EP0386329A1 - Zylinderkurbelgehäuse - Google Patents

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EP0386329A1
EP0386329A1 EP89122254A EP89122254A EP0386329A1 EP 0386329 A1 EP0386329 A1 EP 0386329A1 EP 89122254 A EP89122254 A EP 89122254A EP 89122254 A EP89122254 A EP 89122254A EP 0386329 A1 EP0386329 A1 EP 0386329A1
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cylinder
cylinders
thermal expansion
cooling water
water channels
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Herbert Dipl.-Ing. Ampferer
Rudolf Dipl.-Ing. Grandhuber
Thomas Dipl.-Ing. Brachert
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • 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
    • F02F1/108—Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
    • 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
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0007—Crankcases of engines with cylinders in line

Definitions

  • the invention relates to a cylinder crankcase according to the preamble of patent claim 1.
  • the object of the invention is to implement targeted thermal expansion measures on a cylinder crankcase comprising a plurality of cylinders and equipped with cooling water channels and made of a light metal alloy. It should be ensured, however, that the stability of the cylinder crankcase is maintained despite these measures.
  • the thermal expansion slots compensate for the temperature tolerances occurring during operation of the internal combustion engine on the cylinder crankcase - it consists of a light metal alloy - and mechanical wear, for example caused by the entry of cooling water into the thermal expansion slots Cavitation, due to the elastic sealant between the cooling channels and the thermal expansion slots is counteracted.
  • This can be achieved in a simple manner by means of the sealing body or the cushion-like plastic filling the thermal expansion slots.
  • the cylinder crankcase 1 is part of a reciprocating internal combustion engine, not shown, with a plurality of cylinders of the series type, which works in the four-stroke process.
  • the cylinder crankcase 1 is made of a light metal alloy, iron-metallic cylinder liners 4, 5 being inserted into the individual spaced cylinders 2, 3. 6 and 7 denote the central axes of the cylinders 2, 3.
  • the cylinders 2, 3 are surrounded by cooling water channels 8, 9 over a substantial portion.
  • the cylinder crankcase 1 is delimited by a parting plane 10, which extends between said housing and a cylinder head 11 (FIG. 4).
  • a cylinder head gasket is designated by 12.
  • Heat-emitting combustion chambers are provided on both sides of the parting plane 10, through the upright partitions 13 between the cylinders 2, 3 - they also separate the cooling water channels 8, 9 - are subject to particular temperature stresses.
  • 13 thermal expansion slots 14 are provided in the dividing walls running transversely to the longitudinal direction C-C. Milling, sawing or the like are introduced. It is sufficient if the thermal expansion slots 14 are approximately between 0.4 and 0.8 mm - dimension B - wide (FIG. 2) and approximately 20 mm deep - dimension C - (FIG. 1).
  • the thermal expansion slots 14 open with their two ends 15, 16 into the cooling water channels 8, 9. So that the webs 17, 18 of each partition 10 are not damaged by cavitation during operation of the internal combustion engine, the thermal expansion slots 14 are sealed against water ingress from the cooling water channels 8, 9. This can be done by essentially filling the thermal expansion slots 14 with a cushion-like plastic 19 (FIG. 2), for example silicone.
  • the plastic 19 can be introduced by casting or a similar method.
  • sealing bodies 20, 21 are provided in the region of the ends 16, 17 of the thermal expansion slots 14, which are made of elastomer or plastic and prevent cooling water from entering the thermal expansion slots 14.
  • the sealing bodies 20, 21 have a circular cylindrical basic shape and are fixed in corresponding bores 22, 23 which run parallel to the central axes 6, 7 of the cylinders 2, 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Das Zylinderkurbelgehäuse (1) für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine besteht aus einer Leichtmetalllegierung und weist zwischen den Zylindern (2,3) Trennwände auf. Die Zylinder (2,3) sind von Kühlwasserkanälen (8,9) umgeben. Oberhalb des Zylinderkurbelgehäuses (1) ist ein Zylinderkopf (11) vorgesehen, wobei zwischen Zylinderkurbelgehäuse (1) und Zylinderkopf (11) im Bereich der Zylinder Brennräume liegen. Um beim Betrieb der Brennkraftmaschine (1) sicherzustellen, daß die Zylinderdurchmesser benachbart den Brennräumen, namentlich im Bereich der Trennwände (10), innerhalb festgelegter Toleranzen gehalten werden, sind in den Trennwänden (13) Wärmedehnungsschlitze (14) vorgesehen, die in die Kühlwasserkanäle (8,9) münden. Diese Wärmedehnungsschlitze sind gegenüber den Kühlwasserkanälen (8,9) abgedichtet, damit die Trennwände (10) nicht durch Kavitation beeinträchtigt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es ist bekannt (DE-PS 29 11 628), einzelne Leichtmetallzylinder, die luftgekühlt sind, im an den Zylinderkopf angrenzenden Bereich mit Wärmedehnungseinrichtungen zu versehen, die den dort auftretenden Verwerfungen und Ausbuchtungen entgegenwirken.