DE2539478A1

DE2539478A1 - Wassergekuehlte hubkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2539478A1
Application number: DE19752539478
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Keylwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1975-09-05
Publication date: 1977-03-10
Also published as: FR2323020B1; GB1525766A; FR2323020A1

Description

Wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenraum, zumindest einem Zylinder, der von einem KUhlwasserraum umgeben ist, und zumindest einem anschließenden Zylinderkopf, wobei in den KUhlwasserraum im Bereich des Kurbelwellenraumes Kühlflüssigkeit zufließt, die in der Nähe des Zylinderkopfes durch eine Austrittsöffnung abfließt.

Gattungsgemäße Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit gleichmäßiger Durchströmung des Kühlwasserraumes durch die Kühlflüssigkeit sind allgemein bekannt. Dem Zylinder, der bekanntlich im Betrieb der Brennkraftmaschine Zonen unterschiedlich starker Erwärmung aufweist, wird dabei an der Mantelfläche eine gleichmäßig verteilte Kühlflüssigkeitsmenge zugeführt. Die Höchsttemperatur tritt erfahrungsgemäß im Bereich des Verbandes Zylinder-Zylinderkopf und dabei speziell im Abschnitt, in dem das oder die Auslaßventile angeordnet sind, auf... Hervorgerufen wird diese örtliche Aufheizung durch die aus dem Verbrennungsraum ausströmenden Abgase» wobei Temperaturen erreicht werden können, die zu Örtlichen Deforestionen des Zylinders und folglich

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zu Undichtigkeiten des Verbandes Zylinder-Zylinderkopf führen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vom Kühlwasser raum in der Nähe des Zylinderkopfes zumindest ein den Zylinder umschließender Kühlvasserringraum abgetrennt ist, der mit der Austrittsöffnung verbunden ist und zum Kühlwasserraum eine Verbindungsöffnung hat, die im Bereich der heißesten Zone des Zylinders angeordnet ist. Durch die gezielte Zuführung von Kühlflüssigkeit an die stark erhitzte Zone des Zylinders wird an dieser Stelle eine bessere Kühlwirkung erzielt wobei außerdem durch die Anordnung des Kühlwasserringraumes in diesem Bereich größere Strömungsgeschwindigkeiten und somit ein größerer Wärmeübergang erzielt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Austrittsöffnung und die Verbindungsöffnung am Umfang des Zylinders einen Winkel, der kleiner als 180° ist, einschließen, in dessen Bereich zumindest ein Auslaßventil des Zylinderkopfes angeordnet ist. Diese erfindungsgemäß vorgeschlagene Lage der Verbindungsöffnung und der Austrittsöffnung führt zu einer Aufteilung des KUhlwe.sserringra.umes in einen kurzen und «inen langen Weg für die Kühlflüssigkeit in Umfangerichtung um den Zylinder. Die unterschiedlichen Umfangsetrecken führen zwangsläufig zu unterschiedliehen Strömungswidtrständen und somit zu ungleichen KUhI-mittelmengen, die den Zylinder in dtn beiden Richtungen umfließen.

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Durch die Anordnung der heißesten Zone, d.h. des Auslaßventiles, im Bereich des kurzen Weges wird eine örtliche Überhitzung dieses Abschnittes des Zylinders vermieden. Zum Zwecke einer günstigen Temperaturverteilung im Bereich des KUhlwasserringraumes empfiehlt es sich, daß der Winkel 90 beträgt und das Auslaßventil des Zylinderkopfes nahe der Verbindungsöffnung angeordnet ist.

Es wird außerdem für eine wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit nassen Zylinderlaufbuchsen vorgeschlagen, daß der Kühlwasserringraum durch am Umfang der Laufbuchse dichtend mit der Außenwand des KUhlwasserraumes angeordnete FUhrungsrippen vom Kühlwasserraum abgetrennt ist. Neben der bereits beschriebenen Aufteilung des KUhlwasserraumes dienen die Rippen außerdem in vorteilhafter Weise zur Führung der Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuse, speziell in einem Bereich, in dem diese infolge hoher Temperaturen starken Dehnungen ausgesetzt ist. Außerdem wird mit Hilfe der Führungerippen die zum Wärmeaustausch vorhandene Oberfläche der Zylinderlaufbuchse vergrößert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß von dem Kühlwasserraum mehrere Kühlwasserringräume abgetrennt sind, wobei von jeden Kühlwasserringraum aus eine Abflußbohrung zur Austrittsöffnung führt.

