DE6931987U - Wassergekuehlte brennkraftmaschine. - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft 8900 Augsburg, Stadtbachstraße 1

Gm. B. 1028 Augsburg, den 24. Juni 1971

Wassergekühlte Brennkraftmaschine

Die Neuerung betrifft eine wassergelmhlte Brennkraftmaschine, insbesondere mit Ein- und Auslaßschlitzen im Zylinder, dessen Zylinderbüchse durch eine Vielzahl von voneinander getrennten auf dem Umfang verteilten Kühlmittelströmen gekühlt wird.

Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren hoher spezifischer Leistung, werden häufig sogenannte nasse Zylinderlaufbüchsen verwendet, bei denen der Raum zwischen Gehäuse und Laufbüchse vom Kühlmittel durchströmt wird. Bei Motoren mit großem Hubvolumen, beispielsweise über 200 1 je Zylinder, und hoher spezifischer Leistung ist aber infolge der Gasdrücke eine relativ dickwandige Ausführung der Zylinder laufbuchse erforderlich. Die durch die bekannte Außenkühlung erreichbare

Laufflächentemperatur ist daher oft nicht ausreichend, um einen Schmierfilm genügender Tragfähigkeit zu erhalten. Außerdem nehmen mit zunehmender Wandstärke auch die thermischen Spannungen zu, so daß bei den bekannten Ausführungen hierdurch eine Grenze für die Motorbelastung gegeben ist.

Bei großen schlitzgespülten Motoren ist es bereits bekannt, in den senkrechten Stegen zwischen den Ladungswechselschlitzen in der Wandung der Zylinderbüchse eingegossene Kanäle vorzusehen, die vom Kühlmittel durchströmt werden. Die Kanäle der bekannten Ausführungen enden jedoch kurz unter- und oberhalb der Schlitze. Hierdurch kann jedoch die Kühlung der an die Stege anschließenden Teile des Zylinders nicht verbessert werden.

Ferner ist es bekannt, in dem im oberen Bereich des Verbrennungsraums liegenden Zylinderbüchsenbund eingearbeitete zum Zylinderblock offene Kühlmittehiuten vorzusehen. Der restliche Teil der Zylinder büchse wird dabei jedoch ausschließlich von der Außenwand her gekühlt, weshalb die Kühlwirkung infolge der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke beeinträchtigt ist. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform wiederum wird die Zylinderbüchse durch eine Vielzahl von voneinander getrennten auf dem Umfang spiralförmig verteilt angeordneten Kühlmittelströmen gekühlt, zu deren Führung im tragenden Teil des Zy-

linders Nuten vorgesehen sind.. Diese Anordnung hat zwar den Vorteil gegenüber den erstgenannten Ausführungen, daß das Kühlmittel durch die geringere Wandstärke der Zylinderbüchse näher an die Lauffläche herangeführt werden kann, jedoch ist dabei eine Anzahl von Dichtstellen, insbesondere bei schlitzgesteuerten Zweitakt-Maschinen, im Schlitzbereich erforderlich, durch welche die Störungsanfälligkeit der Maschine unnötig erhöht wird.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Neuerung darin, die Zylinderkühlung einer Brennkraftmaschine insbesondere mit Schlitzsteuerung derart auszubilden, daß bei geringstmöglichem Wärmeübergangsweg eine intensive über die ganze Länge gleichmäßige Kühlung erreicht wird, ohne die Festigkeit der Zylinderbuchse zu beeinträchtigen.

Nach der Neuerung wird dies bei einer wassergekühlten Brennkraftmaschine der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß in der Wand der Zylinderbüchse eine Vielzahl von über annähernd deren ganze Länge reichende kühlmitteldurchflossene Rohre vorgesehen ist, die im Bereich des oberen und unteren Büchsenbundes in einen ' \ Ringraum münden. Durch diese Maßnahme kann mit geringem Auf-

" wand und ohne zusätzliche Bearbeitung die Kühlung gegenüber den

■ bisher bekannten eingangs erwähnten Ausführungen wesentlich ver-

f '. bessert werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zy-

: linderbüchsenkühlung wird darin gesehen_a daß durch Einsparen

einer Anzahl Dichtstellen zwischer Büchse und Gestell der Ver-

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schleiß verringert und die Wartung vereinfacht wird. Außerdem
ist in diesen Kanälen eine gerichtete Strömung mit relativ großer
Geschwindigkeit vorhanden, wodurch der kühlmittelseitige Wärmeübergang verbessert wird. Durch den Wegfall der äußeren Kühlung
liegt die Zylinderbüchse überdies auf der ganzen Länge am Gehäuse an, wie dies von sogenannten trockenen Laufbüchsen her bekannt ist, so daß die Zylinderbüchse von den vom Gasdruck herrührenden Kräften entlastet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ^-iiU-ä.

einen Längsschnitt durch eine Zylinder büchse nach der Neuerung,

Fig. 3

fltihmtt nanh T/JnigJTT - II der Fig. 1, eine Einzelheit in größerem Maßstab.

