DE2609851A1 - Wassergekuehlte hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Wassergekuehlte hubkolbenbrennkraftmaschine

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DE2609851A1 DE19762609851 DE2609851A DE2609851A1 DE 2609851 A1 DE2609851 A1 DE 2609851A1 DE 19762609851 DE19762609851 DE 19762609851 DE 2609851 A DE2609851 A DE 2609851A DE 2609851 A1 DE2609851 A1 DE 2609851A1
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Description

A KHD
Kiöckner+kjmboWt-OeutzAG Mr%rllJ 5 Köln 80, den 24. Februar 1976
Unsere Zeichen: D 76/4; APTB Ca/Rü Was s ergeküh1te Hubkolbenbrennkraf tmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrig« ι wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer 'Zylinderreihe, an deren Einzelzylinderköpfen sich vom Wasser der Brennkraftmaschine gekühlte Krümmer anschließen, die mit einer Kühlwassersammelleitung in Verbindung stehen, wobei sich an die Krümmer Abgasleitungen anschließen, die zu einem Bündel zusammengefaßt und von einer Isolierwandung umgeben sind.
Bei wassergekühlten Brennkraftmaschinen mit Reihen- oder V-Anordnung der Zylindereinhelten ist es insbesondere beim Einbau dieser Antriebsaggregate in Schiffen zur Verhinderung der WMrmeabstrahlung, zur Abschirmung gegenüber Spritzkraftstoff und Schmieröl sowie zur Verringerung der Unfallgefahr infolge von Berührung bekannt bzw. vorgeschrieben ,die zu einem Bündel zusammengefaßten Abgasleitungen über die gesamte Länge mit einer Isolierwandung zu ummanteln (Hansa-Schiffahrt-Schiffbau-Hafen -110, Jahrgang-197S-Nr. 6). Dieses aus den Isolierwandungen gebildete Gehäuse ist dabei.an den heißen Abgasleitungen befestigt, wodurch es sich nach relativ kurzer Betriebszeit der Brennkraftmaschine stark erwärmt. Außerdem erschwert das Gehäuse die Montage der Einzelzylinderköpfe, da die zur Befestigung der KrUiMMr
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Klöckner-Humbddt-DeutzAG O&W\Wm%M -M- 24.2.1976
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an den Zylinderköpfen dienenden Schrauben nur schwer zugänglich sind und der jeweilige Abgaskrümmer sich zusammen mit dem starren Gehäuse nicht von der abgasseitigen Verbindungsfläche des Zylinderkopfes entfernen läßt. Weiterhin wird die Demontage eines Einzelzylinderkopfes durch die oberhalb der Zylinderköpfe angeordnete KühlwasserSammelleitung erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und eine optimale Abgassystemisolierung zu schaffen, wobei gleichzeitig die Montage der Einzelzylinderköpfe erleichtert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungsfläche zwischen den ZyIinderköpfen und Flanschen der Krümmer stumpfwinklig zur Zylinderkopfauflagefläche ausgeführt ist, daß die Krümmer beweglich mit der KühlwasserSammelleitung verbunden sind und daß die Isolierwandung an der gekühlten Wandung des Krümmers und/oder der KühlwasserSammelleitung befestigt ist. Die Ausgestaltung der Zylinderköpfe bietet den Vorteil, daß die Abgasleitungen bei der Demontage bzw. Montage einzelner Zylinderköpfe nicht entfernt werden müssen. Da die Verbindungsfläche zwischen der Abgasseite der Zylinderköpfe und den jeweiligen Planschen der Krümmer in Bezug auf die Zylindermittelachse als schiefe Ebene ausgeführt ist, wird die Flächenpressung an der Verbin-
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Kiöckner-Humboldt-DeuizAG ώΛΐ^ΜΙϋ - / - 24.2.1976
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dungsfläche beim Abheben des durch die Stehbolzen geführten Zylinderkopfes von der Zylinderkopfauflagefläche sofort verringert. Zusätzlich wird der Montagevorgang dadurch vereinfacht, daß der Krümmer aufgrund seiner elastischen Koppelung an die Kühlwasserleitung zusammen mit der nachgiebigen Isolierwandung von der Verbindungsfläche abgeschoben werden kann. Da die Isolierwandung an der gekühlten Wandung des Krümmers und/oder der Kühlwassersammelleitung befestigt ist, werden hohe Temperaturen an der Oberfläche des durch die Isolierwandungen gebildeten Gehäuses vermieden, so daß die Brennkraftmaschine mit einer die geltenden Vorschriften weit übertreffenden Kapselung des Abgassystems versehen ist. Dabei ist das aus den Isolierwandungen gebildete Gehäuse freitragend zwischen den Befestigungspunkten angeordnet und kann ggfs. bei Reparaturarbeiten betreten werden.
