DE4326161A1 - Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine - Google Patents
Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-
Brennkraftmaschine gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 42 06 920 C1
bekannt. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine bedeuten vier
Längskanäle für die Kühlwasserführung einen hohen Bauaufwand.
Der letzte Kühlflüssigkeitsraum jeder Zylinderreihe wird von
etwa der Hälfte der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge durchströmt
und die Kühlflüssigkeitsräume der zweiten Zylinderreihe werden
von Kühlflüssigkeit durchströmt, die bereits in ein oder zwei
anderen Kühlflüssigkeitsräumen Wärme aufgenommen hat. Daraus
ergibt sich eine sehr unterschiedliche Kühlung der einzelnen
Zylinder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer flüssig
keitsgekühlten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine der eingangs
genannten Art mit geringerem Bauaufwand eine bessere, insbe
sondere gleichmäßigere Kühlung der einzelnen Zylinder zu er
reichen.
Diese Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 ge
löst.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Brennkraftmaschine benötigt
für den Zu- und Rücklauf des Kühlmittels insgesamt nur drei
Längskanäle. Jeder Kühlmittelraum ist unmittelbar an den Zu
lauf- und an einen Rücklaufkanal angeschlossen, ohne daß ein
Teil des Kühlmittels mehr als einen Kühlmittelraum durchströmt
Der Zulaufkanal kann mit einem recht großen Querschnitt ausge
stattet sein, so daß der Druckabfall in ihm äußerst gering ist.
Alle diese Maßnahmen fördern die gleichmäßige Aufteilung des
Kühlmittels auf die einzelnen Kühlmittelräume und damit deren
gleichstarke Kühlung.
Durch die Ausbildung der Brennkraftmaschine gemäß dem Patent
anspruch 2 wird insbesondere die Kühlung von tief zwischen den
beiden Zylinderreihen angeordneten Teilen wie Ventilantriebs
gliedern oder Kraftstoff-Einspritzpumpen gefördert.
Durch die Ausbildung der Brennkraftmaschine gemäß den Patent
ansprüchen 3 und 4 kann die Kühlflüssigkeit in ihrer Gesamtheit
auf jeder Stirnseite der Brennkraftmaschine diese verlassen, um
selber gekühlt zu werden oder eine weitere Kühlaufgabe, bei
spielsweise für einen Retarder, zu übernehmen, ohne daß bis auf
das öffnen oder Verschließen einer Austrittsöffnung irgend
welche Änderungen am Kühlsystem der Brennkraftmaschine selbst
vorgenommen werden müssen.
Im Patentanspruch 5 ist eine platzsparende und insbesondere die
gießtechnische Ausführung des Brennkraftmaschinengehäuses nicht
weiter belastende Lage des Querkanals angegeben.
Im Patentanspruch 6 ist angegeben, wie die Kühlung im Kühl
flüssigkeitsraum zumindest weitestgehend auf dessen oberen Be
reich konzentriert werden kann, obwohl der Verbindungskanal
zwischen dem Zulaufkanal und dem Kühlflüssigkeitsraum in dessen
unteren und mittleren Bereich mündet, um einen ausreichenden
Abstand des Verbindungskanals zum benachbarten Rücklaufkanal
mit ausreichender Festigkeit des Brennkraftmaschinengehäuses in
diesem Bereich zu erhalten.
Die Ausführung gemäß Patentanspruch 7 ermöglicht ein Umge
hen von im Zwischenraum zwischen den Zylinderreihen angeord
neten Teilen wie Ventilantriebsgliedern und Kraftstoffein
spritzpumpen sowie eine Führung der Verbindungskanäle, die die
Kühlung dieser Teile besonders stark fördert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigt:
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderreihen
in schematischer Darstellung und
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II durch die
Brennkraftmaschine der Fig. 1 in schematischer
Form.
Eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 1 hat eine
erste Zylinderreihe 2 und eine zweite Zylinderreihe 3, die in
V-Form zueinander angeordnet sind, von denen jede drei Zylinder
4, 5, 6 bzw. 7, 8, 9 umfaßt. Die Zylinder 4 bis 9 sind von Kühl
flüssigkeitsräumen 10 bis 15 umgeben, die jeweils von den be
nachbarten Kühlflüssigkeitsräumen durch Trennwände 16 bis 19
getrennt sind. An deren unterem Rand vorgesehene Öffnungen 43
ermöglichen beim Ablassen der Kühlflüssigkeit ein Ausfließen in
den benachbarten Kühlflüssigkeitsraum, ohne daß bei normalem
Betrieb infolge der nachfolgend erläuterten geringen Druckun
terschiede eine Querströmung stattfindet. Die vordere Stirn
seite der Brennkraftmaschine 1 wird von einem Stirndeckel 20
abgeschlossen, der einen flüssigkeitsgekühlten Ölkühler 21 ab
deckt. Über diesen Ölkühler 21 wird Kühlflüssigkeit einem tief
im V-Raum zwischen den beiden Zylinderreihen 2, 3 liegenden,
einen Teil des Brennkraftmaschinengehäuses bildenden Zulaufka
nal 22 zugeführt. Von diesem zweigt seitlich zu jedem Kühl
flüssigkeitsraum 10 bis 15 ein gesonderter Verbindungskanal 23
bis 28 ab. Der Druckabfall im Zulaufkanal 22 ist wegen seines
großen Querschnitts äußerst gering, so daß alle Kühlflüssig
keitsräume 10 bis 15 unabhängig voneinander völlig gleichmäßig
mit Kühlflüssigkeit versorgt werden. Außerdem können mit Hilfe
der im Zulaufkanal 22 und den Verbindungskanälen 23 bis 28
strömenden Kühlflüssigkeit zwischen den Zylinderreihen 2, 3 an
geordnete Ventilantriebsglieder oder Kraftstoff-Einspritzpumpen
(nicht dargestellt) wirksam gekühlt und auf einem gleichmäßigen
Temperaturniveau gehalten werden.
