DE1476396A1

DE1476396A1 - Ein- oder Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit Fluessigkeits-Umlaufkuehlung

Info

Publication number: DE1476396A1
Application number: DE19641476396
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl-Ing Jakob
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1964-08-28
Filing date: 1964-08-28
Publication date: 1969-03-27

Description

Ein- oder MehrzylinderbrenKkraftmaschine mit ]?lüssigkeits-Umlauf kühlung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit Flüssigkeitsumlaufkühlung, vorzugsweise Wasserkühlung, für den Zylinder bzw. die Zylinderbuchse sowie für den mit dem Kühlmantel des Zylinders in Flüssigkeitsverbindung stehenden abnehmbaren Zylinderkopf.

Beim Überführen des Kühlwassers vom Kühlmantel des Kurbelgehäuses in den Kühlraum des Zylinderkopfes wurde bisher eine relativ große Anzahl von Übertrittsbohrungen mit jeweils relativ kleinem Querschnitt verwendet. In gleicher Weise wurden solche Übertrittsbohrungen zusätzlich auch für den Übertritt der sich im Kühlraum des Zylinders bildenden Dampf blasen angeordnet. Dies ist herstellungsmäßig betrachtet umfangreich und teuer und vielfach auch schwierig.

Für die Abdichtung der Trennflächen zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf eignet sich,, wie eingehende Versuche bestätigt haben, in besonderem Maße eine sogenannte individuelle Kingdichtung. Diese besteht aus einer Vorabdichtung durch ein unmittelbares, also kraftschlüssiges AufeinandersArauben der beiden Bauteile: Zylinderkopf und Kurbelgehäuse und aus einer Restabdichtung. I¹Ur die zuletzt " genannte Dichtung ist ein Ring aus elastischem Material,

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vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff, "beispielsweise Teflon, vorgeselien, der in. eine vorgegebene kühle;Bauteilzone flammen-, strahlen- und im wesentlichen auch gasgeschützt verlegt ist. Dies erfolgte so, daß der Dichtungsring in einer ISTuI; eines der "beiden auf einanderliegenden Bauteile oder in je einer But der beiden Bauteile, und zwar im eingebauten Zustand mit Yarspannung gelagert ist. Dabei handelt es sieh bei der strahlengeschützten Verlegung der Ringdichtung um die örtliche Auswirkung der Wärmestrahlung

" innerhalb der einzelnen Bauteile dies Motors. Bei Anwendung einer Teflon-Ringdichtung sind die lutquerschnitte des Ringrauntee im Kurbelgehäuse bzw« im Zylinderkopf oder beide in ihrer Verhältniszahl zum Querschnitt des Teflon-Ringes so zu bemessen, daß die Wärmedehnung des Teflon-Ringes hinreichend ist, um das bei Erwärmung plastisch werdende Material die Ringnut nicht nur voll ausfüllen, sondern noch so viel hinausragen zu lassen, daß die Teflon-Masse gegen den Zylinderkopf gedrückt und somit eine auch hohen Gasdrücken

ι standhaltende Abdichtung des Brennraumes erzielt wird. Aber auch bei Anwendung einer solchen individuellen Zylinder— kopfabdiehtung mußten bisher viele Wasserübertrittsöffnungen bzw. Dampfblasenübertrittsöffnungen zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf mit entsprechend vielen Dichtstellen in Kauf genommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Anwendung einer sehr vorteilhaften individuellen Zylinderkopf abdicht ung die genannten Nachteile der Anordnung einer Vielzahl von .Wasserübertrittsbohrungen zu vermeiden« Bies wird erfindungsgemäß ·

durch die Kombination folgender Merkmale erreicht s 909813/1317

a) die Kurbelgehäusedeckplatte ist auf ihrer den Kühlraum begrenzenden Unterseite stetig geneigt,

b) der Zylinderkopf ist mit dem Kurbelgehäuse unmittelbar kraftschlüssig verschraubt,

c) die Brennraumabdichtuiag der Zylinderbohrung an der Srennflache: Kurbelgehäuse - Zylinderkopf besteht aus einer Einzelringdichtung, die in eine vorgegebene kühle Bauteilzone flammen-, strahlen- und im wesentlichen auch gasgeschützt verlegt "ist, und

d) die Anzahl der Wasserübertrittsbohrungen bzw. Dampfblasenübertrittsbohrungen vom Kühlraum des Kurbelgehäuses zum Zylinderkopf kühlraum ist auf ein Mindestmaß beschränkt, wobei der größte Seil der aus dem Kürbelgehäusekühlraum austretenden Wassermenge außerhalb der Trennfläches Kurbelgehäuse - Zylinderkopf zum Zylinderkopf übergeleitet bzw. anderweitig abgeleitet wird.