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, an einem mehrere Zylinder umfassenden, mit Kühlwasserkanälen ausgestatteten Zylinderkurbelgehäuse aus einer Leichtmetalllegierung gezielte Wärmedehnungsmaßnahmen zu verwirklichen. Dabei sollte aber sichergestellt sein, daß trotz dieser Maßnahmen die Standfestigkeit des Zylinderkurbelgehäuses erhalten bleibt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die Wärmedehnungsschlitze einerseits die im Betrieb der Brennkraftmaschine am Zylinderkurbelgehäuse - es besteht ja aus einer Leichtmetalllegierung - auftretenden Temperaturtoleranzen ausgeglichen werden und andererseits mechanischer Verschleiß, beispielsweise durch Eintritt von Kühlwasser in die Wärmedehnungsschlitze hervorgerufene Kavitation, aufgrund der elastischen Dichtmittel zwischen den Kühlkanälen und den Wärmedehnungsschlitzen entgegengewirkt ist. Dies kann auf einfache Weise durch die Dichtkörper oder den die Wärmedehnungsschlitze ausfüllenden polsterartigen Kunststoff erreicht werden.
  • In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, die nachstehend näher beschrieben sind.
  • Es zeigt
    • Fig. 1 eine Teilansicht eines Längsschnitts durch ein Brennkraftmaschinen-Zylinderkurbelgehäuse,
    • Fig. 2 eine Einzelheit X der Fig. 1 in größerem Maßstab,
    • Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der Fig. 1,
    • Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie I -I der Fig. 3.
  • Das Zylinderkurbelgehäuse 1 ist Bestandteil einer nicht näher dargestellten Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern der Reihenbauart, die im Viertakt-Verfahren arbeitet. Aus Gewichtsgründen besteht das Zylinderkurbelgehäuse 1 aus einer Leichtmetalllegierung, wobei in die einzelnen beabstandeten Zylinder 2, 3 eisenmetallische Zylinderlaufbüchsen 4, 5 eingesetzt sind. Mit 6 und 7 sind die Mittelachsen der Zylinder 2, 3 bezeichnet. Außerdem sind die Zylinder 2, 3 über einen wesentlichen Teilbereich von Kühlwasserkanälen 8, 9 umgeben.
  • Darüber hinaus wird das Zylinderkurbelgehäuse 1 von einer Trennebene 10 begrenzt, die sich zwischen besagtem Gehäuse und einem Zylinderkopf 11 erstreckt (Fig. 4). Eine Zylinderkopfdichtung ist mit 12 bezeichnet. Beiderseits der Trennebene 10 sind Wärme abgebende Brennräume vorgesehen, durch die aufrechte Trennwände 13 zwischen den Zylindern 2, 3 - sie trennen auch die Kühlwasserkanäle 8, 9 - besonderen Temperaturbeanspruchungen unterliegen. Um sie - in Längsrichtung C-C Zylinderkurbelgehäuse gesehen - auszugleichen, d.h. um die Durchmesser D₁ und D₂ der Zylinder 2, 3 im Rahmen festgelegter Toleranzen zu halten, sind in den quer zur Längsrichtung C-C verlaufenden Trennwänden 13 Wärmedehnungsschlitze 14 vorgesehen, die von der Trennebene 10 aus mittels mechanischer Verfahren, z.B. Fräsen, Sägen oder dergleichen, eingebracht sind. Dabei genügt es, wenn die Wärmedehnungsschlitze 14 etwa zwischen 0,4 und 0,8 mm - Maß B - breit (Fig. 2) und etwa 20 mm tief - Maß C - sind (Fig. 1).
  • Die Wärmedehnungsschlitze 14 münden mit ihren beiden Enden 15, 16 in die Kühlwasserkanäle 8, 9. Damit die Stege 17, 18 jeder Trennwand 10 nicht durch Kavitation während des Betriebs der Brennkraftmaschine beschädigt werden, sind die Wärmedehnungsschlitze 14 gegen Wassereintritt aus den Kühlwasserkanälen 8, 9 abgedichtet. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Wärmedehnungsschlitze 14 mit einem polsterkörperartigen Kunststoff 19 (Fig. 2), beispielsweise Silikon, im wesentlichen ausgefüllt sind. Der Kunststoff 19 kann durch Gießen oder ein ähnliches Verfahren eingebracht werden.
  • Gemäß Fig. 3 sind im Bereich der Enden 16, 17 der Wärmedehnungsschlitze 14 Dichtkörper 20, 21 vorgesehen, die aus Elastomer oder Kunststoff bestehen und Kühlwassereintritt in die Wärmedehnungsschlitze 14 verhindern. Die Dichtkörper 20, 21 weisen eine kreiszylindrische Grundform auf und sind in korrespondierenden Bohrungen 22, 23 festgesetzt, die parallel zu den Mittelachsen 6, 7 der Zylinder 2, 3 verlaufen.

