TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Verschiedene Ausführungsformen betreffen Kühlkanäle für eine Bohrungsbrücke zwischen zwei Zylindern in einem Verbrennungsmotor.Various embodiments relate to cooling passages for a bore bridge between two cylinders in an internal combustion engine.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Bei einem wassergekühlten Motor muss der Bohrungsbrücke zwischen nebeneinander liegenden Motorzylindern möglicherweise eine adäquate Kühlung bereitgestellt werden. Bei der Bohrungsbrücke an dem Zylinderblock und/oder dem Zylinderkopf handelt es sich um einen Spannungen ausgesetzten Bereich, der bezüglich des Packaging wenig Raum bietet. Bei kleinen Hochleistungsmotoren können die Wärmespannungen und mechanischen Spannungen aufgrund des Packaging erhöht sein. Höhere Bohrungsbrückentemperaturen führen in der Regel zu einer Schwächung der Bohrungsbrückenmaterialien und können die Dauerfestigkeit reduzieren. Eine durch Wärme geschwächte Struktur und eine Wärmeausdehnung dieser Zone können zu einem Bohrungsverzug führen, der für die Gesamtfunktion des Motors problematisch sein kann, wie z. B. Kolbenreibung, Dichtfunktion und Langlebigkeit des Kolbenringsatzes. Darüber hinaus schränken hohe Temperaturen im Bereich der Bohrungsbrücke auch die Zuverlässigkeit der Dichtung in dieser Zone ein, wodurch es wiederum zu Verbrennungsgas- und Kühlmittellecks und/oder einer reduzierten Motorleistungsabgabe und Überhitzung kommen kann. For a water-cooled engine, adequate cooling may be required for the bore bridge between adjacent engine cylinders. The bore bridge on the cylinder block and / or the cylinder head is a stressed area that offers little space in terms of packaging. For small high performance motors, the thermal stresses and mechanical stresses may be increased due to the packaging. Higher bore bridge temperatures typically result in weakening of the bore bridge materials and can reduce fatigue life. A heat-weakened structure and thermal expansion of this zone can lead to a bore distortion, which can be problematic for the overall function of the engine, such. B. piston friction, sealing function and longevity of the piston ring set. In addition, high temperatures in the bore bridge area also limit the reliability of the seal in that zone, which in turn can lead to combustion gas and coolant leaks and / or reduced engine output and overheating.
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verbrennungsmotor einen Zylinderblock auf, der eine Blockoberseite, einen ersten und einen zweiten Zylinder und einen Blockkühlmantel definiert. Der erste und der zweite Zylinder liegen nebeneinander und sind durch eine Blockbohrungsbrücke voneinander getrennt. Der Motor weist einen Zylinderkopf mit einer Kopfoberseite, die eine erste und eine zweite Kammer definiert, und einem Kopfkühlmantel auf. Die erste und die zweite Kammer liegen nebeneinander und sind durch eine Kopfbohrungsbrücke voneinander getrennt. Die erste Kammer und der erste Zylinder bilden eine erste Brennkammer, und die zweite Kammer und der zweite Zylinder bilden eine zweite Brennkammer. Des Weiteren weist der Motor eine Zylinderkopfdichtung auf, die zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf positioniert ist. Die Zylinderkopfdichtung weist eine Blockseite und eine Kopfseite auf. Der Blockkühlmantel weist einen ersten Sägeschnitt und einen zweiten Sägeschnitt auf, die die Blockoberseite auf beiden Seiten der Blockbohrungsbrücke schneiden. Der Kopfkühlmantel weist einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal auf, die die Kopfoberseite auf beiden Seiten der Kopfbohrungsbrücke schneiden. Die Zylinderkopfdichtung definiert einen Kühldurchgang, der zur fluidischen Verbindung des ersten und des zweiten Sägeschnitts mit dem ersten und dem zweiten Kanal, derart, dass Kühlmittel aus dem Blockmantel zu dem Kopfmantel zum Kühlen der zugehörigen Bohrungsbrücke fließt, ausgeführt ist.In one embodiment, an internal combustion engine includes a cylinder block that defines a block top, first and second cylinders, and a block cooling jacket. The first and second cylinders are juxtaposed and separated by a block bore bridge. The engine includes a cylinder head having a head top defining first and second chambers and a head cooling jacket. The first and the second chamber are adjacent to each other and are separated by a head hole bridge. The first chamber and the first cylinder form a first combustion chamber, and the second chamber and the second cylinder form a second combustion chamber. Furthermore, the engine has a cylinder head gasket positioned between the cylinder block and the cylinder head. The cylinder head gasket has a block side and a head side. The block cooling jacket has a first saw cut and a second saw cut that intersect the block top on both sides of the block bore bridge. The head cooling jacket has a first channel and a second channel that intersect the head top on both sides of the head bore bridge. The cylinder head gasket defines a cooling passage configured to fluidly connect the first and second saw cuts to the first and second passages such that coolant flows from the block jacket to the head jacket for cooling the associated bore bridge.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist ein Motor einen Zylinderblock mit einem ersten und einem zweiten Sägeschnitt auf, die eine Blockfläche auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Blockbohrungsbrücke schneiden. Der Motor weist einen Zylinderkopf mit einem dritten und einem vierten Sägeschnitt auf, die eine Kopffläche auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Kopfbohrungsbrücke schneiden. Eine Dichtung ist zwischen dem Block und dem Kopf platziert. Die Dichtung definiert einen Y-förmigen Durchgang, der zur fluidischen Verbindung des ersten, zweiten, dritten und vierten Sägeschnitts ausgeführt ist.In another embodiment, an engine includes a cylinder block having first and second saw cuts that intersect a block face on opposite sides of a block bore bridge. The engine has a cylinder head with a third and a fourth saw cut that intersect a head surface on opposite sides of a head bore bridge. A gasket is placed between the block and the head. The seal defines a Y-shaped passageway that is configured to fluidly connect the first, second, third and fourth saw cuts.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird eine Zylinderkopfdichtung für einen Motor mit einem Kühlmantel bereitgestellt. Ein allgemein planarer Dichtungskörper weist eine erste Seite zum Zusammenwirken mit einer Zylinderkopfoberseite und eine zweite Seite zum Zusammenwirken mit einer Zylinderblockoberseite auf. In der Dichtung ist ein Kühldurchgang ausgebildet, der sich durch den Dichtungskörper erstreckt und einen Einlass, einen ersten Auslass und einen zweiten Auslass aufweist. Der Einlass zum Kühldurchgang befindet sich neben einer Zylinderblockbohrungsbrücke mit einem darin ausgebildeten ersten und zweiten Sägeschnitt, die sich gegenüber liegen. Der Einlass ist zum fluidischen Verbinden des ersten und des zweiten Sägeschnitts mit dem Kühldurchgang positioniert. Der Einlass ist in Querrichtung auf der Dichtung langgestreckt und liegt so über der Zylinderblockbohrungsbrücke. Der erste Auslass vom Kühldurchgang befindet sich neben einem dritten Sägeschnitt in einer Zylinderblockbohrungsbrücke. Der erste Auslass ist zum fluidischen Verbinden des Kühldurchgangs mit dem dritten Sägeschnitt positioniert. Der zweite Auslass vom Kühldurchgang befindet sich neben einem vierten Sägeschnitt in einer Zylinderblockbohrungsbrücke. Der vierte Sägeschnitt liegt dem dritten Sägeschnitt gegenüber. Der zweite Auslass ist zum fluidischen Verbinden des Kühldurchgangs mit dem vierten Sägeschnitt positioniert. Der erste und der zweite Auslass sind auf der Dichtung in Querrichtung voneinander beabstandet.According to yet another embodiment, a cylinder head gasket is provided for an engine having a cooling jacket. A generally planar seal body has a first side for cooperating with a cylinder head top and a second side for cooperating with a cylinder block top. In the seal, a cooling passage is formed that extends through the seal body and has an inlet, a first outlet, and a second outlet. The inlet to the cooling passage is adjacent to a cylinder block bore bridge having a first and second saw cut formed therein and facing each other. The inlet is positioned for fluidly connecting the first and second saw cuts to the cooling passage. The inlet is elongate in the transverse direction on the gasket and thus overlies the cylinder block bore bridge. The first outlet from the cooling passage is adjacent to a third saw cut in a cylinder block bore bridge. The first outlet is positioned for fluidly connecting the cooling passage to the third saw cut. The second outlet from the cooling passage is adjacent to a fourth saw cut in a cylinder block bore bridge. The fourth saw cut is opposite the third saw cut. The second outlet is positioned for fluidly connecting the cooling passage to the fourth saw cut. The first and second outlets are spaced apart on the seal in the transverse direction.
Mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nicht einschränkende Vorteile verbunden. Zum Beispiel enthält ein Blockkühlmantel ein Paar Sägeschnitte in der Bohrungsbrücke oder im Zylinderstegbereich des Motorblocks. Des Weiteren enthält ein Kopfkühlmantel ein Paar Sägeschnitte oder ein Paar Kühlkanäle, die sich von Kernmarken in den Bohrungsbrücken- oder Zylinderstegbereich des Motorkopfs erstrecken. Das Paar Sägeschnitte am Block sowie am Kopf sind durch einen Zwischenbereich des Zylinderstegbereichs voneinander beabstandet. Eine Zylinderkopfdichtung ist zwischen dem Motorblock und dem Kopf positioniert und stellt einen Fluiddurchgang bereit, der die Sägeschnitte des Blockkühlmantels mit den Sägeschnitten des Kopfkühlmantels verbindet. Die Dichtung und die Sägeschnitte stellen einen Kühlmittelstrom direkt über den Bohrungsbrückenbereich für eine verstärkte Wärmeübertragung und Kühlung des Zylinderstegbereichs bereit. Die Sägeschnitte und der Fluiddurchgang in der Dichtung bewirken, dass Kühlmittelfluid seine Richtung ändert und auf die Bohrungsbrücke auftrifft, wodurch Wärmeübertragung daran weiter verstärkt wird.There are non-limiting advantages associated with various embodiments of the present disclosure. For example, a block cooling jacket includes a pair of saw cuts in the bore bridge or in the cylinder land area of the engine block. Further, a head cooling jacket includes a pair of saw cuts or a pair of cooling channels extending from core marks into the bore bridge or cylinder land portion of the engine head. The pair of saw cuts on the block and on the head are spaced apart by an intermediate portion of the cylinder land portion. A cylinder head gasket is positioned between the engine block and the head and provides a fluid passage that connects the saw cuts of the block cooling jacket to the saw cuts of the head cooling jacket. The seal and saw cuts provide coolant flow directly over the bore bridge area for increased heat transfer and cooling of the cylinder land area. The saw cuts and fluid passage in the seal cause coolant fluid to change direction and impact the bore bridge, further enhancing heat transfer thereon.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors, der zur Implementierung der offenbarten Ausführungsformen konfiguriert ist; 1 FIG. 12 is a schematic diagram of an engine configured to implement the disclosed embodiments; FIG.
2 zeigt eine schematische Darstellung von Kühlpfaden für einen Zylinderstegbereich eines Motors gemäß einer Ausführungsform; 2 shows a schematic representation of cooling paths for a cylinder land area of an engine according to an embodiment;
3 zeigt eine Perspektivansicht eines Zylinderblocks gemäß einer Ausführungsform; 3 shows a perspective view of a cylinder block according to an embodiment;
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Zylinderkopfs gemäß einer Ausführungsform; 4 shows a perspective view of a cylinder head according to an embodiment;
5 zeigt eine Perspektivansicht einer Zylinderkopfdichtung gemäß einer Ausführungsform; und 5 shows a perspective view of a cylinder head gasket according to an embodiment; and
6 zeigt eine schematische Darstellung von Kühlpfaden für einen Zylinderstegbereich eines Motors gemäß einer Ausführungsform. 6 shows a schematic representation of cooling paths for a cylinder land area of an engine according to an embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von bestimmten Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hierin offenbart werden, sollen daher nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise einzusetzen ist.As required, detailed embodiments of the present disclosure are disclosed herein; however, it should be understood that the disclosed embodiments are merely exemplary and can be embodied in various and alternative forms. The figures are not necessarily to scale; some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. The specific structural and functional details disclosed herein are therefore not to be interpreted as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art how to utilize the present disclosure in various ways.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 20. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 20 ,
Der Motor 20 weist mehrere Zylinder 22 auf, und es wird ein Zylinder dargestellt. Der Motor 20 weist eine Brennkammer 24 auf, die jedem Zylinder 22 zugeordnet ist. Der Zylinder 22 wird durch Zylinderwände 32 und einen Kolben 34 gebildet. Der Kolben 34 ist mit einer Kurbelwelle 36 verbunden. Die Brennkammer 24 steht mit dem Einlasskrümmer 38 und dem Auslasskrümmer 40 in Strömungsverbindung. Ein Einlassventil 42 steuert den Strom vom Einlasskrümmer 38 in die Brennkammer 24. Ein Auslassventil 44 steuert den Strom von der Brennkammer 24 zum Auslasskrümmer 40. Das Einlass- und Auslassventil 42, 44 können zur Steuerung des Motorbetriebs auf verschiedene Weisen, die in der Technik bekannt sind, betrieben werden.The motor 20 has several cylinders 22 and a cylinder is displayed. The motor 20 has a combustion chamber 24 on top of each cylinder 22 assigned. The cylinder 22 is through cylinder walls 32 and a piston 34 educated. The piston 34 is with a crankshaft 36 connected. The combustion chamber 24 stands with the intake manifold 38 and the exhaust manifold 40 in fluid communication. An inlet valve 42 controls the flow from the intake manifold 38 into the combustion chamber 24 , An exhaust valve 44 controls the flow from the combustion chamber 24 to the exhaust manifold 40 , The inlet and outlet valve 42 . 44 may be operated to control engine operation in various ways known in the art.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 46 leitet Kraftstoff von einem Kraftstoffsystem direkt in die Brennkammer 24, so dass es sich bei dem Motor um einen Motor mit Direkteinspritzung handelt. Ein Niederdruck- oder Hochdruckkraftstoffeinspritzsystem kann mit dem Motor 20 verwendet werden, oder es kann bei anderen Beispielen ein Einlasskanaleinspritzsystem verwendet werden. Ein Zündsystem umfasst eine Zündkerze 48, die dahingehend gesteuert wird, Energie in Form eines Funkens zum Entzünden eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Brennkammer 24 bereitzustellen. Bei anderen Ausführungsformen können andere Kraftstoffversorgungssysteme und Zündsysteme oder -techniken verwendet werden, darunter Selbstzündung.A fuel injector 46 Forwards fuel from a fuel system directly into the combustion chamber 24 so that the engine is a direct injection engine. A low pressure or high pressure fuel injection system can work with the engine 20 may be used, or in other examples, an intake port injection system may be used. An ignition system includes a spark plug 48 , which is controlled to generate energy in the form of a spark for igniting a fuel-air mixture in the combustion chamber 24 provide. In other embodiments, other fuel supply systems and ignition systems or techniques may be used, including auto-ignition.
