DE3512104A1

DE3512104A1 - Brennkraftmaschine mit mindestens zwei hintereinanderliegenden fluessigkeitsgekuehlten zylindern

Info

Publication number: DE3512104A1
Application number: DE19853512104
Authority: DE
Inventors: Karl Josef 5000 Köln Caspar; Ernst-Siegfried 5063 Overath Hartmann; Herb. 5040 Brühl Schleiermacher; Jürgen 5060 Bergisch Gladbach Wahnschaffe; Achim Dipl.-Ing. Zur Nieden
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1986-10-09
Also published as: EP0196635A3; ATE52309T1; EP0196635A2; EP0196635B1; US4672923A; DE3670674D1

Description

Kiöckner-Humboldt-Deufz AG ΖίΛ wmMU I . . : ' ' : : : O ET 1 ο 1 η / -ν

- -■ 0 0 I Z I U4 j

5000 Köln 80. len /9.M?rz 1985 ^

D D 85/18 AE-ZPB Dr.Sche/B

Brennkraftmaschine mit mindestens zwei hintereinanderliegenden flussigkeitsgekühlten

Zylindern

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in Motorlängsachse hintereinanderliegenden, flüssigkeitsgekühlten Zylindern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE-PS 117 899 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit flüssigkeitsgekühlten Zylindern. Jeweils ein ringförmiger Kühlraum umgibt die Zylinderrohre, wobei die Kühlräume der einzelnen Zylinder ineinander übergehen, derart, daß zwisehen zwei benachbarten Zyliaderrohren ein Spalt für den Kuhlflussigkeitsdurchtritt gebildet ist. Dieser Kühlraum ist durch eine Verbindungsleitung mit einem weiteren Kühlraum im Zylinderkopf, wo auch der Kühlmittelabfluß liegt, verbunden. Der Kühlmittelzufluß erfolgt in Richtung K's.rbeiwelle am unteren Ende des Zylinders.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß der Kühlraum nicht gleichmäßig von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Dadurch bilden sich Teilräume im Kühlraum, die von der Kühlflüssigkeitsströmung wenig erfaßt sind. Dies führt dann zu örtlichen Uberhitzungen des Zylinders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlfüssigkeitsströmung einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei axial hintereinanderliegenden, flüssigkeitsgekühlten Zylindern mit baulich einfachen Mitteln derart zu verbessern, daß die Zylinderrohroberfläche aller Zylinder einer Reihe gleichmäßig von der Kühlflüssigkeit luaskr'bi: ir .

|F 360

20 000 2 84 pg

Klöckner-Humboldt-Deutz AG Z^I^BbU :. : O CT 1 O 1 Π

• ■ , o 0 I Z I J

L· 29.03.1985

D 85/18

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Dadurch, daß der Strömungsquerschnitt eines Kühlraums auf der einen Seite der Längsmittelachse größer als auf der anderen Seite ist und daß der benachbarte Kühlraum in bezug auf die Längsmittelachse mit entgegengesetzten Strömungsquerschnitten ausgebildet ist, kreuzt die Hauptströmung der Kühlflüssigkeit beim übergang von einem Zylinder zum anderen die Längsmittelachse, da die Kühlflüssigkeit in den Bereich des größeren Strömungsquerschnitts, d. h. geringeren Widerstands, fließt. Der zylinder ist damit rundum von Kühlflüssigkeit umströmt, und eine gleichmäßige Kühlung ist gewährleistet.

Gemäß der Erfindung kann der Strömungsquerschnitt durch Hindernisse verengt sein. Diese Hindernisse sind entweder eingesetzt oder eingegossen.

In besonderer Ausführung ist der Strömungsquerschnitt durch eine Verlagerung des Zentrums des Kühlraums aus dem Zentrum des Zylinderrohrs gebildet. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Teile eingebaut werden müssen.

Vorteilhafterweise liegt der Kühlmittelzufluß in dem Bereich eines großen Strömungsquerschnitts des Kühlraums, um die Kühlmittelströmung, beonders zwischen den Zylindern, zu verstärken. Gefördert wird dies noch, wenn der Kühlmittelzufluß einen Eintrittskanal bildet, der in die Richtung der Kühlflüssigkeitsströmung im Kühlraum geneigt ist. Liegt der Kühlmittelzufluß in Richtung der Kühlmittelströmung zwischen der Mitte des Kühlraums und dem Spalt zum benachbarten zylinder, ist eine optimale Kühlung der gesamten Zylinderrohroberfäche gewährleistet.

