DE745596C

DE745596C - Einrichtung fuer Kuehlraeume in Reihe angeordneter Verbrennungskammern (Zylinder) von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE745596C
Application number: DESCH108898D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-01-07
Filing date: 1936-01-08
Publication date: 1944-03-21

Description

Einrichtung für Kühlräume in Reihe angeordneter Verbrennungskammern (Zylinder) von Brennkraftmaschinen Bei den Brennkraftmaschinen ist das Maß der Beanspruchungsmöglichkeit auf hohe Leistungen und eine Erzielung weitgehender Verschleißfestigkeit aller wichtigen Bauteile wie Lager, Ventile, Kolben usw. vollständig davon abhängig, in welchem Maße durch das Kühlmittel bei jeder der vorhandenen Verbrennungskammern einer Maschine die Abführung der anfallenden Wärmemengen erfolgt.
Mit den bekannten Kühleinrichtungen unterliegen jedoch sowohl .diestationären Brennkraftmasehinen als auch diejenigen für Fahrzeuge vielfach einer ungleichmäßigen und unzureichenden Wärmeabführung. Man hat diesen Mängeln mittels besonderer Kühlmittelführungen in den Kühlräumen zu begegnen versucht.
So ist z. B. nach einem bekannten Vorschlag die Kühlung für die Vorkammer, die lediglich einbestimmtes Einzelteil von verhältnismäßig kleinen Ausmaßen darstellt, einer Großbrennkraftmaschine in der Weise durchgebildet, daß der, und zwar ringförmige Kühlraum, der in einer zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf angeordneten Platte liegenden VVrkammer enge Durchgangsquerschnitte hat und daß dabei die Kopfwand der Vorkammer von dem in bekannter Weise durch Einbau eines Zwischenbodens stärker gekühlten Boden des Zylinderdeckels gebildet wird: Der am Fuß des Zvlinderkühlraumes eintretende Kühlstrom fließt zu der in der Kopfwand raumeinseitig angeordneten Überleitungsöffnung, von da anschließend in den in genannter Platte befindlichen ringförmigen Vorkammerkühlraum mit engem Durchgangsquerschnitt (Ringkanal), verläßt diesen auf der dessen Eintrittsöffnung entgegengesetzt angeordneten Austrittsöffnung und fließt von da schließlich in den Zylinderdeckelkühlraum, -wo er nach verstärktem Bespülen der aus dein Zylinderdeckelboden gebildeten Vorkammerkopfwand dann durch eine oberhalb der genannten Einströmöffnung und zwischen der Zylinderdeckelkopfwand eingebaute Umlenkwand umgelenkt wird, bevor er den letztgenannten Kühlraum durchströmt.
Bei dieser Ausführung soll, um den Zylinderdeckel gegen die gefährliche Einwirkung der Hitze zu schützen, die Verbrennungskammer stärker als der Zylinderdeckel gekühlt. werden. Es handelt sich dabei nicht, wie bei der Erfindung, um die Kühlung der gesamten Brennkraftmaschine. ' Der Erfindung äst als Kerngedanke zugrUnde gelegt, daß, um insbesondere auch bei zeitlich langen Beanspruchungen der Maschinen auf hohe oder ihre volle Spitzenleistung in weitgehendstem Maße bei jeder der Verbrennungskammern. eine sowohl gleichmäßige als auch ausreichendeAbführung der anfallenden Wärmemengen zu sichern, praktisch einem Kiihlstrom nach Eintritt in einem ihm zugewiesenen Raum eine Austrittulögliclikeit aus diesem erst dann möglich sein darf, wenn er diesen bereits in seiner ganzen Ausdehnung mit seiner Hauptmenge durchströmt hat.
