DE3543747C2

DE3543747C2 -

Info

Publication number: DE3543747C2
Application number: DE3543747A
Authority: DE
Inventors: Takeo Higashimatsuyama Saitama Jp Arai; Nobuo Urawa Saitama Jp Anno; Yusuke Kinoshita; Yukio Fujimi Saitama Jp Kusakabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1985-12-11
Publication date: 1990-08-02
Also published as: GB2168428A; GB8530502D0; US4683844A; DE3543747A1; GB2168428B; CA1274135A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderblock-Zylinderkopf einheit zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer nach der CH-PS 4 19 730 bekannten Zylinderblock- Zylinderkopf-Einheit dieser Art besteht keine Verbindung zwischen dem Kühlmantel und der Kühlkammer.

Bei einer nach der DE-PS 6 61 611 bekannten Zylinderblock- Zylinderkopf-Einheit besteht zwar eine Verbindung zwischen dem Kühlmantel und der Kühlkammer, aber zwischen dem gesam ten Andruckbereich von Zylinderblock und Zylinderkopf befind det sich eine durchgehende, an keiner Stelle mit Ausnahme von Löchern für Befestigungsbolzen geschlossene Dichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer zwischen dem Zylin derblock und dem Zylinderkopf angeordneten Dichtung die Dichtfähigkeit zu vergrößern und dadurch die Möglichkeit zu verringern, daß ein Kühlmittel oder ein Motorschmierstoff zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf ausfließen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung sind wesentlich die inneren Ausnehmungen im Zylinderblock und im Zylinderkopf, die in Abstand von den den Verbindungsgang zwischen dem Kühlmantel und der Kühlkammer bildenden Löchern vorgesehen sind, weil diese inneren Ausnehmungen gestatten, bei gleicher Andruckkraft des Zylinderkopfs auf den Zylinderblock den Druck auf die Dichtung zu erhöhen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Zylinder blocks einer Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Zylin derblock,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung einer dritten Ausführungsform,

Fig. 7 einen vertikalen Teilschnitt einer Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit gemäß einer vierten Ausführungsform entlang der Linie VII-VII in Fig. 8,

Fig. 8 eine Aufsicht auf den Zylinderblock entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine Aufsicht auf eine Dichtung entlang der Linie IX-IX in Fig. 7,

Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 8 und

Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung einer fünften Ausführungsform.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Zylinderblock-Zylinderkopf- Einheit E mit einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine, deren Zylinder in Reihe angeordnet sind.

Die Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit E umfaßt einen Zy linderblock B und einen Zylinderkopf H, der mit dem Zylin derblock B über eine dazwischen angeordnete Dichtung G ver bunden ist.

Der Zylinderblock B ist einstückig aus einer Aluminiumle gierung durch ein Gußverfahren hergestellt, wie es in der US-PS 44 36 140 und der US-PS 45 19 436 beschrieben ist. Der Zylinderblock B umfaßt einen oberen, die Zylinder be grenzenden Bereich 1 und einen unteren, ein Kurbelgehäuse begrenzenden Bereich 2. Der die Zylinder begrenzende obere Bereich 1 weist vier "siamesische", in Reihe angeordnete Zylinderbohrungen 3 auf, d. h. es sind keine Kühlräume in den Grenzwänden 5 zwischen benachbarten Zylinderbohrungen 3 vorgesehen.

In jede der Zylinderbohrungen 3 ist eine Zylinderbüchse 4 eingesetzt. In jede Zylinderbüchse 4 ist ein nicht darge stellter Kolben gleitbar eingesetzt.

Der obere Bereich 1 weist einen Kühlmantel 6 auf, der die Zylinderbohrungen 3, von den Grenzwänden 5 zwischen den be nachbarten Zylinderbohrungen 3 abgesehen, umgibt. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, erstreckt sich der Kühlmantel 6 im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Zylinderboh rungen 3.

