DE617387C

DE617387C - Multi-cylinder internal combustion engine with a pressurized coolant circuit through a subdivided motor housing

Info

Publication number: DE617387C
Application number: DEA69267D
Authority: DE
Original assignee: SPONTAN AB
Current assignee: SPONTAN AB
Priority date: 1933-04-14
Filing date: 1933-04-14
Publication date: 1935-08-17

Description

Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem unter Druck stehenden Kühlölkreislauf durch ein unterteiltes Motorgehäuse Den vielen Vorteilen der Ölkühlung für Brennkraftmaschinen gegenüber Wasserkühlung, wie Wegfall der Gefahr des Gefrierens einerseits und des Verdampfens andererseits, Ausschaltung der Rost- und Korrosionsgefahr, Möglichkeit mit höherer Kühlmitteltemperatur zu arbeiten, wodurch der Motorwirkungsgrad verbessert und die Größe der benötigten Rückkühlfläche verkleinert wird, usw., stehen bekanntlich die mit dem schlechteren Wärmeübergang und .damit der schlechteren Kühlwirkung des Öles verbundenen Schwierigkeiten im- Vergleich zum Wasser gegenüber.Multi-cylinder internal combustion engine with a pressurized Cooling oil circuit through a subdivided motor housing The many advantages of oil cooling for internal combustion engines compared to water cooling, such as eliminating the risk of freezing on the one hand and evaporation on the other, eliminating the risk of rust and corrosion, Possibility to work with a higher coolant temperature, which increases the engine efficiency improved and the size of the required cooling surface is reduced, etc., are available as is well known, those with the poorer heat transfer and thus the poorer cooling effect the difficulties associated with the oil compared to the water.

Es sind bereits Wege zur Verbesserung der Kühlwirkung bei Ölkühlung gezeigt, die darin bestehen, daß das Kühlöl in verhältnismäßig dünnen Schichten und mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten die zu kühlenden Maschinenteile, wie Zylinderlaufbüchsen, Verbrennungskammern, Gasein- und -auslaßstutzen usw., umströmt. Dies ermöglicht, eine guteKÜhlwirkungbei verhältnismäßig kleinem Kraftverbrauch für den Umlauf des Kühlöles zu erreichen. Die dünnen Kühlölfilme oder Spalte werden vorzugsweise dadurch erhalten, daß die die Spalten begrenzenden Wandungen verschiedenen Teilen der Maschine angehören, wodurch es möglich wird, die Stärke der Spalten beliebig zu verkleinern.There are already ways to improve the cooling effect in oil cooling shown, which consist in that the cooling oil in relatively thin layers and the machine parts to be cooled at relatively high speeds, such as cylinder liners, combustion chambers, gas inlet and outlet nozzles, etc., flows around. This enables a good cooling effect with relatively little power consumption for the circulation of the cooling oil. The thin films of cooling oil or crevices become preferably obtained in that the walls delimiting the gaps are different Part of the machine, which makes it possible to set the thickness of the columns as desired to zoom out.

Um die Spaltstärke auf wenige Millimeter herabbringen zu können, ist weiter vorgeschlagen, Führungsorgane oder Schirme zur Führung des Kühlöles um die zu kühlenden Maschinenteile in das Motorgehäuse einzubauen. Die vorliegende Erfindung bezweckt, mit einfachen Mitteln möglichst dünne Kühlölschichten mit größter Genauigkeit erhalten zu können, was .dadurch erreicht wird, daß das Motorgehäuse durch ein Zwischenstück unterteilt ist, das die der Verbrennungswärme am meisten ausgesetzten Teile der Verbrennungskammerwandungen, Zündkerzenfassung und Ventilsitze enthält, welche von den Ölführungsorganen eng umschlossen werden müssen. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Zwischenstück, das mit großer Genauigkeit und mit für den Wärmedurchgang vorteilhaften dünnen Wandungen gegosssen werden muß, ein verhältnismäßig einfaches Gußstück von begrenzter Ausdehnung darstellt. Dieses Zwischenstück ermöglicht ganz besonders :den genauen Einbau der Führungsorgane oder Schirme, so daß die Stärke der Kühlölschichten an den meist gefährdeten Stellen mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann.In order to be able to reduce the gap thickness to a few millimeters, is further proposed guiding organs or screens for guiding the cooling oil around the to be installed in the motor housing to be cooled. The present invention aims to use simple means to achieve the thinnest possible layers of cooling oil with the greatest possible accuracy to be able to get what .d By the fact that the motor housing by an intermediate piece is divided into the parts of the most exposed to the heat of combustion Contains combustion chamber walls, spark plug socket and valve seats, which from the oil guide organs must be tightly enclosed. The invention offers the advantage that the intermediate piece that with great accuracy and with for the heat transfer advantageous thin walls must be cast, a relatively simple one Represents casting of limited area. This adapter allows quite especially: the exact installation of the guiding organs or screens, so that the strength the cooling oil layers in the most endangered areas are determined with great accuracy can be.