Der Motor 20 umfasst eine Steuerung und verschiedene Sensoren, die dazu konfiguriert sind, der Steuerung Signale zur Verwendung bei der Steuerung der Luft- und Kraftstoffzufuhr zum Motor, der Zündsteuerung, der Leistungs- und Drehmomentabgabe vom Motor und dergleichen bereitzustellen. Motorsensoren können unter anderem einen Sauerstoffsensor im Auslasskrümmer 40, einen Motorkühlmitteltemperatursensor, einen Fahrpedalstellungssensor, einen Motorkrümmerdruck(MAP)-Sensor, einen Motorpositionssensor für die Position der Kurbelwelle, einen Luftmassensensor im Einlasskrümmer 38, einen Drosselklappenstellungssensor und dergleichen umfassen.The motor 20 includes a controller and various sensors configured to provide the controller with signals for use in controlling air and fuel delivery to the engine, ignition control, power and torque output from the engine, and the like. Engine sensors can include an oxygen sensor in the exhaust manifold 40 , an engine coolant temperature sensor, an accelerator pedal position sensor, an engine manifold pressure (MAP) sensor, an engine position sensor for the position of the crankshaft, an air mass sensor in the intake manifold 38 , a throttle position sensor, and the like.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Motor 20 als die einzige Antriebsquelle in einem Fahrzeug, wie z. B. einem herkömmlichen Fahrzeug oder einem Stopp-/Start-Fahrzeug, verwendet. Bei anderen Ausführungsformen kann der Motor in einem Hybridfahrzeug verwendet werden, bei dem eine zusätzliche Antriebsquelle, z. B. eine elektrische Maschine, zur Bereitstellung zusätzlicher Leistung zum Vortrieb des Fahrzeugs zur Verfügung steht.In some embodiments, the engine becomes 20 as the only drive source in a vehicle, such as As a conventional vehicle or a stop / start vehicle used. In other embodiments, the engine may be used in a hybrid vehicle having an additional drive source, e.g. B. an electrical Machine, to provide additional power for propulsion of the vehicle is available.
Jeder Zylinder 22 kann in einem Viertaktprozess, der einen Einlasstakt, einen Verdichtungstakt, einen Zündtakt und einen Auslasstakt umfasst, betrieben werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Motor in einem Zweitaktprozess betrieben werden. Während des Einlasstakts öffnet sich das Einlassventil 42 und das Auslassventil 44 schließt, während sich der Kolben 34 vom oberen Ende des Zylinders 22 zum unteren Ende des Zylinders 22 bewegt, um Luft vom Einlasskrümmer in die Brennkammer einzutragen. Eine Position des Kolbens 34 am oberen Ende des Zylinders 22 ist allgemein als oberer Totpunkt (oT) bekannt. Eine Position des Kolbens 34 am unteren Ende des Zylinders ist allgemein als unterer Totpunkt (uT) bekannt.Every cylinder 22 may be operated in a four-stroke process including an intake stroke, a compression stroke, an ignition timing, and an exhaust stroke. In other embodiments, the engine may be operated in a two-stroke process. During the intake stroke, the intake valve opens 42 and the exhaust valve 44 closes while the piston 34 from the top of the cylinder 22 to the bottom of the cylinder 22 moved to enter air from the intake manifold into the combustion chamber. A position of the piston 34 at the top of the cylinder 22 is commonly known as top dead center (oT). A position of the piston 34 at the bottom of the cylinder is commonly known as bottom dead center (uT).
Während des Verdichtungstakts sind das Einlass- und Auslassventil 42, 44 geschlossen. Der Kolben 34 bewegt sich vom unteren Ende zum oberen Ende des Zylinders 22, um die Luft in der Brennkammer 24 zu komprimieren.During the compression stroke, the intake and exhaust valves are 42 . 44 closed. The piston 34 moves from the bottom to the top of the cylinder 22 to the air in the combustion chamber 24 to compress.
Dann wird Kraftstoff in die Brennkammer 24 eingeleitet und gezündet. Bei dem gezeigten Motor 20 wird der Kraftstoff in die Kammer 24 gespritzt und wird dann unter Verwendung der Zündkerze 48 gezündet. In anderen Beispielen kann der Kraftstoff durch Selbstzündung gezündet werden.Then fuel gets into the combustion chamber 24 initiated and ignited. In the engine shown 20 the fuel gets into the chamber 24 sprayed and then using the spark plug 48 ignited. In other examples, the fuel may be ignited by autoignition.
Während des Verbrennungstakts dehnt sich das gezündete Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 24 aus, wodurch eine Bewegung des Kolbens 34 vom oberen Ende des Zylinders 22 zum unteren Ende des Zylinders 22 verursacht wird. Die Bewegung des Kolbens 34 verursacht eine entsprechende Bewegung bei der Kurbelwelle 36 und stellt eine mechanische Drehmomentabgabe vom Motor 20 bereit.During the combustion stroke, the ignited fuel-air mixture in the combustion chamber expands 24 out, causing a movement of the piston 34 from the top of the cylinder 22 to the bottom of the cylinder 22 is caused. The movement of the piston 34 causes a corresponding movement in the crankshaft 36 and provides a mechanical torque output from the engine 20 ready.
Während des Auslasstakts bleibt das Einlassventil 42 geschlossen und das Auslassventil 44 öffnet sich. Der Kolben 34 bewegt sich vom unteren Ende des Zylinders zum oberen Ende des Zylinders 22, um die Abgase und Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer 24 durch eine Reduzierung des Volumens der Kammer 24 zu entfernen. Die Abgase strömen von dem Verbrennungszylinder 22 zum Auslasskrümmer 40 und zu einem Nachbehandlungssystem, wie z. B. einem Katalysator.During the exhaust stroke, the intake valve remains 42 closed and the exhaust valve 44 opens. The piston 34 moves from the bottom of the cylinder to the top of the cylinder 22 to the exhaust gases and combustion products from the combustion chamber 24 by reducing the volume of the chamber 24 to remove. The exhaust gases flow from the combustion cylinder 22 to the exhaust manifold 40 and to an aftertreatment system, such. B. a catalyst.
Die Stellungen und Steuerzeiten des Einlass- und Auslassventils 42, 44 sowie der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt können für die verschiedenen Motortakte variiert werden.The positions and timing of the intake and exhaust valves 42 . 44 as well as the fuel injection timing and the ignition timing may be varied for the various engine cycles.
Der Motor 20 umfasst ein Kühlsystem 70 zur Abführung von Wärme aus dem Motor 20. Die aus dem Motor 20 abgeführte Wärmemenge kann durch eine Kühlsystemsteuerung oder die Motorsteuerung gesteuert werden. Das Kühlsystem 70 kann als ein Kühlmantel in den Motor 20 integriert sein. Das Kühlsystem 70 weist einen oder mehrere Kühlkreise 72 auf, die Wasser oder ein anderes Kühlmittel als das Arbeitsfluid enthalten können. In einem Beispiel weist der Kühlkreis 72 einen ersten Kühlmantel 84 im Zylinderblock 76 und einen zweiten Kühlmantel 86 im Zylinderkopf 80 auf, wobei die Mäntel 84, 86 miteinander in Strömungsverbindung stehen. Der Block 76 und der Kopf 80 können zusätzliche Kühlmäntel aufweisen. Das Kühlmittel, wie z. B. Wasser, in dem Kühlkreis 72 und den Mänteln 84, 86 strömt von einem Hochdruckbereich in einen Niederdruckbereich. The motor 20 includes a cooling system 70 to dissipate heat from the engine 20 , The out of the engine 20 Dissipated amount of heat can be controlled by a cooling system control or engine control. The cooling system 70 Can be used as a cooling jacket in the engine 20 be integrated. The cooling system 70 has one or more cooling circuits 72 which may contain water or a coolant other than the working fluid. In one example, the refrigeration cycle indicates 72 a first cooling jacket 84 in the cylinder block 76 and a second cooling jacket 86 in the cylinder head 80 on, with the coats 84 . 86 in fluid communication with each other. The block 76 and the head 80 may have additional cooling jackets. The coolant, such as. As water, in the cooling circuit 72 and the coats 84 . 86 flows from a high pressure area into a low pressure area.
