DE3430289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung, deren Zylinderblock mit der Kurbel­ wellenlagerung zu einem Triebwerksträger verbunden ist und sie seitlich auf diesen Triebwerksträger aufgesetzte Deckel aufweist, welche mit dem Triebwerksträger an zu­ mindest größtenteils durchgehenden Anlageflanschen unter teilweiser Bildung von Hohlräumen in Verbindung stehen und bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabge­ zogene Schürzen tragen, die den oberen Teil des Kurbel­ gehäuses bilden, und wobei jeweils ein unterer Anlage­ flansch im Bereich der unteren Zylinderenden und zwei seitliche Anlageflansche im Bereich der Stirnseite am Zylinderblock angeordnet sind.

Eine derartige, beispielsweise aus der EPA-A67 890-A1 bekannte Ausbildung hat den Vorteil, daß der aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der besonderen Laufeigen­ schaften vorzugsweise aus Grauguß gefertigte Zylinder­ block bzw. ggf. auch der zumindest einen Teil der Kurbelwel­ lenlager umfassende Triebwerksträger in ihrer Herstel­ lung wesentlich vereinfacht sind, da keine einen Gußkern erfordernden Hohlräume für die Flüssigkeitskühlung im Gußstück erforderlich sind. Bei der genannten bekannten Ausführung sind auf den gegossenen Triebwerksträger un­ ter Zwischenlage von elastischen Dichtungen Deckel, bei­ spielsweise aus Kunststoff, aufgesetzt, die zusammen mit dem Zylinderblock im Zylinderbüchsenbereich Wasserräume für die Kühlwasserführung umschließen.

Nachteilig bei der bekannten Ausführung ist insbe­ sondere die Tatsache, daß infolge der auch im Bereich der Kurbelwellenhauptlagerwände bzw. der oberen Teile der Kurbelwellenhauptlager erfolgenden Befestigung der bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabgezogenen Schürzen die in diesem Bereich besonders ausgeprägten, hauptsächlich vom Kurbeltrieb herrührenden Körperschall­ anregungen auf die eine sehr große schallabstrahlende Fläche aufweisenden Schürzen übertragen werden, was die an sich erzielbare Körperschallreduktion sehr stark be­ einträchtigt. Um diesen Nachteil etwas abzuschwächen, sind bei der bekannten Ausführung elastische Dichtungen an den Anlageflächen zum Zylinderblock vorgesehen, die die Körperschallübertragung vermindern sollen. Diese ela­ stischen Dichtungen haben aber den zusätzlichen Nachteil, daß damit die aufgesetzten Deckel nicht mehr kraftführend sein können, womit beispielsweise die Anordnung von Zu­ satzaggregaten an diesen Deckeln oder die Abstützung der Brennkraftmaschine selbst über an diesen Deckeln ange­ brachte Konsolen nicht mehr möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brenn­ kraftmaschinen so auszubilden, daß insbesondere der von der Brenn­ kraftmaschine abgegebene Gesamtschallpegel reduziert wer­ den kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der jeweils am kopfseitigen Ende des Zylinderblockes lie­ gende obere Anlageflansch für die aufgesetzten Deckel einen Abstand zur Kopfdichtfläche im Bereich von 20 bis 80% des Zylinderdurchmessers aufweist und unmittelbar in den unteren Abschlußsteg eines zur Kopfdichtfläche hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes übergeht und daß die Deckel im übrigen gegenüber dem Triebwerksträger freigestellt sind.