Ein Gegenstand der Erfindung bestellt dieshalb darin, daß in zwischen gegebenen Kühlräumen bestehenden Trennwänden, beispielsweise bei Kolbenmaschinen in der Kopfwand des Zylinderkühlraumes oder im Boden des Zylinderkopfkühlraumes oder in der - dazwischenliegenden Platte (Dichtung), die zur Überleitung des flüssigen. Luft-, luftähnlichen Kühlstromes dienenden Üfinungen so gestaltet Lind angeordnet sind, daß nach Eintritt in einen ihm zugewiesenen Raum äein Kühlstrom mit mindestens seiner Hauptmenge eine Austrittmöglichkeit erst nach Durchströmung des zugewiesenen Raumes gegeben ist, d.ll. erst dann, wenn der Kühlstrom in dein ihm zugewiesenen Raum der Reihe nach jede der darin enthaltenen Verbrennungskammern ausreichend bespült hat.
Erfindungsgemäß sind zu diesem Zweck je nach der Anordnung der Ein- und der Austrittöffnungen (Zu- und Abführungen) an Enden oder in Mitte des Gesaintraumes-in der Trennwand die Öffnungen zur Überleitung des je nach dein gegebenen Fall flüssigen oder gasförmige., Kühlstromes aus einem Raum in einen anderen ain der Eintritt- oder der Austrittöffnung abgekehrten Ende des dem Kühlstrom zur Durchströmung zugewiesenen Raum angeordnet. Ferner ist die Größe der Überleitungsöffnungen oder deren Durchzug vorzugsweise so gehalten, daß die gesamte Kühlstrommenge durch sie hindurchströmt.
In der Zeichnung sind an Zylinderkühlräuinen von Kolbenmaschinen einige Ausführungsbeispiele dieses Teiles der Erfindung dagestellt.
Der mit a bezeichnete Teil in den Abbildungen stellt eine Fläche von der Trennwand, z. B. von der Kopfwand des Zylinderki'vhlrauines, oder dein Boden des Zylinderkopfkühlranmes oder der Zwischenplatte oder der Dichtung dar.
Die in den Abbildungen mit b und die mit c bezeichneten Teile stellen diejenigen Öffnun= gen dar, die zur Kühlstromüberleitung dienen. Die Anordnungsweise dieser Öffnungen im Sinne von b oder c oder b und c ist im allgemeinen abhängig einerseits von der Bauart und andererseits auch von der Größe der gegebenen Kühlräume. Bei den in den Abbildungen (der Zeichnung) dargestellten weiteren Öffnungen in der Trennwand handelt es sich lediglich nur noch um Öffnungen von ganz geringer Größe, d. h. um Öffnungen mit einem im Verhältnis zum Durchzug der Öffnungen nach b und c ganz geringen Durchzug. Ihr Hauptzweck ist vorzugsweise lediglich der Aasgleich der Kühlmittelmengen zwischen den Räumen nach Abstellung der Maschine. Bei Kolbenmaschinen beispielsweise richtet sich die Anwendung dieser kleinen Verbindungsöffnungen insbesonders auch danach, ob die 'Maschine mit Seiten- oder Kopfventilen oder finit Schiebern ausgerüstet ist.
Mit den Pfeilen ist die Strömungsrichtung versinnbildlicht, die dem Kühlstrom in dem ihm zugewiesenen Raum jeweils durch die erfindungsgemäße Anordnung der Überleitungsöffnungen (b, c) mindestens für seine Hauptmenge aufgezwungen wird.
Hinsichtlich der Anordnungsweise und der Gestaltung der in deal Ausführungsbeispielen dargestellten Kühlräume und der Kühlmittelzu- und -abführungsöffnungen sowie auch derjenigen der Cberleitungs- und Verbindungsöffnungen -zwischen den Räumen wird bemerkt, daß sie lediglich zur Erläuterung des Wesens des Erfindungsgegenstandes dienen.
In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem sowohl die Zu- als auch die Ahfü@hrungsöffnungen an einem Endteil des Gesamtkühlraumes angeordnet sind. Das Ausführungsbeispiel nach Abb. ä entspricht dem nach Abb. i.
In Abb.3 dagegen sind die Kühlstromzuführungs- und -abführungsöffnungen in Mitte des 'Gesamtkühlraumes angeordnet. Die Kühlstronlüberleitungsöffnungen befinden sich erfindungsgemäß in der Trennwand an beiden Endteilen des Kühlraumes.
