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Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Zylinderblock, einen befestigten Zylinderkopf und Kühlkanäle zum Bereitstellen einer wirksamen Kühlung für alle Abschnitte des Zylinderblocks und -kopfs.
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Zusammenfassung/Hintergrund
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Kraftmaschinensysteme umfassen oft einen Zylinderblock mit einem befestigten Zylinderkopf, der eine Folge von Zylindern mit einem umgebenden Material zum Befestigen verschiedener Komponenten enthält. Die Zylinderblöcke und die Zylinderköpfe enthalten außerdem Kühlsysteme, die eine Anzahl von Kühlkanälen umfassen, die die Zylinder umgeben. Ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser, Öl, Glykol usw., kann durch die Kühlkanäle gepumpt oder anderweitig geschickt werden, um die Wärme von den Zylindern und dem Zylinderblock und -kopf über Wärmeaustausch abzuleiten. Die Kühlkanäle können Einlässe und Auslässe enthalten, so dass ein Kühlmittel auf einer niedrigeren Temperatur in den Zylinderblock und -kopf geleitet wird, während ein Kühlmittel auf einer höheren Temperatur aus dem Zylinderblock zu einem Wärmetauscher oder einer anderen Vorrichtung austritt. Die Temperatur des Zylinderblocks und des Zylinderkopfs als solche kann während des Kraftmaschinenbetriebs innerhalb eines Sollbereichs aufrechterhalten werden. In einigen Systemen kann eine Fluidverbindung zwischen den Kühlkanälen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks vorhanden sein. Es gibt verschiedene Kühlsysteme zum Bereitstellen verschiedener Beträge der Kühlung für verschiedene Bereiche des Zylinderblocks.
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In einer Herangehensweise, um ein Kühlsystem bereitzustellen, um die Zylinder einer Kraftmaschine zu kühlen, die durch Lenz u. a. in
US 8555825 gezeigt ist, sind Kühlkanäle in einem Zylinderkopf zum Empfangen eines Kühlmittels von dem Zylinderblock bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird das Kühlmittel aus einem Wassermantel des Zylinderblocks über einen Kühlkanal des Zylinderkopfs entlang einer Brücke zwischen zwei Zylindern und in einen weiteren Kühlkanal des Zylinderkopfs geleitet, um den Abschnitten unmittelbar an den Einlass- und Auslassventilen der Zylinder Kühlung bereitzustellen. Mit anderen Worten, das Kühlmittel wird von dem Zylinderblock zum Zylinderkopf, dann entlang der Brücke in einem Kühlschlitz zurück in den Zylinderblock und schließlich zurück in den Zylinderkopf gepumpt. Der Kühlschlitz stellt die Zwischenverbindung bereit, um es zu ermöglichen, dass das Kühlmittel von dem Zylinderblock in den Zylinderkopf strömt. Die Fluidverbindung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock ermöglicht es, dass das Kühlmittel, das sich in dem Zylinderblock befindet, in den Zylinderkopf unmittelbar an dem Zylinder und den Einlass-/Auslassventilen strömt.
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Die Erfinder haben hier jedoch potentielle Probleme bei der Herangehensweise nach
US 8555825 identifiziert. Während die durch Lenz u. a. vorgeschlagenen Kühlkanäle die Fluidverbindung zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf ermöglichen, kann zuerst nur ein einziges Kühlmittel durch die Kühlkanäle geleitet werden. Das System ermöglicht nicht, dass in einem speziellen Bereich der Zylinderblock/-kopfanordnung ein anderer Grad der Kühlung durch ein anderes Kühlmittel bereitgestellt wird. Wenn z. B. erwünscht ist, dass ein Abschnitt der Zylinder innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs aufrechterhalten wird, während es erwünscht ist, dass ein anderer Abschnitt der Zylinder innerhalb eines anderen Temperaturbereichs aufrechterhalten wird, dann können zwei Kühlmittel durch die ganze Anordnung geleitet werden. Außerdem kann ein Kühlmittel von dem Kühlmantel, der die Zylinder umgibt, vor dem Eintreten sowohl in den Kühlschlitz in den Brücken als auch in die Bereiche unmittelbar an den Einlass-/Auslassventilen eine hohe Temperatur aufweisen und dadurch den Wirkungsgrad der Wärmeableitung verringern. Weil das in den Zylinderkopf hineingehende Kühlmittel zuerst durch die Zylinder erwärmt werden kann, kann dann eine geringere Wärmemenge als erwünscht von der Brücke und dem Zylinderkopf abgeleitet werden.
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Folglich können in einem Beispiel die obigen Probleme wenigstens teilweise durch ein Verfahren behandelt werden, das Folgendes umfasst: Kühlen eines Zylinderkopfs mit einem ersten Kühlmittel; Kühlen eines Zylinderblocks mit einem zweiten Kühlmittel, wobei das zweite Kühlmittel eine andere Flüssigkeit als das erste Kühlmittel ist; und Kühlen mehrerer Bohrungsbrücken mit dem ersten Kühlmittel, während die Trennung zwischen den Kanälen, die das erste und das zweite Kühlmittel enthalten, aufrechterhalten wird, wobei sich die mehreren Bohrungsbrücken zwischen benachbarten Zylindern des Zylinderblocks befinden. In dieser Weise werden der Zylinderkopf und der Zylinderblock mit separat aufrechterhalten Kühlsystemen gekühlt, während ein Anteil des ersten Kühlmittels (z. B. Wasser) des Zylinderkopfs das Kühlen bestimmter Abschnitte des Zylinderblocks, insbesondere der Bohrungsbrücken, unterstützen kann.
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Wenn ein Fahrzeug zuerst eingeschaltet wird, kann es erwünscht sein, die Temperatur der Kraftmaschine schnell zu erhöhen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Während ein wassergekühlter Zylinderblock die Wärme am effektivsten von der Kraftmaschine ableiten kann, kann mehr als ein erwünschter Betrag der Wärme abgeleitet werden. Alternativ kann ein ölgekühlter Zylinderblock die Wärme weniger schnell als der wassergekühlte Zylinderblock ableiten, wobei aber lokalisierte Hochtemperaturbereiche vorhanden sein können, die die Kraftmaschinenleistung ungünstig beeinflussen. Die Bereiche können Abschnitte zwischen den Zylindern enthalten, die als Bohrungsbrücken bekannt sind. In einem Beispiel kann es der ölgekühlte Zylinderblock mit den wassergekühlten Bohrungsbrücken ermöglichen, dass die Kraftmaschine schnell warmläuft, während den Bohrungsbrücken über die Wasserkanäle mit Wasser vom Zylinderkopf eine ausreichende Kühlung bereitgestellt wird.
