DE2012915A1 - Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit schallisolierender Verkleidung - Google Patents

Description

• Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit schallisolierender Verkleidung Die Erfindung-betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit schallisolierender Verkleidung und von der Kurbelwelle angetriebenem Kühlluftgebläse.
• Die Anbringung schallisolierender Verkleidungen an einer Brennkraftmaschine führt wegen des behinderten Wärmeaustauhohes der Motoraußenflächen mit der Umgebung stets zu einer Erhöhung der Wandtemperaturen und damit auch der Öltemperatur, wenn nicht durch gleichzeitige Anwendung verstärkter Kühlmaßnahmen füreine verbesserte Abfuhr der überschüssigen Motorwärme gesorgt wird. Dies ist edoch nur solange sinnvoll, als sich der vermehrte Leistungsbedarf für eine verstärkte Kühlung in wirtschaftlichen Grenzen hält und überdies keine nennenswerte Zunahme des Gebläsegeräusches zu verzeichnen ist, durch die ein Teil der schallisolierenden Maßnahmen wieder kompensiert würde.
• Da die bisher bekannt gewordenen Xösungsversuche dieses Problema nicht voll befriedigen konnten, war es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine der angegebenen Bauart zu schaffen, bei der neben einer einwandfreien Schallisolation auch wesentlich verbesserte Kühlverhältnisse gewährleistet sind. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die gesamte vom Gebläse geförderte Kühlluft innerhalb eines zwischen den Motoraubenflächen und der schallisolierenden Verkleidung gebildeten Hohlraumes in einen Verteilraum geleitet und von diesem in voneinander getrennten Teilströmen über die Zylinderkühlflächen und die übrigen zu kühlenden Bauteile der Maschine geführt ist. Durch die Aufteilung der Kühlluft in mehrere strömungsmäßig parallel geschaltete Teilströme ergibt sich gegenüber bekannten Ausführungen mit in Serie hintereinander geschalteten Kühlluftwegen der wesentliche Vorteil, daß der Gebläsedruck nicht erhöht werden muß und demnach auch keine höhere, mit einer beträchtlichen Geräuschzunahme verbundene Umfangsgeschwindigkeit des Gebläselaufrades benötigt wird. Weiters kann die Aufteilung der Gebläseluft und die Wahl der Strömungsgeschwindigkeiten der einzelnen Teilströme ausschließlich nach dem Gesichtspunkt des Jeweiligen Kühlbedarfes der betreffenden Bauteile erfolgen.
• Die Dosierung der Luftmengen in den Xeilströmen, die zu thermisch weniger belasteten Stellen führen, kann durch Drosselöffnungen vorgenommen werden, sodaß die vom KUhlgebläse zu fördernde Menge nur in unbedingt notwendigem Ausmaß erhöht werden muß und die Gebläseantriebsleistung in wirtschaftlichen Grenzen bleibt.
• Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, die vor allem bei Reihenmotoren in Frage kommt, besteht darin, daß das Kühlluftgebläse an einer Stirnseite des Motors seitlich versetzt angeordnet ist und sich der Verteilraum an das Gebläse anschließend entlang einer Seitenwand des Kurbelgehäuses erstreckt, und daß vom Verteilraum separate Kühlluftführungen zu den Zylinder- und Zylinderkopfkühlflächen, zum Ventilkammergehäuse und zur gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses abzweigen. Neben der wirksamen Kühlung der Zylinder- und Zylinder¢pfpartien des Motors erfährt also auch zunächst die an den Verteilraum angrenzende Kurbelgehäusewand und über die Verbindung zur gegenüberliegenden Motorseite auch die andere Kurbelgehäusewand eine intensive Kühlung. Auf diese Weise kann eine unzulässige Zunahme der Öltemperatur im Kurbelgehäuse mit Sicherheit vermieden werden und es ist unter Umständen sogar möglich, beispielsweise durch Anordnung von Kühlrippen am unteren Teil des Kurbelgehäuses die Motoröltemperatur soweit zu senken, daß sich die Anordnung eines eigenen ölkühlers erübrigt. Dies führt selbstverständlich- zu einer bedeutenden Kostenersparnis.
