DE3225347C2

DE3225347C2 - Wassergekühlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3225347C2
Application number: DE3225347A
Authority: DE
Inventors: Karl Ing. Kirchweger; Franz Ing. Graz Knopf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3225347A1; ATA310881A; AT380932B; US4455971A

Abstract

Um die bei einer wassergekühlten Brennkraftmaschine mit schalldämmender Verschalung, deren Verschalungsraum gegen Schallaustritt abgedichtete Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen aufweist, im Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kühlluft belüftet ist, und eine abgeteilte Auspuffverschalung mit eigener Kühlluftführung aufweist, wobei der Kühlerventilator außerhalb der Verschalung in der Nähe einer Verschalungswand, welche die Ventilatorabluft radial abführt, angeordnet ist und die Auspuffverschalung von ihrer Luftaustrittsöffnung bis zur Lufteintrittsöffnung einen im wesentlichen ansteigenden Verlauf hat, bestehende Gefahr einer Überhitzung der gesonderten Auspuffverschalung nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine - und damit Ausfall der Zwangsbelüftung - zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Lufteintritts öffnung zur Auspuffverschalung mit dem höchstgelegenen Bereich derselben in Verbindung steht und im Strom der abgeführten Ventilatorkühlluft angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit schalldämmender Verschalung, deren Verschalungsraum gegen Schallaustritt abgedichtete Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen aufweist, im Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kühlluft belüftet ist und eine vom übrigen Verschalungsraum abgeteilte, ebenfalls mit Kühlluft belüftete Auspuffverschalung aufweist, wobei der Kühlventilator außerhalb der Verschalung in der Nähe einer Verschalungswand angeordnet ist und die Auspuffverschalung von ihrer Luftaustrittsöffnung bis zur Lufteintrittsöffnung einen im wesentlichen ansteigenden Verlauf hat.

Eine bekannte Brennkraftmaschine (DE-OS 35 032) weist eine schalldämmende Verschalung auf, die von einem an einer Riemenscheibe an der Stirnseite der Brennkraftmaschine angeordneten Gebläse zwangsbelüftet ist. Die außerhalb des eigentlichen Verschalungsraums als getrennter Verschalungsteil aufgesetzte Auspuffverschalung wird über zwischen der Verschalungswand und den Auspuffanschlußkrümmern gebildete Ringspalte mit Kühlluft aus dem Verschalungsraum versorgt, welche nach dem Vorbeistreichen an dem nach unten von der Brennkraftmaschine weggeführten und mit einem Absorptionsschalldämpfer umgebenen Auspuffsammeirohr aus dieser separaten Auspuffverschalung ins Freie austritt. Da die Auspuffverschalung insbesondere nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine — womit die Zwangsbelüftung der Verschalung durch das Gebläse entfällt — durch das heiße Auspuffsammeirohr bzw. die an diesem erhitzte und im Spalt des Absorptionsschalldämpfers aufsteigende heiße Luft in unerwünschter Weise sehr stark aufgeheizt wird, ist es erforderlich, an der höchsten Stelle der Auspuffverschalung eine Entlüftungsöffnung vorzusehen, welche entweder ständig geöffnet ist und damit einer schallabsorbierenden Auskleidung bedarf, oder durch eine steuerbare Klappenanordnung im Betrieb der Brennkraftmaschine geschlossen ist und nur nach dem Abstellen zur Entlüftung der Auspuffverschalung geöffnet wird. Nachteilig ist in dem einen Fall, daß Kühlluft während des Betriebes der Brennkraftmaschine ungenützt entweicht und daß im anderen Falle ein relativ großer zusätzlicher Aufwand durch die steuerbaren Klappen an der Entlüftungsöffnung notwendig ist. Die zwischen den Auspuffanschlußkrümmern und der Verschalungswand gebildeten Ringspalte sind auch notwendig, um eine Schwingungsübertragung auf die Verschalungswand zu vermeiden. Durch diese Ringspalte, die nicht an der höchsten Stelle der Auspuffverschalung liegen, kann nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine erhitzte Luft aus der Auspuffverschalung in den übrigen Verschalungsraum eintreten und diesen aufheizen.

