DE3123527A1

DE3123527A1 - "hubkolben-brennkraftmaschine mit oelraeumen zur kuehlung"

Info

Publication number: DE3123527A1
Application number: DE19813123527
Authority: DE
Inventors: Hermann 3180 Wolfsburg Deutsch; Hermann Dr.-Ing. Krüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-11-27
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1982-06-24
Also published as: US4606304A; DE3123527C2

Description

AKT IENGES F. LLSCHAFl

3180 Wolfsburg

1702-pt-hu-sa/K 2997 D 12. Juni 1981

Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Ölräutnen zur Kühlung

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Bronnkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I₀ Cine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 26 09 844j FOIp 9/04, in der Weise bekannt, daß nur in heißen Bereichen der Zylinderköpfe der im übrigen luftgekühlten Brennkraftmaschine zumindest ein Kanal für das hier als Kühlöl dienende, durch die Ölpumpe geförderte Schmieröl eingearbeitet ist. Damit soll dem bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen, deren Vorteil in einer besonders einfachen Konstruktion liegt, auftretenden Nachteil des Auftretens sehr hoher Temperaturen in bestimmten Bereichen Rechnung getragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolben-Brennkraftmaschine zu schaffen, deren Kühlung zumindest in überwiegendem Maße durch Öl erfolgt, so daß eine echte Flüssigkeitskühlung vorliegt, ohne daß die bei Wasserkühlung erforderlichen Zwischenwände und Abdichtungen zwischen öl und Wasser erforderlich sind, und die die Herstellung des Gehäuses der Maschine als einstückiges Gußstück gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1; vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Von diesen beziehen sich die Ansprüche 2 und 3 auf Ausbildungen, die in preisgünstiger Weise die Verwendung von Wiederholungskernen gestatten.

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Unter einem Hinterschnitt ist im Rahmen der Erfindung jede quer zur Zugrichtung der Wiederholungskerne verlaufende und demgemäß ihr Entfernen verhindernde Durchmesseränderung, also letztlich auch eine allmähliche Durchmesserverringerung, zu verstehen. Wenn also in den Ölräumen eine Änderung ihrer Querschnittsabmessungen erfolgt, dann nur so, daß in Richtung der
Bewegung der Wiederholungskerne bei ihrem Entfernen eine Vergrößerung der Querschnittsabmessungen auftritt.

Die Erfindung gestattet es also, das Gehäuse der Brennkraftmaschine von
der Kurbelwellenlagerung bis zur obenliegenden Ventilsteuerung einstückig durch Druckguß oder in einem anderen Gießverfahren, beispielsweise als
Graugußgehäuse, herzustellen. Die Ölräume verlaufen so, daß ein Wärmeübergang von den Zylinderwänden in das Öl und von diesem über die äußeren Gehäuse- \i/ände an die Umgebungsluft stattfindet. Zur Erhöhung der Wärmeabgabe an
die Umgebungsluft können übliche Mittel, wie Kühlrippen, vorgesehen sein, die in einem Arbeitsgang mit der Formgebung des Gehäuses hergestellt u/erden .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine in Reihenbauweise,

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II-II und

Fig. 3 den in Fig. 1 mit III—III bezeichneten
Querschnitt.

Die Brennkraftmaschine besitzt das einteilige Gußgehäuse 1, das sich zwischen Mitte Lager der Kurbelwelle 2 und Mitte Lager der Nockenwelle 3 erstreckt und die Zylinder 4, 5, 6 und 7 aufnimmt. Auf seiner den Kurbelwellenlagern 8, 9 und 10 bezüglich der Gaswechselkanäle 11 und 12 (siehe Figur 2) abgekehrten Seite, also hier am oberen Ende, besitzt das Gehäuse 1

parallel zu den Achsen 13, 14, 15 und 16, die auch parallel zueinander verlaufen, der Zylinder weisende Fortsätze, von denen in Fig. 2 nur der mit 17 bezeichnete dargestellt ist, die zur Aufnahme von Ventiltriebselementen, wie Tassenstößeln 18 und Ventilfedern 19, dienen. Die Ventile selbst -Fig. 2 zeigt nur ein Einlaßventil 20, Fig. 1 auch das zugehörige Auslaßventil 20'- verlaufen mit ihren Achsen parallel zu den Zylinderachsen.

