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Luftgekühlter Zylinder, insbesondere von Flugzeug "brennkraftmaschinen
Bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen ist es üblich, die Zylinderwandungen mit Rippen
zu versehen, die den Zweck haben, die Oberfläch-e zu vergrößern, um die im Innern
der Zylinder entstehende Wärme schneller an die Kühlluft abzuführen.
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Es sind dabei die vezschiedenartigsten Ausführungsformen von Rippen
bekannt. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, an Stelle von sich ringförmig über
den ganzen Umfang erstreckenden Rippen diese zu unterteilen und dieeinzelnen Rippenteile
gegeneinan-der zu versetzen, so daß die Luft nicht ungehindert zwischen zwei Kühlrippenreihen
hindurchströmen kann, sondern gezwungen wird, einen vorgeschriebenen Weg zu gehen.
Die Formgebung der einzelnen Rippenteile ist dabei auch, verschiedengestaltig, beispielsweise
wechseln dünnere Streifen mit dickeren Zapfen ab, oder ein Teil der Rippen ist an
den Rändern nach. einer oder na-cli zwei Seiten aufgeb og-en u. dgl. m.
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Weiterhin ist es bekannt, die Rippen mit Unterbrechungen zu versehen,
ohne die einzelnen Rippensegniente gegenseitig zu versetzen, wobei die Unterbrechungen
annähernd der Breite der einzelnen Rippenstücke entsprechen. Allen den bis jetzt
bekannten derartigen Kühlrippenausbildungen Uegt der Gedanke zug grunde, durch Ablenkung
t) des Küblluftstromes diesen in Wirbelun- zu versetzen und somit eine bessere Wärmeabfubx
zu erreichen, was aber nur mit Hilfe eines großen Leistungsaufwandes für die Kühlung
möglich. ist.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für die abzuführenden
Wärmetnengen günstige, d.h. in erster Linie möglichst wirbelfreie Fließwc"-#e'zu
schaffen und die Kühlrippen derart auszubilden, daß
ein mögli,clist
gut-er Wärmeübergang erzielt wird. Durch die Vermeidiung von Wirbelungen kann mit
-wesentlich geringerem Leistungsaufwand mindestens die gleiche Kühl-Wirkung erzielt
werden. Dies ist insbesondere für Flugmotoren mit Luftkühlung wichtig, da bekanntlich
der Wärmeübergang durch die Anderung von Dichte, Temperatur und Zähigkeit der Luft
entsprechend verschiedenen Höhen beeinflußt wird und außerdem gerade beim Flugmotor
jede Leistungsersparnis, insbesondere bei zunehmender Höhe, von besonderer
Bedeutung ist.
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Da raus geht hervor, daß der Wärmeübergang mit zunehmender Höhe gesteigert
werden muß. Um eine ausreichende Wärmeabfuhr zu erreichen, wäre das nächstliegende
eine Ve-rvielfa-chuno" der in Bodenhöhe notwendigen Kühlfläche entsprechend der
vorgesehenen größten Flughöhe. Einer hierzu 13 ZD erforderlichen Verkleinerung des
lichten Ab-
standes zwischen den -einzelnen Rippen steht jedoch als wesentlich
entgegen, daß eine untere Grenze nicht überschritten werden darf, die sich daraus
ergibt, daß die Kühlluft beim Entlangström g en an der-Rippenoberfläche zunehmend
abgebremst wird und damit eine mit dem Strömiangsweg wachsende Grenzschicht entsteht,
in der eine schlechte Wärmeabfuhr stattfindet.
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Die nach der Erfindung mögliche Erhöhung der Wärmeübertragunu beruht
nun auf der Erkenntnis, daß die mit dem Strömungsweg ständig zunehmende Grenzschicht
an der Rippenoberfläche dadurch bedeutend verringert werden kann, daß der Strömungsweg
unterbrochen wird. Der Erfindungsvorschlag geht demgemäß dahin, bei luftgekühlten
Zylindern, insbesondere von Flug-zeugbrennkraftmaschinen, mit einzelnen, in Strömungsrichtung
der Luft angeordneten Kühlrippenlappen in den Kühlrippen von Blechstärke bis zur
Zylinderoberfläche reichende Luftspalte von etwa der Größe der lüppenstüche vorzusehen,
die in benachbarten Reihen regehnäßig derart versetzt zueinander angeordnet sind,
woraus sich ein geaingerer lichter Abstand der gelappten I"'-ühlrippenreilien "gegenüber
demjeni-C uen bei durchlaufenden Rippen ergibt.
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Iffit dem Erfindungsmerkmal wird eine Kühlfläche geschaffen, die ein
Vielfaches der bisher größten Rippenoberfläche darstellt und damit eine auch für
Höhenflugmotoren ausreichende Luftkühlung gewährleistet. Von wesentlicher Bedeutung
ist es dabei, daß sich der notwendige Leistungsaufwand für die Kühlung trotz der
Verbesserung der Wärineabfuhr beachtlich verringert. Wichtig ist ferner, daß auf
Grund des erfind-ungsgemäß möglichen geringen lichten Abstand-es der Kühlrippenreihen
und der Dünnwandigkeit der 1,Cü#lrippen von Blechst;ii-1,-,e trotz der Unterteilung
in einzelne Ab-Z> S.clinitte keine Wirbelbildung eintritt. Durch Abrunden der Vorderkanten
und Zuspitzen der Enden der einzelnen Rippenstücke kann die Vermeidung von Wirbeln
weiterhin noch unterstützt werden. Es steht somit im wesentlichen der gesamte über
den Strömungsweg entstehende, sonst großenteils durch Wirbelbildung aufgezehrte
Druckabfall zur Überwiiidung der bei der erfindung 11 gsgemäßen Einrichtung erhöhten
Wandreibung zur Verfügung C g.
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Durch die Verineidung g von Wirbelbildungell wird der hauptsächliche
Vorteil der Erfindung, nämlich eine wesentliche Leistungserspar.nis, erzielt, denn
bei einer Wärmeübertragung auf dem Wege der Wirbelbildung ist ein so -roßer Leistun
csaLif##,and erforderlich, daß er ', insbesondere bei den bei Flugmotoren abzuführenden
großen Wärmemengen -. in keinein tragbaren Verhältnis zu d-er abgegebenen
Motorleistung mehr stehen würde.
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Abschließend soll noch erwähnt werden, dal.) der Erfind-ungsgedanke
selbstverständlich niebt ausschließlich auf eine Verwendung bei Zviiiidein für Brennkraftmaschinen
beschränkt ist. sondern ebensogut bei beliebigen anderen, einen runden Querschnitt
aufweisenden und zum Wärmeaustausch bestünniten Gegenständen, -beispielsweise Kühlrohreii
o. dIA., Anb wen.dung finden kann.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i einen Zylinder i mit den einzelnen Rippenstücken
2, die mit ganz geringem Abstand aufeinanderliegen. Die Lücken 3 entsprechen
etwa, der Länge der Rippenstücke 2.
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Die Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder i mit Anordnung
der einzelnen Rippenstücke 2.