DE3249721C2 - Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit nassen Zylinderlaufbüchsen und Einzelzylinderköpfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit nassen Zylinderlaufbüchsen und Einzelzylinderköpfen, bei der die einzelnen Zylinderlaufbüchsen einen unterhalb des jeweiligen sie umgebenden Kühlwasserraumes liegenden am Kurbelgehäuse abstützenden Auflagebund aufweisen und zum jeweiligen Zylinderkopf hin reit Hilfe eii.es im t jeren Bereich der kurbelgehäuseseitigen Zylinderöffnungen für die Laufbüchsen vorgesehenen, den Kühk asserraum überbrükkenden Steges voneinander getrennt sind, wobei Kurbelgehäuse und Zylinderköpfe verschraubt sind und eine Abdichtung der Kühlwasserräume erfolgt

Die auswechselbaren Zylinderlaufbüchsen der meisten derzeit gebauten Motoren mit »nassen« Laufbüchsen haben im oberen Bereich einen Büchsenbund, mit dem sie auf dem Kurbelgehäuse aufliegen und durch einen Teil der Anpreßkraft des Zylinderkopfes mit diesem verspannt werden. Diese Bauart hat unter anderem den Nachteil, daß der Bund-Außendurchmesser gegenüber dem Zylinder-Innendurchmesser relativ groß ist und zur Unterbringung derartiger Laufbüchsen im Kurbelgehäuse ein großer Zylinderabstand nötig ist

Letzerer wird auch dadurch erforderlich, daß die großen Pressungen unter dem Laufbüchsenbund ringsherum durch versteifende Wände, so auch zwischen den einzelnen Zylindern, abgestützt werden müssen. Der erhebliche Nachteil dieser Bauart besteht somit vor allem darin, daß ein relativ großer Zylinderabstand und somit ein unerwünscht großes Bauvolumen des Motors eintritt. Bei einer eventuellen Zylinderabstandsverkleinerung würde durch die versteifenden Zwischenwände das Kühlwasserdurchgangsvolumen unzulässig eingeschränkt.

Eine Möglichkeit, den Zylinderabstand und somit das Bauvolumen des Motors 2U verringern, kann durch Anwendung in das Kurbelgehäuse eingegossener Zylinderrohre, gegebenenfalls in Kombination mit eingesetzten trockenen Büchsen, welche ebenfalls im oberen Bereich einen Büchsenbund aufweisen, erreicht werden. Diese Ausführung hat allerdings besonders bei Motoren größerer Bauart den Nachteil, daß infolge des eingegossenen Rohres das Kurbelgehäuse-Gußstück wesentlich komplizierter wird. So ist im Gegensatz ;:ur Lösung mit »nassen« Büchsen zur Herstellung des Rohteiles ein besonderer Wassermantel-Sandkem nötig. Zur Lagerung des Kernes in der Gußform und auch zur Entfernung des Kernsandes sind in wichtigen tragenden Wänden dieses Gehäuses große Öffnungen erforderlich. Ferner ergeben sich besonders bei Motoren mit Zielsetzung geringen Bauvolumens zwangsläufig in weiten Bereichen dünne Wandstärken des Wasserman^f<;lkernes.

ίο Derart dünne Kernstär'.en erhöhen das Ausschußrisiko erheblich. Ferner besteht die Gefahr, daß z. B. durch Kernrisse während des Abgusses an diesen Stellen Gußhäute entstehen, die die Kühlwasserzwangsströmung im Bereich wichtiger Partien unterbrechen, was bei Hochleistungsmotoren unweigerlich zu Motorausfall führen würde. Die sichere Vermeidung derartiger Gußhäute (Blattrippen) erfordert, daß der Wasserraum an allen Stellen einsehbar und kontrollierbar wird. Dies ist jedoch wegen der vielen öffnungen in tragenden Partien praktisch nicht durchführbar, so daß sich mit Motoren dieser Bauart zwangsläufig das Schadensrisiko erhöht

