DE4140772A1 - Vorrichtung zur kuehlung der stege zwischen zylindern eines zylinderblocks einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kühlung der Stege zwischen zumindest im Bereich einer Deckplatte eines Zy­ linderblocks einer Brennkraftmaschine zusammengegossenen Zylin­ dern gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine Vorrichtung zur Kühlung der Zylinderstege bei einem gat­ tungsgemäßen Zylinderblock ist aus der US-PS 43 69 739 bekannt. Neben den innerhalb der Stege verlaufenden Kühlkanälen ist je­ der seitlich der Zylinder sich in Längsrichtung des Zylinder­ blocks erstreckende Kühlwassermantel über Durchtrittskanäle innerhalb der Deckplatte unmittelbar mit einem Kühlwasserraum im Zylin­ derkopf verbunden. Damit hierbei eine mehr oder weniger erzwun­ gene Durchströmung der Kühlkanäle erreicht wird, besitzen die Stege auf der Eintritts- und Austrittsseite der Kühlkanäle jeweils in den Querschnitt des Kühlwassermantels vorstehende butzenartige Vorsprünge. Durch die als Prallflächen fungieren­ den Vorsprünge wird die Strömung in den betreffenden Kühlwas­ sermänteln zu den Durchbrüchen hin behindert. Es können sich Stauräume ausbilden, in denen sich durch längeren Aufenthalt das Kühlwasser so stark erhitzt, daß es zur Dampfblasenbildung kommt, welche die Strömung zu den Kühlwasserräumen im Zylin­ derkopf zusätzlich behindert. Außerdem kann es hier­ durch zu Überhitzungen und zu Schäden am Motor kommen. Darü­ berhinaus können die durch die Vorsprünge hervorgerufenen Ein­ schnürungen in den Kühlwassermänteln im Bereich der Kanalein­ und -ausmündungen zu unerwünschter Kavitationsbildung führen.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei möglichen Druck­ unterschieden innerhalb der Kühlwassermäntel die Wasserströmung innerhalb der Kühlkanäle einen Gegendruck erfährt, durch den die ungehinderte Durchströmung der Kühlkanäle gefährdet werden kann. Auch hier kann es dabei zu einer unerwünschten Dampfbla­ senbildung innerhalb der Kühlkanäle kommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Vorrichtung zur Kühlung der Stege zwischen zusammenge­ gossenen Zylindern eines Zylinderblocks derart weiterzubilden, daß einerseits eine ungestörte Strömung des Kühlwassers von den Kühlwassermänteln zu den Kühlwasserräumen im Zylinderkopf und andererseits eine optimale Kühlung der zwischen den Zylin­ dern liegenden Stegen erreicht wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird eine übergangslose Verbindung der Kühlkanäle mit den Durchtrittskanälen und damit eine eindeu­ tige Führung des Kühlwassers von den Kühlwasserräumen im Zy­ linderblock zu den Kühlwasserräumen im Zylinderkopf erzielt. Innerhalb der Kühlwassermäntel auftretende Druckunterschiede werden hierdurch bedeutungslos. Außerdem wird durch die ein­ deutige Führung des Kühlwassers innerhalb der Kühlkanäle die Dampfblasenbildung verhindert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Führung der Strömung in den Kühlkanälen keine besonderen Vorsprünge innerhalb der Kühlwassermäntel erfor­ derlich sind, wodurch eine relativ gleichmäßige Kühlwasser­ strömung in den Kühlwassermänteln erreicht wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungskanäle innerhalb der Stege gemäß den Merk­ malen des Anspruches 2 ausgebildet sind. Hierdurch werden re­ lativ große Kanalquerschnitte erreicht, durch welche neben ei­ ner optimalen Kühlung der Stege ein relativ großer Kühlwasser­ durchsatz erzielt wird.

