DE3300924C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Stege zwischen eng und direkt zusammengegossenen Zylindern eines Zylinderblocks einer wasser­ gekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Aus der gattungsbildenden DE-AS 15 76 713 ist ein Zylinderblock für Brennkraft­ maschinen bekannt, bei dem eine Verbindung der seitlich neben dem Zylinderblock angeordneten Kühlwasserräume dadurch geschaffen wird, daß von der Trennfläche des Zylinderblockes aus schmale Schlitze eingearbeitet werden, die die Zylin­ derwandungen voneinander trennen. Diese Maßnahme ist jedoch relativ aufwendig und kann zudem nur bis zu einer beschränkten Tiefe durchgeführt werden.

Die DE-AS 12 20 203 offenbart einen Zylinderblock, bei dem die einzelnen Zylin­ der nicht so eng aneinander gerückt sind, daß sie sich seitlich berühren und dort schmale Stege bilden. Die zwischen den nicht zusammengegossenen Zylindern verbleibenden Spalte ermöglichen eine Verbindung der seitlich neben dem Zylin­ derblock angeordneten Kühlwasserräume. Derartig ausgebildete Brennkraftmaschinen erfordern jedoch im Vergleich zu gattungsgemäßen Brennkraftmaschine erheblich größere axiale Baulängen.

In der DE-PS 4 68 768 wird ein Zylinderblock beschrieben, bei dem zwei an sich getrennt angeordnete Zylinder im unteren Bereich zusammengegossen sind, es be­ steht jedoch zwischen den einzelnen Zylinderwänden ein so großer Abstand, daß dort ohne gußtechnische Probleme Verbindungskanäle eingeformt werden können. Im oberen Bereich der Zylinder ist ein Zwischenstück eingegossen, in dem mehrere übereinanderliegende Rohre gehalten sind. Der DE-PS 3 68 768 ist nicht entnehmbar, auf welche Weise diese Rohre in entsprechenden Bohrungen fixiert werden.

Vor allem im Bereich der Brennräume, die sich am oberen Totpunkt der in den Zylindern gleitenden Kolben etwa im oberen Bereich der Zylinder unterhalb des Zylinderkopfes ausbilden, ist eine Wärmeabfuhr sowohl zur Reduzierung der Klopf­ gefahr als auch zur Verbesserung der Zylinderabdichtung zweckmäßig. Allerdings sind bei eng und direkt zusammengegossenen Zylindern eines Zylinderblocks einer wassergekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine im allgemeinen die zwischen den Zylindern verbleibenden Stege so schmal, daß Hohlräume zur Kühlwasserführung gußtechnisch nicht untergebracht werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Brennkraft­ maschinen mit außerordentlich beengten Raumverhältnissen eine Verbindung zwischen den bei­ den seitlich neben den Zylinderblöcken angeordneten Kühlwasserräumen ohne größeren technischen Aufwand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sollen also im Bereich der Zylinderbrennräume in den Stegen Rohre eingegossen sein, die eine Verbindung zwischen den seitlichen Kühlwasser­ mänteln des Zylinderblocks herstellen und somit eine wirkungs­ volle Kühlung dieses besonders hochbelasteten Stegbereiches si­ cherstellen. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß auch extrem schmale Zylinderstege mit der Folge gekühlt werden können, daß die Klopfgefahr auch bei höher verdichtenden Motoren und die ebenfalls bei diesen Motoren auftretenden Dichtprobleme reduziert werden. Die eingegossenen Rohre können dabei an die Stelle von sogenannten Kernstützen treten und deren Funktion erfüllen, näm­ lich die beim Gießen des Zylinderblocks zur Bildung der Kühlwas­ serräume vorgesehenen Kerne in ihrer Lage zu halten und fixieren.

Zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merk­ malen der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinderblock einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftma­ schine und

