DE19944017C2 - Kühlungsaufbau eines Mehrzylindermotors - Google Patents
Kühlungsaufbau eines MehrzylindermotorsInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft den vorteilhaften Aufbau eines Kühlwasserdurch
gangs in einem wassergekühlten Mehrzylinder-Reihenmotor, dargelegt im einteiligen
Patentanspruch 1.
Eine Kühlungsanordnung eines wassergekühlten Zweizylinder-Reihenmotors
ist in der japanischen Gebrauchsmusterschrift JP-GM 1-21161
beschrieben. In diesem Beispiel ist zwischen beiden Zylindern integral in
dem Zylinderkopf ein Sammelkanal für das Kühlwasser vorgesehen. Ein
Thermostat ist am Auslaß dieses Sammelkanals angebracht.
Darüber hinaus können einige Mehrzylinder-Reihenmotoren, wie zum
Beispiel Vierzylindermotoren, einen Aufbau aufweisen, bei dem beide Enden
des auf einem zusätzlichen, vom Zylinderkopf getrennten Bauteil vor
gesehenen wasserauslaßseitigen Kanals mit dem zylinderseitigen Wasser
kanal an beiden Enden in Verbindung stehen und an einem im Mittel
abschnitt vorhandenen Thermostatabschnitt zusammengefügt sind.
Da die zum Thermostat führenden Leitungsabschnitte zunehmen, wenn der
wasserauslaßseitige Kanal außerhalb des Zylinderkopfes vorgesehen ist,
wird der wasserauslaßseitige Kanal bevorzugt integral mit dem Zylinderkopf,
wie in dem herkömmlichen Beispiel dargestellt, ausgebildet. Wenn jedoch
dieser Aufbau in einem Vierzylinder-Reihenmotor angewandt wird, laufen die
wasserauslaßseitigen Kanäle zwischen den Zylindern am Thermostatab
schnitt zusammen, so daß die Kühlwasserströmung zwangsläufig un
gleichmäßig ist.
Es ist Aufgabe die Aufgabe der Erfindung, die Kühlwasserströmung
zu vergleichmäßigen, um die Kühlungseigenschaften zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des einteiligen Patentanspruchs 1 - soweit sie nicht als bekannt herausgestellt sind - erfindungsgemäß durch den Kühlungsaufbau eines
Mehrzylindermotors dadurch gelöst, daß ein Kühlwasser
auslaß für einen Wassermantel zentral an einem Zylinderkopf eines
Mehrzylindermotors in Anordnungsrichtung der Zylinder vorgesehen ist, und
daß eine Trennwand innerhalb des Wassermantels vorgesehen ist, welche
in Anordnungsrichtung der Zylinders verläuft, um den Innenraum in eine
Auslaßseite und in einen Hauptabschnitt zu unterteilen.
Dementsprechend kann an einem Wassermantel eine Trennwand vor
gesehen sein, welche in Anordnungsrichtung der Zylinder verläuft, uni die
Kühlwasserauslaßseite abzutrennen, so daß das Kühlwasser, das jeden
Zylinder gekühlt hat, an einer Stelle innerhalb des Zylinderkopfes an der der
Trennwand gegenüberliegenden Seite gesammelt wird, indem es die
Trennwand entlangfließt, und zum Kühlwasserauslaß strömt, wodurch die
externe Wasserleitungsinstallation weiter vereinfacht wird.
Die Trennwand kann integral ausgebildet sein.
Durch eine integral mit dem Zylinderkopf ausgebildete Trennwand können
die Herstellungseigenschaften verbessert werden, da die Trennwand
gleichzeitig mit dem Zylinderkopf geformt wird.
Weiterhin kann an dem Kühlwasserauslaß ein Gehäuse für ein Thermostat
ventil befestigt sein.
