EP0611878A1 - Method for constructing a multi-part cylinder block - Google Patents

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EP0611878A1
EP0611878A1 EP93890015A EP93890015A EP0611878A1 EP 0611878 A1 EP0611878 A1 EP 0611878A1 EP 93890015 A EP93890015 A EP 93890015A EP 93890015 A EP93890015 A EP 93890015A EP 0611878 A1 EP0611878 A1 EP 0611878A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
maximum
cast raw
housing attachment
cooling
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EP93890015A
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Rudolf Dipl.-Ing. Enzendorfer
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AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
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Publication date
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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
    • F02F1/16—Cylinder liners of wet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
    • F01B1/12—Separate cylinder-crankcase elements coupled together to form a unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • 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
    • F02F7/0021—Construction
    • F02F7/0031—Construction kit principle (modular engines)
    • 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
    • F02F2001/104—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multi-part cylinder block, consisting of an upper and a lower housing attachment, for an internal combustion engine with at least one reciprocating piston, in which cooling spaces are provided, which are delimited by a cylinder liner, the housing attachments being screwed together.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages and on the one hand to increase the possibility of variation in the design of the cylinder block and on the other hand to reduce the manufacturing outlay.
  • the method according to the invention provides that the housing attachments are each made of a universally usable cast raw part, the outer dimensions of the cast raw parts - height, width and depth - for use with a maximum piston stroke, a minimum push rod ratio ⁇ , which is the ratio of the crank radius to the connecting rod length is defined, a maximum compression height and a maximum cylinder bore, but the inner diameter of the castings is designed for a minimum cylinder bore.
  • the two Rough castings are dimensioned such that in a wide range hub bore and arrangement of the water passages can be changed
  • the adaptation to the desired cylinder liner diameter by expansion of the bores of Rough castings, to adapt to the required engine parameters piston stroke, connecting rod ratio ⁇ and compression height is in easily possible by shortening the heights of the cast raw parts at the end.
  • the cast raw part for the upper housing attachment in the connection area to the crankcase has a shortenable apron
  • the cast raw part for the lower housing attachment has a shortenable, approximately cylindrical wall part in the flange area on the through Shortening the wall part of the lower housing attachment makes it very easy to set the desired height of the cooling space.
  • the cooling spaces of the cast raw parts for the upper and lower housing attachments are designed for use with maximum piston stroke, minimum connecting rod ratio ⁇ , maximum compression height and minimum cylinder bore. If larger cooling spaces are desired, these can be removed by machining the material Inner walls of the housing attachments are created.
  • the cooling chambers of the cast raw parts for the upper and lower housing attachments for use with maximum piston stroke, minimum connecting rod ratio ⁇ , maximum compression height and maximum cylinder bore.
  • the cooling rooms can also be advantageously adapted to the desired cooling effect by applying material to the inner walls of the housing attachments, for example by at least partially pouring out resin.
  • the cylinder liner is surrounded by an axially identical cylinder support liner seated in the cylinder block.
  • the cylinder liner is therefore not wetted by the coolant, which makes it possible to use dry cylinder liners.
  • FIGS. 1a, 2a and 3a show the smallest possible design variants of the housing attachments for a minimum piston stroke and a minimum cylinder bore (addition “..a”)
  • FIGS. 1b, 2b and 3b show the maximum design variant of the housing attachments with the largest possible piston stroke and a maximum cylinder bore shown in addition "..b”).
  • the additions "a” and “b” are omitted for better understanding and where this is possible without falsifying the meaning.
  • the cylinder block 1 consists of an upper housing attachment 2 and a lower housing attachment 3, which are connected to one another by screws 6 are.
  • the upper housing attachment 2 is screwed to the crankcase, not shown, with screws 7.
  • the wet cylinder liner 4 is partially surrounded by a cooling space 8, which is formed by the shape of the housing attachments 2, 3.
  • the generously cast cooling space 8 in the housing attachments 2 and 3 is partially filled with casting resin 9, as a result of which any cooling cross section required can be realized.
  • the piston 35 is shown in broken lines and as an example for the other exemplary embodiments at top dead center.
  • the position of the piston hub at top dead center is indicated at 33 by 32, the position of the piston hub at bottom dead center is indicated schematically.
  • the compression height 36 is shown as the distance between the upper top land edges 37 of the piston 35 and the center of the piston hub 38. With 34 the connecting rod length is indicated schematically.
  • the minimum connecting rod ratio ⁇ is determined by the ratio of the maximum half piston stroke 21b shown in FIG. 1b - this corresponds to the maximum crank radius Rb - to the maximum connecting rod length Lb.
  • the cooling space 8 has a minimal volume after casting and is only subsequently enlarged by mechanical processing of the walls 11 and 16 of the upper and lower housing attachments 2 and 3, respectively.
  • the adaptation to different cylinder liner diameters 20 takes place by enlarging the bore 10 of the upper housing attachment 2 or the bore 15 of the lower housing attachment 3, the depth 13 and the width 14 of the upper housing attachment 2, as well as the depth 18 and the width 19 of the lower housing attachment 3 remain unchanged.
  • the adaptation to different piston strokes 21 takes place by shortening the apron 26 of the upper housing attachment 2 in the area designated by 22, and / or by cutting away the wall part 27 of the lower housing attachment 3 in the area identified by 23 (FIGS. 4 and 8), thereby the heights 12 and 17 of the upper 2 and lower housing attachments 3 set in the direction of the cylinder axis 30.
  • the crankshaft axis 31 which is normal to the cylinder axis 30 is indicated.
  • the dash-dotted lines indicate the unworked surfaces of the upper casting blank 2 'or 2' 'and the lower casting blank 3' or 3 ''.
  • FIGS. 4 and 5 show the cast raw part 3 'of a lower housing attachment 3 designed for subsequent pouring with casting resin 9.
  • the wall part 27' can be shortened in the area marked with 23 '.
  • the adaptation to different cylinder liner diameters 20 is possible by widening the bore 15 '.
  • the dash-dotted lines 3 indicate the contours of the lower housing attachment created by machining.
  • FIGS. 8 and 9 show cast raw parts 2 "of an upper housing attachment 2, FIGS. 8 and 9 cast raw parts 3" of a lower housing attachment 3, the subsequent cooling rooms 8 being machined from the walls 11 "and 16", respectively Castings 2 '' or 3 '' can be worked out.
  • the height is adjusted by shortening the apron 26 '' of the cast blank 2 '' in the area labeled 22 '' or by shortening the wall portion 27 '' of the cast blank 3 '' in the area labeled 23 ''.
  • the adaptation to different cylinder liner diameters 20 is possible by machining the bore 10 ′′ or 15 ′′.
  • a cylinder support liner 5 is provided between the housing attachments 2, 3 and the cylinder liner 24.
  • the cylinder support sleeve 5 is seated in the bores 10 and 15 of the upper 2 and lower housing attachment 3.
  • a conventional dry cylinder sleeve 24 is inserted into the support sleeve 5 with the same axis.