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf den Zylinderblock gemäß Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 der Zylinderblock einer beispielsweise vierzylindrigen wassergekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine in Reihenbauweise für ein Kraftfahrzeug angedeutet, dessen Gehäuse 2 mehrere in Reihe hintereinanderliegende Zylinder 3 aufweist. Die Zylinder sind dabei, um eine möglichst kurze Bauform zu erreichen, relativ eng zusammengegossen, so daß nur verhältnismäßig schmale Stege 5 zwischen den einzelnen Zylindern stehenbleiben. Mit 4 ist insgesamt ein die Zylinder umgebender Wassermantel angegeben, der im wesentlichen aus seitlich neben den Zylindern verlaufenden Kühl­ wassermänteln 4 a und 4 b sowie stirnseitig vorgesehenen Kühlmänteln 4 c besteht. Die Hohlräume für diesen Kühlwassermantel 4 werden durch entsprechende Kernausbildung der Gießform für den Zylinderblock 1 geschaffen, wobei allerdings im Bereich der zwischen den Zylindern 3 verbleibenden Stege 5 kein Raum für eine Kühlwasserdurchführung verbleibt. Erfindungsgemäß sind daher zumindest in dem in der Zeichnung oberen Bereich der Stege 5, das heißt in dem Bereich, in dem sich während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Brenn­ räume in der oberen Totpunktstellung der Kolben ausbilden, Rohre 6 eingegossen, die eine Verbindung zwischen den beiden seitlichen Kühlwassermänteln 4 a und 4 b herstellen. Diese Rohre 6, deren innerer Leitungsquerschnitt 7 so bemessen ist, daß eine ausreichende Kühl­ wasserdurchströmung gewährleistet ist, können dabei, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, in ihrem mittleren Bereich, das heißt in dem Bereich, in dem die Stege den engsten Querschnitt an­ nehmen, eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweisen. Diese Kontur wird entweder bereits von vornherein so vorgesehen oder entsteht während der Fertigbearbeitung der Zylinder 3 durch ent­ sprechende Abtragung von Material vom Außenumfang der Rohre durch spanabhebende Bearbeitung. Die in der Zylinderbohrung liegenden bearbeiteten Stellen der Rohre 6 liegen dabei so hoch, daß sie im allgemeinen von den Kolbenringen der in den Zylindern oszillieren­ den Kolben nicht überlaufen werden.

Mit 8 sind in der Zeichnung noch Gewindelöcher zur Befestigung ei­ nes hier nicht weiter dargestellten Zylinderkopfes auf dem Zylin­ derblock 1 angegeben, während 9 an der Oberseite des Zylinder­ blocks vorgesehene Durchtrittsöffnungen für das vom Zylinderblock zum Zylinderkopf strömende Kühlmittel bilden.

Durch die in die Stege eingegos­ senen Rohre, die eine Verbindung zwischen den beiden seitlichen Kühlwassermänteln von zusammengegossenen Zylindern herstellen, ergibt sich die Möglichkeit, eine intensive Kühlung auch dieser besonders hoch beanspruchten Stegbereiche zu gewährleisten. Durch die Kühlung dieser Bereiche läßt sich die Gefahr des Klopfens bei hochverdichteten Motoren wesentlich reduzieren. Auch können die Dichtungsprobleme bei solchen Motoren, die durch thermische Überbelastung dieser Stegbereiche bedingt sind, verringert wer­ den. Das Eingießen von Rohren oder dgl. stellt gußtechnisch eine an sich bekannte Maßnahme dar und braucht hier nicht näher er­ läutert zu werden. Die Rohre treten dabei an die Stelle ohnehin erforderlicher Kernstützen und übernehmen dabei auch deren Funktion. Im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Problem ergibt sich jedoch der Vorteil, eine Kühlung auch in besonders engen Stegbereichen zwischen den Zylindern einer Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine sicherzustellen, wobei durch das Eingießen der das Kühlwasser führenden Rohre ein sehr guter Kontakt mit dem umgeben­ den Wandbereichen der Stege erreicht wird. Auch dies trägt zu ei­ ner günstigen Wärmeabfuhr aus diesem hochbelasteten Bereich bei.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Kühlung der Stege zwischen eng und direkt zusammengegossenen Zylindern eines Zylinderblocks einer wassergekühlten Hubkolben-Brennkraft­ maschine, bei der die zusammengegossenen Zylinder von sich auf beiden Seiten neben den Zylindern erstreckenden Kühlwassermänteln umgeben sind, die über in den Stegen zumindest im Bereich der Zylinderbrennräume vorgesehene Ver­ bindungskanäle miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle durch unmittelbar in das die Stege (5) bildende Zylinder­ gußmaterial eingegossene Rohre (6) gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Rohre (6) im Bereich der engsten Stellen der Stege (5) an den den Zylin­ dern (3) zugewandten Seiten abgeflacht ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fertig­ bearbeitung der Innenkontur der Zylinder (3) Material vom Außenumfang der Rohre (6) mit abgetragen ist.