DE2839622A1 - Verbesserungen fuer luftgekuehlte brennkraftmaschinen zur schalldaempfung - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dietrich Lewinsky

Heinz - Joachim Huber Reiner Prietsch

Gotthardstr. 81

8000 München 21

-Z-

10 522

12. September 1978

LOMBARDINI - Fabbrica Italiana Motori Societä per Azioni, Via F.Hi Manfredi 6 REGGIO EMILIA / Italien

Verbesserungen für luftgekühlte Brennkraftmaschinen zur Schalldämpfung

Priorität aus der italienischen Patentanmeldung Nr. 46 895 A/77 vom 13. September 1977

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Die Erfindung betrifft Verbesserungen insbesondere zur Schalldämpfung der Zylinder und der Zylinderköpfe von Brennkraftmaschinen, deren Kühlung durch Luftströmung geschieht.

Es ist bekannt, daß bei Brennkraftmaschinen ein Teil der bei der Verbrennung erzeugten Wärme zusammen mit dem Abgas abgeleitet wird, während ein Teil bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen, auf die sich die Erfindung im besonderen bezieht, durch eine Strahlungsfläche abgeleitet wird, die normalerweise durch eine Anzahl Rippen gebildet wird, welche von den Zylindern und dem Zylinderkopf abstehen.

Es ist ferner bekannt, daß die durch die Verbrennung erzeugte Energie zum Teil in Form von Arbeit, v* edern-s«- »en wird, zum Teil in Wärmeenergie umgewandelt wii.. i...a zum Teil in akustische Energie, welche wegen der hohen Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen im Inneren von Metallen zur Aussenseite des Motorblocks übertragen wird.

Es ist gerade dieser Teil von Energie, der in Form von Schallwellen freigesetzt wird, welcher bei den erwähnten luftgekühlten Brennkraftmaschinen die akustische Belästigung der Umwelt hervorruft.

Im Falle von luftgekühlten Brennkraftmaschinen, welche in der Kraftfahrt verwendet werden, überträgt sich diese Geräuschbildung ausser auf die äussere Umgebung auch in das Innere des Fahrerraumes bzw. der Fahrerkabine ader auf den Führersitz unter vollem Verlust des Fahrkomforts.

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Der Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, den Bau von Brennkraftmaschinen so zu entwickeln, daß: die akustische Isolierung der Zylinder und der Zylinderköpfe der luftgekühlten Brennkraftmaschinen verbessert wird. Durch die Erfindung wird daher ein schallgedämpfter luftgekühlter Motorblock vorgeschlagen, der bei einfacher und rationeller Bauart die Schallfortpflanzung herabsetzt.

Erfindungsgemäß bestehen die vorgeschlagenen Verbesserungen im wesentlichen darin, Zwischenräume zu bilden, die zwischen der Verrippung und den Innenwänden des Motorblockes liegen, insbesondere des Verbrennungsraumes _r des oberen Teils der Zylinder, der Auslaßleitungen und der Einlaßleitungen, welche den erwähnten Hohlraum vollständig umgeben. Die erwähnten Zwischenräume, die dichtend abgeschlossen sind, enthalten erfindungsgemäß metallisches Natrium, welches daher die Innenwände der Zylinderköpfe und der Zylinder von den Aussenwänden trennt. Das metallische Natrium, das sich bei der Betriebstemperatur des Motors im flüssigen Zustand befindet, wirkt der Wärmeübertragung zwischen den Innenwänden des Motorblocks und den mit Rippen versehenen Aussenwänden nicht entgegen, absorbiert und/oder mindert die Ausbreitung der Schallwellen, so daß die gemanschte schalldämpfende Wirkung erhalten wird.

Der Motorblock mit Luftkühlung und Schalldämpfung durch die erfindungagemäßen Verbesserungen weist daher eine Reihe von Zwischenräumen auf, welche die Innenwände des oberen Teils der Zylinder, der Verbrennungsräume, der Auslaß- und Einlaßleitungen vollständig umgeben, welche Zwischenräume abgedichtet und mit metallischem Natrium gefüllt sind.

Dies unterscheidet die Erfindung vom Stand der Technik,

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bei welchem für ausschließlich mit den Problemen der Kühlung zusammenhängende Zwecke Zwischenräume von begrenzter Erstreckung, die mit verschiedenen Elementen gefüllt sind, vorgeschlagen werden.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sowie ihre betrieblichen Merkmale und ihre baulichen Eigenheiten werden nachfolgend anhand der beispielsweise gegebenen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansicht im axialen Schnitt durch die Achse eines erfindungsgemäßen Zylinders mit dem entsprechenden Zylinderkopf.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß der Zylinder 1, zumindest an seinem oberen Teil eine Innenwand 2 und eine Aussenwand 3 aufweist, zwischen welchen Wänden ein Zwischenraum 5 begrenzt wird, der den vorerwähnten Zylinder 1 vollständig umgibt. Die Aussenwand 3 ist mit einer Vielzahl von Kühlrippen 4 ausgebildet. Im Inneren des Zwischenraumes 5 befindet sich hermetisch abgedichtet metallisches Natrium 6, das einen geringen Abstand vom oberen Ende des Zwischenraumes 5 hat, so daß eine kleine Expansionskammer 7 vorhanden ist, um den Volumenzuwachs des Natriums 6 während des Übergangs aus der festen Phase in die flüssige Phase zurückzugewinnen und daher ohne die Unversehrtheit der Organe zu beeinträchtigen.

