DE3629672C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die dem gattungsbildenden Stand der Technik zugrunde
liegende DE-OS 27 27 124 zeigt eine Brennkraftmaschine
mit einer flüsigkeitsgekühlten Zylinderlaufbuchse,
wobei zwischen Zylinderlaufbuchse und
Kurbelgehäuse ein Kühlraum angeordnet ist, durch
den im Betrieb der Brennkraftmaschine über einen
Einlaß und einen Auslaß Kühlflüssigkeit gefördert
wird und die Zylinderlaufbuchse einen Auflagebund
aufweist, der unterhalb des dem Zylinderkopf zugewandten
Kragens der Zylinderlaufbuchse angeordnet
ist und der Zylinderkopf als Blockzylinderkopf ausgebildet
ist, wobei der Kühlraum aus mindestens zwei
nur durch Verbindungskanäle verbundenen Teilkühlräumen
besteht und der dem Zylinderkopf benachbarte,
erste Teilkühlraum zum Zylinderkopf hin offen ist.
In der DE-OS 31 23 538 ist eine wassergekühlte Mehrzylinderbrennkraftmaschine
beschrieben. In dieser Offenlegungsschrift
wird die Aufgabe behandelt, eine zufriedenstellende
Kühlung der thermisch hoch beanspruchten Teile im Zylinderkopf
zu sichern. Hierzu wird nur der Dichtflächenbereich
zwischen Zylinderkopf und Zylinderrohr gekühlt.
In der DE-OS 29 45 249 ist eine Brennkraftmaschine mit einer
auswechselbaren Zylinderlaufbuchse beschrieben, die in
eine Zylinderbohrung im Motorblock eingesetzt wird. Die
Zylinderlaufbuchse weist ungefähr in der Mitte ihrer axialen
Länge auf der Außenseite einen Auflagebund auf, mit
dem die Zylinderlaufbuchse auf dem Kurbelgehäuse abgestützt
ist. Oberhalb des Auflagebundes ist ein Kühlraum
zwischen Zylinderlaufbuchse und Kurbelgehäuse angeordnet,
der sich vom Auflagebund bis zu einem Dichtungsbereich am
oberen, dem Zylinderkopf zugewandten Ende der Zylinderlaufbuchse
erstreckt. Der Zylinderkopf ist als Blockzylinderkopf
ausgebildet. Als Kühlmittel wird Schmieröl verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderlaufbuchse
für einen Einsatz an Blockzylinderköpfen
zu schaffen, bei welcher
sich die Kühlung nach der anfallenden abzuführenden Wärmemenge
richtet, d. h. die thermische Belastung für die gesamte
axiale Länge der Zylinderlaufbuchse vergleichmäßigt
ist und auch der Dichtflächenbereich zwischen Zylinderlaufbuchse
und Zylinderkopf gekühlt ist.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß der zum Zylinderkopf hin offene erste Teilkühlraum
in einen schlitzartigen Ringraum im Zylinderkopf
übergeht und der Kühlflüssigkeitseinlaß als Sammelkanal
ausgebildet die gesamte Zylinderreihe durchzieht und
mit dem untersten, dem Kurbelgehäuse zugewandten zweiten
Teilkühlraum flüssigkeitsführend verbunden ist, ist eine
gezielte Kühlung thermisch höher beanspruchter Teile der
Zylinderlaufbuchse möglich und dadurch die thermische Belastung
über die gesamte axiale Länge der Zylinderlaufbuchse
vergleichmäßigt. Diese gezielte Kühlung verhindert
ein Überkühlen und läßt eine höhere Motorleistung zu. Außerdem
ist besonders intensiv der thermisch am stärksten
belastete Übergangsbereich zwischen der Zylinderlaufbuchse
und dem Zylinderkopf gekühlt.
Es ist von Vorteil, wenn der Kühlflüssigkeitseinlaß am ersten
Teilkühlraum oder im Zylinderkopf oder in beiden anzuordnen.
Sinnvollerweise bildet der Kühlflüssigkeitsauslaß einen
die gesamte Zylinderreihe durchziehenden Sammelkanal.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn die jeweiligen
ersten Teilkühlräume zweier benachbarter Zylinder im Zwi
schenraum beider Zylinder ineinander übergehen.
