DE10328526B4 - Internal combustion engine with a cylinder housing - Google Patents

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Abstract

Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylindergehäuse (3) mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse (6) für einen hin- und hergehenden Kolben und mit mindestens einem mit dem Zylindergehäuse (3) fest verbundenen Zylinderkopf (2), wobei die Zylinderlaufbuchse (6) mittels Buchsenschrauben (7) am Zylinderkopf (2) befestigt ist, und wobei die Zylinderlaufbuchse (6) von einem Kühlmittelraum (15) des Zylindergehäuses (3) umgeben ist, wobei der Kühlmittelraum (15) in Richtung des Zylinderkopfes (2) offen ausgeführt ist und im Bereich des Zylinderkopfbodens (10) eine ringförmige umlaufende Freistellung (22) zwischen Zylinderlaufbuchse (6) und Zylindergehäuse (3) ausgebildet ist, wobei die Zylinderlaufbuchse (6) mit einer Buchsenstirnfläche (8) direkt am Zylinderkopfboden (10) gasdicht anliegt und in unmittelbaren körperlichen Kontakt mit dem Zylinderkopf (2) steht und sowohl die Buchsenstirnfläche (8) der Zylinderlaufbuchse (6), als auch der Zylinderkopfboden (10) im Bereich der Zylinderlaufbuchse (6) konzentrisch zur Zylinderachse (11) bearbeitet sind und Bearbeitungsriefen aufweisen, und wobei das Zylindergehäuse (3) auf der Seite des Kurbelraumes (21) Einpassbohrungen...Internal combustion engine (1) with a cylinder housing (3) with at least one cylinder liner (6) for reciprocating Piston and at least one with the cylinder housing (3) firmly connected cylinder head (2), the cylinder liner (6) by means of bushing screws (7) on the cylinder head (2) is fixed, and wherein the cylinder liner (6) of a coolant chamber (15) of the cylinder housing (3) surrounded, wherein the coolant space (15) in the direction of the cylinder head (2) is made open and in the region of the cylinder head floor (10) an annular circumferential Exemption (22) between cylinder liner (6) and cylinder housing (3) is formed, wherein the cylinder liner (6) with a female end face (8) directly on the cylinder head bottom (10) gastight rests and in immediate physical Contact with the cylinder head (2) and both the bushing face (8) the cylinder liner (6), as well as the cylinder head bottom (10) in the area of the cylinder liner (6) concentric with the cylinder axis (11) are processed and have processing marks, and wherein the cylinder housing (3) on the side of the crankcase (21) fitting holes ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylindergehäuse mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse für einen hin- und hergehenden Kolben und mit mindestens einem mit dem Zylindergehäuse fest verbundenen Zylinderkopf, wobei die Zylinderlaufbuchse mittels Buchsenschrauben am Zylinderkopf befestigt ist, und wobei die Zylinderlaufbuchse von einem Kühlmittelraum des Zylindergehäuses umgeben ist, wobei der Kühlmittelraum in Richtung des Zylinderkopfes offen ausgeführt ist und im Bereich des Zylinderkopfbodens eine ringförmige umlaufende Freistellung zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylindergehäuse ausgebildet ist, wobei die Zylinderlaufbuchse mit einer oberen Stirnfläche direkt am Zylinderkopfboden gasdicht anliegt und in unmittelbaren körperlichen Kontakt mit dem Zylinderkopf steht und sowohl die Buchsenstirnfläche der Zylinderlaufbuchse, als auch der Zylinderkopfboden im Bereich der Zylinderlaufbuchse konzentrisch zur Zylinderachse bearbeitet sind und Bearbeitungsriefen aufweisen, und wobei das Zylindergehäuse auf der Seite des Kurbelraumes Einpassbohrungen zur Aufnahme der Zylinderlaufbuchsen aufweist.The The invention relates to an internal combustion engine with a cylinder housing with at least one cylinder liner for a reciprocating piston and at least one cylinder head fixedly connected to the cylinder housing, wherein the cylinder liner by means of bushing screws on the cylinder head is attached, and wherein the cylinder liner of a coolant space of the cylinder housing surrounded, wherein the coolant space in the direction of the cylinder head is open and in the area of Cylinder head floor an annular encircling Exemption formed between cylinder liner and cylinder housing is, wherein the cylinder liner with an upper end face directly gas-tight against the cylinder head floor and in immediate physical Contact with the cylinder head is stationary and both the socket face of the cylinder Cylinder liner, as well as the cylinder head floor in the area of Cylinder liner are machined concentric to the cylinder axis and machining grooves, and wherein the cylinder housing on the side of the crankcase fitting holes for receiving the cylinder liners having.

