DE3326320C2 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einer, in ein Zylinderkurbelgehäuse eingesetzten, nassen Zylinderlaufbüchse - Google Patents

Kolbenbrennkraftmaschine mit einer, in ein Zylinderkurbelgehäuse eingesetzten, nassen Zylinderlaufbüchse

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Abstract

Eine Kolbenbrennkraftmaschine weist zumindest eine in ein Zylinderkurbelgehäuse eingesetzte nasse Zylinderlaufbüchse auf, deren oberer Abschnitt zwischen einem Zylinderkopf und einer innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses angeordneten zylindrischen Aufnahme eingespannt ist und an einen Raum angrenzt, der unmittelbar von Kühlflüssigkeit umströmt wird. Ein darunterliegender Abschnitt der Zylinderlaufbüchse erstreckt sich - von der Kühlflüssigkeit getrennt - innerhalb der Aufnahme. Um einen günstigen Temperaturverlauf über die gesamte Höhe der Zylinderlaufbüchse zu erreichen, weist der die Kühlflüssigkeit aufnehmende Raum im oberen Abschnitt der Zylinderlaufbüchse eine Querschnittserweiterung auf, die vorzugsweise von einer am äußeren Umfang der Zylinderlaufbüchse angeordneten Einschnürung gebildet wird. Darüber hinaus ist zwischen der zylindrischen Aufnahme und dem darunterliegenden Abschnitt der Zylinderlaufbüchse ein geschlossener ringförmiger Luftraum vorgesehen.