Eine weitere Montagevereinfachung der Einzelzylinderköpfe wird dadurch erreicht, daß zwischen den Zylinderköpfen und der Isolierwandung ein Montageraum vorgesehen ist und die Flansche der Krümmer Gewindelöcher haben, in denen Abdrückschrauben angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß die zur Befestigung der Plansche dienenden Schrauben gut zugänglich sind. Da die Krümmer zusammen mit der Isolierwandung, wie bereits beschrieben, beweglich ausgeführt sind, lassen sich die Flansche von den Verbindungsflächen der Zylinderköpfe und den in diesem Bereich angeordneten Dichtungen mit Hilfe der Ab-
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drückschrauben lösen.
Da die Isolierwandungen dicht an wasserführende Bauteile anschließen, bietet sich die Möglichkeit, die Isolierwandung doppelwandig auszuführen und den Zwischenraum an die Wasserführung der Krümmer und/oder der Kühlwassersammelleitung anzuschließen, wobei der Zwischenraum die KühlwasserSammelleitung bildet. Auf diese Weise wird eine optimale Isolierwirkung des Gehäuses erzielt, so daß Reparaturarbeiten, die eine Berührung des Gehäuses voraussetzen, schon nach relativ kurzem Stillstand der Hubkolbenbrennkraftmaschine durchgeführt werden können.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Kühlwassersammelleitung parallel zum Bündel der Abgasleitungen verläuft und über elastische Steigleitungen mit dem Kühlwassermantel der Krümmer verbunden ist, wobei die Kühlwassersammelleitung und/oder Steigleitungen einen Teil der Isolierwandung bilden. Durch die Anordnung der Kühlwassersammelleitung bzw. der Steigleitungen an dem durch die Isolierwandungen gebildeten Gehäuse können Wärmebrücken zu den heißen Abgasleitungen vermieden werden, und folglich wird die Isolierwirkung des Gehäuses erheblich verbessert. Außerdem läßt sich auf diese Weise eine räumlich günstige Anordnung der Kühlwassersammelleitung erzielen, d.h., eine Anordnung der Kühlwassersamraelleitung oberhalb der Zylinderköpfe ' bzw. des Gehäuses und somit außerhalb des Bauraumes der Brenn-
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kraftmaschine ist nicht erforderlich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Kühlwassermantel der Krümmer Stutzen aufweist, die gegebenenfalls unter Einfügung von Zwischenstücken über Steckverbindungen miteinander verbunden sind und die Kühlwasser samme1leitung bilden. Dabei können die Kühlwassersammelleitung und/oder die Stutzen als Träger für Meßinstrumente, Anlaßluft- und Kraftstoffleitungen sowie Kabelbahnen dienen. Die auf diese Weise gebildete Kühlwassersammelleitung besteht aus Einzelelementen, wodurch eine erhebliche Montageerleichterung eintritt und für eine Baureihe, unabhängig von der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine, gleiche Bauteile verwendet werden können.
Für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinderreihen wird außerdem vorgeschlagen, daß die KühlwasserSammelleitung zentral im V der Zylinderreihe angeordnet ist und jeweils über bewegliche Übergangsstücke mit dem Kühlwassermantel der Krümmer in Verbindung steht. Dabei können die Übergangsstücke innesentlichen T-förmig ausgebildet sein und mit ihren gegenüberliegenden Enden miteinander verbunden die Kühlwassersammelleitung bilden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind· Es zeigen:
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Ktöckner-Humbddt-DeufeAG Δ&¥*ΤΈΛ*β - β - 24.2.1976
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Pig. 1 einen Querschnitt durch ein aus Isolierwandungen gebildetes Gehäuse und durch ein Bündel Abgasleitungen, sowie einen versetzten Teilschnitt durch einen Krümmer, eine Steigleitung und eine Kühlwassersanunelleitung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Gehäuse, bei dem die Kühlwassersammelleitung aus dem Kühlwassermantel der Krümmer und eingefügten Zwischenstücken besteht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Gehäuse mit einer zentralen Kühlwassersammelleitung.
