DE2727124A1

DE2727124A1 - Einrichtung zur kuehlfluessigkeitsfuehrung im zylinderblock von mehrzylinder-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2727124A1
Application number: DE19772727124
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dipl Ing Koerner; Martin Dipl Ing Schnapper
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1978-12-21

Description

Einrichtung zur Kühlflüssigkeitsführung im Zylinderblock
von M@hrzylinder-Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlflüssigkeitsführung im Zylinderblock von M@hrzylinder-Brennkraftmaschinen, bei denen mehrore Zylinder jeweils hintereinander Voll der Kühlflüssigkeit angeströmt werden, wobei die Kühlflüssigkeit im unteren Teil des Zylinderblockes in den Kühlflüssigkeitsraum eines erston Zylinders eintritt, diesen am ulltorell Tcil umspült und gegenüber dem Zulaufkanal in den Kühlflüssigkeitsraum des nächsten Zylinders abfließt, wobei für jeden Zylinder jeweils ein Teil strom abgezweigt, nach oben geführt und durch dort vorgeschene Auslaufkanäle in die Kühlflüssigkeitsräume des Zylinderkopfes übertritt und wobei jeder Kühlflüssigkeitsraum in zwei übereinanderliegende, durch einen inl mittleren IColbenllubbereich liegenden Trennring gegeneinander abgegrenzte Ringkammern untertoilt ist, die über eiiien oberhalb des Zulaufkanales und zum Auslaufkanal diametral gegenüberliegenden Überströmkanal verbunden sind.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art sind die horizontalen Querschnitte von unterer und oberer Ringkammer im wesentlichen etwa gleich, insgesamt aber unregelmäßig. Dies hat schwankende Strömungsgeschwindigkeiten bzw. unregelmässige Umströmunesterhältnisse zur Folge, welche sich im Bereich der thermisch verhältnismäßig gering belasteten unteren Ringkammer nicht nachteilig bemerkbar machen und an sich erwünscht sind, um eine Überkühlung dieses Bereiches zu veroberen meiden. Im Bereich der thermisch hoch belasteten Ringkammer verhindern sie aber eine gleichmäßige Kühlung und bedingen einen verhältnismäßig hohen Kühlmitteldurchsatz, um über den wanzen Zylinderumfang die jeweils erforderllche Kühlung sicherzustellen. Besonders für die letzten der hintereinander angeströmten Zylinder ergeben sich dabei wegen der Aufheizung des Kühlmittels Schwierigk@@ten (DT-AS 21 56 777).
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß bei über den Zylinderumfang etwa gleicher Querschnittsfläche der oberen Ringkammer deren radiale Breite um ein Mehrfaches kleiner als die der unteren Ringkammer ist. Hierdurch ergeben sich für die obere Ringkammer ohne Rückwirkung auf die für die untere Ringkammer gegebenen Verhältnisse gleichmäßige und verbesserte Umströmungsverhältnisse mit einer entsprechend intensivierten Kühlung, ohne daß deswegen der Durchsatz an Kühlmittel vergrößert werden müßte.
Im Rahmen der Erfindung erweist es sich für die Bemessung des oberen Ringkanalquerschnittes als zweckmäßig, wenn dieser ringspaltartig ausgebildet wird und eine Breite aufweist die zwischen 1.5 und 10 % des Zylinderdurchmessers ausmacht. Bevorzugt liegt die Spaltbreite bei etwa 2 bis 5 g des Zylinderdurchmessers.
Im Hinblick auf die sich ergebenden, höheren Durchströmungsgeschwindigkeiten und um auch trotz der im serienmäßigen Motorenbau unvermeidbaren Abweichungen etwa gleiche Strömungsverhältnisse gewährleisten zu können, erweist es sich als zweckmäßig, wenn der den Ringspalt außenseitig begrenzende Zylinderblockwandteil bearbeitet wird, so daß sich in Vorbindung mit der als innenseitige B@grenzung der Kammer vorwendeten eingesetzten Zylinderbüchse gleichmäßige Ringkammerquerschnitte gewährleisten lassen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäß angesprochenen Einrichtung zur Flüssigkeitsführung zeigt, während in Fig. 2 eine Schnittdarstollung oiiles Zylinders einer Brennkraftmaschine dargestellt ist, der mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Flüssigkeits@ührung vorsehen ist.
Aus der in Fig. 1 gezeigten Schemadarstellung ist das Pr@@-zip einer Kühlflüssigkeitsführung für einen Zylinder einer Bronnkraftmaschine er@ichtlich, bei der die einzelnen Zylinder aus einem gemeinsamen @ühlflüssigkeitsstrom versorgt werden, der die Zylinder h@ntereinander in ihrem unteren Bereich durchströmt und von dem jeweils für jeden Zylinder ein Teilstrom nach oben abgezweigt wird. Für den in Fig. 1 schematisch dargestellten Zylinder einer mehrere hintereinander angeordnete Zylinder umfassende Brennkraftmaschine erfolgt die Zuführung des Hauptflüssigkeitsstromes im unteren Bereich des Zylinderblockes 1 über den Zulaufkanal 2, dem diametral der Ablaufkaual 3 gegen@berliegt. Zwischen Zulaufkanal 2 und Ablaufkanal 3 durchfließt die Kühlflüssigkeit die untere Ringkammer eines über einen Trennring 5 in die untere Ka@-mer 4a und eine obere Kammer 4b unterteilten Kühlflüssigkeitsraumes @, der r@dial @nnen durch die Zylinderbüchse 7 und radial außen durch den Zylinderblock 1 begrenzt ist. Im Bereich der unteren Kammer 4a ergibt sich dabei eine weitgehend ungeordnete und unregelmäßige, also labile und instationäre Kühlflüssigkeitsströmung, die eine entsprechend schlechte Wärmeübertragung vom Zylinder auf die Kühlflüssigkeit zur Folge hat. Im unteren Bereich orgibt sich somit auch, wie angestrebt, nur eine vergleichsweise geringfüglge Kühlung.
