EP0261506A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0261506A2
EP0261506A2 EP87113225A EP87113225A EP0261506A2 EP 0261506 A2 EP0261506 A2 EP 0261506A2 EP 87113225 A EP87113225 A EP 87113225A EP 87113225 A EP87113225 A EP 87113225A EP 0261506 A2 EP0261506 A2 EP 0261506A2
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EP
European Patent Office
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combustion engine
turbulence
turbolators
internal combustion
cylinder
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Withdrawn
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EP87113225A
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EP0261506A3 (de
Inventor
Ernst-Siegfried Hartmann
Karl-Josef Caspar
Eckhard Haas
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an internal combustion engine which has a cooling space between the cylinder or cylinder liner and a crankcase, through which coolant is conveyed during operation of the internal combustion engine.
  • a pressed sheet metal part is slid onto the outside of the cylinder or the cylinder liner, which is in particular designed as a snap ring or spring washer.
  • Spiral channels are arranged on the sheet metal part, through which the coolant is passed.
  • a disadvantage of this arrangement is that, despite the complex production, the pressed sheet metal part does not cause sufficient heat transfer from the cylinder to the cooling liquid.
  • the object of the invention is to improve the heat transfer in the cylinder by means of an easy-to-insert component, which requires a higher coolant speed and an enlarged surface.
  • the turbulence plates have turbolators, which by piercing and bulging individual sections of the turbulence plate, an easy-to-insert component is created, which improves the heat transfer due to a higher coolant speed and an enlarged surface.
  • the turbulence plates are advantageously corrugated in order to increase the turbulence-exciting effect of these plates.
  • the turbolators are arranged on one side of the turbulence plate. It is advantageous to fix the turbulence plates firmly to the cylinder or cylinder liner e.g. to be joined by spot welding, soldering or gluing.
  • the turbolators expediently have a square shape and protrude from the turbulence plate at an angle between 45 and 90 °.
  • turbolators are formed by approximately disk-shaped punchings in the turbulence plate. It is also expedient if the turbolators consist of two parallel recesses with subsequent bulging of the intermediate layer.
  • the turbulence sheets are advantageously produced from lubricating oil-resistant plastics or from aluminum.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine with a cooling chamber 3 arranged between cylinder 7 and crankcase 4, through which cooling liquid is conveyed during operation of the internal combustion engine.
  • An inflow 5 to the cooling space 3 is located at the end of the cooling space 3 facing the crankcase 4, while an outflow 6 is arranged at the end of the cooling space 3 facing the cylinder head, not shown.
  • a turbu is located within the cooling space 3 bilge sheet 1, which is pushed onto the outside of the cylinder 7. With this turbulence plate 1 it is achieved that the cylinder 7 is better cooled by the cooling liquid.
  • the turbulence plate 1 completely fills the radial width of the cooling space 3, while the turbulence plate 1, viewed in the axial direction of the cylinder 7, is located only in the upper end of the cooling space 3 facing the cylinder head. As a result, this part is cooled more intensively than the lower part of the cooling space 3 facing the crankcase 4.
  • Turbulators 2 are arranged on the turbulence plate 1, which have a square shape and protrude from the tubulence plate 1 at an angle a between 45 and 90 °. The angle, as can be seen in this figure, is advantageously approximately 80 °.
  • the cooling liquid flows around the cylinder 7 in the circumferential direction, the inflow 5 and the outflow 6, as already described, being arranged diametrically opposite one another.
  • the arrangement of the turbolators 2 on the turbulence plate 1 is such that the turbolators 2 are located on the turbulence plate 1 in different, superimposed planes, as seen in the circumferential direction of the cylinder.
  • the respective turbolators 2 adjacent in the axial direction of the cylinder 7 are arranged between the turbolators 2 located above and below.
  • a particularly advantageous swirling and thus cooling of the cylinder 7 results for the coolant flow.
  • FIG. 2 shows a turbulence plate 1 according to FIG. 1, in which case the turbolators 2 are arranged symmetrically on the turbulence plate 1, that is to say the sides of the turbolators 2 each pointing in one direction are all parallel to one another. It is also advantageous to arrange the turbolators 2 only on one side of the turbulence plate 1.