In Fig. 1 bis 3 sind, soweit dargestellt, mit 1 Einzelzylinderköpfe bezeichnet, die abgasseitig über gekühlte Krümmer 2 mit Abgasleitungen 3 verbunden sind. Dabei ist der jeweilige Krümmer 2 mit einem Flansch 4 über eine Verbindungsfläche 5 an dem Zylinderkopf 1 angeordnet, wobei die Verbindungsfläche 5 stumpfwinklig zu einer ZyIinderkopfauflagefläche 6 ausgeführt ist. Zur Befestigung des Flansches 4 dienen Schrauben 7, während ein Entfernen des Flansches 4 und somit des Krümmers 2 von der Verbindungsfläche 5 mit Hilfe von Abdrückschrauben 8 (Fig. l) möglich ist. Unterhalb der Krümmer 2 ist eine Ladeluftleitung 9 angeordnet. Der Krümmer 2 ist (Fig. 2 u. 3) an einer inneren Mantelfläche 10 von einem Kühlwassermantel 11 umgeben, wobei die Abgasleitungen 3 umschließende und ein Gehäuse 21 bildende Isolier-
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wandungen 12 an einer gekühlten äußeren Wandung 13 des Krümmers 2 befestigt sind (Fig. 2 u.3). Die Isolierwandungen 12 sind zu den Zylinderkopfen 1 so angeordnet, daß zwischen diesen Bauteilen ein Montageraum 14 vorhanden ist.
Alle Ausführungsbeispiele·gemäß den Fig. 1 bis 3 verdeutlichen die vorteilhafte Kapselung der Abgasleitungen 3 durch die im Bereich der Krümmer 2 gekühlten Isolierwandungen 12. Wie weiterhin aus den Figuren ersichtlich ist, wird die Montage bzw. Demontage der einzelnen Zylinderköpfe 1 durch die Isolierwandungen 12 nicht erschwert, da die Verbindungsfläche 5 zwischen den Zylinderköpfen 1 und den Flanschen 4 der Krümmer 2 schräg ausgeführt ist.
In der Fig. 1 bilden eine elastische Steigleitung 15 und eine parallel zu den Abgasleitungen 3 verlaufende Kühlwassersammelleitung 16 einen Teil der Isolierwandung 12. Dabei ist für jeden Zylinderkopf 1 eine Steigleitung 15 an den Kühlwassermantel des jeweiligen Krümmers 2 angeschlossen.
Durch die Kühlung bestimmter Abschnitte der Isolierwandung 12 mit Hilfe der Steigleitungen 15 und der Kühlwassersammelleitung 16 läßt sich die Isolierwirkung des Gehäuses 21 erheblich verbessern, wobei in vorteilhafter Weise Wärmespannungen, die infolge
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großer TemperaturSchwankungen in den Isolierwandungen 12 auftreten, vermieden werden. Aufgrund der biege« und torsionsweichen Ausgestaltung der Stegleitungen 15 und der Kühlwassersamme1leitung 16 können die Krümmer 2 zur Erleichterung der Demontage der Zylinderköpfe 1 mittels der Abdruckschrauben 8 von der Verbindungsfläche 5 abgehoben werden.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die KühlwasserSammelleitung 16 durch den Kühlwassermantel 11 der Krümmer 2 unter Einfügung von parallel zur Zylinderreihe verlaufenden nicht dargestellten Zwischenstücken gebildet sind. Diese rohrförmigen Zwischenstücke sind jeweils über Steckverbindungen mit den Krümmern 2 verbunden. Außerdem dient die Kühlwassersammelleitung 16 als Träger für Meßinstrumente 17, Anlaßluft- 18 und Kraftstoffleitungen 19.