Der vom Hauptstrom abgezweigte Teilstrom tritt über den Überströmkanal 8 in die obere Kammer 4b über, die zum Überströmkanal 8 gegenüberliegend mit einem Auslaufkanal 9 versehen ist, durch den der Tcilstrom in den Zylinderkopf 10 ilbertritt, veii dem er in einen den Zylindern gemeinsamen Rücklaufkanal 11 übertritt.
Entsprechend der zueinander diametralen Lago des Überströmkanales 8, der bevorzugt von der Zylinderbuchse 7 abgelegen dem Zylinderblock 1 zugewandt bzw. zugeordnet angeordnet ist, zum Auslaufkanal 9 teilt sich der Teilstrom, insgesamt mit 12 bezeichnet, im Bereich der oberen Kammer 4b in zwei Strömungsäste 12a und 12b auf, die sich nach Umströmung je einer Hälfte der Zylinderbuchse im Bereich des Auslaufkanales 9 wieder v@reinigen.
Für die Äste 12a und 12b des Teilstromes wird gemäß der @rfindung eine gleichmäßige Verteilung bei im Hinblick auf eine intensive Kühlung angestrebter hoh@r Strömungsgeschwindigkeit dadurch @rreicht, daß der Querschnitt der oberen Kammer, die eine Ringkammor bildet, um ein Mehrfaches kloiner ist als derjenige der unteren, ebenfalls als Ringkammer ausgebildeten Kammer. Als zweckmäßig hat sich dabei orwicsen, wonn dio obere Kammer praktisch gesehen einen Ringspalt bildet, dessen Breite zwischen 1,5 bis 10 % des Zylinderdurchmessers ausmacht. Bevorzugt beträgt die Breite des Ringspaltos zwischen 2 und 5 % dos Zylinderdurchmessers. Gleichmäßige Strömungsverhältnisse für die beiden Äste 12a und 12b des Teilstromes worden dabei dadurch gewährleistet, daP die äußere Wandung des Ringspaltes, also dessen dem Zylinder bloc 1 zugeordnete wandung 13 bearbeitet wird, wobei die Bearbeitung derart erfolgt, daß die Wandung 13 zur Zylinderachso 14 konzentrisch liegt.
Entsprochend dor gezeigten Schnittdarstellung ist in Fig. 2 lediglich der Ablaufkanal 3, nicht aber der Zulaufkanal 2 sichtbar, der zur Zeichnungsebene etwa symmetrisch im Zylinderblock angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt weiter noch einen im Hinblick auf don Einsatz als, V-Motor hilfsweise vorgesehenen Kühlflüssigkeitskanal 15, über den auch bei Schräglage dor Zylinderachsen noch eine völlige Kühlwasserentleerung erreicht werden kann.
Der Trennring 5 weist, wie die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt, gegenüber der Zylinderbüchse 7 lediglich so viel Spalt auf, wie im Hinblick auf Bearbeitungstoleranzen notwendig ist. Dor Übertritt der Kühlflüssigkeit erfolgt somit auch bei dieser praktischen Ausführungsform lediglich über den Überströmkanal 8, dor zum Auslaufkanal 9 diametral gegenüberliegend angeordnet ist.
In Fig. 2 ist des weiteren noch der Kolben 16 angedeutet, und zwar in seiner unteren Totpunktlage. Aus dieser Totpunktlage ergibt sich, daß der Trennring 5 vom zylinderkopfseitigen Ende des Zylinders einen Abstand aufweist, dor etwa 60 % dos Kolbenhubes entspricht.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Einrichtung zur Kühlflüssigkeitsführung im Zylinderblock von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, bei denen mehrere Zylinder jeweils hintereinander von dor Kühlflüssigkeit angeströmt werden, wobei die Kühlflüssigkeit im unteren Teil des Zylinderblockes in den Kühlflüssiekeitsraum eines ersten Zylinders eintritt, diesen am unteren Teil umspült und gegenüber dem Zulaufkanal in den Kühlflüssigkeitsraum des nächsten Zylinders abfließt, wobei für jeden Zylinder jeweils ein Teilstrom abgezweigt, nach oben geführt und durch dort vorgesehene Auslaufkanäle in die Kühlflüssigkeitsräume des Zylinderkopfes übertritt und wobei Jeder Xühlflüssigkeitsraum in zwei übereinanderliegende, durch einen im mittleren Kolbenhubbereich liegenden Trennring gegeneinander abgegrenzte Ringkammern unterteilt ist, die über einen oberhalb des Zulaufkanales und zum Auslaufkanal diametral gegenüberliegenden Überströmkanal verbunden sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei über den Zylinderumfang etwa gleicher Querschnittsfläche der oberen Ringkammer (4b) deren radiale Bereite um ein Mehrfaches kleiner als die der unteren Ringkammer (4a) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Breite der oberen, einen Ringspalt bildenden Ringkammer (4b) zwischen 1,5 und lo % des Zylinderdurchmessers ausmacht.

@. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlflüssigkeitsraum radial innen durch eine Zylinderbuchse und radial außen durch einen Wandteil der Zylinderblockes hegrenzt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der den @ingspal@ (@) außenseit@g begrenze@@@ Wandteil des Zylinderblockes bearbeitet ist.