Dabei sind für den Wasserübertritt vom Kühlraum des Kurbelgehäuses zum Zylinderkopf kühlraum zweckmäßig besondere, außenseitig des Motorblockes angeordnete Verbindungsleitungen vorgesehen. Auf diese Art ist es möglich, mit nur wenigen Ubertrittsbohrungen auszukommen, die praktisch nur noch die Aufgabe haben, daß die sieh im Kühlraum des Zylinders bildenden Dampfblasen in den .Zylinderkopfkühlraum übertreten und von da aus durch die Wasserströmung weitergefördert werden können. Um das Abführen der bekanntlich infolge schlechter Wärmeleitung zu örtlichen fJberhitzungen führenden Daapfblasen zu beschleunigen, wird nach einem weiteren Merkaal der Erfin-

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dung vorgeschlagen, entweder den ganzen Motor sehrägsustel— len oder die Neigung dadurch zu erreichen, daß die Kurbelgehäusedeckplatte an ihrer den Kühlraum begrenzenden Unterseite mit stetig sich ändernder Wandstärke, d.h. mit zunehmender bzw. abnehmender Wandstärke ausgeführt wird. Da die hier in Präge kommende Ringdichtung vom eigentlichen . Zylinder soweit entfernt ist, daß sie teilweise oder ganz schon über dem Kühlraum des Zylinders steht, wirkt sich das Ableiten der Glasblasen besonders günstig aus. Darüber hinaus können aber auch beide Maßnahmen, nämlich Neigung des ganzen Motors und abnehmende Wandstärke der Kurbelgehäusedeckplatte angewendet werden. In beiden Fällen wird erreicht, daß die sich im Kühlraum des Zylinders bildenden Dampfblasen nach der höheren Seite hin wegperlen bzw. aufsteigen, wobei entweder an dieser höheren Kühlraumseite die Übertrittsbohrungen zum Zylinderkopf-Kühlraum zwar in geringer Zahl aber mit größerem* Durchmesser angeordnet werden oder daß in diesem Bereich die außenseitig des Motorblockes vorgesehenen Kühlwasser-Überführungsleitungen in den Kühlraum des Zylinders einmünden. In jedem Falle ist die Schräge der oberen Begrenzungsfläche des Zylinderkühlraumes so zu wählen, daß Dampfblasen genügend schnell zu den Wasserabführungsbohrungen wandern können. Die Schräge selbst kann Je nach Art des Motorbetriebes vorzugsweise zwischen 5 und 20° gegenüber einer waagerechten Ebene betragen. Dieser Förderungsvorgang wird noch dadurch begünstigt, daß der Motor auch im Gegensatz zu einem Dampfkessel bewegte 'feile aufweist, die stets zu einer ständigen Erschütterung - Rütteln des Motors führen. Insbesondere bei Fahrzeugmotoren wirken

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hierbei zusätzlich die Erschütterungen des Fährbetriebes, Konstruktiv kann dieser Yorgang noch dadurch verbessert wer den, daß die gesamte Wasserführung so ausgelegt wird, daß sie diesen Vorgang der Abführung der Dampfblasen an der oberen Begrenzungsfläche zu den Wasserabführung-söffnungen durch entsprechende Strömungsführung unterstützt. Insbesondere sind bei der konstruktiven Auslegung des Zylinderkühlraumes an dieser oberen Begrenzungsfläche Sackstellen zu vermeiden, an denen sich l'oträume bilden können, die von der Kühlwasserströmung nicht erfaßt werden und in denen auch Temperatublasen stehenbleiben können.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. 3£s zeigeni

Fig. 1 eine wassergekühlte Brennkraftmaschine im ^s ' Längsschnitt mit einer tJmführungslei bung für das Kühlwasser vom Kühlmantel des Arbeits-Zylinders zum Kühlraum des Zylinderkopfes und

i'ig» 2 eine Ausführungsvariante mit Schräglage der Kurbelgehäuse-Deckplatte und innerhalb des Zylinderkopfes liegender ttberführungsleitung in verkleinertem ILaßgtab.

