DE69327339T2 - Brennkraftmaschinenblock mit paraleller zylinderbüchsenkühlung und verfahren zur kühlung - Google Patents
Brennkraftmaschinenblock mit paraleller zylinderbüchsenkühlung und verfahren zur kühlungInfo
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere auf Diesel-Zyklus-Maschinen mit Kraftstoffeinspritzung und genauer auf die Konstruktion des Zylinderblocks und der Zylinderbüchse zur Unterbringung einer Kühlung der Büchse.
- Es ist bekannte Praxis, den Zylinderblock einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vielzahl von in Position gegossenen, miteinander verbundenen Kühldurchtritten innerhalb des Bereichs bzw. der Fläche der Zylinderbohrung auszubilden. Dies erlaubt, die Motorblocktemperatur in einem vorbestimmten, annehmbar niedrigen Bereich zu halten, wodurch eine übermäßige Wärmeverformung des Kolbenzylinders und ein damit in Zusammenhang stehendes, unerwünschtes Zusammenwirken bzw. Beeinflussen zwischen der Kolbeneinheit und dem Kolbenzylinder ausgeschlossen wird.
- In einem konventionellen Dieselmotor, welcher bewegbare bzw. verschiebbare Zylinderbüchsen des Flanschtyps aufweist, ist ein Kühlmittel nicht in Kontakt mit dem unmittelbar oberen Abschnitt bzw. Bereich der Büchse, sondern es ist im Gegensatz dazu eher darauf beschränkt, unterhalb des Abstützflansches im Zylinderblock zu kontaktieren bzw. in Berührung zu gelangen. Dieser Abstütz flansch ist normalerweise aus Gründen der Notwendigkeit von beträchtlicher Dicke. Daher ist der am meisten erhitzte Abschnitt bzw. Bereich der Zylinderbüchse, nämlich die Fläche bzw. der Bereich benachbart der Verbrennungskammer nicht direkt gekühlt.
- Darüber hinaus ist ein gleichmäßiges Kühlen um die gesamte Büchse nahe der Oberseite der Büchse schwierig zu erzielen, da die Anordnung von Kühlmittel- Übertragungslöchern zu dem Zylinderkopf durch andere, wichtigere Designüberlegungen beschränkt ist. Die Anzahl der Durchtritts- bzw. Übertragungslöcher ist normalerweise beschränkt und in vielen Motorkonstruktionen bzw. -designs sind die Durchtrittslöcher nicht gleichmäßig verteilt.
- Das gesamte Vorangehende war bei Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere bei Diesel-Zyklus-Motoren für viele, viele Jahre gängige Praxis. In jüngsten Jahren besteht jedoch ein großes Erfordernis der Erhöhung der Pferdestärken- bzw. Leistungsabgabe der Motoreinheit und gleichzeitig existieren Neukonstruktionsanforderungen, um die Emissionen durch Herabsetzung des Kohlenwasserstoffgehalts zu verbessern. Beide dieser Anforderungen resultieren in heißer laufenden Maschinen, wobei dies wiederum größere Anforderungen an das Kühlsystem erzeugt. Der kritischste Bereich der Zylinderbüchse ist der obere Kolbenring-Umkehrpunkt, welcher die obere Totpunktsposition des Kolbens ist, ein Punkt, bei welchem sich der Kolben bei einem Halt oder einer Geschwindigkeit null befindet. Beim Betrieb von kommerziellen Dieselmotoren wird angenommen, daß die Temperatur bei diesem Kolbenumkehrpunkt gehalten werden muß, sodaß sie nicht 400º F (200ºC) übersteigt. Zur Erfüllung der Anforderungen nach mehr Leistung und weniger Kohlenwasserstoffemissionen wurde der Kraftstoffeinspritzdruck in der Größenordnung von 40% (20.000 psi bis etwa 28.000 psi) erhöht und das Motortiming wurde verzögert. Gemeinsam machen es diese Betriebsparameter schwierig, eine akzeptable bzw. annehmbare Kolbenzylinderbüchsentemperatur an dem oberen Kolbenring-Umkehrpunkt mit der oben beschriebenen, konventionellen Kühltechnik aufrecht zu erhalten.