Bei herkömmlichen Konstruktionen ist eine Dichtungssicke erforderlich, um Relativbewegungen zwischen Zylinderkopf, Zylinderlaufbuchse und Zylindergehäuse auszugleichen. Weitere heikle Bearbeitungsbereiche sind Büchsenbund und die entsprechende Ansenkung im Zylindergehäuse, welche den Büchsenvorstand konventioneller Zylinderlaufbuchsenkonstruktionen definieren. Die Konzentration der Pressung auf den Buchsenbund erfolgt durch das Biegen des Zylinderkopfes mittels der Zylinderkopfschrauben über den Zylinderlaufbuchsen-Vorstand und die Brennraum-Sicke. Dieses Durchbiegen des Zylinderkopfes erzeugt sehr hohe Spannungen, die durch die Überlagerung mit thermischen Spannungen und Gasdruck-Spannungen zur Zerstörung des Zylinderkopfes führen können.at usual Constructions require a seal bead to allow relative movement between Cylinder head, cylinder liner and cylinder housing compensate. Further delicate machining areas are rifle collar and the corresponding Countersink in the cylinder housing, which the rifle board define conventional cylinder liner designs. The Concentration of the pressure on the bushing collar is achieved by bending of the cylinder head by means of the cylinder head bolts over the Cylinder liner management and the combustion chamber bead. This bending The cylinder head generates very high stresses caused by the overlap with thermal stresses and gas pressure stresses to destroy the cylinder head to lead can.

Aus der JP 03-168 351 AA ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Zylinderlaufbuchsen über Buchsenschrauben am Zylinderkopf angeschraubt sind. Dies ermöglicht es, die Dichtungspassung der Zylinderlaufbuchse von den Gaskräften zu entkoppeln. Dadurch können hohe Zylinderkopfdrücke realisiert und die Leistung der Brennkraftmaschine erhöht werden. Allerdings ist im oberen Zylinderlaufbuchsenbereich eine ausreichende Kühlung nicht gewährleistet.From the JP 03-168 351 AA is a liquid-cooled internal combustion engine is known, in which the cylinder liners are screwed on socket bolts on the cylinder head. This makes it possible to decouple the sealing fit of the cylinder liner from the gas forces. As a result, high cylinder head pressures can be realized and the performance of the internal combustion engine can be increased. However, sufficient cooling is not guaranteed in the upper cylinder liner area.

Die DE 196 01 022 A1 beschreibt einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, bei der eine Zylinderlaufbuchse mittels Schrauben vorgespannt am Zylinderkopf befestigt und eine Dichtung gegen den Zylinderkopf gedrückt wird. Der Dichtverband aus Zylinderkopf und Zylinderlaufbuchse ist an einem Motorblock befestigt. Der Zylinderkopf weist einen zylindrischen Hals auf. Der zylindrische Hals und die Zylinderlaufbuchse greifen vorgespannt mittels der gleichmäßig angeordneten Schrauben ineinander, wobei ein äußerer Umfang der Zylinderlaufbuchse von einem inneren Umfang des zylindrischen Halses umfasst wird, und die Dichtung gegen den Zylinderkopf gedrückt wird. Zur Übertragung der Vorspannkraft der Schrauben vom Zylinderkopf auf die Zylinderlaufbuchse ist ein Stützring vorgesehen.The DE 196 01 022 A1 describes a cylinder head for an internal combustion engine, in which a cylinder liner is biased by screws attached to the cylinder head and a seal is pressed against the cylinder head. The sealing assembly of cylinder head and cylinder liner is attached to an engine block. The cylinder head has a cylindrical neck. The cylindrical neck and the cylinder liner preload by means of uniformly arranged screws into each other, wherein an outer circumference of the cylinder liner is enclosed by an inner circumference of the cylindrical neck, and the seal is pressed against the cylinder head. For transmitting the biasing force of the screws from the cylinder head to the cylinder liner, a support ring is provided.

Aus der DE 198 49 912 A1 ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse in Open-Deck-Bauart bekannt, wobei zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf eine Platte angeordnet ist, welche mit den Zylinderlaufbuchsen verbunden oder einstückig ist und unter Zwischenschaltung der Zylinderkopfdichtung mit dem Zylinderkopf zu einer Einheit verschraubt ist, welche durch die Zylinderkopfschrauben mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist.From the DE 198 49 912 A1 is a liquid-cooled internal combustion engine with a crankcase in open-deck design known, wherein between the crankcase and the cylinder head, a plate is arranged, which is connected to the cylinder liners or integral and is screwed with the interposition of the cylinder head gasket with the cylinder head to form a unit is connected by the cylinder head bolts with the crankcase.

Auch die FR 789 151 A offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse in Open-Deck-Bauweise, wobei zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf eine Zylinderkopfdichtung angeordnet ist.Also the FR 789 151 A discloses an internal combustion engine with a crankcase in open-deck construction, wherein between the crankcase and the cylinder head, a cylinder head gasket is arranged.

Weiters sind auch aus den japanischen Veröffentlichungen JP 05-026105 AA und JP 08-303295 AA ähnliche Brennkraftmaschinen mit Kurbelgehäuse in Open-Deck-Bauweise bekannt.Furthermore are also from the Japanese publications JP 05-026105 AA and JP 08-303295 AA similar internal combustion engines with crankcase in open-deck construction known.

Nachteilig bei den bekannten Konstruktionen ist, dass zur Abdichtung der Zylinderlaufbuchse gegenüber dem Zylinderkopf eine Zylinderkopfdichtung erforderlich ist.adversely in the known constructions, that is to seal the cylinder liner across from the cylinder head a cylinder head gasket is required.

Die DE 384 095 C beschreibt einen Großdieselmotor, bei dem die Zylinder im Maschinengestell, bzw. zwischen den einzelnen das Gestell bildenden Ständern oder Blöcken aufgehängt sind. Der Zylinder ist mit einer oberen Stirnfläche direkt am Zylinderkopfboden gasdicht angesetzt und steht in unmittelbarem körperlichen Kontakt mit dem Zylinderkopf.The DE 384 095 C describes a large diesel engine, in which the cylinders are suspended in the machine frame, or between the individual frame-forming uprights or blocks. The cylinder is attached gas-tight with an upper end face directly on the cylinder head floor and is in direct physical contact with the cylinder head.