Zur Verwirklichung kleinerer Zylinderbohrungsabstände wurde gemäß der einleitenden Beschreibung auch schon vorgeschlagen (JP-OS 41 434), die Zylinderlaufbüchsen im unteren Bereich auf dem Kurbelgehäuse aufsitzen zu lassen und die Trennung der einzelnen Laufbüchsen jeweib mit Hilfe eines im oberen Bereich der kurbelgehäuseseitigen Zylinderöffnungen für die Laufbüchsen vorgesehen, den Kühlwasserraum überbrückenden Steges vorzunehmen. Hierbei soll neben einer Versteifung des Kurbelgehäuses (die Laufbüchsen werden durch Lötung fest mit den einzelnen Stegen des Kurbelgehäuses verbunden) vor allem auch eine Erweiterung des Volumens der im Zylinderblock gebildeten Kühlwasserdurchgänge geschaffen werden, um Kühlungsprobleme zu vermeiden. Um dies zu erreichen, weisen die Zylinderlaufbüchsen im Stegbereich (Lötungsbereich) Verdickungen auf. Durch diese Lösung ist eine optimale Bauvolumenverringerung nicht erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine eine maximale Bauvolumenverringerung zu erreichen, bei der auch in kühlungsspezi Fischer Hinsicht keine Probleme auftreten können, insbesondere soll die Ausbildung der Kühlwasserzufuhr zum oberen Bereich der einzelnen Kühlwasserräume sowie deren Entlüftung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von seitlich ani Kurbelgehäuse angeordneten Kühlwasser-Zulaufkanal jeweils ein in Richtung Steg verlaufender Kühlwasserkanal vorgesehen ist und die einzelnen Zylinderlaufbüchsen in einer Höhe direkt unterhalb des Steges einen Hinterstich aufweisen.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird erreicht, daß der durch die im Kurbelgehäuse eingegossenen Schraubenpfeifen für die Zylinderkopfschraubengewinde eingekammerte obere Bereich des Kühlwasserraumes zwischen den Zylindern (bedingt durch den sehr kleinen Zylinderabstand) besonders gut gekühlt wird. Der Hinterstich in der Zylinderlaufbüchse dient dabei zur besseren Verbindung def eingekammerten und dadurch schlecht entlüftungsfähigen Bereiche des Wasserraumes mit entsprechenden Entlüftungsbohrungen. Durch diese besonders intensive Kühlung dieses von beiden Zylinderrohren aufgeheizten Bereiches bzw. die einwandfreie Entlüftung des gesamten Wasserraumes (insbesondere bei Befüllung) ist die sichere Wärmeabfuhr der Motoren stets gewährleistet.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung können der nach- 13 gezielt nach oben geführt wird. Dadurch wird sicherfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dar- gestellt, d?ß der stark aufgeheizte, durch die im Kurbelgestellten Ausführungsbeispiel entnommen werden. Es gehäuse eingegossenen Schraubenpfeifen 11 für die Zyzeigt linderkopfschraubengewinde eingeengte, obere Bereich

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Kur- 5 des Wasserraumes 14, aus~eichend mit Kühlflüssigkeit belgehäuses mit den entsprechenden Zylindern, versorgt wird.

Fi g. la einen Ausschnitt aus der F i g. 1 in Vergröße- Damit auch noch eine sichere Entlüftung bzw. Befül-

rung, lung des gesamten Wasserraumes 14 erreicht wird, wei-

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Karbeige- sen die Zylinderlaufbüchsen 1 in einer Höhe direkt unhäuses nach einem Schnitt H-II in F ig. 1, io terhalb des Dichtbundes 8 einen Hinterstich 15 auf.

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil des Kurbeige- Durch diesen Hinterstich 15 wird eine gute Verbindung häuses (im Bereich des Wassermantels zwischen den der durch die Schraubenpfeifen 11 eingekammerten Be-Zylinderlaufbüchsen) gemäß der Linie IH-III in F i g. 2 reiche der Wasserräume 14 mit den Entlüftungsbohrun- und gen 16 sichergestellt

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Kurbeige- 15 Zum Ausgleich des »Atmens« durch die relative therhäuses (im Bereich der Schraubenpfeifen für die Zylin- mische Längung der Zylinderlaufbüchse 1, vor allem derkopfschraubengewinde) gemäß der Linie IV-IV in beim Kaltstart, werden zur Abdichtung der Kühlwas-F i g. 2. ser- und Ölbohrungen zwischen Kurbelgehäuse 3 und

In den Figuren sind die Zylinderlaufbüchsen mit 1 Zylinderkopf 2 ebenfalls elastische Elemente, beispielsbezeichnet Diese weisen jeweils im unteren Bereich 20 weise O-Ringe, vorgesehen. Die Gc-i-abdichtung wird einen Büchsenbund la auf, mil dem sie auf den jeweili- mit den üblichen Dichtungen zwischen Zylinderkopf gen Bundauflagen 18 des Kurbelgehäuses 3 aufliegen. und Büchsen-Stirnfläche durch entsprechende Ausle-Mk Hilfe der Einzelzylinderköpfe 2 werden die jeweili- gung der Zylinderkopfschraubenverbindung auch im gen Zylinderlaufbüchsen 1, welche einen geringen Hinblick auf das auftretende »Atmen« sichergestellt
Oberstand über die Zylinderkopfauflagefläche des Kur- 25 Auch bringt es Vorteile, die Zylinderkopfschraubenbelgehäuses aufweisen, gegen die erwähnten Bundauf- gewinde 20 unter der Bundauflage 18 anzuordnen. Hierlagen 18 gepreßt und hierdurch im Kurbelgehäuse 3 mit wird erreicht, daß in den Wänden des Gehäuses 3 eingespannt Dabei wird die Abdichtung der Kühlwas- und im Bereich der Bundauflage 18 vorhandene hohe serräume 14 zwischen bzw. um die Zylinderlaufbüchsen Zugspannungen in Druckspannungen übergeführt wer-1 zu den Einzelzylinderköpfen 2 hin dadurch erreicht, 30 den, was einwandfreie Verspannung der Laufbüchse i daß der obere Bereich der kurbelgehäuseseitigen Zylin- über lange Betriebszeiten auch bei Werkstoffen mit deröffnungen (öffnungen für die Zylinderlaufbüchsen 1) niedriger Zugfestigkeit ermöglicht
jeweils einen bearbeiteten zylindrischen Einpaß (Dicht- Abschließend ist zu erwähnen, daß es durch die vor-