Abstract

The invention relates to a method for constructing a multi-part cylinder block (1), consisting of an upper housing part (2) and a lower housing part (3), for an internal combustion engine with at least one reciprocating piston, in which cooling spaces (8) bounded by a cylinder liner (4; 5) are provided, the housing parts (2; 3) being bolted together. In order to obtain a wide range of possibilities for the configuration of the cylinder block (1) with as little outlay on production as possible, the proposal is to manufacture each of the housing parts (2; 3) from a universal unfinished casting (2'; 2'' or 3'; 3''), the outside dimensions of the unfinished castings (2'; 2'' or 3'; 3'') - height (12', 17'; 12'', 17''), width (14', 19'; 14'', 19'') and depth (13', 18'; 13'', 18'') - being designed for application with a maximum piston stroke (21b), a minimum connecting rod ratio, a maximum compression distance (36b) and a maximum cylinder bore (20b), but the inside diameters (10; 15) of the unfinished castings (2'; 2'', 3'; 3'') are designed for a minimum cylinder bore (20a). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen, aus einem oberen und einem unteren Gehäuseaufsatz bestehenden Zylinderblockes, für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem hin- und hergehenden Kolben, in dem durch eine Zylinderbüchse begrenzte Kühlräume vorgesehen sind, wobei die Gehäuseaufsätze miteinander verschraubt sind.The invention relates to a method for producing a multi-part cylinder block, consisting of an upper and a lower housing attachment, for an internal combustion engine with at least one reciprocating piston, in which cooling spaces are provided, which are delimited by a cylinder liner, the housing attachments being screwed together.

In der Entwicklungs - und Forschungsphase von Brennkraftmaschinen ist ein großer Freiraum für Variationsmöglichkeiten erwünscht, um in einer Modellreihe eine Vielzahl von konstuktiven Ausführungsvarianten austesten zu können. Bisher werden, insbesondere bei einzylindrigen Forschungsmotoren, zur Untersuchung verschiedener Triebwerksparameter wie Brennraumgrößen, Kolbenabmessungen, Kolbenhübe, Schubstangenverhältnisse, Lage von Kühlkanälen und anderem, mehrere unterschiedliche Bauteilmodule verwendet. Die Verwendung von Zylinderblockmodulen hat aber den Nachteil, daß deren Anpassung im vorgegebenen Bereich nicht in allen nur möglichen Variationen erfolgen kann. Für jeden Modul des Zylinderblockes ist zudem eine eigene Gußform notwendig, was die Herstellung verschiedener Zylinderblöcke für eine ganze Modellreihe recht aufwendig macht.In the development and research phase of internal combustion engines, a great deal of freedom is required for possible variations in order to be able to test a large number of design variants in a model series. Up to now, particularly with single-cylinder research engines, several different component modules have been used to examine various engine parameters such as combustion chamber sizes, piston dimensions, piston strokes, connecting rod ratios, position of cooling channels and others. However, the use of cylinder block modules has the disadvantage that they cannot be adapted in all possible variations in the specified range. A separate mold is also required for each module of the cylinder block, which makes the production of different cylinder blocks for an entire model series quite complex.