• Bei den Kühlluftführungen zu den Zylindern und Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine braucht es sich nicht um ausgeprägte Luftführungsschächte zu handeln, da die Kühlluft vom Verteilraum aus über die zwischen den verrippten Zylindern und Zylinderköpfen freibleibenden Querschnitte in entsprechenden Teilströmen zur anderen Motorseite übertritt. Zur gleichzeitigen Kühlluftbelieferung sämtlicher Zylinder können gegebenenfalls in bekannter Weise Leitbleche in den Verteilraum eingesetzt werden.
• Zwecks Kühlung beider Kurbelgehäuseseiten kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die schalldämmende Verkleidung auch die Unterseite des Kurbelgehäuses bzw. die Ö1-wanne bedecken und der zwischen der Unterseite des KurbelgehäuseR bzw. der Ölwanne und der-Verkleidung freibleibende Zwischenraum einen Luftführungsschacht vom Verteilraum zur gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses bilden. Dabei wird vor allem auch die unter dem Kurbelgehäùse angeordnete Ölwanne in das Luftkühlungssystem mit einbezogen, was zu einer beträchtlichen Senkung der Öltemperatur führt.
• Erfindungagemäß kann aber auch an der Stirnseite und bzw.
• oder an der Schwungradseite des Kurbelgehäuses ein quer verlaufender Verbindungskanal vom Verteilraum zum Raum zwischen der gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses und dem davor liegenden Verschalungsteil angeordnet sein. Diese Anordnung empfiehlt sich bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ölwanne selbst schalldämmend ausgebildet ist. Die schallisolierende Verkleidung endet in diesem Fall etwa in der Höhe des Anschlußflansches der Ölwanne.
• Bei Brennkraftmaschinen mit an einem Ende der Kurbelwelle angeordnetem Kühlluftgebläse ist es erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn die Kühlluft von einer an der dem Gebläse gegenüberliegenden Stirnseite des Motors angeordneten Eintrittsöffnung entlang der Wände des Kurbelgehäuses zur Saugseite des Gebläses geführt und von der Druckseite des Gebläses in den darüberliegenden Verteilraum geleitet ist, von dem Je eine Kühlluftführung zur Kühlfläche des Zylinders und des Zylinderkopfes und zum darüber gelegenen Ventilkammergehäuse abzweigt. Es handelt sich hiebei also um eine Kombination der bekannten Reihenschaltung von Kühlluftwegen mit der dem Grundgedanken der Erfindung entsprechenden Unterteilung des Kühlluftstromes in prallel geschaltete Teiletröme, An der Druckseite des Gebläses steht dabei der gesamte Kühlluftstrom, welcher im Bereich der Kurbelgehäusewände nur mäßig vorgewärmt wurde, zur Kühlung der Zylinder- und Zylinderkopfpartien sowie des Ventilkammergehäuses in entsprechenden Teilströmen zur Verfügung. Da der Druckabfall der durch den Zwischenraum zwischen dem Kurbelgehäuse und seiner schallisolierenden Verkleidung angesaugten Kühlluft sehr klein gehalten werden kann, braucht trotz der Hintereinanderschaltung der vor und hinter dem Gebläse liegenden Kühlluftwege die Gebläseleistung nicht wesentlich erhöht zu werden.
• Zur wirksamen Dämpfung von durch die KUhlluftströmung verursachtem, höherfrequentem Schall empfiehlt es sich gemäX einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Lufteintrittsöffnung und bzw. oder die Luftaustrittsöffnung in der schallisolierenden Verkleidung durch ein vorgesetztes schallabsorv bierend ausgekleidetes Gehäuse abzuschirmen. Dieses Gehäuse kann dabei in die schallisolierende Verschalung der Maschine mit einbezogen oder an dieser gesondert befestigt werden.
• Wesentlich dabei ist, daß die schallabsorbierende Strecke innerhalb des Gehäuses eine gewisse Mindestlänge besitzt, da die Schallverminderung innerhalb eines solchen Kanals von dessen Länge abhängt, und daß ferner die wände dieser Kanäle keine schallabstrahlenden Wände, also z.B. keine Teile der Motorberfläche, sind.Weiters soll die Kanalbreite eine den Erfordernissen für die Schallminderung entsprechende Größe nicht überschreiten und Umlenkungen in dem Gehäuse vorgesehen sein, welche den direkten Durchtritt von höherfrequentem schall verhindern.
