DE19633485A1 - Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches.

Aus der US-A-5,216,984 ist eine derartige Brennkraftmaschine bekannt, an deren Zylinderblock stirnseitig ein zweiteiliges Gehäuse angesetzt ist, in dem der Steuertrieb zwischen Kurbelwelle und Nockenwellen angeordnet ist. Dieses aus zwei Deckelelementen gebildete Gehäuse dient gleichzeitig zur Aufnahme der Wasserpumpe, deren Zufluß und Abfluß durch Kanäle im Motorblock gebildet ist. Weiterhin dient dieses zweiteilige Gehäuse zur Aufnahme eines Motorlagers, mit dem die Brennkraftmaschine im Einbauraum gelagert ist. Durch diese Ausbildung des Gehäuses können im Betrieb und/oder Zusammenbau jedoch Probleme bei der Abdichtung und hinsichtlich der Steifigkeit bei der Aufnahme der Lagerbelastungen auftreten.

Aus der DE 42 11 896 A1 ist weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem stirnseitigen Gehäusedeckel bekannt, in dem zahlreiche Nebenaggregate untergebracht sind, und der weiterhin von Fluiden (Öl und/oder Wasser) durchströmt ist. Eine derartige Gehäuseausbildung ermöglicht zwar die Unterbringung von mehreren Bauelementen im Gehäusedeckel, erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand bei der Gestaltung und Auslegung der Wasserkanäle und Ölkanäle. Darüber hinaus ist bei einem derartigen Gehäusedeckel mit Problemen bei der Abdichtung der einzelnen öl- und wasserführenden Bereiche zu rechnen.

Allgemein ist bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen, insbesondere bei zweireihigen, die Führung des Kühlmittels aufwendig, da entweder eine sehr komplexe Kühlmittelführung im Zylinderblock/in den Zylinderblöcken erforderlich ist oder diese über externe Schlauchleitungen erfolgt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine zu vereinfachen, wobei auf aufwendige Kanalführungen im Zylinderblock weitgehend verzichtet werden soll. Darüber hinaus soll insbesondere die Verwendung von externen (außerhalb des Zylinderblockes) verlaufenden Schlauchleitungen weitgehend vermieden werden. Dabei soll gleichzeitig die Steifigkeit des Gesamtgehäuses der Brennkraftmaschine im Hinblick auf die Aufnahme von Lagerbelastungen (Motorlagerung) nicht verschlechtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Durch einstückige Ausbildung des stirnseitig an der Brennkraftmaschine angeordneten Gehäuseelementes, das mindestens einen Verbindungskanal des Wasserkreislaufes ausbildet, kann auf externe Schlauchleitungen verzichtet werden. Die einstückige Ausbildung ermöglicht eine hohe Steifigkeit des Gehäuseelementes und des Gesamtgehäuses im Verbund mit dem Kurbelgehäuse/Zylinderblock. Durch die einstückige Ausbildung dieses Gehäuseelementes wird darüber hinaus ein so steifer Verband mit dem Zylinderblock gebildet, daß die Aufnahme eines Elementes der Motorlagerung ohne weiteres möglich ist. Die Verbindung zweier beabstandeter Kanalabschnitte ist durch dieses Gehäuseelement möglich, ohne daß aufwendige Kühlmittelführungen im Zylinderblock erforderlich sind. Durch die im wesentlichen einstückige Ausbildung werden darüber hinaus die Aufwendungen für die Abdichtung gegenüber mehrteiligen Gehäuseelementen deutlich reduziert. Dennoch kann ein derartiges Gehäuseelement ohne weiteres gußtechnisch hergestellt werden.