Eine andere bekannte Brennkraftmaschine (DE-OS 23 17 543) is* zusammen mit einem von dieser angetriebenen Kompressor in einem gemeinsamen Verschalungsraum angeordnet, der die gesamte durch den Kühler gedrückte Luft durch einen anschließenden, geknickten Luftkanal, in dem auch der Auspuffschalldämpfer angeordnet ist, ins Freie führt. Da die für den Kühler der Brennkraftmaschine erforderliche Kühlluftmenge wesentlich größer ist als für die Durchlüftung des Verschalungsraumes benötigt, müssen die am Eintritt und Austritt der Kühlluft gemäß dieser Anordnung vorzusehenden Schalldämpfer in völlig unnötiger Weise sehr groß gebaut werden.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung (DE-OS 25 47 523) ist die Auspuffverschalung neben dem übrigen Verschalungsraum angebracht. An der Durchtrittsöffnung des Auspuffsammelrohres muß ein Ringspalt offen bleiben, um eine Schwingungsübertragung auf die Verschalungswand zu verhindern. Durch diesen Ringspalt sowie eine weitere öffnung zur Befestigung des Auspuffdämpfers an der Brennkraftmaschine tritt Kühlluft aus dem übrigen Verschalungsraum in die Auspuffverschalung ein; nach dem Abstellen gelangt jedoch aufgeheizte Luft aus der Auspuffverschalung auf demselben Weg in den Verschalungsraum der Brennkraftmaschine zurück und heizt diesen auf.

Ausgehend von einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sowohl im Betrieb der Brennkraftmaschine als auch nach dem Abstellen derselben auf einfache Weise eine ausreichende Lüftung des heißen Bereiches um das Auspuffsammeirohr bzw. die Auspuffkrümmer sicherzustellen und insbesondere eine Aufheizung des Verschalungsraumes der Brennkraftmaschine nach dem Abstellen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auspuffverschalung im Verschalungsraum der Brennkraftmaschine angeordnet und gegenüber diesem völlig abgeschlossen ist, daß eine Zuführungsöffnung zur Lufteintrittsöffnung der Auspuffverschalung im Strom der abgeführten Ventilatorabluft angeordnet ist und daß ein aus der Ventilatorabluft abgezweigter Teil-

strom unmittelbar durch die Auspuffverschalung geführt ist.

Da ein Teil der vom Kühlerventilator im Betrieb der Brennkraftmaschine abströmenden Abluft unmittelbar zur Belüftung und Kühlung der Auspuffverschalung herangezogen werden kann, kann die Auspuffverschalung gegen den übrigen Verschalungsraum vollkommen abgeschlossen sein; sie benötigt kein eigenes Lüftungsgebläse. Durch den im wesentlichen ansteigenden Verlauf der Ausp'iffverschalung von der Luftaustrittsöffnung bis zur Zuführungsöffnung zur Lufteintrittsöffnung ist auf sehr einfache Weise sichergestellt, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine mit heißem Auspuffsystem die in der Auspuffverschalung erwärmte Luft stetig aufsteigen kann und durch diese Zuführungsöffnung aus der Auspuffverschalung ins Freie gelangt. Durch die Anordnung der Auspuffverschalung im Verschaiungsraum entfällt die Notwendigkeit, mit Rücksicht auf eine Schwingungsübertragung zwischen dem eintretenden Auspuffrohr und der Auspuffverschalung einen Ringspalt vorzusehen. Die Auspuffverschalung kann unmittelbar und dicht an den Motorblock anschließen und somit alle heißen Auspuffteile umschließen. Neben einer Vereinfachung der Belüftung der Auspuffverschalung im Betrieb der Brennkraftmaschine ist also durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch bei stillstehender Brennkraftmaschine eine deutliche Verbesserung erreicht.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zuführungsöffnung an der Oberseite der Verschalung vorgesehen ist und eine zugehörige, an der Außenseite der umgebenden Verschalungswand angebrachte Luftsammeieinrichtung aufweist. Die Luftsammeieinrichtung kann dabei beispielsweise einfach aus entsprechend gebogenen Blechteilen bestehen, die einen Teil der abströmenden Ventilatorabluft sammeln und zur Lufteintrittsöffnung leiten, wodurch auf einfache Weise der Durchsatz an Kühlluft durch die Auspuffverschalung erhöht wird.

