EP0196635A2 - Brennkraftmaschine mit mindestens zwei hintereinanderliegenden flüssigkeitsgekühlten Zylindern - Google Patents
Brennkraftmaschine mit mindestens zwei hintereinanderliegenden flüssigkeitsgekühlten Zylindern Download PDFInfo
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- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
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Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine with at least two liquid-cooled cylinders lying one behind the other in the longitudinal axis of the engine.
- DE-PS 117 899 describes an internal combustion engine with liquid-cooled cylinders.
- an annular cooling chamber surrounding the cylinder tubes wherein the cooling chambers of the individual cylinders merge into one another, such that between two adjacent cylinder tubes, a gap for the K yer problemkeits trim trec is formed.
- This cooling space is connected by a connecting line to another cooling space in the cylinder head, where the coolant drain is also located. The coolant flows in the direction of the crankshaft at the lower end of the cylinder.
- a disadvantage of this arrangement is that the cooling liquid does not flow uniformly through the cooling chamber. As a result, subspaces are formed in the cooling space that are little affected by the cooling liquid flow. This then leads to local overheating of the cylinder.
- the invention has for its object to improve thede spasstechniksströmung an internal combustion engine with at least two axially one behind the other, liquid-cooled cylinders with structurally simple means, such that the Z ylinderrohrober Testing all cylinders of a series of equally by the cooling liquid flows around.
- the object is achieved in a generic internal combustion engine by the characterizing features of the first claim.
- the main flow of the cooling liquid crosses the longitudinal central axis during the transition from one cylinder to the other , because the cooling liquid in the area of the larger flow cross-section, i.e. H. lower resistance, flows. Coolant flows around the cylinder and uniform cooling is guaranteed.
- the flow cross section can be narrowed by obstacles. These obstacles are either inserted or cast.
- the flow cross section is formed by a displacement of the center of the cooling space from the center of the cylinder tube.
- the coolant inflow is advantageously in the region of a large flow cross section of the cooling space in order to increase the coolant flow, particularly between the cylinders. This is further promoted when the coolant inflow forms an inlet channel which is inclined in the direction of the coolant flow in the cooling space. If the coolant supply in the direction of the coolant flow between the center of the cooling space and the gap to the adjacent cylinder, optimum cooling of the entire Z is ensured ylinderrohroberf kaue.
- a coolant inflow is expediently assigned to each cooling space, so that only cold cooling liquid flows around the cylinder tubes.
- coolant inflow and outflow may also be expedient to place the coolant inflow and outflow in the outermost cylinders of the cylinder row such that they are arranged transversely to the longitudinal central axis.
- F ig. 1 schematically shows four cylinders 4 of an internal combustion engine lying one behind the other.
- Each cylinder has an annular, here specifically cylindrical, cooling space 3, in which a cylinder tube 2 lies.
- the centers of the cooling chambers 3 are shifted from the centers of the cylinder tubes 2, each two adjacent cooling chambers perpendicular to the longitudinal center axis of the row of cylinders in the opposite shifted icht.ung R are.
- cooling chambers of different sizes are formed with respect to the longitudinal center axis of the row of cylinders, ie two cooling chambers 3a and 3b of different sizes are formed per cylinder 4 and are divided by the longitudinal center axis 8.
- the cooling space 3b has a larger flow cross section for the cooling liquid than the other cooling space 3a.
- the neighboring cylinder they are Cold rooms 3a and 3b interchanged with respect to the longitudinal central axis 8, so that the cooling rooms 3a and 3b and thus the flow cross sections for the cooling liquid alternate in size on one side of the longitudinal central axis.
- the cooling chambers of two adjacent cylinders are connected to one another by a gap 7.
- the K yerschzufluß 1 is located on one of the end sides of the row of cylinders at the same height of the cylinder tube center.
- the coolant drain 5 is arranged on the opposite end of the cylinder tubes at the same height.
- coolant inflow 1 a and outflow 5 a may also be sensible to place in the outermost cylinders of the row of cylinders, but to arrange them transversely to the longitudinal central axis.
- the flow cross section can also be influenced without moving the centers of the cold rooms from the centers of the cylinder tubes by introducing obstacles into the cold rooms.
- F ig. 2 also shows four cylinders of an internal combustion engine lying one behind the other.
- the coolant inflow alone is different here than in FIG. 1.
- Each cooling space 3 has its own coolant inflow 1, where it opens into the center of the cooling space at the location of the largest flow cross section.
- the inlet channel 6 is inclined in the direction of the cooling liquid flow in the cooling space 3. Because each cooling chamber 3 has a coolant inflow, fresh coolant at the same temperature is supplied to each cylinder. The inclination of the inlet channel 6 in the direction of the coolant flow increases the good washing around the cylinder tubes in the gap 7.
- the coolant flows through the coolant inflow 1 into the cooling space 3 of the cylinder 4.
- the coolant flow then divides into two partial flows through the cooling spaces 3a and 3b. Since the flow cross section of the cooling space 3b is larger than that of 3a, a larger amount of the cooling liquid also flows through it.
