-
Einrichtung zur Kühlung des mittleren verdickten Teiles einer Zylinderlaufbüchse
für Brennkraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben Bei Zylinderlaufbüchsen für Brennkraftmaschinen
mit gegenläufigen Kolben ist es bekannt, den mittleren Teil, der den eigentlichen
Verbrennungsraum umschließt, aus Gründen der Festigkeit zu verstärken. Daraus ergibt
sich die Notwendigkeit, an den Stellen der größeren Masseanhäufung für eine ausreichende
Wärmeabführung durch Kühlung Sorge zu tragen.
-
Erfolgte die Verstärkung des Mittelteils der Zylinderlaufbüchse durch
einen aufgeschrumpften Ring oder einen aufgesetzten Mantelteil aus zugfestem Material,
so bot sich die Möglichkeit, in einem der Teile vor der Zusammensetzung schräg oder
längs verlaufende Nuten auszusparen, durch die nach der Zusammensetzung Kühlwasser
hindurchgeleitet werden konnte. Da diese Nuten jedoch in gleichem Abstand von der
Innenwand der Zylinderlaufbüchse verliefen, konnte nur eine gleichmäßige Kühlung
über einen größeren Bereich, nicht aber eine sich nach der Mitte der- Zylinderlaufbüchse
hin entsprechend der in dieser Richtung zunehmenden Wärmebeanspruchung verstärkende
Kühlung erreicht werden.
-
Bildet der mittlere verdickte Teil der Zylinderlaufbüchse mit den
sich anschließenden Teilen des Zylinders ein Stück, so könnte man, ,ähnlich wie
es bisher bei den Endflanschen der Zylinderlaufbüchsen von Einkolbenmaschinen geschehen
ist, von beiden Seiten des verdickten Teiles schräg zur Zylinderachse verlaufende
Bohrungen einbringen und sich diese in der Mitte der Laufbüchse, d. h. an der am
meisten zu kühlenden Stelle in einem geringen Abstand von der Innenwand der Laufbüchse,
treffen lassen.
-
Ein einfacherer Weg, der zu dein gleichen Ziel des allmählichen Heranführens
des Kühlmittels an die Innenwandung führt, besteht nach der Erfindung darin, daß
die Kühlkanäle geradlinig und in windschiefer Lage zur Laufbüchsenachse durch den
verstärkten Mittelteil hindurchgeführt werden. Diese Fertigung bietet den praktischen
Vorteil, daß das Durchbohren der Kanäle in einem Zug möglich ist.
-
Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen.
-
Fig. i stellt eine Zylinderlaufbüchse für Brennkraftmaschinen mit
gegenläufigen Kolben und mittlerem, verdicktem Teil dar, bei der schräg gebohrte
Kühlkanäle Verwendung gefunden haben.
-
Fig. a zeigt die Zylinderlaufbüchse nach der Erfindung mit windschief
angeordneten geradlinigen Kühlkanälen.
-
Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie A-A durch die Kühlung des
mittleren "feiles der Laufbüchse, wobei die obere Hälfte der Figur die Ausführung
nach Fig. i, ihre untere Hälfte die Ausführung nach Fig. 2 veranschaulicht.
Fig.
4. ist ein Schnitt entsprechend der Linie B-B der Fig. 2.
-
Fig. 5 bis S veranschaulichen den Temperatur- und Kühlungsverlauf
bei der Kühlung gemäß der Erfindung.