Der linke Teil der Abb.4 und die Abb. 3 stellen Ausführungsbeispiele dar, bei denen der Zylinder und der Zylinderkopfkühlraum je eine eigene Kühlwasserzuführung hat. Das Kühlwasser fließt aber aus beiden Räumen durch einen einzigen Abfluß ab, der an dem den Einlässen entgegengesetzten Ende der Kühlräume angeordnet ist. b und c sind die f;berleitungen nach dein Zylinderkopfkühlrauin. Auch bei diesen Ausführungen durchströmt das Kühlwasser in Längsrichtung den Kühlraum. Der rechte Teil der Ausführung nach Abb. q. zeigt Beispiele für die Kühlung, bei denen der Kühlstrom im Kühlraum mehrmals umgelenkt wird.
Dadurch, daß in der Trennwand zwischen den Kiihlräumen eines Gesamtkühlraumes die Öffnungen zur überleitung des Kühlmittels von einem Raune zuin anderen, im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen, erfindungsgemäß sich nur an dem Raumendteil befinden, der demjenigen abgekehrt ist, -an dem der Kühlstrom in einen ihm zugewiesenen Raum eintritt oder aus dem er nach der Durchströmung austritt, wird der Kühlstrom gezwungen mit seiner ganzen Menge der Reihe nach jede der in dem ihm zugewiesenen Raum befindlichen Verbrennungskammern zu. erfassen und zu bespülen.
Dadurch ergeben sich folgende Vorteile. Das Entstehen sog. toter Kühlraumteile und die zwecklos lange Erhitzung des Kühlmittels wird verhindert. Die anfallende Wärmemenge verteilt sich auf die ganze Kühlstrommenge und ergibt nur eine verhältnismäßig geringe Kühlmittelerwärmungmit den günstigen Auswirkungen auf die- Maschine und den Verbrennungsvorgang (Vermeidung der Klopfgefahr).
Bei parallel oder V-förmigen Reihenzylindermotoren wird der Gesamtkühlraum zwischen den Reihen entweder in -der Längsrichtung oder in der Querrichtung durch Trenn-oder Zwischenwände unterteilt. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in der Abh. 3 dargestellt. Der Gesamtkühlraum ist durch die Trennwand d unterteilt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung für Kühlräume in Reihe angeordneter Verbrennungskammern (Zylinder) vonBrennkraftmaschinenzurÜberleitung des flüssigen oder gasförmigen Kühlstromes durch öffnungen in der zwischen denKühlräumen angeordnetenTrennwand (Kopfkühlraumboden, Fußkühlraumkopfwand, Platte, Dichtung), dadurch gekennzeichnet, daß diese Öffnungen je nach der Anordnung der Zu- und der Abführungsöffnungen ,am Ende oder in der Mitte des Gesamtkühlraumes in dem Teil der Trennwandder Kühlräume angeordnet sind, der in dem den Ein- oder den Auslaßöffnungen abgekehrten Ende (b, c) der Kühlräume liegt, so daß der Kühlstrom gegebenenfalls in an sich bekannter Weise unter Umkehr seiner Richtung beim Eintritt in einen anderen Raum den ihm zugewiesenen Raum in seiner Ausdehnung durchströmt. z. Einrichtung zur Führung des flüssigen oder gasförmigen Kühlstromes nach Anspruch i in Kühlräumen einer ein- oder mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit Reihenanordnung der Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum durch quer zur Verbrennungskammerlängsrichtung oder zwischen den Reihen in ReihelängsrIchtung angeordnete Trennwände in getrennte Abteile unterteilt ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 395 468, 435 114 448 044 471 230, 529 9I 5, 532 724; französische Patenschriften . . Nr. 526 617, 553461-USA.-Patentschriften . . Nr. 9434, 98 3 50, 185 024, 198 524. Ber%"` chtig7,.znösblatt zur Patentschrift-745 596 Klasse 46e4 Gruppe 3 In der-Patentschrift sind auf Seite 3 die Zeilen 73 und 74 zu streichen und dafür zu setzen: USA.-Patexztschriften Nr. 943 408, 983 505, 1 850 245s 1 985 240