• Vorteilhafterweise können nach der Erfindung Hilfsmaschinen, wie Einspritzpumpe, Lichtmaschine u.dgl. innerhalb des zwischen den Motoraußenflächen der Verkleidung gebildeten Hohlraumes im Küfllluftstrom angeordnet sein. Damit wird die Schallabstrahlung dieser Hilfsmaschinen durch die schallisolierende Verkleidung abgeschirmt und gleichzeitig dafür gesorgt, daß die Temperatur dieser Maschinen nicht in unzulässiger Weise ansteigt.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsb-eispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt einer luftgekühlten Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine nach der Erfindung, Fig. 2 einen-Horizo,ntalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der BrennJraftmaschine nach Fig. 1 und 2. Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Brennkraftmaschine nach der Erfindung, wobei Fig. 4 einen teilweisen schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5 und Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt darstellen. Fig. 4a und 5a zeigen teilweise Schnitte des schwungradseitigen endes einer abgewandelten Ausführung der Brennkraftmaschine nach Fig. 4 und Fig. 5. Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenwand sieht einer luftgekühlten Einzylinder-Brennkraftmaschine nach der Erfindung und Fig. 7 einen Horizontalschnitt dieser Maschine nach der Linie Vil-Vil in Fig. 6.
• Die Brennkraftmaschine nach Fig. 1 bis 3 besitzt eine schallisolierende Verkleidung, welche im wesentlichen aus an den beiden Längsseiten der Maschine angebrachten Verschalungsteilen 1 und 2, einem unter der Ölwanne 3 angeordneten Verschalungsdeckel 4 und einem weiteren, das Ventilkammergehäuse 5 nach oben abschLiebenoen Verschalungsdeckel b besteht. Die Verschalungsteile 1, 2, 4 und 6 sind über körperschallisolierende Beilagen 7 an aen entsprechenaen Wandteilen der Brens kraftmaschine befestigt. Als Material für die Verschalungsteile kommen Stahlbleche, wärmebeständige Kunststoffe und gegebenenfalls auch Mehrschichtbleche (Sandwichbleche) in Frage.
• Die genannten Verschalungsteile bilden mit den Außenflächen des Kurbelgehäuses 8, der Ölwanne 3 und den verrippten Zylinderbüchsen 9 samt den gleichfalls verrippten Zylinderköpfen 10 einen im wesentlichen zusammenhängenden, nach außen abgedichteten Hohlraum. An der Stirnseite der Maschine ist ein gegenüber der Längsmittelebene des Motors eitlich versetzt angeordnetes Axialgebläse i1 vorgesehen, dessen Saugstutzen 12 an einer stirnseitigen Öffnung der schallisolierenden Verkleidung an dieser befestigt ist. Das Gebläse 11 ist über einen Keilriemen 13 von der Kurbelwelle 14 der Maschine aus angetrieben.
• Dem Gebläse 11 ist ein Ansauggehäuse 15 vorgesetzt, dessen Innenseite mit einem schallabsorbierenden Belag 16 versehen ist und das, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, mit einer tiefgesetzten'Einlaßöffnung 17 versehen ist. An der gegenüberliegenden Seite der Brennkraftmaschine ist ein Abluftgehäuse 18 angebracht, das innen gleichfalls mit einem schallabsorbierenden Belag 16 auagekleidet ist. Eine im Querschnitt etwa T-förmige, mit schallabsorbierendem Belag versehene Trennwand 19 unterteilt das Abluftgehäuse 18 in zwei symmetrisch angeordnete, Je zwei Umlenkungen autweisende und in einer Auslaßöffnung 21 endigende Abluftechächte 20.
• Die durch die Einlaßöffnung 17 in das Ansauggehäuse 15 eintretende Kühlluft gelangt nach zweimaliger Umlenkung zum Gebläse 11 und von. dort in den unmittelbar dahinterliegenden, zwischen dem Verschalungsteil 1 und der benachbarten Motorseitenfläche gebildeten Verteilraum 22.