-
Die Zylinderlaufbüchse i ist mit einem Einlaßkanal2 für die Einlaßluft
und mit einem Auslaßkanal3 für die Auspuffgase verbunden. Die Kolben 4 und 5 sind
in der äußeren Totpunktstellung dargestellt. Die nicht dargestellten Brennstoffventile
sind in den Bohrungen G des Zylindermantels 7 angeordnet, wobei die Zylinderlaufbüchse
durch die Ringe 8 des Zylindermantels gehalten ist. Die Kühlwasserräume 9 und i
o sind durch den mittleren Ring 8 des Zylindermantels 7 unterteilt und in der Nähe
der Brennstoffventile durch Kanäle i i und 12 sowie im übrigen Teil des Ringes durch
Kanäle 13, 14 im entsprechenden Ring 18 der Zylinderlauffläche i für die Kühlung
des mittleren Teils der Zylinderwandung verbunden. Die letztgenannten Kühlkanäle
bestehen aus in einem Winkel zueinander- geneigten Schenkeln 13 und 14, um die Kühlung
des mittleren Teils der Zylinderlaufbüchse wirkungsvoller zu gestalten. Die Kanäle
i i und 12 sind durch den das Brennstoffventil umgebenden Raum 15 miteinander verbunden.
Die Zufuhr des Kühlwassers zu den Kühlräumen g und io erfolgt durch den Stutzen
16", der Ablauf durch den Stutzen i-6'>.
-
Gemäß Fig. 2 sind die Kühlkanäle 17, im Gegensatz zu Fig. i. windschief
zur Zylinderachse angeordnet und ohne Knick geradlinig dtircifbc i>(-,lirt. Im Längsschnitt
des Zylinders @;Fig.2 unten) werden die schiefliegenden Kühlbohrungen elliptisch
angeschnitten, und es ist deutlich erkennbar, wie der Abstand zwischen Zylinderlauffläche
und Kühlbohrung von der Zylindermittelebene aus nach beiden Seiten hin zunimmt.
-
Gemäß Fig. 3 sind die Brennstoffventile 6 und das Anlaßventil 2o im
Ring 18 der Zylinderlaufbiichse i angeordnet. Die Schenkel 13 und 1.1 der Kühlkanäle
verlaufen entsprechend der Fig. i zueinander geneigt. Bei den Brennstoffventilen
6 und beim Anlaßventil 2o führen die Kanäle i i. 12 durch die Räume 15. Fig.4 zeigt
die geraden Schlitze 17 des Ausführungsbeispiels nach Fig.2, die, eine hyperboloide
Fläche beschreibend, die Kühlung des mittleren Teils der Zylinderlaufbüchse wirkungsvoll
gestalten.
-
Damit wird eine möglichst gleichmäßige Temperatur der gekühlten Brennkraftzylinderfläche
erreicht, was sowtihl für den Verlauf der Wärmespannungen im Zylinder, als auch
für die Lauffähigkeit des Kolbens und der Kolbenringe von großer Bedeutung ist.
-
In Fig.5 ist ein Verlauf der mittleren Gastemperaturen a im Zylinder
bzw. der Beheizung der Laufbüchse dargestellt, die in Kcal/m2h ausgedrückt wird.
Der aus der Darstellung der Fig.8 entnommene Brennraum 25 ist nach der Kurve a am
stärksten beheizt, so daß er die höchsten Temperaturen aufweist.
-
Der Verlauf der Kühlung, ebenfalls in Kcaljm=h ausgedrückt, vollzieht
sich bei dem bisher bekannten Kühlverfahren mit überall gleichem Abstand der Kühlbohrungen
von der Zylindermitte nach der Kurve c, wohingegen die Kühlung bei Anbringen von
Kühlbohrungen gemäß der Erfindung nach der Kurved verläuft, bei welcher die Kühlwirkung
in der Brennzone erhöht ist.
-
Die Temperatur an der Zylinderwandung verläuft gemäß Fig. 7, bei der
bisher üblichen Kühlungsart mit überall gleichem Abstand der Kühlbohrungen von der
Zylindermitte nach der Kurvee, wohingegen sie bei der erfindungsgemäßen Anordnung
der Kühlbohrungen einen der Kurve f entsprechenden Verlauf nimmt. Die Temperaturen
sind hier niedriger und der Temperaturverlauf ausgeglichener.