Das Kühlsystem 70 weist eine oder mehrere Pumpen 74 auf, die den Kühlkanälen im Zylinderblock 76 Fluid im Kreis 72 zuführen. Das Kühlsystem 70 kann auch Ventile (nicht gezeigt) zur Steuerung des Stroms oder Drucks des Kühlmittels oder zur Leitung des Kühlmittels in dem System 70 aufweisen. Die Kühldurchgänge im Zylinderblock 76 können sich neben einer/einem oder mehreren der Brennkammern 24 und Zylinder 22 und den zwischen den Zylindern 22 ausgebildeten Bohrungsbrücken befinden. Gleichermaßen können sich die Kühldurchgänge im Zylinderkopf 80 neben einer/einem oder mehreren der Brennkammern 24 und Zylinder 22 und den zwischen den Brennkammern 24 ausgebildeten Bohrungsbrücken befinden. Der Zylinderkopf 80 ist mit dem Zylinderblock 76 unter Bildung der Zylinder 22 und Brennkammern 24 verbunden. Eine Zylinderkopfdichtung 78 ist zur Abdichtung der Zylinder 22 zwischen dem Zylinderblock 76 und dem Zylinderkopf 80 positioniert. Die Dichtung 78 kann auch einen Schlitz, Öffnungen oder dergleichen zur fluidischen Verbindung der Mäntel 84, 86 aufweisen und Durchgänge zwischen den Mänteln 84, 86 selektiv verbinden. Das Kühlmittel strömt vom Zylinderkopf 80 und aus dem Motor 20 heraus zu einem Kühler 82 oder einem anderen Wärmetauscher, wobei Wärme von dem Kühlmittel an die Umgebung abgegeben wird.The cooling system 70 has one or more pumps 74 on, the the cooling channels in the cylinder block 76 Fluid in a circle 72 respectively. The cooling system 70 Also, valves (not shown) may be used to control the flow or pressure of the coolant or to direct the coolant in the system 70 exhibit. The cooling passages in the cylinder block 76 can be next to one / one or more of the combustion chambers 24 and cylinders 22 and between the cylinders 22 trained bore bridges are located. Similarly, the cooling passages in the cylinder head 80 next to one / more of the combustion chambers 24 and cylinders 22 and between the combustion chambers 24 trained bore bridges are located. The cylinder head 80 is with the cylinder block 76 forming the cylinder 22 and combustion chambers 24 connected. A cylinder head gasket 78 is for sealing the cylinder 22 between the cylinder block 76 and the cylinder head 80 positioned. The seal 78 may also be a slot, openings or the like for the fluidic connection of the coats 84 . 86 have and passages between the coats 84 . 86 connect selectively. The coolant flows from the cylinder head 80 and out of the engine 20 out to a cooler 82 or another heat exchanger, wherein heat is released from the coolant to the environment.
2–4 zeigen ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Fluidstroms über eine Bohrungsbrücke hinweg gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung. 3 zeigt den Zylinderblock. 4 zeigt den Zylinderkopf. 5 zeigt die Zylinderkopfdichtung. 2 - 4 show an example of the present disclosure. 2 FIG. 12 is a schematic illustration of fluid flow across a wellbridge in accordance with an example of the present disclosure. FIG. 3 shows the cylinder block. 4 shows the cylinder head. 5 shows the cylinder head gasket.
Das Kühlsystem von 2 kann bei dem in 1 gezeigten Motor implementiert werden. 2 zeigt Kühlpfade sowohl über die Zylinderkopfbohrungsbrücke 106 als auch die Zylinderblockbohrungsbrücke 126 zum Kühlen des Zylinderstegbereichs des Motors. Der Zylinderblock 100 des Motors ist durch Verwendung einer Zylinderkopfdichtung 104 mit dem Zylinderkopf 102 unter Bildung einer Brennkammer in dem Motor verbunden. Die Oberseite 101 des Zylinderblocks 100 und die Oberseite 103 des Zylinderkopfs 102 stehen mit einer ersten und einer zweiten Seite der Dichtung 104, die sich gegenüber liegen, in Kontakt.The cooling system of 2 can at the in 1 shown motor can be implemented. 2 shows cooling paths over both the cylinder head bore bridge 106 as well as the cylinder block bore bridge 126 for cooling the cylinder land area of the engine. The cylinder block 100 the engine is by using a cylinder head gasket 104 with the cylinder head 102 forming a Combustion chamber connected in the engine. The top 101 of the cylinder block 100 and the top 103 of the cylinder head 102 stand with a first and a second side of the seal 104 in contact with each other.
Zwischen nebeneinander liegenden Kammern 105 im Zylinderkopf 102 befinden sich Bohrungsbrücken 106. Zwischen nebeneinander liegenden Zylindern 124 im Block 100 befinden sich Bohrungsbrücken 126. Die Kammern 105 und die Zylinder 124 wirken unter Bildung von Brennkammern für den Motor zusammen. Die Dichtung 104 kann einen Wulst auf jeder Seite der Dichtung umfassen, der die Kammern 105 und Zylinder 124 umgibt, um zur Abdichtung der Brennkammern des Motors beizutragen. Between adjacent chambers 105 in the cylinder head 102 there are bore bridges 106 , Between adjacent cylinders 124 in the block 100 there are bore bridges 126 , The chambers 105 and the cylinders 124 work together to form combustion chambers for the engine. The seal 104 may include a bead on each side of the seal that houses the chambers 105 and cylinders 124 surrounds to help seal the combustion chambers of the engine.
Kühlmittel strömt von dem Blockkühlmantel 130 zu dem Kopfkühlmantel 150 über die Bohrungsbrücke 126 und die Bohrungsbrücke 106. Der Blockkühlmantel 130 enthält die Durchgänge 132, 134. Der Kopfkühlmantel 150 enthält die Durchgänge 152, 154. Die Durchgänge 132, 152 befinden sich auf der Einlassseite des Kopfs 102. Die Durchgänge 134, 154 befinden sich auf der Auslassseite des Kopfs 102. Der Mantel 150 befindet sich auf einem niedrigeren Druck als der Mantel 130, so dass Kühlmittel von dem Blockmantel 130 zu dem Kopfmantel 150 strömt. Coolant flows from the block cooling jacket 130 to the head cooling jacket 150 over the bore bridge 126 and the bore bridge 106 , The block cooling jacket 130 contains the passages 132 . 134 , The head cooling jacket 150 contains the passages 152 . 154 , The passages 132 . 152 are located on the inlet side of the head 102 , The passages 134 . 154 are located on the outlet side of the head 102 , The coat 150 is at a lower pressure than the jacket 130 so that coolant from the block jacket 130 to the head coat 150 flows.
Die Bohrungsbrücke 126 kann ein Paar Sägeschnitte 136, 138 oder Schlitze in der Oberseite 101 enthalten. Der Sägeschnitt 136 ist mit dem Durchgang 132 verbunden und von einer Längsachse des Blocks beabstandet oder von einem zentralen Bereich 140 der Bohrungsbrücke 126 beabstandet. Der Sägeschnitt 138 ist mit dem Durchgang 134 verbunden und von einer Längsachse des Blocks beabstandet oder von einem zentralen Bereich 140 der Bohrungsbrücke 126 beabstandet. Die Sägeschnitte 136, 138 können maschinell herausgearbeitete Nuten sein. Die Sägeschnitte 136, 138 können ähnlich bemessen sein und weisen bezüglich der Oberseite 101 eine zunehmende Tiefe zum zentralen Bereich 140 auf. Bei einer Ausführungsform ist der Rand 137 des Sägeschnitts 136 ein Bogen eines Kreises, und der Rand 139 des Sägeschnitts 138 ist ein Bogen eines Kreises. In einem Beispiel ist der Krümmungsradius jedes Sägeschnitts 136, 138 der gleiche, und in einem weiteren Beispiel kann der Krümmungsradius bei jedem Sägeschnitt mit einer maximalen Tiefe von der Oberseite 101 zum Rand 137, 139 von 5 mm 50 mm betragen. In anderen Beispielen können die Sägeschnitte 136, 138 eine parabolische oder andere Form aufweisen. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform beträgt das Verhältnis zwischen der gesamten Länge der Blockbohrungsbrücke 126 entlang einer Querachse und der Beabstandung von Sägeschnitten im mittleren Bereich ca. 5,8:1. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das Verhältnis zwischen der Mindestbreite der Blockbohrungsbrücke 126 entlang einer Längsachse und der Sägeschnittbreite ca. 7,7:1. In einem anderen Beispiel beträgt die Breite der Sägeschnitte ca. von 1,0–1,4 mm, obgleich auch andere Abmessungen zum Beispiel basierend auf den Bohrungsbrückenabmessungen in Betracht kommen.The bore bridge 126 Can a pair of saw cuts 136 . 138 or slots in the top 101 contain. The saw cut 136 is with the passage 132 connected and spaced from a longitudinal axis of the block or from a central region 140 the bore bridge 126 spaced. The saw cut 138 is with the passage 134 connected and spaced from a longitudinal axis of the block or from a central region 140 the bore bridge 126 spaced. The saw cuts 136 . 138 can be machined grooves. The saw cuts 136 . 138 can be similarly sized and have facing the top 101 an increasing depth to the central area 140 on. In one embodiment, the border is 137 of the saw cut 136 an arc of a circle, and the edge 139 of the saw cut 138 is an arc of a circle. In one example, the radius of curvature of each saw cut is 136 . 138 the same, and in another example, the radius of curvature at each saw cut may be at a maximum depth from the top 101 to the edge 137 . 139 of 5 mm 50 mm. In other examples, the saw cuts 136 . 138 have a parabolic or other shape. In one non-limiting embodiment, the ratio is the entire length of the block bore bridge 126 along a transverse axis and the spacing of saw cuts in the central region about 5.8: 1. By way of non-limiting example, the ratio is the minimum width of the block bore bridge 126 along a longitudinal axis and the Sägeschnittbreite about 7.7: 1. In another example, the width of the saw cuts is approximately 1.0-1.4 mm, although other dimensions are contemplated, for example, based on the bore bridge dimensions.
