EP0182323A2 - Liquid-cooled internal-combustion engine - Google Patents
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
Definitions
- the invention relates to a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- the invention has for its object to achieve a uniform transverse flow around the cylinder liner in a generic internal combustion engine without guide devices in the cooling room over its entire height.
- this object is achieved by the characterizing features of the first claim.
- the height of the inlet slot - which is arranged in the crankcase wall surrounding the cooling chamber - corresponds exactly to the height of the cooling chamber. This eliminates the need for additional vents and pipes. The ventilation takes place through the inlet.
- the slot-shaped inlet in the region of the upper crankcase cover plate is designed in the form of an arch. Through this arch-shaped design of the slot and a coolant distribution channel, which extends along a row of cylinders of an internal combustion engine, a rigid reinforcement of the crankcase cover plate and the cylinder liner support is achieved.
- the bulkhead core in the area of the cylinder space in contrast to the solution with a coolant guiding device, is simple in design and manufacture. It may also be expedient to design the slot-shaped inlet in a wedge shape.
- the tip side of the wedge is preferably arranged in the lower region of the inlet in order to cool the thermally most highly stressed zone in the region of the upper crankcase cover plate by a larger flow of coolant.
- the cooling liquid preferably runs out of the cooling chamber through a further slot which is arranged on the side opposite the inlet in the region of the upper crankcase cover plate.
- the drainage slot of the coolant is also advantageously arch-shaped in the area of the upper crankcase cover plate or oval. This design enables ventilation to be carried out into the area of the cylinder head without further ventilation openings and lines.
- the arrangement of the outlet for the coolant in the area of the upper crankcase cover plate enables intensive cooling of the cylinder liner in its area which is subjected to the greatest thermal stress.
- a cylinder liner 1 is shown, which is inserted into a crankcase 2. It is supported with an upper edge 3 on the upper crankcase cover plate 4.
- grooves 5 are incorporated, into which sealing rings 6 are inserted, which seal the cylinder liner 1 against the crankcase 2.
- a cooling space 7 is provided which is delimited by the cylinder liner 1 and the crankcase 2 and which surrounds the cylinder liner in a ring. The cooling space 7 extends approximately 3/5 of the total length of the cylinder liner 1.
- an inlet 8 designed as a slot for cooling liquid is incorporated on one side, which extends over the entire height of the cooling space 7 in the exemplary embodiment shown.
- a coolant distribution channel 9, not shown which extends along a row of cylinders of an internal combustion engine.
- an outlet 10 is incorporated into the crankcase 2, approximately diametrically opposite the inlet 8.
- the outlet 10 extends from the upper crankcase cover plate 4 starting at approximately 1/4 of the height of the cooling space 7.
- the outlet 10 is followed by a coolant channel 11 in the crankcase 2, which drains the emerging coolant into the cylinder head interacting with the cylinder liner 1 . All liquid media such as water or oil are suitable as cooling liquid.
- the inlet slot 8 shown in a detailed view in FIG. 2 has an approximately height-to-width ratio of 8: 1.
- the slot 8 is tapered in both its upper and lower region. While this taper in the upper region 12 adjoining the crankcase cover plate 4 is arched, the slot 8 in its lower region 13 is approximately semicircular.
- Such a design of the inlet slot 8 has proven to be favorable from a cooling, casting and production engineering point of view, although it may also be expedient to combine the arch-shaped design provided in the upper region 12 and the semicircular design of the inlet slot 8 provided in the lower region 13 swap or adapt each other in their form.
- the detailed view of the drain 10 shown in FIG. 3 has an approximately height-to-width ratio of 5: 3.
- the drain 10 is approximately oval in cross-section, the arched design provided in the upper region 14 abuts the upper crankcase cover plate 4, while the opposite side 15 is semicircular.