• Vom Verteilraum 22 aus-gelangt die Kühlluft, in mehrere parallel geschaltete Teilströme aufgeteilt, zu den zu kühlenden Bauteilen der Brennkraftmaschine. Vier etwa gleich große Teilströme treten zwischen seitlichen Abschirmungen 23 in-die zwischen den verrippten Zylindern 9 und Zylinderköpfen 10 freibleibenden Strömungsquerschnitte ein und gelangen auf der anderen Motorseite über die beiden Abluftschächte 20 und die AuslaBöffnungen 21 ins Freie. Weitere Teiiströme treten über Drosselöffnungen 24 an der Zylinderkopfoberseite in das Ventilkammergehäuse 5 ein und gelangen nach Passieren entsprechender Uberströmöffnungen 25 gleichfalls in das Abluftgehäuse 18.
• Ein weiterer Teilstrom wird zwischen der einen Seitenwand 26 des Kurbelgehäuses 8 und dem Verschalungsteil 1 nach abwärts geführt und tritt über einen Spalt 27 in den.Zwiachenraum zwischen der Ölwanne 3 únd ihrem Verschalungsdekkel 4-ein. Dieser Kühlluftteilstrom bestreicht also zuerst die Seitenwand 26, sodann die Oberfläche der Olwanne 3 und schlieblich im aufsteigenden Strom auch die gegenüberliegende Seitenwand 28 des Kurbelgehäuses sowie die zwischen der Seitenwand 28 und dem Verschalungsteil 2 angeordnete Einspritzpumpe 29 der Brennkraftmaschine. über einen Spalt 30 gelangt auch dieser Teilstrom über das Abluftgehäuse 18 ins Freie. Außer der Einspritzpumpe 29 ist auch der Anlasser 31, welcher innerhalb der Verschalung im Verteilraum 22 angeordnet ist, von Kühlluft bespült.
• Bei der Brennkraftmaschine nach Fig. 4 und 5 bzw. Fig.
• 4a und 5a endet die schallisolierende Verkleidung am Anachlußflansch der Ölwanne 5 am Kurbelgehäuse 8. Zur Uberleitung der Kühlluft vom Verteilraum 22 zur gegenEberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses 8 ist nach Fig. 4 und 5 ein am Boden des Ansauggehäuses 15 quer verlaufend angeordneter Verbindungskanal 32 vorgesehen, welcher über Öffnungen 33 und 34 einerseits mit dem Verteilraum 22 und anderseits mit dem gegenüberliegenden, zwischen dem Verschalungsteil 2 und der Seitenwand der Brennkraftmaschine gebildeten Raum in Verbindung steht. Bei der abgewandelten Motorausführung nach Fig. 4a und 5a ist am schwungradseitigen Ende der Verschaluns teile 1 und 2 ein Verbindungskanal 32' angeordnet, der über Öffnungen 33' und 34' mit den zuvor erwähnten luftführenden Räumen in Verbindung steht. Die eingezeichneten Pfeile veranachaulichen die Kühlluftströmung innerhalb des sichtbaren Teiles der Verschalung.
• Die luftgekühlte Einzylinder-Brennkraftmaschine nach Fig.
• 6 und 7 besitzt ein am Ende der Kurbelwelle angeordnetes Kühlluftgebläse 35. Das Kurbelgehäuse 36 samt dem Kühlluftgebläse 35 ist von einer mehrteiligen schallisolierenden Verschalung 37 umgeben, welche wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen über kdrpersohallisolierende Beilagen 7 an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Kühlluft tritt über zwei an der Stirnseite des Motors symmetrisch angeordnete Binlabdffnungen 38 zunächst in einen als Ansauggehäuse ausgebildeten, mit schallabsorbierendem Belag ausgekleideten, abwärteführenden Schacht 39 ein und gelangt, die Wände des Kurbelgehäuses 36 entlang etreichend, zum Gebläse 35.
• Von der Druckseite des Gebläses 35 geht die Kühlluft in einen darüber liegenden Verteilraum 22' ein, der zwischen dem Zylinder 40 samt Zylinderkopf 41 und einem diese Teile umgebenden oberen Verschalungsteil 42 gebildet ist.