Die Ausgestaltung der Kühlkanäle gemäß den Merkmalen des An­ spruches 3 hat den Vorteil, daß die Kühlwasserströmung inner­ halb der Verbindungskanäle beschleunigt und somit die Kühl­ wirkung innerhalb der Stege weiter verbessert wird.

Schließlich ist es durch eine Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 4 möglich, den Wasserumlauf zwischen den Kühlwassermänteln und dem Zylin­ derkopf bei einer weiterhin optimalen Kühlung der Stege zu er­ höhen.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 von einem Zylinderblock in einem Ausschnitt ei­ nen zwischen zwei Zylindern liegenden Steg in der Draufsicht und

Fig. 2 den Steg im Querschnitt gemäß der Linie II-II aus Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinderblock einer wasserge­ kühlten Brennkraftmaschine bezeichnet. Der Zylinderblock umfaßt mehrere in Reihe hintereinander liegende Zylinder, von denen in Fig. 1 zwei Zylinder 2 und 3 gezeigt sind. Auf beiden Seiten der Zylinder 2 und 3 erstreckt sich je ein in Längsrichtung des Zylinderblockes entlang der Zylinder verlaufender Kühlwasser­ mantel 4 bzw. 5. Beide Kühlwassermäntel 4 und 5 sind dabei zu­ mindest an den stirnseitigen Enden des Zylinderblockes mitein­ ander verbunden. Beide Kühlwassermäntel 4, 5 sind nach oben hin durch eine Deckplatte 6 verschlossen, deren Oberseite die Auf­ lagefläche 7 für einen Zylinderkopf 8 bildet.

Die in Längsrichtung des Zylinderblockes 1 mit geringem Ab­ stand voneinander entfernt liegenden Zylinder 2 und 3 sind in einer zwischen diesen quer verlaufenden Gehäuseebene zumindest im Bereich der Deckplatte 6 zusammengegossen. In dem hierbei die Zylinder 2 und 3 jeweils verbindenden Steg 9 ist ein sich quer zur Längsachse des Zylinderblockes 1 in Richtung der Kühlwassermäntel 4, 5 erstreckender Verbindungskanal 10 vorge­ sehen, welcher ausgehend von der Oberseite des Kühlwassermantels 4 mit steigendem Verlauf den Steg 9 durch­ setzt und in einem Deckplattenabschnitt, an den der Kühlwas­ sermantel 5 unmittelbar angrenzt, in einer Austrittsöff­ nung 11 innerhalb der Auflagefläche 7 mündet. An die Austritts­ öffnung 11 schließt sich ein im Zylinderkopf 8 vorgesehener Durchtrittskanal 12 an, welcher mit nicht dargestellten Kühl­ wasserräumen im Zylinderkopf verbunden ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, daß der Verbindungskanal 10 vom Kühlwas­ sermantel 5 ausgeht und nach Durchdringen des Steges 9 in einer in dem unmittelbar an den Kühlwassermantel 4 angrenzenden Ab­ schnitt der Deckplatte 6 liegenden Austrittsöffnung 11 mündet.

Der Verbindungskanal 10 stellt dabei die einzige Verbindung zwischen den Kühlwasserräumen im Zylinderkopf 8 und den Kühl­ wassermänteln 4, 5 dar. Dadurch, daß das gesamte Kühlwasser aus beiden Kühlwassermänteln 4, 5 durch den einzigen Verbindungs­ kanal 10 strömen muß (oder umgekehrt), ist neben einem geordneten Strömungsverlauf eine intensive Kühlung der Stege 9 gewährleistet.

Sofern es nur auf eine intensive Kühlung der Stege 9 ankommt, wäre es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, daß die Verbin­ dungskanäle 10 innerhalb der Stege 9 abwechselnd vom Kühlwas­ sermantel 4 oder vom Kühlwassermantel 5 ausgehen, die dann ebenfalls in abwechselnder Folge in Austrittsöffnungen 11 mün­ den, die in einem unmittelbar an den Kühlwassermantel 4 oder 5 angrenzenden Abschnitt der Deckplatte 6 liegen.

