DE3408624A1 - Luftgekuehlte hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Luftgekuehlte hubkolbenbrennkraftmaschine

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DE3408624A1
DE3408624A1 DE19843408624 DE3408624A DE3408624A1 DE 3408624 A1 DE3408624 A1 DE 3408624A1 DE 19843408624 DE19843408624 DE 19843408624 DE 3408624 A DE3408624 A DE 3408624A DE 3408624 A1 DE3408624 A1 DE 3408624A1
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Werner Dr.-Ing. 5000 Köln Haas
Dieter Mascouche Heights Quebec Hilker
Paul Pierrefonds Quebec Slezak
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Description

5000 Köln 80/ den 6.März 1984
D 84/18 P/B Anmelder:
1. KHD Canada Inc. Deutz R & D Division, Bouchervillef Quebec
2. Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln 80
Luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei oder mehreren an einem Kurbelgehäuse nebeneinander angeordneten Zylinderrohren, die zumindest an einem Teilumfang im wesentlichen quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufende Kühlrippen aufweisen sowie mit zylinderköpfen versehen sind, deren Einlaßkanäle bevorzugt auf der Kühlluftzuströmseite und deren Auslaßkanäle bevorzugt auf der Kühlluftabströmseite münden, und mit einer oder mehreren auf der Kühlluftabströmseite der Zylinderrohre vorgesehenen Luftleiteinrichtungen.
Als luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine der vorstehend genannten Gattung ist beispielsweise der Dieselmotor T 924 der Tatra-Werke, CSSR, bekannt und in dem Fachbuch "Luftgekühlte Fahrzeugmotoren" von J. Mackerle, Frank'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1964 auf den Seiten 171 bis 173 beschrieben. Hierbei sind die Zylinderrohre am gesamten Umfang und über die gesamte Länge mit quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen versehen und werden zuströmseitig gleichmäßig von Kühlluft angeströmt. Der die Zylinderrohre seitlich umströmende bzw. zwischen benachbarten Zylinderrohren strömende Kühlluftstrom wird auf der Kühlluftabströmseite von den Kühlluftleiteinrichtungen dem abströmseitigen (hinteren) Kühlrippenbereich der Zylinderrohre zugeführt.
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D 84/18
Bedingt durch die Lage des Auslaßkanals der Brennkraftmaschine auf der Kühlluftabströmseite sind naturgemäß die kühlluftabströmseitigen (hinteren) Bereiche der Zylinderrohre und hierbei insbesondere die zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitte thermisch am höchsten belastet.
Diesen Bereichen kann allerdings bei der bekannten Hubkolbenbrennkraftmaschine ausschließlich bereits an den seitlichen und insbesondere zylinderkopfseitigen Umfangsbereichen der Zylinderrohre zur Kühlung genutzte und somit erwärmte Kühlluft zugeführt werden. Somit steht diese vorbekannte Hubkolbenbrennkraftmaschine im Hinblick auf mögliche Uberhitzungen nur für begrenzte Leistungen zur Verfügung. Da darüber hinaus selbst bei begrenzten Leistungen der zuzuführende Kühlluftstrom dem Kühlluftbedarf der thermisch am stärksten beanspruchten Zylinderrohrbereiche anzupassen ist, sind bei bestimmten Belastungen der Brennkraftmaschine im vorderen (zuströmseitigen) Bereich der Zylinderrohre Unterkühlungen nicht zu vermeiden. Diese wiederum begründen eine unvollständige Verbrennung mit erhöhter Schadstoffemission.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kühlung der Zylinderrohre mit einem geringstmöglichen Fertigungsaufwand bei einer luftgekühlten Hubkolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art soweit zu verbessern, daß Leistungssteigerungen der Hubkolbenbrennkraftmaschine möglich sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die luftgekühlte mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschine nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohre auf der Kühlluftabströmseite mit im wesentlichen parallel zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen versehen sind und daß mittels der Luftleiteinrichtungen zumindest ein 35
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D 84/18