Der Zylinderblock B weist eine obere Decke 7 auf, die sich über den Kühlmantel 6 erstreckt. Die obere Decke 7 weist eine obere Fläche 8 auf, an der der Zylinderkopf H mit Hilfe einer Mehrzahl von Befestigungsbolzen 14 befestigt ist.

Eine Dichtung G liegt sandwichartig zwischen einer unteren Decke 9 des Zylinderkopfes H und der Fläche 8. Die obere Decke 7 des Zylinderblocks B, die Dichtung G und die untere Decke 9 des Zylinderkopfs H weisen eine Mehrzahl von in ihnen ausgebildeter Verbindungsgänge 11 auf, durch die der Kühlmantel 6 mit einer Kühlkammer 10 in dem Zylinderkopf H in Verbindung steht. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist jeder Verbindungsgang 11 ein unteres Loch 11 d auf, das in der unteren Decke 7 des Zylinderblocks B ausgebildet ist und sich in den Kühlmantel 6 öffnet, ein mittleres Loch 11 m, das in der Dichtung G ausgebildet ist, und ein oberes Loch 11 u, das in der untere Decke 9 des Zylinderkopfs H ausge bildet ist und sich in die Kühlkammer 10 öffnet. Das obere, das mittlere und das untere Loch 11 u, 11 m, 11 d weisen die gleichen Abmessungen auf und sind zueinander ausgerichtet. Ein Kühlmittel, z. B. eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, kann durch diese Löcher 11 u, 11 m, 11 d über die Verbindungs durchgänge 11 zwischen dem Kühlmantel 6 und der Kühlkammer 10 fließen.

Die obere Wand 7 des Zylinderblocks B weist eine Mehrzahl von inneren Ausnehmungen 12 in der oberen Fläche 8 auf, die sich nach oben in Richtung auf die Dichtung G öffnen. Die untere Decke 9 des Zylinderblocks H weist eine Mehrzahl von inneren Ausnehmungen 13 auf, die in ihrer unteren Flä che ausgebildet sind und sich nach unten in Richtung auf die Dichtung G öffnen. Jedes Paar der inneren Ausnehmun gen 12 und 13 ist in vertikaler Richtung zueinander ausge richtet, wobei die Dichtung G zwischen ihnen liegt, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die inneren Ausneh mungen 12 und 13 sind zwischen benachbarten Verbindungs gängen 11 angeordnet, wie dies in den Fig. 1 und 2 dar gestellt ist. Die inneren Ausnehmungen 12 und 13 verringern die Kontaktfläche zwischen der oberen Fläche 8 des Zylinder blocks H und der unteren Fläche der Dichtung G und auch zwi schen der unteren Fläche des Zylinderkopfs H und der oberen Fläche der Dichtung G. Dadurch wird der zwischen den Flä chen der Dichtung G auf diese Flächen wirkende Druck ver größert.

Der untere, das Kurbelgehäuse begrenzende Bereich 2 des Zylinderblocks B weist eine Mehrzahl von einstückigen Lager wänden 15 auf, die entlang der Richtung der Zylinderbohrun gen 3 in Reihe in Abstand voneinander angeordnet sind. Die Lagerwände 15 weisen halbkreisförmige Lagervertiefungen 16 auf, die jeweils in ihren mittleren unteren Flächen ausge bildet sind und sich nach unten öffnen, um eine Kurbelwelle S zu halten bzw. zu lagern.

Der Kühlmantel 6 wird durch einen Sandkern geformt, wenn der Zylinderblock B gegossen wird. Die äußere Seitenwand des Zylinderblocks B, die in Fig. 3 links dargestellt ist, weist ein Loch 17 auf, um den Sandkern durch eine nicht dargestell te Form zu halten und um ihn nach dem Gießen des Zylinder blocks B zu entfernen. Das Loch 17 wird nach dem Entfernen des Kerns durch einen Blindstöpsel 18 verschlossen.