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Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine vereinfachte schematische graphische Darstellung eines Fahrzeugsystems.
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2 zeigt Schnittansichten eines ölgekühlten Zylinderblocks und eines wassergekühlten Zylinderblocks.
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3 zeigt eine perspektivische Draufsicht einer Bohrungsbrücke eines Zylinderblocks mit einem quer gebohrten Kanal.
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4 zeigt eine Schnittansicht der Bohrungsbrücke nach 3.
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5 zeigt eine Draufsicht eines Zylinderblocks mit einer ”Closed-Deck”-Bauform.
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6 zeigt eine Seitenansicht des Zylinderblocks nach 5.
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7 zeigt eine Draufsicht eines Zylinderblocks mit einer ”Open-Deck”-Bauform.
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8 zeigt eine Seitenansicht des Zylinderblocks nach 7.
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Ausführliche Beschreibung
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Die folgende ausführliche Beschreibung stellt Informationen hinsichtlich eines ölkühlten Zylinderblocks mit einem wassergekühlten Zylinderkopf und ihrer zugeordneten Komponenten bereit. Eine vereinfachte schematische graphische Darstellung eines Fahrzeugsystems ist in 1 gezeigt. 2 zeigt einen ölgekühlten Zylinderblock und einen wassergekühlten Zylinderblock mit den jeweiligen Temperaturgradienten, die die Temperatur zeigen, wenn die Kraftmaschine läuft. Die 3 und 4 zeigen eine Bohrungsbrücke eines Zylinderblocks mit einem quer gebohrten Kanal. Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform des quer gebohrten Kanals, wobei der Zylinderblock eine ”Closed-Deck”-Bauform aufweist. Schließlich zeigen die 7 und 8 eine noch weitere Ausführungsform des quer gebohrten Kanals, wobei der Zylinderblock eine ”Open-Deck”-Bauform aufweist.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 6 mit einem Turbolader. Das Fahrzeugsystem 6 enthält ein Kraftmaschinensystem 8, das an ein Abgasnachbehandlungssystem 22 gekoppelt ist. Das Kraftmaschinensystem 8 kann eine Kraftmaschine 10 enthalten, die mehrere Zylinder 30 aufweist. Die Kraftmaschine 10 enthält einen Kraftmaschineneinlass 23 und einen Kraftmaschinenauslass 25. Der Kraftmaschineneinlass 23 enthält eine Drosselklappe 62, die über einen Einlasskanal 42 fluidtechnisch an den Einlasskrümmer 44 der Kraftmaschine gekoppelt ist. Der Kraftmaschinenauslass 25 enthält einen Auslasskrümmer 48, der schließlich zu einem Auslasskanal 35 führt, der das Abgas zur Atmosphäre leitet. In dem Einlasskanal 42 kann sich stromabwärts einer Aufladungsvorrichtung, wie z. B. eines Turboladers 50 oder eines Laders, eine Drosselklappe 62 befinden.
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Der Turbolader 50 kann einen Kompressor 52 enthalten, der zwischen dem Einlasskanal 42 und dem Einlasskrümmer 44 angeordnet ist. Der Kompressor 52 kann wenigstens teilweise durch eine Abgasturbine 54 angetrieben sein, die zwischen dem Auslasskrümmer 48 und dem Auslasskanal 35 angeordnet ist. Der Kompressor 52 kann über eine Welle 56 an die Abgasturbine 54 gekoppelt sein. Der Kompressor 52 kann außerdem wenigstens teilweise durch einen Elektromotor 58 angetrieben sein. In dem dargestellten Beispiel ist gezeigt, dass der Elektromotor 58 an die Welle 56 gekoppelt ist. Es können jedoch außerdem andere geeignete Konfigurationen des Elektromotors möglich sein. In einem Beispiel kann der Elektromotor 58 mit der gespeicherten elektrischen Energie von einer (nicht gezeigten) Systembatterie betrieben sein, wenn sich der Ladezustand der Batterie über einem Ladungsschwellenwert befindet. Unter Verwendung des Elektromotors 58, um den Turbolader 50 zu betreiben, z. B. beim Kraftmaschinenstart, kann eine elektrische Aufladung (E-Aufladung) der Einlassluftladung bereitgestellt werden. In dieser Weise kann der Elektromotor eine Motorunterstützung bereitstellen, um die Aufladungsvorrichtung zu betreiben. Sobald die Kraftmaschine während eines ausreichenden Zeitraums (z. B. eines Schwellenzeitraums) gelaufen ist, kann das in dem Auslasskrümmer erzeugte Abgas als solches beginnen, die Abgasturbine 54 anzutreiben. Folglich kann die Motorunterstützung des Elektromotors verringert werden. Das heißt, während des Turboladerbetriebs kann die durch den Elektromotor 58 bereitgestellte Motorunterstützung in Reaktion auf den Betrieb der Abgasturbine eingestellt werden.