- the two partial flows mix again in the gap 7.
- the cooling chamber with the larger flow cross-section 3b lies on the other side of the longitudinal central axis 8 than in the previous cylinder, as a result of which a main flow of the cooling liquid crosses the longitudinal central axis in the gap 7 and thus brings about a good washing around the entire cylinder tube surface, but especially also those that the gap 7 is facing.
- the coolant leaves the row of cylinders through the coolant outlet 5.
- each cooling space 3b has its own coolant inflow.
- the inclination of the inlet channel 6 in the direction of the coolant flow in the cooling space 3b increases the meandering course of a partial flow of the cooling liquid.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in Motorlängsachse hintereinanderliegenden, flüssigkeitsgekühlten Zylindern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Die DE-PS 117 899 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit flüssigkeitsgekühlten Zylindern. Jeweils ein ringförmiger Kühlraum umgibt die zylinderrohre, wobei die Kühlräume der einzelnen Zylinder ineinander übergehen, derart, daß zwischen zwei benachbarten Zylinderrohren ein Spalt für den Kühlflüssigkeitsdurchtritt gebildet ist. Dieser Kühlraum ist durch eine Verbindungsleitung mit einem weiteren Kühlraum im Zylinderkopf, wo auch der Kühlmittelabfluß liegt, verbunden. Der Kühlmittelzufluß erfolgt in Richtung Kurbelwelle am unteren Ende des Zylinders.
- Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß der Kühlraum nicht gleichmäßig von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Dadurch bilden sich Teilräume im Kühlraum, die von der Kühlflüssigkeitsströmung wenig erfaßt sind. Dies führt dann zu örtlichen Uberhitzungen des Zylinders.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlfüssigkeitsströmung einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei axial hintereinanderliegenden, flüssigkeitsgekühlten Zylindern mit baulich einfachen Mitteln derart zu verbessern, daß die Zylinderrohroberfläche aller Zylinder einer Reihe gleichmäßig von der Kühlflüssigkeit umströmt ist. Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
- Dadurch, daß der strömungsquerschnitt eines Kühlraums auf der einen Seite der Längsmittelachse größer als auf der anderen Seite ist und daß der benachbarte Kühlraum in bezug auf die Längsmittelachse mit entgegengesetzten Strömungsquerschnitten ausgebildet ist, kreuzt die Hauptströmung der Kühlflüssigkeit beim Übergang von einem Zylinder zum anderen die Längsmittelachse, da die Kühlflüssigkeit in den Bereich des größeren Strömungsquerschnitts, d. h. geringeren Widerstands, fließt. Der Zylinder ist damit rundum von Kühlflüssigkeit umströmt, und eine gleichmäßige Kühlung ist gewährleistet.
- Gemäß der Erfindung kann der Strömungsquerschnitt durch Hindernisse verengt sein. Diese Hindernisse sind entweder eingesetzt oder eingegossen.
- In besonderer Ausführung ist der Strömungsquerschnitt durch eine Verlagerung des Zentrums des Kühlraums aus dem Zentrum des Zylinderrohrs gebildet. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Teile eingebaut werden müssen.
- Vorteilhafterweise liegt der Kühlmittelzufluß in dem Bereich eines großen Strömungsquerschnitts des Kühlraums, um die Kühlmittelströmung, beonders zwischen den Zylindern, zu verstärken. Gefördert wird dies noch, wenn der Kühlmittelzufluß einen Eintrittskanal bildet, der in die Richtung der Kühlflüssigkeitsströmung im Kühlraum geneigt ist. Liegt der Kühlmittelzufluß in Richtung der Kühlmittelströmung zwischen der Mitte des Kühlraums und dem Spalt zum benachbarten Zylinder, ist eine optimale Kühlung der gesamten Zylinderrohroberfäche gewährleistet. Zweckmäßigerweise ist jedem Kühlraum ein Kühlmittelzufluß zugeordnet, damit nur kalte Kühlflüssigkeit die Zylinderrohre umspült.
- Es kann auch zweckmäßig sein, den Kühlmittelzufluß und -abfluß in die äußersten Zylinder der Zylinder ]pihe zu legen, derart, daß sie quer zur Längsmittelachse angeordnet sind.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, die schematisch im Schnitt zwei Ausführungsformen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:
- Fig. 1 im Schnitt eine zylinderreihe einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelzufluß und -abfluß,
- Fig. 2 im Schnitt eine Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelzufluß je Zylinder.