Weitere die Erfindung kennzeichnende Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel.Further features and advantages characterizing the invention result from the description in connection with the illustrated embodiment.

Die zusammengehörenden Abb. r, - und 3 sind verschiedene Schnitte durch die Zylinder einer Brennkraftmaschine, die gemäß der Erfindung ausgeführt ist.The related figs. R, - and 3 are different sections through the cylinders of an internal combustion engine carried out according to the invention is.

Die zusammengehörenden Abb. q., 5 und 6 sind verschiedene Schnitte und Ansichten des für die Erfindung kennzeichnenden mittleren Gehäuseteils der in den Abb. 1 bis 3 gezeigten Maschine.The related figs. Q., 5 and 6 are different sections and views of the middle characteristic of the invention Housing part the machine shown in Figs. 1 to 3.

Die ebenfalls zusammengehörenden Abb. 7, 8 und 9 stellen _ein zur Führung des Kühlöles dienendes Organ dar, wie es beider in Abb. i bis 3 .gezeigten Ausführungsform zur Verwendung kommt.Fig. 7, 8 and 9, which also belong together, represent _ein Guiding the cooling oil serving organ, as shown in Fig. I to 3 Embodiment is used.

Mit Bezug auf Abb. i, 2 und 3 ist 25 der untere Gehäuseteil einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, in den die Zylinderbüchsen 2 mit den Kühlölführungsmänteln 3 eingesetzt sind. Der mittlere Gehäuseteil enthält .die mit demselben aus einem Stückgegossenen Verbrennungskammern 5, wobei die Verbindung zwischen den Verbrennungskammern und dem mittleren Gehäuseteil aus den Stegen 6 und den Zündkerzenfassungen 7 besteht. Der mittlere Gehäuseteil ¢ enthält ferner die Zündkerzen 8, die Ventilsitze 9 und io sowie die eingesetzten Kühlölführungsorganeoder Schirme ii. Der obere Gehäuseteil i z enthält die Gasein- und -auslaBkanäle 13 und i q. sowie die Ventilführungen 15 und 16. With reference to FIGS. 1, 2 and 3, 25 is the lower housing part of a multi-cylinder internal combustion engine, into which the cylinder liners 2 with the cooling oil guide jackets 3 are inserted. The middle housing part contains the combustion chambers 5 cast in one piece with the same, the connection between the combustion chambers and the middle housing part consisting of the webs 6 and the spark plug sockets 7. The middle housing part ¢ also contains the spark plugs 8, the valve seats 9 and io and the cooling oil guide elements or screens used ii. The upper housing part contains the gas inlet and outlet channels 1 3 and i q. as well as the valve guides 1 5 and 1 6.