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Der Kraftmaschinenauslass 25 kann entlang dem Auslasskanal 35 an ein Abgasnachbehandlungssystem 22 gekoppelt sein. Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann eine oder mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen 70 enthalten, die in einer eng gekoppelten Position im Auslasskanal 35 angebracht sein können. Eine oder mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen können einen Dreiwegekatalysator, einen Mager-NOx-Filter, einen SCR-Katalysator usw. enthalten. Die Katalysatoren können es ermöglichen, dass die im Abgas erzeugten giftigen Nebenprodukte, wie z. B. NOx-Arten, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid usw., vor dem Ausstoß in die Atmosphäre in weniger giftige Produkte katalytisch umgesetzt werden. Der katalytische Wirkungsgrad des Katalysators kann jedoch größtenteils Temperatur durch die Temperatur des Abgases beeinflusst sein. Die Verringerung der NOx-Arten kann z. B. höhere Temperaturen als die Oxidation des Kohlenmonoxids erfordern. Bei niedrigeren Temperaturen können außerdem unerwünschte Nebenreaktionen stattfinden, wie z. B. die Erzeugung von Ammoniak und N2O-Arten, die den Wirkungsgrad der Abgasbehandlung ungünstig beeinflussen können und die Qualität der Abgasemissionen verschlechtern können. Folglich kann die katalytische Behandlung des Abgases verzögert werden, bis der Katalysator (die Katalysatoren) eine Anspringtemperatur erreicht hat (haben). Um den Wirkungsgrad der Abgasnachbehandlung zu verbessern, kann es außerdem erwünscht sein, das Erreichen der Anspringtemperatur des Katalysators zu beschleunigen. Ein Kraftmaschinen-Controller kann dafür ausgelegt sein, während eines Kaltstarts der Kraftmaschine eine Durchblas-Luftströmung durch die Zylinder in das Abgasnachbehandlungssystem einzuspritzen, um dadurch den Anspringzeitraum zu verringern. Die Luftströmung, die während eines Zeitraums einer positiven Einlass-zu-Auslassventil-Überschneidung ausgeführt wird, kann es ermöglichen, dass frische Durchblasluft mit verbranntem Abgas gemischt wird, und ein Abgasgemisch im Auslasskrümmer erzeugen. Die Durchblas-Luftströmung kann zusätzlichen Sauerstoff für die Oxidationsreaktion des Katalysators bereitstellen. Außerdem kann die Luftströmung das besonders fette Abgas aus der kalten Kraftmaschine vorreinigen und es unterstützen, den Katalysator schnell auf eine Betriebstemperatur zu bringen.
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Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann außerdem Kohlenwasserstoff-Rückhaltevorrichtungen, Partikelstoff-Rückhaltevorrichtungen und andere (nicht gezeigte) geeignete Abgasnachbehandlungsvorrichtungen enthalten. Es wird erkannt, dass weitere Komponenten in der Kraftmaschine enthalten sein können, wie z. B. verschiedene Ventile und Sensoren.
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Das Fahrzeugsystem 6 kann ferner ein Steuersystem 14 enthalten. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von mehreren Sensoren 16 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an mehrere Aktuatoren 81 (von denen verschiedene Beispiele hier beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen Abgassensor 126 (der sich im Auslasskrümmer 48) befindet, einen Temperatursensor 128 und einen Drucksensor 129 (der sich stromabwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 70 befindet) enthalten. Weitere Sensoren, wie z. B. Druck-, Temperatur-, Luft-/Kraftstoffverhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Orte in dem Fahrzeugsystem 6 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher erörtert ist. Als ein weiteres Beispiel können die Aktuatoren (später beschriebene) Kraftstoffeinspritzdüsen 45, verschiedene Ventile, einen Elektromotor 58 und eine Drosselklappe 62 enthalten. Das Steuersystem 14 kann einen Controller 12 enthalten. Der Controller kann basierend auf einem darin programmierten Befehl oder Code, der einer oder mehreren Routinen entspricht, Eingangsdaten von verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktuatoren in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auslösen. Insbesondere kann der Controller 12 ein Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Eingabe-/Ausgabe-Ports, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, wie z. B. einen Festwertspeicher-Chip, einen Schreib-Lese-Speicher, einen Haltespeicher und einen Datenbus enthält. Der Festwertspeicher des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die durch den Prozessor ausführbare Anweisungen repräsentieren, um die Steuerverfahren für die verschiedenen Komponenten nach 1 auszuführen.
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In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass die Zylinder 30 die Kraftstoffeinspritzdüsen 45 enthalten, die direkt an die Zylinder 30 gekoppelt sind. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 45 können den Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines über einen elektronischen Treiber vom Controller 12 empfangenen Signals direkt darin einspritzen. In dieser Weise stellen die Kraftstoffeinspritzdüsen 45 das bereit, was als Direkteinspritzung (die im Folgenden als ”DI” bezeichnet wird) des Kraftstoffs in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüsen 45 als Seiteneinspritzdüsen zeigt, können sie sich außerdem über den Zylindern oder an anderen Orten in den Zylindern 30 befinden. Alternativ können sich die Einspritzdüsen 45 über und in der Nähe der (nicht gezeigten) Einlassventile befinden. Der Kraftstoff kann den Kraftstoffeinspritzdüsen 45 von einem Hochdruck-Kraftstoffsystem 72, das verschiedene Komponenten, wie z. B. einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler, enthält, zugeführt werden. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei einem niedrigeren Druck zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Drucksensor enthalten, der dem Controller 12 ein Signal bereitstellt, während dies nicht gezeigt ist.
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Es wird erkannt, dass in einer alternativen Ausführungsform die Einspritzdüsen 45 Kanaleinspritzdüsen sein können, die den Kraftstoff in einer Folge von Einlassöffnungen stromaufwärts des Zylinders 30 im Einlass 23 bereitstellen. Es wird außerdem erkannt, dass die Zylinder 30 den Kraftstoff von mehreren Einspritzdüsen empfangen können, wie z. B. mehreren Kanaleinspritzdüsen, mehreren Direkteinspritzdüsen oder einer Kombination daraus.
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Die Kraftmaschine 10, die die Zylinder 30 und andere Komponenten enthält, kann aus mehreren großen Stücken ausgebildet sein. Ein oberer Abschnitt der Kraftmaschine 10, der die Nockenwellen, die Einlass-/Auslassöffnungen und die Kraftstoffeinspritzkomponenten enthält, kann z. B. in einem Zylinderkopf enthalten sein, der an einem separaten Kraftmaschinenblock befestigt ist. Der Kraftmaschinenblock kann die Geometrie enthalten, die die Form sowohl der Zylinder 30 als auch verschiedener Kanäle für das Kühlsystem zum Ableiten der Wärme von den Zylindern 30 während des Kraftmaschinenbetriebs definiert.
