DE3540489A1

DE3540489A1 - Kuehlluftfuehrung in einer luftgekuehlten brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3540489A1
Application number: DE19853540489
Authority: DE
Inventors: Hans Stadler
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-05-21
Also published as: EP0222402A2; EP0222402B1; EP0222402A3; ATE50828T1; DE3669345D1; US4747374A; JPS62135608A; ES2014223B3

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit einer Kühlluftführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine luftgekühlte Brennkraftmaschine dieser Art ist aus der DE-PS 11 35 711 bekannt. Das zur Erzeugung des Kühlluftstroms angeordnete Gebläse ist neben dem ersten Zylinder liegend so befestigt, daß der eintretende Kühlluftstrom neben dem ersten Zylinder in die Kühlluftführung eintritt. Die Kühlrippen der Zylinderköpfe sind dabei quer zur Längsmittelachse der Zylinderreihe angeordnet, da die Kühlluft - auch im Bereich des ersten Zylinders - im wesentlichen quer zur Längsmittelachse die Zylinderreihe durchströmt.

Der seitliche Versatz des Gebläses zur Zylinderkopfreihe, (Abstand Längsmittelachse - Gebläse zur Längsmittelachse - Zylinderkopfreihe) bestimmt wesentlich die Einbaubreite eines luftgekühlten Motors. Dieser Versatz kann nicht beliebig verringert werden, da insbesondere die quergestellten Kühlrippen des dem Gebläse benachbarten ersten Zylinders den Gebläseaustritt versperren und so den Wirkungsgrad verringern würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlluftführung einer luftgekühlten Brennkraftmaschine derart auszubilden, daß der seitliche Versatz des Gebläses zur Längsmittelachse der Zylinderreihe möglichst gering gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Aufgrund der im Überdeckungsbereich des Gebläses und der Zylinderreihe etwa in Strömungsrichtung des einströmenden Kühlluftstroms ausgerichteten Kühlrippen wird eine Behinderung der einströmenden Kühlluft weitgehend vermieden. Die erfindungsgemäß angeordneten Kühlrippen lenken innerhalb des ersten Zylinderkopfes die Kühlluft von ihrer Einströmrichtung in Querrichtung um. Dabei sind die Kühlrippen vorzugsweise etwa parallel zur Längsmittelachse der Zylinderreihe ausgerichtet. Durch diese Maßnahmen kann die Einbaulänge und Einbaubreite eines luftgekühlten Motors erheblich reduziert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen und im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht einen Schnitt durch die Kühlluftführung einer Brennkraftmaschine in Höhe der Zylinderköpfe längs der Linie B-B in Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil A aus Fig. 1 auf das Kühlgebläse mit dahinter angeordneten Zylinderköpfen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf mit einer Kühlrippenanordnung anderer Ausführung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf mit einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Kühlrippen.

Der in Fig. 1 dargestellte Schnitt zeigt mehrere in einer Reihe hintereinander angeordnete Zylinder 1, 2, 3, die einen Blockzylinderkopf tragen. Der Blockzylinderkopf ist mittels Befestigungsschrauben, die durch Zylinderkopfpfeifen 21 in die Zylinderblöcke eingeschraubt sind, an diesem befestigt. Zur Kühlung liegt in Längsrichtung der Zylinderreihe 5 im Bereich des ersten Zylinders 1 ein Gebläse 4, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als Axialgebläse ausgeführt ist. Das Gebläse 4 hat einen Gehäusemantel 17, in dem ein Leitrad 17 a angeordnet ist, das die Nabe des Gebläserades 17 b zentrisch hält. Das Gebläse 4 erzeugt einen Kühlluftstrom K, der im wesentlichen parallel zur Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5 gerichtet ist. An das vor der Zylinderreihe 5 angeordnete Gebläse 4 schließt eine Kühlluftführung 7 an, die den in Längsrichtung der Zylinderreihe 5 eintretenden Kühlluftstrom K derart umleitet, daß die Kühlluft im wesentlichen quer zur Zylinderreihe diese durchströmt und in Pfeilrichtung 6 austritt. Die Kühlrippen 20 der Zylinderköpfe 1 a, 2 a, 3 a sind - gemäß der Strömung in Pfeilrichtung 6 - quer zur Zylinderreihe 5 angeordnet und liegen im wesentlichen rechtwinklig zur Längsmittelachse 14.

