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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere
einen Kraftfahrzeughubkolbenmotor mit mehreren, nebeneinander angeordneten
Brennräumen,
die von einem gemeinsamen Kühlmittelmantel
umgeben sind, wobei dem Kühlmittelmantel
ein Kühlmittelleitungselement
zugeordnet ist, welches über
einen oder mehrere Kühlmitteldurchlässe mit
dem Kühlmittelmantel
verbunden ist.
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Dem
Kühlmittelmantel
ist über
das Kühlmittelleitungselement
Kühlmittel
zuführbar,
welches in einer oder mehreren Kühlmittelströmungen durch
die Kühlmitteldurchlässe hindurch
tritt. Dabei besteht das Risiko, dass die Kühlmittelströmungen untereinander ungleichmäßig ausgebildet
sind, unterschiedlich verteilt in dem Kühlmittelmantel eintreten und/oder
sich innerhalb des Kühlmittelmantels
ungleichmäßig verteilen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zu schaffen, bei der
das Kühlmittel
besser verteilt vom Kühlmittelleitungselement
in den Kühlmittelmantel
gelangt, sodass ein möglichst
gleichmäßiger Wärmetransfer
von und zu den jeweiligen Brennräumen
bzw. deren Wandungen ermöglicht
ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst, bei
der wenigstens ein Kühlmitteldurchlass
in der Art eines Gitters ausgebildet ist. Ein einzelnes Gitter ermöglicht eine
Vergleichmäßigung der
durch den Kühlmitteldurchlass geführten Kühlmittelströmung, sodass
sich diese nach dem Gitter im Kühlmittelmantel
gleichmäßiger verteilt
bzw. strömungsgünstig verteilt.
Mehrere gitterförmig
gestaltete Kühlmitteldurchlässe haben
den zusätzlichen
Effekt, dass die durch die Kühlmitteldurchlässe geführte Kühlmittelströmung besser
auf die Kühlmitteldurchlässe verteilt
wird und somit mit möglichst
einheitlicher Geschwindigkeit in die Kühlmitteldurchlässe eintritt.
Das Gitter kann mehr oder weniger regelmäßig gestaltet, insbesondere
jedoch auch an die gewünschten
Strömungsbedingungen
im Kühlmittelmantel
angepasst sein.
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In
Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühlmitteldurchlass mehrere gleichartige
Strömungsleitelemente
zur Gleichrichtung einer Kühlmittelströmung auf.
Damit ist auf besonders einfache Weise ein erfindungsgemäßes Gitter
realisiert. Als Strömungsleitelemente
sind zylindrische, kugelige, sichelförmige oder tropfenförmige Elemente
ebenso vorstellbar wie Gitterelemente mit einem tragflügelartigen
Profil.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühlmitteldurchlass mehrere gleichförmig angeordnete
Durchlassöffnungen,
insbesondere -bohrungen in einer Wandung des Kühlmittelmantels und/oder zwischen
Strömungsleitelementen
auf. Auf diese Weise lässt
sich mit einer Vielzahl von gleichmäßig oder ungleichmäßig angeordneten,
insbesondere gleichartigen Perforationen ein Gitter mit besonders
einfachen Mitteln herstellen. Eine entsprechende Wandung des Kühlmittelmantels
kann beispielsweise in einem Zylinderkopf und/oder einem Kurbelgehäuse einer
Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühlmitteldurchlass mehrere gleichartige Strömungsleitelemente
unterschiedlicher Ausrichtung und/oder Ausformung zur unterschiedlichen Umlenkung
einer Kühlmittelströmung auf.
Damit kann ein gitterförmig
gestalteter Kühlmitteldurchlass zur
Umlenkung der Kühlmittelströmung in
mehrere verschiedene Richtungen bzw. für eine gezielte Auffächerung
genutzt werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmitteldurchlass als Strömungsverzweigung ausgebildet
und/oder im Bereich einer Strömungsverzweigung
angeordnet. Ein gitterförmig
gestalteter Kühlmitteldurchlass
wirkt förderlich
bei einer Verzweigung der Kühlmittelströmung.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei zylindrische
Brennräume
in einer Reihe angeordnet, die von einem gemeinsamen Kühlmittelmantel
umgeben sind, welcher wenigstens zwei Kühlmitteldurchlässe in Form
von Einlassöffnungen
zur Zufuhr von Kühlmittel
vom Kühlmittelleitungselement
zum Kühlmittelmantel
aufweist. Damit ist eine vergleichmäßigte Durchströmung der
Kühlmitteldurchlässe und
ein verbesserter Wärmeaustausch
im Kühlmittelmantel
gewährleistet,
wodurch sich die erforderlichen Kühlmittelmassenströme zur Kühlung der
Brennräume
reduzieren lassen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. Hierzu
zeigen
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1 einen
Querschnitt durch den Wassermantel der Brennräume einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine;
und
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2 einen
Ausschnitt aus 1 (Detail II).