Teil der die Zylinderrohre seitlich umströmenden bzw. zwischen benachbarten Zylinderrohren strömenden Kühlluft in Richtung der parallel zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen undenkbar ist. Damit kann ein Großteil des der Brennkraftmaschine zugeführten Kühlluftstroms zur Kühlung der hinteren thermisch hoch belasteten Zylinderrohrbereiche und auch der thermisch am stärksten beanspruchten zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitte herangezogen werden. Der Kühlluftstrom wird dabei mittels der parallel zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen in Richtung der Zylinderköpfe, d. h. also in Richtung der heißesten Stellen der Zylinderrohre geführt. Durch diese gegenüber der bekannten Hubkolbenbrennkraftmaschine weit verbesserte Ausnutzung der insgesamt zugeführten Kühlluft und aufgrund der wesentlich intensiveren Kühlung der heißen Zylinderrohrbereiche sowie der Möglichkeit, die Kühlluft der Zylinderrohre auch noch zur Kühlung der Zylinderköpfe heranziehen zu können, ist damit die Grundlage für eine höhere Leistungsausbeute bei einer Brennkraftmaschine geschaffen. Die Luftleiteinrichtungen können als Bleche ausgebildet sein, die bevorzugt in einstückiger Ausbildung eine Zylinderreihe seitlich und abströmseitig begrenzen. Die Zylinderrohre selbst erfordern durch die erfindungsgemäße Anordnung und Gestaltung von Kühlrippen keinen Fertigungsmehraufwand, sondern bieten durch besondere Ausgestaltungen, die in Unteransprüchen und im Nachfolgenden näher gekennzeichnet und beschrieben sind, sogar die Möglichkeit einer weit rationelleren und kostengünstigeren Herstellung.
Um insbesondere den relativ kalten Kühlluftstrom aus den unteren kurbelgehäuseseiten Zylinderrohrabschnitten zur Kühlung des hinteren Zylinderrohrbereiches heranziehen zu können, reichen die parallel zur Zylinderrohrlängsachse
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D 84/18
verlaufenden Kühlrippen bevorzugt bis zu den zylinderkopfseitigen Endflächen der Zylinderrohre und sind mit einem axialen Abstand zum Kurbelgehäuse an den Zylinderrohren vorgesehen (Patentanspruch 2).
Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 kann der den parallel zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen zuzuführende Kühlluftmassenstrom aufgrund der verringerten Strömungswiderstände weiter erhöht werden. In Anpassung an die sich in Richtung des Kurbelgehäuses verringernden thermischen Belastungen der Zylinderrohre können dabei z. B. die quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen eine kontinuierlich abnehmende Rippenhöhe aufweisen oder aber auch einen oder mehrere kurbelgehäuseseite Abschnitte mit Kühlrippen konstant verringerter Rippenhöhe aufweisen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in idealer Weise dem unterschiedlichen Kühlbedarf der einzelnen Zylinderrohrabschnitte Rechnung getragen ist, was eine Vergleichmäßigung der Zylinderrohrtemperaturen ermöglicht.
Im Hinblick auf die angestrebte optimierte Kühlung der heißesten Bereiche der Zylinderrohre und die vergleichmäßigung der Zylinderrohrtemperaturen hat sich auch die Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 4 als sehr vorteilhaft herausgestellt. Die Höhe des mit quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen versehenen Zylinderrohrabschnittes ist hierbei bevorzugt der Länge der parallel zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen angepaßt, so daß auch in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise Zylinderrohre mit unverrippten Abschnitten und erfindungsgemäß verrippten Abschnitten Verwendung finden. Wie Versuche gezeigt haben, lassen sich bei diesen
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erfindungsgemäßen Gestaltungen der Zylinderrohre unter Zugrundelegung einer gleichen Kühlgebläseleistung Steigerungen des zu fördernden Kühlluftmassenstromes von annähernd 50 % gegenüber bekannten Zylinderrohrausbildungen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen erzielen. Da die Einlaßkanäle auf der KÜhlluftzuströmseite vorgesehen sind, sind die Zylinderrohre bevorzugt in einem Umfangsbereich auf der Kühlluftzuströmseite kühlrippenfrei ausgebildet oder mit quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen verringerter Rippenhöhe versehen, wodurch ein weiterer Beitrag zur Vergleichmäßigung der Zylinderrohrtemperaturen und Verringerung der Strömungswiderstände geleitet werden kann. Die Gefahr von Unterkühlungen einzelner Zylinderrohrbereiche und -abschnitte und somit die Gefahr von übermäßig hoher Schadstoffemission ist damit wirksam verringert.