Claims (5)

1. Zylinderkurbelgehäuse für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, das aus einer Leichtmetalllegierung besteht und beabstandete, vorzugsweise mit eisenmetallischen Zylinderlaufbüchsen versehene Zylinder aufweist, wobei die Zylinder zumindest abschnittsweise von Kühlwasserkanälen umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an den Zylindern (2, 3) benachbart einem Zylinderkopf und/oder Brennraum Wärmedehnungseinrichtungen vorgesehen sind, die durch schmale, sich zwischen den Zylindern (2, 3) in Trennwänden (13) erstreckenden, von einer Trennebene (10) zwischen Zylinderkurbelgehäuse (1) und Zylinderkopf (11) eingebrachten und in die Kühlwasserkanäle (8, 9) mündende Wärmedehnungsschlitze (14) gebildet sind, die gegen Kühlwassereintritt mit elastischen Mitteln (Kunststoff 19; Dichtkörper 20, 21) abgedichtet sind.
2. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Mittel im Bereich von Enden (15, 16) der Wärmedehnungsschlitze (14), die an die Kühlwasserkanäle (8, 9) angrenzen, Dichtkörper (20, 21) vorgesehen sind.
3. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkörper (20, 21) eine kreiszylindrische Grundform aufweisen und in parallel zu den Mittelachsen (6, 7) der Zylinder (2, 3) verlaufenden Bohrungen (22, 23) des Zylinder-Kurbelgehäuses (1) ruhen.
4. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkörper (20, 21) aus Elastomer oder Kunststoff bestehen.
5. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Mittel ein in die Wärmedehnungsschlitze (14) eingebrachter, vorzugsweise eingegossener Kunststoff (19) wie z.B. Silikon vorgesehen ist.
EP89122254A 1989-03-04 1989-12-02 Zylinderkurbelgehäuse Expired - Lifetime EP0386329B1 (de)

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