- In der GB 1 525 766 ist eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 beschrieben.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Brennkraftmaschinenblock und ein Verfahren zur Kühlung desselben zur Verfügung gestellt, wie dies in den beigeschlossenen Ansprüchen beansprucht ist.
- Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Unzulänglichkeiten durch Bereitstellung eines kontinuierlichen Kanals um die gesamte Büchse, welcher nahe der Oberseite der Büchse angeordnet ist. Zwischen 5 und 10% des gesamten Motorkühlfluidstroms können durch diese Kanäle ohne die Verwendung von speziellen Kühlmittelzufuhrleitungen oder langen, innenliegenden Kühlmittelzufuhrdurchtritten gerichtet werden. Dieser abgeleitete Fluß stellt einen einheitlichen Hochgeschwindigkeitsstrom um die gesamte Büchse und sehr weit oben an derselben dar, um wirksam den Bereich bzw. die Fläche der Zylinderbüchse nahe dem oberen Kolbenringweg zu kühlen, was dazu tendiert, den kritischen Schmierölfilm an der Innenoberfläche der Zylinderbüchse aufrecht zu erhalten. Die resultierende, einheitliche Kühlung minimiert auch die Büchsenbohrungsverformung bzw. -verwerfung, wobei dies zu einer längeren Einsatzdauer führt. Weiters erfordert die vorliegende Erfindung lediglich eine geringe Modifikation, um in existierende Motordesigns bzw. -konstruktionen aufgenommen zu werden.
- Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Umfangskanal, welcher zwischen dem Zylinderblock und der Zylinderbüchse ausgebildet ist, welcher den Hochtemperatur-Verbrennungskammerbereich einer Verbrennungskraftmaschine umgibt und nahe diesem angeordnet ist, zu welchem ein Kühlmittelstrom aus dem Hauptkühlmittelstrom abgelenkt bzw. abgeleitet wird, um einheitlich und wirksam diesen kritischen Bereich der Büchse zu kühlen. Der Kühlmittelstrom durch den Kanal wird durch den gut bekannten Bernoulli-Zusammenhang zwischen Fluidgeschwindigkeit und -druck bewirkt. Der Fluß hoher Geschwindigkeit des Hauptkühlmittelstroms durch die Durchtritte, welche den Zylinderblock mit dem Zylinderkopf verbinden, stellt ein reduziertes Druckgefälle an den Austrittslöchern des kreuzenden Kanals sicher. Kanaleingangs- bzw. -eintrittslöcher, welche stromaufwärts bei relativ langsamen bzw. stillstehenden Bereichen in dem Hauptkühlmittelfluß angeordnet sind, stehen unter einem höheren Druckgefälle als die Kanalaustrittslöcher, wodurch ein Strom durch den Kanal induziert wird.
- Diese und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen ersichtlich werden.
- Fig. 1 ist eine teilweise Draufsicht auf den Zylinderblock, welche eine Zylinderbohrung und Teilansichten von benachbarten Zylinderbohrungen vor der Installation einer Zylinderbüchse zeigt, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
- Fig. 2 ist eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei sie jedoch die Installation der Zylinderbüchse beinhaltet und weiters in teilweisem Querschnitt durch die Zylinderbüchse Details des Kühlfluidkanaleinlasses zeigt, welcher in dem Zylinderblock in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
- Fig. 3 ist eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der Fig. 1;
- Fig. 3a ist eine alternative Ausführungsform, worin die Einlaßöffnung zu der zweiten Kühlkammer innerhalb der Büchse anstelle des Zylinderblocks vorgesehen ist;
- Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht ähnlich zu Fig. 2 und zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin die Zylinderbohrung mit einer Reparaturhülse versehen ist.
- Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, beinhaltet ein allgemein mit 10 bezeichneter Zylinder block eine Vielzahl von aufeinanderfolgend in einer Reihe angeordneten Zylinderbohrungen 12. Jede Zylinderbohrung ist ähnlich konstruiert und ausgebildet, um eine zylindrische Zylinderbüchse aufzunehmen. Die Zylinderbohrung 12 beinhaltet eine radiale, innere Hauptwand 16 mit einem Durchmesser und eine obere Wand 18 mit größerem Durchmesser, um eine Anschlagschulter 20 an der Verbindung derselben auszubilden.
- Die Zylinderbüchse 14 beinhaltet eine radiale, innere Wandoberfläche 22 von einheitlichem Durchmesser, innerhalb welchem ein hin- und hergehender Kolben, welcher die üblichen Kolbenringe, etc., aufweist, aufgenommen ist, wie dies allgemein im US-Patent 3 865 087 gezeigt ist, welches auf denselben Zessionar wie die vorliegende Erfindung übertragen ist, wobei die Beschreibung desselben hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
- Die Zylinderbüchse 14 beinhaltet weiters einen radialen Flansch 24 an ihrem einen äußeren Ende, welcher radial auswärts von dem Rest eines oberen Eingriffsabschnitts 26 mit geringerem Durchmesser als der radiale Flansch vorragt, um derart eine Anschlagschulter 28 zu bilden. Die Gesamtheit des oberen Eingriffsabschnitts 26 der Zylinderbüchse 14 ist so dimensioniert, daß sie sich einem Preßsitz für einen engen Paßeingriff (d. h. 0,0005 bis 0,0015 Zoll Spalt bzw. Freiraum) mit dem Zylinderblock befindet, wobei die Zylinderbüchse in ihrem Platz durch den Zylinderkopf und eine Kopfschraubklemmenlast in konventioneller Weise gesichert ist.
- Um die Zylinderbüchse 14 und innerhalb der benachbarten Wände des Zylinderblocks ist eine Hauptkühlkammer 30 vorgesehen, welche den größeren Abschnitt der Zylinderbüchse umgibt. Ein Kühlmittelfluid ist ausgebildet, um innerhalb der Hauptkühlkammer von einer Einlaßöffnung (nicht dargestellt) und dann durch eine oder mehrere Auslaßöffnungen 32 zu zirkulieren.
- Die allgemeine Außenlinie oder Begrenzungen der Hauptkühlkammer 30 sind mit strichlierter Linie in Fig. 1 als die Zylinderbohrung umgebend gezeigt und beinhalten ein Paar von diametral gegenüberliegenden Auslaßöffnungen 32.
- Bis hierher ist die obige Beschreibung diejenige, einer konventionell konstruierten Verbrennungskraftmaschine, wie sie in dem obengenannten US-Patent 3 865 087 gezeigt ist.
- Wie dies weiters in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist eine zweite bzw. sekundäre Kühlkammer um den obersten Abschnitt bzw. Bereich der Zylinderbüchse innerhalb der axialen Länge des oberen Eingriffsabschnitts 26 vorgesehen. Die zweite Kühlkammer ist insbesondere als ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Kanal 34 vorgesehen, welcher innerhalb der radialen äußeren Wand des oberen Eingriffsabschnitts 26 der Zylinderbüchse ausgenommen bzw. eingearbeitet oder anderweitig konstruiert ist und welcher eine axiale Erstreckung oder Länge aufweist, welche bei der Anschlagschulter 28 beginnt und sich über etwa die Hälfte des oberen Eingriffsabschnitts 26 erstreckt.