Sind die Ventilschäfte des Einlaß- und Auslaßventils in analoger Weise wie bei der bekannten Hubkolbenbrennkraftmaschine Tatra T 924 auf der Kühlluftzuström- bzw. Kühlluf tabströmseite derart angeordnet, daß die durch die Ventilschäfte verlaufende Ebene in einem spitzen Winkel zur Zylinderreihenlängsachse verdreht angeordnet ist, ist der kühlluftzuströmseitige Umfangsbereich der Zylinderrohre bevorzugt kühlrippenfrei ausgebildet, wobei die quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen im benachbarten umfangsbereich in wärmeleitender Verbindung stehen, so daß ein stetiger Wärmefluß der im Bereich eines Auslaßventils eines Zylinders vorgesehenen Kühlrippen zu den im Bereich des Einlaßventils des benachbarten Zylinders vorgesehenen Kühlrippen in vorteilhafter Weise einen Beitrag zur Vergleichmäßigung der Temperaturen auch benachbarter Zylinderrohre einer Zylinderreihe leistet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Gestaltung der Kühlrippen der Zylinderrohre gestaltet sich
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darüber hinaus die Fertigung (Gießform, mechanische Bearbeitungsverfahren, Gußkerne etc.) weit weniger aufwendig, und ferner ist der Wartungsaufwand erheblich erleichtert, z. B. aufgrund vereinfachter Reinigung von wesentlich weniger Kühlrippenoberflächen. Des weiteren sind die Kühlrippen auch noch in Bereichen angeordnet, die auch bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit V-förmiger Anordnung der Zylinderreihen für eine Reinigung leicht zugänglich sind.
Die Luftleiteinrichtungen selbst sind einfach herzustellende Bauteile. Bevorzugt sind die Luftleiteinrichtungen derart gestaltet sind, daß die Kühlluft, die an den zylinderkopfseitigen ümfangsbereichen der Zylinderrohre aufgrund des dort herrschenden höheren Temperaturniveaus bereits aufgeheizt ist, durch in den Luftleiteinrichtungen vorgesehene Abströmöffnungen in die Umgebung abgeführt v/erden kann, so daß nur die aus den kurbelgehäuseseitigen Zylinderrohrabschnitten strömende relativ kalte Kühlluft zur Kühlung der hinteren heißen Zylinderrohrbereiche herangezogen wird. Hierdurch lassen sich auch in den zylinderkopfseitigen Zylinderrohrumfangsbereichen höhere Kühlluftgeschwindigkeiten und somit höhere Kühlluftmassenströme realisieren. Um Verwirbelungen bei der durch die Abströmöffnungen abzuführenden Kühlluft weitgehend zu vermeiden, weisen die Luftleiteinrichtungen zylinderkopfseitig in zylinderreihenendbereichen und in den Zwischenräumen benachbarter Zylinderrohre zuzuordnenden Bereichen eine im wesentlichen bis nahe an kühlluftabströmseitige Endflächen von quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen reichende Querschnittsstruktur auf. Dies kann beispielsweise durch Einbuchtungen, Abkröpfungen etc. auf baulich einfache Weise bewerkstelligt werden. Die Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 11 fördert
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durch die zu den jeweiligen Auslaßventilen bzw. Auslaßkanälen versetzte Lage der Abströmöffnungen die Vergleichmäßigung der Zylinderrohrtemperaturen/ indem in Auslaßkanalnähe höhere Luftgeschwindigkeiten erreicht werden als in Einlaßkanalnähe.
