DE3314518A1

DE3314518A1 - Anordnung von kuehlmittelleitungen zur einspritzventilkuehlung

Info

Publication number: DE3314518A1
Application number: DE19833314518
Authority: DE
Inventors: Lothar Bauer; Wolfgang 5000 Köln Strusch
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-04-21
Filing date: 1983-04-21
Publication date: 1984-10-25

Description

Anordnung von Kühlmittelleitungen zur Einspritzventil-
kühlung Die Anmeldung betrifft eine Anordnung von Kühlmittelleitungen zur Einspritzventilkühlung an wassergekühlten Brennkraftmaschine für Schwerölbetrieb.
Derartige Anordnungen werden dann erforderlich, wenn mittelschnelllaufende Dieselmotoren ausschließlich im sogenannten Pier- zu Pierbetrieb, d.h. auch beim Start und im extremen Teillastbereich statt mit Gasöl mit Schweröl betrieben werden sollen. Der Start des Motors mit verdicktem Schweröl im Einspritzsystem kann zu überhöhter mechanischer Beanspruchung durch hohe Spitzendrücke führen.
Als Folge können Schäden an Nocken und Stößelrollen der Pumpenelemente sowie an den Einspritzleitungen auftreten.
Beim Teillastbetrieb ist infolge zu niedriger Betriebstemperatur verstärktes Auftreten von Niedertemperatur, Korrosion durch Schwefelsäure u. a. an den Einspritzdüsenkuppen, darüberhinaus auch am Zylinderrohr und an den Auslaßventilen zu befürchten. Um diesem entgegenzuwirken ist es bekannt, den Motor vor dem Start über das Kühlwasser auf ca. 50° C und die Einspritzdüsen über das vorgewärmte Ventilkühlmittel auf mindestens 650 C vorzuwärmen. Bei Vollastbetrieb erfüllen Kühlwasser und Ventilkühlmittel dagegen ihre normale Aufgabe der Wärmeabfuhr, da ohne Kühlung beispielsweise bei überhöhter Einspritzventiltemperatur die Bildung von Koksablagerungen an den Düsenbohrungen möglich wird.
Um bei den relativ langen Leitungen für die Einspritzventilkühlung die erforderliche Temperatur halten zu können ohne das Kühlmittel übermäßig erwärmen zu müssen, ist bei den bekannten Anordnungen eine Isolierung erforderlich geworden. Darüberhinaus wurden in jedem Fall eine eigene Vorwärmeinrichtung für das Ventilkühlmittel und das Motorkühlwasser erforderlich. Konstruktiv von Nachteil war auch die Anordnung weiterer außenliegender Rohrleitungen am Motor.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile zum Teil oder insgesamt zu vermeiden.
Mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist der Verzicht auf eine Isolierung möglich, wobei zugleich die Zahl der freiliegenden Leitungen reduziert wird. Eine gleichwertige Lösung ist durch eine Anordnung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 7 gegeben. Mit einem Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10 kann zudem auf eine besondere Vorwärmeinrichtung für das Ventilkühlmittel verzichtet werden, da dessen Vorwärmung über das höher als üblich vorgewärmte Motorkühlwasser im parallelen odersbenachbarten Leitungsbereich erfolgt.
Nach der einen der vorgeschlagenen Alternativen werden die Kühlmittelleitungen zur Einspritzventilkühlung in den Querschnitt eines an der Brennkraftmaschine ohnehin benötigten Bauteils geschoben, das von vorzuwärmendem Motorkühlwasser durchspült ist, insbesondere in eine Kühlwassersammelleitung des Motors oder einen über die Motor länge reichenden ölkühler. Es kann jedoch auch an ein an der Brennkraftmaschine zu anderen Zwecken und Funktionen benötigtes an sich trockenes Bauteil gedacht werden, das mit Motorkühlwasser beschickt wird und die Kühlmittelleitungen zur Einspritzventilkühlung aufnimmt, beispielsweise an einem Tragebalken zur Lagefixierung des Abgassystems. Zur Beschickung solcher Bauteile mit Motorkühlwasser wird in bevorzugter Ausführung das aus dem Abgasturbolader austretende Kühlwasser abgezweigt und dem zu durchströmenden Bauteil zugeführt. Das aus dem durchströmten Bauteil wieder austretende Wasser wird anschließend der Kühlwassersammelleitung zugeleitet.
Nach der alternativen Lösung, die die Leitungen in Form von Bohrungen darstellt, die in unmittelbarer Nachbarschaft von Kühlwasserräumen liegen, ist die erwünschte Reduzierung der Wärmeverluste bzw. darüberhinausgehend die erwünschte Vorwärmung unabhängig von der Anordnung äußerer Kühlwassersammelleitungen oder sonstiger Bauteile möglich.
Es besteht hierbei insbesondere auch die Möglichkeit die Stichleitungen zu den Einspritzventilen ebenfalls als Bohrungen im Zylinderkopf auszuführen, wobei diese mit Stichbohrungen im Kurbelgehäuse über Steckstücke verbunden werden können.
Einzelheiten der Erfindung lassen die beigefügten Darstellungen erkennen.
Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf in Teilansicht mit einer Kühlwassersammelleitung im Querschnitt, Fig. 2 zeigt einen Zylinderkopf in Ansicht mit einem Abgassystem und einem Tragbalken im Querschnitt, Fig. 3 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 2, Fig. 4 zeigt einen Zylinderkopf mit erfindungsgemäßen Bohrungen im Teilschnitt.
Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 1 mit einem Ventildeckel 2, einem Abgasrohr 3, einem Kühlwasseranschlußstück 4 und einem Einspritzventil 5, dessen Brennstoffzufuhrleitung nicht dargestellt ist. Das Kühlwasseranschlußstück 4 ist über einen Rohrstutzen 6 mit der teilweise im Schnitt dargestellten Kühlwassersammelleitung 7 verbunden. Innerhalb der Kühlwassersammelleitung 7 sind ebenfalls im Schnitt dargestellt die Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitung 8, 9 für das Ventilkühlmittel, von denen aus Stichleitungen 10 und 11 zum Einspritzventil führen.
In Fig. 2 ist an einem V-Motor wiederum ein Zylinderkopf 1 mit Ventildeckel 2 und dem teilweise verdeckten Einspritzventil 5 dargestellt. Vom Zylinderkopf 1 abgehend ist ein Abgaskrümmer 12 erkennbar, der in eine der Abgasleitungen 13 oberhalb des Motor-V übergeht. Die Abgasleitung 13 und ihre Verkleidung 14 werden gemeinsam von einem Träger gehalten, der zugleich als Kühlwassersammelleitung 7 dient.
Innerhalb dieser Kühlwassersammelleitung 7 sind wiederum Hauptzufuhr- und Rücklaufleitungen 8 und 9 für das Ventilkühlmittel angeordnet, von denen aus ebenfalls wieder Stichleitungen 10 und 11 zu gegenüberliegenden Einspritzventilen 5 gemeinsam abzweigen.
In Fig. 3 ist als Einzelheit die tragende Kühlwassersammelleitung 7 mit zwei V-förmig angeschweißten Befestigungslaschen 15 und 16 dargestellt. Innerhalb der Kühlwassersammelleitung 7 liegen die ebenfalls geschnitten gezeigten Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitungen 8 und 9 für das Ventilkühlmittel. In diese sind jeweils Rohrstutzen 17 und 18 eingelötet, die aus der Kühlwassersammelleitung herausführen und an den Durchdringungen mit dieser verschweißt sind. An die Rohrstutzen 17 und 18 sind T-Stücke 19 und 20 angesetzt, von denen Stichleitungen 10 und 11 jeweils zu gegenüberliegenden Einspritzventilen führen.
Fig. 4 zeigt einen teilweise geschnittenen Zylinderkopf 1 mit Ventildeckel 2, der auf einem im Schnitt dargestellten Motorblock 21 mit Zylinderrohr 22 sitzt. Am Zylinderkopf sind ein Ansaugrohr 3, ein Abgaskrümmer 12 und ein Einspritzventil 5 teilweise erkennbar. Im Motorblock 21 sind in der Nähe eines Kühlwasser raums 23 die Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitungen 8 und 9 für das Ventilkühlmittel als Längsbohrungen ausgeführt. Von diesen aus führen Stichleitungen 10 und 11 zum Einspritzventil, die innerhalb des Motorblocks und des Zylinderkopfs als Bohrungen ausgeführt sind und am Ubergang am Motorblock 21 zum Zylinderkopf 1 durch Steckstücke 24 und 25 verbunden sind, während der Ubergang vom Zylinderkopf zur freien Leitungsführung durch Schraubstücke 26 und 27 erfolgt.
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Claims