Auch die DE 1 955 281 A offenbart eine ähnliche Brennkraftmaschine, bei der die Zylinderbüchse direkt an einem Zylinderdeckel anliegt, wobei im Kontaktbereich zwischen der Zylinderbüchse und dem Zylinderdeckel Nuten vorgesehen sind.Also the DE 1 955 281 A discloses a similar internal combustion engine, wherein the cylinder liner is applied directly to a cylinder cover, wherein grooves are provided in the contact area between the cylinder liner and the cylinder cover.

Die DE 675 697 C zeigt eine Anordnung von Laufbüchsen und Zylinderkörper von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen, wobei die Laufbüchsen jeweils gegen einen Zylinderboden gepresst sind. Zwischen den Laufbüchsen und dem Zylinderboden ist dabei jeweils eine Abdichtungsstelle vorgesehen, welche angenähert nach einer Kugelfläche gestaltet ist.The DE 675 697 C shows an arrangement of liners and cylinder body of liquid-cooled internal combustion engines, wherein the liners are each pressed against a cylinder bottom. In each case a sealing point is provided between the liners and the cylinder base, which is designed approximately to a spherical surface.

Die JP 05-026105 A offenbart eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einer Zylinderlaufbüchse und einem Zylinderblock, wobei die Zylinderlaufbüchse direkt am Zylinderkopfboden des Zylinderkopfes anliegt. Die Zylinderlaufbüchse ist gegenüber dem Zylinderblock in ihrem Mantelbereich durch einen Dichtring abgedichtet.The JP 05-026105 A discloses a water-cooled internal combustion engine having a cylinder head, a cylinder liner and a cylinder block, wherein the cylinder liner rests directly on the cylinder head bottom of the cylinder head. The cylinder liner is sealed relative to the cylinder block in its mantle area by a sealing ring.

Weiters ist aus der DE 24 280 A eine Brennkraftmaschine mit einem Leichtmetall-Zylinderkopf und einem Zylinderkopf, welcher in unmittelbarem körperlichen Kontakt mit dem Zylinderkopf steht.Furthermore, is from the DE 24 280 A an internal combustion engine with a light metal cylinder head and a cylinder head, which is in direct physical contact with the cylinder head.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, und auf möglichst einfache und zuverlässige Weise hohe Mittel- und Zylinderdrücke zu ermöglichen und eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Zylinderlaufbuchse zu gewährleisten.task The invention is to avoid these disadvantages, and as possible simple and reliable Way to allow high medium and cylinder pressures and sufficient heat dissipation to ensure from the area of the cylinder liner.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass jede Einpassbohrung einen von der Kreisform abweichenden länglichen Querschnitt aufweist, wobei der Durchmesser der Einpassbohrung in Richtung einer durch die Zylinderachsen aufgespannten Motorlängsebene größer ist, als in Querrichtung normal zur Motorlängsebene, wobei die Einpassbohrung vorzugsweise als Langloch ausgebildet ist. Die ovale Form der Aufnahmebohrung kann durch eine Langloch-Bearbeitung in einfacher Weise realisiert werden. In Motorquerebene ist die Zylinderlaufbuchse in die Einpassbohrung eingepasst, um die Kolbenquerkräfte übertragen zu können. Dadurch wird erreicht, dass unterschiedliche Wärmedehnung im Zylinderblock und Zylindergehäuse ausgeglichen werden.According to the invention this is achieved in that each Einpassbohrung a deviating from the circular shape elongated Cross-section, wherein the diameter of the fitting hole in Direction of a plane defined by the cylinder axes engine longitudinal plane is bigger, as in the transverse direction normal to the engine longitudinal plane, wherein the fitting bore preferably is designed as a slot. The oval shape of the locating hole can through a slot machining be realized in a simple manner. In the engine transverse plane is the Cylinder liner fitted into the fitting bore to transmit the piston lateral forces to be able to. This ensures that different thermal expansion in the cylinder block and cylinder housing be compensated.

Die Dichtungspressung der Zylinderlaufbuchse ist vollständig von den Gaskräften entkoppelt. Die Zylinderlaufbuchse liegt mit ihrer oberen Stirnfläche direkt am Zylinderkopfboden auf, so dass eine separate Zylinderkopfdichtung entfallen kann. Die Abdichtung kann gegebenenfalls durch den Auftrag von Flüssigdichtmittel unterstützt werden. Ein "Atmen" einer Dichtungssicke, wie bei konventionellen Brennkraftmaschinen entfällt, da die Zylinderlaufbuchse unter Zündkraft sich gemeinsam mit dem Zylinderkopf vom Zylindergehäuse entfernt bzw. die Pressung der Kontaktfläche zwischen Zylindergehäuse und Zylinderkopf reduziert wird. Da keine montagebedingte Durchbiegung des Zylinderkopfes erforderlich ist, unterliegen die Bauteile einer viel geringeren Belastung, wodurch besonders hohe Zünddrücke und thermische Belastungen realisiert werden können. Außerdem kann der Zylinderkopf und das Zylindergehäuse wesentlich schlanker ausgeführt werden als bei herkömmlichen Konstruktionen.The Sealing pressure of the cylinder liner is completely from the gas forces decoupled. The cylinder liner is located directly with its upper end face on the cylinder head floor, leaving a separate cylinder head gasket can be omitted. The seal may optionally be determined by the order of liquid sealant supports become. A "breathing" of a gasket bead, as in conventional internal combustion engines is omitted because the cylinder liner under ignition removed together with the cylinder head from the cylinder housing or the pressing of the contact surface between cylinder housing and cylinder head is reduced. Because no assembly-related deflection the cylinder head is required, the components are subject to a much lower load, resulting in particularly high ignition pressures and thermal loads can be realized. In addition, the cylinder head and the cylinder housing be made significantly slimmer as with conventional Constructions.