Die Bohrungsbrücke 106 kann ein Paar Sägeschnitte 142, 144 oder Schlitze in der Oberseite 103 enthalten. Der Sägeschnitt 142 ist mit dem Durchgang 152 verbunden und von einer Längsachse des Kopfs beabstandet oder von einem zentralen Bereich 146 der Bohrungsbrücke 106 beabstandet. Der Sägeschnitt 144 ist mit dem Durchgang 154 verbunden und von einer Längsachse des Kopfs beabstandet oder von einem zentralen Bereich 146 der Bohrungsbrücke 106 beabstandet. Die Sägeschnitte 142, 144 können maschinell herausgearbeitete Nuten sein. Die Sägeschnitte 142, 144 können ähnlich bemessen sein und weisen bezüglich der Oberseite 103 eine zunehmende Tiefe zum zentralen Bereich 146 auf. Bei einer Ausführungsform ist der Rand 143 des Sägeschnitts 142 ein Bogen eines Kreises, und der Rand 145 des Sägeschnitts 144 ist ein Bogen eines Kreises. In einem Beispiel ist der Krümmungsradius jedes Sägeschnitts 142, 144 der gleiche, und in einem weiteren Beispiel kann der Krümmungsradius bei jedem Sägeschnitt mit einer maximalen Tiefe von der Oberseite 103 zum Rand 143, 145 von 5 mm 50 mm betragen. In anderen Beispielen können die Sägeschnitte 142, 144 eine parabolische oder andere Form aufweisen. Die Sägeschnitte 136, 138, 142, 144 können allgemein die gleiche Größe und Form mit spiegelbildlicher Positionierung zueinander aufweisen. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform beträgt das Verhältnis zwischen der gesamten Länge der Kopfbohrungsbrücke 106 entlang einer Querachse und der Beabstandung von Sägeschnitten im mittleren Bereich ca. 4,6:1. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das Verhältnis zwischen der Mindestbreite der Kopfbohrungsbrücke 106 entlang einer Längsachse und der Sägeschnittbreite ca. 8,5:1. In einem anderen Beispiel beträgt die Breite der Sägeschnitte ca. von 1,0–1,4 mm, obgleich auch andere Abmessungen zum Beispiel basierend auf den Bohrungsbrückenabmessungen in Betracht kommen.The bore bridge 106 Can a pair of saw cuts 142 . 144 or slots in the top 103 contain. The saw cut 142 is with the passage 152 connected and spaced from a longitudinal axis of the head or from a central area 146 the bore bridge 106 spaced. The saw cut 144 is with the passage 154 connected and spaced from a longitudinal axis of the head or from a central area 146 the bore bridge 106 spaced. The saw cuts 142 . 144 can be machined grooves. The saw cuts 142 . 144 can be similarly sized and have facing the top 103 an increasing depth to the central area 146 on. In one embodiment, the border is 143 of the saw cut 142 an arc of a circle, and the edge 145 of the saw cut 144 is an arc of a circle. In one example, the radius of curvature of each saw cut is 142 . 144 the same, and in another example, the radius of curvature at each saw cut may be at a maximum depth from the top 103 to the edge 143 . 145 of 5 mm 50 mm. In other examples, the saw cuts 142 . 144 have a parabolic or other shape. The saw cuts 136 . 138 . 142 . 144 may generally have the same size and shape with mirror image positioning relative to each other. In one non-limiting embodiment, the ratio is the total length of the head bore bridge 106 along a transverse axis and the spacing of saw cuts in the central region about 4.6: 1. By way of non-limiting example, the ratio is the minimum width of the header bore 106 along a longitudinal axis and the saw cut width approx. 8.5: 1. In another example, the width of the saw cuts is approximately 1.0-1.4 mm, although other dimensions are contemplated, for example, based on the bore bridge dimensions.
Die Dichtung 104 weist einen oder mehrere in dem Körper der Dichtung ausgebildete Durchgänge zur Bereitstellung einer fluidischen Verbindung zwischen dem Blockmantel 130 und dem Kopfmantel 150 im Zylinderstegbereich auf. Strom über den Zylinderstegbereich wird durch Pfeile in 2 dargestellt. Eine oder mehrere Blockseitenlagen 184 können einen darin ausgebildeten Schlitz 160 oder Durchgang aufweisen, so dass die Sägeschnitte 136, 138 über die Bohrungsbrücke 126 und die Oberseite 101 in fluidischer Verbindung stehen. The seal 104 has one or more passages formed in the body of the seal for providing a fluidic connection between the block jacket 130 and the head coat 150 in the cylinder land area. Power over the cylinder land area is indicated by arrows in 2 shown. One or more block side layers 184 may have a slot formed therein 160 or passage, so that the saw cuts 136 . 138 over the bore bridge 126 and the top 101 to be in fluid communication.
Eine oder mehrere mittlere Lagen 180 können einen Schlitz 162 oder Durchgang enthalten, der mit dem Schlitz 160 zum Empfang von Kühlmittel von diesem in fluidischer Verbindung steht und diesen überlappt. One or more middle layers 180 can a slot 162 or passage containing the slot 160 for receiving coolant from this is in fluid communication and overlapping it.