  • Fig. 3 shows a turbulence plate 1 with turbolators 2, which are formed by approximately disc-shaped punchings in the turbulence plate.
  • FIG. 3 a) shows these turbolators 2 with a different diameter d, while in FIG. 3 b) all turbolators 2 have the same diameter d.
  • turbolators 3 b) are arranged symmetrically to one another, ie the center points 9 of the turbolators 2, which are at an axial height of the cylinder, are all to be connected by a straight line.
  • the turbolators are arranged apparently without order on the turbulence plate.
  • certain parts of the cylinder can be cooled particularly intensively by the arrangement and shape of the turbolators 2.
  • FIG. 4 shows a corrugated turbulence sheet 1, the turbolators 2 in FIGS. 4a) and 4b) consisting of two parallel recesses with subsequent bulging of the intermediate layer 8.
  • 4b) shows an advantageous embodiment of the turbulence plate 1 according to FIG. 4a), the turbolators, ie the intermediate layer 8, being bulged out of the turbulence plate 1 against the curvature thereof.
  • the solid line denotes the turbulence plate 2 and the dashed line denotes the turbolators 2, ie the bulges from the turbulence plate 1.
  • the turbolators consist of circular punchings in the turbulence plate 1.
  • turbulence plates 1 It is advantageous to produce the turbulence plates 1 from substances that are resistant to lubricating oil. Furthermore, it makes sense to manufacture the turbulence plates 1 from aluminum.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem zwischen Zylinder bzw. Zylinderlaufbüchse und Kurbelgehäu­se angeordneten Kühlraum, durch den im Betrieb der Brenn­kraftmaschine Kühlflüssigkeit gefördert wird, wobei im Kühlraum auf der Außenseite des Zylinders bzw. der Zylin­derlaufbüchse aufgeschobene Turbulenzbleche angeordnet sind. Diese Turbulenzbleche weisen Turbolatoren auf, die durch Einstechen und Auswölben einzelner Abschnitte des Turbulenzbleches geformt sind. Durch diese Turbulenzbleche ist der Wärmeübertrag vom Zylinder bzw. der Zylinderlauf­büchse auf die Kühlflüssigkeit erhöht (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß Ober­begriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE-PS 818 710 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die zwischen Zylinder bzw. Zylinderlaufbüchse und einem Kurbelgehäuse einem Kühlraum aufweist, durch den im Be­trieb der Brennkraftmaschine Kühlflüssigkeit gefördert wird. Im Kühlraum ist auf der Außenseite des Zylinders bzw. der Zylinderlaufbüchse ein Blechpreßteil aufgescho­ben, welches insbesondere als Spreng- oder Federring aus­gebildet ist. Auf dem Blechteil sind schraubenförmig um­laufende Rinnen angeordnet, durch welche die Kühlflüssig­keit geleitet wird.
  • Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß das Blechpreßteil trotz der aufwendigen Herstellung keine genügende Wärme­übertragung vom Zylinder auf die Kühlflüssigkeit bewirkt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Wärmeübertrag im Zylind­der durch ein einfach einzubringendes Bauteil zu verbes­sern, welches eine höhere Kühlmittelgeschwindigkeit und eine vergrößerte Oberfläche bedingt.
  • Dadurch, daß die Turbulenzbleche Turbolatoren aufweisen, die durch Einstechen und Auswölben einzelner Abschnitte des Turbulenzbleches geformt sind, ist ein einfach einzu­bringendes Bauteil geschaffen, welches durch eine höhere Kühlmittelgeschwindigkeit und eine vergrößerte Oberfläche den Wärmeübertrag verbessert.
  • Vorteilhafterweise sind die Turbulenzbleche gewellt, um die turbulenzerregende Wirkung dieser Bleche zu erhöhen.
  • In vorteilhafter Ausführung sind die Turbolatoren auf ei­ner Seite des Turbulenzbleches angeordnet. Es ist von Vor­teil, die Turbulenzbleche fest mit dem Zylinder bzw. der Zylinderlaufbüchse z.B. durch Punktschweißen, Löten oder Kleben zu verbinden.
  • Zweckmäßigerweise weisen die Turbolatoren eine viereckige Gestalt auf und stehen in einem Winkel zwischen 45 und 90 ° vom Turbulenzblech ab.
