DE2501605C2 - Gehäuse für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Brennkraftmaschine, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches näher angegeben ist.

Die Konstruktion von Kolben-Reihenmotoren mit Wasserkühlung ist bei Fahrzeugmotoren und anderen Motoren mittleren Hubraums auf die bekannte übliche Lösung des Zusammenbaus aus zwei Hauptteilen festgelegt: aus Zylinderblock und Zylinderkopf. Für diese beiden Hauptteile stehen als Grundmetall zur Wahl: Gußeisen und Aluminium. Wenn der Zylinderblock aus Gußeisen besteht, wird für den Zylinderkopf allgemein Aluminium gewählt, denn für ihn sucht man eine der wesentlichen Eigenschaften des Aluminiums auszunutzen, nämlich seine gute Wärmeleitfähigkeit. Ein Zylinderkopf aus Aluminium reduziert außerdem merklich das Gesamtgewicht des N. otors. Wenn dessen Gewicht noch weiter erheblich herabgesetzt werden soll, wird von manchen Konstrukteuren ein Zylinderblock aus Aluminiumguß verwendet, jedoch müssen dann Zylinderlaufbüchsen aus Gußeisen eingebaut werden; sie werden eingegossen oder nachträglich eingesetzt. Ferner sind Motoren bekannt, bei denen der Zylinderblock aus einer übereutektischen Aluminium Siliziumlegierung gegossen ist, bei der keine gußeisernen Laufbüchsen verwendet zu werden brauchen. Die Reibungseigenschaften dieser Legierung bei hohen Temperaturen sind nämlich günstig für die Verwendung von Aluminiumkolben mit Eisenüberzug. Derartige Zylinder können durch Druckguß hergestellt werden, denn die Entformung der Metallkerne, durch die die Zylinder und die Kühlwasserräume gebildet werden, kann durch öffnen der Zusammenbauebene des Zylinderkopfs erfolgen.

Es gibt auch Konstruktionen, bei denen der Zylinderkopf Bestandteil des Zylinderblocks ist. Derartige Teile, die aus Gußeisen oder aus Aluminium mit eingegossenen Laufbüchsen bestehen, werden notwendigerweise in Sandgußformen gegossen; die Kompliziertheit der Form der den Zylinder um die Gaswechselkanäle herum umgebenden Kühlleitung, im allgemeinen als abgeschlossene Hohlräume ausgebildet, erlaubt ihre Herstellung nur unter Verwendung von Sandkernen, die durch Gußputzen entfernt werden müssen. Die Großserienfertigung solcher Gußteile setzt sehr große Gußwerkstätten und die Verwendung und den Aufbau zahlreicher Sandkerne voraus. Bei diesem Verfahren sind durch Rohguß keine Löcher zu erhalten und die möglichen Abmessungstoleranzen sind nicht bason ier.

eng, weshalb zusätzliche Bearbeitungsgänge erforderlich werden.

Weil bei den erstgenannten Konstruktionen der Zylinderblock und der Zylinderkopf mit zwischengelegter Zylinderkopfdichtung und Zylinderstehbolzen zusammengebaut und Zylinderlaufbüchsen eingebaut werden müssen oder im zweiten Fall das zusammenhängende Gußteil in Sandguß hergestellt werden muß, ergeben sich Herstellungskosten, die nur sehr schwer verringert werden können.

Aus der DE-PS 30 55 24 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die in Gußausführung hergestellt wird. Sie besitzt angegossene Zylinderköpfe mit Ansaug- und Auspuffleitung, wobei die Kühlflüssigkeitsräume nach oben offen und durch eine Haube abgedeckt sind. Der Zylinder ist von einem Kühlbad umgeben, wobei eine Schwadenhaube den durch den Kühlprozeß gebildeten Dampf ständig kondensiert. Das siedende Kühlmittel bildet bei dieser Anordnung zugleich eine Heizquelle für die zu beeinflussenden Oberflächen. Diese Anordnung erreicht damit, daß die Ansaugleitung so heiß gehalten wird, daß in ihr kein Wasser kondensiert und das Brenngemisch recht hoch vorgewärmt wird. Weiterhin wird dadurch in der Auspuffleitung eine zu tiefe Abkühlung der Gase verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Brennkraftmaschine aus Leichtmetall so zu gestalten, daß eine GroßserJenherstellung im Gußverfahren möglich ist. Dabei soll trotz der Begrenzung der Kühlwasserräume eine genügende Kühlung der Zylinder sichergestellt sein.