Bei der hier ventilgesteuerten Br.fspkraftmaschine ist mä 1 der Arbeitszylinder bezeichnet, in dem der Kolbe» 2 auf- und abwärts gleitet. Auf den Arbeitszylinder ist dej?. Zylinderkopf 5 lp?aft schlüssig auf'ge schraubt. Das

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wird bei 4 in den Kühlmantel 5 des Arbeitszylinders eingeführt und durch die Umgehungsleitung 6 in den Kühlwasserraum des Zylinderkopfes 3 übergeführt, um aus diesem bei 8 auszutreten, wie das durch die Strömungspfeile 9» 10, 11 angedeutet ist. Danach wird das Kühlwasser dem Kühler zugeleitet, was hier nicht weiter dargestellt ist. Die Kurbelgehäuse-Deckplatte 12 verläuft in Richtung der Umgehungsleitung 6 hin schräg, so daß die im Kühlmantel 5 hoch steigenden und an der schrägen Kurbelgehäuse-Kopfplatte 12 auftreffenden Gasblasen des Kühlwassers entlang dieser Platte bis zum Übergang 13 rollen und danach in den Kühlraum 7 des Zylinderkopfes übertreten können.

Bei der in verkleinertem Maßstab gezeichneten Anordnung nach .Pig. 2 ist die Kurbelgehäuse-Deckplatte mit abnehmender Wandstärke ausgeführt. Im Gegensatz zu der Darstellung in Fig. 1 ist hier jedoch an Stelle einer außerhalb des Kurbelgehäuses angeordneten besonderen Umführungsleitung am Ende der Schräge eine einseitige Kühlwasseröffnung 14 vorgesehen.

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Claims

ei/ra f Maschinenfabrik Augsburg-HUrnberg Aktiengesellschaft 1476396 Werk Kürnberg Hürnberg, 25. August 1964 Patentansprüche

1. Ein- oder Mehraylinderbrennkraf tmaechine «it flüssigkeit a-UmlaufkUhlung, vorzugsweise Wasserkühlung, für Zylinder bsw. die Zylinderbuchse und den Bit des Kühl» mantel des Zylinders in yitisslgkeitsverbindung stehenden abnehabaren Zylinderkopf, gekennzeichnet durch folgende Kombinationsmerkmalet

a) die Kurbelgehäusedeckplatte ist auf ihrer den Kühlraum begrenzenden Unterseite stetig geneigt,

b) der Zylinderkopf ist Mit den Kurbelgehäuse unmittelbar kraftschlüssig verschraubt,

c) die Brennraumabdichtung der Zylinderbohrung an der ' Trennflächeι Kurbelgehäuse - Zylinderkopf besteht aus einer Binselringdichtung, die in eine vorgegebene kühle Bautelleone flammen-, strahlen- und im wesentlichen auch gasgeschütz verlegt 1st, und

d) die Ansahl der Waeserttbertrittsbohrungen bew. SampfblaeenUbertrittebohrungen vom Kühlraum des Kurbelgehäuses sum Zylinderkopfkühlraum ist auf ein Hindeetmaü beschränkt, wobei der größte fell der aus dem KurbelgehäusekUhlraum austretenden Wassermcage außerhalb der Trennflachet Kurbelgehäuse -

Zylinderkopf eum Zylinderkopf übergeleitet bew.

*■ ' - t' anderweitig abgeleitet wird.

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2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn-i zeichnet, daß die Kurbelgehäusedeckplatte an ihrer den Kühlraum begrenzenden Unterseite eine stetig sich ändernde Wandstärke aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelgehäusedeckplatte an ihrer den Kühlraum begrenzenden Unterseite nur im Bereich der Zylinderbüchse geneigt ist, wobei die Neigung durch eine zunehmende bzw. abnehmende Wandstärke der Unterseite gebildet wird.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß für den Wasserübertritt vom Kühlraum des Kurbelgehäuses zum Zylinderkopfkühlraum eine oder mehrere besondere, außenseitig verlaufende Verbindungsleitungen vorgesehen sind.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß besondere, außenseitig verlaufende Verbindungsleitungen auch für die Überführung des Schmieröles vom Kurbelgehäuse zu den im Zylinderkopf angeordneten Bauteilen des Motors vorgesehen sind.

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