Aus der US-PS 4 638 769 ist eine Brennkraftmaschine der obigen Bauart bekannt, bei welcher die Kühlräume zur Gänze im oberen Gehäuseaufsatz untergebracht sind. Die Auslegung der Höhe des oberen Gehäuseaufsatzes und die Größe der Kühlräume kann innerhald gewisser Grenzen - bezogen auf den Kolbenhub - variiert werden, wobei in der genannten Schrift nicht näher auf deren Durchführung eingegangen wird. Die zur Gänze im oberen Gehäuseaufsatz vorgesehenen Kühlräume, sowie zur Aufnahme von Dichtungen gedachte Nuten im unteren Bereich des oberen Gehäuseaufsatzes, machen eine Nachbearbeitung allerdings schwierig und aufwendig. Eine Anpassung an verschiedene Zylinderbohrungen ist überhaupt nicht möglich.From US-PS 4 638 769 an internal combustion engine of the above type is known, in which the cooling rooms are entirely housed in the upper housing attachment. The design of the height of the upper housing attachment and the size of the cooling compartments can be varied within certain limits - based on the piston stroke - the execution of which is not described in more detail in the cited document. The cooling rooms provided entirely in the upper housing attachment, as well as grooves intended to accommodate seals in the lower area of the upper housing attachment, make reworking difficult and expensive. An adaptation to different cylinder bores is not possible at all.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, und einerseits die Variationsmöglichkeit in der Gestaltung des Zylinderblockes zu erhöhen und andererseits den Herstellungsaufwand zu verringern. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß die Gehäuseaufsätze jeweils aus einem universell verwendbaren Gußrohteil hergestellt werden, wobei die Außenabmessungen der Gußrohteile - Höhe, Breite und Tiefe - für den Einsatz mit einem maximalen Kolbenhub, einem minimalen Schubstangenverhältnis λ , welches als Verhältnis des Kurbelradius zur Pleuelstangenlänge definiert ist, einer maximalen Kompressionshöhe uni einer maximalen Zylinderbohrung, aber die Innendurchmesser der Gußrohteile für eine minimale Zylinderbohrung ausgelegt werden. Die beiden Gußrohteile sind derart dimensioniert, daß in einem weiten Bereich Hub, Bohrung und Anordnung der Wasserkanäle verändert werden kann Die Anpassung an den gewünschten Zylinderbüchsendurchmesser erfolgt durch Aufweiten der Bohrungen der Gußrohteile, die Anpassung an die gewünschten Triebwerksparameter Kolbenhub, Schubstangenverhältnis λ und Kompressionshöhe ist in einfacher Weise durch stirnseitiges Kürzen der Höhen der Gußrohteile möglich. Das allgemein mit λ bezeichnete Schubstangenverhältnis ergibt sich als Quotient aus Kolbenhub R und Pleuelstangenlänge L: λ= R/L.The object of the invention is to avoid these disadvantages and on the one hand to increase the possibility of variation in the design of the cylinder block and on the other hand to reduce the manufacturing outlay. The method according to the invention provides that the housing attachments are each made of a universally usable cast raw part, the outer dimensions of the cast raw parts - height, width and depth - for use with a maximum piston stroke, a minimum push rod ratio λ , which is the ratio of the crank radius to the connecting rod length is defined, a maximum compression height and a maximum cylinder bore, but the inner diameter of the castings is designed for a minimum cylinder bore. The two Rough castings are dimensioned such that in a wide range hub bore and arrangement of the water passages can be changed The adaptation to the desired cylinder liner diameter by expansion of the bores of Rough castings, to adapt to the required engine parameters piston stroke, connecting rod ratio λ and compression height is in easily possible by shortening the heights of the cast raw parts at the end. The pushrod ratio , generally designated λ , is the quotient of the piston stroke R and the connecting rod length L: λ = R / L.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß zur Anpassung der Höhe der Gußrohteile an verschiedene Kolbenhübe der Gußrohteil für den oberen Gehäuseaufsatz im Anschlußbereich an das Kurbelgehäuse eine Kürzbare Schürze, und der Gußrohteil für den unteren Gehauseaufsatz im Flanschbereich an den oberen Gehäuseaufsatz einen kürzbaren, annähernd zylindrischen Wandteil aufweist Durch Kürzen des Wandteiles des unteren Gehäuseaufsatzes ist gleichzeitig eine sehr einfache Einstellung der gewünschten Höhe des Kühlraumes möglich.It is preferably provided that in order to adapt the height of the cast raw parts to different piston strokes, the cast raw part for the upper housing attachment in the connection area to the crankcase has a shortenable apron, and the cast raw part for the lower housing attachment has a shortenable, approximately cylindrical wall part in the flange area on the through Shortening the wall part of the lower housing attachment makes it very easy to set the desired height of the cooling space.