Weiterhin ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Brennkraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinderreihen dargestellt, bei dem die Kühlwassersammelleitung 16 zentral im V der Zylinderreihen angeordnet ist. Dabei ist sie mittels beweglicher Übergangsstücke 20 mit dem Kühlwassermantel 11 der Krümmer 2 verbunden und mit Gußfüßen 21 am Kurbelgehäuse befestigt. Die Übergangsstück« 20 ermöglichen dabei das Abheben der Krümmer 2 von der Verbindungsfläche 5 der Zylinderköpfe 1 zum Zwecke bereits beschriebener Montagearbeiten. Diese Kühlwassersammelleitung 16 läßt sich
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aus einem T-förmigen Element pro Zylinder herstellen, wobei diese Elemente mit ihren gegenüberliegenden Enden miteinander verbunden sind. Es besteht demnach die Möglichkeit, unabhängig van der Zahl der Zylindereinheiten für eine bestimmte Baureihe einer Brennkraftmaschine immer die gleichen Bauelemente für die Kühlwassersammelleitung 16 zu verwenden.
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Claims (8)

Kiöckner-Humboidt-DeuizAG AHIIU 5 Köln 80, den 24. Februar 1976 Unsere Zeichen: D 76/4; APTB Ca/Rü Patentansprüche
1. Mehrzylindrige, wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer Zylinderreihe, an deren Einzelzylinderköpfen sich vom Wasser der Brennkraftmaschine gekühlte Krümmer anschließen, die mit einer KühlwasserSammelleitung in Verbindung stehen, wobei sich an die Krümmer Abgasleitungen anschließen, die zu einem Bündel zusammengefaßt und von einer Isolierwandung umgeben sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) Die Verbindungsfläche (5) zwischen den ZyIInderköpfen (l) und Flanschen (4) der Krümmer (2) ist stumpfwinklig zur Zylinderkopfauflagefläche (6) ausgeführt.
b) Die Krümmer (2) sind beweglich mit der Kühlwassersammelleitung (16) verbunden.
c) Die Isolierwandung (12) ist an der gekühlten äußeren Wandung (13) des Krümmers (2) und/oder der Kühlwassersammelleitung (16) befestigt.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zylinderköpfen (1) und der Isolierwandung (12) ein Montageraum (14) vorgesehen ist und die Flansche (4) der Krümmer (2) Gewindelöcher haben, in denen Abdrückschrauben (β)
angeordnet sind. «„-^-rr-rx
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3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierwandung (12) doppelwandig ausgeführt ist, wobei der Zwischenraum an die Wasserführungen der Krümmer (2) und/oder der Kühlwassersammelleitung (16) angeschlossen ist, bzw. wobei der Zwischenraum die Kühlwassere««nelleitung (16) bildet.
4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die torsionsweiche Kühlwassersammelleitung (16) parallel zum Bündel der Abgasleitungen (3) verläuft und über biegeweiche Steigleitungen (15) mit dem Kühlwassermantel (11) der Krümmer (2) verbunden ist, wobei die Kühlwassersammelleitung (16) und/oder Steigleitungen (15) einen Teil der Isolierwandung (12) bilden.
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwassermantel (H) der Krümmer (2) Stutzen aufweist, die gegebenenfalls unter Einfügung von Zwischenstücken über Steckverbindungen miteinander verbunden sind und die Kühlwassersammelleitung (16) bilden.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die KühlwasserSammelleitung (16) und/oder die Stutzen als Träger für Meßinstrumente (17), Anlaßluft-(18) und Kraftstoffleitungen (19) sowie Kabelbahnen dienen.
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Klöckner-Humboldt-Deutz AG 2λΛ MLMKdI - V? - 24.2.1976
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7. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinderreihen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die KühlwasserSammelleitung (16) zentral im V der Zylinderreihen angeordnet ist und jeweils über bewegliche Übergangsstücke (20) mit dem Kühlwassermantel (11) der Krümmer (2) in Verbindung steht.
8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstücke (20) im wesentlichen T-förmig ausgebildet sind und mit ihren gegenüberliegenden Enden miteinander verbunden die Kühlwassersammelleitung (16) bilden.
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