Um derartige Maschinenteile zu umgehen, können die Verbin
dungskanäle 23 bis 28 abgewinkelt ausgeführt sein, so daß
Verbindungskanäle (z. B. 23 und 27), die zu zwei zueinander
versetzt angeordneten Kühlflüssigkeitsräumen (z. B. 10 und 14)
in den beiden Zylinderreihen 2, 3 führen, auf derselben Länge
des Zulaufskanals 22 von diesem abzweigen. Wegen des geringen
Druckabfalls im Zulaufkanal 22 ist ein möglicher größerer Wi
derstand in den Verbindungskanälen 23 bis 28 ohne Bedeutung.
Nach dem Durchströmen der Kühlflüssigkeitsräume 10, 11, 12 und
der zugehörigen Zylinderköpfe der ersten Zylinderreihe 2 wird
die Kühlflüssigkeit in einem nahe der Innenseite dieser Zylin
derreihe 2 angeordneten Rücklaufkanal 29 und entsprechend ein
anderer Teil der Kühlflüssigkeit nach dem Durchströmen der
Kühlflüssigkeitsräume 13, 14, 15 und der zugehörigen Zylinder
köpfe der zweiten Zylinderreihe 3 in einem zweiten, nahe der
Innenseite dieser zweiten Zylinderreihe 3 angeordneten
Rücklaufkanal 30 gesammelt. Die beiden einen integrierten Be
standteil des Brennkraftmaschinengehäuses bildenden Rück
laufkanäle 29, 30 sind durch einen außenliegenden Querkanal 31
im Stirndeckel 20 miteinander verbunden, der oberhalb des Ölkühlers
21 und von diesem hydraulisch getrennt angeordnet ist.
Am Querkanal 31 ist ein Anschluß 32 vorgesehen, zu dem die
Kühlflüssigkeit, wie durch die Pfeile 33 angedeutet, gleich
gerichtet in den Rücklaufkanälen 29, 30 sowie im Querkanal 31
hinströmt und von dem aus die Kühlflüssigkeit aus der Brenn
kraftmaschine 1 ausgeleitet wird, beispielsweise in einen nicht
dargestelltem Kühler zur Rückkühlung der Kühlflüssigkeit. Soll
dagegen noch ein weiteres Aggregat gekühlt werden, beispiels
weise ein nicht dargestellter Retarder, so ist an einem dem
Querkanal 31 abgewandten Ende des einen Rücklaufkanals 30 ein
weiterer Anschluß 34 vorgesehen, zu dem, bei verschlossenem
Anschluß 32, die Kühlflüssigkeit bei zueinander entgegenge
setzter Strömung in den Rücklaufkanälen 29, 30, wie durch die
gestrichelt dargestellten Pfeile 35 angedeutet, hinströmt.
Wie in Fig. 2 näher dargestellt, liegt die Mündungsöffnung 36
des Verbindungskanals 26 in den Kühlflüssigkeitsraum 13 des
Zylinders 7 in dessen unteren und mittleren Bereich, insbeson
dere um einen notwendigen Abstand zum neben dem oberen Bereich
des Zylinders 7 angeordneten Rücklaufkanal 30 einzuhalten. Um
dennoch ausschließlich oder zumindest ganz überwiegend den
oberen Teil des Zylinders 7 zu kühlen, ist im Kühlflüssig
keitsraum 13 etwa in dessen Mitte ein mit einer Ausnehmung 44
im Bereich der Mündungsöffnung 36 versehener Trennring 37 ein
gesetzt, der insbesondere mit dem Brennkraftmaschinengehäuse
einteilig ausgeführt ist und der den Kühlflüssigkeitsraum 13 in
einen oberen Ringraum 38 und einen unteren Ringraum 39 trennt.