Diese Aufgabe wird bei einem im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Gehäuse für Brennkraftmaschinen durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst

Der erfindungsgemäße Aufbau eines Gehäuses für Brennkraftmaschinen eignet sich für die Herstellung aus Leichtmetall in einem Druckgußverfahren.

Dieser Aufbau ist, wie leicht ersichtlich, für Hohlraumformen geeignet, die so ausgeführt sind, daß sie leicht durch direktes Ziehen der Metallkerne im Großserienbau gebildet werden kennen, beispielsweise als Schwerkraftkokillenguß, Niederdruckguß und vorzugsweise, wie schon erwähnt, als Druckguß. Die Hauptaufgabe der Rippen ist die Ableitung der in das Aluminium abgegebenen Verbrennungswärme von der zu kühlenden Stelle in Richtung auf die Hohlräume, durch die das Kühlwasser zirkuliert. In zweiter Linie geben die Rippen auch die Wärme an die Umgebungsluft ab, wie es auch bei den üblichen luftgekühlten Motoren der Fall ist.

Eine Ubereutektische Aluminium-Siliziumlegierung ist hier auch wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit vorteilhaft.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt im Bereich eines Zylinders eines einteiligen Zylinderblocks und seiner Abdeckung für Nockenwelle und Stößelachse;

Fig.2 die genauere Form in einem von oben betrachteten Horizontalschnitt durch die Kurbelwellenlagerhälften;

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt im Bereich /wischen den Zylindern, geführt durch die Kurbelwellenlager;

Fig. 4 einen axialen Längsschnitt durch einen Endzylinder;

Fig. 5 eine Ansicht von oben auf den einteiligen

Zylinderblock, wobei der erste Abschnitt (I) eine Außenansicht ist, der zweite Abschnitt (II) einen waagerechten Schnitt in der Höhe der Gaswechselkanäle darstellt und der dritte Abschnitt (III) einen waagerechten Schnitt durch einen Zylinder in der Höhe ι der Kühlrippen wiedergibt;

Der in Fig.! gezeigte einteilige Zylinderblock 1 weist Zylinder 2 auf, die sich oberhalb eines Abschnitts 3 befinden, der das Kurbelgehäuse bildet. An ihrem oberen Ende sind die Zylinder 2 durch Zylinderböden 4 in abgeschlossen, die Verbrennungsräume 5, Gaswechselkanäle, bestehend aus Einlaßleitungen 6 und Auslaßleitungen 7 und Zündkerzenpfeifen 8 abgrenzen. In Längsrichtung und parallel zu der Zylinderachse verlaufend sind für jeden Zylinder zwei Vorsprünge 9 ι ί vorgesehen, in die Durchgänge eingearbeitet sind, die die Führungen für die Ventile 10 bilden. Man braucht hier keine Führungseinsätze vorzusehen, wenn eine übereutektische Aluminium-Siliziumlegierung verwendet wird, das gute Reibungseigenschaften bei hohen jo Temperaturen besitzt Ventilsitze 11 lassen sich leicht auf der Innenseite der Zylinder 2 nach der Bearbeitung anbringen. Eine waagerechte Wand 12 und z-^ei dazu senkrechte Wände 13 und 14 vereinigen sich am unteren Ende des Gehäuses zu einer Abzugsrinne 15, die für das >i Auffangen des Schmieröls der Steuerung erforderlich ist. Der Boden dieser Rinne bildet am Fuße des Vorsprungs 9 das Widerlager für Ventilfedern 16.

Seitliche Verkleidungen 17 und 18, die am Zylinderblockende zusammenlaufen und deren oberer Rand in > <> der gleichen Höhe steht, wie der Rand der Wände 13 und 14, bilden Kühlwasserräume 19 und 20, wobei die Verbindung zwischen den Kühlwasserräumen 19 und 20 an deren unterem Ende durch Löcher 22 erfolgt, die bei der Bearbeitung gebohrt sind. ss

Unter den Leitungen 6 und 7 und der Zündkerzenpfeife 8 können wegen des Gießens in Metallformen beim Gießen praktisch keine Kühlwasserräume vorgesehen werden; die Kühlwasserräume sind hier ersetzt durch eine Reihe Rippen 23 und 24, die die Wände der -to Zylinder 2 mit den Verkleidungen 17 und 18 der Kühlwasserräume verbinden.