Description

bzw. weist bei warmer Brennkraftmaschine einen optimierten Temperaturzustand (gegenüber Kontaktberührung zwischen Aufnahme und Zylinderlaufbüchse) auf, da nur ein reduzierter Wärmeübergang von der Zylinderlaufbuchse über den Luftraum zur Aufnahme stattfindet. Hierdurch wird dem Erlöschen der Flamme im niedrigen Lastbereich der Brennkraftmaschine entgegengewirkt und somit eine verringerte HC-Emmission sichergestellt
Durch eie raschere Erwärmung des unteren Abschnitts der Zylinderlaufbüchse während der Kaltstartphase wird zudem der thermische und mechanische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine verbessert Außerdem wird durch die relativ hoch liegende Abstützung der Zylinderlaufbüchse eine vibrationsarme Lagerung derselben gewährleistet
In der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft erläutert
Eine wassergekühlte Kolbenbrennkraftmaschine 1 — Ottobauart — weist im dargestellten Bereich einen Zylinderkopf 2, ein Zylinderkurbelgehäuse 3, eine nasse Zylinderlaufbüchse 4 und einen, mit einem Pleuel 5 zusammenwirkenden Kolben 6 auf. Bei 7 ist das Pleuel 5 mit einer Kurbelwelle 8 verbunden.
Im Zylinderkopf 2 sind oberhalb eines Brennraumes 9 Ventilsitze 10,11 für ein Einlaßventil 12 und ein Auslaßventil 13 angeordnet
Der aus Aluminium-Druckguß gefertigte Zylinderkopf 2 ist unter Vermittlung einer Dichtung 14 auf das Zylinderkurbelgehäuse 3 aufgesetzt und mittels tiicht näher dargestellter Schrauben mit diesem verbunden.
Das Zylinderkurbelgehäuse 3 besteht vorzugsweise aus einer im Kokillenguß hergestellten Aluminiumlegierung und weist in seinem Innenraum 15 eine zylindrische Aufnahme 16 auf. Die Aufnahme 16 wird durch einen rohrförmigen Stutzen 17 gebildet, dessen unteres Ende 18 oberhalb eines Kurbelraumes 19 einstückig mit dem außenliegenden Zylinderkurbelgehäuse 3 verbunden ist Außerdem ist das Zylinderkurbelgehäuse 3 bei 20 mit mehreren Kühlrippen 21 versehen.
Je nach Zylinderanzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 1 sind in das Zylinderkurbelgehäuse 3 ein oder mehrere, beispielsweise aus Grauguß gefertigte Zylinderlaufbüchsen 4 eingesetzt. Ein oberer Abschnitt 22 der Zylinderlaufbüchse 4 ist zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem oberen Ende 23 der Aufnahme 16 in axialer Richtung eingespannt, wogegen ein darunterliegender Abschnitt 24 der Zylinderlaufbuchse 4 von oben in die Aufnahme 16 eingeführt ist und sich in dieser erstreckt.
Zur Kühlung der Zylinderlaufbüchse 4 ist im Zylinderkurbelgehäuse 3 ein ringförmiger, mit Kühlflüssigkeit (Wasser) versehener Raum 25 angeordnet, der im oberen Abschnitt 22 der Zylinderlaufbüchse 4 seitlich durch die Außenseite 26 der Zylinderlaufbüchse 4 und die Innenseite 27 des Zylinderkurbelgehäuses 3 begrenzt wird. Somit wird der obere Abschnitt 22 der Zylinderlaufbüchse 4 unmittelbar von Kühlflüssigkeit umströmt.
Im darunterliegenden Abschnitt 24 der Zylinderlaufbuchse wird der Raum 25 durch die Außenseite 28 der Aufnahme 16 und die Innenseite 27 des Zylinderkurbelgehäuses 3 begrenzt, d. h., der Abschnitt 24 ist durch die Aufnahme 16 von der Kühlflüssigkeit getrennt.
Darüber hinaus setzt sich der mit Kühlflüssigkeit gefüllte Raum 25 im Zylinderkopf 2 fort, wodurch auch die Ventilsitze 10,11 gekühlt werden.
Da der obere Abschnitt 22 der Zylinderlaufbüchse 4 thermisch besonders hoch belastet ist (nahe dem Brennraum 9 gelegen), weist der Raum 25 in diesem Bereich eine Querschnittserweiterung auf, die vorzugsweise von einer am äußeren Umfang der Zylinderlaufbüchse 4 angeordneten Einschnürung 29 gebildet wird. Die Einschnümng 29 erstreckt sich zwischen einer oberen Schulter 30 und einer unteren Schulter 31.
Die obere Schulter 30 dient als Auflagefläche für die Dichtung 14, während die untere Schulter 31 unter Vermittlung einer weiteren Dichtung 32 auf dem oberen
ίο Ende 23 der Aufnahme 16 aufliegt
Zwischen der Innenseite 33 der zylindrischen Aufnahme 16 und der sich im Abschnitt 24 der Zylinderlaufbüchse 4 erstreckenden Außenseite 34 ist ein geschlossener, ringförmiger Luftraum 35 vorgesehen, der als Isolator wirkt Der Luftraum 35 erstreckt sich über einen wesentlichen Teilbereich der Höhe der Aufnahme 16. Zwischen dem Luftraum 35 und dem Kurbelraum 19 weist die Zylinderlaufbüchse 4 einen nach außen gerichteten Kragen 36 auf, der sich vorzugsweise gasdicht in einer Bohrung 37 der Aufnahme 16 abstützt Der Kragen 36 ist benachbart dem unteren Ende 18 der Aufnahme 16 angeordnet Ein unterhalb des Kragens 36 verlaufender Endbereich 38 der Zylinderlaufbüchse 4 ragt in den Kurbelraum 19 hinein, ohne von der Aufnahme 16 umgeben zu werden.
Darüber hinaus weist die Zylinderlaufbüchse 4 über ihre Gesamthöhe wechselnde Wanddicken auf, dergestalt, daß sie an die mechanischen und thermischen Beanspruchungen angepaßt ist.
Im Bereich der Einschnürung 29 ist die Wanddicke der Zylinderlaufbüchse 4 größer als im Bereich zwischen unterer Schulter 31 und Kragen 36. Der untere Endbereich 38 der Zylinderlaufbüchse 4 ist wiederum mit einer geringeren Wanddicke versehen als der Bereich zwischen unterer Schulter 31 und Kragen 36.
Zur Erzielung einer vibrationsarmen Lagerung der Zylinderlaufbüchse 4 weist diese eine relativ kurze Einspannlänge auf. Der obere eingespannte Abschnitt 22 beträgt etwa ein Drittel der Gesamthöhe der Zylinderlaufbuchse 4.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 kraftmaschine mit einer in ein Zylinderkurbelgehäuse Patentansprüche: eingesetzten, nassen Zylinderlaufbüchse, deren oberer Abschnitt zwischen einem Zylinderkopf und einer inner-
1. Kolbenbrennkraftmaschine mit einer in ein Zy- halb des Zylinderkurbelgehäuses angeordneten zylinlinderkurbelgehäuse eingesetzten, nassen Zylinder- 5 ansehen Aufnahme eingespannt ist und an einen Raum laufbuchse, deren oberer Abschnitt zwischen einem angrenzt, der unmittelbar von Kühlflüssigkeit umströmt Zylinderkopf und einer innerhalb des Zylinderkur- wird, wogegen sich der darunterliegende Abschnitt der belgehäuses angeordneten zylindrischen Aufnahme Zylinderlaufbüchse, von der Kühlflüssigkeit getrennt, in eingespannt ist und an einen Raum angrenzt, der der Aufnahme erstreckt