Durch ein Gehäuse für ein Thermostat, das direkt an dem Kühlwasserauslaß
angebracht ist, kann die externe Leitungsinstallation weiter vereinfacht
werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann sich die Trennwand zu einer
Stelle in der Nähe der Mitte der beiden äußeren Zylinder erstrecken.
Wenn die Trennwand in Anordnungsrichtung der Zylinder bis zu einer Stelle
in der Nähe der Mitte der äußeren Zylinder verläuft, so daß das Kühlwasser
an beide Enden der Trennwand geführt wird und dann zur Kühlwasseraus
laßseite strömt, kann ein Stauen des Kühlwassers verhindert und die
Kühlleistung verbessert werden.
Der Kühlwassereinlaß in den Zylinderkopf kann auf der der Kühlwasseraus
laßseite gegenüberliegenden Seite und in Richtung der Zylinderanordnung
zentral ausgebildet sein.
Dadurch, daß der Kühlwassereinlaß in den Zylinderkopf im Mittelabschnitt
der der Kühlwasserauslaßseite gegenüberliegenden Seite zusammenlaufend
ausgebildet werden kann, so daß das Kühlwasser durch Führung durch die
Trennwand an jeden Zylinder gleichmäßig verteilt wird, kann jeder Zylinder
gleichmäßig gekühlt werden.
Gemäß einer günstigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann in
der Trennwand ein Loch zum Entlüften ausgebildet sein. So kann Luft, die
sich, in dem Wassermantel befindet, schnell zur Kühlwasserauslaßseite
abgeführt werden.
Weiterhin kann ein Kühlwassereinlaß für Wasser, welches von der
Wasserpumpe zum Wassermantel des Zylinders strömen soll, an der
Kühlwasserauslaßseite vorgesehen sein.
Die Leitungsinstallation kann dadurch vereinfacht werden, daß ein
Verbindungsrohr, welches einen Kühlwassereinlaß zum Zylinder bildet, auf
der Kühlwasserauslaßseite in Richtung auf den oder die zentralen Zylinder
vorgesehen ist, so daß die Kühlwasserzuführungen und die
Kühlwasserabführungen auf einer Seite des Motors konzentriert sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen erklärt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Zylinderkopfs entlang der Linie 1-
1 in Fig. 3,
Fig. 2 eine Teilschnitt-Seiten-Ansicht des Motors und
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Hauptteils des Motors.
Zunächst wird im folgenden kurz der Aufbau des Motors anhand von Fig.
1 erläutert. Dieser Motor ist ein wassergekühlter Vierzylindermotor mit
doppelt oben liegenden Nockenwellen (DOHC-Typ) mit einem Kurbelgehäuse
1, einem Zylinder 2, einem Zylinderkopf 3, und einer Zylinderkopfabdeckung
4.
Ein im Zylinder 2 enthaltener Kolben 5 ist frei verschiebbar und mit der
Kurbelwelle 6 verbunden (der Mittelteil ist nicht dargestellt), wobei zwischen
dem Kolben 5, dem Zylinder 2 sowie dem Zylinderkopf 3 eine Brennkammer
gebildet wird.
Auf dem Zylinderkopf 3 sind Lufteinlaßanschlüsse 7 und Auslaßanschlüsse
8 vorgesehen, welche mit der Brennkammer in Verbindung stehen und
durch Lufteinlaßventile 10 bzw. Auslaßventile 1 l geöffnet oder geschlossen
werden.
Die Lufteinlaßventile 10 und die Auslaßventile 11 werden durch Nocken auf
Nockenwellen 12, 13 angetrieben, welche synchron mit der Kurbelwelle 6
rotieren.
Am Zylinder 2 und am Zylinderkopf 3 ist ein Wassermantel 14a, 14b
vorgesehen. Das Kühlwasser wird von einem auf der Rückseite des
Zylinders 2 vorgesehenen Verbindungsrohr 17 durch einen Schlauch 16
dem Einlaß des Wassermantels 14a zugeführt. Das Kühlwasser wird dabei
durch eine am Kurbelgehäuse 1 vorgesehene Wasserpumpe 15 gefördert.
