingegossene Zylinderlaufbuchsen dargestellt sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Verringerung der Undichtigkeit zwischen den Zylinderbohrungen 4, 4' durch die thermische Ausdehnung der Stege 3 und einer damit verbundenen Verringerung der Flächenpressung einer Zylinderkopfdichtung erzielt. Der Einsatz dieser Perforation ist auch bei modernen Reihenmotoren mit extrem schmalen Stegen 3 möglich. Darüber hinaus handelt es sich um ein schnelles und kostengünstiges Verfahren, um oben genannte Nachteile zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

1: Kurbelgehäuse
1a: erste Außenwand
1b: zweite Außenwand
2: Dichtfläche
3: Steg
4, 4': Zylinderbohrung
5: Bohrung
6, 6': Kühlmittelkanal

Claims

Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine mit einer zylinderkopfseitigen Dichtfläche (2) in der mindestens zwei, von einem Steg (3) getrennte Zylinderbohrungen (4, 4') angeordnet sind, wobei die Dichtfläche (2) im Stegbereich zumindest eine Bohrung (5) in Richtung der Zylinderbohrungen (4, 4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (5) einen Bohrungsdurchmesser zwischen 0,01 und 1 mm, sowie eine Bohrungstiefe zwischen 0,1 und 2 mm aufweist.
Kurbelgehäuse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Stegbereich mehrere Bohrungen (5) symmetrisch zu den Zylinderbohrungen (4, 4') und/oder stochastisch verteilt angeordnet sind.
Kurbelgehäuse nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (5) mittels Laserbohren oder Ultraschallbohren erzeugt ist.