Bei Verwendung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Schalldämpfer an der Zuführungsöffnung außerhalb der Verschalung der Brennkraftmaschine angebracht und ebenso wie die Luftsammeleinrichtung zumindest teilweise von umgebenden Fahrzeugteilen gebildet ist. Damit werden ohnedies vorhandene Fahrzeugteile in der Umgebung der schalldämmenden Verschalung der Brennkraftmaschine mit zur Verbesserung und Vereinfachung der Belüftung der Auspuffverschalung herangezogen, was beispielsweise insbesondere bei Lastkraftwagen mit den dort meist sehr knappen Platzverhältnissen für den Einbau des Antriebsmotors große Vorteile bringt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch einen Lastkraftwagen, welcher von einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine angetrieben ist,

Fi g. 2 zeigt einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie II-II in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 zeigt einen teilweisen Schnitt entlang der Linie HI-III inFig.2und

Fig.4 zeigt einen teilweisen Schnitt entsprechend der Fig. 1 durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ein Lastkraftwagen 1 weist gemäß F i g. 1 eine unterhalb des Fahrerhausbodens 2 angeordnete, mit einer schalldämmenden Verschalung 3 versehene Brennkraftmaschine 4 als Antriebsmotor auf, welche mittels eines Kühlers 5 und eines Kühlerventilators 6 wassergekühlt ist. Zusammen mit der Brennkraftmaschine 4 ist auch ein Getriebe 7 von der schalldämmenden Verschalung 3 umschlossen, wobei der Durchtritt der Getriebeabtriebswelle 8 durch die Verschalung 3 mittels eines Absorptionsschalldämpfers 9 gegen Schallaustritt abgedichtet ist.

Wie auch insbesondere in F i g. 2 ersichtlich, ist im Innenraum der Verschalung 3 eine vom übrigen Verschalungsraum 3a abgeteilte Auspuffverschalung 10 vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar am Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine 4 befestigt ist und die im Betrieb der Brennkraftmaschine sehr heißen Auspuffkrümmer 12 sowie das Sammelrohr 13 gegen die im übrigen Verschalungsraum 3a angeordneten Teile der Brennkraftmaschine isoliert. Ebenfalls aus Fig.2 ist ersichtlich, daß die als C-Profil ausgebildeten Fahrzeugholme 14 einen integralen Bestandteil der schalldämmenden Verschalung 3 bilden, welche an ihrer Ober- und Unterseite für Wartungszwecke abnehmbare Deckel 15,16 aufweist.

Im in Richtung der in F i g. 1 eingezeichneten Pfeile 17 erfolgenden Strom der Abluft des Ventilators 6, welcher aufgrund der Anordnung des Ventilators 6 in unmittelbarer Nähe der vorderen Verschalungswand 18 etwa radial nach außen gerichtet ist, ist an der Oberseite der schalldämmenden Verschalung 3 eine Zuführungsöffnung 19 zur Auspuffverschalung 10 vorgesehen, welche mit dem höchstgelegenen Bereich der von der Lufteintrittsöffnung bis zur Luftaustrittsöffnung 20 einen im wesentlichen abfallenden Verlauf aufweisenden Auspuffverschalung 10 in Verbindung steht. An der Zuführungsöffnung 19 ist mittels schalldämmendem Material 21, 22, welches teilweise an der Außenwand der Verschalung 3 und teilweise an der Unterseite des Fahrerhausbodens 2 angebracht ist, ein Absorptionsschalldämpfer 23 gebildet, der den Schallaustritt aus der Verschalung 3 an dieser Stelle verhindert. An der Luftaustrittsöffnung 20 ist, ähnlich wie an der Durchtrittsstelle der Abtriebswelle 8 durch die Verschalungswand, ein ringförmiger Absorptionsschalldämpfer 24 vorgesehen.