An diesem stirnseitigen Gehäuseelement können in vorteilhafter Weise Anschlüsse für gehäuseinterne Kanäle und mindestens einen gehäuseexternen Kanal vorgesehen werden, so daß in verschiedenen Bereichen des Zylinderblockes befindliche Kanalabschnitte auf einfache Weise miteinander verbunden werden können. Der Anschluß an externe Kanäle, z. B. Verbindungsleitungen von oder zum Wärmetauscher (Kühler) und/oder zum Heizungswärmetauscher können auf vorteilhafte Weise an diesem Bauelement ermöglicht werden, ohne daß aufwendige bauliche Maßnahmen am Zylinderblock oder am Zylinderkopf erforderlich werden.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn in dieses Gehäuseelement das Pumpengehäuse der Ölpumpe für die Versorgung des Ölkreislaufes der Brennkraftmaschine angeordnet wird. Dabei kann auf vorteilhafte Weise der durch das Gehäuseelement umschlossene Bauraum ausgenutzt werden, ohne daß die äußere Anbringung der Ölpumpe die Gesamtbaulänge der Brennkraftmaschine vergrößert. Der innere Bauraum des Kurbelegehäuses bleibt somit unbeeinflußt. Die stirnseitige Anordnung bietet dabei den Vorteil einer leichten Ankoppelung der Ölpumpe an eine Hauptwelle (Kurbelwelle, Zwischenwelle) der Brennkraftmaschine.

Um eine hohe Steifigkeit des Gehäuseelementes und des Gesamtverbandes Zylinderblock mit Gehäuseelement zu erzielen, ist das Gehäuseelement in vorteilhafter Weise aus einem im wesentlichen geschlossenen Kastenprofil ausgebildet, das stirnseitig offen bzw. mit stirnseitigen Flanschanschlüssen versehen ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in

Fig. 1 in schematischer, stark vereinfachter Darstellung den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine stark vereinfachte Ansicht der Stirnseite der Brennkraftmaschine mit dem daran angeordneten Gehäuseelement,

Fig. 3 eine Ansicht des stirnseitigen Flanschbereiches der Brennkraftmaschine und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des stirnseitigen Gehäuseelementes,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Gehäuseelement entlang der Linie V-V nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist der Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine schematisch dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel, ohne Beschränkung auf diese Ausführungsform als zweireihiger Motor in Boxer-Bauform mit jeweils drei Zylindern 1 bis 6 je Zylinderreihe 7 bzw. 8 ausgebildet ist. Diese Brennkraftmaschine hat ein zweigeteiltes Kurbelgehäuse 9, das gleichzeitig jeweils den Zylinderblock 10, 11 der beiden Zylinderreihen 7, 8 bildet. An das Kurbelgehäuse schließen sich gegenüberliegend Zylinderköpfe 12, 13 an, die jeweils durch einen Zylinderkopfdeckel 14, 15 abgeschlossen sind. Das Kurbelgehäuse 9 ist in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt. Im Inneren des Kurbelgehäuses 9 bzw. der beiden Zylinderblöcke 10, 11 sind zwei Kühlwasserzuleitungen 16, 17 und zwei Kühlwasserrückläufe 18, 19 ausgebildet. Zwischen der Kühlwasserzuleitung 16 und dem Kühlwasserrücklauf 18 einerseits und zwischen dem Kühlwasserzulauf 17 und dem Kühlwasserrücklauf 19 andererseits sind Kühlkanäle 20, 21 ausgebildet, durch die auf nicht näher dargestellte Weise der jeweilige Zylinderblock 10, 11 und der zugehörige Zylinderkopf 12, 13 von Kühlmittel durchströmt werden. Die beiden Kühlwasserzuleitungen 16 und 17 sind mit einer Kühlmittelpumpe 22 verbunden, die an der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 angeordnet ist. Die Kühlmittelpumpe 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel als zweiflutige Radialpumpe ausgebildet, die an eine stirnseitige Flanschfläche 23 am Kurbelgehäuse angebracht ist. Die beiden Austrittskanäle 24, 25 der Kühlmittelpumpe 22 sind als Vertiefungen in der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 ausgebildet und werden durch das Pumpengehäuse 26 der angeflanschten Kühlmittelpumpe 22 abgedeckt. Der eine Austrittskanal 24 der Kühlmittelpumpe 22 ist direkt mit dem Kühlmittelzulauf 16 verbunden, der andere Austrittskanal 25 ist über einen in Fig. 3 gestrichelt dargestellten, in das Kurbelgehäuse 9 integrierten Querkanal 27 mit dem zweiten Kühlmittelzulauf 17 verbunden. Der Eingang 28 der Kühlmittelpumpe 22 ist über eine Verbindungsleitung 29 mit einem an sich bekannten Thermostatventil 30 verbunden, das in einen seitlich an das Kurbelgehäuse 9 angeschlossenen Stutzen 31 integriert ist. Dieses Thermostatventil 30 ist mit einer vom Wärmetauscher 33 (Kühler) ausgehenden Rücklaufleitung 32 verbunden. Das Thermostatventil 30 ist weiterhin über einen Zulauf 34 zum einen mit dem Zulauf 35 des Kühlers 33 und zum anderen über einen Kanal 36 mit dem Kühlwasserrücklauf 19 verbunden. Der Kühlwasserrücklauf 19 ist über einen im Kurbelgehäuse 9 ausgebildeten Querkanal 37 (in Fig. 3 gestrichelt dargestellt) mit dem Kühlwasserrücklauf 18 verbunden.