Wenn die Brennkraftmaschine in Gang gesetzt wird, fließt das Kühlmittel durch den Kühlmantel 6 und die Kühlkammer 10 über die Verbindungsgänge 11, um die Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit E zu kühlen.

Die Dichtfähigkeit der Dichtung G wird verbessert, weil der auf sie wirkende Druck infolge der verringerten Kon taktfläche, die durch die inneren Ausnehmungen 12, 13 zwischen dem Zylinderblock B und der Dichtung G und zwi schen dem Zylinderkopf H und der Dichtung G gegeben ist, vergrößert wird. Aus diesem Grunde wird verhindert, daß das durch die Verbindungsgänge 11 fließende Kühlmittel zwischen dem Zylinderblock B und dem Zylinderkopf H ausfließt.

Weil der Zylinderblock B eine geschlossene obere Decke 7 auf weist, hat die Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit E eine große Festigkeit bzw. Starrheit, und die Dichtung G weist da her eine hohe Lebensdauer auf. Der Druck auf die Flächen der Dichtung G wird durch die Verringerung der Kontaktfläche zwi schen dem Zylinderblock B und der Dichtung G und zwischen dem Zylinderkopf H und der Dichtung G vergrößert. Aus diesem Grunde wird die Dichtfähigkeit der Dichtung G vergrößert, ohne daß der Zylinderblock B und der Zylinderkopf H anein ander mit größeren Kräften befestigt werden, so daß die Dichtung G ein Ausfließen des Kühlmittels zuverlässig ver hindern kann.

Fig. 5 zeigt eine Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit in einer zweiten Ausführungsform, bei der die inneren Ausneh mungen 12 nur in der oberen Decke 7 des Zylinderblocks B vor gesehen sind, um den Druck auf die Dichtung G zu vergrößern. In der unteren Fläche der unteren Decke 9 des Zylinderblocks H sind keine inneren Ausnehmungen vorgesehen.

Bei einer dritten Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, ist eine Dichtung G zwischen dem Zylinderblock B und dem Zylinderblock H angeordnet, die eine geschichtete Struk tur mit einer Mehrzahl von dünnen Dichtungsschichten 19 a bis 19 d aufweist. Die inneren Schichten 19 b, 19 d, 19 f, von denen jede zwischen benachbarten Schichten sandwichartig angeord net ist, weisen innere Ausnehmungen 20 a, 20 b, 20 c auf, die in vertikaler Richtung zueinander ausgerichtet und in der Nähe zu den Verbindungsgängen 11 (Fig. 1, 2 und 4) angeordnet sind, um den auf die Flächen der Dichtung G zwischen dem Zylinderblock B und dem Zylinderkopf H einwirkenden Druck zu vergrößern.

Obwohl nicht dargestellt, können auch innere Ausnehmungen zur Vergrößerung des Drucks auf die Dichtung G benachbart zu anderen Durchgängen für Schmieröl und Durchblasgas vorge sehen sein, die eine Verbindung zwischen Fluidkammern in dem Zylinderblock B und dem Zylinderkopf H herstellen.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine Zylinderblock- und Zylinder kopfeinheit Ea in einer vierten Ausführungsform. Weil diese Zylinderblock- und Zylinderkopfeinheit Ea im wesentlichen ebenso aufgebaut ist wie die Zylinderblock- und Zylinder kopfeinheit E, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, wer den nachfolgend nur unterschiedliche Einzelheiten beschrie ben.