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Bei modernen Fahrzeugen gibt es einen ständigen Bedarf, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, was durch das Modifizieren verschiedener Systeme des Fahrzeugs erreicht werden kann. Eine Weise, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, besteht darin, die Temperatur der Kraftmaschine schnell zu erhöhen, nachdem das Fahrzeug nach einem Zeitraum, während dessen es ausgeschaltet war, eingeschaltet worden ist. Mit anderen Worten, durch das Verringern des Zeitraums für das Warmlaufen der Kraftmaschine kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Ein schnelles Warmlaufen der Kraftmaschine kann es unterstützen, die Reibung und die Emissionen zu verringern, die beim Kraftmaschinenstart im Vergleich zu einer vollständig warmen Kraftmaschine gewöhnlich höher sind. In diesem Kontext kann das Warmlaufen der Kraftmaschine das Erhöhen der Temperatur der Kraftmaschine und der zugeordneten Komponenten enthalten, einschließlich des Zylinderblocks, des Zylinderkopfs, der Kolben, der Zylinder und der Einlass-/Auslassventile, aber nicht darauf eingeschränkt.
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Eine Weise, den Warmlaufzeitraum der Kraftmaschine zu verringern, besteht darin, Öl als das Kühlmittel in den Kühlkanälen/dem Kühlmantel des Zylinderblocks zu verwenden. Aufgrund der Eigenschaften des Öls kann die Temperatur eines ölgekühlten Zylinderblocks mit einer höheren Rate als der eines wassergekühlten Zylinderblocks zunehmen. Mit anderen Worten, Öl überträgt die Wärme mit einer niedrigeren Rate als andere Kühlmittel, wie z. B. Wasser oder Glykol. Während sich die Kraftmaschine mit einem Ölkühlmittel schneller erwärmen kann, können in den Bereichen zwischen benachbarten Zylindern hohe lokale Temperaturen auftreten. Die höheren lokalen Temperaturen können hoch genug sein, um die Kraftmaschinenleistung ungünstig zu beeinflussen und/oder das Risiko der Beschädigung des Zylinderblocks, des Zylinderkopfs und anderer Komponenten zu erhöhen. Als solcher wird ein ölgekühlter Zylinder mit einer Neukonstruktion benötigt, um die Bereiche zwischen benachbarten Zylindern zu kühlen. Die Bereiche zwischen benachbarten Zylindern sind außerdem als Bohrungsbrücken oder das Oberteil der Bohrungen (Zylinder), wo gemeinsame Wände zwischen den Zylindern gemeinsam benutzt werden, bekannt.
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2 zeigt Schnittabschnitte eines wassergekühlten Zylinderblocks 190 und eines ölgekühlten Zylinderblocks 200. Die Zylinderblöcke 190 und 200 können in der Form völlig gleich sein, wobei der einzige Unterschied das Kühlmittel ist, das verwendet wird, um die Wärme von den Zylindern abzuleiten. Es ist eine Temperaturskala 250 mit den Temperatureinheiten in Grad Celsius gezeigt. Die Temperaturskala 250 reicht von etwa 100 bis 247 Grad Celsius mit Inkrementen von 7 Grad, wobei jedes 7-Grad-Inkrement als eine horizontale Linie gezeigt ist. Die Temperaturen sind auf der rechten Seite der Skala 250 gezeigt, die durch den Pfeil 260 bezeichnet ist. Die linke Seite der Skala zeigt Bezugszeichen, wie durch den Pfeil 270 angegeben ist. Die Bezugszeichen 270, die von 230 bis 240 reichen, sind außerdem in verschiedenen Bereichen auf den Zylinderblöcken 190 und 200 gezeigt. Die Bereiche sind durch gestrichelte Linien getrennt, wobei die gestrichelten Linien Temperaturänderungen repräsentieren. In dieser Weise ist den Zylinderblöcken 190 und 200 eine graphische Darstellung des Temperaturgradienten überlagert, wobei die verschiedenen Bereiche etwa die durch die Bezugszeichen repräsentierte Temperatur zeigen. Der Bereich 231 an dem Zylinderblock 190 kann z. B. Temperaturen zeigen, die von etwa 114 bis 121 Grad Celsius reichen, wie aus der Verwendung der Skala 250 ersichtlich ist.
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Beide Zylinderblöcke 190 und 200 enthalten Bohrungsbrücken 204 bzw. 205, die in dem oberen Abschnitt des Materials definiert sind, das sich zwischen benachbarten Zylindern befindet. Mit anderen Worten, die Bohrungsbrücken 204 und 205 enthalten Material, das die Zylinderwände zwischen den Zylindern der Zylinderblöcke 190 bzw. 200 bildet. Wie in 2 zu sehen ist, ist die Temperatur der Bohrungsbrücke 205 signifikant höher als die Temperatur der Bohrungsbrücke 204. Wie vorher erklärt worden ist, leitet Öl aufgrund der Eigenschaften des Öls die Wärme mit einer langsameren Rate als Wasser oder Glykol ab. Als solcher bildet sich der lokalisierte heiße Fleck um die Brücke 205. Unter Verwendung der Temperaturskala 250 ist ersichtlich, dass die Temperatur der Bohrungsbrücke 204 von etwa 170–191°C mit einer (nicht gezeigten) maximalen Temperatur von 196°C reicht. Außerdem reicht die Temperatur der Bohrungsbrücke 205 von etwa 219–240°C mit einer (nicht gezeigten) maximalen Temperatur von 245°C.
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Während die anderen Bereiche des Zylinderblocks 200 ähnlich zu den äquivalenten Bereichen des Zylinderblocks 190 auf niedrigeren Temperaturen bleiben, nimmt die Temperatur des Zylinderblocks 200 in den Bereichen, die die Bohrungsbrücke 205 umgeben, und in der Bohrungsbrücke 205 selbst schnell zu. Im Ergebnis kann die Bohrungsbrücke 205 Temperaturen zeigen, die sich gut im 200-°C-Bereich befinden, während die Bohrungsbrücke 204 Temperaturen unter 200°C zeigt. Die erhöhte Temperatur der Bohrungsbrücke 205 kann zu einer anormalen Zylinderverschlechterung führen und die Kraftmaschinenleistung ungünstig beeinflussen. Während sich der Zylinderblock 200 mit dem Ölkühlmittel während des Warmlaufens der Kraftmaschine im Vergleich zum Zylinderblock 190 schneller erwärmen kann, kann die Bohrungsbrücke 205 Temperaturen außerhalb des Bereichs der Solltemperaturen für eine optimale Kraftmaschinenleistung und -sicherheit zeigen. Ohne eine angemessene Kühlung der Bohrungsbrücke 205 kann der wassergekühlte Zylinderblock 190 erwünschter als der ölgekühlte Zylinderblock 200 sein.