Betrachtet man zunächst weiter Fig. 1, so fördert die ölpumpeneinheit 21, die sich zusammensetzt aus den beiden von der Kurbelwelle 2 angetriebenen Einzelpumpen 22 und 23, Schmier- und Kühlöl aus dem durch den Ölsumpf 24 gebildeten Ölreservoir 25 über ein übliches Ülsieb 26 und die Leitung 27 in zwei Ölkreisläufe^ nämlich den Schmierölkreislauf 28, in dem sich das Schmieröl unter relativ hohem Druck befindet, und den Kühlölkreislauf 29, in dem eine größere Ölmenge unter geringerem Druck umläuft. Im Bereich der Pumpeneinheit 21 sind die Kühlölkanäle des Kühlkreislaufs 29 durch das aufgeflanschte schalenartige Teil 30 gebildet.

Betrachtet man nun Fig. 2, so sind dort außen am Gehäuse Ölzuführungskanäle 31 und 32 vorgesehen, die Bestandteile des Kühlölkreislaufs 29 sind und düsenartige Öffnungen 33 und 34 besitzen, die in die ölräume 35 und 36 auf beiden Seiten der Zylinder einmünden. Unter dem von der Ölpumpe 23 erzeugten Druck wird also Kühlöl in Richtung auf die Nockenwelle 3 und die anderen Teile der Ventilsteuerung gespritzt, das an den Wänden der Ölkanäle 35 und 36 herabläuft und dabei sowohl Wärme vom inneren Teil des Gehäuses aufnimmt als auch Wärme über die Außenwand des Gehäuses an die Umgebungsluft abgibt. Zur Unterstützung dieser Wärmeabgabe sind Kühlrippen 37 vorgesehen, die bei einer in ein Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine dem Fahrtwind ausgesetzt sind oder zur Bildung von Luftkanälen abgedeckt sein können, die mit einem Gebläse in Verbindung stehen.

Wichtig für die Herstellbarkeit des Gehäuses als einstückiges Gußgehäuse unter Verwendung von Wiederholungskernen ist, daß die Ölräume 35 und 36 parallel zu den Zylinderachsen verlaufen und keine Hinterschnitte aufweisen j, die das Herausziehen der Kerne nach oben (für die bis zur Mittelebene

der Gasvi/echselkanäle 11 und 12 reichenden Teile der Ölräume 35 und 36) bzw. nach unten (für die unteren Teile der Ölräume 35 und 36) verhindern. In üblicher Weise vuird man vielmehr eine Abschrägung der Wände von wenigen Grad im Sinne einer Vergrößerung der Querschnittsabmessungen der Ölräume in Richtung der Bewegung der Wiederholungskerne bei ihrem Herausziehen vorsehen.

Bei den Gaswechselkanälen, also Einlaßkanal 11 und Auslaßkanal 12, ist die Formgebung so getroffen, daß zur Herstellung zwei Teilkerne Verwendung finden können; die Trennebene zwischen diesen beiden Teilkernen ist in Fig. 2 mit 38 bezeichnet. Demgemäß wird der eine Teilkern schräg nach außen, der andere Teilkern in Richtung parallel zur zugehörigen Zylinderachse 13 nach unten herausgezogen.Auch hier müssen diese Kernbewegungen verhindernde Hinterschnitte vermieden sein.

Wie beschrieben, durchläuft das kühlende Öl die Ölräume 35 und 36 von oben nach unten, wobei es auch auf Einlaßkanal 11 und Auslaßkanal 12 auftrifft. Da die Auslaßkanäle sehr hohe Temperaturen annehmen können, müssen dort gegebenenfalls Maßnahmen getroffen werden, die den Wärmezufluß zum Öl verringern. In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel dient hierzu die Abschirmung 39; andere, an sich bekannte Mittel sind Portliner in den Auslaßkanälen oder innere und/oder äußere Auslaßkanalbeschichtungen. Auch kann es vorteilhaft sein, eine Kolbenbodenisolierung vorzunehmen. Derartige Maßnahmen sind dem Fachmann an sich bekannt.

