DE3629671A1 - Brennkraftmaschine mit fluessigkeitsgekuehlter zylinderlaufbuechse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit flüs­ sigkeitsgekühlter Zylinderlaufbuchse nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

In der DE-OS 28 25 870 ist eine Brennkraftmaschine be­ schrieben, bei der die Zylinderlaufbuchse von einem wen­ delförmigen Kanal umgeben ist, durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine Schmieröl gefördert wird. Der Kanal ist durch Rippen am Kurbelgehäuse, die bis an die Zylinder­ laufbuchse heranreichen, gebildet. Zur besseren Kühlung des Zylinderkopfes ist der wendelförmige Kanal mit einem Ringkanal verbunden, der den Sitz einer Einspritzdüse um­ gibt.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß der wendelförmige Kanal schwer herzustellen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zylinderlaufbuchse mit einem wendelförmigen Kanal zu schaffen, wobei der Kanal einfach herzustellen, in seiner Gestaltung leicht verän­ derbar und ohne Probleme in die Brennkraftmaschine inte­ grierbar ist.

Dadurch, daß der Kühlraum durch einen auf die Außenseite der Zylinderlaufbuchse aufgesetzten Blechmantel gebildet ist, ist eine Zylinderlaufbuchse mit einem wendelförmigen Kanal geschaffen, wobei der Kanal einfach herzustellen, in seiner Gestaltung leicht veränderbar und ohne Probleme in die Brennkraftmaschine integrierbar ist. Vorteilhafterwei­ se ist durch diesen Kanal eine gute Wärmeableitung über die Länge des Zylinders zu erreichen. Auch läßt sich durch die Wahl des Kanalquerschnitts die Strömungsgeschwindig­ keit beliebig den Erfordernissen anpassen.

Vorteilhafterweise besteht der Kühlraum aus zwei voneinan­ der getrennten Teilkühlräumen, wobei beide Teilkühlräume wendelförmig mit gleichem Drehsinn die Zylinderlaufbuchse umgeben. Mit Hilfe dieser Teilkühlräume können gezielt nur ganz bestimmte Bereiche der Zylinderlaufbuchse intensiver gekühlt werden.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich zumindest ein Teilkühlraum bis in den Zylinderkopf. Mit dieser Ausführungsform läßt sich optimal der Dicht­ flächenbereich zwischen Zylinderkopf und Zylinderlauf­ buchse kühlen.

In bevorzugter Ausführung weisen beide Teilkühlräume einen gemeinsamen Kühlflüssigkeitszufluß und Kühlflüssigkeitsab­ fluß auf.

Es ist zweckmäßig, wenn der Kühlflüssigkeitszufluß und Kühlflüssigkeitsabfluß in einen die gesamte Zylinderreihe durchziehenden Sammelkanal einmünden.

Als Kühlflüssigkeit ist neben Öl auch Wasser vorzüglich geeignet.

Hervorgehoben sei, daß sich die Erfindung vorteilhafter­ weise für Einzelzylinderköpfe eignet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und den Zeichnungen, die zwei verschiedene Aus­ führungsformen einer erfindungsgemäßen Anordnung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 In verschiedenen Schnitten eine Brennkraftmaschine mit einer flüssigkeitsgekühlten Zylinderlaufbuchse, wobei der Kühlraum durch einen Blechmantel gebildet ist.

Fig. 2 Eine ähnliche Anordnung wie Fig. 1, wobei sich jedoch der Kühlraum bis in den Zylinderkopf hinein erstreckt.

Die Fig. 1a bis d zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine mit flüssigkeitsgekühlter Zylin­ derlaufbuchse 1, wobei der Kühlraum 3 durch einen Blech­ mantel 2 gebildet ist und aus zwei wendelförmigen Teil­ kühlräumen 3 a, 3 b besteht.

In Fig. 1a ist ein Schnitt durch die Zylinderlaufbuchse 1 mit angrenzendem Zylinderkopf 7 gezeigt. Die Zylinderlauf­ buchse 1 ist an ihrem untererem, einem Kurbelgehäuse 8 zu­ gewandten Ende mit einem Auflagebund 9 auf dem Kurbelge­ häuse 8 abgestützt. Auf die Außenseite der Zylinderlauf­ buchse 1 ist ein Blechmantel 2 so aufgesetzt, daß zwischen Blechmantel 2 und Zylinderlaufbuchse 1 ein Kühlraum 3 ge­ bildet ist. Der Kühlraum 3 besteht aus zwei voneinander getrennten Teilkühlräumen 3 a, 3 b, wobei beide Teilkühlräu­ me 3 a, 3 b wendelförmig mit gleichem Drehsinn die Zylinder­ laufbuchse 1 umgeben. In axialer Richtung der Zylinder­ laufbuchse 1 gesehen, liegt jeweils ein Teilkühlraum 3 a zwischen dem anderen Teilkühlraum 3 b.