- it can be useful to interchange the arched design of the upper region 14 with the semicircular design of the lower side 15 or to adapt the shape of the upper and lower training to one another.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Bei der aus der deutschen Patentanmeldung S 27 058/46 c4 bekannten Brennkraftmaschine erfolgt der Kühlflüssigkeitszu- und -ablauf zu bzw. aus dem die Zylinderlaufbuchse umgebenden Kühlraum im unteren oder oberen Bereich des Kühlraums durch ein angesetztes Rohr. Bei einer derartigen Kühlflüssigkeitsführung ist aber eine gleichmäßige Umströmung der Zylinderlaufbuchse in allen Bereichen des Kühlraums nicht gewährleistet. Je nach Lage der Kühlflüssigkeitszulauf- bzw. -ablauföffnungen ist zudem eine zusätzliche Entlüftungsvorrichtung für den Kühlraum erforderlich. Bei einem KÜhlwasserzulauf- und -ablauf im oberen Bereich des Kühlraums entsteht im unteren Bereich des Kühlraums ein Totwasserraum.In the internal combustion engine known from German patent application S 27 058/46 c 4 , the coolant inlet and outlet take place to or from the cooling space surrounding the cylinder liner in the lower or upper region of the cooling space through an attached pipe. With such a cooling liquid guidance, a uniform flow around the cylinder liner is not guaranteed in all areas of the cooling space. Depending on the position of the coolant inlet or outlet openings, an additional ventilation device for the cold room is also required. With a cooling water inlet and outlet in the upper area of the cold room, a dead water room is created in the lower area of the cold room.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine ohne Leitvorrichtungen im Kühlraum über dessen gesamte Höhe eine gleichmäßige Querumströmung der Zylinderlaufbuchse zu erreichen.The invention has for its object to achieve a uniform transverse flow around the cylinder liner in a generic internal combustion engine without guide devices in the cooling room over its entire height.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Durch die Ausbildung des Zulaufs der Kühlflüssigkeit als Schlitz ergibt sich eine definierte Kühlflüssigkeitsumströmung der Zylinderlaufbuchse und damit eine gezielte Kühlung.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the first claim. By designing the inlet of the cooling liquid as a slot a defined coolant flow around the cylinder liner and thus targeted cooling.
Nach weiteren Ausbildungen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Höhe des Zulaufschlitzes - der in der den Kühlraum umgebenden Kurbelgehäusewand angeordnet ist - genau der Höhe des Kühlraumes entspricht. Auf diese Weise erübrigen sich zusätzliche Entlüftungsöffnungen und -leitungen. Die Entlüftung erfolgt durch den Zulauf. Weiterhin ist der schlitzförmige Zulauf im-Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte torbogenförmig ausgebildet. Durch diese torbogenförmige Ausbildung des Schlitzes und eines Kühlflüssigkeitsverteilungskanals, der sich entlang einer Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine erstreckt, wird eine festigkeitsmäßige Versteifung der Kurbelgehäusedeckplatte und der Zylinderbuchsenauflage erreicht. Weiterhin ist durch den langen Schlitz gießtechnisch eine gute Lagerung von einem Wasserverteilungskanalkern durch Kernmarken im inneren Schottenkern möglich und der Schottenkern ist im Bereich des Zylinderraums, im Gegensatz zur Lösung mit einer Kühlflüssigkeitsleitvorrichtung, einfach gestaltet und herstellbar. Es kann auch zweckmäßig sein, den schlitzförmigen Zulauf keilförmig auszubilden. Dabei ist die spitze Seite des Keils vorzugsweise im unteren Bereich des Zulaufs angeordnet, um die thermisch am höchsten belastete Zone im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte durch einen größeren Kühlflüssigkeitsstrom stärker zu kühlen. Der Ablauf der Kühlflüssigkeit aus dem Kühlraum erfolgt vorzugsweise durch einen weiteren Schlitz, der auf der dem Zulauf gegenüberliegenden Seite im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplkatte angeordnet ist. Auch der Ablaufschlitz der Kühlflüssigkeit ist vorteilhaft im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte torbogenförmig bzw. oval ausgebildet. Durch diese Ausbildung erfolgt die Entlüftung