Durch die sogenannte "Open Deck"-Bauweise wird der obere Bereich der Zylinderlaufbuchse um den Bereich des Zylinderkopfbodens optimal gekühlt.By the so-called "Open Deck "construction is the upper portion of the cylinder liner around the area of the cylinder head floor optimally cooled.

Um die Dichtheit zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylinderkopf zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass jede Zylinderlaufbuchse über zumindest fünf, vorzugsweise über zumindest sechs Buchsenschrauben, besonders vorzugsweise über zumindest acht Buchsenschrauben direkt mit dem Zylinderkopf verschraubt ist. Das Mehrgewicht der Buchsenschrauben wird durch die schlankere Bauweise mindestens kompensiert.Around to ensure tightness between cylinder liner and cylinder head, it is provided that each cylinder liner over at least five, preferably at least over six bushing screws, more preferably at least eight bushing screws bolted directly to the cylinder head. The extra weight of Socket screws are at least compensated by the slimmer design.

Um eine sichere Befestigung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Zylinderlaufbuchse einen Buchsenbund zur Aufnahme der Buchsenschrauben aufweist.Around to allow a secure attachment it is advantageous if the cylinder liner a Buchsenbund for receiving the bushing screws.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jede Zylinderlaufbuchse von der Seite des Zylindergehäuses am Zylinderkopf angeschraubt ist. Dies erlaubt eine besonders kompakte Ausführung des Zylinderkopfes, da kein zusätzlicher Raum für Buchsenschrauben vorgesehen werden muss. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für einen Zylinderkopf für mehrere Zylinder. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Buchsenbund eine radial nach außen offene schlitzartige Ausnehmung pro Buchsenschraube zur Aufnahme jeweils einer Buchsenschraube aufweist, wobei die Ausnehmungen vorzugsweise punktsymmetrisch bezüglich der Zylinderachse am Umfang des Buchsenbundes verteilt sind. Die anstelle von Bohrungen vorgesehenen Ausnehmungen erleichtern die Montage und ermöglichen es, den Buchsenbund sehr kompakt auszuführen.In a preferred embodiment is provided that each cylinder liner from the side of the cylinder housing on Cylinder head is screwed on. This allows a particularly compact design of the Cylinder head, there is no additional space for bushing screws must be provided. This embodiment is particularly suitable for one Cylinder head for several cylinders. Preferably, it is provided that the bushing collar a radially outward open slot-like recess per socket screw for receiving each having a bushing screw, wherein the recesses preferably point symmetric with respect to Cylinder axis are distributed on the circumference of the bushing collar. The place Holes provided by holes facilitate assembly and allow it to make the bushing very compact.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass jede Zylinderlaufbuchse von der Seite des Zylinderkopfes mit diesem verschraubt ist, wobei vorzugsweise die Zylinderlaufbuchse bundlos ausgeführt ist.alternative It can be provided that each cylinder liner of the Side of the cylinder head is screwed to this, preferably the cylinder liner is made fretless.

Um den Kühlmittelraum der Zylinderlaufbuchse vom Kurbelraum hydraulisch zu trennen, ist vorgesehen, dass jede Einpassbohrung zumindest eine, vorzugsweise zwei, im Wesentlichen zylindrische Ringnuten konzentrisch zur Zylinderachse zur Aufnahme jeweils einer O-Ring-Dichtung aufweist. Die O-Ringe müssen so ausgelegt werden, dass die Verschiebung zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylindergehäuse nicht zur Zerstörung derselben führt. Um die Verschiebung gleichmäßig aufzuteilen, ist in weiterer Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass – in Längsrichtung der Brennkraftmaschine betrachtet – etwa im Bereich der Motormitte zumindest eine Positioniereinrichtung, vorzugsweise ein Positionierstift, zwischen Zylinderkopf und Zylindergehäuse angeordnet ist.Around the coolant space to hydraulically separate the cylinder liner from the crankcase is provided that each fitting bore is at least one, preferably two, substantially cylindrical annular grooves concentric with the cylinder axis for receiving each having an O-ring seal. The O-rings must be like that be designed that the displacement between cylinder liner and cylinder housing not to destruction same leads. Around to split the shift evenly is in further execution the invention provides that - in longitudinal direction considered the internal combustion engine - approximately in the middle of the engine at least one positioning device, preferably a positioning pin, is arranged between the cylinder head and cylinder housing.