Die in das Gestell 1 einer Brennkraftmaschine, wie angedeutet, einsetzbare Zylinderbuchse 2 weist in bekannter Weise am oberen Rand den Zylinderbüchsenbund 3 auf. Die Schlitze für den Ein- und Auslaß sind in ebenfalls bekannter Weise angeordnet und mit 4 und 5 bezeichnet. Zur besseren Wärmeabfuhr im Bereich dieser Schlitze
4, 5, die sich je nach der verwendeten Spülart über einem mehr oder weniger großen Umfangsbereich erstrecken, sind in bekannter Weise

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in den zwischen den Schlitzen 4, 5 befindlichen Stegen 6 Kühlrohre in möglichst geringem Abstand von der Zylinderbüchsenlauf fläche 8 vorgesehen.

Gemäß der Neuerung sind nun an Stelle der bisher oberhalb des Schlitzbereiches üblichen Außenmantelkühlung anschließend an di Kühlrohre 7 in der Zylinderbüchsenwand weitere Kühlrohre 9 bis zum Zylinderbüchsenbund 3 vorgesehen und münden dort in einem Ringkanal 10. Unterhalb der Kühlrohre 7 ist ein weiterer Ringkanal in der Zylinderbüchsenwand angeordnet, in welchem die Kühlrohre 7, wie in Fig. 3 angedeutet ist, einmünden. Gegen das Gestell hin ist der Ringkanal 11, z. B. durch einen aufgeschrumpften Ring 12 abgedichtet. Das Kühlwasser wird über eine Rohrleitung 13 mit Flanschanschluß in den Ringkanal 11 zugeführt, durchströmt die Kühlrohre 7 und 9 und gelangt anschließend in den Ringkanal 10, von wo es gesammelt über eine Rohrleitung 14 mit Flanschanschluß abgeführt wird.

Die Kühlrohre 7, 9 werden zweckmäßigerweise in die Zylinder büchse mit eingegossen. Infolge der höheren Festigkeit der Kühlrohre 9 gegenüber dem Zylinderbüchsenmaterial kann durch entsprechende Dimensionierung der Rohrwandstärke die gleiche Festigkeit der Zylinderbuchsen wand im Bereich der Kühlrohre wie auch zwischen diesen erreicht werden.

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Um die Zylindrizität der Zylinderbüchse 2 auch bei der im Betrieb auftretenden Wärmeverformung beizubehalten, verlaufen neuerungsgemäß die Kühlrohre 9 oberhalb der Schlitze 4, 5 geneigt zur Zylinderachse, wobei die Mündung beispielsweise des Kühlrohres 9 a in den im Zylinderbüchsenbund 3 verlaufenden Ringkanal 10 mindestens auf derselben Mantellinie 15 liegt wie die Zuflußöffnung des folgenden Kühtrohres 9 b am unteren Büchsenrand.

Die Neuerung ist nicht auf die Verwendung bei schlitzgesteuerten Brennkraftmaschinen beschränkt.

Claims (6)

III! 9 Ansprüche

1. Wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere mit Ein- und Auslaßschlitzen im Zylinder, deren Zylinderbuchse durch eine Vielzahl von voneinander getrennten, auf dem Umfang verteilten Kühlmittelströmen gekühlt ■wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand jeder Zylinderbüchse (2) eine Vielzahl von über annähernd deren ganze Länge reichenden Kühlrohren (7, 9) vorgesehen ist, die im Bereich des oberen und unteren Büchsenbundes in einen Ringkanal (10, 11) münden.

2. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (7) im Bereich von Stegen (6) zwischen den Ein- und Auslaßschlitzen achsparallel, d. h. längs einer Mantellinie (15) im weiteren Verlauf gegen den Zylinderbüchsenbund (3) hin unter einem spitzen Winkel zur Mantellinie (15) angeordnet sind.

3. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum allseits geschlossenen Ringkanal (10) im oberen Zylinderbüchsenbund (3) eine Rohrleitung (14) vorgesehen ist.

4. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ringkanal (11) durch einen aufgeschrumpften Ring (12) abgedeckt ist.

5. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (11) mit einer dem Zufluß des Kühlmiitels dienenden Rohrleitung (13) verbunden ist.

6. Wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Kühlrohre (9) in der Zylinderbüchse (2) derart bemessen ist, daß die Mündung eines Kühlrohres (9 a) im Zylinderbüchsenbund (3) mindestens auf derselben Mantellinie (15) liegt wie die Zuflußöffnung des folgenden Kühlrohres (9 b) am unteren Büchsenrand.