In den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine ist weiterhin ein Heizungswärmetauscher 38 eingebunden, der einerseits über einen Zulauf 39 mit dem Kühlwasserrücklauf 18 und über einen Rücklauf 40 mit der Verbindungsleitung 29 verbunden ist.

Die beiden Kühlwasserzuleitungen 16 und 17, die Kühlwasserrückläufe 18 und 19, die Kühlkanäle 20 und 21 sowie die Querkanäle 27 und 37 sind innerhalb des Kurbelgehäuses 9 ausgebildet. Die Kühlmittelpumpe 22 ist - wie bereits zuvor beschrieben - stirnseitig an das Kurbelgehäuse 9 angeflanscht, ihre Verbindung mit den Kühlwasserzuläufen 16 und 17 ist ebenfalls im Kurbelgehäuse 9 ausgebildet. Innerhalb des Kurbelgehäuses 9 ist weiterhin das Thermostatventil 30 mit dem Stutzen 31 angeordnet. An die Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 ist ein Gehäuseelement 41 angesetzt, das zwei etwa rechtwinkelig zueinander verlaufende Hohlkastenprofile 42 und 43 aufweist. Das Hohlkastenprofil 41 bildet den Kanal 36 aus und ist über eine Flanschplatte 44 mit dem Flanschabschnitt 45 an der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 verbunden. In diesen Flanschabschnitt 45 mündet der Kühlwasserrücklauf 19. Das andere Hohlkastenprofil 43 bildet die Leitung 34 aus und ist an seinem einen Ende über einen Flansch 46 mit einem Flanschabschnitt 47 an der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 verbunden. Dieser Flanschabschnitt 47 ist durch einen nicht näher dargestellten Kanal innerhalb des Kurbelgehäuses mit dem Thermostatventil verbunden. Die beiden einander zugewandten Enden der Hohlkastenprofile 42 und 43 sind über einen Anschlußflansch 48 miteinander verbunden, der zur Anbindung des Zulaufes 35 des Kühlers 33 dient.

Der Heizungswärmetauscher 38 ist - wie zuvor beschrieben - über den Zulauf 39 und den Rücklauf 40 mit dem Kühlmittelkreislauf verbunden. Dazu ist der Kühlwasserrücklauf 18 mit einem stirnseitig am Kurbelgehäuse 9 ausgebildeten Flanschabschnitt 49 versehen, der durch eine Flanschplatte 50 abgedeckt ist. An diese Flanschplatte 50 ist ein Anschluß 51 angesetzt, der in den Kühlwasserrücklauf 18 mündet und zur Anbindung des Zulaufes 39 dient. Der Rücklauf 40 des Heizungskreises ist über einen Anschluß 52 mit der Verbindungsleitung 29 verbunden.

Dieser Anschluß 52 ist an eine stirnseitig am Kurbelgehäuse angeordnete Flanschfläche 53 angesetzt, in die die Verbindungsleitung 29 mündet.