unmittelbar von Kühlflüssigkeit umströmt wird, wo- io Eine lediglich in ihrem oberen Abschnitt unmittelbar
gegen sich ein darunterliegender Abschnitt der Zy- von Kühlflüssigkeit umströmte Zylinderlaufbüchse ist
linderlaufbüchse, von der Kühlflüssigkeit getrennt, aus der DE-OS 20 30 983 bekannt. Hierbei ist der untere
in der Aufnahme erstreckt, dadurch gekenn- Abschnitt der Zylinderlaufbüchse in die zylindrische
zeichnet, daß der die Kühlflüssigkeit aufneh- Aufnahme eingesetzt, wobei die Zylinderlaufbüchse und
mende Raum (25) im oberen Abschnitt (22) der Zy- 15 die Aufnahme über die gesamte Höhe der Aufnahme,
linderlaufbüchse (4) eine Querschnittserweiterung ohne einen Raum zu bilden, aneinanderliegen.
aufweist, die von einer am äußeren Umfang der Zy- Dieser Anordnung haftet der Nachteil an, daß die
linderlaufbüchse (4) angeordneten Einschnürung Zylinderlaufbüchse über ihre Höhenerstreckung einen
(29) gebildet wird, und daß darüber hinaus zwischen ungünstigen Temperaturverlauf aufweist, denn der ther-
der zylindrischen Aufnahme (16) und dem Abschnitt 20 misch besonders hoch belastete obere Abschnitt der
(24) der Zylinderlaufbüchse (4) ein geschlossener, Zylinderlaufbüchse (nahe dem Brennraum) wird nur
ringförmiger Luftraum (35) vorgesehen ist langsam und unzureichend gekühlt, da die Zylinderlauf-
2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, büchse dort eine große Wanddicke — wie wirkt sich dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbüchse auch gewichtserhöhend aus — aufweist Außerdem ist (4) über ihre Gesamthöhe wechselnde Wanddicken 25 der zwischen Zylinderkurbelgehäuse und Zylinderlaufaufweist, dergestalt, daß sie an die mechanischen und büchse sich erstreckende, die Kühlflüssigkeit aufnehthermischen Beanspruchungen angepaßt ist mende Rai-m zum Zylinderkopf hin sehr klein, so daß
3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, das in diesem Bereich vorhandene Kühlmittelvolumen dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (29) keine ausreichende Kühlung bewirkt
zu beiden Seiten durch Schultern (30, 31) begrenzt 30 Ferner wird durch die Kontaktberührung zwischen
wird. der Aufnahme und der Zylinderlaufbüchse der ohnehin
4. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der An- wesentlich kältere untere Abschnitt der Zylinderlaufsprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die büchse im Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine untere Schulter (31) unter Vermittlung einer Dich- schnell abgekühlt bzw. er wird beim Kaltstart nur langtung (32) auf der zylindrischen Aufnahme (16) auf- 35 sam warm. Durch dieses verzögerte Erwärmen des unliegt. teren Abschnittes der Zylinderlaufbüchse tritt insbe-
5. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, sondere im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschidadurch gekennzeichnet, daß dia Zylinderlaufbüchse ne, ein Erlöschen der Flamme (Flammdurchblase-Ef-(4) zwischen dem Luftraum (35) und einem Kurbel- fekt) auf, das eine erhöhte HC-Emission zur Folge hat.
raum (19) einen Kragen (36) aufweist der sich vor- 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinzugsweise gasdicht in einer Bohrung (37) der Auf- derlaufbüchse zu schaffen, die im Teillast- und Vollastnahme (16) abstützt. betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine einen günstigen
6. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, (gleichmäßigen) Temperaturverlauf über ihre gesamte dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luftraum (35) Höhe aufweist
über einen wesentlichen Teilbereich der Höhe der 45 Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen EinAufnahme (16) erstreckt. richtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa-
7. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der An- tentanspruchs 1 gelöst.
spräche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausge-
unterer Abschnitt (38) der Zylinderlaufbüchse (4) in staltende Merkmale enthalten die Unteransprüche,
den Kurbelraum (19) hineinragt, wobei dieser Ab- 50 Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vortei-
schnitt eine geringere Wanddicke aufweist als die Ie sind darin zu sehen, daß durch die Anordnung einer
Wanddicke der Zylinderlaufbüchse (4) im Bereich Querschnittserweiterung des die Kühlflüssigkeit auf-
des Luftraumes (35). nehmenden Raumes im oberen Abschnitt der Zylinder-
8. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der An- laufbuchse und durch die Ausbildung eines geschlossesprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 55 nen Luftraumes zwischen Aufnahme und unterem Be-Wanddicke der Zylinderlaufbüchse (4) im Bereich reich der Zylinderlaufbüchse ein gleichmäßiger Tempeder Einschnürung (29) größer ist als im Bereich zwi- raturverlauf über die gesamte Höhenerstreckung der sehen unterer Schulter (31) und Kragen (36). Zylinderlaufbüchse sowohl im Vollast- als auch im Teil-
9. Kolbenbrennkraftmaschine nach Ansprach 1, lastbetrieb der Brennkraftmaschine erzielt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der eingespannte obe- 60 Wird die Querschnittserweiterung durch eine am äure Abschnitt (22) der Zylinderlaufbuchse (4) etwa ein ßeren Umfang der Zylinderlaufbüchse angeordnete EinDrittel der Gesamthöhe der Zylinderlaufbüchse (4) schnürung gebildet, so wird einerseits eine gute Kühlbeträgt, funktion erzielt und andererseits das Gewicht der Zylinderlaufbüchse niedrig gehalten. Der zwischen der Auf-
65 nähme und dem unteren Abschnitt der Zylinderlaufbüchse angeordnete, geschlossene ringförmige Luftraum wirkt als Isolator, d. h., dieser Abschnitt der Zylin-Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenbrenn- derlaufbüchse wird beim Kaltstart schneller erwärmt
DE3326320A 1983-07-21 1983-07-21 Kolbenbrennkraftmaschine mit einer, in ein Zylinderkurbelgehäuse eingesetzten, nassen Zylinderlaufbüchse Expired DE3326320C2 (de)

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