DE3629672C2

DE3629672C2 -

Info

Publication number: DE3629672C2
Application number: DE3629672A
Authority: DE
Inventors: Dieter 5000 Koeln De Hilker; Horst-Herbert Dr. 5063 Landwehr De Krause
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1990-02-15
Also published as: DE3629672A1; GB8720444D0; US4794884A; GB2194588A; GB2194588B

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

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.