In einer einfachen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kühlräume der Gußrohteile für den oberen und unteren Gehäuseaufsatz für den Einsatz mit maximalem Kolbenhub, minimalem Schubstangenverhältnis λ, maximaler Kompressionshöhe und minimaler Zylinderbohrung ausgelegt sind Werden größere Kühlräume gewünscht, so können diese durch materialabtragende Bearbeitung der Innenwände der Gehäuseaufsätze geschaffen werden.In a simple embodiment of the invention, it is provided that the cooling spaces of the cast raw parts for the upper and lower housing attachments are designed for use with maximum piston stroke, minimum connecting rod ratio λ , maximum compression height and minimum cylinder bore. If larger cooling spaces are desired, these can be removed by machining the material Inner walls of the housing attachments are created.

In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kühlräume der Gußrohteile für den oberen und unteren Gehäuseaufsatz für den Einsatz mit maximalem Kolbenhub, minimalem Schubstangenverhältnis λ, maximaler Kompressionshöhe und maximaler Zylinderbohrung ausgelegt sind. Durch Änderung der Kühlflüssigkeitsgeschwindigkeit kann die Wärmeabfuhr aus den großvolumig ausgelegten Kühlräumen an die Erfordernisse angepaßt werden. Die Kühlräume können auch in vorteilhafter Weise durch Materialauftragung auf den Innenwänden der Gehäuseaufsätze, beispielsweise durch zumindest teilweises Ausgießen mit Gießharz, an die gewünschte Kühlwirkung angepaßt werden.In a preferred embodiment according to the invention it is provided that the cooling chambers of the cast raw parts for the upper and lower housing attachments for use with maximum piston stroke, minimum connecting rod ratio λ , maximum compression height and maximum cylinder bore. By changing the cooling liquid speed, the heat dissipation from the large-volume cooling rooms can be adapted to the requirements. The cooling rooms can also be advantageously adapted to the desired cooling effect by applying material to the inner walls of the housing attachments, for example by at least partially pouring out resin.

Soll bei der Brennkraftmaschine keine nasse Zylinderbüchse verwendet werden, so kann vorgesehen sein, daß die Zylinderbüchse von einer achsgleichen, im Zylinderblock sitzenden Zylinderstützbüchse umgeben ist Die Zylinderbüchse wird dadurch nicht von der Kühlflüssigkeit benetzt, wodurch der Einsatz von trockenen Zylinderbüchsen möglich wird.If no wet cylinder liner is to be used in the internal combustion engine, it can be provided that the cylinder liner is surrounded by an axially identical cylinder support liner seated in the cylinder block. The cylinder liner is therefore not wetted by the coolant, which makes it possible to use dry cylinder liners.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

Fig. 1a
einen Schnitt durch einen mehrteiligen Zylinderblock gemäß einer kleinstmöglichen Ausführungsvariante der Erfindung nach der Linie Ia-Ia in Fig. 3a,
Fig. 1b
einen Schnitt durch einen mehrteiligen Zylinderblock gemäß einer größtmöglichen Ausführungsvariante der Erfindung nach der Linie Ib-Ib in Fig. 3b,
Fig. 2a
eine weitere kleinstmögliche Ausführungsvariante der Erfindung im Schnitt gemäß der Linie Ia-Ia in Fig 3a,
Fig. 2b
eine weitere größtmögliche Ausführungsvariante der Erfindung im Schnitt gemäß der Linie Ib-Ib in Fig 3b,
Fig. 3a
eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Gehäuseaufsatz, in einer kleinstmöglichen Ausführungsform,
Fig. 3b
eine Draufsicht auf die erfindungsgemäßen Gehäuseaufsätze in einer größtmöglichen Ausführungsform,
Fig. 4
einen Schnitt durch einen erfindurgsgemäßen unteren Gehäuseaufsatz nach der Linie IV-IV in Fig 5,
Fig. 5
eine Draufsicht auf diesen unteren Gehäuseaufsatz,
Fig. 6
einen Schnitt durch einen oberen Gehäuseaufsatz nach der Linie VI-VI in Fig. 7,
Fig. 7
eine Draufsicht auf diesen oberen Gehäuseaufsatz,
Fig. 8
einen Schnitt durch einen weiteren unteren Gehäuseaufsatz nach der Linie VIII-VIII in Fig. 9,
Fig. 9
eine Draufsicht auf diesen unteren Gehäuseaufsatz,
Fig. 10
einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mehrteiligen Zylinderkopfes.
Show it:
Fig. 1a
3 shows a section through a multi-part cylinder block according to the smallest possible embodiment variant of the invention along the line Ia-Ia in FIG. 3a,
Fig. 1b
3b shows a section through a multi-part cylinder block according to the largest possible embodiment variant of the invention along the line Ib-Ib in FIG.
Fig. 2a
another smallest possible embodiment of the invention in section along the line Ia-Ia in Fig 3a,
Fig. 2b
another largest possible embodiment of the invention in section along the line Ib-Ib in Fig. 3b,
Fig. 3a
a plan view of the housing attachment according to the invention, in the smallest possible embodiment,
Fig. 3b
a plan view of the housing attachments according to the invention in the largest possible embodiment,
Fig. 4
4 shows a section through a lower housing attachment according to the invention along the line IV-IV in FIG. 5,
Fig. 5
a plan view of this lower housing attachment,
Fig. 6
7 shows a section through an upper housing attachment along the line VI-VI in FIG. 7,
Fig. 7
a plan view of this upper housing attachment,
Fig. 8
FIG. 9 shows a section through a further lower housing attachment along the line VIII-VIII in FIG. 9,
Fig. 9
a plan view of this lower housing attachment,
Fig. 10
a section through a further embodiment of a multi-part cylinder head.