Obwohl der größte Teil der Mündungsöffnung 36 im Bereich des
unteren Ringraumes 39 liegt, strömt in diesen nur dann eine
verhältnismäßig kleine Menge Kühlflüssigkeit ein, wenn im
Trennring 37 eine kleine, auf der der Mündungsöffnung 36 ent
legenen Seite gelegene Ausnehmung 40 vorgesehen ist. Dadurch
wird ein Ablassen der Kühlflüssigkeit aus dem oberen Ringraum
39 und aus dem Zylinderkopf 42 ermöglicht sowie die Turbulenz
im unteren Ringraum 39 vermindert. Insbesondere wird jedoch
durch das Einströmen von Kühlflüssigkeit durch die Ausnehmung
40 in den unteren, von der Mündungsöffnung 36 abgelegenen Be
reich des oberen Ringraumes 38 erreicht, daß in diesem Bereich
K ein Totwassergebiet entsteht. Der größte Teil der Kühlflüs
sigkeit fließt aus dem oberen Ringraum 38 in einen Kühlraum des
Zylinderkopfes 42 über eine Öffnung 45, die auf der der Mün
dungsöffnung 36 abgelegenen Seite liegt. Um ein Totwassergebiet
im oberen, von der Öffnung 45 abgelegenen Bereich des oberen
Ringraumes 38 zu vermeiden, sind Öffnungen 41,46 vorgesehen,
von denen aus eine kleinere Menge Kühlflüssigkeit in den Kühl
raum des Zylinderkopfes 42 und unmittelbar in den Rücklaufkanal
30 strömt. Der Rückfluß aus dem Kühlraum des Zylinderkopfes 42
in den Rücklaufkanal 30 ist mit 47 bezeichnet.
Claims (9)
1. Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit
einer ersten und einer zweiten Zylinderreihe, insbesondere in
V-Anordnung, bei der jeder Zylinder von einem gesonderten
Kühlflüssigkeitsraum umgeben ist und bei der ein Zulaufkanal
zur Zuführung von Kühlflüssigkeit zu den einzelnen Kühlflüs
sigkeitsräumen und zwei Rücklaufkanäle an den Innenseiten der
Zylinderreihen zur Rückführung der Kühlflüssigkeit von den
einzelnen Kühlflüssigkeitsräumen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß nur ein einziger Zulaufkanal (22) vorgesehen ist, der im
Zwischenraum zwischen den beiden Zylinderreihen (2, 3) angeord
net ist, und daß jeder Kühlflüssigkeitsraum (10 bis 15) unab
hängig von einem anderen Kühlflüssigkeitsraum (10 bis 15) mit
dem Zulaufkanal (22) verbunden ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufkanal (22) tiefer angeordnet ist als die beiden
Rücklaufkanäle (29, 30).
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Rücklaufkanäle (29, 30) an einer Stirnseite der
Brennkraftmaschine (1) durch einen außen angebrachten Querkanal
(31) miteinander verbunden sind, daß die Kühlflüssigkeit in den
beiden Rücklaufkanälen (29, 30) gleichgerichtet zum Querkanal (31)
strömt und daß an diesem ein Anschluß (32) zum Ausleiten
der Kühlflüssigkeit aus dem Brennkraftmaschinen-Gehäuse ange
ordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Rücklaufkanäle (29, 30) an einer Stirnseite der
Brennkraftmaschine (1) durch einen außen angebrachten Querkanal
(31) miteinander verbunden sind, daß die Kühlflüssigkeit in dem
einen Rücklaufkanal (29) zum Querkanal (31) und im anderen
Rücklaufkanal (30) vom Querkanal (31) weg zu einem an seinem
dem Querkanal (31) abgewandten Ende angeordneten Anschluß (34)
zum Zuleiten der Kühlflüssigkeit zu einem zu kühlenden Aggregat
strömt.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querkanal (31) innerhalb eines die Stirnseite der
Brennkraftmaschine (1) abschließenden Stirndeckels (20) ver
läuft, der den unterhalb des Querkanals (31) liegenden Zulauf
kanal (22) auf seiner Einströmseite stirnseitig abdeckt.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Verbindungskanal (23 bis 28) zwischen dem Zulaufkanal
(22) und einem Kühlflüssigkeitsraum (10 bis 15) in diesen mit
einer in seinem unteren und mittleren Bereich liegenden Mün
dungsöffnung (36) mündet, daß der Kühlflüssigkeitsraum (10 bis
15) durch einen im oberen Bereich der Mündungsöffnung (36)
liegenden Trennring (37) in einen oberen Ringraum (38), der mit
einem Kühlraum im zugehörigen Zylinderkopf (42) kühlflüssig
keitsmäßig in Verbindung steht,und in einen unteren Ringraum
(39) geteilt ist, der gegenüber dem oberen Ringraum (38) zu
mindest weitgehend kühlflüssigkeitsmäßig getrennt ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungskanäle (23 bis 28) abgewinkelt ausgebildet
sind.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Trennring (37) auf der der Mündungsöffnung (36) abgele
genen Seite eine Ausnehmung (40) vorgesehen ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß im der Öffnung (45) zum Kühlraum des Zylinderkopfes (42)
abgelegenen oberen Bereich des oberen Ringraumes (38) eine
weitere Öffnung (41 bzw. 46) unmittelbar in den Rücklaufkanal
(30) und/oder in den Zylinderkopf (42) vorgesehen ist.
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D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
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R071 | Expiry of right | ||
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