In einer besonderen Ausgestaltung ist die Zylinderlauf
buchse - in deren axialer Richtung gesehen - unterhalb des
zweiten Teilkühlraums abgestützt und der erste Teilkühl
raum vom axial benachbarten Teilkühlraum durch eine Kur
belgehäuseschottwand abgetrennt.
Bei dieser Ausführungsform ist es sinnvoll, in der Kurbel
gehäuseschottwand einen, in bezug auf die Zylinderlauf
buchse in etwa axialen Verbindungskanal, anzuordnen.
Zweckmäßigerweise sind der Kühlflüssigkeitseinlaß, der
Kühlflüssigkeitsauslaß und der Verbindungskanal in Um
fangsrichtung an verschiedenen Stellen der Zylinderlauf
buchse angeordnet.
In bevorzugter Ausführung sind der Kühlflüssigkeitseinlaß
und der Kühlflüssigkeitsauslaß dem Verbindungskanal in Um
fangsrichtung der Zylinderlaufbuchse in etwa diametral ge
genüberliegend angeordnet. Gemäß der Erfindung ist in wei
terer Ausgestaltung die Zylinderlaufbuchse zwischen dem
ersten und dem zweiten Teilkühlraum auf der Kurbelgehäu
seschottwand abgestützt. Dabei sind zweckmäßigerweise die
der Abstützung benachbarten Teilkühlräume über einen in
der Kurbelgehäusewand eingearbeiteten Verbindungskanal
miteinander verbunden.
Als Kühlflüssigkeit ist neben Öl wie Schmieröl auch vor
züglich Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit geeignet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be
schreibung und den Zeichnungen, die verschiedene Ausfüh
rungsformen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher be
schrieben sind.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Brennkraftmaschine, wobei
die Zylinderlaufbuchse unten abgestützt ist, einen
geteilten Kühlraum aufweist und der Zylinderkopf
luftgekühlt ist,
Fig. 2 dieselbe Ausführung gemäß Fig. 1, wobei in
- a) eine Draufsicht auf eine Reihe von Zylinderlauf buchsen in axialer Richtung gezeigt ist, und in
- b) ein Schnitt durch eine Reihe von Zylinderlauf buchsen gezeigt ist,
Fig. 3 dieselbe Ausführung wie in den Fig. 1 und 2, nur daß der
Zylinderkopf ölgekühlt ist und der Kühlflüssigkeits
auslaß im Zylinderkopf angeordnet ist,
Fig. 4 eine mittig abgestützte Zylinderlaufbuchse, wobei
die Zylinderlaufbuchse auf einer Kurbelgehäuse
schottwand abgestützt ist,
Fig. 5 dieselbe Ausführung wie in Fig. 4 in
- a) Draufsicht auf eine Reihe von Zylinderlaufbuchsen in Axialrichtung gesehen und
- b) im Schnitt durch eine Reihe von Zylinderlaufbuchsen.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Brennkraftmaschine
mit einer unten abgestützten Zylinderlaufbuchse und einem
luftgekühlten Zylinderkopf. ln einem Kurbelgehäuse 2 ist
eine Zylinderlaufbuchse 1 eingesetzt, die an ihrem unte
ren, dem Kurbelgehäuse 2 zugewandten Ende einen Auflage
bund 6 aufweist, der auf einer Abstützung 12 aufliegt.
Zwischen der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Kurbelgehäuse 2
ist ein Kühlraum angeordnet, der in zwei Teilkühlräume 9 a,
9 b unterteilt ist.
Als Teilung dient eine Kurbelgehäuseschottwand 11, die als
Teil des Kurbelgehäuses 2 an der Zylinderlaufbuchse 1 an
liegt. Die einzige flüssigkeitsführende Verbindung der
beiden Teilkühlräume 9 a, 9 b untereinander besteht aus ei
nem Verbindungskanal 8 a, der in der Kurbelgehäuseschott
wand 11 angeordnet ist und diese in Bezug auf die Zylin
derlaufbuchse 1 in etwa axial durchzieht. Der unterste,
dem Kurbelgehäuse 2 zugewandte zweite Teilkühlraum 9 b ist
an seinem unteren Ende mit einem Kühlmitteleinlaß 4 verse
hen, der vorteilhafterweise als Sammelkanal ausgebildet
die gesamte Zylinderreihe durchzieht.