Ein Ausgleich der Wärmedehnungen sowie eine Positioniereinrichtung entfällt bei einer Ausführung mit Einzelzylinderköpfen. Bei Einzelzylinderköpfen kann die Einpassbohrung zur Aufnahme der Zylinderlaufbuchse und zum Übertragen der Kolbenquerkräfte zylindrisch sein.A compensation of the thermal expansion and a positioning omitted in a Ausfüh tion with single cylinder heads. For single cylinder heads, the fitting bore for receiving the cylinder liner and for transmitting the piston lateral forces may be cylindrical.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Zylinderkopf und Zylindergehäuse zumindest eine vorzugsweise durch eine O-Ring oder eine Flachdichtung gebildete Dichteinrichtung zur Abdichtung von Kühlmittel und/oder Ölkanälen angeordnet sind. Die Abdichtung des Kühlmittels und des Schmieröles wird somit unabhängig von der Verbrennungsdruck-Abdichtung der Zylinderlaufbuchsen zum Zylinderkopf durchgeführt. Dies erlaubt es, für die Dichtungseinrichtungen speziell zur Öl- bzw. Kühlmittelabdichtung geeignete Dichtungen, wie O-Ringe oder Flachdichtungen, zum Beispiel ein Trägerblech mit durch Siebdruck aufgebrachten Elastomerschichten, zu verwenden.in the Frame of the invention is provided that between the cylinder head and cylinder housing at least one preferably by an O-ring or a flat gasket formed sealing device for sealing of coolant and / or oil channels arranged are. The sealing of the coolant and the lubricating oil becomes independent from the combustion pressure seal of the cylinder liners to Cylinder head performed. This allows for the Sealing devices especially suitable for oil or coolant sealing Seals, such as O-rings or gaskets, for example, a carrier sheet with screen-applied elastomeric layers.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigenThe The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it

1 die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung in einem Längsschnitt gemäß der Linie I-I in 2, 1 the internal combustion engine according to the invention in a first embodiment in a longitudinal section along the line II in 2 .

2 diese Brennkraftmaschine in einem Querschnitt gemäß der Linie II-II in 1, 2 this internal combustion engine in a cross section according to the line II-II in 1 .

3 die Brennkraftmaschine in einem Schnitt der Linie III-III in 1, 3 the internal combustion engine in a section of the line III-III in 1 .

4 das Detail IV aus 1, 4 the detail IV out 1 .

5 das Detail V aus 2, 5 the detail V out 2 .

6 die Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 2, 6 the internal combustion engine in a section along the line VI-VI in 2 .

7 die Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführungsvariante in einem Längsschnitt gemäß der Linie VII-VII in 8, 7 the internal combustion engine in a second embodiment in a longitudinal section along the line VII-VII in 8th .

8 die Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in 7, 8th the internal combustion engine in a section along the line VIII-VIII in 7 .

9 die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführungsvariante in einem Längsschnitt gemäß der Linie IX-IX in 10 und 9 the internal combustion engine according to the invention in a third embodiment in a longitudinal section along the line IX-IX in 10 and

10 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie X-X in 9. 10 this internal combustion engine in a section along the line XX in 9 ,

Funktionsgleiche Teile sind in Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.functionally identical Parts are in design variants provided with the same reference numerals.

Bei den in den 1 bis 10 abgebildeten Brennkraftmaschinen 1 sind Zylinderkopf 2 und Zylindergehäuse 3 jeweils über Zylinderkopfschrauben 4 miteinander verschraubt. Pro Zylinder 5 ist eine Zylinderlaufbuchse 6 über Buchsenschrauben 7 mit dem Zylinderkopf 2 verschraubt, wobei eine Buchsenstirnfläche 8 des Buchsenbundes 9 der Zylinderlaufbuchse 6 am Zylinderkopfboden 10 – ohne einer dazwischenliegenden Zylinderkopfdichtung – aufliegt und diesen direkt kontaktiert. Die gasdruckdichte Verbindung zwischen Zylinderkopf 2 und Zylinderlaufbuchse 6 erfolgt durch zur Zylinderachse 11 konzentrische Bearbeitungsorientierung an der Buchsenstirnfläche 8 sowie am Zylinderkopfboden 10. Die Bearbeitungsriefen verlaufen somit konzentrisch zur Zylinderachse 11. Gegebenenfalls kann die Abdichtung zwischen der Buchsenstirnfläche 8 und dem Zylinderkopfboden 10 durch ein Flüssigdichtmittel unterstützt werden.In the in the 1 to 10 illustrated internal combustion engines 1 are cylinder head 2 and cylinder housing 3 each with cylinder head bolts 4 screwed together. Per cylinder 5 is a cylinder liner 6 via socket screws 7 with the cylinder head 2 screwed, with a female end face 8th of the Buchsenbundes 9 the cylinder liner 6 on the cylinder head floor 10 - Without an intermediate cylinder head gasket - rests and this contacted directly. The gas-tight connection between the cylinder head 2 and cylinder liner 6 takes place through to the cylinder axis 11 Concentric machining orientation on the bushing end face 8th as well as on the cylinder head floor 10 , The processing marks thus run concentric to the cylinder axis 11 , Optionally, the seal between the socket end face 8th and the cylinder head floor 10 be supported by a liquid sealant.