Auf den Zylinder 1 ist der Zylinderkopf 8 aufgesetzt, der ähnlich wie der Zylinder 1 aussen mit einer Vielzahl von Kühlrippen 9 versehen ist. In diesem Zylinderkopf 8 sind die Ansaugleitungen 13 und die Auslaßleitungen 15 ausgebildet, deren innere Windungen an den Sitzen der Ventile

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enden, welche durch eine der herkömmlichen Einrichtungen betätigt werden und der übersichtlicheren Darstellung und der Einfachheit der Zeichnung halber nicht dargestellt sind. Die Ansaugleitung 13 und die Auslaßleitung 15 sind je von einer Innenwand 11 und einer Aussenwand 12 begrenzt, zwischen welchen ein Zwischenraum IO vorgesehen ist, welcher die erwähnten Leitungen fast vollständig umhüllt. Auch im Inneren der Zwischenräume 10 ist metallisches Natrium 16 vorgesehen, dessen oberes Niveau einen geringen Abstand von der oberen Wand der Zwischenräume hat, um zwei Expansionskammern 14 zu bilden, welche die gleichen Aufgaben wie die vorerwähnte Expans ionskainmer 7 haben.

Erfindungsgemäß umhüllen, auch wenn dies nicht dargestellt ist, die Zwischenräume des Zylinderkopfes 8 auch den Verbrennungsraum des Motorblockes.

Ferner ist zu erwähnen, daß die Gesamtheit der Zwischenräume, mit denen der vorliegende schallgedämpfte Motor versehen ist, hermetisch abgeschlossen oder abgedichtet sind.

Das metallische Natrium wird in die Zwischenräume im geschmolzenen Zustand mit einer Temperatur von 110 bis 120° eingegeben, worauf die Zwischenräume mit Verschlußschrauben abgeschlossen werden.

Während der Füllung wird ein angemessenes Luftvolumen beibehalten, um die Ausdehnung des Natriums bei der Betriebstemperatur von etwa 200° C zu ermöglichen.

Wenn der Motor angelassen wird und sich daher erwärmt, wird das metallische Natrium 6 bzw. 16, das in dem Zwi-

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schenraum 5 und in den Zwischenräumen 10 enthalten ist, aus dem festen Zustand in den flüssigen Zustand gebracht und die Volumenvergrösserung infolge des erwähnten Phasenübergangs wird von den Expansionskammern 7 und 14 aufgenommen. Da das flüssige Natrium dne erhöhte Wärmeleitfähigkeit hat, gelangt die durch die Verbrennung erzeugte Wärme, die nicht durch die Auslaßleitung 15 abgeleitet wird, von den Innenwänden 2 und 11 in die Natriumbäder 6 und 16 und wird von diesen auf die Aussenwände 3 und 12 übertragen, so daß sie den Kühlrippen 4 und 9 zugeführt wird, von welchen sie durch die üblichen Kühlluftströme abgeleitet wird. Während des Betriebs des Motors wird ein Teil der durch die Verbrennung freigesetzten Energie in Schallenergie umgewandelt, deren Wellen ναι den Innenwänden 2 und 11 aufgenommen werden. Wegen der erhöhten Schallausbreitungsgeschwindigkeit auf das Innere der Metalle oder der Legierungen würden die erwähnten Schallwellen auf die umgebende Luft übertragen, welche den Motor umhüllt, was jedoch durch das vorteilhafte * >rhandensein der Natri Tibäder 6 und 16 vermiede ■>?·»... , ,.alche die erwähnten Schallwellen dämpfen und/oder absorbieren.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich/ daß der vorgeschlagene luftgekühlte Motor besonders geräuscharm ist, da die Zwischenräume, mit denen er versehen ist, die Gesamtheit der Hohlräume umhüllen, in welchen Schallenergiequellen bestehen, d.h. im oberen Teil des Zylinders 1 im Verbrennungsraum und in der Ansaugleitung 13 sowie in der Auslaßleitung 15 längs welchen wegen der Drosselungen, Schichtungen und Veränderungen im Verlauf, denen sie unterworfen werden, die Gemische, die sie durchströmen, die Geschwindigkeit erhöhen, wodurch in vielen Fällen Schallwellen erzeugt werden. Weiter ist noch der besondere Vorteil hervorzuheben, der sich aus dem Umstand ergibt, daß die Zwischen-

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räume 5 and 10 versiegelt sind, weshalb die erfindungsgemäße Schalldämpfung für luftgekühlte Brennkraftmaschinen keinerlei Wartung und kein Auffüllen des isolierenden Fluids im Inneren der erwähnten Zwischenräume erforderlich ist. Darüberhinaus ermöglicht die erwähnte Versiegelung, das Austreten von festem oder flüssigem Natrium zu vermeiden, das ein anomales Verhalten des Hotors und/oder Brüche im Motor hervorrufen kann.

Natürlich kühlt, wenn der Motor gedrosselt wird, in dem Z'Iaßo, in welchem dessen Kühlung fortschreitet, sich auch das Natrium ab, so daß es im Inneren der Zwischenräume 5 und 10 wieder das Niveau erreicht, welches es vor dem Anlassen des Motors hatte.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren .

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Claims (1)

Patentanspruch:

1. Motorblock für luftgekühlte Verbrennungsmotoren mit mindestens einem Kühlrippen aufweisenden Zylinder und Zylinderkopf und mit Ansaug- und Auslaßleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Oberteil des Zylinders (1) dicht abgeschlossene, metallisches Natrium (6, 16) enthaltende Zwischenräume (5j 10) angeordnet sind, die die Innenwandungen (2, 11) des Verbrennungsraums und der Ansaug- sowie Auslaßleitung (13 bzw.15) umschließen.

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ORIGINAL MSPECTED