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Die Erfinder haben hier erkannt, dass ein Ölkühler-Zylinderblock machbar ist, während den Bohrungsbrücken eine angemessene Kühlung bereitgestellt wird. Mit einem wassergekühlten Zylinderkopf, der an einen ölgekühlten Zylinderblock gekoppelt ist, kann eine Querbohrung in die Bohrungsbrücken gebohrt werden, um es zu ermöglichen, dass Wasser von dem Zylinderkopf durch die Bohrungsbrücken des Zylinderkopfs strömt, während die Trennung zwischen den Kühlkanälen des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks aufrechterhalten wird. Bei dieser Konfiguration können die Eigenschaften des schnellen Warmlaufens des ölgekühlten Zylinderblocks erreicht werden, während die Temperatur der Bohrungsbrücken mit dem Wasser von dem Zylinderkopf innerhalb eines Sollbereichs gesteuert wird. Die Ausführungsformen eines ölgekühlten Zylinderblocks, eines wassergekühlten Zylinderkopfs, einer Bohrungsbrücke und der Kühlmittelkanäle, die im Folgenden beschrieben werden, können modifiziert werden, während sie immer noch die Öl- und Wasserkühlung dem Zylinderblock bereitstellen, bei der sich das Öl und das Wasser nicht mischen.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Oberteils von zwei benachbarten Zylindern, die sich in einem ölgekühlten Zylinderblock 200 befinden. Ein erster Zylinder 310 ist durch eine Bohrungsbrücke 205 getrennt einem zweiten Zylinder 311 benachbart gezeigt. Eine Oberseite 370 (oder eine Deckplatte) des Zylinderblocks 200 definiert eine im Allgemeinen ebene Oberfläche, die sich mit einer Unterseite eines Zylinderkopfs in Kontakt befinden kann, wenn der Zylinderblock 200 und der Zylinderkopf verbunden sind. Der Zylinderkopf ist in 3 nicht gezeigt. Es sind die Befestigungselementlöcher 333 und 334 zu sehen, die im Allgemeinen kreisförmige Formen umfassen. Die Befestigungselementlöcher 333 und 334 können mit Gewinde oder anderweitig ausgebildet sein, um es zu ermöglichen, dass Befestigungselemente in die Löcher eingesetzt werden, wenn der Zylinderblock 200 und der Zylinderkopf verbunden werden. Die Eintritte mehrerer Ölkühlkanäle 321 und 322 sind in 3 ersichtlich, die Teil des Kühlkanalsystems (Ölkanalsystems) des Zylinderblocks 200 sein können. Das Öl kann sowohl durch die Kanäle 321 und 322 als auch durch andere (die in 3 nicht sichtbar sind) gepumpt werden, um den Zylindern des Zylinderblocks 200, wie z. B. den Zylindern 310 und 311, Kühlung bereitzustellen. Die Kanäle 321 und 322 können als Teil eines größeren Kühlsystems fluidtechnisch an andere Kanäle innerhalb des Zylinderblocks 200 gekoppelt sein.
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Die Bohrungsbrücke 205 enthält einen (nicht sichtbaren) quer gebohrten Kanal mit einem Einlass 315 und einem Auslass 316, die um eine Schnittlinie 4-4 symmetrisch sind. Wasser oder ein anderes Kühlmittel, wie z. B. Glykol, das von dem Ölkühlmittel des Zylinderblocks 200 verschieden ist, kann im Allgemeinen in den Einlass 315 und durch den quer gebohrten Kanal strömen und aus dem Auslass 316 austreten. In dieser Weise sind die Ölkanäle 321 und 322 nicht mit dem Zylinderkopf verbunden, wobei der Wasserkühlkanal des Zylinderkopfes die Bohrungsbrücke 205 über den quer gebohrten Kanal durchquert. Die Form des quer gebohrten Kanals wird in 4 ausführlicher erklärt, wo der quer gebohrte Kanal deutlich sichtbar ist. Wie in 3 ersichtlich ist, befinden sich der Einlass 315 und der Auslass 316 vollständig in der gleichen Ebene wie die Oberseite 370. Es wird erkannt, dass andere Positionen des Einlasses 315 und des Auslasses 316 möglich sind, während sie innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung verbleiben. Der Einlass 315 kann sich z. B. in einem anderen Bereich an der Bohrungsbrücke 205 befinden, während er immer noch in der Oberseite 370 verbleibt. In einem weiteren Beispiel können der Einlass 315 und der Auslass 316 abgeschrägt sein, so dass die Linie der Schnittlinie 4-4 nicht durch die Mitten des Einlasses und des Auslasses hindurchgeht. Außerdem können der Einlass und der Auslass die gleiche Größe oder verschiedene Größen aufweisen und können die gleiche oder verschiedene Formen umfassen.