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Im
Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 in Form
eines 4-Zylinder-Hubkolbenmotors
skizziert werden. Hierzu ist in den Figuren ein Querschnitt durch
einen Kühlmittel-,
insbesondere Kühlwassermantel 2 in
einem Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine 1 veranschaulicht. Der Kühlmittelmantel
umgibt die in einer Reihe angeordneten, nicht näher dargestellten zylindrischen
Brennräume 3.
Der Kühlmittelmantel 2 kann
ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und schließt vorzugsweise unmittelbar
an die nicht näher
dargestellten Wandungen der Brennräume 3 an.
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Dem
Kühlmittelmantel 2 ist
ein Kühlmittelleitungselement 4 in
Form einer Sammelleiste zugeordnet, über das dem Kühlmittelmantel 2 Kühlmittel
zu- und bei Bedarf abführbar
ist. Eine Verbindung zwischen Sammelleiste 4 und Kühlmittelmantel 2 ist
in Form mehrerer Kühlmitteldurchlässe 5 geschaffen, wobei
die in den Figuren dargestellten Kühlmitteldurchlässe 5 als
Einlassöffnungen
ausgebildet sind, über
die Kühlmittel
in den Kühlmittelmantel 2 einströmt. In Strömungsrichtung
gesehen hinter den Kühlmitteldurchlässen 5 ist
der Kühlmittelmantel 2 derart
ausgestaltet, dass die Strömung
verzweigt wird.
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Die
Kühlmitteldurchlässe 5 sind
jeweils in der Art eines Gitters ausgeführt, wobei jeweils mehrere Strömungsleitelemente 6 den
Durchgangsquerschnitt der Durchlässe
geringfügig
vermindern. Die Strömungsleitelemente 6 können gemeinsam
einstückig
ausgeführt
sein und als separates Bauelement in eine vorbereitete Aussparung
bzw. Bohrung eingesetzt sein. Die Strömungsleitelemente 6 sind
gleichartig ausgeführt
und gleichmäßig in den
Kühlmitteldurchlässen 5 verteilt
angeordnet. Sie sind ferner möglichst
widerstandsarm umströmbar
als zylindrische, tropfenförmige
oder tragflügelartige
Elemente ausgeführt.
Alternativ dazu sind mehrere gleichartige und wenigstens näherungsweise
regelmäßig angeordnete
Bohrungen (Bohrungsmatrix) zwischen Sammelleiste 4 und
Kühlmittelmantel 2 zur
Bildung eines Kühlmitteldurchlasses 5 vorgesehen.
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In
einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind
die Strömungsleitelemente
zwar gleichartig, jedoch unterschiedlich geformt und/oder unterschiedlich
ausgerichtet aus gebildet. Damit kann die Gitterwirkung auf unterschiedliche
Strömungsverhältnisse an
verschiedenen Punkten des jeweiligen Kühlmitteldurchlasses angepasst
sein. Ferner kann eine angepasste Umlenkung der Kühlmittelströmung in
mehrere unterschiedliche Richtungen realisiert und damit eine Strömungsverzweigung
im Kühlmittelmantel
unterstützt
werden.
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Die
gitterförmige
Ausgestaltung eines Kühlmitteldurchlasses
mittels der Strömungsleitelemente 6 bewirkt
zunächst
eine Reduzierung einzelner Geschwindigkeitskomponenten der Kühlmittelströmung von
der Sammelleiste 4 in den Kühlmittelmantel 2, insbesondere
in Richtung des Pfeils X, und folglich eine Umlenkung und Vergleichmäßigung der
Strömung
im Kühlmittelmantel
selbst. Ferner wird unter Umständen
eine Vergleichmäßigung bzw.
Egalisierung der Anströmungen
der verschiedenen Kühlmitteldurchlässe 5 seitens
der Sammelleiste bewirkt.
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Die
Merkmale der lediglich beispielhaft beschriebenen Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
lassen sich nahezu beliebig miteinander kombinieren, sodass sich
weitere vorteilhafte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben können.