In den Fig 1a, 2a und 3a sind die kleinstmöglichen Ausführungsvarianten der Gehäuseaufsätze für einen minimalen Kolbenhub und einer minimalen Zylinderbohrung dargestellt Zusatz "..a"), in den Fig. 1b, 2b und 3b ist die maximale Ausführungsvariante der Gehäuseaufsätze mit einem größtmöglichen Kolbenhub und einer maximalen Zylinderbohrung abgebildet Zusatz "..b"). In der folgenden allgemeinen Beschreibung der Fig. werden die Zusätze "a" und "b" zum besseren Verständnis und wo dies ohne Sinnverfälschung möglich ist, weggelassen.1a, 2a and 3a show the smallest possible design variants of the housing attachments for a minimum piston stroke and a minimum cylinder bore (addition "..a"), FIGS. 1b, 2b and 3b show the maximum design variant of the housing attachments with the largest possible piston stroke and a maximum cylinder bore shown in addition "..b"). In the following general description of the figures, the additions "a" and "b" are omitted for better understanding and where this is possible without falsifying the meaning.

Wie in Fig. 1a bis 3b ersichtlich ist, besteht der Zylinderblock 1 aus einem oberen Gehäuseaufsatz 2 und einem unteren Gehäuseaufsatz 3, welche durch Schrauben 6 miteinander verbunden sind. Der obere Gehäuseaufsatz 2 ist mit Schrauben 7 am nicht weiter dargestellten Kurbelgehäuse angeschraubt. Die nasse Zylinderbüchse 4 ist teilweise von einem Kühlraum 8 umgeben, welcher durch die Formgebung der Gehäuseaufsätze 2, 3 gebildet ist. In den Ausführungsbeispielen nach Fig 1a und 1b ist der großzügig gegossene Kühlraum 8 in den Gehäuseaufsätzen 2 und 3 teilweise mit Gießharz 9 ausgegossen, wodurch jeder benötigte Kühlquerschnitt realisierbar ist.As can be seen in FIGS. 1a to 3b, the cylinder block 1 consists of an upper housing attachment 2 and a lower housing attachment 3, which are connected to one another by screws 6 are. The upper housing attachment 2 is screwed to the crankcase, not shown, with screws 7. The wet cylinder liner 4 is partially surrounded by a cooling space 8, which is formed by the shape of the housing attachments 2, 3. In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 a and 1 b, the generously cast cooling space 8 in the housing attachments 2 and 3 is partially filled with casting resin 9, as a result of which any cooling cross section required can be realized.

In Fig. 1b ist strichliert und beispielhaft für die anderen Ausführungsbeispiele der Kolben 35 im oberen Totpunkt eingezeichnet. Mit 32 ist die Lage der Kolbennabe im oberen Totpunkt mit 33, die Lage der Kolbennabe im unteren Totpunkt schematisch angedeutet Die Kompressionshöhe 36 ist als Abstand zwischen den oberen Feuerstegkanten 37 des Kolbens 35 und der Kolbennabenmitte 38 eingezeichnet. Mit 34 ist die Pleuelstangenlänge schematisch gekennzeichnet.In FIG. 1b, the piston 35 is shown in broken lines and as an example for the other exemplary embodiments at top dead center. The position of the piston hub at top dead center is indicated at 33 by 32, the position of the piston hub at bottom dead center is indicated schematically. The compression height 36 is shown as the distance between the upper top land edges 37 of the piston 35 and the center of the piston hub 38. With 34 the connecting rod length is indicated schematically.