Entsprechend der Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 12 sind auch die Zylinderköpfe im zylinderrohrendseitigen Bereich auf der Kühlluftabströmseite mit parallel zur Zylinderrohrlangsachse ausgerichteten Kühlrippen und mit Luftleitblechen versehen, so daß durch die besondere Gestaltung der Luftleiteinrichtungen der Zylinderrohre und der Luftleitbleche der Zylinderköpfe der Kühlluftstrom der hinteren Zylinderrohrbereiche nach Abströmen von den parallel zur Zylinderrohrlangsachse verlaufenden Kühlrippen der Zylinderrohre noch zur Kühlung des zylinderrohrendseitigen hinteren Zylinderkopfbereiches, d. h. also im wesentlichen im Bereich des Auslaßkanals bzw. Auslaßventils, zur Kühlung herangezogen werden kann. In analoger Weise wie die Luftleiteinrichtungen der Zylinderrohre können dabei auch die Luftleitbleche in Bereichen nahe des Auslaßkanals noch zusätzliche Kühlluftauslaßöffnungen enthalten, um hier eine intensivere Kühlung durch erhöhte Kühlluftmassenströme realisiert zu haben.
Durch die Vorteile und Wirkungen der Erfindung (verbesserte Kühlung, Vergleichmäßigung der Zylinderrohrtemperaturen, verringerter Fertigungsaufwand) ist in idealer Weise bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine die Möglichkeit geschaffen, die Zylinderrohre und das Kurbelgehäuse einstückig auszubilden, wobei auch die quer zur Zylinderrohrlangsachse verlaufenden Kühlrippen benachbarter Zylinderrohre in diese einstückige Ausbildung mit einbezogen sein können, so daß das Kurbelgehäuse und die Zylinderrohre sich als einfach herzustellende Kompakteinheit darstellen.
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Gegenüber bekannten luftgekühlten Brennkraftmaschinen, bei denen die Zylinderrohre üblicherweise als besondere Bauteile mit dem Kurbelgehäuse über Zuganker verspannt sind, sind somit wesentliche Einsparungen an Hauptbearbeitungsschritten zu erzielen, so daß sich neben den funktioneilen Vorteilen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine auch noch ein ingesamt weit verringerter Fertigungs- und Montageaufwand und somit letztlich erhebliche Kostenvorteile realisieren lassen. Durch die einstückige Ausbildung der Zylinderrohre mit dem Kurbelwellengehäuse und die Verbindung benachbarter Zylinder zueinander durch die quer zur Zylinderrohrlängsachse verlaufenden Kühlrippen läßt sich auch die Stabilität der Zylinderrohre und des Kurbelwellengehäuses verstärken, so daß diese in hohem Maße geeignet sind, z. B. höheren Torsionsbeanspruchungen standzuhalten. Zur weiteren Verbesserung dieser Stabilitätsstruktur kann darüber hinaus auch noch, wie in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, eine in den jeweiligen Zylinderkopfendbereichen der Zylinderrohre vorgesehene umlaufende Verstärkungsrippe beitragen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen: 25
Fig. 1 eine Ansicht einer Zylinderreihe eines Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine von der Kühlluftabströmseite;
Fig. 2 einen Schnitt durch zwei Zylinderrohre und zwei Zylinderköpfe der Zylinderreihe entsprechend der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Zylinderrohres mit montiertem Zylinderkopf und angebauten Luftleiteinrichtungen bzw. Luftleitblechen gemäß Fig. 1. 35
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Soweit im einzelnen dargestellt, sind in den Fig. 1 bis 3 grundsätzlich gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Mit 1 ist allgemein eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, die mit einem Kurbelgehäuse 2, nebeneinander angeordneten Zylinderrohren 3 und Einzelzylinderköpfen 4 versehen ist. Die Zylinderrohre 3 sind einstückig mit dem Kurbelwellengehäuse 2 ausgebildet und die Auslaßkanäle 5 der Einzelzylinderköpfe 4 erstrecken sich, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, auf der Kühlluftabströmseite. Der im einzelnen nicht naher dargestellte Einlaßkanal liegt auf der Kühlluftzuströmseite und mündet im Bereich der Kühlluftzuströmseite, wobei die nicht im einzelnen dargestellten Ventile der Aus- und Einlaßkanäle 5 und 6 derart angeordnet sind, daß die durch die Ventilschäfte verlaufende Ebenen in einem spitzen Winkel (ca. 30 °) zur Zylinderreihenlängsachse 7 verlaufen.
