DE1941164A1

DE1941164A1 - Wassergekuehlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1941164A1
Application number: DE19691941164
Authority: DE
Inventors: Hugo Dr-Ing Scobel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1969-08-13
Publication date: 1971-02-25
Also published as: CH511367A

Description

Wassergekühlte Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere mit Ein- und Auslaßschlitzen im Zylindéra dessen Zylinderbüchse durch eine Vielzahl von voneinander getrennten auf dem Umfang verteilten Kühlmittelströmen gekühlt wird.
Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren hoher spezifischer Leistung, werden häufig sogenannte nasse Zy".
linderlaufbüchsen verwendet, bei denen der Raum zwischen Gehäuse und Laufbüchse vom Kühlmittel durchströmt wird. Bei Motoren mit großem Hubvolumen, beispielsweise über 200 B je Zy liner, und hoher spezifischer Leistung ist aber infolge der Gasdrücke eine relativ dickwandige Ausführung der Zylinderlaufbüchse erforderlich. Die durch die bekannte Außenkühlung erreichbare Laufflächentemperatur ist daher oft nicht ausreichend, um einen Schmierfilm genügender Tragfähigkeit zu erhalten. Außerdem nehmen mit zunehmender Wandstärke auch die thermischen Spannungen zu, so daß bei den bekannten Ausführungen hierdurch eine Grenze für die Motorbelastung gegeben ist.
Bei großen schlitzgespülten Motoren ist es bereits bekannt, in den senkrechten Stegen zwischen den Ladungswechsels chlitzen in der Wandung der Zylinderbüchse eingegossene Kanäle vor.
zusehen, die vom Kühlmittel durchströmt werden. Die Kanäle der bekannten Ausführungen enden jedoch kurz unter und ober halb der Schlitze, Hierdurch kann jedoch die Kühlung der an die Stege anschließenden Teile des Zylinders nicht verbessert were den.
Ferner ist es bekannt, in dem im oberen Bereich des Verbrennungsw raums liegenden Zylinderbüchsenbund eingearbeitete zum Zylinderblock offene Kühlmittelnuten vorzusehen. Der restliche Teil der Zylinderbüchse wird dabei jedoch ausschließlich von der Außenwand her gekühlt, weshalb die Kühlwirkung infolge der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke beeinträchtigt ist.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform wiederum wird die Zylinderbüchse durch eine Vielzahl von voneinander getrenn.
ten auf dem Umfang spiralförmig verteilt angeordneten Kühlmittelströmen gekühlt, zu deren Führung im tragenden Teil des Zy linders Nuten vorgesehen sind. Diese Anordnung hat zwar den Vorteil gegenüber den erstgenannten Ausführungen, daß das Kühlmittel durch die -geringere Wandstärke der Zylinderbüchse näher an die Lauffläche herangeführt werden kann, jedoch ist dabei eine Anzahl von Dichtstellen, insbesondere bei schlitzgesteuerw ten ZweitaktMaschinen, im Schlitzbereich erforderlich, durch welche die Störungsanfälligkeit der Maschine unnötig erhöht wird.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Zye linderkilhlung einer Brennkraftmaschine insbesondere mit Schlitze steuerung derart auszubilden, dabei geringstmöglichem Wärmeübergangsweg eine intensive über die ganze Länge gleichmäßige Kühlung erreicht wird, ohne die Festigkeit der Zylinderbüchse zu beeinträchtigen.
Nach der Erfindung wird dies bei einer wassergekühlten Brennkraftw maschine der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß in der Wand der Zylinderbüchse eine Vielzahl von über annähernd deren ganze Länge reichende kühlmitteldurchflossene Rohre vorgesehen ist, die im Bereich des oberen und unteren Büchsenbun.
des in einen Ringraum münden. Durch diese Maßnahme kann mit geringem Aufwand und ohne zusätzliche Bearbeitung die Kühlung gegenüber den bisher bekannten eingangs erwähnten Ausführungen wesentlich verbessert werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungse gemäßen Zylinderbüchsenkühlung wird darin gesehen, daß durch Einsparen einer Anzahl Dicltstellen zwischen Büchse und Gestell der Verschleiß verringert und die Wartung vereinfacht wird.