Das minimale Schubstangenverhältnis λ wird durch das Verhältnis des in Fig. 1b ersichtlichen maximalen halben Kolbenhubes 21b - dies entspricht dem maximalen Kurbelradius Rb - zu der maximalen Pleuelstangenlänge Lb bestimmt.The minimum connecting rod ratio λ is determined by the ratio of the maximum half piston stroke 21b shown in FIG. 1b - this corresponds to the maximum crank radius Rb - to the maximum connecting rod length Lb.

In den in Fig. 2a und 2b gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Kühlraum 8 nach dem Gießen ein minimales Volumen auf und wird erst nachträglich durch mechanische Bearbeitung der Wände 11 und 16 des oberen bzw unteren Gehäuseaufsatzes 2 bzw 3, vergrößert. Die Anpassung an verschiedene Zylinderbüchsendurchmesser 20 erfolgt durch Vergrößerung der Bohrung 10 des oberen Gehäuseaufsatzes 2 bzw. der Bohrung 15 des unteren Gehäuseaufsatzes 3, wobei die Tiefe 13 und die Breite 14 des oberen Gehäuseaufsatzes 2, sowie die Tiefe 18 und die Breite 19 des unteren Gehäuseaufsatzes 3 unverändert bleiben.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 2a and 2b, the cooling space 8 has a minimal volume after casting and is only subsequently enlarged by mechanical processing of the walls 11 and 16 of the upper and lower housing attachments 2 and 3, respectively. The adaptation to different cylinder liner diameters 20 takes place by enlarging the bore 10 of the upper housing attachment 2 or the bore 15 of the lower housing attachment 3, the depth 13 and the width 14 of the upper housing attachment 2, as well as the depth 18 and the width 19 of the lower housing attachment 3 remain unchanged.

Die Anpassung an unterschiedliche Kolbenhübe 21 erfolgt durch Kürzen der Schürze 26 des oberen Gehäuseaufsatzes 2 in dem mït 22 bezeichneten Bereich, und/oder durch Wegschneiden des Wandteiles 27 des unteren Gehäuseaufsatzes 3 in dem mit 23 gekennzeichneten Bereich (Fig. 4 und 8), wodurch sich in Richtung der Zylinderachse 30 die Höhen 12 bzw. 17 des oberen 2 bzw. unteren Gehäuseaufsatzes 3 einstellen. Durch das Bezugszeichen 31 ist die normal auf die Zylinderachse 30 stehende Kurbelwellenachse 31 angedeutet.The adaptation to different piston strokes 21 takes place by shortening the apron 26 of the upper housing attachment 2 in the area designated by 22, and / or by cutting away the wall part 27 of the lower housing attachment 3 in the area identified by 23 (FIGS. 4 and 8), thereby the heights 12 and 17 of the upper 2 and lower housing attachments 3 set in the direction of the cylinder axis 30. By the reference symbol 31, the crankshaft axis 31 which is normal to the cylinder axis 30 is indicated.

Mit 28 ist der Anschlußbereich des oberen Gehäusesaufsatzes 2 an das Kurbelgehäuse, mit 29 der Flanschbereich des Gehäuseaufsatzes 3 an den Gehäuseaufsatz 2 bezeichnet.With 28 the connection area of the upper housing attachment 2 to the crankcase, 29 with the flange area of the housing attachment 3 to the housing attachment 2.

Mit 25 sind Dichtungsringe zwischen dem unteren Gehäuseaufsatz 3 und der Zylinderbüchse 4 gekennzeichnet.With 25 sealing rings between the lower housing attachment 3 and the cylinder liner 4 are marked.

In den Fig. 1a, 1b und 2a, 2b deuten die strichfpunktierten Linien die unbearbeiteten Flächen des oberen Gußrohteiles 2' bzw. 2'' und des unteren Gußrohteiles 3' bzw. 3'' an.1a, 1b and 2a, 2b, the dash-dotted lines indicate the unworked surfaces of the upper casting blank 2 'or 2' 'and the lower casting blank 3' or 3 ''.