- Die zweite Kühlkammer beinhaltet ein Paar von Kühlmittelfluid-Durchtritten in der Form von Einlaßöffnungen 36, welcher einander diametral gegenüberliegen und welche jeweils mit der Hauptkühlkammer 30 mit Hilfe einer bogenförmigen Vertiefung in Verbindung steht, welche innerhalb der radial inneren Wand des Zylinderblocks ausgebildet ist. Jede bogenförmige Vertiefung bzw. Ausnehmung erstreckt sich in axialer Länge von einem Punkt, welcher zu der Hauptkühlkammer 30 öffnet bzw. in diese mündet, zu einem Punkt unmittelbar innerhalb der axialen Erstreckung oder Länge des Kanals 34, wie dies klar in Fig. 2 ersichtlich ist, wobei jede um ungefähr 90º zu den Auslaßöffnungen 32 versetzt angeordnet ist.
- Die zweite Kühlkammer beinhaltet auch eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 38. Die Auslaßöffnungen 38 sind radiale Durchtritte, welche bei jeweils einer der Auslaßöffnungen 32 der Hauptkühlkammer angeordnet sind und mit dieser in Verbindung stehen. Der Durchmesser des radial gerichteten Druchtritts oder der Auslaßöffnung 38 der zweiten Kühlkammer ist relativ zu demjenigen der Auslaßöffnung 32 der Hauptkühlkammer so bemessen, daß er im Effekt ein Venturi bzw. eine Staudüse ist.
- Während dies nicht gezeigt ist, soll jedoch geschätzt werden, daß der obere Kolbenring der Kolbeneinheit ausgebildet ist, um nahe der zweiten Kühlkammer zu liegen, wenn sich die Kolbeneinheit an ihrem Punkt mit Geschwindigkeit null, d. h. an dem oberen Kolbenring-Umkehrpunkt, befindet.
- In Größen einer spezifischen Konstruktion für einen inneren Zylinderbohrungs- Durchmesser von 149 mm sind die wesentlichen, relativen Kühlmittelfluid- Strömungsparameter wie folgt:
- axiale Länge - 12,0 mm
- Tiefe - 1,0 mm
- radiale Länge (Tiefe) - 2,0 mm
- Schneidendurchmesser für Bearbeitungsbogen - 3,00 Zoll
- umschriebene Bogengrade auf Zylinderbohrung - 20º
- Sehnenlänge auf Zylinderbohrung - 25,9 mm
- Durchmesser - 15 mm
- Durchmesser - 6 mm
- Druckabfall um
- Venturi/Auslaßöffnung 38 - 0,41 psi
- Kühlmittelfluß, welcher durch sekundäre Kühlkammer abgeleitet wird - 7,5%
- Im allgemeinen sind die obengenannten, spezifischen Parameter darauf basierend gewählt, die Strömungsfläche durch die Öffnungen 36, 38 (d. h. Gesamt-Einlaßöffnung-Strömungsfläche und Gesamt-Auslaßöffnung-Strömungsfläche) und den Kanal 34 gleichmäßig aufrecht zu erhalten. Demgemäß ist in der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 die Strömungsfläche durch jede Einlaßöffnung 36 und Auslaßöffnung 38 zweimal so groß wie diejenige des Kanals 34.