Auf diese Weise werden die im Betrieb der Brennkraftmaschine an dem den Zylinderblock sowie zu­ mindest Teile der Kurbelwellenlagerung umfassenden Trieb­ werksträger auftretenden Körperschallschwingungen stark vermindert in die seitlich aufgesetzten Deckel eingeleitet, was - unabhängig von der Art der ver­ wendeten Dichtung - eine deutliche Reduzierung insbeson­ ders des im Bereich des Triebwerksträgers abgegebenen Ge­ räusches ermöglicht. Die Lage des unteren Anschlußsteges eines derartigen, zum Zylinderkopf hin offenen Kühlwas­ serraumes im Zylinderblock und damit die Tiefe des Zylin­ derblock-Wassermantels wird durch zwei Kriterien be­ stimmt; einerseits ist eine gewisse Kühlungslänge in diesem Bereich zur Abführung der aus dem Verbrennungs­ prozeß anfallenden Wärme notwendig, andererseits ist durch eine Verkürzung der freien Länge der Zylinderbüch­ se in diesem Bereich eine Steigerung der Eigenfrequenz unter dem Einfluß des Kolbenkippens gegeben, was sich positiv auf die Schallanregung bzw. Schallabstrahlung der Außenwände des Zylinderblocks auswirkt. Im oben ge­ nannten Bereich ist ein optimaler Kompromiß zwischen diesen beiden Kriterien gegeben, wobei der bei dieser Ausführung unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches zwischen dem aufgesetzten Deckel und dem Zylinderblock vorhandene Hohlraum nicht mehr in den Flüssigkeitskühl­ kreislauf der Brennkraftmaschine einbezogen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches liegende, von den aufgesetzten Deckeln einerseits und dem Zylin­ derblock andererseits begrenzte Raum über Öffnungen bzw. Durchbrechungen im unteren Anlageflansch mit dem ölbe­ netzten Kurbelgehäuse in Verbindung stehen. Auf diese Weise ist also nur im oberen Bereich der Zylinderbüchse - also oberhalb des kopfseitigen Anlageflansches für die aufgesetzten Deckel - eine Flüssigkeitskühlung für die Zylinderbüchse vorgesehen; der Raum unterhalb dieses An­ lageflansches ist von dem im Betrieb der Brennkraftma­ schine im Kurbelgehäuse vorhandenen Schmierölnebel er­ füllt, wobei durch diesen auch eine gewisse Kühlung der Zylinderbüchsen stattfindet. Damit kann auf sehr vorteil­ hafte Weise auch gleichzeitig eine Vergleichmäßigung der Temperatur über die Länge der Zylinderbüchsen erreicht werden.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann aber auch der unterhalb des kopfseitigen Anlageflansches liegende, von den aufgesetzten Deckeln einerseits und dem Zylinderblock andererseits begrenzte Raum mit schalldäm­ mendem Material gefüllt sein, was die Möglichkeit bietet, die Schallübertragung von den Außenwänden der Zylinder­ büchsen auf die außen aufgesetzten Deckel zu verhin­ dern bzw. zumindest entscheidend zu verringern.

Die aufgesetzten Deckel selbst können nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung aus für Druckgußher­ stellung geeignetem Leichtmetall bestehen, die für die Schmierung der Brennkraftmaschine erforderlichen Ölfüh­ rungsbohrungen aufweisen und gleichzeitig die Funktion von Konsolen, z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritz­ pumpe, Motoraufhängung etc., haben und als Teil des Schwungradgehäuses ausgebildet sein, wobei an den Anlage­ flanschen formstabile Dichtungen angeordnet sind. Da in­ folge der grundsätzlichen Ausbildung gemäß der vorliegen­ den Erfindung die Anlageflansche für die aufgesetzten Deckel in Bereichen liegen, wo die auftretenden Schwing­ amplituden bzw. Körperschallschwingungen Knoten aufwei­ sen bzw. zumindest sehr gering sind, kann an diesen An­ lageflächen auch auf die Anordnung von körperschalldäm­ menden Dichtungen verzichtet werden. Dies wiederum macht in sehr vorteilhafter Weise eine relativ starre Ausbil­ dung der seitlich aufgesetzen Deckel möglich, womit - nach Anbringung von entsprechenden Konsolen, Anschluß­ teilen, od. dgl. - verschiedene weitere tragende Funktio­ nen diesen Deckeln zugeordnet werden können.

Die Brennkraftmaschine nach der gattungsfremden AT-PS 3 43 958 hat keine Kopfdichtfläche, da bei ihr der Zylinderkopf einstückig mit dem Zylinderblock zusammen­ gegossen ist. Es ist daher auch keine Kopfdichtfläche im Sinne der vorliegenden Erfindung vorhanden. Außerdem feh­ len seitlich auf dem Triebwerksträger aufgesetzte Deckel.

Die US-PS 35 40 425 besitzt zwar eine Kopfdichtflä­ che, doch ragen bei dieser Konstruktion die auf den Triebwerksträger seitlich aufgesetzten Deckel bis über den Zylinderkopf hinaus und sind nur an ihrer Unterseite an einem Flansch des Triebwerksträgers befestigt. Da die­ ser Flansch sich in der Horizontalebene der Kurbelwellen­ achse und nicht, wie im einleitenden Teil der Beschrei­ bung angegeben ist, im Bereich der unteren Zylinderenden befindet, sind an den Deckeln auch keine Schürzen ange­ setzt, wie sie bei Brennkraftmaschinen der erfindungsge­ mäßen Art zwingend angegeben sind. Die Brennkraftmaschi­ ne nach der US-PS 35 40 425 gehört demnach einer grund­ sätzlich anderen Gattung als der Erfindungsgegenstand an. Aber auch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles sind bei der Brennkraftmaschine nach der US-PS 35 40 425 nicht entnehmbar, zumal, wie bereits ausgeführt wurde, die beiden Deckel über den Zylinderkopf hinausragen und nicht im Abstand von der Kopfdichtfläche unterhalb derselben enden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher er­ läutert.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Vertikal­ schnitt durch eine erfindungsgemäß aus­ gebildete Brennkraftmaschine, wobei die nicht für die Erfindung wesentlichen Tei­ le weggelassen sind.