Patentansprüche Anordnung von Kühlmittelleitungen zur Einspritzventilkühlung an wassergekühlten Brennkraftmaschinen für Schwerölbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Brennkraftmaschine verlaufende Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitungen (8, 9) für das Ventilkühlmittel als Rohre innerhalb eines längs der Brennkraftmaschine verlaufenden Kühlwasserraumes verlegt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwasserraum von einer Kühlwassersammelleitung (7) gebildet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwasserraum durch einen über die Motorlänge reichenden, als solcher vorhandenen Träger mit geschlossenem Querschnitt gebildet wird, der zusätzlich mit dem Kühlwassersystem verbunden ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger im Kühlwassersystem zwischen Kühlwasseraustritt aus dem Abgasturbolader und dem Kühlwassereintritt in eine Rücklaufleitung zum Rückkühler angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwassersammelraum durch einen Wasser raum eines über die Motorlänge reichenden b1-kühlers gebildet wird.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den Zufuhr- und Hauptrücklaufleitungen (8, 9) für das Ventilkühlmittel abzweigende Stichleitungen (10, 11) zu den Einspritzventilen (5) am Durchtritt durch die Wandung des Kühlwasserraumes mit dieser verschweißt sind.
7. Anordnung von Kühlmittelleitungen zur Einspritzventilkühlung an wassergekühlten Brennkraftmaschinen für Schwerölbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Motors verlaufende Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitungen (8, 9) für das Ventilkühlmittel als längs des Motors verlaufende Bohrungen innerhalb des Kurbelgehäuses (21) in benachbarter Lage zu Kühlwasserräumen (23) angeordnet sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von den Hauptzufuhr- und Hauptrücklaufleitungen (8, 9) unmittelbar abzweigende Stichleitungen (10, 11) als Bohrungen ausgebildet und am Austritt aus dem Kurbelgehäuse (21) mit Steckstücken (24, 25) an weiterführende Bohrungen im Zylinderkopf (1) angeschlossen sind.
9. Verfahren zur Einspritzventilkühlung mittels einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilkühlmittel Brennstoff verwendet wird und daß das Motor kühlwasser auf mindestens 600 vor Motoreintritt vorgewärmt wird.
10. Verfahren zur Einspritzventilkühlung mittels einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilkühlmittel Wasser verwendet wird, das dem Kühlwasserkreis hinter dem Rückkühler entnommen wird und daß das Motor kühlwasser auf mindestens 600 vor Motoreintritt vorgewärmt wird.