Entsprechend der relativ schmalen Gestaltung des Steges 9 weist der Verbindungskanal einen rechteckförmigen Querschnitt auf, wobei dessen Kanalbreitseiten im wesentlichen parallel zu den Zylinderwänden verlaufen. Hierdurch ist es möglich, Verbin­ dungskanäle 10 mit relativ großen Querschnitten in den Stegen 9 unterzubringen.

Damit innerhalb der Stege 9 eine relativ gute Wärmeabfuhr und damit gute Kühlung erzielt wird, ist der Verbindungskanal dü­ senartig gestaltet, wobei sich dessen Höhe ausgehend vom Kanal­ anfang auf der Seite des Kühlwassermantels 4 in Strömungsrich­ tung verringert.

In den Figuren ist durch gestrichelte Linien ein weiterer Durchtrittskanal 13 angedeutet, welcher vom Verbindungskanal 10 auf der Seite des Kühlwassermantels 4 abgezweigt ist und welcher mit einem Kühlwasserkanal 14 im Zylinderkopf in Ver­ bindung steht. Durch diese zusätzlichen Kühlwasserkanäle 13 und 14 kann die Wasserumlaufmenge zwischen Zylinderblock 1 und Zy­ linderkopf 8 - bei ansonsten ungestörter Durchströmung des Verbindungskanals 10 - verbessert werden. Der Kühlwassermantel 5 besitzt hierbei ebenfalls keine direkte Verbindung zu den Kühlwasserräumen im Zylinderkopf 8, so daß der prinzipelle Gedanke der Erfindung, daß von beiden Kühlwassermänteln 4, 5 jeweils nur ein Kühlwassermantel 4 oder 5 mit den Kühlwasser­ räumen im Zylinderkopf 8 verbunden ist, auch bei dieser Aus­ führung gewahrt ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Kühlung der Stege zwischen zumindest im Be­ reich einer Deckplatte eines Zylinderblocks einer Brennkraftma­ schine zusammengegossenen Zylindern, die auf beiden Seiten der Zylinder von sich in Längsrichtung des Zylinderblocks erstrec­ kenden Kühlwassermänteln umgeben sind, mit in den Stegen zu­ mindest im Bereich der Deckplatte vorgesehener und sich inner­ halb der Stege in Richtung der seitlichen Kühlwassermäntel er­ streckender Kühlkanäle und mit in der Deckplatte in einem an einen Kühlwassermantel angrenzenden Deckplattenbereich ange­ ordneter Durchtrittskanäle zum Anschluß von mindestens einem Kühlwassermantel an Kühlwasserräume in einem mit dem Zylinder­ block verbundenen Zylinderkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (12) unmittelbar mit den Kühlkanälen zu durchgehenden Verbindungskanälen (10) zusammengefaßt sind, und daß die Kühlwassermäntel (4, 5) ausschließlich über von einem Kühlwassermantel (4 oder 5) ausgehenden Kühlwasserkanä­ len, mindestens den Verbindungskanälen (10) mit den Kühlwas­ serräumen im Zylinderkopf verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (10) rechteckförmige Querschnitte aufweisen, deren Kanalbreitseiten im wesentlichen parallel zu den Zylinderwänden verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (10) mit in Strömungsrichtung des Kühlwassers sich verringernder Höhe ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Durchtrittskanäle (13, 14) von dem an die Ver­ bindungskanäle (10) angeschlossenen Kühlwassermantel (4 oder 5) unmittelbar zu den Kühlwasserräumen des Zylinderkopfes (8) ab­ geführt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei vom Kühlwassermantel (4) ausgehenden Verbindungskanälen (10) die Durchtrittskanäle (12) in einem an den Kühlwasserman­ tel (5) und bei vom Kühlwassermantel (5) ausgehenden Verbin­ dungskanälen (10) die Durchtrittskanäle (12) in einem an den Kühlwassermantel (4) angrenzenden Deckplattenabschnitt ange­ ordnet sind.