Die verschiedenen zu kühlenden Teile ein und desselben Zylinders sind in bezug auf den Kühlölstrorn hintereinandergeschaltet. Das Kühlöl umströmt z. B. zuerst die Zylinderbüchsen 2 in .dein schmalen Spalt zwischen Zylinderbüchse 2 und Führungsmantel 3 und wird darauf in Kammer 17 im unteren Gehäuse gesammelt.-Von hier strömt das Kühlöl durch Aussparungen in der Packung zwischen dem unteren und mittleren Gehäuseteil um die Zündkerzenfassungen 7, weiter durch den schmalen Zwischenraum zwischen Verbrennungskammer 5 und Führung i i, worauf es durch: eine Aussparung zwischen Führung i z und Steg 6 in die Kammer 18 im oberen Gehäuseteil 12 gelangt, von wo es dem bekannten Rückkühler zuströmt. Die federnden Beilagen r9 dienen zur Abgrenzung der Einlaßöffnung in den Führungen i i gegenüber dem Gehäuse q. Um Verlust, von Kühlöl durch Lecken zu vermeiden, ist .der mittlere Gehäuseteil 4 mit Längsnuten 2o und 2r versehen, die durch Bohrurigen 22 miteinander verbunden sind. Durch diese Längsnuten wird das Lecköl aufgefangen und ,dem Ölbehälter der Maschine zugeleitet, so d'aß Ölverlust vermieden wird.The different parts to be cooled of one and the same cylinder are connected in series with respect to the cooling oil flow. The cooling oil flows around z. B. first the cylinder liners 2 in .dein narrow gap between the cylinder liner 2 and the guide jacket 3 and is then collected in chamber 17 in the lower housing. further through the narrow space between combustion chamber 5 and guide ii, whereupon it passes through: a recess between guide iz and web 6 into chamber 18 in upper housing part 12, from where it flows to the known dry cooler. The resilient shims r9 serve to delimit the inlet opening in the guides ii from the housing q. In order to avoid loss of cooling oil through leakage, the middle housing part 4 is provided with longitudinal grooves 2o and 2r which are connected to one another by drill holes 22. Through these longitudinal grooves, the leakage oil is caught and fed to the machine's oil tank, so that oil loss is avoided.

Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die einander anliegenden Begrenzungsflächen der verschiedenen Gehäuseteile vorzugsweise eben ausgebildet, wodurch eine einfache und billige Bearbeitung erhalten wird. Durch genaues Bearbeiten und Schleifen dieser Begrenzungs-oder Dichtungsflächen kann unter Umständen eine besondere Packung als überflüssig weggelassen werden, wie dies in Abb, z zwischen dem mittleren und oberen Gehäuseteil dargestellt ist. Aus Abb. i geht deutlich hervor, wie die Unterteilung des Zylinderkopfes in den mittleren Gehäuseteil 4 und .den oberen Gehäuseteil 1z das Einsetzen der Führungsorgane ermöglicht. Diese Führungsorgane oder Schirme können gegossen oder aus gepreßtem Blech hergestellt sein. Sie bestehen vorzugsweise aus .einem für jede Verbrennungskammer getrennten Teil, wodurch deren Formgebung und das genaue Einhalten einer bestimmten Spaltstärke erleichtert wird.As can be seen from Fig. I, the adjacent boundary surfaces are the various housing parts are preferably flat, making a simple and cheap machining is obtained. By carefully processing and grinding them Boundary or sealing surfaces can possibly be called a special packing needless to be omitted, as shown in Fig, z between the middle and upper Housing part is shown. From Fig. I it is clear how the subdivision of the cylinder head in the middle housing part 4 and .den the upper housing part 1z enables the appointment of management bodies. These governing bodies or umbrellas can cast or made of pressed sheet metal. They preferably consist of .a separate part for each combustion chamber, whereby its shape and the exact adherence to a certain gap thickness is facilitated.

Dadurch, daß die Trennungsfläche zwischen dem mittleren Gehäuseteil 4 und dem oberen Gehäuseteil 12 oberhalb der Ventilsitze 9 und io angeordnet ist, ist dieselbe nicht den hohen in - der Verbrennungskammer herrschenden Drucken und Temperaturen ausgesetzt. Dies begünstigt ebienfalls die obenerwähnte Ausführungsform dieser Dichtung ohne Verwendung von zwischengelegtem Packungsstoff.In that the separation surface between the middle housing part 4 and the upper housing part 12 is arranged above the valve seats 9 and io, it is not the same as the high pressures prevailing in the combustion chamber and Exposed to temperatures. This also favors the above-mentioned embodiment this seal without the use of interposed packing material.

Die genaue gegenseitige Lage des mittleren Gehäusebeils. q. und des oheren Gehäuseteils 12 wird, wie in Abb. i und 2 gezeigt, durch Steuerstifte 23 gesichert. _ Hierbei ist zu bemerken, .daß die Rahmen der genannten Gehäuseteile durch das Kühlöl auf gleicher Temperatur gehalten werden. Die beiden Rahmen "haben deshalb .die gleiche Wärmeausdehnung, so daß ihre gegenseitige Lage durch die Steuerstifte zwanglos bestimmt ist.The exact mutual position of the middle housing hatchet. q. and des The upper housing part 12 is, as shown in Figs. 1 and 2, by control pins 23 secured. _ It should be noted that the frame of the specified housing parts be kept at the same temperature by the cooling oil. The two frames "have therefore .the same thermal expansion, so that their mutual position is controlled by the control pins is informally determined.