Somit geben, wie bereits erwähnt, die Rippen die Wärme von den Zylindern 2 an das in den Kühlwasserräumen 19 und 20 umlaufende Wasser und 4> auch an die Umgebungsluft ab.

Die oberen Öffnungen der Kühlw.isserräume 15, 19 und 20 des Zylinderblocks 1 werden durch einen einzigen Deckel 25 abgeschlossen, der eine obenliegende Nockenwelle 26 aufnimmt. Außer den Nockenwel- >o lenlagern enthält der Deckel 25 Bohrungen für die Ventilstößel, eine Druckschmierölleitung 28 und eine Kühlwasseraustrittsleitung 29.

Außerdem zeigt die Fig. 1 als Anbauteile eine obere Nockenwtllenabdeckung 30, die Hälfte des Ansaugkrümmers 31 sowie einen Auspuffkrümmer 32.

Der Lagerdeckel 25 für die Nockenwelle, die obere Abdeckung 30 und die Krümmerhälfte 31 werden zweckmäßigerweise als üblicher Aluminiumlegierungs-Druckguß hergestellt.

Um das Entformen der den Zylinder 2 ausbildenden Metallkerne zu ermöglichen und um die Gesamtlänge des Motors herabzusetzen, sind die Zwischenlager der Kurbelwelle mit Ausnehmungen 33 versehen, wie es in Fig. 2dargestellt ist.

In F i g. 3 wird genauer gezeigt, wie das Kühlwasser in Längs- und Querrichtung im Inneren des einteiligen Zylinderblocks umläuft.

Dieses von einer nicht gezeichneten Pumpe in Umlauf versetzte Wasser tritt in die längsverlaufende Sammelleitung 21 ein und wird durch Austrittsöffnungen 34 in die Kühlwasserräume 19 verteilt. Von den Kühlwasserräumen 19 gelangt es durch Bohrungen 22 und 35 in den Zylinderzwischepwänden in die Kühlwusserräume 20. Es gelangt ferner, angedeutet durch die Pfeile Fi und F₂, in die Kühlwasserräume 36 und 37, die, wie F i g. -I zeigt, in den beiden Enden des Zylinderblocks vorgesehen sind. Dunn wird das Wasser durch die Austrittsöffnung 29 zum Kühler weggeführt.

Zum Bohren der Löcher 22 und 35 durch die Wand 18 sind öffnungen 38 und 39 vorgesehen, die, beispielsweise mittels einer Kugel 40 oder eines Deckels 41, wieder verschlossen werden können.

Die F i g. 5, die zum besseren Verständnis des bisher Gesagten dienen soll, zeigt in der Draufsicht I die Ebenen der Dichtungen 58 und 59, die für die innere und äußere Abdichtung zwischen dem einteiligen Zylinderblock 1 und dem Nockenwellengehäuse 25 nach Fig. 1 erforderlich sind. Im einzelnen bewirkt die Dichtung 58 die Abdichtung nach außen, und die Dichtung 59 trennt die Kühlwasserhohlräume 19 und 20 von der ölaözugsrinne 15.

Die Ansicht II ist ein Schnitt in der Höhe der Gaswechselkanäle und verdeutlicht die Lage dieser Kanäle 6 und 7, der Zündkerzenpfeife 8 und der Einlaßleitung 60.

Die Schnittansicht III in Höhe der Zylinder zeigt die Verbindung der Wände des Zylinders 2 mit den Wänden 17 und 18 der Kühlwasserräume 19 und 20 durch die Rippen. Ferner wird die Leitung 21 mit den Austrittsöffnungen 34 für die Kühlwasserverteilung gezeigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gehäuse für eine Brennkraftmaschine aus mit durch ausziehbare Kerne geformtem Leichtmetallguß, umfassend den Zylinderblock, den Zylinderkopf einschließlich der Gaswechselkanäle mit Ventilführungen, Zündkerzenpfeifen und nach oben offene abdeckbare Kühlwasserräume, die sich außerhalb der von den Gaswechselkanälen und Zündkerzenpfeifen eingenommenen Bereiche auch axial um die Zylinder erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (2) in den durch Gaswechselkanäie und Zündkerzenpfeifen abgedeckten Bereichen eine Verrippung (23, 24) zur Wärmeableitung aufweisen.