- Im Betrieb wird ein Kühlmittelfluid, wenn es durch die Hauptkühlkammer 30 zirkuliert wird, aus den Hauptkühlkammer-Auslaßöffnungen 32 mit einer relativ hohen Fluidgeschwindigkeit austreten. Beispielsweise wird innerhalb der Hauptkühlkammer die Fluidgeschwindigkeit aufgrund ihres Volumens relativ zu den Auslaßöffnungen 32 unter Umständen weniger als 1 Fuß/s betragen. An jeder Auslaßöffnung 32 kann jedoch die Fluidgeschwindigkeit in der Größenordnung von 7 bis 8 Fuß/s sein und wird als eine Fläche bzw. ein Bereich hoher Fluidgeschwindigkeit bekannt sein. Aufgrund des Vorhandenseins der sekundären bzw. zweiten Kühlkammer wird der Fluß des Kühlmittels durch die Hauptkühlkammer jedoch nicht über den gesamten Umfang der Zylinderbüchse einheitlich sein. Vielmehr wird bei verschiedenen Punkten um den Umfang und insbesondere unter Bezugnahme auf die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform, in welcher zwei einander diametral gegenüberliegenden Auslaßöffnungen 32 vorgesehen sind, sich ein Bereich oder eine Zone eines Kühlmittelflußstillstandes in einem Punkt ungefähr 90º oder auf halbem Weg zwischen jeder der Auslaßöff nungen ausbilden. Dies würde einen heißen Punkt mit einer Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit für eine unerwünschte Verformung und einen möglichen Verlust des Schmierölfilms ergeben, wobei dies zu einem frühzeitigen Verschleiß und einem Durchblasen führen würde.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das Kühlmittelfluid aus der Hauptkühlkammer bewirkt, daß dieses durch jede Sekundärkühlkammer-Einlaßöffnung 36, welche durch die bogenförmige Vertiefung bereitgestellt wird, abgezogen wird und von dort in zwei gleiche Fluß- bzw. Strömungwege zu jeder der entsprechenden Auslaßöffnungen 38 und dadurch durch den Venturi bzw. die Staudüse, d. h. den die Auslaßöffnung 38 ausbildenden, radialen Durchtritt, aufgeteilt wird und aus den Hauptkühlkammer-Auslaßöffnungen 32 ausgebracht wird. Aufgrund des Bernoulli-Zusammenhangs zwischen Fluidgeschwindigkeit und -druck stellt die Hochgeschwindigkeitsströmung des Hauptkühlmittelstroms durch jede Auslaßöffnung 32 ein reduziertes Druckgefälle an der Schnittstelle mit dem Venturi oder dem radialen Durchtritt 38 zur Verfügung. Daher wird sich das Kühlmittel innerhalb der sekundären Kühlkammer oder dem Kanal 34 unter einem wesentlich höheren Druckgefälle als demjenigen befinden, welches innerhalb der radialen Durchtritte 38 existiert, wodurch eine Strömung mit einer relativ hohen Fluidgeschwindigkeit durch den Kanal 34 induziert bzw. bewirkt wird. In der Praxis wurde gefunden, daß die Fluidgeschwindigkeit durch den zweiten Kanal 34 in dem oben gegebenen Beispiel wenigstens etwa 3 und unter Umständen bis zu 6 Fuß/s betragen wird. Dies stellt daher ein sehr effizientes Mittel zur Entfernung eines wesentlichen Teils der thermischen Energie pro Einheitsfläche der Zylinderbüchse in dem obersten Abschnitt der Zylinderbüchse benachbart der Verbrennungskammer zur Verfügung.
- Als eine Alternative zu der bogenförmigen Ausnehmung, welche eine Einlaßöffnung 36 bildet, welche innerhalb der inneren, radialen Wand der Zylinderbohrung ausgebildet ist, kann die Zylinderbüchse mit einem flachen Sehnenbereich 36', wie dies in Fig. 3a gezeigt ist, mit derselben Abmessung (d. h. derselben axialen Länge und Umfangs- oder Sehnenlänge) und innerhalb derselben relativen Position der oben beschriebenen Ausnehmung konstruiert werden. Der Effekt ist derselbe, daß ein Kanal zur Verfügung gestellt wird, welcher den Kühlmittelstrom von der Hauptkühlkammer 30 mit demjenigen des zweiten Kühlkammerkanals 34 verbindet.
- In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche insbesondere für wiederaufbereitete bzw. ausgeschliffene Zylinderblöcke anwendbar ist, wobei die Zylinderbohrung eine Reparaturhülse bzw. -muffe 50, welche in den Zylinderblock 10 preßgepaßt ist, und dieselbe Anschlagschulter 20 zur Aufnahme der Zylinderbüchse beinhaltet. Ebenso beinhalten die Reparaturhülse und die Zylinderbüchse ein Paar von radialen Durchtritten, welche sich hiedurch erstrecken, um Auslaßöffnungen 38 zur Verfügung zu stellen und dadurch einen Kühlfluidstrom zwischen der sekundären Kühlkammer und den Hauptauslaßöffnungen 32 auszubilden. Wie dies auch in Fig. 4 ersichtlich ist, wird der sich radial erstreckende Durchtritt der Auslaßöffnung 38 leicht in den Zylinderblock durch Einbohren von dem Vorsprung bzw. Wulst 52 und danach Abschließen bzw. Verstopfen des Wulstes mit einem geeigneten Bearbeitungsstopfen 54 eingearbeitet.