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4 zeigt eine entlang der Schnittlinie 4-4 nach 3 genommene Schnittansicht des Zylinderblocks 200 nach 3. Die Ansicht nach 4 ist im Wesentlichen die gleiche wie die perspektivische Draufsicht nach 3, wobei der erste Zylinder 310 sichtbar ist, während der zweite Zylinder 311 aufgrund des Schnitts entlang der Linie 4-4 entfernt ist. Wie in 4 zu sehen ist, enthält der quer gebohrte Kanal 380 einen Einlasskanal 381 und einen Auslasskanal 382, die an einer Spitze 383 innerhalb der Bohrungsbrücke 205 fluidtechnisch verbunden sind. Der Einlasskanal 381 und der Auslasskanal 382 stehen in Winkeln von der Oberseite 370 in die Bohrungsbrücke 205 vor. Die Spitze 383 ist der geometrische Punkt, an dem der Einlasskanal 381 und der Auslasskanal 382 zusammentreffen. Wie im Folgenden ausführlicher erklärt wird, können die Winkel, in denen die Kanäle von der Oberseite in die Bohrungsbrücke 205 vorstehen, variieren. Bei der Schnittansicht nach 4 ist zu sehen, dass sich die Befestigungselementlöcher 333 und 334 mit Gewinde in den Zylinderblock 200 erstrecken. Außerdem erstrecken sich die Ölkühlkanäle 321 und 322 in das Innere des Zylinderblocks 200. Wasser oder ein anderes Kühlmittel von dem (nicht gezeigten) Zylinderkopf kann dem quer gebohrten Kanal 380 bereitgestellt werden, während es von dem Öl oder dem anderen Kühlmittel des Zylinderblocks 200 getrennt bleibt. In dieser Weise kann der quer gebohrte Kanal 380 von den Ölkühlkanälen des Zylinderblocks 200, wie z. B. den Kanälen 321 und 322, fluidtechnisch getrennt sein. Der Wasserkühlkanal des Zylinderkopfs kann über den quer gebohrten Kanal 380 in den Zylinderblock 200 hineingehen und zurück in den Zylinderkopf austreten, ohne sich mit dem Öl der Kanäle, wie z. B. der Kanäle 321 und 322, zu mischen.
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Es wird angegeben, dass, während in den 3 und 4 nur zwei Zylinder 310 und 311 gezeigt sind, es erkannt wird, dass sich quer gebohrte Kanäle, die zu dem Kanal 380 ähnlich sind, in den Bohrungsbrücken zusätzlicher Zylinder in demselben Zylinderblock befinden können. Insbesondere kann der ölgekühlte Zylinderblock 200 ferner zusätzliche Zylinder mit Bohrungsbrücken umfassen, die zwischen den zusätzlichen Zylindern positioniert sind, wobei die Wasserkühlkanäle des Zylinderkopfs außerdem jede Bohrungsbrücke durchqueren. In dieser Weise können der quer gebohrte Kanal und die Kühlung der Bohrungsbrücken des ölgekühlten Zylinderblocks mit Wasser von dem wassergekühlten Zylinderkopf auf verschiedene Kraftmaschinenkonfigurationen angewendet werden. Es können mehrere Bohrungsbrücken und quer gebohrte Kanäle zwischen mehreren Zylindern eines einzigen Zylinderblocks eingefügt sein, der an einem einzigen Zylinderkopf abnehmbar befestigt ist. Im gleichen Sinn kann der ölgekühlte Zylinderblock 200 ferner zusätzliche Ölkühlkanäle enthalten, die von dem Wasserkühlkanal fluidtechnisch getrennt sind und nicht mit dem Zylinderkopf verbunden sind.
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Die Geometrie der Zylinderblöcke kann im Allgemeinen in eine von zwei Kategorien fallen: Open- und ”Closed-Deck”-Bauformen. ”Open-Deck”-Zylinderblöcke erhalten einen Zwischenraum zwischen dem Material der Zylinderbohrungen und den Außenwänden des Zylinderblocks überall in der Mehrheit der Umfänge der Zylinder aufrecht. In ”Open-Deck”-Bauformen können mehrere Zwischenräume oder Lücken überall im Zylinderblock vorhanden sein, wobei die Lücken als Kühlkanäle oder Kühlmäntel verwendet werden können, die das Ableiten der während des Verbrennungsprozesses erzeugten Wärme unterstützen. In vielen ”Open-Deck”-Bauformen befindet sich das einzige Material, das benachbarte Zylinder und die Außenwände des Zylinderblocks verbindet, in den Bohrungsbrücken, wie z. B. der Brücke 205 nach den 3 und 4. Die ”Closed-Deck”-Zylinderblöcke enthalten mehr Material als die ”Open-Deck”-Bauformen, um eine Verbindung zwischen den Zylindern und den Außenwänden des Zylinderblocks bereitzustellen. Während in den ”Closed-Deck”-Bauformen immer noch Zwischenräume oder Lücken vorhanden sind, können die Zwischenräume kleiner sein und sich weiter auseinander als die Zwischenräume der ”Open-Deck”-Bauformen befinden. Außerdem ist der Grad der Offenheit der Zylinder-Deckplatte oft ein qualitatives Maß, das zwischen den Herstellern variiert. Einige Zylinderblöcke können z. B. als halbgeschlossene Deckplatten aufweisend klassifiziert werden, wenn die Deckplatten nicht vollständig offen oder vollständig geschlossen sind. Der Unterschied zwischen Open- und ”Closed-Deck”-Zylindern im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann in den im Folgenden erklärten 5–8 deutlicher gesehen werden.
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5 zeigt eine Draufsicht eines ”Closed-Deck”-Zylinderblocks 500, der einen quer gebohrten Kanal 580 enthält (der in 5 nicht vollständig sichtbar ist). Insbesondere befindet sich der quer gebohrte Kanal 580 in der Bohrungsbrücke 505, wobei sich das Material, das die Zylinder 510 und 511 verbindet, den Zylinderwänden benachbart befindet. Ähnlich zu den in 4 gezeigten Elementen enthält der quer gebohrte Kanal 580 einen Einlass 515 und einen Auslass 516 für das Strömen des Kühlmittels durch den Kanal 580. Der ”Closed-Deck”-Aspekt des Zylinderblocks 500 ist durch das Vorherrschen der Oberseite 570, die ein massives Material ist, gezeigt. Es gibt keine großen, zusammenhängenden offenen Räume, die die Zylinder 510 und 511 vom Rest des Zylinderblocks 500 trennen. Außerdem ist eine Anzahl von Ölkanälen 521 und 522 zwischen benachbarten Zylindern 510 und 511 sichtbar. Die Befestigungselementlöcher 533 und 534 können mit Gewinde versehen oder anderweitig mit Gewinde sein, um Schrauben oder andere Befestigungselemente aufzunehmen, um den Zylinderblock 500 an seinem (nicht gezeigten) entsprechenden Zylinderkopf zu halten. Die Merkmale, die den Einlass 515, den Auslass 516, die Befestigungselementlöcher 533 und 534 und die Ölkanäle 521 und 522 enthalten, liegen entlang einer im Allgemeinen ebenen Oberfläche, die durch die Oberseite 570 des Zylinderblocks 500 definiert ist. Die Oberseite 570 kann außerdem als die Deckplatte des Zylinderblocks bezeichnet werden. Wie in 5 zu sehen ist, ist die Mehrheit der Oberseite 570 ein massives Material, das die Zylinder 510 und 511 umgibt und dadurch einen ”Closed-Deck”-Zylinderblock bildet, wie oben beschrieben worden ist. Die Trennung sowohl zwischen dem Einlass 515 und dem Kanal 521 als auch zwischen dem Auslass 516 und dem Kanal 522 ist in 5 deutlich zu sehen. Das Wasser oder das erste Kühlmittel kann als solches von dem Öl oder dem zweiten Kühlmittel getrennt aufrechterhalten werden.