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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Kurbelgehäuse und eine Zylinderlaufbuchse einer wassergekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine, bei der ein Kühlwasserringraum vom Kühlwasserraum abgetrennt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie I-I in Figur 1 durch das Kurbelgehäuse, den Kühlwasserringraum und die Zylinderlaufbuchse der wassergekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine, bei der zwei Kühlwasserringräume von dem Kühlwasserraum abgetrennt sind.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist, soweit dargestellt, mit 1 ein Kurbelgehäuse bezeichnet, das einen Kurbelwellenraum 2 und ei nen Kühlwasserraum 3 beinhaltet. In dem Äühlwasserraum 3 ist ein als nasse Zylinderlaufbuchse 4 ausgeführter Zylinder angeord net, wobei er mit einem Bund 5 zwischen einem Zylinderkopf 6 und dem Kurbelgehäuse 1 verspannt ist. Der Zylinderkopf 6 weist ein Auslaßventil 7 und ein Einlaßventil 8 auf. Über eine Kühlwasser-

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leitung 9 und einen sich daran anschließenden Kühlwasserstutzen 10 gelangt das Kühlwasser in den Kühlwasserraum 3_t den es in der Nähe des Zylinderkopfes 6 über eine Austrittsöffnung 11» an die der Zylinderkopf 6 über eine Verbindungsleitung 12 angeschlossen ist, verläßt. Dabei ist die Austrittsöffnung 11 an einem Kühlwasserringraum 14 angeschlossen, der mittels einer Führungsrippe 13 vom Kühlwasserraum 3 abgetrennt ist. Diese Führungsrippe 13 weist, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, im Bereich des Auslaßventils 7 eine Verbindungsöffnung 15 auf. Die Verbindungsöffnung 15 teilt die Kühlflüssigkeitsmenge im Kühlwasserringraum 14 in zwei Teilströme auf. Dabei muß, bedingt durch die Anordnung der Verbindungsöffnung 15 der im Bereich des Auslaßventils vorbeifließende Teilstrom 16 einen kürzeren Weg zurücklegen als der im Bereich des Einlaßventils 8 vorbeifließende Teilstrom 17. Bedingt durch den kürzeren Weg ist für den Teilstrom 16 in der Höchsttemperaturzone des Zylinders nahe dem Auslaßventil 7 des Zylinderkopfes 6 der Strömungswiderstand am geringsten· Folglich wird auch die größere Kühlmittelmenge diesen Weg zur Auetrittsöffnung 11 nehmen, woraus eine bessere bzw. intensivere Kühlung dieser Zone resultiert.

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In Figur 3 ist vom Kühlwasserringraum 14 mittels einer weiteren Führungsrippe 18 nahe dem Verband Zylinderkopf 6 Zylinder ein weiterer Kühlwasserringraum 19 abgetrennt. Dieser weitere Kühlwasserringraum 19 ist über eine weitere Verbindungsöffnung 20, die den Kühlmittelstrom genau wie die Verbindungsöffnung 15 in Teilströme unterschiedlicher Menge aufteilt, einerseits mit dem Kühlwasserringraum 14 und andererseits über eine Abflußbohrung 21 mit der Austrittsöffnung 11 verbunden. Mit Hilfe dieses zusätzlichen Kühlwasserringraumes 19 wird für eine intensivere Kühlung der nicht dargestellten Zylinderkopfdichtung im gefährdeten Bereich gesorgt.

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Claims

Kiöckner-Humbokft-DeutzAG Δ&Τ^ΤΈΛ+ $ Köln 80, den 1. August 1975

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Patentansprüche

( 1.J Wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenraum, zumindest einem Zylinder, der von einem KUhlwasserraum umgeben ist, und zumindest einem anschließenden Zylinderkopf, wobei in den Kühlwasserraum im Bereich des Kurbelwellenraumes Kühlflüssigkeit zufließt, die in der Nähe des Zylinderkopfes durch eine Austrittsöffnung abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kühlwasserraum (3) in der Nähe des Zylinderkopfes (6) zumindest ein den Zylinder umschließender Kühlwasserringraum (14) abgetrennt ist, der mit der Austrittsöffnüng (11) verbunden ist und zum Kühlwasserraum (3) eine Verbindungsöffnung (15) hat, die im Bereich der heißesten Zone des Zylinders angeordnet ist.
2. Wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (11) und die Verbindungsöffnung (15) an Umfang des Zylinder« einen Winkel, der kleiner als 180° ist, einschließen, in dessen Beieich zumindest ein Auslaßventil (7) des Zylinderkopf·· (6) angeordnet ist.

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3. Wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet) daß der Winkel 90° beträgt und das Auslaßventil (7) des Zylinderkopfes (6) nahe der verbindungsoffnuogen (15) angeordnet ist.
4. Wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit nassen Zylinderlaufbuchsen, dadurch gekennzeichnetι daß der Kühlwasserringraum (14) durch am Umfang der Zylinderlaufbuchse (4) dichtend mit der Außenwand des Kühlwasserraumes (3) angeordnete Führungsrippen (13) vom Kühlwasserraura (3) abgetrennt ist.
5. Wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kühlwasserraum (3) zwei Kühlwasserringräume (14 und 19) abgetrennt sind, wobei von dem dem Zylinderkopf (6) benachbarten Kühlwasserringraum (19) aus eine AbfluSbohrung (21) zur Austritt söffnung (11) führt.

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