bis in den Bereich des Zylinderkopfes ohne weitere Entlüftungsöffnungen und -leitungen. Zudem wird durch die Anordnung des Ablaufs für die Kühlflüssigkeit im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte eine intensive Kühlung der Zylinderlaufbuchse in ihrem thermisch am höchsten belasteten Bereich ermöglicht.According to further developments of the invention, it is advantageous if the height of the inlet slot - which is arranged in the crankcase wall surrounding the cooling chamber - corresponds exactly to the height of the cooling chamber. This eliminates the need for additional vents and pipes. The ventilation takes place through the inlet. Furthermore, the slot-shaped inlet in the region of the upper crankcase cover plate is designed in the form of an arch. Through this arch-shaped design of the slot and a coolant distribution channel, which extends along a row of cylinders of an internal combustion engine, a rigid reinforcement of the crankcase cover plate and the cylinder liner support is achieved. Furthermore, due to the long slot, good storage of a water distribution channel core by core marks in the inner bulkhead core is possible in terms of casting technology, and the bulkhead core in the area of the cylinder space, in contrast to the solution with a coolant guiding device, is simple in design and manufacture. It may also be expedient to design the slot-shaped inlet in a wedge shape. The tip side of the wedge is preferably arranged in the lower region of the inlet in order to cool the thermally most highly stressed zone in the region of the upper crankcase cover plate by a larger flow of coolant. The cooling liquid preferably runs out of the cooling chamber through a further slot which is arranged on the side opposite the inlet in the region of the upper crankcase cover plate. The drainage slot of the coolant is also advantageously arch-shaped in the area of the upper crankcase cover plate or oval. This design enables ventilation to be carried out into the area of the cylinder head without further ventilation openings and lines. In addition, the arrangement of the outlet for the coolant in the area of the upper crankcase cover plate enables intensive cooling of the cylinder liner in its area which is subjected to the greatest thermal stress.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben ist. Es zeigen:
- Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Zylinderlaufbuchse mit dem sie umgebenden Bereich des Kurbelgehäuses;
- Fig. 2 eine Detailansicht eines KÜhlflüssigkeitszulaufschlitzes,
- Fig. 3 eine Detailansicht eines Kühlflüssigkeitsablaufschlitzes.
- Figure 1 is a longitudinal section through a cylinder liner with the surrounding area of the crankcase.
- 2 shows a detailed view of a coolant inlet slot,
- Fig. 3 is a detailed view of a coolant drain slot.
In Fig. l ist eine Zylinderlaufbuchse 1 dargestellt, die in ein Kurbelgehäuse 2 eingesteckt ist. Dabei stützt sie sich mit einem oberen Rand 3 auf der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ab. Im unteren Bereich der Zylinderlaufbuchse 1 sind Nuten 5 eingearbeitet, in die Dichtringe 6 eingelegt sind, die die Zylinderlaufbuchse 1 gegenüber dem Kurbelgehäuse 2 abdichten. Zwischen dem oberen Rand 3 und den Nuten 5 ist ein von der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Kurbelgehäuse 2 begrenzter Kühlraum 7 vorgesehen, der die Zylinderlaufbuchse ringförmig umgibt. Der Kühlraum 7 erstreckt sich etwa über 3/5 der Gesamtlänge der Zylinderlaufbuchse 1.In Fig. 1, a cylinder liner 1 is shown, which is inserted into a
In das Kurbelgehäuse 2 ist einseitig ein als Schlitz ausgebildeter Zulauf 8 für Kühlflüssigkeit eingearbeitet, der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Höhe des Kühlraumes 7 erstreckt. An den Zulaufschlitz 8 schließt sich an dem Kurbelgehäuse 2 ein nicht dargestellter Kühlflüssigkeitsverteilungskanal 9 an, der sich entlang einer Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine erstreckt. Auf der dem Zulaufschlitz 8 gegenüberliegenden Seite ist - etwa diametral zum Zulauf 8 liegend - in das Kurbelgehäuse 2 ein Ablauf 10 eingearbeitet. Der Ablauf 10 erstreckt sich von der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ausgehend etwa über 1/4 der Höhe des Kühlraums 7. An den Ablauf 10 schließt sich in dem Kurbelgehäuse 2 ein Kühlflüssigkeitskanal 11 an, der die austretende Kühlflüssigkeit in den mit der Zylinderlaufbuchse 1 zusammenwirkenden Zylinderkopf ableitet. Als Kühlflüssigkeit sind alle flüssigen Medien, wie z.B. Wasser oder öl geeignet.In the