Eine oder mehrere obere Lagen 182 der Dichtung können einen oder mehrere Schlitze 164 oder Durchgänge enthalten, die mit dem Schlitz 162 zum Empfang von Kühlmittel von diesem und zur Bereitstellung von Kühlmittel zu den Sägeschnitten 142, 144 in fluidischer Verbindung stehen und diesen überlappen. In dem gezeigten Beispiel steht ein erster Schlitz oder Durchgang 166 mit dem Schlitz 162 und dem Sägeschnitt 142 in fluidischer Verbindung, und ein zweiter Schlitz oder Durchgang 168 steht mit dem Schlitz 162 und dem Sägeschnitt 144 in fluidischer Verbindung. Der Schlitz 166 kann den Schlitz 162 überlappen und teilweise von ihm versetzt sein. Der Schlitz 168 kann den Schlitz 162 überlappen und teilweise von ihm versetzt sein. Die Schlitze 166, 168 sind voneinander beabstandet, wobei sich die Schlitze 166, 168 jeweils auf einer Seite der Längsachse befinden. Die Schlitze 166, 168 können einander entsprechende Querschnittsflächen aufweisen. In dem gezeigten Beispiel weisen die Schlitze 166, 168 verschiedene Querschnittsflächen auf, wobei Schlitz 168 eine größere Fläche als Schlitz 166 aufweist. Schlitz 168 weist auch einen größeren Überlappungsgrad als Schlitz 166 auf, wodurch Steuerung des Kühlmittelstroms zu den jeweiligen Sägeschnitten 142, 144 bereitgestellt wird. One or more upper layers 182 The seal can have one or more slots 164 or passages containing the slot 162 for receiving coolant therefrom and providing coolant to the saw cuts 142 . 144 be in fluid communication and overlap. In the example shown, there is a first slot or passage 166 with the slot 162 and the saw cut 142 in fluid communication, and a second slot or passageway 168 stands with the slot 162 and the saw cut 144 in fluid communication. The slot 166 can the slot 162 overlap and be partially offset from it. The slot 168 can the slot 162 overlap and be partially offset from it. The slots 166 . 168 are spaced apart, with the slots 166 . 168 each located on one side of the longitudinal axis. The slots 166 . 168 can have corresponding cross-sectional areas. In the example shown, the slots 166 . 168 different cross-sectional areas, wherein slot 168 a larger area than a slot 166 having. slot 168 also has a greater degree of overlap than slot 166 on, whereby control of the coolant flow to the respective saw cuts 142 . 144 provided.
Die Schlitze 160, 162, 164 in der Dichtung 104 stellen einen allgemein Y-förmigen Kühldurchgang 170 bereit. Der Schlitz 160 stellt einen Einlass zum Durchgang 170 bereit. Die Schlitze 166, 168 stellen den ersten bzw. zweiten Auslass aus dem Kühldurchgang 170 bereit. Die unteren beiden Schlitze 160, 162 gewährleisten allgemein die Kühlung der Brücke 126, während die obere Lage 182 und die oberen Schlitze 166, 168 den Kühlmittelstrom dosieren und ausrichten. Kühlmittelstrom im Sägeschnitt 136 und Sägeschnitt 138 werden zu dem Bereich der Brücke 126 gerichtet. Der Schlitz 166 kann Kühlmittelstrom zum Sägeschnitt 142 begrenzen, um den Sägeschnitt 142 teilweise zu bedecken und Strom vom Sägeschnitt 136 zum Strömen über die Brücke 126 zu fördern. Die Querschnittsfläche des Schlitzes 168 kann im Verhältnis größer sein als die des Schlitzes 166, um Kühlmittelstrom durch den Kühldurchgang 170 zum Sägeschnitt 144 zu fördern. Wie aus 2 ersichtlich, liegt der Schlitz 162 über dem Einlassschlitz 160 und ist länger als dieser. Die Schlitze 166, 168 überlappen sich und sind von dem Schlitz 162 teilweise versetzt. The slots 160 . 162 . 164 in the seal 104 make a generally Y-shaped cooling passage 170 ready. The slot 160 provides an inlet to the passage 170 ready. The slots 166 . 168 make the first or second outlet from the cooling passage 170 ready. The bottom two slots 160 . 162 generally ensure the cooling of the bridge 126 while the upper layer 182 and the upper slots 166 . 168 dose and align the coolant flow. Coolant flow in the saw cut 136 and saw cut 138 become the area of the bridge 126 directed. The slot 166 can coolant flow to the saw cut 142 limit to the saw cut 142 partly to cover and electricity from the saw cut 136 to pour over the bridge 126 to promote. The cross-sectional area of the slot 168 may be larger in proportion than the slot 166 to coolant flow through the cooling passage 170 to the saw cut 144 to promote. How out 2 can be seen, lies the slot 162 above the inlet slot 160 and is longer than this. The slots 166 . 168 overlap and are off the slot 162 partially offset.
Kühlmittel strömt aus den Durchgängen 132, 134 über die Bohrungsbrücke 126 zum oberen Kopfkühlmantel 150, um die Brücke 126 zu kühlen, und zu den Sägeschnitten 142, 144, um die Brücke 106 zu kühlen, und dann zu dem oberen Kühlmantel 150. Die Sägeschnitte 136, 138, 142 und 144 und der Kühldurchgang 170 in der Dichtung stellen ein Mittel zum Kühlen der Brücke 106, 126 bereit. Höhere Kühlraten werden bereitgestellt, wenn sich die Sägeschnitte näher an der Längsachse befinden. Für die Dichtung wird mehr Dichtsteg bereitgestellt, wenn sich die Sägeschnitte weiter von der Längsachse entfernt befinden. Die Nähe der Sägeschnitte zur Längsachse kann auch auf der Dichtung und der Bohrungsbrückenbreite und dem Bohrungsbrückendurchmesser basieren. Der Kühldurchgang 170 in der Dichtung ist dazu ausgeführt, Kühlmittelstrom von dem Blockmantel direkt zum Kopfmantel zu verhindern. Druckbeaufschlagtes Kühlmittel wird durch die Sägeschnitte auf der Blockseite und in die Sägeschnitte auf der Kopfseite geleitet. Kühlmittelstrom am nächsten zur Brücke 126 ändert abrupt seine Richtung basierend auf der Geometrie des Systems, und dies verursacht ein Aufprallen des Kühlmittels auf die Flächen der Brücke 126, wodurch die Wärmeübertragung von der Brücke verstärkt wird. In einem Beispiel sorgt die Kühldurchgangsanordnung 170 für Kühlmittelstrom im Bereich von 0,005 kg/s über die Bohrungsbrücke mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 4 m/s während des Motorbetriebs. In anderen Beispielen kann/können der Kühlmittelstrom und/oder die Kühlmittelgeschwindigkeit größer oder geringer sein. Coolant flows out of the passages 132 . 134 over the bore bridge 126 to the upper head cooling jacket 150 to the bridge 126 to cool, and to the saw cuts 142 . 144 to the bridge 106 to cool, and then to the upper cooling jacket 150 , The saw cuts 136 . 138 . 142 and 144 and the cooling passage 170 in the seal provide a means for cooling the bridge 106 . 126 ready. Higher cooling rates are provided when the saw cuts are closer to the longitudinal axis. For the seal more sealing ridge is provided when the saw cuts are further away from the longitudinal axis. The proximity of the saw cuts to the longitudinal axis may also be based on the seal and the bore bridge width and the bore bridge diameter. The cooling passage 170 in the seal is designed to prevent coolant flow from the block jacket directly to the head shell. Pressurized coolant is routed through the saw cuts on the block side and into the saw cuts on the head side. Coolant flow closest to the bridge 126 abruptly changes its direction based on the geometry of the system, and this causes the coolant to impact the surfaces of the bridge 126 , whereby the heat transfer from the bridge is amplified. In one example, the cooling passage arrangement provides 170 for coolant flow in the range of 0.005 kg / s over the bore bridge at a speed in the range of 4 m / s during engine operation. In other examples, the coolant flow and / or the coolant velocity may be greater or less.
Die Zylinderstegkühlanordnung stellt weiterhin gemäß der Darstellung in 2 einen strukturellen Halt im Zylinderstegbereich des Motors bereit, während bei Wärmeausdehnung während des Motorbetriebs auch ein Nachgeben gewährleistet wird. Darüber hinaus kann die Zylinderstegkühlanordnung gemäß der Darstellung in 2 sowohl leichter zu implementieren sein als auch kostengünstiger sein als Querbohren oder Bereitstellen eines Durchgangs unter Verwendung eines Kernausschmelzverfahrens, und die Fertigungszeit kann reduziert sein. The Zylinderstegkühlanordnung continues to provide as shown in 2 provide structural support in the cylinder land area of the engine, while yielding during thermal expansion during engine operation also ensures yield. In addition, the Zylinderstegkühlanordnung as shown in FIG 2 both easier to implement and more cost effective than transverse drilling or providing a passageway using a core remelting process, and manufacturing time can be reduced.