BAD CP..ÜIW-·-

Kiöckner-Hurnboldt-Deutz AG A&fmHE^ - - -^ :"·;"': : : 3512104

29.03.1985 D 85/18

zweckmäßigerweise ist jedem Kühlraum ein Kühlmittelzufluß zugeordnet, damit nur kalte Kühlflüssigkeit die Zylinderrohre umspült.

Es kann auch zweckmäßig sein, den Kühlmittelzufluß und -abfluß in die äußersten zylinder der zylindereihe zu legen, derart, daß sie quer zur Längsmittelachse angeordnet sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, die schematisch im Schnitt zwei Ausführungsformen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt eine Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelzufluß und -abfluß, Fig. 2 im Schnitt eine Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelzufluß je Zylinder.

Fig. 1 zeigt schematisch vier hintereinanderliegende Zylinder 4 einer Brennkraftmaschine. Jeder Zylinder hat einen ringförmigen, hier speziell zylinderförmigen Kühlraum 3, in dem ein Zylinderrohr 2 liegt. Die Zentren der Kühlräume 3 sind aus den Zentren der Zylinderrohre 2 verschoben, wobei jeweils zwei benachbarte Kühlräume senkrecht zur Längsmittelachse der Zylinderreihe in entgegengesetzter Richtung verschoben sind. Durch diese unterschiedliche Verschiebung sind, bezogen auf die Längsmittelachse der Zylinderreihe, unterschiedlich große Kühlräume gebildet, d.h. es sind je zylinder 4 zwei unterschiedlich große Kühlräume 3a und 3b gebildet, die durch die Längsmittelachse 8 geteilt sind. Hierbei hat der Kühlraum 3b einen größeren Strömungsquerschnitt für die Kühlflüssigkeit als der andere Kühlraum 3a. Im benachbarten Zylinder sind die

^T\ SI 33 OCJ-Ci

Klöckner-Humboldt-Deutz AG ü*S i\lltJ- - ■ ■--·-■ .

29.03.1985 D 85/18

Kühlräume 3a und 3b in Bezug auf die Längsmittelachse 8 vertauscht, so da?> sich auf einer Seite der Längsmittelachse die Kühlräume 3a und 3b und damit die Strömungsquerschnitte für die Kühlflüssigkeit in ihrer Große abwechsein. Die Kühlräume zweier benachbarter zylinder sind durch einen Spalt 7 miteinander verbunden.

Der Kühlmittelzufluß 1 befindet sich auf einer der Stirnseiten der Zylinderreihe auf gleicher Höhe des Zylinderrohrmittelpunkts. Der Kühlmittelabfluß 5 ist auf der entgegengesetzten Stirnseite der Zylinderrohre in gleicher Höhe angeordnet.

Es kann auch sinnvoll sein, den Kühlmittelzufluß la und -abfluß 5a, wie in Fig. 1 dargestellt, in die äußersten Zylinder der Zylinderreihe zu legen, jedoch sie quer zur Längsmittelachse anzuordnen.

Durch die Verschiebung der Kühlräume 3 und des damit verbundenen unterschiedlichen Strömungsquerschnitts für die Kühlflüssigkeit beiderseits der Längsmittelachse 8 ergibt sich für einen Teilstrom der Kühlflüssigkeit ein mäanderförmiger Verlauf um die Zylinderrohre 2. Dadurch wird die gesamte Zylinderrohroberflache gleichmäßig gekühlt.

Eine Beeinflussung des Strömungsquerschnitts kann auch ohne Verschieben der Zentren der Kühlräume aus den Zentren der Zylinderrohre durch das Einbringen von Hindernissen in die Kühlräume erreicht werden.

Fig. 2 zeigt ebenso vier hintereinanderliegende zylinder einer Brennkraftmaschine. Auch hier sind unterschiedliche Strömungsquerschnitte für die Kühlflüssigkeit durch eine unterschiedliche Verschiebung der Zentren der Kühlräume

BAD OFUCMAL

Klöckner-Humboldt-Deutz AG /λΐ%.1"11»# " " I . ■""..". ö fT "j ^) "1 Π Λ

29.03.1985 D 85/18

aus den Zentren der Zylinderrohre gebildet. Allein der Kühlmittelzufluß ist hier anders als in Fig. 1 ausgeführt.