- Die vorangehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird lediglich zu Beispielszwecken beschrieben. Der Rahmen der Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Claims (11)
1. Verbrennungskraftmaschine, beinhaltend:
einen Zylinderblock (10) mit wenigstens einer Zylinderbohrung (12);
eine Zylinderbüchse bzw. -laufbuchse (14), welche konzentrisch innerhalb
der Zylinderbohrung (12) angeordnet ist und an dem Zylinderblock (10)
gesichert ist;
eine Hauptkühlkammer (30), welche die Zylinderbüchse (14) umgibt und
eine Einlaßöffnung und wenigstens eine Auslaßöffnung (32) zum
Zirkulieren eines Kühlfluids um einen Hauptabschnitt der Zylinderbüchse (14)
aufweist;
eine zweite bzw. sekundäre Kühlkammer (34), welche um den obersten
Abschnitt der Zylinderbüchse (14) und direkt benachbart dem
Hauptkühlmitteldurchtritt bzw. -durchgang angeordnet ist, wobei die zweite
Kühlkammer (34) wenigstens eine Einlaßöffnung (36) und wenigstens eine
Auslaßöffnung (38) aufweist, wodurch das Kühlfluid gleichzeitig um die
Hauptkühlkammer (30) und die zweite Kühlkammer (34) zirkuliert werden
kann; und
wobei die Auslaßöffnung (38) der zweiten Kühlkammer (34) in
Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung (32) der Hauptkühlkammer (30) ist und
einen Venturi bzw. eine Staudüse umfaßt, wodurch, während Kühlmittel
von der Hauptkühlkammer (30) durch die Auslaßöffnung (32) der
Hauptkühlkammer (30) strömt, um bzw. durch bzw. über diesen hinweg den
Venturi ein Druckabfall erzeugt werden wird, welcher wiederum den
Kühlmittelfluß durch die zweite Kühlkammer (34) mit einer
Strömungsgeschwindigkeit relativ zu der Strömung durch die Auslaßöffnung (32)
bewirken wird, welche ausreichend ist, um eine merkbar erhöhte Abführ-
bzw. Entfernungsrate bzw. -geschwindigkeit von thermischer Energie pro
Einheitsfläche der Zylinderbüchse (14) im obersten Abschnitt der
Zylinderbüchse (14) zur Verfügung zu stellen;
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (36) der zweiten
Kühlkammer (34) radial um den Umfang der zweiten Kühlkammer positioniert ist,
sodaß das durch die Einlaßöffnung eintretende Kühlfluid in zwei
Strömungswege mit im wesentlichen gleicher Strömungsgeschwindigkeit
unterteilt wird, welche sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken
und durch die wenigstens eine Auslaßöffnung (32) des
Hauptkühldurchtritts austreten.
2. Maschine nach Anspruch 1, worin die zweite Kühlkammer (34) mit der
Hauptkühlkammer (30) verbunden ist und konzentrisch um den obersten
Abschnitt der Zylinderbüchse (14) angeordnet ist, und worin die
Einlaßöffnung (36) der zweiten Kühlkammer (34) in offener Fluidverbindung mit der
Hauptkühlkammer (30) steht.