Außerdem ist in diesen Kanälen eine gerichtete Strömung mit relativ großer Geschwindigkeit vorhanden, wodurch der kühlo mittelseitige Wärmeübergang verbessert wird. Durch den Weg fall der äußeren Kühlung liegt die Zylinderbüchse überdies auf der ganzen Länge am Gehäuse an, wie dies von sogenannten trockenen Laufbüchsen her bekannt ist, so daß die Zylinder büchse von den vom Gasdruck herrührenden Kräften entlastet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dare gestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zylinderbüchse nach der Erfindung Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II o II der Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit in größerem Maßstab.
Die in das Gestell 1 einer Brennkraftmaschine, wie angedeutet, einsetzbare Zylinderbüchse 2 weist in bekannter Weise am oberen Rand den Zylinderbüchsenbund 3 auf. Die Schlitze für den Ein-und Auslaß sind in ebenfalls bekannter Weise angeordnet und mit 4 und 5 bezeichnet. Zur besseren Wärmeabfuhr im Bereich dieo ser Schlitze 4, 5, die sich je nach der verwendeten Spülart über einem mehr oder weniger großen Umfangsbereich erstrecken, sind in bekannter Weise in den zwischen den Schlitzen 4, 5 bel findlichen Stegen 6 Kühlrohre 7 in möglichst geringem Abstand von der Zylinderbüchsenlauffläche 8 vorgesehen.
Erfindungsgemäß sind nun an Stelle der bisher oberhalb des S chlitzbere iche s üblichen Außenmante lkühlung anschließend an die Kühlrohre 7 in der Zylinderbüchsenwand weitere Kühlrohre re 9 bis zum Zylinderbüchsenbund 3 vorgesehen und münden dort in einem Ringkanal 10. Unterhalb der Kühlrohre 7 ist ein weiterer Ringkanal 11 in der Zylinderbüchsenwand angeord.
net, in welchem die Kühlrohre 7, wie in Fig. 3 angedeutet ist, einmünden. Gegen das Gestell hin ist der Ringkanal 11, z. B.
durch einen aufgeschrumpften Ring 12 abgedichtet. Das Kühlw wasser wird über eine Rohrleitung 13 mit Flanschanschluß in den Ringkanal 11 zugeführt, durchströmt die Kühlrohre 7 und 9 und gelangt anschließend in den Ringkanal 10, von wo es gesammelt über eine Rohrleitung 14 mit Flnnschanschluß abgeführt wird.
Die Kühlrohre 7, 9 werden zweckmäßigerweise in die Zylinderbüchse 2 mit eingegossen. Infolge der höheren Festigkeit der Kühlrohre 9 gegenüber dem Zylinderbüchsenmaterial kann durch entsprechende Dimensionierung der Rohrwandstärke die gleiche Festigkeit der Zylinderbüchsenwand im Bereich der Kühlrohre wie auch zwischen diesen erreicht werden0 Um die Zylindrizität der Zylinderbüchse 2 auch bei der im Betrieb auftretenden Wärmeverformung beizubehalten, verlaufen erfindungsgemäß die Kühlrohre 9 oberhalb der Schlitze 4, 5 geneigt zur Zylinderachse, wobei die Mündung beispielsweise des Kühlrohres 9a in den im Zylinderbüchsenbund 3 verlaufenden Ringkanal 10 mindestens auf derselben Mantellinie 15 liegt wie die Zuflußöffnung des folgenden Kühlrohres 9b am unteren Büchsen rand.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei schlitzgesteuer.
ten Brennkraftmaschinen beschränkt.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere mit Ein- und Auslaßschlitzen im Zylinder, deren Zylinder büchse durch eine Vielzahl von voneinander getrennten1 auf dem Umfang verteilten Kühlmittelströmen gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand jeder Zylinderbüchse (2) eine Vielzahl von über annähernd deren ganze Länge reichendenKühlrohren(7, 9) vorgeht sehen ist, die im Bereich des oberen und unteren BüchP senbundes in einen Ringkanal (10, 11) münden.

2. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (7) im Be reich von Stegen (6) zwischen den Ein- und Auslaß schlitzen achsparallel, d. h. längs einer Mantellinie (15) im weiteren Verlauf gegen den Zylinderbüchsenbund (3) hin unter einem spitzen Winkel zur Mantellinie (15) angeord net sind.

3. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum allseits geschlossenen Ringkanal (10) im oberen Zylinderbüchsenbund (3) eine Rohrleitung (14) vorgesehen ist.

4. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ringkanal (11) durch einen aufgeschrumpften Ring (12) abgedeckt ist.

5. Wassergektihlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (11) mit einer dem Zufluß des Kühlmittels dienenden Rohrleitung (13) verbunden ist.

6. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Kühlrohre (9) in der Zylinderbüchse (2) derart bemesZ sen ists daß die Mündung eines Kühlrohres (9a) im Zylinderbüchsenbund (3) mindestens auf derselben Mantelllnie (15) liegt wie die Zuflußöffnung des folgenden Kflhlrohres (9b) am unteren Büchsenrand.