• Aus dem Yerteilraum 22' wird Je ein Kühlluft-Teilstrom über die Kühiflächen des Zylinders 40 und des Zylinderkopfes 41 geführt. Ein weiterer Teilstrom gelangt über Drosselöffnungen 43 in den durch einen Versohalungsdecel 44 abgedeckten Ventilkammerraum 45 und von dort innerhalb eines abwärts führenden, durch eine vertikale Trennwand 46 geschaffenen Schachtes 47 zur Einspritzpumpe 48. Uber einen in der Trennwand 46 vorgesehenen Spalt 49 vereinigt sich dieser Kühiluftstrom wieder mit den übrigen, im Zwischenraum zwischen der Trennwand 46 und dem Zylinder 40 abwärts geführten Teilströmen und die gesamte abluft wird über ein seitlich angebautes Abluftgehäuse 50, welches innen mit einem schallabsorbierenden Belag 51 ausgekleidet ist, nach einmaliger Umlenkung über eine Auslaßöffnung 52 ins Freie geführt.
• Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist die Unterteilung des Kühlluftetromes in mehrere parallel geschaltete Teilströme, deren Strömungsgeschwindigkeiten und Querschnitte auf den Kühlbedarf der einzelnen Bauteile abgestimmt sind.
• Selbstverständlich läßt sich dieses Grundprinzip auch in zahlreichen Abwandlungen an Brennkraftmaschinen abweichender Bauart verwirklichen.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit schallisolierender Verkleidung und von der Kurbelwelle angetriebenem EUhlluftgebläse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die gesamte vom Gebläse (11;35) geförderte Kühlluft innerhalb eines zwischen den Motoraußenflächen und der schallisolierenden Verkleidung (1,2,4,6;37,42) gebildeten Hohlraumes in einen Verteilraum (22;22') geleitet und von diesem in voneinander getrennten Teilstrdmen über die Zylinderkühlflächen (9,10;40,41) und die übrigen zu kühlenden Bauteile der Maschine geführt ist.

a. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse (11) an einer Stirnseite des Motors seitlich versetzt angeordnet ist und sich der Verteilraum (22) an das Gebläse (11) anschließend entlang einer Seitenwand (26) des Kurbelgehäuses (8) erstreckt, und daß vom Verteilraum (22) separate Kühlluftführungen zu den Zylinder- und Zylinderkopfkühlflächen (9,10) zum Ventilkammergehäuse t5) unä zur gegenüberliegenden Seitenwand (28) des Kurbelgehäuses (8> abzweigen.

). Brennkrartmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalldämmende Verkleidung (4) auch die Unterseite des Kurbelgehäuses (8) bzw. die Ölwanne (3) bedeckt und der zwischen der Unterseite des Kurbelgehäuses (8) bzw. der Ölwanne (3) und der Verkleidung (4) freibleibende Zwischenraum einen Luftführungsschacht vom Verteilraum (22) zur gegenüberliegenden Seitenwand (28) des Kurbelgehäuses (8) bildet.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite und bzw. oder an der Schwungradseite des Kurbelgehäuses (8) ein querverlaufender Verbindungskanal (32;32') vom Verteilraum (22) zum Raum zwischen der gegenüberliegenden Seitenwand (28) des Kurbelgehäuses (8) und dem davor liegenden Verschalungsteil (2) angeordnet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, mit an einem Ende der Kurbelwelle angeordnetem Kühlluftgebläse, dadurch gekennzeichnet, daX die Kühlluft von einer an der dem Gebläse (35) gegenüberliegenden Stirnseite des Motors angeordneten Eintrittsöffnung (38) entlang der Wände des Kurbelgehäuses (36) zur Saugseite des Gebläses (35) geführt und von der Druckseite des Gebläses in den darüberliegenden Verteilraum (22') geleitet ist, von dem Je eine Kühlluftführung zur Kühlfläche des Zylinders (40) und des Zylinderkopfes (41) und zum' darübergelegenen Ventilkammergehäuse (45) abzweigt.

6. Brennkraftmaschine nac'h einem der Aneprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung und bzw.

ader- die" iuftauetrittsöffnung in der schallisolierenden Verkleidung durch ein vorgesetztes schallabsorbierend ausgekleidetes Gehäuse (15,18;50) abgeschirmt ist.

7. Brennkraft"maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsmaschinen, wie Einspritzpumpe, (29;48), Lichtmaschine u. dgl., innerhalb des zwischen den Motoraußenflächen und der Verkleidung gebildeten Hohlraumes im Kühlluftstrom angeordnet sind.