Um eine ausreichende Kühlung des oberen Bereiches der Zylinderlaufbuchse 6 zu gewährleisten, ist diese im Bereich des Zylinderkopfbodens 10 zum Zylindergehäuse 3 freigestellt, wobei der Kühlmittelraum 15 in Richtung des Zylinderkopfes 2 offen – in einer sogenannten "open deck"-Bauweise – ausgeführt ist. Die Freistellung ist mit Bezugszeichen 22 bezeichnet.To ensure adequate cooling of the upper area of the cylinder liner 6 to ensure this is in the area of the cylinder head floor 10 to the cylinder housing 3 Exempted, the coolant space 15 in the direction of the cylinder head 2 open - in a so-called "open deck" construction - is executed. The exemption is with reference number 22 designated.

Bei dem in den 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der Zylinderkopf 2 durchgehend für mehrere Zylinder 5 ausgebildet. Die unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen Zylindergehäuse 3 und Zylinderkopf 2 erfordern einen Dehnungsausgleich in Richtung der durch die Zylinderachsen 11 aufgespannten Motorlängsebene 12. Die Kolbenquerkräfte müssen aber in der auf der Seite des Kurbelraumes 21 angeordneten unteren Buchsenpassung 13 aufgenommen werden können. Um dies zu bewerkstelligen, ist die Einpassbohrung 14 durch ein Langloch gebildet, so dass die Einpassbohrung 14 in Richtung der Motorlängsebene 12 einen größeren Durchmesser D aufweist, als in der Querrichtung normal zur Motorlängsebene 12. Der kleinere Durchmesser ist mit Bezugszeichen d bezeichnet. Dadurch ergibt sich in Richtung der Motorlängsebene 12 ein Ausdehnungsspalt Δd.In the in the 1 to 6 the first embodiment shown is the cylinder head 2 continuous for several cylinders 5 educated. The different thermal expansions between cylinder housing 3 and cylinder head 2 require a strain compensation in the direction of the cylinder axes 11 clamped motor longitudinal plane 12 , However, the piston lateral forces must be in the on the side of the crank chamber 21 arranged lower bushing fit 13 can be included. To accomplish this, is the fitting bore 14 formed by a slot so that the fitting hole 14 in the direction of the motor longitudinal plane 12 has a larger diameter D than in the transverse direction normal to the motor longitudinal plane 12 , The smaller diameter is designated by reference numeral d. This results in the direction of the motor longitudinal plane 12 an expansion gap Δd.

Zur Abdichtung der Kühlmittelräume 15 zwischen Zylinderlaufbuchse 6 und Zylindergehäuse 3 sind im Bereich der Einpassbohrung 14 in Ringnuten 16 des Zylindergehäuses 3 eingelegte O-Ring-Dichtungen 17 angeordnet, welche einen O-Ring-Einpass bilden. Die O-Ring-Dichtungen 17 müssen so ausgelegt sein, dass eine Verschiebung der Zylinderlaufbuchsen 6 in Richtung der Motorlängsebene 12 zu keiner Zerstörung führt.For sealing the coolant spaces 15 between cylinder liner 6 and cylinder housing 3 are in the range of the fitting hole 14 in ring grooves 16 of the cylinder housing 3 inserted O-ring seals 17 arranged, which form an O-ring Einpass. The O-ring seals 17 must be designed so that a displacement of the cylinder liners 6 in the direction of the motor longitudinal plane 12 leads to no destruction.

Um die Verschiebungen gleichmäßig aufzuteilen, ist – in Richtung der Motorlängsebene 12 betrachtet – im Bereich der Motormitte ein durch einen Stift oder eine Hülse gebildete Positioniereinrichtung 18 zwischen Zylinderkopf 2 und Zylindergehäuse 3 vorgesehen, wie aus der 1 hervorgeht. Die Ringnuten 16 sind zylindrisch zur Zylinderachse 11 und konzentrisch in das Zylindergehäuse 3 eingeformt.To split the displacements evenly, is - in the direction of the motor longitudinal plane 12 considered - in the middle of the motor formed by a pin or a sleeve positioning 18 between cylinder head 2 and cylinder housing 3 provided, as from the 1 evident. The ring grooves 16 are cylindrical to the cylinder axis 11 and concentric in the cylinder housing 3 formed.

Wie aus der 6 hervorgeht, kann der Buchsenbund 9 in einer besonders kostengünstigen Ausführung für jede Buchsenschraube 7 eine schlitzartige Ausnehmung 8' aufweisen, welche in radialer Richtung offen ausgeführt ist. Die Ausnehmungen 8' sind beispielsweise punktsymmetrisch bezüglich der Zylinderachse 11 ausgeführt. Um eine gleichmäßige Anpressung der Zylinderlaufbuchse 6 am Zylinderkopf 2 zu erreichen, sollten mindestens fünf Buchsenschrauben 7 vorgesehen sein. Im in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Buchsenschrauben dargestellt. Um eine möglichst enge Anordnung der Zylinderlaufbuchsen zu ermöglichen, sind sämtliche Buchsenschrauben 7 außerhalb der Motorlängsebene 12 angeordnet.Like from the 6 As can be seen, the Buchsenbund 9 in a particularly cost-effective design for each bushing screw 7 a slot-like recess 8th' have, which is designed to be open in the radial direction. The recesses 8th' are, for example, point-symmetrical with respect to the cylinder axis 11 executed. For a uniform contact pressure of the cylinder liner 6 on the cylinder head 2 to achieve at least five bushing screws 7 be provided. Im in the 1 to 6 illustrated embodiment, eight bushings screws are shown. In order to allow the closest possible arrangement of the cylinder liners, all bushing screws 7 outside the engine longitudinal plane 12 arranged.