3 zeigt eine schematische Ansicht des eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einsetzenden Zylinderblocks 100, der eine Oberseite 101 aufweist. Der Zylinderblock 100 kann aus einem geeigneten Material, wie z. B. Aluminium, gegossen sein. Der Zylinderblock 100 ist eine Komponente eines Vierzylinder-Reihenmotors, obwohl auch andere Motorkonfigurationen bei der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden können. An der Oberseite 101 und im Block 100 sind verschiedene Durchgänge vorgesehen, um den Kühlmantel 130 zu bilden. Die Bohrungsbrücke 126 ist zwischen benachbarten Zylindern 124 gezeigt. Die Sägeschnitte 136, 138 sind für jede Bohrungsbrücke 126 dargestellt und sind von der Längsachse L des Motors beabstandet. 3 FIG. 12 is a schematic view of the cylinder block employing an embodiment of the present disclosure. FIG 100 that a top 101 having. The cylinder block 100 can be made of a suitable material, such. As aluminum, cast. The cylinder block 100 is a component of a four-cylinder inline engine, although other engine configurations may be employed in the present disclosure. At the top 101 and in the block 100 Different passages are provided to the cooling jacket 130 to build. The bore bridge 126 is between adjacent cylinders 124 shown. The saw cuts 136 . 138 are for each bore bridge 126 and are spaced from the longitudinal axis L of the engine.
4 zeigt eine schematische Ansicht des eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einsetzenden Zylinderkopfs 102, der eine Oberseite 103 aufweist und zur Verwendung mit dem in 3 gezeigten Block 100 bestimmt ist. Der Zylinderkopf 102 kann aus einem geeigneten Material, wie z. B. Aluminium, gegossen sein. Der Zylinderkopf 102 weist eine Oberseite 103 oder eine Unterseite, die Kammern 105 bildet, auf. Jede Kammer 105 wirkt mit einem entsprechenden Zylinder 124 in einem Zylinderblock unter Bildung einer Brennkammer zusammen. Jede Kammer 105 weist ein Paar Einlasskanäle 118 auf, die zur Aufnahme von Einlassventilsitzen und Einlassventilen bemessen sind. Jede Kammer 105 weist auch ein Paar Auslasskanäle 110 auf, die zur Aufnahme von Auslassventilsitzen und Auslassventilen bemessen sind. Ein Kanal 174 ist für eine Einspritzdüse vorgesehen, und ein anderer Kanal 172 ist für eine Zündkerze vorgesehen. An der Oberseite 103 und im Zylinderkopf 102 sind auch verschiedene Durchgänge vorgesehen, die den Kühlmantel 150 bilden. 4 FIG. 12 is a schematic view of one embodiment of the present disclosure. FIG starting cylinder head 102 that a top 103 and for use with the in 3 shown block 100 is determined. The cylinder head 102 can be made of a suitable material, such. As aluminum, cast. The cylinder head 102 has a top 103 or a bottom, the chambers 105 makes up. Every chamber 105 acts with a corresponding cylinder 124 in a cylinder block to form a combustion chamber together. Every chamber 105 has a pair of inlet channels 118 which are sized to receive intake valve seats and intake valves. Every chamber 105 also has a pair of outlet channels 110 which are sized to receive exhaust valve seats and exhaust valves. A channel 174 is intended for one injector, and another channel 172 is intended for a spark plug. At the top 103 and in the cylinder head 102 There are also various passages that provide the cooling jacket 150 form.
Die Bohrungsbrücke 106 ist zwischen benachbarten Brennkammern 105 gezeigt. Die Sägeschnitte 142, 144 sind für jede Bohrungsbrücke 106 dargestellt und sind von der Längsachse L des Motors beabstandet. The bore bridge 106 is between adjacent combustion chambers 105 shown. The saw cuts 142 . 144 are for each bore bridge 106 and are spaced from the longitudinal axis L of the engine.
Die Bohrungsbrücken 106, 126 stellen einen Zylinderstegbereich für den Motor bereit, der bei Motorbetrieb eine Kühlung erfordert, da die Temperatur des Zylinderstegbereichs aufgrund der Leitung von Wärme aus den heißen Abgasen in der Brennkammer ansteigen kann.The bore bridges 106 . 126 provide a cylinder land area for the engine that requires cooling during engine operation since the temperature of the land area may rise due to the conduction of heat from the hot exhaust gases in the combustion chamber.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 kann sich Kühlmittel in dem Motor entlang der Längsachse oder Längsrichtung des Motors bewegen, so dass das Kühlmittel den Zylindern nacheinander zugeführt wird. With reference to the 3 and 4 For example, coolant in the engine may move along the longitudinal axis or longitudinal direction of the engine so that the coolant is supplied sequentially to the cylinders.
5 zeigt eine Zylinderkopfdichtung 104, die mit dem Zylinderkopf 102 von 3 und dem Zylinderblock von 4 dahingehend zusammenwirkt, die Zylinder des Motors und die Kühlpfade gemäß der Darstellung in 2 zu bilden. Es wird die Zylinderkopfseite der Dichtung dargestellt. Kühlmittel im Kühlsystem kann über die Dichtung 104 zur Kühlung des Zylinderstegbereichs strömen. Die Dichtung 104 weist einen allgemein planaren Dichtungskörper 178 auf, der verschiedene Öffnungen definiert, die Schraubenlöchern oder anderen Komponenten des Motors entsprechen. Der Dichtungskörper 178 bildet oder definiert Kühldurchgänge 170, wobei ein Kühldurchgang 170 zwischen benachbarten Wülsten 186 und im Zylinderstegbereich des Motors vorgesehen ist. Der Kühldurchgang 170 weist Schlitze 164 auf, die mit den Sägeschnitten 142, 144 gemäß der Darstellung in 2 dahingehend zusammenwirken, einen Kühlpfad zwischen dem Blockmantel 130 und dem Kopfmantel 150 zu bilden. In einem Beispiel ist die Dichtung 104 aus mehreren Lagen 180, 182, 184 gemäß der Darstellung von 2 konstruiert, und jede Lage kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Der Kühldurchgang 170 kann durch Stanzen der äußeren Lagen und mittleren Lagen der Dichtung oder durch irgendeinen anderen Prozess gebildet werden, wie in der Technik bekannt ist. Die Durchgänge 170 können durch selektives Entfernen von Dichtungsmaterial von einer oder mehreren Lagen zur Bildung eines Kühlmittelpfads vom Block zum Kopf über eine oder mehrere Bohrungsbrücken gebildet werden. In jeder Schicht der Dichtung können Schlitze vorgesehen sein, die zur Bildung des Kühlmittelpfads über die Dichtung hinweg zusammenwirken, und Schlitze in verschiedenen Lagen können dieselbe Länge aufweisen, unterschiedliche Längen aufweisen und können aufeinander ausgerichtet oder voneinander versetzt sein, um das gewünschte Kühlmittelströmungsprofil bereitzustellen. Darüber hinaus können die Durchgänge 170 die gleiche Größe und Form aufweisen oder hinsichtlich Größe und Form basierend auf ihrer Position bezüglich des Motors und des gewünschten Kühlmittelstroms über den jeweiligen Zylinderstegbereich variieren. 5 shows a cylinder head gasket 104 that with the cylinder head 102 from 3 and the cylinder block of 4 to cooperate, the cylinders of the engine and the cooling paths as shown in FIG 2 to build. The cylinder head side of the seal is shown. Coolant in the cooling system may be above the seal 104 to cool the cylinder land area. The seal 104 has a generally planar sealing body 178 which defines various openings corresponding to bolt holes or other components of the engine. The seal body 178 forms or defines cooling passages 170 , wherein a cooling passage 170 between adjacent beads 186 and is provided in the cylinder land area of the engine. The cooling passage 170 has slots 164 on top, with the saw cuts 142 . 144 as shown in 2 cooperate to form a cooling path between the block jacket 130 and the head coat 150 to build. In one example, the seal is 104 from several layers 180 . 182 . 184 as shown by 2 constructed and each layer may be made of steel or other suitable material. The cooling passage 170 may be formed by stamping the outer layers and middle layers of the gasket or by any other process as known in the art. The passages 170 may be formed by selectively removing sealing material from one or more layers to form a coolant path from block to head via one or more bore bridges. Slots may be provided in each layer of the gasket that cooperate to form the coolant path across the gasket, and slots in different layers may be the same length, have different lengths, and may be aligned or offset from one another to provide the desired coolant flow profile. In addition, the passages can 170 have the same size and shape or vary in size and shape based on their position with respect to the engine and the desired coolant flow over the respective cylinder land area.