Die Zylinderrohre 3 weisen in einem zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitt quer zu den Zylinderrohrlängsachsen 8 verlaufende Kühlrippen 9 auf, wobei diese quer zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufenden Kühlrippen 9, wie aus den verschiedenen Ansichten nach den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, ausschließlich in einem hinteren (abströmseitigen) seitlichen Umfangsbereich des zylinderkopfseitigen zylinderrohrabschnittes vorgesehen sind. Auf der durch die durchgezogenen Pfeile 10 in den Fig. 2 und 3 angedeuteten Kühlluftzuströmseite und auch in dem kurbelgehäuseseitigen Zylinderrohrabschnitt auf der Kühlluftabströmseite sind somit die Zylinderrohre 3 kühlrippenfrei ausgebildet.
Auf der Kühlluftabströmseite (Pfeile 20a, 20b) der Zylinderrohre 3 sind erfindungsgemäß die im wesentlichen parallel zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufenden Kühlrippen
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11 angeordnet, die im wesentlichen bis zu den zylinderkopfendseitigen Endflächen 12 der Zylinderrohre 3 reichen und mit einem axialen Abstand zum Kurbelwellengehäuse 2 an den Zylinderrohren 3 vorgesehen sind. Die parallel zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufenden Kühlrippen 11 und die quer zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufenden Kühlrippen 9 der Zylinderrohre 3 einer Zylinderreihe sind insgesamt einstückig ausgebildet.
Auf der Kühlluftabströmseite der Zylinderrohre 3 ist die Luftleiteinrichtung 13 vorgesehen, die an den letzten Zylinderrohren 3 der Zylinderreihe abgeknickt ist, so daß die Zylinderreihe seitlich und abströmseitig vollständig von der Luftleiteinrichtung mit einem ausreichenden Durchströmabstand 14 (Fig. 3) ummantelt wird. An den Stellen der Zylinderrohre 3, an denen quer zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufende Kühlrippen 9 vorgesehen sind, weist die Luftleiteinrichtung 13 zylinderkopfseitig eine bis nahe an abströmseitige Endflächen der Kühlrippen 9 reichende Querschnittsstruktur (Einbuchtungen 15) auf. in diesen Einbuchtungen 15 sind Abströmöffnungen 16 vorgesehen, so daß die in diesen oberen heißen Zylinderrohrabschnitten strömende Kühlluft (Pfeile 20a) unmittelbar in die Umgebung abströmen kann. Die Abströmöffnungen 16 für zwischen den Zylinderrohren strömende Kühlluft sind dabei asymmetrisch zu den Mittelebenen 21 benachbarter Zylinderrohre angeordnet, und zwar versetzt zu den jeweiligen Auslaßkanälen 5, so daß die auslaßkanalnahen ümfangsbereiche der Zylinderrohre bzw. deren Kühlrippen 9 intensiver gekühlt werden als die gegenüberliegenden ümfangsbereiche der Kühlrippen (Einlaßkanalbereiche) des Nachbarzylinderrohres.
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Ansonsten wird die zugeführte Kühlluft nach Durchströmen der jeweils unverrippten vorderen und seitlichen Bereiche der Zylinderrohre 3 von der Luftleiteinrichtung 13 auf der Kühlluftabströmseite in Richtung der parallel zur Zylinderrohrlängsachse 7 verlaufenden Kühlrippen 11 umgelenkt (Pfeile 20b), so daß dieser gesamte Kühlluftstrom, der ein relativ niedriges Temperaturniveau aufweist, zur Kühlung des hinteren heißen Zylinderrohrbereiches herangezogen werden kann und durch die parallel verlaufenden Kühlrippen 11 zum heißesten zylinderkopfseitigen Bereich der Zylinderrohre 3 geführt wird. Da die quer verlaufenden Kühlrippen 11 mit einem Abstand zum Kurbelwellengehäuse 2 angeordnet sind, ist dabei in hohem Maße gewährleistet, daß in dem abströmseitigen Durchströmraum 14 der Luftleiteinrichtung 13 Luftansammlungen, Rückströmungen, Verwirbelungen etc. vermieden werden.