Zur Reduzierung der Einbaulänge sowie der Einbaubreite eines luftgekühlten Motors ist nunmehr vorgesehen, das Gebläse 4 derart anzuordnen, daß ein Teil des Kühlluftstroms K in Längsrichtung der Zylinderreihe 5 auf den ersten Zylinderkopf 1 a auftrifft. Hierzu ist das Gebläse 4 derart angeordnet, daß seine Längsmittelachse 15 parallel zur Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5 liegt, wobei eine äußere Mantellinie 16 des Gehäusemantels 17 in der Längsmittelebene 14 a (Fig. 2) der Zylinderreihe 5 liegt. Der Querschnitt 12 des Axialgebläses 4 überdeckt sich dabei - in Pfeilrichtung A gesehen - teilweise mit dem ersten Zylinder 1 bzw. dessen Zylinderkopf 1 a (Fig. 2). Die im Überdeckungsbereich des Gebläses 4 mit dem ersten Zylinder 1 liegenden Kühlrippen 8, 9, 10 des Zylinderkopfes 1 a sind gemäß der Erfindung etwa in Strömungsrichtung des einströmenden Kühlluftstroms K ausgerichtet. Sie liegen vorzugsweise parallel zur Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5. Es kann auch zweckmäßig sein, die Kühlrippen in einem Winkel zur Längsmittelachse 14 anzuordnen, wobei dieser Winkel ein zum Gebläse 14 offener, stumpfer Winkel oder ein spitzer Winkel sein kann. Die der Kühlluftführung 7 unmittelbar benachbarte Kühlrippe 8 ist am längsten ausgebildet, während die zwischen der Kühlrippe 8 und der Längsmittelachse 14 liegenden Kühlrippen 9, 10 zur Längsmittelachse 14 hin mit abnehmender Länge ausgebildet sind. Hierbei erstrecken sich die Kühlrippen 8, 9, 10 vorzugsweise bis etwa an eine Gerade 19, die mit der Längsmittelachse 14 einen zum Gebläse 4 offenen Winkel 18 bildet. Dieser Winkel kann ein spitzer oder stumpfer Winkel sein, wobei ein stumpfer Winkel vorgezogen wird.

In Draufsicht gesehen sind die Kühlrippen 8, 9, 10 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 etwa über ein Viertel der Fläche des Zylinderkopfes 1 a verteilt und in Strömungsrichtung der einströmenden Kühlluft K parallel zur Längsmittelachse 14 ausgerichtet, während die übrigen Kühlrippen 20 über die restliche Fläche des Zylinderkopfes 1 a verteilt sind und quer zum Kühlluftstrom K (im rechten Winkel zur Längsmittelachse 14) liegen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als bevorzugte Ausführungsform eine Zylinderkopfreihe gezeigt, bei der nur der erste Zylinderkopf 1 a einige in Strömungsrichtung der einströmenden Kühlluft ausgerichtete Kühlrippen 8, 9, 10 aufweist. Es kann vorteilhaft sein, auch die folgenden Zylinderköpfe mit einer oder mehreren Kühlrippen zu versehen, die in Längsrichtung oder Zylinderkopfreihe ausgerichtet sind.

Die Kühlrippen 8, 9, 10 sind gemäß Fig. 1 getrennt von dem quer zur Längsmittelachse 14 liegenden Kühlrippen 20 angeordnet. Diese Trennung kann so vorgesehen sein, daß eine Art Kanal zwischen den in Längsrichtung und den in Querrichtung ausgerichteten Rippen geibldet ist.