  • Es ist sinnvoll, wenn die Turbolatoren durch angenähert scheibenförmige Ausstanzungen im Turbulenzblech gebildet sind. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Turbolatoren aus zwei parallel verlaufenden Einstichen mit anschließender Auswölbung der Zwischenschicht bestehen.
  • In erfindungsgemäßer Ausführung werden die Turbulenzbleche vorteilhafterweise aus schmierölresistenten Kunststoffen oder aus Aluminium hergestellt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­schreibung und den Zeichnungen, die verschiedene Ausfüh­rungsformen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher be­schrieben sind. Es zeigt:
    • Fig. 1 Ein Turbulenzblech, welches im Kühlraum auf der Außenseite eines Zylinders aufgeschoben ist und viereckige Turbolatoren aufweist,
    • Fig. 2 ein Turbulenzblech mit Turbolatoren, gemäß Fig. 1, wobei die Turbolatoren symmetrisch auf dem Tubulenzblech angeordnet sind,
    • Fig. 3 ein Turbulenzblech mit Turbolatoren, die durch angenähert scheibenförmige Ausstan­zungen im Turbulenzblech gebildet sind, wo­bei die Ausstanzungen in
      a) einen voneinander verschiedenen Durchmesser und in
      b) alle denselben Durchmesser aufweisen,
    • Fig. 4 a) ein Turbulenzblech mit Turbolatoren, die aus zwei parallel verlaufenden Einstichen mit anschließender Auswölbung der Zwischen­schicht bestehen,
      b) dieses Turbulenzblech in Axialrichtung des Zylinders gesehen,
      c) ein wellenförmiges Turbulenzblech mit kreis­förmigen Ausstanzungen.
  • Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem zwischen Zylinder 7 und Kurbelgehäuse 4 angeordneten Kühlraum 3, durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine Kühlflüssig­keit gefördert wird. Ein Zufluß 5 zum Kühlraum 3 befindet sich an dem zum Kurbelgehäuse 4 gewandten Ende des Kühl­raums 3, während ein Abfluß 6 an dem zum nicht gezeigten Zylinderkopf gewandten Ende des Kühlraums 3 angeordnet ist. Innerhalb des Kühlraums 3 befindet sich ein Turbu­ lenzblech 1, welches auf der Außenseite des Zylinders 7 aufgeschoben ist. Mit diesem Turbulenzblech 1 wird er­reicht, daß der Zylinder 7 besser von der Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Das Turbulenzblech 1 füllt die radiale Brei­te des Külraums 3 voll aus, während sich das Turbulenz­blech 1 in der axialen Richtung des Zylinders 7 gesehen nur im oberen, dem Zylinderkopf zugewandten Ende des Kühl­raums 3 befindet. Dadurch wird dieser Teil intensiver ge­kühlt als der untere, dem Kurbelgehäuse 4 zugewandte Teil des Kühlraums 3. Auf dem Turbulenzblech 1 sind Turbolato­ren 2 angeordnet, die eine viereckige Gestalt aufweisen und in einem Winkel a zwischen 45 und 90 ° vom Tubulenz­blech 1 abstehen. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel, wie in dieser Fig. zu sehen, ungefähr 80 °.
  • Die Kühlflüssigkeit umströmt den Zylinder 7 in Umfangs­richtung, wobei der Zufluß 5 und der Abfluß 6, wie schon beschrieben, einander diametral gegenüberliegend angeord­net sind.
  • Die Anordnung der Turbolatoren 2 auf dem Turbulenzblech 1 ist dabei derart, daß sich die Turbolatoren 2 in Umfangs­richtung des Zylinders gesehen auf dem Turbulenzblech 1 in verschiedenen, übereinanderliegenden Ebenen befinden. Die jeweils in Axialrichtung des Zylinders 7 benachbarten Tur­bolatoren 2 sind dabei zwischen den darüber bzw. darunter liegenden Turbolatoren 2 angeordnet. Für die Kühlmittel­strömung ergibt sich eine besonders vorteilhafte Verwir­belung und dadurch Kühlung des Zylinders 7. Durch eine Drehung der Turbolatoren 2 um ihren Mittelpunkt 9 auf dem Turbolenzblech 1 kann die Kühlmittelströmung je nach den Erfordernissen gelenkt werden.