Fig. 2 zeigt einen teilweisen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Er­ findung und

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 1 dargestellte flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine weist einen Zylinderblock 1 auf, der mit den zur Kurbelwellenlagerung dienenden Hauptlager­ wänden 2 zu einem hohlraumlosen Triebwerksträger 3 ver­ bunden ist. Die Kurbelwellenhauptlagerwände 2 tragen die oberen Teile 4 der Kurbelwellenhauptlager. Die un­ teren Teile 5 der Kurbelwellenhauptlager sind mittels Hauptlagerschrauben 6 befestigt. Die Kurbelwellenachse ist mit 7 und die Zylinderachse mit 8 bezeichnet.

Zu beiden Längsseiten des Zylinderblockes 1 sind auf den Triebwerksträger 3 Deckel 9 aufgesetzt, welche mit dem Triebwerksträger 3 unter teilweiser Bildung von Hohlräumen 10 in Verbindung stehen, über Schrauben 12 an Anlageflanschen 13, 14 im Bereich des Zylinderblocks 1 befestigt sind, und bis in den Bereich der Kurbel­ wellenachse 7 herabgezogene Schürzen 15 als oberen Teil des Kurbelgehäuses 16 tragen.

Die Anlageflansche 13, 14 für die aufgesetzten Deckel 9 sind im wesentlichen im Bereich von im Betrieb der Brennkraftmaschine geringe Schwingamplituden aufwei­ senden Oberfläche des Zylinderblockes 1 angeordnet - also in Bereichen, wo sogenannte Schwingungsknoten der Körperschallschwingungen auftreten. Abgesehen von die­ sen Kontaktstellen mit dem Zylinderblock 1 sind die Deckel 9 gegenüber dem Triebwerksträger 3 freigestellt, was die vom körperschallführenden Triebwerksträger 3 in die Deckel 9 eingeleiteten Körperschallschwingungen auch ohne Zwischenlage von körperschallisolierenden Dichtun­ gen oder dergl. an den Anlageflanschen 13, 14 verhindert bzw. zumindest auf ein sehr geringes Maß reduziert.

Der am kopfseitigen Ende 17 des Zylinderblocks 1 liegende Anlageflansch 13 für die aufgesetzten Deckel 9 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Abstand 18 zur Kopfdichtfläche 19 auf, der etwa 50% des Zylin­ derdurchmessers 20 beträgt, und geht unmittelbar in den unteren Abschlußsteg 21 eines zur Kopfdichtfläche 19 hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes 22 über. So­ mit ist nur der oberhalb des Abschlußsteges 21 liegende Kühlwasserraum 22 mit dem Kühlwasserkreislauf der Brenn­ kraftmaschine in Verbindung. Die unterhalb des Abschluß­ steges 21 zwischen den Außenwänden des Zylinderblockes 1 und den aufgesetzten Deckeln 9 angeordneten Räume 10 sind mit dem Kühlwasserkreislauf nicht in Verbindung. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Räume 10 über Öffnungen bzw. Durchbrechungen 23 in dem im Bereich der unteren Zylinderenden 24 vorgesehenen unteren Anlageflansch 14 mit dem Innenraum des ölbenetz­ ten Kurbelgehäuses 16 in Verbindung, womit der im Be­ trieb der Brennkraftmaschine im Kurbelgehäuse 16 vorhan­ dene Schmierölnebel auch in den Räumen 10 zur Kühlung der Außenwände des Zylinderblockes 1 bzw. der Zylinder­ büchsen dient.

Unterhalb der Schürzen 15 ist an Dichtflanschen 25 ein oberer Ölwannenteil 26 befestigt, der wiederum an einem umlaufenden Dichtflansch 27 eine Blechwanne 28 als unteren Ölwannenteil trägt. Die Befestigungsschrauben sind in beiden Fällen nur durch ihre Mittellinie ange­ deutet.

Die beispielsweise aus für die Druckgußherstellung geeignetem Leichtmetall bestehenden Deckel 9 weisen für die Schmierung der Brennkraftmaschine erforderliche Öl­ führungsbohrungen 29, 30 sowie Konsolen 31, 32, 33 (z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritzpumpe, Motorauf­ hängung etc.) auf und können gleichzeitig auch - in hier nicht dargestellter Weise - etwa als Teil des Schwung­ radgehäuses ausgebildet sein. Da die Anlageflansche 13, 14 für die Deckel in Bereichen mit geringer bis ver­ schwindender Schwingamplitude der Körperschallschwin­ gungen liegen, können dort formstabile Dichtungen (flüs­ sige Dichtanstriche, metallische Dichtungen od. dgl.) angeordnet sein, was die problemlose Verwendung der Deckel in tragender Funktion ermöglicht.