3. Maschine nach Anspruch 2, worin der Zylinderblock (10) und die
Zylinderbüchse (14) in Kombination ein Paar der Einlaßöffnungen (36), welche mit
der zweiten Kühlkammer (34) in Verbindung stehen und einander
diametral gegenüberliegend angeordnet sind, und ein Paar von
Hauptkühlkammer-Auslaßöffnungen (32) und in gleichem radialem Abstand von den
Einlaßöffnungen (36) der zweiten Kühlkammer umfaßt, wodurch das in die
zweite Kühlkammer (34) eintretende Kühlfluid in zwei Strömungswege
von im wesentlichen gleicher Strömungsgeschwindigkeit unterteilt wird,
welche sich in entgegengesetzter Umfangsrichtung erstrecken und durch
eine entsprechende der Auslaßöffnungen (38) der zweiten Kühlkammer
austreten.
4. Maschine nach Anspruch 3, worin die Zylinderblockbohrung (10) eine
Gegenbohrung an dem oberen Ende benachbart der Verbrennungskammer
beinhaltet und dadurch eine ringförmige Schulter (28) bereitstellt, wobei
die Zylinderbüchse (14) an der Schulter (28) abgestützt bzw. getragen ist,
wobei die zweite Kühlkammer (34) einen Kanal umfaßt, welcher innerhalb
der Außenwand der Zylinderbüchse (14) im wesentlichen unmittelbar
unter der Schulter (28) und in Umfangsrichtung um die Außenwand
ausgebildet ist, wobei die Schulter eine Abdichtung zum Verhindern des
Austritts des Kühlfluids aus dem Kanal definiert.
5. Maschine nach Anspruch 4, worin jede der Auslaßöffnungen (38) der
zweiten Kühlkammer einen radialen Durchgang umfaßt, welcher sich
durch den Zylinderblock (10) an einem Punkt unmittelbar unterhalb der
Schulter (28) erstreckt und mit der Auslaßöffnung (32) der
Hauptkühlkammer in Verbindung steht.
6. Maschine nach Anspruch 2, worin die Zylinderblockbohrung (12) eine
Gegenbohrung an dem oberen Ende benachbart der Verbrennungskammer
beinhaltet und dadurch eine ringförmige Schulter (28) zur Verfügung stellt,
wobei die Zylinderbüchse (14) auf der Schulter (28) abgestützt bzw.
getragen ist, wobei die zweite Kühlkammer (34) einen Kanal umfaßt,
welcher innerhalb der Außenwand der Zylinderbüchse (14) unmittelbar
unterhalb der Schulter (28) konstruiert bzw. ausgebildet ist und sich in
Umfangsrichtung um die Außenwand erstreckt, wobei die Schulter eine
Abdichtung für ein Vermeiden des Austritts von Kühlfluid aus dem Kanal
definiert.
7. Maschine nach Anspruch 6, worin zwei Auslaßöffnungen (38) vorgesehen
sind, wobei von den Auslaßöffnungen (38) für die zweite Kühlkammer
(34) jede eine radiale Öffnung umfaßt, welche sich durch den
Zylinderblock (10) an einem Punkt unmittelbar unterhalb der Schulter (28)
erstreckt und mit einer entsprechenden der Auslaßöffnungen (32) der
Hauptkühlkammer in Verbindung steht.
8. Maschine nach Anspruch 6, worin die Einlaßöffnung (36) der zweiten
Kühlkammer eine Vertiefung bzw. Ausnehmung umfaßt, welche innerhalb
der inneren, radialen Wand des Zylinderblocks (10), welcher die
Zylinderbohrung (12) definiert, konstruiert, bzw. ausgebildet ist wobei die
Vertie
fung zu der Hauptkühlkammer (30) offen ist und in offener Verbindung mit
dem Umfangskanal (34) steht.