  • Fig. 2 zeigt ein Turbulenzblech 1 gemäß Fig. 1, wobei hier die Turbolatoren 2 symmetrisch auf dem Turbulenzblech 1 angeordnet sind, d.h., die jeweilig in eine Richtung zei­genden Seiten der Turbolatoren 2 liegen alle parallel zu­einander. Es ist auch von Vorteil, die Turbolatoren 2 nur auf einer Seite des Turbolenzbleches 1 anzuordnen.
    Fig. 3 zeigt ein Turbulenzblech 1 mit Turbolatoren 2, die durch angenähert scheibenförmige Ausstanzungen im Turbu­lenzblech gebildet sind. Fig. 3 a) zeigt diese Turbolato­ren 2 mit einem unterschiedlichen Durchmesser d während in Fig. 3 b) alle Turbolatoren 2 denselben Durchmesser d auf­weisen. Ferner sind die Turbolatoren 2 in Fig. 3 b) symme­trisch zueinander angeordnet, d.h., die Mittelpunkte 9 der Turbolatoren 2, die sich auf einer axialen Höhe des Zylin­ders befinden, sind alle durch eine Gerade zu verbinden. In Fig. 3 a) sind die Turbolatoren scheinbar ohne Ordnung auf dem Turbulenzblech angeordnet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß durch die Anordnung und Form der Turbola­toren 2 bestimmte Teile des Zylinders besonders intensiv gekühlt werden können.
  • Fig. 4 zeigt ein gewelltes Turbulenzblech 1, wobei in Fig. 4a) und 4b) die Turbolatoren 2 aus zwei parallel verlau­fenden Einstichen mit anschließender Auswölbung der Zwi­schenschicht 8 bestehen. Fig. 4b) zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des Turbolenzbleches 1 gemäß Fig. 4a), wo­bei die Turbolatoren, d.h. die Zwischenschicht 8 entgegen der Wölbung des Turbulenzbleches 1 aus diesen ausgewölbt sind. Die durchgezogen Linie bezeichnet das Turbulenz­blech 2 und die gestrichelte Linie die Turbolatoren 2, d.h. die Auswölbungen aus dem Turbulenzblech 1. In Fig. 4c) bestehen die Turbolatoren aus kreisförmigen Ausstan­zungen im Turbulenzblech 1.
  • Es ist von Vorteil, die Turbulenzbleche 1 aus schmierölre­sistenten Stoffen herzustellen. Ferner ist es sinnvoll, die Turbulenzbleche 1 aus Aluminium herzustellen.

Claims (8)

1. Brennkraftmaschine mit einem zwischen Zylinder (7) bzw. Zylinderlaufbüchse und Kurbelgehäuse (4) angeordneten Kühlraum (3), durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine Kühlflüssigkeit gefördert wird, wobei im Kühlraum (3) auf der Außenseite des Zylinders (7) bzw. der Zylinderlauf­büchse aufgeschobene Turbulenzbleche (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzbleche (1) Turbo­latoren (2) aufweisen, die durch Einstechen und Auswölben einzelner Abschnitte des Turbulenzbleches (1) geformt sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzbleche (1) ge­wellt sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbolatoren (2) auf einer Seite des Turbulenzbleches (1) angeordnet sind.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbolatoren (2) eine viereckige Gestalt aufweisen und in einem Winkel a zwi­schen 45 und 90 ° vom Tubulenzblech (1) abstehen.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbolatoren (2) durch an­ genähert scheibenförmige Ausstanzungen im Turbulenzblech (1) gebildet sind.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbolatoren (2) aus zwei parallel verlaufenden Einstichen mit anschließender Aus­wölbung der Zwischenschicht (8) bestehen.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzbleche (1) aus schmierölresistenten Kunststoffen hergestellt sind.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzbleche (1) aus Aluminium bestehen.
EP87113225A 1986-09-22 1987-09-10 Brennkraftmaschine Withdrawn EP0261506A3 (de)

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DE19863632160 DE3632160A1 (de) 1986-09-22 1986-09-22 Brennkraftmaschine

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EP0261506A2 true EP0261506A2 (de) 1988-03-30
EP0261506A3 EP0261506A3 (de) 1989-03-15

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