Fig. 4 und 5 zeigen den Gußrohtteil 3' eines für das nachträgliche Ausgießen mit Gießharz 9 ausgelegten unteren Gehäuseaufsatzes 3. Der Wandteil 27' kann in dem mit 23' gekennzeichneten Bereich gekürzt werden. Die Anpassung an verschiedene Zylinderbüchsendurchmesser 20 ist durch Aufweiten der Bohrung 15' möglich. Die strichpunktierten Linien 3 deuten die durch Bearbeitung entstandenen Konturen des unteren Gehäuseaufsatzes an.4 and 5 show the cast raw part 3 'of a lower housing attachment 3 designed for subsequent pouring with casting resin 9. The wall part 27' can be shortened in the area marked with 23 '. The adaptation to different cylinder liner diameters 20 is possible by widening the bore 15 '. The dash-dotted lines 3 indicate the contours of the lower housing attachment created by machining.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Gußrohteile 2'' eines oberen Gehäuseauftsatzes 2, die Fig. 8 und 9 Gußrohteile 3'' eines unteren Gehauseaufsatzes 3, wobei die späteren Kühlräume 8 durch Bearbeitung der Wände 11'' bzw. 16'' aus den Gußrohteilen 2'' bzw. 3'' herausgearbeitet werden. Die Höhenanpassung erfolgt durch Kürzen der Schürze 26'' des Gußrohteiles 2'' in dem mit 22'' gekennzeichneten Bereich bzw. durch Kurzen des Wandteiles 27'' des Gußrohteiles 3'' in dem mit 23'' gekennzeichneten Bereich. Die Anpassung an verschiedene Zylinderbüchsendurchmesser 20 ist durch Bearbeitung der Bohrung 10'' bzw. 15'' möglich.6 and 7 show cast raw parts 2 "of an upper housing attachment 2, FIGS. 8 and 9 cast raw parts 3" of a lower housing attachment 3, the subsequent cooling rooms 8 being machined from the walls 11 "and 16", respectively Castings 2 '' or 3 '' can be worked out. The height is adjusted by shortening the apron 26 '' of the cast blank 2 '' in the area labeled 22 '' or by shortening the wall portion 27 '' of the cast blank 3 '' in the area labeled 23 ''. The adaptation to different cylinder liner diameters 20 is possible by machining the bore 10 ″ or 15 ″.

In dem in Fig 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, um eine trockene Zylinderbüchse 24 verwenden zu Könner, zwischen den Gehäuseaufsätzen 2, 3 und der Zylinderbüchse 24 eine Zylinderstützbüchse 5 vorgesehen. Die Zylinderstützbüchse 5 sitzt dabei in den Bohrungen 10 und 15 des oberen 2 und unteren Gehäuseaufsatzes 3. In die Stützbüchse 5 ist achsgleich mit dieser eine herkömmliche trockene Zylinderbüchse 24 eingeschoben.In the exemplary embodiment shown in FIG. 10, in order to be able to use a dry cylinder liner 24, a cylinder support liner 5 is provided between the housing attachments 2, 3 and the cylinder liner 24. The cylinder support sleeve 5 is seated in the bores 10 and 15 of the upper 2 and lower housing attachment 3. A conventional dry cylinder sleeve 24 is inserted into the support sleeve 5 with the same axis.