Im Bereich der Lufteintrittsöffnung 19 ist eine insbesondere aus F i g. 3 ersichtliche Luftsammeleinrichtung 25 in Form eines gebogenen Leitbleches zwischen der Oberseite der Verschalung und dem Fahrerhausboden angeordnet, welche einen Teil der entlang der Pfeile 17 abströmenden Ventilatorabluft sammelt und der Zuführungsöffnung 19 zuführt. Diese ist über einen flexiblen Schlauch 26 mit einer Lufteintrittsöffnung 27 an der Auspuffverschalung 10 verbunden, womit der von der Luftsammeleinrichtung 25 aus der Ventilatorabluft abgezweigte Teilstrom entlang des Pfeiles 28 in die Auspuffverschalung 16 gedrückt wird. Die Kühlung der Auspuffverschalung 10 erfolgt somit im Betrieb der Brennkraftmaschine entlang der Pfeile 29; an der tiefsten Stelle der Auspuffverschalung 10 tritt die Kühlluft sodann durch den Absorptionsschalldämpfer 24 bzw. dessen Ringspalt zum Auspuffrohr 30 wieder ins Freie aus.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine ist also durch den Kühlei ventilator 6 und ohne zusätzliches Gebläse eine ausreichende und durch die Anordnung bzw. Dimensionierung der Luftsammeleinrichtung 25 variierbare Belüftung der Auspuffverschalung sichergestellt. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine kehrt sich infol-

ge der Wirkung der heißen Teile des Auspuffsystems die Luftströmung im Inneren der Auspuffverschalung 10 um: durch die Öffnung 20 wird Außenluft eingesaugt, im Inneren der Auspuffverschalung iO erwärmt und durch die Zuführungsöffnung 19 bzw. den anschließenden Ab-Sorptionsschalldämpfer 23 wieder abgegeben. Es ist also auf sehr einfache Weise für eine — im Betrieb der Brennkraftmaschine verlustlose — Kühlung des Auspuffsystems nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine gesorgt, ίο

Das Detaii aus F i g. 4 zeigt die Anordnung eines Absorptionsschalldämpfers 31 für die Zuführungsöffnung 19 zu der Auspuffverschalung 10. wobei die Schalldämpferstrecke hier innerhalb des Verschalungsraums 3a der nicht weiter dargesieilten Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Eintrittsöffnung 32 in den Absorptionsschalldämpfer 31 ist hier an der Vorderwand der Verschalung 3 angeordnet, wodurch der Weg der vom hier nicht dargestellten Ventilator abströmenden Abluft direkter wird und keine eigene Luftsammeivorrichtung erforder- >o lieh ist. Die übrigen und in Fig.4 nicht dargestellten Details dieser Ausführungsform können beispielsweise wie zu den Fig. 1—3 bereits besprochen ausgebildet sein, weshalb hier nicht mehr näher darauf eingegangen wird. Sämtliche Vorteile der vorliegenden Erfindung insbesondere im Hinblick auf die Kühlung der Auspuffverschalung sind auch hier unverändert gegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Wassergekühlte Brennkraftmaschine mit schalldämmender Verschalung, deren Verschalungsraum gegen Schallaustritt abgedichtete Lufteintritt- und Luftaustrittsöffnungen aufweist, im Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kühlluft belüftet ist und eine vom übrigen Verschalungsraum abgeteilte, ebenfalls mit Kühlluft belüftete Auspuffverschalung aufweist, wobei der Kühlerventilator außerhalb der Verschalung in der Nähe einer Verschalungswand angeordnet ist und die Auspuffverschalung von ihrer Luftaustrittsöffnung bis zur Lufteintrittsöffnung einen im wesentlichen ansteigenden Verlauf hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffverschalung (IC) im Verschalungsraum (3a) der Brennkraftmaschine angeordnet und gegenüber diesem völlig abgeschlossen ist, daß eine Zuführungsöffnung (19) zur Lufteintrittsöffnung (27) der Auspuffverschalung (10) im Strom der abgeführten Ventilatorabluft angeordnet ist und daß ein aus der Ventilatorabluft abgezweigter Teilstrom unmittelbar durch die Auspuffverschalung geführt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsöffnung (19) an der Oberseite der Verschalung (3) vorgesehen ist und eine zugehörige, an der Außenseite der umgebenden Verschalungswand angebrachte Luftsammeieinrichtung (25) aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer (23) an der Zuführungsöffnung (19) außerhalb der Verschalung (3) der Brennkraftmaschine angebracht und ebenso wie die Luftsammeieinrichtung zumindest teilweise von umgebenden Fahrzeugteilen gebildet ist.