Die zusamengehörenden Abb.4, 5 und 6 stellen verschiedene Schnitte und Ansichten eines Teiles des mittleren Gehäuses 4 dar. Die Bezeichnungen sind die gleichen wie in den früheren Abbildungen. Wie ersichtlich, besteht das mittlere Gehäuse im wesentlichen aus einem Rahmen 4, der in seinem Innern die -Verbrennungskammern 5 enthält. Aus diesen Abbildungen geht ferner deutlich hervor, daß die Verbrennungskammern nur j e an zwei Punkten seitlich mit dem Rahmen4 verbunden sind. In der Längsrichtung der Maschine dagegen sind die Verbrennungskammern nicht miteinander verbunden, so daß sie sich bei Erwärmung in dieser Richtung frei ausdehnen können. Dies ist von großer Bedeutung, wenn man bedenkt, daß die Wände der Verbrennungskammern im _ Betriebe beträchtlich höhere Temperaturen annehmen als die äußeren Teile des Motorgehäuses. Obschon die Verbrennungskammern seitlich mit dem Gehäuserahmen 4 fest verbunden sind, läßt die Elastizität der Seitenwandungen .des Rahmens ¢ in dieser Richtung genügend Spielraum für die Wärmeausdehnung der Verbrennungskammern zu. Wären andererseits die Verbrennungskammern auch in der Längsrichtung der Maschine miteinander verbunden, dann würden sich die Wärmeausdehnungen an einzelnen Verbrennungskammern addieren, wodurch unerwünscht hohe Wärmespannungen in denselben und im Gehäuserahmen entstehen würden.The related figures 4, 5 and 6 represent different sections and represent views of part of the middle housing 4. The designations are the same as in the previous pictures. As can be seen, there is the middle one Housing essentially consists of a frame 4, which contains the combustion chambers in its interior 5 contains. These figures also clearly show that the combustion chambers only those are connected laterally to the frame4 at two points. In the longitudinal direction on the other hand, in the engine, the combustion chambers are not connected to one another, see above that they can expand freely in this direction when heated. This is from of great importance when you consider that the walls of the combustion chambers in _ factories take on considerably higher temperatures than the outer parts of the motor housing. Although the combustion chambers are firmly connected to the side of the housing frame 4 are, the elasticity of the side walls .of the frame ¢ in this direction sufficient leeway for the thermal expansion of the combustion chambers. On the other hand would be the combustion chambers are also connected to one another in the longitudinal direction of the machine, then the thermal expansions at individual combustion chambers would add up, causing undesirably high thermal stresses in the same and in the housing frame would arise.

Die zusammengehörenden Abb. 7, 8 und 9 stellen ein einzelnes Führungsorgan oder Schirm dar, welches zur Führung des Kühlöles um die Verbrennungskammern dient und dessen Formgebung und Zweck bereits früher beschrieben wurde.The related figs. 7, 8 and 9 represent a single guiding body or screen, which is used to guide the cooling oil around the combustion chambers and its shape and purpose have already been described earlier.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Multi-cylinder internal combustion engine with a pressurized cooling oil circuit through a subdivided engine housing, the upper and lower parts of which are connected to one another with an intermediate piece by bolts or the like, characterized in that the intermediate piece (q.) All of the engine parts most exposed to the heat of combustion (Combustion chamber walls, valve seats and spark plug sockets) and is provided with a loosely pushed-on oil guide element (sleeve ii) surrounding the engine parts to be cooled, the position of which is secured by the connecting members at such a distance from the walls to be cooled is included. z. Bren.nkraftmaschine according to claim i, characterized in that the walls of the combustion chambers in the intermediate piece (¢) such. B. only with one or two ribs (6, 7 ) are held that they can stretch freely.

3. Brennkradtmäschine according to claim i and z, characterized in that one or both ribs (6, 7) are the insertion openings for the spark plugs included.