Das in dem Wassermantel 14a, 14b erwärmte Kühlwasser wird zu einem im
vorderen Teil des Motors angeordneten Kühler durch ein Thermogehäuse 20
hindurch gefördert, welches als Gehäuse ein an der Rückseite des
Zylinderkopfes 3 befestigtes Thermostatventil enthält. Das Kühlwasser wird
dort wieder gekühlt, um in einem Kreislauf der Wasserpumpe 15 zugeführt
zu werden.
Das Thermogehäuse 20 ist durch eine gleichmäßige Verbindung 21 mit
einem Schraubbolzen 21a direkt an einem auf der Rückseite des Zylinders
2 in der Nähe des Lufteinlaßanschlusses 7 angeordneten
Kühlwasserauslaßabschnitt 22 des Wassermantels 14 befestigt, so daß das
gekühlte Kühlwasser direkt vom Auslaßabschnitt 22 in das Thermogehäuse
20 strömt, ohne durch einen Wasserschlauch hindurchzufließen.
Darüber hinaus ist das Thermostatventil ein Boden-Bypass-Thermostatventil,
welches mittels eines Bypass-Schlauchs 23 mit einem Bypasskreislauf
ausgestattet ist, welcher das Thermostatventil mit der Wasserpumpe 15
verbindet, so daß das Thermostatventil, falls die Wassertemperatur niedriger
als ein bestimmter Temperaturwert ist, zu dem Bypasskreislauf geschaltet
wird, damit das durch den Motor erwämte Kühlwasser nicht zum Kühler
geleitet, sondern vom Bypass-Schlauch 23 zur Wasserpumpe 15 direkt
zurückgeführt wird.
An einer Unterseite des Thermogehäuses 20 in der Nähe der Rückseite des
Zylinders 2 und auf einer oberen Fläche des Kurbelgehäuses 1 befindet sich
ein Anlasser 24. Darüber hinaus ist innerhalb des rückwärtigen Raumes der
Rückseite des Zylinderkopfes 3 in der Nähe einer oberen Position des
Thermogehäuses 20 ein Vergaser 25 angeordnet.
Das Bezugszeichen 26 in den Zeichnungen bezeichnet ein Saugrohr, mit
dem durch den Wasserschlauch 27 Kühlwasser vom Kühler gefördert wird,
das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine Ölwanne, Bezugszeichen 29
bezeichnet einen Ölfilter und Bezugszeichen 30 bezeichnet einen
Geschwindigkeitssensor für das Getriebe, der auf der Hauptwelle 31 des
Getriebes vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine
Gegenwelle und Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Schalttrommel.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind vier Zylinder 40, 41, 42 und 43 quer im
gleichen Zylinderkopf angeordnet, wobei zwei Zylinder 40 und 43 als äußere
Zylinder und zwei zwischen diesen angeordnete Zylinder 41 und 42 als
innere Zylinder bezeichnet werden.
Darüber hinaus sind als Zylinderkopfaufbau für diese Zylinder
Lufteinlaßanschlüsse 7, Auslaßanschlüsse 8 ebenso wie in der Mitte der
Deckenabschnitte 44 der Brennkammer ausgebildete Zündkerzen-Löcher 45
bereitgestellt.
Der Wassermantel 14b auf der Zylinderkopfseite ist zwischen den
Deckenabschnitten 44 der Brennkammern benachbarter Zylinder
ausgebildet. Ein Kühlwassereinlaß 46 vom Wassermantel 14a auf der
Zylinderseite zum Wassermantel 14b auf der Zylinderkopfseite ist zwischen
den Auslaßanschlüssen 8 für die inneren Zylinder 41, 42 vor dem Zylin
derkopf 3 ausgebildet. Eine Öffnung für das Wasser 46A ist an zwei Stellen
auf jeweils der rechten und linken Seite des Kühlwassereinlasses 46 an der
unteren Seite eines jeden Auslaßanschlusses 8 ausgebildet.