Der oberste, dem als Blockzylinderkopf ausgebildeten Zy
linderkopf 7 zugewandte, erste Teilkühlraum 9 a ist zum Zy
linderkopf 7 hin offen und geht in einen schlitzartigen
Ringraum 10 im Zylinderkopf 7 über. In diesen ersten Teil
kühlraum 9 a mündet an einer Längsseite der Zylinderreihe
ein Kühlflüssigkeitsauslaß 5, wobei dieser wie auch der
Kühlflüssigkeitseinlaß 4 als Sammelkanal ausgebildet, die
gesamte Zylinderreihe durchzieht.
Der Zylinderkopf 7 ist nur angedeutet. Er ist luftge
kühlt - die Pfeile 13 geben eine der möglichen Luftströ
mungen wieder - und weist neben einer Einspritzdüse 14 al
le für eine Brennkraftmaschine nötigen Teile wie Aus- und
Einlaßkanal, Ventile, Kipphebel u.a. auf.
Mit 15 ist eine Nockenwelle bezeichnet, die einen Stößel
16 kraftbeaufschlagt, der mit einem Kipphebel im Zylinder
kopf 7 in Wirkverbindung steht, der wiederum ein Ventil
betätigt.
Die Kühlflüssigkeit, Schmieröl oder aber auch Wasser tritt
durch den Kühlflüssigkeitseinlaß 4 in den zweiten Teil
kühlraum 9 b ein und umströmt die Zylinderlaufbuchse 1 in
Umfangsrichtung bis zum Verbindungskanal 8 a, der die bei
den Teilkühlräume 9 a, 9 b miteinander verbindet und sowohl
den Kühlmitteleinlaß 4 als auch dem Kühlmittelauslaß 5 in
Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse 1 diametral gegen
überliegend angeordnet ist. Es kann auch sinnvoll sein,
eine andere als diese diametrale Anordnung zu wählen.
Durch den Verbindungskanal 8 a gelangt die Kühlflüssigkeit
in den ersten Teilkühlraum 9 a und umströmt diesen wiederum
in Umfangsrichtung, die zum zweiten Teilkühlraum 9 b jedoch
entgegengesetzt verläuft. Vom ersten Teilkühlraum 9 a aus
gelangt die Kühlflüssigkeit schließlich in den Kühlmittel
auslaß 5.
Fig. 2 zeigt dieselbe Ausführungsform der Erfindung wie
Fig. 1 nur in anderen Schnitten. Fig. 2a zeigt eine Drauf
sicht auf eine Zylinderreihe in Axialrichtung gesehen. Es
ist deutlich zu erkennen, daß die jeweiligen ersten Teil
kühlräume 9 a zweier benachbarter Zylinder im Zwischenraum
beider Zylinder ineinander übergehen. Dadurch ist eine in
tensive Kühlung gerade dieser thermisch hoch belasteten
Stellen erreicht. Ebenso ist es vorteilhaft, die Teilkühl
räume 9 b zweier benachbarter Zylinder ineinander übergehen
zu lassen, um einen möglichst großen Kühlmittelquer
schnitt, in diesem Bereich zu bekommen. Der Kühlmittelaus
laß 5 ist, wie schon beschrieben, als Sammelkanal ausge
bildet und durchzieht die gesamte Zylinderreihe.
Fig. 2b zeigt in einem Schnitt durch eine Zylinderreihe
besonders gut die Anordnung der Teilkühlräume 9 a, 9 b und
des Verbindungskanals 8 a. Zwischen der Kurbelgehäuse
schottwand 11 und dem Auflagebund 6 ist der zweite Teil
kühlraum 9 b angeordnet, der über den Verbindungskanal 8 a
mit dem ersten Teilkühlraum 9 a in Verbindung steht. Die
jeweiligen ersten Teilkühlräume 9 a zweier benachbarter Zy
linder gehen im Zwischenraum beider Zylinder ineinander
über.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung ähnlich Fig.
1, nur ist hier der Zylinderkopf ölgekühlt und deswegen
der Kühlflüssigkeitsauslaß 5 im Zylinderkopf 7 angeordnet;
d.h. vom ersten Teilkühlraum 9 a bzw. dem Ringraum 10 führt
eine Kühlleitung durch den Zylinderkopf 7, kühlt dort u.a.
die Einspritzdüse 14 und führt dann erst in den Kühlflüs
sigkeitsauslaß 5, der ebenfalls wie in Fig. 1 als Sammel
kanal ausgebildet ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei der die
Zylinderlaufbuchse 1 auf der Kurbelgehäuseschottwand 11
abgestützt ist, die wie schon beschrieben, die beiden
Teilkühlräume 9 a und 9 b voneinander abtrennt. Ansonsten
ist diese Ausführungsform mit der der Fig. 1 identisch.