Bei geeigneter Werkstoffwahl bzw. geeigneter Aus­ bildung der Deckel 9 ist aber auch eine Fertigung der­ selben aus Kunststoff oder ähnlichen Materialien denkbar und zumindest hinsichtlich der Körperschalldämmung sowie des Gewichtes der Brennkraftmaschine vorteilhaft.

Das in Fig. 2 anhand des Triebwerksträgers 3 samt aufgesetztem Deckel 9 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß hier an den unteren Anlageflanschen 14 keinerlei Öffnungen bzw. Durchbrechungen zum Innenraum des Kur­ belgehäuses 16 vorgesehen sind und daß der Raum 10 zwi­ schen den beiden Anlageflanschen 13, 14 der von der Außenseite des Zylinderblocks 1 und der Innenseite der Deckel 9 begrenzt wird, mit schalldämmendem Material 34 gefüllt ist. Auf diese Weise kann die Übertragung von Schallschwingungen der Außenwände der Zylinder in die­ sem Bereich über den Raum 10 an die Deckel 9 verhindert bzw. zumindest stark verringert werden, was sich sehr positiv auf eine weitere Reduzierung des Gesamtgeräu­ sches der Brennkraftmaschine auswirkt.

Bezüglich der weiteren Merkmale des Ausführungsbei­ spieles nach Fig. 2 sei auf die entsprechenden Anmerkungen bei der vorstehenden Besprechung der Fig. 1 verwiesen.

Das in Fig. 3 nur anhand des Bereiches der Öl­ wanne dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen nur darin, daß hier die eigentliche Ölwanne 35 insgesamt als Blechpreß­ teil ausgeführt ist, der unmittelbar mit dem Dichtflansch 25 der Schürzen 15 in Verbindung steht. Um die Formstabi­ lität der herabgezogenen Schürzen 15 im Bereich der Dichtflansche 25 zu erhöhen, was die Schallabstrahlung im Bereich der Schürzen 15 verringert, sind hier unter­ halb des unteren Teiles 5 der Kurbelwellenhauptlager bzw. außerhalb der Pleuelumhüllenden Versteifungsbügel 36 vorgesehen, die am Butzen 37 über Schrauben 38 mit den Schürzen 15 in Verbindung stehen.

Claims (4)

1. Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung, deren Zy­ linderblock mit der Kurbelwellenlagerung zu einem Triebwerksträger verbunden ist und die seitlich auf diesen Triebwerksträger aufgesetzte Deckel aufweist, welche mit dem Triebwerksträger an zumindest größten­ teils durchgehenden Anlageflanschen unter teilweiser Bildung von Hohlräumen in Verbindung stehen und bis in den Bereich der Kurbelwellenachse herabgezogene Schürzen tragen, die den oberen Teil des Kurbelgehäu­ ses bilden, und wobei jeweils ein unterer Anlageflansch im Bereich der unteren Zylinderenden und zwei seitli­ che Anlageflansche im Bereich der Stirnseiten am Zylin­ derblock angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils am kopfseitigen Ende (17) des Zylinder­ blockes (1) liegende obere Anlageflansch (13) für die aufgesetzten Deckel (9) einen Abstand (18) zur Kopf­ dichtfläche (19) im Bereich von 20 bis 80% des Zylin­ derdurchmessers 20 aufweist und unmittelbar in den unteren Abschlußsteg (21) eines zur Kopfdichtfläche (19) hin offenen Zylinderblock-Kühlwasserraumes (22) übergeht und daß die Deckel (9) im übrigen gegenüber dem Triebwerksträger (3) freigestellt sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der unterhalb des kopfseitigen Anlage­ flansches (13) liegende, von den aufgesetzten Deckeln (9) einerseits und dem Zylinderblock (1) andererseits begrenzte Raum (10) über Öffnungen bzw. Durchbrechun­ gen (23) im unteren Anlageflansch (14) mit dem ölbe­ netzten Kurbelgehäuse (16) in Verbindung steht.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der unterhalb des kopfseitigen Anlage­ flansches (13) liegende, von den aufgesetzten Deckeln (9) einerseits und dem Zylinderblock (1) andererseits begrenzte Raum (10) mit schalldämmendem Material (34) gefüllt ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (9) aus für Druckgußherstellung geeignetem Leichtmetall bestehen, die für die Schmierung der Brennkraftmaschine erfor­ derlichen Ölführungsbohrungen (29, 30) aufweisen und gleichzeitig die Funktion von Konsolen (31, 32, 33) z. B. für Lichtmaschine, Starter, Einspritzpumpe, Motor­ aufhängung etc., haben und als Teil des Schwungradge­ häuses ausgebildet sind, und daß an den Anlageflanschen (13, 14) formstabile Dichtungen angeordnet sind.