Ein Auslaß 47 ist zwischen benachbarten Lufteinlaßanschlüssen 7 im
rückseitigen Abschnitt des Zylinderkopfs 3 vorgesehen und steht mit einem
wasserauslaßseitigen Kanal 48 in Verbindung. Darüber hinaus sind zwischen
den äußeren Zylindern 40, 43 und den inneren Zylindern 41, 42 zwei Paare
von Löchern 46B, 47A ausgebildet, jedoch sind diese geschlossen. In
diesem Ausführungsbeispiel fließt das Kühlwasser lediglich von dem
Wassermantel 14a auf der Zylinderseite durch den in Querrichtung zentral
vorgesehenen Kühlwassereinlaß 46 sowie durch die Löcher 46A, von denen
je zwei rechts und links des Kühlwassereinlasses 46 vorgesehen sind.
Ebenso fließt das Kühlwasser lediglich vom in Querrichtung zentral
bereitgestellten Auslaß 47 zum Kanal 48 auf der Wasserauslaßseite aus.
Die Strömung dieses Kühlwassers wird durch eine Kopfdichtung 38 (Fig.
3) gesteuert, welche zwischen dem Zylinderkopf 3 und dem Zylinder 2
angebracht ist. Es ist somit möglich, durch die Anordnung eines auf der
Kopfdichtung 38 vorzusehenden Loches die Strömung des Kühlwassers zu
zwei Paaren von Löchern 46B, 47A auf beiden Seiten frei wählbar
anzuhalten oder zu reduzieren.
Wasser kann durch das Verbindungsrohr 17 und weiter durch den Wasser
mantel 14a zur entgegengesetzten Seite des Zylinders strömen, durch den
Kühlwassereinlaß 46 aufsteigen, durch den Wassermantel 14b zum
wasserauslaßseitigen Kanal strömen und ist dabei durch die Trennwand 50
geführt, schließlich kann es durch das Thermostatgehäuse 20 ausströmen.
Bevorzugt strömt Wasser durch das Verbindungsrohr 17 als Kühlwasser
einlaß in den Wassermantel 14a des Zylinders, strömt durch den Wasser
mantel 14a auf die dem Kühlwassereinlaß in den Zylinder gegenüberliegende
Seite, steigt durch den Kühlwassereinlaß 46 in den Zylinderkopf, strömt
durch den Wassermantel 14b des Zylinderkopfes zur Wasserauslaßseite und
ist dabei durch die Trennwand 50 geführt. Schließlich kann das Kühlwasser
die Anordnung durch das Thermostatgehäuse 20 verlassen.
In dem hier gezeigten Beispiel fließt das Kühlwasser von der Seite des
Wassermantels 14a lediglich zum Kühlwassereinlaß 46 an den
Mittelpositionen. Dieser Kühlwassereinlaß 46 ist in der Richtung der
Reihenanordnung der Zylinder an derselben Position wie der
Kühlwasserauslaßabschnitt 22 angeordnet. Der Kühlwasserauslaßabschnitt
22 ist in der Längsrichtung an der gegenüberliegenden Stelle angeordnet.
Das Kühlwasser fließt deshalb von dem Wasser-Loch 46A und dem
Kühlwassereinlaß 46 in den Wassermantel 14b, ein Teil des Kühlwassers
fließt vom Kühlwassereinlaß 46 zu der Oberseite des Auslaßanschlusses 8
und fließt weiter zur Seite des Kühlwasserauslaßabschnittes 22, wobei es
um das Zündkerzenloch 45 herumfließt und strömt dann vom Auslaß 47 in
der Mitte zur Unterseite des Lufteinlaßanschlusses 7 des Wassermantels.