Die obere Decke 7 des Zylinderblocks B, die Dichtung G und die untere Decke 9 des Zylinderkopfs H weisen eine Mehrzahl von in ihnen ausgebildeter Verbindungsgänge 21 (Fig. 10) auf, durch die der Kühlmantel 6 in dem Zylinderblock B mit der Kühlkammer 10 in dem Zylinderkopf H in Verbindung steht. Je der Verbindungsgang 21 weist ein unteres Loch 21 d auf, das in der oberen Decke 7 des Zylinderblocks B ausgebildet ist und mit dem Kühlmantel 6 in Verbindung steht, ein mittleres Loch 21 m, das in der Dichtung G ausgebildet ist, und ein oberes Loch 21 u, das in der unteren Decke 9 des Zylinderkopfs H aus gebildet ist und mit der Kühlkammer 10 in Verbindung steht. Das obere, das mittlere und das untere Loch 21 u, 21 m, 21 d sind im wesentlichen in vertikaler Richtung zueinander ausge richtet. Ein Kühlmittel kann durch die Verbindungsgänge 21 zwischen dem Kühlmantel 6 und der Kühlkammer 10 fließen. Das mittlere Loch 21 m ist kleiner als das obere und das untere Loch 21 u, 21 d und steuert die Durchflußmenge des Kühlmittels zwischen dem oberen Loch 21 u und dem unteren Loch 21 d.

Die obere Decke 7 des Zylinderblocks B weist eine Mehrzahl von inneren Ausnehmungen 22 auf, die in der oberen Fläche 8 ausgebildet sind, wie dies in den Fig. 7, 8 und 10 dar gestellt ist. Die inneren Ausnehmungen 22 dienen dazu, die Berührungsfläche zwischen der oberen Fläche 8 des Zylinder blocks B und der Dichtung G und auch zwischen der unteren Fläche des Zylinderkopfs H und der Dichtung G zu verringern, um dadurch den auf die Flächen der Dichtung G einwirkenden Druck zu vergrößern.

Wie in den Fig. 8 bis 10 dargestellt, weist die Dichtung G eine Mehrzahl von Durchbrechungen 23 auf, die Verbindungen zwischen den unteren Löchern 21 d und den inneren Ausnehmun gen 22 herstellen, und eine Mehrzahl von Durchbrechungen 24, die Verbindungen zwischen den inneren Ausnehmungen 22 und den oberen und unteren Löchern 21 u und 21 d herstellen. Das Kühlmittel kann zwischen dem Kühlmantel 6 und der Kühlkammer 10 durch die Durchbrechung 23, die innere Ausnehmung 22 und die Durchbrechung 24 fließen, wie dies durch die Pfeile A angedeutet ist.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine fließt das Kühl mittel zwischen dem Kühlmantel 6 und der Kühlkammer 10 durch die Verbindungsgänge 21, um die Zylinderblock- und Zylin derkopfeinheit Ea zu kühlen. Die Dichtfähigkeit der Dichtung G wird verbessert, weil der auf sie wirkende Druck infolge der Verringerung der Kontaktfläche durch die inneren Ausneh mungen 22 vergrößert wird. Aus diesem Grunde wird verhindert, daß das durch die Verbindungsgänge 21 fließende Kühlmittel zwischen dem Zylinderblock B und dem Zylinderkopf H aus tritt.

Wie in Fig. 10 dargestellt, fließt ein Teil des Kühlmittels ununterbrochen von dem Kühlmantel 6 durch das untere Loch 21 d und die Durchbrechung 23 in die innere Ausnehmung 22 und dann von der inneren Ausnehmung 22 durch die Durchbrechung 24 und das obere Loch 21 u und das untere Loch 21 d in den Kühlmantel 6 und die Kühlkammer 10, wie dies durch die Pfeile A angedeutet ist. Aus diesem Grunde wird in die innere Ausnehmung 22 keine Luft eingeführt bzw. dort einge fangen, und es wird verhindert, daß das Kühlmittel in der inneren Ausnehmung 22 stillsteht.

Auf diese Weise wird verhindert, daß das Kühlmittel in der inneren Ausnehmung 22 aufgeheizt oder gar zum Sieden ge bracht wird und daß in der inneren Ausnehmung 22 eine thermi sche Ausdehnung von Luft bewirkt wird. Es wird daher auch verhindert, daß der Zylinderblock B und der Zylinderkopf H angefressen bzw. erodiert werden und daß dadurch ihre Dicht fähigkeit verringert wird. Dies führt dazu, daß die Fähigkeit der oberen Decke 7 des Zylinderblocks B und der unteren Dec ke 9 des Zylinderkopfs H und der Dichtung G, das Kühlmittel zurückzuhalten, verbessert wird.

Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der die obere Decke 7 des Zylinderblocks B eine Mehrzahl von Kanälen 25, 26 aufweist, die in der oberen Fläche 8 der Decke 7 ausgebildet sind und Verbindungen zwischen der inneren Ausnehmung 22 und den unteren Löchern 21 d herstellen. Das Kühlmittel fließt zwischen der inneren Ausnehmung 22 und den unteren Löchern 21 d durch die Kanäle 25, 26, wie dies durch die Pfeile C angedeutet ist. Weil das Kühlmittel ununterbrochen während des Betriebes der Brennkraftmaschine durch die innere Aus nehmung 22 fließt, wird keine Luft eingefangen und steht kein Kühlmittel in der inneren Ausnehmung 22 still.

Claims

1. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine, mit einem eine geschlossene Decke (7) aufweisenden Zylinderblock (B), in dem ein Kühl mantel (6) ausgebildet ist, und mit einer auf die geschlosse ne Decke (7) des Zylinderblocks (B) unter Zwischenfügung einer Dichtung (G) zu befestigenden Decke (9) eines Zylin derkopfs (H), in dem eine Kühlkammer (10) ausgebildet ist, bei dem in dem Andruckbereich zwischen dem Zylinderkopf (H) und dem Zylinderblock (B) innere Ausnehmungen (12, 13; 20 a, 20 b, 20 c; 22) zur Erhöhung des Drucks auf die außer halb dieser inneren Ausnehmungen (12, 13; 20a, 20 b, 20 c; 22) liegenden Bereiche der Dichtung (G) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der geschlossenen Decke (7) des Zylinderblocks (B) und der geschlossenen Decke (9) des Zylinderkopfs (H) in der Dichtung (G) ein Verbindungsgang (11; 21) zwischen dem Kühlmantel (6) und der Kühlkammer (10) bildende Löcher (11 d, 11 m, 11 u; 21 d, 21 m, 21 u) vorgesehen sind und daß die inneren Ausnehmungen (12, 13; 20 a, 20 b, 20 c; 22) im Zylinderblock (B) und im Zylinderkopf (H) mit Ab stand von diesen Löchern (11 d, 11 m, 11 u; 21 d, 21 m, 21 u) angeordnet sind.

2. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11 d, 11 u, 11m) untereinander gleiche Durchmesser aufweisen und in Flucht zueinander liegen.

3. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (21 m) in der Dich tung (G) einen kleineren Durchmesser hat als das Loch (21 d) in der geschlossenen Decke (7) des Zylinderblocks (B) und das Loch (21 u) in der geschlossenen Decke (9) des Zylinderkopfs (H).

4. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (12, 13) zueinander ausgerichtet sowohl in der geschlossenen Decke (9) des Zylinderkopfs (H) als auch in der geschlossenen Decke (7) des Zylinderblocks (B) befinden.

5. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (G) einen Schichtaufbau aufweist und sich die Ausnehmung (20 a, 20 b, 20 c) in wenigstens einer inneren Schicht (19 b, 19 d, 19 f) der Dichtung (G) befindet.

6. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (22) in der geschlossenen Decke (7) des Zylin derblocks (B) befinden und über Durchbrechungen (23, 24) in der Dichtung (G) mit einander benachbarten Verbindungs gängen (21) verbunden sind.

7. Zylinderblock-Zylinderkopf-Einheit (E; Ea) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (22) in der geschlossenen Decke (7) des Zylinderblocks (B) befinden und über in dieser ge schlossenen Decke (7) ausgebildete, zur Dichtung (G) offene Kanäle (25, 26) mit einander benachbarten Verbin dungsgängen (21) verbunden sind.