Es kann zur widerstandsarmen Kühlluftumlenkung vorteilhaft sein, einige oder alle in Längsrichtung der Zylinderreihe ausgerichteten Kühlrippen 8.1, 9.1, 10.1 so auszubilden, daß sie jeweils in eine quergestellte Kühlrippe 20.1 übergehen (Fig. 3 und 4). Die Übergänge sind dabei mit großen Umlenkradien R ausgebildet, die zur widerstandsarmen Luftumlenkung beitragen. In Fig. 4 ist eine Ausbildung gezeigt, bei der der Übergang aus einem geraden Rippenteilstücke 30 gebildet ist, das mit entsprechend gewählten Übergangsradien an die parallel zur Längsmittelachse 14 liegende Kühlrippe 8.1 bzw. 9.1 bzw. 10.1 und die zugeordnete, rechtwinklig zur Längsmittelachse 14 liegende Kühlrippe 20.1 anschließt. In dieser Ausführungsform sind die Kühlrippen 8.1, 9.1, 10.1 und 20.1 entsprechend der Längserstreckung der Rippenteilstücke 30 kürzer ausgebildet. Die Rippenteilstücke 30 liegen bzw. unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsmittelachse.

Die vorderste, dem Gebläse 4 benachbarte, quergestellte Kühlrippe 11 des Zylinderkopfes 1 a ist in Draufsicht L-förmig ausgebildet, wobei ihr kleinerer Schenkel 11 a in der Ebene 14 a (Fig. 2) der Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5 liegt.

Sowohl die quergestellten Kühlrippen 20 wie die in Längsrichtung ausgerichteten Kühlrippen 8, 9, 10 und 11 a sind als tragende Elemente zur Abstützung des Brennraumbodens 22 gegen den Ventil- oder/und Nockenwellentrog 13 ausgebildet.

Claims

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit mehreren in einer Reihe angeordneten Zylindern (1, 2, 3) sowie einem im Bereich des ersten Zylinders angeordneten Gebläse (4), das einen in Längsrichtung der Zylinderreihe (5) gerichteten Kühlluftstrom (K) erzeugt, der mittels einer Luftführung (7) umgelenkt und weitgehend quer durch die Zylinderreihe (5) geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (4) derart benachbart zum ersten Zylinder (1) angeordnet ist, daß ein Teil seines Kühlluftstroms (K) in Längsrichtung der Zylinderreihe (5) auf den ersten Zylinder (1) auftrifft und daß zumindest einige Kühlrippen (8, 9, 10) des Zylinderkopfes (1 a) zumindest des ersten Zylinders (1) etwa in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichtet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (8, 9, 10) etwa parallel zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) ausgerichtet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit einem Axialgebläse (4), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt (12) des Axialgebläses (4) teilweise mit dem ersten Zylinder (1) der Zylinderreihe (5) überdeckt (Fig. 2).

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Axialgebläse (4), dessen Längsmittelachse (15) parallel zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mantellinie (16) der äußeren Gehäusemantelfläche (17) des Axialgebläses (4) gleichachsig zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) liegt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Kühlrippen (8, 9, 10) etwa auf einer Geraden (19) enden, die mit der Längsmittelachse (14) einen zum Gebläse (4) offenen, stumpfen Winkel (18) bildet.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kühlluftführung (7) benachbarte, in Strömungsrichtung der einströmenden Kühlluft (K) ausgerichtete Kühlrippe (8) die längste Ersteckung hat.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste quer zur Zylinderkopfreihe (5) liegende Kühlrippe (11) in Draufsicht L-förmig ausgebildet und mit ihrem kleineren Schenkel (11 a) in der Längsmittelebene (14 a) (Fig. 2) der Längsmittelachse (15) der Zylinderreihe (5) liegt.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Kühlrippen (8, 9, 10 bzw. 8.1, 9.1, 10.1) in die quer zur Längsmittelachse (14) liegenden Rippen (20.1) übergehen, wobei die Übergänge zur widerstandsarmen Luftumlenkung entsprechend große Umlenkradien aufweisen.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der quer zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) angeordneten Kühlrippen (20) getrennt von den in Längsrichtung der Längsmittelachse (14) ausgerichteten Kühlrippen (8, 9, 10) angeordnet sind.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich einige Kühlrippen (8, 9, 10) des ersten Zylinderkopfes (1 a) in Strömungsrichtung des einströmenden Kühlluftstroms (K) ausgerichtet sind.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Rippen (8.1., 9.1, 10.1) mit je einer quer zur Längsmittelachse (14) liegenden Rippe (20) verbunden sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite quer zur Längsmittelachse (14) liegende Rippe (20) mit einer in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Rippe (8.1, 9.1, 10.1) verbunden ist.