Durch diese Gestaltung der Kühlluftführung und durch die Anordnung und Gestaltung der Kühlrippen 9 und 11 ergibt sich eine optimale Ausnutzung der insgesamt zuzuführenden Kühlluft und eine wesentliche Vergleichmäßigung der Gesamtzylinderrohrtemperaturen, so daß hierdurch in optimaler Weise die Voraussetzungen für eine Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine und die Herabsetzung von Temperaturspannungen gegeben sind. Durch die Verbindung der quer zur Zylinderrohrlängsachse 8 verlaufenden Kühlrippen 9 benachbarter Zylinderrohre 3 ist dafür Sorge getragen, daß ein stetiger Wärmefluß vom heißen ürnfangsbereich eines Zylinderrohrs 3 (Auslaßkanal 5) zu dem kälteren Umfangsbereich (Einlaßkanal 6) des Nachbarzylinderrohrs 3 stattfindet.
- 17 - 06.03.1984
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Die Zylinderköpfe 4 weisen an ihrem zylinderrohrseitigen Endbereich ebenfalls parallel zur Zylinderrohrachse 8 ausgerichtete Kühlrippen 17 auf und sind auf der Kühlluftabströmseite mit Luftleitblechen 18 versehen. Die Luftleiteinrichtung 13 und das sich ebenfalls über die Zylinderköpfe 4 der gesamten Zylinderreihe erstreckende Luftleitblech 18 weisen auf der Abströmseite zueinander einen Abstand auf und sind an ihren Rändern um etwa 90 ° umgebogen, so daß die Kühlluft der Zylinderrohre nach Durchströmen der parallel zur Zylinderrohrlängsachse 8 angeordneten Kühlrippen 11 in Richtung der parallel ausgerichteten Kühlrippen 17 der Zylinderköpfe 4 gelenkt wird und gemeinsam mit der Kühlluft (Pfeile 20c) der Zylinderköpfe in diesem Bereich in die Umgebung abströmen kann (Fig.3). Somit leistet die Kühlluft der Zylinderrohre 3 auch noch einen Beitrag zur Kühlung der zylinderrohrendseitigen heißen Endbereiche der Zylinderköpfe 4. Die Luftleitbleche 18 der Zylinderköpfe 4 weisen zusätzlich noch Auslaßöffnungen 22 auf, so daß in Bereichen der Auslaßkanäle 5 die Kühlluft direkt in die Umgebung abströmen kann.
Durch die einstückige Ausbildung der Zylinderrohre 3, des Kurbelwellengehäuses 2 und der Kühlrippen 9 und 11 gestaltet sich die erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 als auf fertigungstechnisch einfache und somit kostengünstige Weise herzustellende Gesamteinheit mit hervorragenden Stabilitätseigenschaften. Die Stabilitätsstruktur der Zylinderrohre 3 im zylinderkopfendseitigen Bereich 12 kann durch eine sich über den gesamten Umfang der Zylinderrohre 3 erstreckende Verstärkungsrippe 19 verbessert werden.
- Leerseite -

Claims (15)

5000 Köln 80, den 6.März 1984 D 84/18 P/B Anmelder:
1. KHD Canada Inc. Deutz R & D Division, Boucherville, Quebec
2. Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln 80
Patentansprüche
1.) Luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine (1) mit zwei oder mehreren an einem Kurbelgehäuse (2) nebeneinander angeordneten Zylinderrohren (3), die zumindest an einem Teilumfang im wesentlichen quer zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufende Kühlrippen (9) aufweisen sowie mit Zylinderköpfen (4), deren Einlaßkanäle (6) bevorzugt auf der Kühlluftzuströmseite (10) und deren Auslaßkanäle (5) bevorzugt auf der Kühlluftabströmseite (20) münden, und mit einer oder mehreren auf der Kühlluftabströmseite (20) der Zylinderrohre (3) vorgesehenen Luftleiteinrichtungen (13),
dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohre (3) auf der Kühlluftabströmseite (20) mit im wesentlichen parallel zur Zylinderrohrlangsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (11) versehen sind und daß mittels der Luftleiteinrichtungen
(13) zumindest ein Teil der die Zylinderrohre (3) seitlich umströmenden bzw. zwischen benachbarten Zylinderrohren (3) strömenden Kühlluft in Richtung der parallel zur Zylinderrohrlangsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (11) umlenkbar ist.