Der wasserauslaßseitige Kanal 48 verläuft innerhalb eines rückwärtigen
Abschnittes des Zylinderkopfes 3 in Richtung der Reihenanordnung der
Zylinder, nämlich in Querrichtung (in Richtung einer Achse) parallel zu der
Richtung der Mittellinie der Kurbelwelle und ist in diesem Beispiel aus einem
Stück gefertigt. Der Kühlwasserauslaßabschnitt 22 ist in der Mitte
ausgebildet und steht mit einer Verbindung 21 des Thermogehäuses 20 in
Verbindung. Ein mit einem Ende des Wasserschlauchs 16 verbundener Kühl
wassereinlaß von der Wasserpumpe 15 her ist an einer Stelle unterhalb und
in der Nähe des Kühlwasserauslasses 22 vorgesehen.
Weiterhin ist am wasserauslaßseitigen Kanal 48 eine Trennwand 50
ausgebildet, die in Längsrichtung des wasserauslaßseitigen Kanals 48
verläuft. Ihre zwei Endabschnitte 51 erstrecken der Zylinder weiter nach
außen als jeder der Mittelabschnitte der äußeren Zylinder 40, 43 und teilen
so den Wassermantel 14b in einen Abschnitt auf der Seite des
Kühlwasserauslaßabschnitts 22 und in einen Wassermantel-Hauptabschnitt.
Kühlwasser, welches vom Auslaß 47 in den wasserauslaßseitigen Kanal 48
strömt, fließt vermittels dieser Trennwand 50 direkt am Auslaßabschnitt 22
zusammen. Darüber hinaus ist ein Entlüftungsloch 52 an einem Teil der
Trennwand 50 als dünnes Durchstoßloch ausgebildet.
Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels ist im folgenden
beschrieben. Die Trennwand 50, welche in Richtung der Zylinderreihen
anordnung der Zylinder 40 bis 43 verläuft und welche den wasseraus
laßseitigen Kanal 48 auf der Kühlwasserauslaßseite abtrennt, ist am
Wassermantel 14b vorgesehen. Der Kühlwasserauslaßabschnitt 22 ist in
Längsrichtung des Wasserauslaßkanals an einem mittleren Abschnitt
vorgesehen, welcher Auslaßkanal sich in Richtung der Reihenanordnung der
Zylinder erstreckt und an der Außenseite der Trennwand 50 abgetrennt ist,
so daß das Kühlwasser, nachdem es jeden Zylinder gekühlt hat, an einer
Stelle in dem wasserauslaßseitigen Kanal 48 zusammenläuft, wobei das
Kühlwasser entlang der Trennwand 50 innerhalb des Wassermantel-
Hauptabschnitts und zum Kühlwasserauslaßabschnitt 22 strömt, wodurch
die externe Wasserleitungsinstallation weiter vereinfacht werden kann.
Darüber hinaus ist die Trennwand 50 integral mit dem Zylinderkopf 3
ausgebildet, so daß die Trennwand gleichzeitig mit dem Zylinderkopf
hergestellt wird, was die Herstellungseigenschaften verbessert. Ebenso ist
es möglich, diese Trennwand 50 als zusätzliches separates Bauteil getrennt
vom Zylinderkopf 3 auszubilden.
Weiterhin ist das Thermogehäuse 20 direkt an den Kühlwasserauslaß 22
angebracht, wodurch die externe Leitungsinstallation weiter vereinfacht
wird.
Die Trennwand 50 verläuft bis zu einer Stelle in der Nähe der Mitte der
beiden äußeren Zylinder 40, 43, so daß das Kühlwasser an beide Enden der
Trennwand 50 geleitet wird, dann in den wasserauslaßseitigen Kanal 48
einfließt und dann ohne Aufstauen des Kühlwassers zur
Kühlwasserauslaßseite weiterfließt, wodurch die Kühlungseigenschaften
verbessert wird.