Jeder Kühlraum 3 hat einen eigenen Kühlmittelzufluß 1, wobei er in die Mitte des Kühlraums an der Stelle des größten Strömungsquerschnitts mündet. Der Eintrittskanal 6 ist dabei in Richtung der Kuhlflssigkeitsstromung im Kühlraum 3 geneigt. Dadurch, daß jeder Kühlraum 3 einen Kühlmittelzufluß hat, wird jedem Zylinder gleichtemperierte frische Kühlflüssigkeit zugeführt. Die Neigung des Eintrittskanals 6 in die Richtung der Kuhlflussigkeitsstromung verstärkt die gute Umspülung der Zylinderrohre im Spalt 7.

Gemäß Fig. 1 fließt die Kühlflüssigkeit durch den Kühlmittelzufluß 1 in den Kühlraum 3 des Zylinders 4. Der Kühlmittelstrom teilt sich anschließend in zwei Teilströme durch die Kühlräume 3a und 3b auf. Da der Strömungsquerschnitt des Kühlraumes 3b größer ist als der von 3a, fließt auch durch diesen eine größere Menge der Kühlflüssigkeit. Im Spalt 7 vermischen sich die beiden Teilströme wieder. Im benachbarten Zylinder liegt der Kühlraum mit dem größeren Strömungsquerschnitt 3b auf der anderen Seite der Längsmittelachse 8 als im vorhergehenden Zylinder, dadurch kreuzt ein Hauptstrom der Kühlflüssigkeit die Längsmittelachse im Spalt 7 und bewirkt so eine gute Umspülung der gesamten Zylinderrohroberfläche, besonders aber auch jene, die dem Spalt 7 zugekehrt ist. Nach dem Durchfließen der Kühlräume aller Zylinder verläßt die Kühlflüssigkeit durch den Kühlmittelabfluß 5 die zylinderreihe.

In Fig. 2 hat jeder Kühlraum 3b einen eigenen Kühlmittelzufluß. Durch die Neigung des Eintrittskanals 6 in Richtung der Kühlmittelströmung im Kühlraum 3b wird der mäanderförmige Verlauf eines Teilstroms der Kühlflüssigkeit noch verstärkt.

TN01030027 (F 360 1, pg

Claims

Kiöckner-Hurnbo'dt-Deufz AG 5000 Köln 80, den 29.März 1985 * D 85/18 AE-ZPB Dr.Sche/B Patentanspr üche

1.) Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in Motorlängsachse hintereinanderliegenden, flüssigkeitsgekühlt^a Zylindern (4), wobei in jedem zylinder das Zylinderrohr (2) von einem ringförmigen Kühlraum (3) umgeben ist, und in Richtung der Längsmittelachse (8) der zylinderreihe der Kühlraum (3) des einen Zylinders in den Kühlraum des a/uLiren Zylinders übergeht, derart, daß zwischen zwei h -.·>■:.■:'■·- barten Zylinderrohren ein Spalt (7) für den Kühlflüssigkeitsdurchtritt gebildet ist und eine Zylinderreihe mindestens einen Kühlmittelzufluß (1) und Kühlmittelabfluß (5) hat,

dadurch gekennzeichnet, ,ViP .-Ist- Strömungsquerschnitt eines Kühlraums auf der einen Seite der Längsnittelachse (8) größer als auf der anderen Seite ist und daß der benachbarte Kühlraum in Bezug auf die Längsmihtolachse einen entgegengesetzten Strömungsquerschnitt hat.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt durch Hindernisse verengt ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt durch eine Verlagerung des Zentrums des rr'-hlrdUius (3) aus dem Zentrum des Zylinderrohrs (2) gebildet ist.

V."

ΤΝ0Ό3 00?" 20 0OC 2 8- pg

iKlöckner-Humboldt-Deutz AG ZiA L «■ -w . , <-> r- ι «~» ι /-» *

— 2 —

29.03.1985 D 85/18

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelzufluß (1) in den Zylinder (4) in dem Bereich eines großen Strömungsquerschnitts des Kühlraums liegt.

05

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelzufluß (1) in den Zylinder (4) einen Eintrittskanal (6) bildet, der in die Richtung der Kuhlflussigkeitsstromung in einem Kühlraum (3) geneigt ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelzufluß (1) in den Zylinder (4) in Richtung der Kuhlflussigkeitsstromung eines Kühlraums zwischen der Mitte des Kühlraums (3) und dem Spalt (7) zum benachbarten Zylinder liegt.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühlraum (3) einen Kühlmittelzufluß (1) hat.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansorüc^e I M.s

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelzufluß (la) und -abfluß (5a) in den äußersten zylindern (4) der Zylinderreihe liegen und quer zur Längsmittelachse (8) angeordnet sind.