- 2 - 06.03.1984
D 84/18
2. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (11) im wesentlichen bis zu den zylinderkopfseitigen Endflächen (12) der Zylinderrohre (3) reichen und mit einem axialen Abstand zum Kurbelgehäuse (2) an den Zylinderrohren (3) beginnen.
3. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (9) in einem kurbelgehäuseseitigen Zylinderrohrabschnitt eine geringere Rippenhöhe aufweisen als in einem zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitt und/oder in Richtung des Kurbelgehäuses (2) eine im wesentlichen laufend abnehmende Rippenhöhe aufweisen.
4. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohre (3) in einem kurbelgehäuseseitigen Zylinderrohrabschnitt kühlrippenfrei ausgebildet sind.
5. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohre (3) in einem ümfangsbereich auf der Kühlluftzuströmseite (10) kühlrippenfrei ausgebildet und/oder mit Kühlrippen (9) verringerter Rippenhöhe versehen sind.
- 3 - ' 0603.1984
D 84/18
6. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die durch die Ventilschäfte des Einlaß- und Auslaßventils verlaufende« Ebene/}in einem spitzen Winkel zur Zylinderreihenlängsachse (7) verdreht angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen der kühlluftzuströmseitige ümfangsbereich der Zylinderrohre (3) kühlrippenfrei ausgebildet ist.
7. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die quer zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (9) in benachbarten Umfangsbereichen in wärmeleitender Verbindung stehen.
8. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (9) benachbarter Zylinderrohre (3) einstückig ausgebildet sind.
9. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtungen (13) Abströmöffnungen (16) für die die Zylinderrohre (3) seitlich in einem zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitt umströmende bzw. zwischen benachbarten Zylinderrohren (3) in einem zylinderkopfseitigen Zylinderrohrabschnitt strömende Kühlluft aufweisen.
- 4 - 06.03 .1984
D 84/18
10. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtungen (13) zylinderkopfseitig in zylinderreihenendbereichen und zwischen benachbarten Zylinderrohren (6) eine im wesentlichen mit bis nahe an kühlluftabströmseitige Endflächen von quer zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (9) reichenden Querschnittsstruktur (15) aufweisen.
11. Luftgekühle Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnungen (16) für zwischen benachbarten Zylinderrohren (3) strömende Kühlluft asymmetrisch zu senkrecht zur Zylinderreihenlängsachse (7) angeordnete Mittelebenen (21) benachbarter Zylinderrohre und in Richtung der jeweiligen Auslaßkanäle (5) versetzt vorgesehen sind.
12. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderköpfe (4) auf der Kühlluftabströmseite (20) mit im zylinderrohrseitigen Endbereich angeordneten, parallel zur Zylinderrohrlängsachse (8) ausgerichteten Kühlrippen (17) und mit Luftleitblechen (18) versehen sind, daß die Luftleiteinrichtungen (13) der Zylinderrohre (3) zylinderkopfendseitig und die Luftleitbleche (18) der Zylinderköpfe (4) zylinderrohrendseitig an ihren Rändern um etwa 90 ° gebogen bzw. abgewinkelt sind, daß die Luftleiteinrichtungen (13) und die Luftleitbleche (18) zumindest im Bereich der parallel zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (11) der Zylinderrohre (3) einen Abstand zueinander aufweisen und daß die Luftleiteinrichtungen (13) der Zylinderrohre (3) bis nahe an die parallel zur Zylinderrohrlängsachse (8) verlaufenden Kühlrippen (17) der ZylindeKköpfe (4) reichen.
- 5 - 06 .03 .1984
D 84/18
13. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohre (3) und das Kurbelgehäuse (2) einstückig ausgebildet sind.
14. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen an dem zylinderkopfseitigen Endbereich (12) der Zylinderrohre (3) eine Verstärkungsrippe (19) vorgesehen ist.
15. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitbleche (18) der Zylinderköpfe (4) im Bereich der Auslaßkanäle (5) Kühlluftauslaßöffnungen (22) haben.
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