Die Ölzufuhrkanäle 31 und 32 (siehe Fig. 2) befinden sich also außerhalb des Wegs der Wiederholungskanäle bei ihrem Herausziehen. Wie Fig. 3 zeigt, können auch Schmierölkanäle 40 zur Versorgung von Kurbelwellenlagern, hier des Kurbelwellenlagers 10, außen am Gehäuse vorgesehen sein, die dann über Kanäle 41 im Gehäuse 1 mit den zu schmierenden Bereichen verbunden sind.

Bei 42 sind Ölleitbleche angedeutet, die das heiße Öl in Kontakt mit gekühlten Bereichen des Gußgehäuses 1 halten.

Die Erfindung nutzt also den grundsätzlichen Vorteil einer reinen Ölkühlung gegenüber einer Wasserkühlung, nämlich Fortfall der Trennung von Öl- und Wasserkreisläufen, zur Gewinnung einer herstellungstechnisch besonders ein-

fachen Maschinenkonstruktion aus. Dabei ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine nicht notwendigerweise an den Aufbau mit senkrecht stehenden Zylinderachsen gebunden. Es ist auch möglich, die Maschine liegend oder schräg einzubauen, da dadurch auftretende Beeinflussungen der Ölströmungen in den Ölräumen durch entsprechende Querschnittservi/eiterungen oder -Verringerungen insbesondere im Bereich der Gaswechselkanäle rückgängig gemacht werden können.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

f 1/ Hubkolben-Brennkraftmaschine mit parallel verlaufenden Zylindern und Ölräumen zur Kühlung der Maschine durch umlaufendes Öl, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine ein einstückiges Gußgehäuse (1) enthält, das Kurbelwellenlagerung (8,9,10), Zylinder (4,5,6,7) sowie obenliegende Ventilsteuerung (3,18,19) aufnimmt und neben den Zylindern /

(4,5,6,7) Ölräume (35,36) aufweist, die parallel zu den Zylindern (4,5, 6,7) verlaufen, vom kurbelwellen- bzw. ventilsteuerungsseitigen Ende der Maschine her zugänglich sind und denen in Höhe der Ventilsteuerung (3,18,19) zumindest eine Ölzuführung (33,34) zugeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölräume (35,36) zwecks Entfernbarkeit von Wiederholungskernen von den Enden der Maschine her nach dem Gießen hinterschnittfrei ausgebildet sind»
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselkanäle (11,12) zwecks Entfernbarkeit von Wiederholungs-Teilkernen von den Seiten der Maschine und von den Zylindern (4,5,6,7) her bereichsweise hinterschnittfrei ausgebildet sind.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußgehäuse (1) auf der den Zylindern (4,5,6,7) bezüglich der Gaswechselkanäle (11,12) abgekehrten Seite zur Aufnahme von Ventilriebselementen (18,19) Fortsätze (17) aufweist, die ebenso wie die Ventilachsen parallel zu den Achsen (13,14,15,16) der Zylinder (4,5, 6,7) verlaufen.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gußgehäuse (1) von Mitte Kurbelwellenlager (8,9,10) bis Mitte Lager der obenliegenden Nockenwelle (3) erstreckt.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußgehäuse (1) im Bereich der Ölräume (35,36) mit Kühlrippen versehen ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußgehäuse (1) außerhalb der Bewegungsbahn der Wiederholungskerne bei ihrem Entfernen Zuführungskanäle (31,32) für das Öl enthält, die im Bereich der Ventilsteuerung (3,18,19) Auslaßöffnungen (33,34) für das Öl aufweisen, das dann die Ölräume (35,36) in Richtung auf ein Ölreservoir (25) durchsetzt.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölräume (35,36) im Bereich der Gaswechselkanäle (11,12) mit Querschnittsänderungen zur Beeinflussung der Ölströmung versehen sind.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an besonders heißen Stellen der Ölräume Mittel (39) zur Verringerung des Wärmezuflusses zum Öl vorgesehen sind.