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6 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt des ”Closed-Deck”-Zylinderblocks 500 nach 5. Wie ersichtlich ist, enthält der quer gebohrte Kanal 580 einen Einlasskanal 581, der von einem Einlass 515 zu einer Spitze 583 (zu einem Treffpunkt) führt. Außerdem enthält der Kanal 580 einen Auslasskanal 582, der von der Spitze 583 zu einem Auslass 516 an der Oberseite 570 führt. Wenn das erste Kühlmittel durch den Einlass 515 und aus dem Auslass 516 gepumpt oder anderweitig gezwungen wird, kann die Wärme von der Bohrungsbrücke 550 über einen Wärmeaustausch zu dem ersten Kühlmittel übertragen werden, das die Wärme abermals stromabwärts und außerhalb des Zylinderblocks 500 und des (nicht gezeigten) Zylinderkopfs überträgt. Während das zweite Kühlmittel durch die Kanäle 521 und 522 zirkuliert, um es zu ermöglichen, dass sich die Zylinder während des Warmlaufens der Kraftmaschine schneller erwärmen, kann das erste Kühlmittel, das durch den quer gebohrten Kanal 580 hindurchgeht, in dieser Weise die Wärme mit einer schnelleren Rate als das zweite Kühlmittel von der Bohrungsbrücke 505 ableiten. Während die Wärme von der Bohrungsbrücke 505 schneller abgeleitet werden kann, kann die Wärme weiter entfernt von dem quer gebohrten Kanal 580 mit einer langsameren Rate abgeleitet werden, wie z. B. in der Zylinderwand 590, die sich zwischen den ölgekühlten Kanälen 521 und 522 befindet. Die Zylinderwand 590 stellt das Material bereit, das die Zylinder 510 und 511 trennt.
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Die Spitze 583 weist eine andere Form als die Spitze 383 nach 3 auf, was als ein Beispiel dessen dient, wie der quer gebohrte Kanal in Abhängigkeit von den Bauartfaktoren, wie z. B. dem Zylinderzwischenraum, der Größe der Bohrungsbrücke, der Positionierung des Einlasses/Auslasses, in der Form und der Größe variieren kann. In einem Beispiel enthält der Wasserkühlkanal (d. h., der quer gebohrte Kanal 580), der die Bohrungsbrücke 505 durchquert, einen im Allgemeinen linearen Einlasskanal 581 und einen im Allgemeinen linearen Auslasskanal 582, wobei der Einlass- und der Auslasskanal innerhalb des Zylinderblocks an der Spitze 583 verbunden sind. In einem weiteren Beispiel ist der Wasserkühlkanal, der die Bohrungsbrücke 505 durchquert, im Allgemeinen von da, wo der Kanal in den ölgekühlten Zylinderblock 500 eintritt, bis dort, wo der Kanal aus dem ölgekühlten Zylinderblock austritt, gekrümmt. Es sind andere Formen möglich, während sie zum Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung gehören.
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Außerdem ist aus der Seitenansicht nach 6 ersichtlich, dass der Einlasskanal 581 und der Auslasskanal 582 im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen. Als solcher ist der Winkel, in dem der Einlasskanal 581 in die Bohrungsbrücke 505 vorsteht, der gleiche wie der Winkel, in dem der Auslasskanal 582 in die Bohrungsbrücke vorsteht. Der Winkel kann z. B. 45 Grad betragen, wie von der Oberseite 570 zu den Achsen, die durch die Längen der Kanäle 581 und 582 definiert sind, gemessen wird. Mit anderen Worten, der Wasserkühlkanal des Zylinderkopfes, der die Bohrungsbrücke 505 über den quer gebohrten Kanal 580 durchquert, steht im Allgemeinen in einem ersten Winkel, der größer als 0 ist, in den ölgekühlten Zylinderblock 500 vor und tritt in einem zweiten Winkel, der größer als 0 ist, aus dem ölgekühlten Zylinderblock aus. Es wird erkannt, dass die Längen, die Winkel und die Formen des Einlasskanals 581 und des Auslasskanals 582 verschieden sein können. Der Einlasskanal 581 und der Auslasskanal 582 können die Oberseite 570 z. B. in verschiedenen Winkeln schneiden.