Am unteren, dem Kurbelgehäuse 8 zugewandten Ende des Kühl­ raums 3 ist ein Kühlflüssigkeitszufluß 5 angeordnet, der mit einem Sammelkanal in Verbindung steht, der die gesamte Zylinderreihe durchzieht. Beide Teilkühlräume 3 a, 3 b wei­ sen demnach einen gemeinsamen Kühlflüssigkeitszufluß 5 auf. Dies gilt auch für den Kühlflüssigkeitsabfluß 6, der am oberen, dem Zylinderkopf 7 zugewandten Ende der Zylin­ derlaufbuchse 1 angeordnet ist. Seine Lage ist - in Axial­ richtung der Zylinderlaufbuchse 1 gesehen - oberhalb des Kühlflüssigkeitszuflusses 5. Auch der Kühlflüssigkeitsab­ fluß 6 geht in einen die gesamte Zylinderreihe durchzie­ henden Sammelkanal über.

Der Blechmantel 2 des Kühlraums 3 bzw. der Teilkühlräume 3 a, 3 b ist beliebig formbar und dadurch leicht den Gege­ benheiten der Brennkraftmaschine anzupassen. Ferner kann bei der Montage eine größere Fertigungstoleranz in Kauf genommen werden.

Angrenzend an die Zylinderlaufbuchse 1 ist ein Zylinder­ kopf 7 angeordnet, der hier nur angedeutet ist und alle für den Betrieb einer Brennkraftmaschine nötigen Teile wie Einspritzdüse, Aus- und Einlaßventil, Zu- und Abgasleitung u. a. aufweist.

Seitlich, der Zylinderlaufbuchse 1 benachbart, ist eine Nockenwelle 11 angeordnet, die einen nicht gezeigten Stößel in einem Stößelrohr 12 kraftbeaufschlagt, wobei der Stößel in den Zylinderkopf 7 führt und dort über einen Kipphebel die Ventile (nicht gezeigt) betätigt.

Die Größe der Teilkühlräume 3 a, 3 b und die Steigung der wendelförmigen Anordnung sollte so gewählt werden, daß ei­ ne ausreichende Kühlung gewährleistet ist. So ist es sinn­ voll, einzelne Bereiche des Kühlraums 3 größer zu dimen­ sionieren als andere oder die Steigung der wendelförmigen Anordnung axial entlang der Zylinderlaufbuchse zu variie­ ren. Die jeweiligen Ränder des Blechmantels 2 können in beliebiger Weise z. B. durch Löten, Schweißen, Kleben, Aufschrumpfen oder durch Preßkraft mit der Zylinderlauf­ buchse 1 verbunden werden.

Fig. 1b zeigt dieselbe Ausführungsform wie in Fig. 1a beschrieben, jedoch als Schnitt durch einen Zuganker 13. Zu erkennen ist in dieser Figur, daß der Zylinderkopf 7 luftgekühlt ist und die Brennkraftmaschine Einzelzylinder­ köpfe 7 bzw. einzelne Zylinderlaufbuchsen 1 aufweist.

Fig. 1c zeigt die erfindungsgemäße Anordnung als Drauf­ sicht in Axialrichtung auf die Zylinderlaufbuchse 1. Es ist zu erkennen, daß der Blechmantel 2 zwischen zwei Zy­ linderlaufbuchsen 1 eine Abflachung 14 aufweist und am Kühlflüssigkeitszufluß 5 und Kühlflüssigkeitsabfluß 6 ver­ größert ist.

Die Fig. 1d und 1e zeigen den in Fig. 1b mit A be­ zeichneten Ausschnitt jeweils in verschiedener Ausfüh­ rungsform. Es handelt sich dabei um die Anordnung des Blechmantels 2 auf der Zylinderlaufbuchse 1. Diese beiden Ausführungen sind speziell dazu gedacht, eine gute Abdich­ tung und Kühlung zu erreichen. In Fig. 1d weist die Zy­ linderlaufbuchse 1 an ihrem oberen Ende einen Bund 15 auf. Der Blechmantel 2 füllt dabei die radiale Tiefe unterhalb des Bundes 15 in etwa aus. In Fig. 1e ist die Zylinder­ laufbuchse 1 bundlos und der Blechmantel 2 führt bis zum oberen Rand der Zylinderlaufbuchse 1. Die Anordnung gemäß Fig. 1d führt in der Regel zu einer besseren Zylinder­ kopfabdichtung und die gemäß Fig. 1e zu einer besseren Kühlung.