6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Kühldurchgangs 170 und einer Anordnung zur Verwendung mit dem Motor von 1. Bezugszahlen in 6 entsprechen für ähnliche Elemente jenen von 2. Der Zylinderblock weist ein Paar Sägeschnitte 136, 138, mit jeweils einem auf jeder Seite der Bohrungsbrücke 126, auf, die mit jeweiligen Durchgängen oder Kernmarken 132, 134 verbunden sind. Die Dichtung 104 weist eine zusätzliche Lage 200 auf, die eine neue obere Lage für die Dichtung 104 bereitstellen kann. Die Lage 200 kann die gleiche Dicke wie die anderen Lagen aufweisen, oder sie kann dünner als die anderen Lagen sein. Die Lage 200 weist einen Schlitz 202 auf, der zur fluidischen Verbindung der Öffnungen 166, 168 positioniert ist und entlang der Länge der Bohrungsbrücke 106 positioniert ist. Der Schlitz 202 kann einen gewissen Kühlmittelstrom entlang der Bohrungsbrücke auf der Kopfseite zum Kühlen der Brücke 106 bereitstellen. Der Kühlmittelstrom entlang der Bohrungsbrücke 106 kann geringer als der Kühlmittelstrom entlang der Bohrungsbrücke 126 und durch den Schlitz 160 sein. 6 shows another embodiment of a cooling passage 170 and an arrangement for use with the engine of 1 , Reference numbers in 6 correspond to those of similar elements 2 , The cylinder block has a pair of saw cuts 136 . 138 , with one on each side of the bore bridge 126 , on, with respective passes or core marks 132 . 134 are connected. The seal 104 indicates an additional location 200 put on a new upper layer for the seal 104 can provide. The location 200 may be the same thickness as the other layers, or it may be thinner than the other layers. The location 200 has a slot 202 on, for the fluidic connection of the openings 166 . 168 is positioned and along the length of the bore bridge 106 is positioned. The slot 202 may cause some coolant flow along the bore bridge on the head side to cool the bridge 106 provide. The coolant flow along the bore bridge 106 may be less than the coolant flow along the bore bridge 126 and through the slot 160 be.
Der Durchgang 152 im Zylinderkopf 102 kann eine Kernmarke sein. Die Kernmarke kann in den Bereich der Bohrungsbrücke 106 als Kanal oder Einlassbereich 204 verlängert sein. Der Einlassbereich 204 empfängt Kühlmittel von dem Blockkühlmantel und über die Dichtung 104. Der Kanal 204 stellt auch Kühlung für die Bohrungsbrücke 106 bereit. The passage 152 in the cylinder head 102 can be a core brand. The core mark can be in the area of the bore bridge 106 as a channel or inlet area 204 be extended. The inlet area 204 receives coolant from the block cooling jacket and over the seal 104 , The channel 204 also provides cooling for the bore bridge 106 ready.
Der Durchgang 154 im Zylinderkopf 102 kann auch eine Kernmarke sein. Die Kernmarke 154 kann in den Bereich der Bohrungsbrücke 106 als ein weiterer Kanal oder Einlassbereich 206 verlängert sein. Der Einlassbereich 206 empfängt Kühlmittel von dem Blockkühlmantel und über die Dichtung 104. Der Kanal 206 stellt auch Kühlung für die Bohrungsbrücke 106 bereit. Die Kanäle 204, 206 können statt der Sägeschnitte vorgesehen sein, da in dem Kopfbohrungsbrückenbereich 106 eine zusätzliche Struktur zur Gewährleistung zusätzlicher Durchlässe vorgesehen ist. Darüber hinaus können die Kanäle 204, 206 gegossen oder auf andere Weise mit den Kernmarken 152, 154 und dem Kühlmantel gebildet sein, während die Sägeschnitte einen zusätzlichen maschinellen Bearbeitungsschritt nach dem Bilden des Zylinderkopfs und der maschinellen Bearbeitung der Oberseite 103 erfordern. Basierend auf der Struktur und weniger Material und Raum in dem Block neben der Bohrungsbrücke 126 ist es weniger wahrscheinlich, dass ähnliche Kanäle auf beiden Seiten der Bohrungsbrücke 106 in dem Zylinderblock vorgesehen sein würden, obgleich dies in einigen Motorkonfigurationen möglich sein kann.The passage 154 in the cylinder head 102 can also be a core brand. The core brand 154 can be in the area of the bore bridge 106 as another channel or inlet area 206 be extended. The inlet area 206 receives coolant from the block cooling jacket and over the seal 104 , The channel 206 also provides cooling for the bore bridge 106 ready. The channels 204 . 206 may be provided instead of the saw cuts, as in the head bore bridge area 106 an additional structure is provided to ensure additional passages. In addition, the channels can 204 . 206 cast or otherwise with the core brands 152 . 154 and the cooling jacket while the saw cuts provide an additional machining step after forming the cylinder head and machining the top 103 require. Based on the structure and less material and space in the block next to the bore bridge 126 It is less likely that similar channels will be on both sides of the bore bridge 106 would be provided in the cylinder block, although this may be possible in some engine configurations.
Mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nicht einschränkende Vorteile verbunden. Zum Beispiel enthält ein Blockkühlmantel ein Paar Sägeschnitte in der Bohrungsbrücke oder im Zylinderstegbereich des Motorblocks. Ein Kopfkühlmantel enthält auch ein Paar Sägeschnitte in der Bohrungsbrücke oder im Zylinderstegbereich des Motorkopfs. Das Paar Sägeschnitte am Block sowie am Kopf sind durch einen Zwischenbereich des Zylinderstegbereichs voneinander beabstandet. Eine Zylinderkopfdichtung ist zwischen dem Motorblock und dem Kopf positioniert und stellt einen Fluiddurchgang bereit, der die Sägeschnitte des Blockkühlmantels mit den Sägeschnitten des Kopfkühlmantels verbindet. Die Dichtung und die Sägeschnitte stellen einen Kühlmittelstrom direkt über den Bohrungsbrückenbereich für eine verstärkte Wärmeübertragung und Kühlung des Zylinderstegbereichs bereit. Die Sägeschnitte und der Fluiddurchgang in der Dichtung bewirken, dass Kühlmittelfluid seine Richtung ändert und auf die Bohrungsbrücke auftrifft, wodurch Wärmeübertragung daran weiter verstärkt wird.There are non-limiting advantages associated with various embodiments of the present disclosure. For example, a block cooling jacket includes a pair of saw cuts in the bore bridge or in the cylinder land area of the engine block. A head cooling jacket also includes a pair of saw cuts in the bore bridge or in the cylinder land area of the engine head. The pair of saw cuts on the block and on the head are spaced apart by an intermediate portion of the cylinder land portion. A cylinder head gasket is positioned between the engine block and the head and provides a fluid passage that connects the saw cuts of the block cooling jacket to the saw cuts of the head cooling jacket. The seal and saw cuts provide coolant flow directly over the bore bridge area for increased heat transfer and cooling of the cylinder land area. The saw cuts and fluid passage in the seal cause coolant fluid to change direction and impact the bore bridge, further enhancing heat transfer thereon.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden.Although exemplary embodiments are described above, it is not intended that these embodiments describe all possible forms of the present disclosure. Rather, the terms used in the specification are words of description rather than limitation, and it is understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. Moreover, the features of various implementation embodiments may be combined to form further embodiments.