- Fig. 1 zeigt schematisch vier hintereinanderliegende Zylinder 4 einer Brennkraftmaschine. Jeder Zylinder hat einen ringförmigen, hier speziell zylinderförmigen Kühlraum 3, in dem ein Zylinderrohr 2 liegt. Die Zentren der Kühlräume 3 sind aus den Zentren der Zylinderrohre 2 verschoben, wobei jeweils zwei benachbarte Kühlräume senkrecht zur Längsmittelachse der Zylinderreihe in entgegengesetzter Richt.ung verschoben sind. Durch diese unterschiedliche Verschiebung sind, bezogen auf die Längsmittelachse der Zylinderreihe, unterschiedlich große Kühlräume gebildet, d.h. es sind je Zylinder 4 zwei unterschiedlich große Kühlräune 3a und 3b gebildet, die durch die Längsmittelachse 8 geteilt sind. Hierbei hat der Kühlraum 3b einen größeren Strömungsquerschnitt für die Kühlflüssigkeit als der andere Kühlraum 3a. Im benachbarten Zylinder sind die Kühlräume 3a und 3b in Bezug auf die Längsmittelachse 8 vertauscht, so daß sich auf einer Seite der Längsmittelachse die Kühlräume 3a und 3b und damit die strömungsquerschnitte für die Kühlflüssigkeit in ihrer Größe abwechseln. Die Kühlräume zweier benachbarter Zylinder sind durch einen Spalt 7 miteinander verbunden.
- Der Kühlmittelzufluß 1 befindet sich auf einer der Stirnseiten der Zylinderreihe auf gleicher Höhe des Zylinderrohrmittelpunkts. Der Kühlmittelabfluß 5 ist auf der entgegengesetzten Stirnseite der Zylinderrohre in gleicher Höhe angeordnet.
- Es kann auch sinnvoll sein, den Kühlmittelzufluß la und -abfluß 5a, wie in Fig. 1 dargestellt, in die äußersten Zylinder der zylinderreihe zu legen, jedoch sie quer zur Längsmittelachse anzuordnen.
- Durch die Verschiebung der Kühlräume 3 und des damit verbundenen unterschiedlichen Strömungsquerschnitts für die Kühlflüssigkeit beiderseits der Längsmittelachse 8 ergibt sich für einen Teilstrom der Kühlflüssigkeit ein mäanderförmiger Verlauf um die Zylinderrohre 2. Dadurch wird die gesamte Zylinderrohroberfläche gleichmäßig gekühlt.
- Eine Beeinflussung des Strömungsquerschnitts kann auch ohne Verschieben der Zentren der Kühlräume aus den Zentren der Zylinderrohre durch das Einbringen von Hindernissen in die Kühlräume erreicht werden.
- Fig. 2 zeigt ebenso vier hintereinanderliegende Zylinder einer Brennkraftmaschine. Auch hier sind unterschiedliche strömungsquerschnitte für die Kühlflüssigkeit durch eine unterschiedliche Verschiebung der Zentren der Kühlräume aus den Zentren der Zylinderrohre gebildet. Allein der Kühlmittelzufluß ist hier anders als in Fig. 1 ausgeführt.
- Jeder Kühlraum 3 hat einen eigenen Kühlmittelzufluß 1, wobei er in die Mitte des Kühlraums an der Stelle des größten Strömungsquerschnitts mündet. Der Eintrittskanal 6 ist dabei in Richtung der Kühlflssigkeitsströmung im Kühlraum 3 geneigt. Dadurch, daß jeder Kühlraum 3 einen Kühlmittelzufluß hat, wird jedem Zylinder gleichtemperierte frische Kühlflüssigkeit zugeführt. Die Neigung des Eintrittskanals 6 in die Richtung der Kühlflüssigkeitsströmung verstärkt die gute Umspülung der Zylinderrohre im Spalt 7.
- Gemäß Fig. 1 fließt die Kühlflüssigkeit durch den KühlmittelzufluB 1 in den Kühlraum 3 des Zylinders 4. Der Kühlmittelstrom teilt sich anschließend in zwei Teilströme durch die Kühlräume 3a und 3b auf. Da der Strömungsquerschnitt des Kühlraumes 3b größer ist als der von 3a, fließt auch durch diesen eine größere Menge der Kühlflüssigkeit. Im Spalt 7 vermischen sich die beiden Teilströme wieder. Im benachbarten Zylinder liegt der Kühlraum mit dem größeren Strömungsquerschnitt 3b auf der anderen Seite der Längsmittelachse 8 als im vorhergehenden Zylinder, dadurch kreuzt ein Hauptstrom der Kühlflüssigkeit die Längsmittelachse im Spalt 7 und bewirkt so eine gute Umspülung der gesamten Zylinderrohroberfläche, besonders aber auch jene, die dem Spalt 7 zugekehrt ist. Nach dem Durchfließen der Kühlräume aller Zylinder verläßt die Kühlflüssigkeit durch den Kühlmittelabfluß 5 die Zylinderreihe.
- In Fig. 2 hat jeder Kühlraum 3b einen eigenen Kühlmittelzufluß. Durch die Neigung des Eintrittskanals 6 in Richtung der Kühlmittelstromung im Kühlraum 3b wird der mäanderförmige Verlauf eines Teilstroms der Kühlflüssigkeit noch verstärkt.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, da8 der Strömungsquerschnitt eines Kühlraums auf der einen Seite der Längsmittelachse (8) größer als auf der anderen Seite ist und daß der benachbarte Kühlraum in Bezug auf die Längsmittelachse einen entgegengesetzten strömungsquerschnitt hat.
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