Die 7 bis 10 zeigen Ausführungsvarianten mit Einzelzylinderköpfen. Ein Ausgleich der Wärmedehnungen ist bei Einzelzylinderköpfen nicht erforderlich. Jede einen O-Ring-Einpass bildende Einpassbohrung 14 zum Übertragen der Kolbenquerkräfte kann zylindrisch ausgebildet sein. Um ausreichend Dichtstrecken s zwischen dem die Zylinderlaufbuchse 6 umschließenden Kühlmittelraum 15 und der strichliert angedeuteten Außenkontur des Zylinderkopfes 2 zu haben, muss ein relativ großer Zylinderabstand eingehalten werden, wenn die Zylinderlaufbuchsen 6 – wie in der in 7 und 8 dargestellten Ausführung gezeigt ist – von der Seite des Zylindergehäuses 3 am Zylinderkopf 2 angeschraubt ist.The 7 to 10 show variants with single cylinder heads. A compensation of the thermal expansion is not required for single cylinder heads. Each fitting hole forming an O-ring fitting 14 for transmitting the piston lateral forces may be cylindrical. To have sufficient sealing distances s between the cylinder liner 6 enclosing coolant space 15 and the dashed line indicated outer contour of the cylinder head 2 To have a relatively large cylinder spacing must be maintained when the cylinder liners 6 - as in the 7 and 8th shown embodiment is - from the side of the cylinder housing 3 on the cylinder head 2 screwed on.

Ein kleinerer Zylinderabstand ist hingegen möglich, wenn die Verschraubung der Zylinderlaufbuchsen 6 von oben, also von der Seite des Zylinderkopfes 2 erfolgt, wie in den 9 und 10 angedeutet ist. Auf diese Weise lässt sich ein ähnlich kurzer Zylinderabstand realisieren, wie bei konventionellen Einzelzylinderkopf-Konstruktionen mit nassen Zylinderlaufbuchsen und sogenannter Open Deck-Konfiguration. In 9 ist die Buchsenschraube 7 in die Schnittebene gedreht.A smaller cylinder distance, however, is possible if the screw connection of the cylinder liners 6 from above, so from the side of the cylinder head 2 takes place as in the 9 and 10 is indicated. In this way, a similar short cylinder spacing can be realized, as in conventional single-cylinder head designs with wet cylinder liners and so-called open deck configuration. In 9 is the bushing screw 7 turned into the cutting plane.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kühlmittelräume 15 im Bereich der zylinderkopfseitigen Hälfte der Zylinderlaufbuchsen 6 zylindrisch gestaltet werden können, wodurch sich eine homogenere Umströmung der Zylinderlaufbuchsen 6 ergibt.Another advantage is that the coolant spaces 15 in the area of the cylinder head side half of the cylinder liners 6 can be cylindrical, resulting in a more homogeneous flow around the cylinder liners 6 results.

Mit Bezugszeichen 19 ist eine, in den 1 und 2 angedeutete, als O-Ring oder Flachdichtung ausgebildete Dichteinrichtung zwischen Zylinderkopf 2 und Zylindergehäuse 3 zur Abdichtung von Öl- und/oder Kühlmittelkanälen bezeichnet.With reference number 19 is one in which 1 and 2 indicated, designed as an O-ring or gasket sealing device between the cylinder head 2 and cylinder housing 3 for sealing oil and / or coolant channels.

Claims (11)

Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylindergehäuse (3) mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse (6) für einen hin- und hergehenden Kolben und mit mindestens einem mit dem Zylindergehäuse (3) fest verbundenen Zylinderkopf (2), wobei die Zylinderlaufbuchse (6) mittels Buchsenschrauben (7) am Zylinderkopf (2) befestigt ist, und wobei die Zylinderlaufbuchse (6) von einem Kühlmittelraum (15) des Zylindergehäuses (3) umgeben ist, wobei der Kühlmittelraum (15) in Richtung des Zylinderkopfes (2) offen ausgeführt ist und im Bereich des Zylinderkopfbodens (10) eine ringförmige umlaufende Freistellung (22) zwischen Zylinderlaufbuchse (6) und Zylindergehäuse (3) ausgebildet ist, wobei die Zylinderlaufbuchse (6) mit einer Buchsenstirnfläche (8) direkt am Zylinderkopfboden (10) gasdicht anliegt und in unmittelbaren körperlichen Kontakt mit dem Zylinderkopf (2) steht und sowohl die Buchsenstirnfläche (8) der Zylinderlaufbuchse (6), als auch der Zylinderkopfboden (10) im Bereich der Zylinderlaufbuchse (6) konzentrisch zur Zylinderachse (11) bearbeitet sind und Bearbeitungsriefen aufweisen, und wobei das Zylindergehäuse (3) auf der Seite des Kurbelraumes (21) Einpassbohrungen (14) zur Aufnahme der Zylinderlaufbuchsen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einpassbohrung (14) einen von der Kreisform abweichenden länglichen Querschnitt aufweist, wobei der Durchmesser (D, d) der Einpassbohrung (14) in Richtung einer durch die Zylinderachsen (11) aufgespannten Motorlängsebene (12) größer ist, als in Querrichtung normal zur Motorlängsebene (12).Internal combustion engine ( 1 ) with a cylinder housing ( 3 ) with at least one cylinder liner ( 6 ) for a reciprocating piston and at least one with the cylinder housing ( 3 ) firmly connected cylinder head ( 2 ), wherein the cylinder liner ( 6 ) by means of bushing screws ( 7 ) on the cylinder head ( 2 ), and wherein the cylinder liner ( 6 ) from a coolant space ( 15 ) of the cylinder housing ( 3 ), wherein the coolant space ( 15 ) in the direction of the cylinder head ( 2 ) is open and in the area of the cylinder head floor ( 10 ) an annular peripheral exemption ( 22 ) between cylinder liner ( 6 ) and cylinder housing ( 3 ), wherein the cylinder liner ( 6 ) with a female end face ( 8th ) directly on the cylinder head floor ( 10 ) gas-tight and in direct physical contact with the cylinder head ( 2 ) and both the socket end face ( 8th ) of the cylinder liner ( 6 ), as well as the cylinder head floor ( 10 ) in the area of the cylinder liner ( 6 ) concentric with the cylinder axis ( 11 ) and have processing marks, and wherein the cylinder housing ( 3 ) on the side of the crankcase ( 21 ) Fitting holes ( 14 ) for receiving the cylinder liners ( 6 ), characterized in that each fitting bore ( 14 ) has a deviating from the circular shape oblong cross-section, wherein the diameter (D, d) of the fitting bore ( 14 ) in the direction of a through the cylinder axes ( 11 ) mounted engine longitudinal plane ( 12 ) is greater than in the transverse direction normal to the motor longitudinal plane ( 12 ). Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zylinderlaufbuchse (6) über zumindest fünf, vorzugsweise über zumindest sechs Buchsenschrauben (7), besonders vorzugsweise über zumindest acht Buchsenschrauben (7) direkt mit dem Zylinderkopf (2) verschraubt ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that each cylinder liner ( 6 ) over at least five, preferably at least six bushing screws ( 7 ), particularly preferably at least eight bushing screws ( 7 ) directly with the cylinder head ( 2 ) is screwed. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufbuchse (6) einen Buchsenbund (9) zur Aufnahme der Buchsenschrauben (7) aufweist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder liner ( 6 ) a bushing collar ( 9 ) for receiving the bushing screws ( 7 ) having. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zylinderlaufbuchse (6) von der Seite des Zylindergehäuses (3) am Zylinderkopf (2) angeschraubt ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that each cylinder liner ( 6 ) from the side of the cylinder housing ( 3 ) on the cylinder head ( 2 ) is screwed. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenbund (9) eine radial nach außen offene schlitzartige Ausnehmung (8') pro Buchsenschraube (7) zur Aufnahme jeweils einer Buchsenschraube (7) aufweist, wobei die Ausnehmungen (8') vorzugsweise punktsymmetrisch bezüglich der Zylinderachse (11) am Umfang des Buchsenbundes (9) verteilt sind.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the bushing collar ( 9 ) a radially outwardly open slot-like recess ( 8th' ) per bushing screw ( 7 ) for receiving in each case a bushing screw ( 7 ), wherein the recesses ( 8th' ) preferably point-symmetrical with respect to the cylinder axis ( 11 ) on the circumference of the Buchsenbundes ( 9 ) are distributed. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zylinderlaufbuchse (6) von der Seite des Zylinderkopfes (2) mit diesem verschraubt ist, wobei vorzugsweise die Zylinderlaufbuchse (6) bundlos ausgeführt ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that each cylinder liner ( 6 ) from the side of the cylinder head ( 2 ) is screwed thereto, wherein preferably the cylinder liner ( 6 ) is executed without a bundle. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufbuchse (6) in Querrichtung in die Einpassbohrung (14) eingepasst ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cylinder liner ( 6 ) in the transverse direction in the fitting hole ( 14 ) is fitted. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einpassbohrung zumindest eine, vorzugsweise zwei im Wesentlichen zylindrische Ringnuten (16) konzentrisch zur Zylinderachse zur Aufnahme jeweils einer O-Ring-Dichtung (17) aufweist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that each fitting bore at least one, preferably two substantially cylindrical annular grooves ( 16 ) concentric with the cylinder axis for receiving in each case an O-ring seal ( 17 ) having. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – in Längsrichtung der Brennkraftmaschine betrachtet – etwa im Bereich der Motormitte zumindest eine Positioniereinrichtung (18), vorzugsweise ein Positionierstift, zwischen Zylinderkopf (2) und Zylindergehäuse (3) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that - viewed in the longitudinal direction of the internal combustion engine - at least in the region of the engine center at least one positioning device ( 18 ), preferably a positioning pin, between the cylinder head ( 2 ) and cylinder housing ( 3 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zylinderkopf (2) und Zylindergehäuse (3) zumindest eine vorzugsweise durch eine O-Ring oder eine Flachdichtung gebildete Dichteinrichtung (19) zur Abdichtung von Kühlmittel und/oder Ölkanälen angeordnet sind.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that between the cylinder head ( 2 ) and cylinder housing ( 3 ) at least one preferably formed by an O-ring or a gasket sealing device ( 19 ) are arranged for sealing of coolant and / or oil passages. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpassbohrung (14) als Langloch ausgebildet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the fitting bore ( 14 ) is designed as a slot.
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