bund 8) aufweist, welcher zwischen den einzelnen Zylin- geschlagene Erfindung auch möglich ist, trotz Beibehaldern (Zylinderlaufbüchsen) als Steg 9 ausgebildet ist 35 tung der Außenabmessungen des Motors Hubvolumen Dabei sind im Ausführungsbeispie! zwischen Zylinder- und Motorleistung deutlich zu vergrößern, da der Zylinlaufbüchse 1 und Dichtbund 8 jeweils zwei O-Ringe 6 derdurchmesser trotz Beibehaltung des Zylinderabstanvorgesehen, welche in Nuten 7 der einzelnen Zylinder- des nennenswert vergrößert werden kann. Auch wird laufbüchsen 1 untergebracht sind. durch Entfall der bisherigen dickwandigen Zwischen-

Durch diese vorgeschlagene Zylinderlaufbüchsen- 40 wände zwischen den einzelnen Zylindern eine GeAbdichtung können Einzelzylinderköpfe vorgesehen wic.itseinsparung erreicht

werden, da ein Kühlwasseraustritt durch den zwangs-

läufig vorhandenen Spalt 10 zwischen den Zylinderköp- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
fen 2 hiermit sicher unterbunden wird.

Eine weitere O-Ringabdichtung 4 befindet sich über 45
der Bundauflage 18 und dient zum Schutz der Bundauflagefläche vor korrosiven Angriffen durch das Kühlwasser. Diese O-Ringabdichtuiig kann wahlweise, entweder
in einer Nut der Zylinderlaufbüchse 1 oder in einer Nut
des Kurbelgehäuses 3 angeordnet sein, wobei im Kur- 50
belpehäuse 3 angeordnete O-Ringe hier zur Erzielung
eines geringen Zylinderabstandes gegebenenfalls höhenversetzt angeordnet werden. Auch sind noch zwei
weitere O-Ringe 5 vorgesehen, welche unter der Bundauflage 18 angeordnet sind und in Nuten des Kurbelgß- 55
häuses 3 untergebracht sind. Diese O-Ringe dienen zur
Abdichtung gegenüber dem ölrauni 19.

Die Höhe des Steges 9 ist so bemessen, daß das Kühlwasser zwischen den Zylindern ausreichend hoch geführt wird, so daß eine gute Kühlung des oberen Buch- ω
senbereichs erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Kühlung dadurch intensiviert, indem die Zuströmung des Kühlwassers zum Stegbereich verbessert wird. Dies wird erreicht, indem zusätzliches Kühlwasser vom seitlich im Kurbelgehäuse 3 ss
angeordneten Kühlwpsserzulaufkanal 12 über einen
schräg unter bzw. zwischen den Schraubenpfeifen 11 für
die Zylinderkopfschraubengewinde verlaufenden Kanal

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit nassen Zy-Iinderlaufbüchsen und Einzelzylicderköpfen, bei der die einzelnen Zylinderlaufbüchsen einen unterhalb des jeweiligen sie umgebenden Kühlwasserraumes liegenden am Kurbelgehäuse abstützenden Auflagebund aufweisen und zum jeweiligen Zylinderkopf hin mit Hilfe eines im oberen Bereich der kurbelgehäuseseitigen Zylinderöffnungen für die Laufbüchsen vorgesehenen, den Kühlwasserraum überbrükkenden Steges voneinander getrennt sind, wobei Kurbelgehäuse und Zylinderköpfe verschraubt sind und eine Abdichtung der Kühlwasserräume erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß vom seitlich am Kurbelgehäuse (3) angeordneten Kühlwasser-Zulaufkanal (12) jeweils ein in Richtung Steg (9) verlaufender Kühlwasserkanal (13) vorgesehen ist und die einzelnen Zylinderlaufbüchsen (1) in einer Höhe direkt unterhalb des Steges (9) einen Hinterstich (15) aufweisen.