Als Kühlflüssigkeiten sind Öl und Wasser bestens geeignet, jedoch sind auch andere Kühlflüssigkeiten von Vorteil.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung wie in Fig. 1 dar­ gestellt, nur ragen hier die beiden Teilkühlräume 3 a, 3 b und damit auch der Blechmantel 2 bis in den Zylinderkopf 7 hinein. Im Zylinderkopf 7 bzw. im Zylinderkopfboden sind Bohrungen 16 und ein Ringraum 17 angeordnet, wobei der Ringraum 17 konzentrisch oberhalb des Dichtflächenbe­ reiches zwischen Zylinderlaufbuchse 1 und Zylinderkopf 7 angeordnet ist und die Bohrung 16 in etwa zentral den Zy­ linderkopfboden durchkreuzt, wobei die Bohrung 16 die zu kühlenden Teile wie z. B. die Einspritzdüse oder die Ein- und Auslaßkanäle umgibt. Die Bohrung 16 entspringt und mündet jeweils in den Ringkanal 17. Der Kühlflüssig­ keitsabfluß 6 ist am oberen, dem Zylinderkopf 7 zugewand­ ten Ende des Kühlraums 3 angeordnet und führt wie schon in Fig. 1 beschrieben in einen Sammelkanal. Die Kühlflüs­ sigkeit fließt, nachdem sie durch den Kühlflüssigkeitszu­ fluß 5 in den Kühlraum eingetreten ist, durch die beiden wendelförmigen Teilkühlräume 3 a, 3 b um die Zylinderlauf­ buchse 1 bis in den Zylinderkopf 7. Im Zylinderkopf 7 führt der Kühlflüssigkeitsstrom einerseits durch den Ring­ raum 17 um den Zylinderkopf herum und andererseits durch die Bohrung 16 zum Kühlflüssigkeitsabfluß 6. Es kann auch vorteilhaft sein, den Kühlflüssigkeitszufluß 5 mit dem Kühlflüssigkeitsabfluß 6 zu vertauschen.

Der Zylinderkopf 7 selbst kann wahlweise mit Öl, Luft oder mittels anderer Medien gekühlt werden.

Fig. 2b zeigt dieselbe Ausführung wie in Fig. 2a be­ schrieben als Schnitt durch einen Zuganker 13. Gut zu er­ kennen ist die Lage des Ringraumes 17, der oberhalb des Dichtflächenbereiches zwischen Zylinderlaufbuchse 1 und Zylinderkopf 7 angeordnet ist. Der Blechmantel 2 ist bis in den Zylinderkopf 7 hochgezogen, so daß der Kühlraum 3 bzw. die Teilkühlräume 3 a, 3 b einerseits vom Blechmantel 2 und andererseits von der Zylinderlaufbuchse 1 bzw. dem Zy­ linderkopf 7 begrenzt ist.

In Fig. 2c ist eine Draufsicht auf den Zylinderkopfboden gezeigt. Zu erkennen ist die Formung des Blechmantels 2 mit Abflachungen 14 und Vergrößerungen am Kühlflüssig­ keitszufluß und -abfluß 5, 6. Die Bohrung 16 durchzieht den Zylinderkopfboden zwischen Ein- und Auslaßventil und entspringt und mündet in den Ringkanal 17.

Fig. 2d zeigt den mit B bezeichneten Ausschnitt aus Fig. 2b, nämlich die Anordnung des Blechmantels 2 auf der Zy­ linderlaufbuchse 1. Am zylinderkopfseitigen Ende des Blech­ mantels 2 ist zwischen diesem und dem Zylinderkopf eine O-Ring-Dichtung 18 angeordnet, wodurch eine Abdichtung des Kühlraums 3 gewährleistet ist. Vom Kühlraum 3 geht in Zy­ linderkopf 7 eine Verbindung 19 zum Ringkanal 17 ab. Zwi­ schen Zylinderkopf 7 und der Zylinderlaufbuchse 1 ist eine Dichtung 20 angeordnet, die den Brennraum vom Kühlraum 3 abdichtet.

Claims (5)

1. Brennkraftmaschine mit flüssigkeitsgekühlter Zylin­ derlaufbuchse (1), wobei die Zylinderlaufbuchse (1) von einem wendelförmigen Kühlraum (3) umgeben ist, durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine Kühlflüssigkeit geför­ dert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum (3) durch einen auf die Außenseite der Zylinderlaufbuchse (1) aufgesetzten Blechmantel (2) gebildet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum (3) aus zwei von­ einander getrennten Teilkühlräumen (3 a, 3 b) besteht, wobei beide Teilkühlräume (3 a, 3 b) wendelförmig mit gleichem Drehsinn die Zylinderlaufbuchse (1) umgeben.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teilkühl­ raum (3 a, 3 b) bis in den Zylinderkopf (7) hinein erstreckt. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilkühlräume (3 a, 3 b) einen gemeinsamen Kühlflüssigkeitszufluß (5) und Kühlflüs­ sigkeitsabfluß (6) aufweisen.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeitszufluß (5) und Kühlflüssigkeitsabfluß (6) in einen die gesamte Zylin­ derreihe durchziehenden Sammelkanal einmünden.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit Wasser ist.