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7 zeigt eine Draufsicht eines ”Open-Deck”-Zylinderblocks 700, der einen quer gebohrten Kanal 780 (der in 7 nicht vollständig sichtbar ist) enthält. Der Kanal 780 enthält einen Einlass 715 und einen Auslass 716 für das Zirkulieren des ersten Kühlmittels durch die Bohrungsbrücke 705. Der Zylinderblock 700 enthält eine Anzahl von Zylindern 710 und 711 und eine Anzahl von Ölkanälen 741 und 742. Während in 7 nur zwei Zylinder gezeigt sind, wird erkannt, dass in dem Zylinderblock 700 mehr Zylinder enthalten sein können. Im Vergleich zu den Ölkanälen nach den 5 und 7 folgen die Ölkanäle 741 und 742 im Allgemeinen dem äußeren Umfang der Zylinder 710 und 711 und verlaufen die Ölkanäle 741 und 742 im Allgemeinen um den Umfang der Zylinder 710 und 711. Der Zylinderblock 700 enthält außerdem eine erste Oberseite 770, die den Zylindern 710 und 711 benachbart liegt, während eine zweite Oberseite 711 die erste Oberseite umgibt. Wie in 7 zu sehen ist, sind die erste und die zweite Oberseite durch die Ölkanäle 741 und 742 getrennt. Die großen, zusammenhängenden Formen der Kanäle 741 und 742, die die Zylinder 710 und 711 umgeben, definieren den ”Open-Deck”-Aspekt des Zylinderblocks 700. Es können Abschnitte vorhanden sein, die die Oberseiten 770 und 771 verbinden, während dies in 7 nicht gezeigt ist, wobei aber im Vergleich zu der ”Closed-Deck”-Bauform die Oberseiten der ”Open-Deck”-Bauform überall in einer Mehrheit des Zylinderblocks 700 getrennt bleiben. Die Befestigungselementlöcher 733 und 734 sind in der zweiten Oberseite 771 bereitgestellt, wobei sich die Bohrungsbrücke 705 in der ersten Oberseite 770 befindet. Es wird angegeben, dass der Wasserkühlkanal (der erste Kühlkanal) des (nicht gezeigten) Zylinderkopfes fluidtechnisch mit dem Einlass 715 und dem Auslass 716 gekoppelt ist, wenn der Zylinderkopf an dem Zylinderblock 700 befestigt ist.
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8 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt des ”Open-Deck”-Zylinderblocks 700 nach 7. Wie zu sehen ist, enthält der quer gebohrte Kanal 780 ähnlich zu den Einlass-/Auslasskanälen, die in den vorhergehenden Figuren beschrieben worden sind, einen Einlasskanal 781 und einen Auslasskanal 782. Die Kanäle 780 und 781 enthalten z. B. mehrere Abschnitte, die verschiedene Durchmesser aufweisen, wohingegen die Kanäle 580 und 581 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser gemeinsam benutzen. Die Ölkanäle 741 und 742 können im Allgemeinen einem äußeren Umfang der Zylinder 710 und 711 folgen, wie durch die Oberseite 770 definiert ist. Die Befestigungselementlöcher 733 und 734 sind außerdem zusammen mit der Zylinderwand 790 sichtbar. Die Zylinderwand 790 kann den Abschnitt des Materials, das die Zylinder 710 und 711 trennt, definieren, wobei deren Oberteil als die Bohrungsbrücke 705 bezeichnet wird. Außerdem kann im Vergleich zu dem Zylinderblock 500 nach den 5 und 6 die Zylinderwand 790 weniger Material als die Zylinderwand 590 enthalten, weil der Zylinderblock 700 eine ”Open-Deck”-Bauform ist, während der Zylinderblock 500 eine ”Closed-Deck”-Bauform ist.
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Ein Verfahren zum Kühlen der in den 2–8 gezeigten Systeme kann das Kühlen eines Zylinderkopfs mit einem ersten Kühlmittel, das Kühlen eines Zylinderblocks mit einem zweiten Kühlmittel, wobei das zweite Kühlmittel eine andere Flüssigkeit als das erste Kühlmittel ist, und das Kühlen mehrerer Bohrungsbrücken mit dem ersten Kühlmittel, während die Trennung zwischen den Kanälen, die das erste und das zweite Kühlmittel enthalten, aufrechterhalten wird, umfassen, wobei sich die mehreren Bohrungsbrücken zwischen benachbarten Zylindern des Zylinderblocks befinden. In einigen Beispielen ist das erste Kühlmittel Wasser, während das zweite Kühlmittel Öl oder ein geeignetes Kühlmittel ist, das die Wärme mit einer langsameren Rate als das erste Kühlmittel ableitet. Das Kühlen der mehreren Bohrungsbrücken kann das Zirkulieren des ersten Kühlmittels durch die Kanäle, die in jeder der Bohrungsbrücken enthalten sind, enthalten. Ferner kann das Kühlen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks das Zirkulieren des ersten und des zweiten Kühlmittels durch den Zylinderkopf bzw. den Zylinderblock enthalten. Es wird erkannt, dass sich das erste und das zweite Kühlmittel nicht mischen, wenn das erste und das zweite Kühlmittel durch den Zylinderkopf und den Zylinderblock zirkulieren. Um eine wirksame Kühlung bereitzustellen, werden die Temperaturen des ersten und des zweiten Kühlmittels in einem oder mehreren Wärmetauschern verringert, die außerhalb des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks positioniert sind.
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In dieser Weise können durch das Bereitstellen der quer gebohrten Kanäle in den Bohrungsbrücken entweder der Open- oder der ”Closed-Deck”-Zylinderblöcke die Temperaturbereiche (d. h., die lokalen Temperaturen) der Bohrungsbrücken zwischen benachbarten Zylindern gesteuert werden, während ermöglicht wird, dass sich der Rest der Zylinder während des Warmlaufens der Kraftmaschine schnell erwärmt. Außerdem kann die Ergänzung der quer gebohrten Kanäle die Neueinstellung des Bohrungszwischenraumes, d. h., der Dicke der Bohrungsbrücken zwischen jedem Zylinder, nicht erfordern. Als solches kann eine größere Neukonstruktion der vorhandenen Zylinderblöcke überflüssig sein, wobei dadurch die Kosten verringert werden, die den oben erwähnten quer gebohrten Kanälen zugeordnet sind. Indem es ermöglicht wird, dass die Kraftmaschine im Vergleich zu wassergekühlten Zylinderblöcken schneller warmläuft, können die Reibung und die Emissionen mit dem vorgeschlagenen ölgekühlten Zylinderblock verringert werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und den Kraftmaschinenwirkungsgrad zu erhöhen. Außerdem können mit dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock, die separat gekühlt werden, die Kühlsysteme, die dem ersten und dem zweiten Kühlmittel zugeordnet sind, unabhängig oder im Zusammenhang miteinander gesteuert werden.
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Es sei angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Systemkonfigurationen der Kraftmaschine und/oder des Fahrzeugs verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen, und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist.
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Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6, I-4, I-6, V-12, Boxer-4 und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
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Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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