9. Maschine nach Anspruch 2, worin der Zylinderblock (10) und die
Zylinderbüchse (14) in Kombination ein Paar der Einlaßöffnungen (36) und ein
Paar der Auslaßöffnungen beinhalten, wobei jedes Paar der Öffnungen mit
der zweiten Kühlkammer (34) in Verbindung steht und jede Öffnung in
dem Paar von Öffnungen der anderen Öffnung des Paares von Öffnungen
diametral gegenüberliegt, wobei der Zylinderblock (10) ein Paar von
Auslaßöffnungen (32) der Hauptkühlkammer beinhaltet, wobei jede
Auslaßöffnung (32) der Hauptkühlkammer in Fluidverbindung mit einer
entsprechenden der Auslaßöffnungen (38) der zweiten Kühlkammer steht und
wobei die Strömungsfläche über jede der Einlaßöffnungen und der
Auslaßöffnungen der zweiten Kühlkammer zueinander gleich ist und das
Zweifache der Strömungsfläche über den Rest der zweiten Kühlkammer beträgt,
wodurch das in die zweite Kühlkammer (34) eintretende Kühlfluid in zwei
gleiche Strömungswege mit im wesentlichen gleicher
Strömungsgeschwindigkeit unterteilt wird, welche sich in entgegengesetzter
Umfangsrichtung erstrecken und durch eine entsprechende der
Austrittsöffnungen (38) der zweiten Kühlkammer austreten.
10. Verfahren zum Kühlen einer Zylinderbüchse bzw. -laufbuchse (14)
innerhalb des Zylinderblocks (10) einer Verbrennungskraftmaschine,
umfassend:
Vorsehen einer Zylinderbüchse (14), welche konzentrisch innerhalb der
Zylinderbohrung (12) angeordnet wird und an dem Zylinderblock (10)
gesichert wird;
Vorsehen einer Hauptkühlmittelkammer (30), welche die Zylinderbüchse
(14) umgibt und eine Einlaßöffnung und Auslaßöffnung (32) zum
Zirkulieren eines Kühlfluids um einen Hauptabschnitt der Zylinderbüchse (14)
aufweist;
Vorsehen einer zweiten bzw. sekundären Kühlkammer (34), welche
konzentrisch zu dem obersten Abschnitt der Zylinderbüchse (14) und
direkt benachbart dem Hauptkühldurchtritt (30) angeordnet wird, wobei
die zweite Kühlkammer (34) mit einer Einlaßöffnung (36) und einer
Auslaßöffnung (38) versehen wird, wodurch das Kühlfluid gleichzeitig um die
Hauptkühlmittelkammer (30) und die zweite Kühlkammer (34) zirkuliert
werden kann; und
wobei die Auslaßöffnung (38) der zweiten Kühlmittelkammer (34) in
Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung (32) der Hauptkühlmittelkammer (30)
steht und eine Staudüse bzw. einen Venturi umfaßt, wodurch, wenn das
Kühlmittel von der Hauptkühlkammer (30) durch die Auslaßöffnung (32)
der Hauptkühlkammer (30) strömt, um bzw. durch bzw. über diesen
hinweg den Venturi ein Druckabfall erzeugt wird, welcher wiederum die
Strömung des Kühlfluids durch die zweite Kühlkammer (34) mit einer
Strömungsgeschwindigkeit beträchtlicher Größe relativ zu der Strömung
durch die Auslaßöffnung (32) bewirken wird, wodurch eine merkbar
erhöhte Abführ- bzw. Entfernungsrate bzw. -geschwindigkeit von
thermischer Energie pro Einheitsfläche der Zylinderbüchse in dem obersten
Abschnitt der Zylinderbüchse (14) zur Verfügung gestellt wird; und
gekennzeichnet durch Vorsehen der Einlaßöffnung (36) der zweiten
Kühlkammer (34) radial positioniert um den Umfang der zweiten Kühlkammer
(34), sodaß das zu der Einlaßöffnung gelangende Kühlfluid in zwei
Strömungswege von im wesentlichen gleicher Strömungsgeschwindigkeit
geteilt wird, welche sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und
durch die wenigstens eine Auslaßöffnung (32) des Hauptkühldurchtritts
austreten.
11. Verfahren nach Anspruch 10, weiters beinhaltend den Schritt eines
Richtens von etwa 5 bis 10% des gesamten Motorkühlfluidstroms von dem
Hauptkühlmitteldurchtritt (30) zu der zweiten Kühlkammer (34).
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