Das Gehäuseelement 41 ist über eine Strebe 54 versteift, die mit den freien Enden der Hohlkastenprofile 42 und 43 verbunden ist. In dieser Strebe 54 ist das Gehäuse 55 einer Ölpumpe 56 ausgebildet, die mit dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist. In dem durch einen Deckel 57 abgeschlossenen Gehäuse 55 sind zwei miteinander kämmende Zahnräder 58, 59 gelagert. Der Antrieb der Ölpumpe 56 erfolgt über eine mit dem Zahnrad 58 gekoppelte Welle 60, die das Gehäuse 55 durchdringt und durch eine Öffnung 61 in der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 ragt. Dort ist die Welle 60 auf nicht näher dargestellte Weise mit einer Hauptwelle (Kurbelwelle, Zwischenwelle) der Brennkraftmaschine gekoppelt. In der Stirnseite des Kurbelgehäuses sind zwei Flanschbereiche 62 und 63 ausgebildet, die mit dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden sind. In den Flanschbereich 62 mündet ein Saugkanal 64, der auf nicht näher dargestellte Weise mit dem Ölsumpf verbunden ist. Von diesem Flanschbereich 62 geht ein in der Strebe 54 verlaufender Kanal zur Ölpumpe 56, die über einen weiteren, in der Strebe 54 ausgebildeten Kanal mit dem Flanschbereich 63 verbunden ist. Dieser wiederum schließt an einen Druckkanal 65 im Kurbelgehäuse an. Diese Anordnung der Ölpumpe hat den Vorteil, daß kein Bauraum im Inneren des Kurbelgehäuses bzw. Zylinderblockes beansprucht wird und dennoch die Baulänge der Brennkraftmaschine nicht vergrößert wird, da der durch die Hohlkastenprofile des Gehäuseelementes umschlossene Bauraum genutzt wird. Durch die stirnseitige Anordnung ist darüber hinaus eine einfache Ankoppelung an eine der Wellen (Kurbelwelle, Zwischenwelle) der Brennkraftmaschine möglich.

An der der Stirnseite des Kurbelgehäuses 9 abgewandten Seite des Gehäuseelementes 41 ist eine Lageraufnahme 66 angesetzt, die über ein Dämpfungselement 67 mit einem Lagerschwert 68 verbunden ist. Über dieses Lagerschwert 68 ist die Brennkraftmaschine zusammen mit weiteren, nicht näher dargestellten Lagerungen an ihrem Einbauort befestigt.

Claims (8)

1. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kühlkreislauf, der den Zylinderblock (10, 11) und Zylinderkopf (12, 13) mit Kühlmittel versorgt und mit einem stirnseitig am Zylinderblock angeordneten Gehäuseelement (41) zur Aufnahme eines Motorlagerelementes (62, 64), dadurch gekennzeichnet, daß das stirnseitige Gehäuseelement im wesentlichen einstückig ausgebildet ist, und daß in diesem mindestens ein Verbindungskanal (34, 36, 42, 43) des Wasserkreislaufes ausgebildet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (41) mit Anschlüssen (44, 46) für gehäuseinterne Kanäle und mindestens einem Anschluß (48) für einen gehäuseexternen Kanal (35) versehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuseelement (41) das Pumpengehäuse (55) einer Ölpumpe (56) der Brennkraftmaschine integriert ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (41) zwei Anschlüsse für den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine aufweist, die mit gehäuseseitigen Anschlüssen (58, 59) an der Stirnseite des Zylinderblocks (10, 11) korrespondieren.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (41) aus mindestens einem nur endseitig offenen, ansonsten geschlossenen Kastenprofil (42, 43) besteht, das den Verbindungskanal bildet.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (41) aus zwei winkelig zueinander angeordneten Kastenprofilen (42, 43) besteht.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung des Kastenprofils/der Kastenprofile (42, 43) zumindest annähernd parallel zur Stirnfläche des Motorgehäuses verläuft.

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (41) eine im wesentlichen dreieckförmige Grundfläche aufweist, wobei zwei Seiten durch die kühlmittelführenden Kastenprofile ausgebildet sind und die dritte Seite ölführende Kanäle aufweist.