Weil die Kurbelgehäuseschottwand 11 zugleich als Abstüt
zung dient, sind die der Abstützung, d.h. der Kurbelge
häuseschottwand 11 benachbarten Teilkühlräume 9 a, 9 b über
einen in der Kurbelgehäusewand 2 eingearbeiteten Verbin
dungskanal 8 b miteinander verbunden, damit die tragende
Funktion der Kurbelgehäuseschottwand 11 nicht beeinträch
tigt ist. Der Verbindungskanal 8 b durchragt dabei - in
axialer Richtung der Zylinderlaufbuchse 1 - den gesamten
ersten Teilkühlraum 9 a. Damit die Kurbelgehäuseschottwand
11 die Zylinderlaufbuchse 1 tragen kann, ist die Kurbelge
häuseschottwand 11 einstückig mit dem Kurbelgehäuse 2 aus
gebildet (siehe Fig. 5b) und durchragt damit zwischen zwei
Zylindern die jeweilig zweiten Teilkühlräume 9 b.
Claims (12)
1. Brennkraftmaschine mit einer flüssigkeitsgekühlten
Zylinderlaufbuchse (1), wobei zwischen Zylinderlaufbuchse
(1) und Kurbelgehäuse (2) ein Kühlraum angeordnet ist,
durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine über einen
Einlaß (4) und einen Auslaß (5) Kühlflüssigkeit gefördert
wird und die Zylinderlaufbuchse (1) einen Auflagebund (6)
aufweist, der unterhalb des dem Zylinderkopf (7) zugewandten
Kragens der Zylinderlaufbuchse (1) angeordnet ist und
der Zylinderkopf (7) als Blockzylinderkopf ausgebildet
ist, wobei der Kühlraum aus mindestens zwei nur durch Verbindungskanäle
(8) verbundenen Teilkühlräumen (9 a, b) besteht
und der dem Zylinderkopf benachbarte, erste
Teilkühlraum (9 a) zum Zylinderkopf (7) hin offen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der zum Zylinderkopf (7) hin
offene erste Teilkühlraum (9 a) in einen schlitzartigen
Ringraum (10) im Zylinderkopf (7) übergeht und der Kühlflüssigkeitseinlaß
(4) als Sammelkanal ausgebildet die gesamte
Zylinderreihe durchzieht und mit dem untersten, dem
Kurbelgehäuse (2) zugewandten zweiten Teilkühlraum (9 b)
flüssigkeitsführend verbunden ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlflüssigkeitsauslaß (5) am ersten
Teilkühlraum (9 a) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlflüssigkeitsauslaß (5) im Zylinderkopf
(7) angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeitsauslaß (5) einen
die gesamte Zylinderreihe durchziehenden Sammelkanal
bildet.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen ersten Teilkühlräume
(9 a) zweier benachbarter Zylinder im Zwischenraum
beider Zylinder ineinander übergehen.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse
(1) - in deren axialer Richtung gesehen - unterhalb des
zweiten Teilkühlraums (9 b) abgestützt ist und der erste
Teilkühlraum (9 a) vom axial benachbarten Teilkühlraum
durch eine Kurbelgehäuseschottwand (11) abgetrennt ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kurbelgehäuseschottwand (11) ein in
bezug auf die Zylinderlaufbuchse (1) in etwa axialer Verbindungskanal
(8 a) angeordnet ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlflüssigkeitsauslaß (5) und der Verbindungskanal
(8) in Umfangsrichtung an verschiedenen
Stellen der Zylinderlaufbuchse (1) angeordnet sind.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlflüssigkeitseinlaß (4) und der Kühlflüssigkeitsauslaß
(5) dem Verbindungskanal (8) in Umfangsrichtung
der Zylinderlaufbuchse (1) in etwa diametral
gegenüberliegend angeordnet sind.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (1)
zwischen dem ersten (9 a) und dem zweiten Teilkühlraum (9 b)
auf der Kurbelgehäuseschottwand (11) abgestützt ist.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Abstützung (11) benachbarten
Teilkühlräume (9 a, 9 b) über einen in der Kurbelgehäusewand
(2) eingearbeiteten Verbindungskanal (8 b) miteinander
verbunden sind.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit Wasser
ist.
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