Der in der Fig. 2 in einer Detailansicht dargestellte Zulaufschlitz 8 hat in etwa ein Höhen-Breiten-Verhältnis von 8 : 1. Zudem ist der Schlitz 8 in seinem oberen wie auch unteren Bereich verjüngt. Während diese Verjüngung in dem an die Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzenden oberen Bereich 12 torbogenförmig ausgebildet ist, ist der Schlitz 8 in seinem unteren Bereich 13 etwa halbkreisförmig ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Zulaufschlitzes 8 hat sich aus kühl-, gieß- und fertigungstechnischer Hinsicht als günstig erwiesen, wobei es auch zweckmäßig sein kann, die im oberen Bereich 12 vorgesehene torbogenförmige Ausbildung und die im unteren Bereich 13 vorgesehene halbkreisförmige Ausbildung des Zulaufschlitzes 8 miteinander zu vertauschen oder in ihrer Form gegenseitig anzupassen.The inlet slot 8 shown in a detailed view in FIG. 2 has an approximately height-to-width ratio of 8: 1. In addition, the slot 8 is tapered in both its upper and lower region. While this taper in the
Die in Fig. 3 dargestellte Detailansicht des Ablauf 10 hat in etwa ein Höhen-Breiten-Verhältnis von 5 : 3. Der Ablauf 10 ist im Querschnitt etwa oval ausgebildet, wobei die im oberen Bereich 14 vorgesehene torbogenförmige Ausbildung an die obere Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzt, während die gegenüberliegende Seite 15 halbkreisförmig ausgebildet ist. Auch bei dem Ablauf 10 kann es sinnvoll sein, die torbogenförmige Ausbildung des oberen Bereichs 14 mit der halbkreisförmigen Ausbildung der unteren Seite 15 zu vertauschen bzw. die obere und untere Ausbildung in ihrer Form einander anzupassen. Ferner kann es zweckmäßig sein, auch den Ablauf 10 als Schlitz auszubilden, der in seinem geometrischen Abmessungen dem Zulaufschlitz 8 und dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit anzupassen ist.The detailed view of the drain 10 shown in FIG. 3 has an approximately height-to-width ratio of 5: 3. The drain 10 is approximately oval in cross-section, the arched design provided in the upper region 14 abuts the upper crankcase cover plate 4, while the opposite side 15 is semicircular. In the case of the drain 10, too, it can be useful to interchange the arched design of the upper region 14 with the semicircular design of the lower side 15 or to adapt the shape of the upper and lower training to one another. Furthermore, it can be expedient to also design the outlet 10 as a slot, the geometric dimensions of which must be adapted to the inlet slot 8 and the volume flow of the cooling liquid.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Zulaufs (8) genau der Höhe des Kühlraums (7) entspricht.2. Internal combustion engine according to claim 1,
characterized in that the height of the inlet (8) corresponds exactly to the height of the cooling room (7).
dadurch gekennzeichnet, daß der schlitzförmige Zulauf (8) im Bereich (12) der oberen Kurbelgehäusedeckplatte (4) torbogenförmig ausgebildet ist.3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2,
characterized in that the slot-shaped inlet (8) in the region (12) of the upper crankcase cover plate (4) is designed in the form of an arch.
dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (10) bis an die obere Kurbelgehäusedeckplatte (4) reicht und in diesem Bereich (14) etwa torbogenförmig ausgebildet ist.5. Internal combustion engine according to claim 4,
characterized in that the drain (10) extends to the upper crankcase cover plate (4) and is approximately arch-shaped in this area (14).
dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (10) oval ausgebildet ist.6. Internal combustion engine according to claim 4 or 5,
characterized in that the drain (10) is oval.
dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (10) als Schlitz ausgebildet ist.7. Internal combustion engine according to claim 4 or 5,
characterized in that the drain (10) is designed as a slot.
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