Der Kühlwassereinlaß 46 in den Zylinderkopf 3 ist kollektiv am
Mittelabschnitt gegenüber der Seite des Kühlwasserauslasses 22
ausgebildet, so daß das Kühlwasser vom Kühlwassereinlaß 46 zum Auslaß
47 auf der gegenüberliegenden Seite durch den Mittelbereich des
Zylinderkopfes 3 strömt und in den Hauptabschnitt des Wassermantels 14b
einfließt und dann gleichmäßig an jeden Zylinder verteilt wird, während es
durch die Trennwand 50 geführt wird, wodurch es möglich ist, jeden
Zylinder gleichmäßig zu kühlen.
Das Entlüftungsloch 52 ist auf der Trennwand 50 ausgebildet, so daß in
dem Wassermantel 14b aufgestaute Luft schnell an die Auslaßseite
abgeführt wird. Dadurch kann verhindert werden, daß die Strömung des
Kühlwassers durch aufgestaute Luft gestaut wird.
Ein Verbindungsrohr als Kühlwassereinlaß ist in Richtung von der
Wasserpumpe 15 zu den mittleren Zylindern 41, 42 auf derselben Seite wie
der Kühlwasserauslaß 22 vorgesehen, so daß der Kühlwassereinlaß und der
Kühlwasserauslaß auf einer Seite des Motors konzentriert sind. Dadurch
werden Leitungsinstallationsarbeiten vereinfacht.
Ein Wassermantel mit vereinfachter Leitungsinstallation und verbessertem
Kühlungswirkungsgrad ist integral innerhalb des Zylinderkopfes ausgebildet.
Eine Trennwand 50 ist integral im Wassermantel 14b vorgesehen, welcher
innerhalb des Zylinderkopfes 3 eines Vierzylinder-Reihenmotors in Richtung
der Reihenanordnung der Zylinder vorgesehen ist. Ein Kühlwasserauslaß
abschnitt 22 ist in Längsrichtung des wasserauslaßseitigen Kanals 48 am
Mittelabschnitt vorgesehen und ein Auslaß 47 für das Hauptvolumen des
Wassermantels ist in der Nähe der Trennwand 50 dieser gegenüberliegend
bereitgestellt.
Claims (7)
1. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor mit einem im wesentli
chen zentral in Richtung der Zylinderanordnung in einem Zylinderkopf
(3) des Mehrzylindermotors vorgesehenen Kühlwasserauslaß (47) für
einen Wassermantel (14b) und mit einer innerhalb des Wassermantels
(14b) vorgesehenen Trennwand (50), welche sich in Richtung der
Zylinderanordnung erstreckt, um einen Innenraum (14a, 14b, 48) in
eine Auslaßseite (48) und einen Hauptabschnitt (14a, 14b) zu
unterteilen.
2. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trennwand (59) integral mit dem Zylinderkopf (3) ausgebil
det ist.
3. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach einem der
Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (20) für ein Thermostatventil
an einem Kühlwasserauslaß (22) angebracht ist.
4. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach einem der
Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (50) bis zu einer
Stelle in der Nähe der Mitte der äußeren Zylinder (40, 43) verläuft.
5. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlwassereinlaß (46) in den
Zylinderkopf auf der dem Auslaß (47) gegenüberliegenden Seite und
in Richtung der Zylinderanordnung im wesentlichen zentral ausgebil
det ist.
6. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand (50) ein Loch (52)
zum Entlüften ausgebildet ist.
7. Kühlungsaufbau für einen Mehrzylindermotor nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlwassereinlaß (17) für das
Wasser, welches von einer Wasserpumpe (15) in den Wassermantel
(14a) des Zylinders (2) strömt, in Richtung des mittleren Zylinders
(41, 42) auf der Wasserauslaßseite des Zylinderkopfes vorgesehen
ist.
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Patent Citations (2)
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