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen, aus einem oberen (2) und einem unteren Gehäuseaufsatz (3) bestehenden Zylinderblockes (1), für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem hin- und hergehenden Kolben (35), in dem durch eine Zylinderbüchse (4; 5) begrenzte Kühlräume (8) vorgesehen sind, wobei die Gehäuseaufsätze (2; 3) miteinander verschraubt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäuseaufsätze (2a, 3a; 2b; 3b) jeweils aus einem universell verwendbaren Gußrohteil (2', 3'; 2'', 3'') hergestellt werden, wobei die Außenabmessungen der Gußrohteile (2'; 3'; 2'', 3'') - Höhe (12'; 17'; 12'', 17''), Breite (14', 19'; 14'', 19'') und Tiefe (13', 18'; 13'', 18'') - für den Einsatz mit einem maximalen Kolbenhub (21b) einem minimalen Schubstangenverhältnis λ, welches als Verhältnis des Kurbelradius (Rb) zur Pleuelstangenlänge (Lb) definiert ist, einer maximalen Kompressionshöhe (36b) und einer maximalen Zylinderbohrung (20b), aber die Innendurchmesser (10', 15'; 10'', 15'') der Gußrohteile (2', 3'; 2'', 3'') für eine minimale Zylinderbohrung (20a) ausgelegt werden.Method for producing a multi-part cylinder block (1) consisting of an upper (2) and a lower housing attachment (3), for an internal combustion engine with at least one reciprocating piston (35), in which a cylinder liner (4; 5) limited cooling spaces (8) are provided, the housing attachments (2; 3) being screwed together, characterized in that the housing attachments (2a, 3a; 2b; 3b) each consist of a universally usable casting blank (2 ', 3'; 2 '',3'') are produced, the outer dimensions of the cast raw parts (2'; 3 ';2'',3'') - height (12'; 17 ';12'',17''), width (14 ', 19'; 14 '', 19 '') and depth (13 ', 18'; 13 '', 18 '') - for use with a maximum piston stroke (21b), a minimum connecting rod ratio λ , which is the ratio of the Crank radius (Rb) to the connecting rod length (Lb) is defined, a maximum compression height (36b) and a maximum cylinder bore (20b), but the inner diameter (10 ', 15'; 10 '', 15 '') of the cast raw parts (2 ', 3'; 2 '', 3 '') for a minimal cylinder bore (20a). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen (12', 17'; 12'', 17'') der Gußrohteile (2', 3'; 2'', 3'') durch stirnseites Kürzen an die gewünschten Triebwerksparameter, wie kolbenhub (21), Schubstangenverhältnis λ und Kompressionshöhe (36), angepaßt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heights (12 ', 17'; 12 '', 17 '') of the cast raw parts (2 ', 3'; 2 '', 3 '') by shortening the front can be adapted to the desired engine parameters, such as piston stroke (21), push rod ratio λ and compression height (36). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10', 15'; 10'', 15'') der Gußrohteile (2', 3'; 2'', 3'') durch Aufweiten an den gewünschten Zylinderbüchsendurchmesser (20) angepaßt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the bores (10 ', 15'; 10 '', 15 '') of the cast raw parts (2 ', 3'; 2 '', 3 '') by widening to the desired one Cylinder liner diameter (20) can be adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume (8) der Gußrohteile (2'', 3'') für den oberen (2) und unteren Gehäuseaufsatz (3) für den Einsatz mit maximalem Kolbenhub (21a), minimalem Schubstangenverhältnis λ, maximaler Kompressionshöhe (36b) und minimaler Zylinderbohrung (20a) ausgelegt und durch materialabtragende Bearbeitung der Innenwände (11, 16) der Gehäuseaufsätze (2, 3) an die jeweils gewünschte Kühlwirkung angepaßt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling chambers (8) of the cast raw parts (2 '', 3 '') for the upper (2) and lower housing attachment (3) for use with maximum piston stroke (21a) , minimum connecting rod ratio λ , maximum compression height (36b) and minimum cylinder bore (20a) and can be adapted to the desired cooling effect by machining the inner walls (11, 16) of the housing attachments (2, 3). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume (8) der Gußrohteile (2', 3') für den oberen (2) und unteren Gehäuseaufsatz (3) für den Einsatz mit maximalem Kolbenhub (21b), minimalem Schubstangenverhältnis λ, maximaler Kompressionshöhe (36b) und maximaler Zylinderbohrung (20a) ausgelegt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling spaces (8) of the cast raw parts (2 ', 3') for the upper (2) and lower housing attachment (3) for use with maximum piston stroke (21b), minimal Push rod ratio λ , maximum compression height (36b) and maximum cylinder bore (20a) can be designed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume durch Materialauftragung auf den Innenwänden (11, 16) der Gehäuseaufsätze (2, 3) an die jeweils gewünschte Kühlwirkung angepaßt werden.A method according to claim 5, characterized in that the cooling rooms are adapted to the cooling effect desired in each case by applying material to the inner walls (11, 16) of the housing attachments (2, 3). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume (8) mit Gießharz (9) zumindest teilweise ausgegossen werden.Method according to claim 6, characterized in that the cooling spaces (8) are at least partially cast with casting resin (9). Brennkraftmaschine mit einem unter Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellten mehrteiligen Zylinderblock (1), dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Höhen (12', 17', 12'', 17'') der Gußrohteile (2', 3'; 2'', 3'') an verschiedene Kolbenhübe (21) der Gußrohteil (2', 2'') für den oberen Gehäuseaufsatz (2) im Anschlußbereich (28', 28'') an des Kurbelgehäuse eine kürzbare Schürze (26'; 26''), und der Gußrohteil (3', 3'') für den unteren Gehäuseaufsatz (3) im Flanschbereich (29'; 29'') an den oberen Gehäuseaufsatz (2) einen kürzbaren, annähernd zylindrischen Wandteil (27'; 27'') aufweist.Internal combustion engine with a multi-part cylinder block (1) produced using the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that for adjusting the heights (12 ', 17', 12 '', 17 '') of the cast raw parts (2 ', 3 ';2'',3'') to various piston strokes (21) of the cast raw part (2', 2 '') for the upper housing attachment (2) in the connection area (28 ', 28'') on the crankcase (26 ';26''), and the cast raw part (3', 3 '') for the lower housing attachment (3) in the flange area (29 ';29'') on the upper housing attachment (2) a shortenable, approximately cylindrical wall part (27 ';27''). Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, mit einer trockenen Zylinderbüchse (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse (24) von einer achsgleichen, im Zylinderblock (1) sitzenden Zylinderstützbüchse (5) umgeben ist.Internal combustion engine according to claim 8, with a dry cylinder liner (24), characterized in that the cylinder liner (24) is surrounded by an axially identical cylinder support liner (5) seated in the cylinder block (1).
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