EP1757795A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Publication number
EP1757795A1
EP1757795A1 EP06017095A EP06017095A EP1757795A1 EP 1757795 A1 EP1757795 A1 EP 1757795A1 EP 06017095 A EP06017095 A EP 06017095A EP 06017095 A EP06017095 A EP 06017095A EP 1757795 A1 EP1757795 A1 EP 1757795A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
cylinder head
internal combustion
combustion engine
crankcase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP06017095A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lothar Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutz AG
Original Assignee
Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutz AG filed Critical Deutz AG
Publication of EP1757795A1 publication Critical patent/EP1757795A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P2003/006—Liquid cooling the liquid being oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/028—Cooling cylinders and cylinder heads in series
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having a cylinder having a crankcase, which is covered by a block formed in gas exchange valves and gas exchange channels having cylinder head with insertion of a cylinder head gasket, wherein in each of the cylinders via a connecting rod on a crank shaft mounted in the crankcase cranked piston is movable, wherein the internal combustion engine comprises a cooling system and a lubrication system with an oil pump, and the cooling system has at least one cylinder head ring cooling space directly interacting with a cylinder crankcase space and an overlying cylinder head cooling space.
  • Such an internal combustion engine is from the DE 203 16 124 U1 known.
  • This internal combustion engine has a cylinder head, in which an effective cooling is ensured even at high power output of the internal combustion engine. This is achieved in particular in that a third return line for the cooling medium is arranged approximately parallel to a first and second return line along the cylinder head row.
  • the invention has for its object to provide an internal combustion engine with a high number of identical parts, which can be interpreted for a variety of purposes.
  • This object is achieved in that the cooling system of the internal combustion engine is charged with either water or oil.
  • This solution is based on the finding that an oil-cooled internal combustion engine has the advantage that only a single fuel, namely oil, is present in the internal combustion engine and this fuel is used for the cooling and lubrication of the internal combustion engine.
  • Such an internal combustion engine has the advantage that it can be designed particularly compact with integrated cooling system in the form of an oil cooler and a blower.
  • Another advantage is that only a single fuel needs to be monitored and controlled and, for example, when used in areas prone to frost, no special preservation measures are required when not in use.
  • a water-cooled internal combustion engine has the advantage that with the coolant water due to the lower temperature level than in oil more effective cooling and thus a lower operating temperature of the internal combustion engine is possible. This is advantageous in view of special requirements for low specific fuel consumption and low exhaust emissions. As a result, depending on the purpose, a water-cooled internal combustion engine or an oil-cooled internal combustion engine must be provided. For economic reasons, however, it is not possible for an engine manufacturer to provide two completely differently designed internal combustion engines in one performance class. This problem is solved by the present invention by charging the cooling system of an internal combustion engine either with water or with oil.
  • the internal combustion engine is constructed so that the crankcase cooling chamber, the cylinder head ring cooling chamber and the cylinder head cooling chamber are identical in both cooling versions, while the coolant supply and coolant discharge to these cooling chambers are at least partially the same and optionally only connected differently.
  • the same crankcase and the same cylinder head are used for both cooling versions, the different to be edited.
  • the attachments are the same except for the cooling-specific attachments in both internal combustion engines.
  • Fig. 1 shows the oil-cooled embodiment of the internal combustion engine according to the invention.
  • the internal combustion engine has a crankcase 1, in which a crankshaft is rotatably mounted, are articulated in the exemplary running engine four pistons via connecting rods, which are movable in respective cylinders.
  • the crankcase 1 is on the cylinder side of a cylinder head 2 and the crankshaft side of an oil pan 3 completed.
  • the cylinder head 2 is in turn closed by a valve cover 4 and laterally, a fresh gas manifold 5 and an exhaust manifold 6 are attached to the cylinder head 2, which in turn are interconnected via an exhaust gas turbocharger 7.
  • a starter motor 8 is arranged below the exhaust gas turbocharger 7, the starter pinion can be brought into contact with a flywheel attached to the crankshaft, wherein the flywheel in a SAE flange 9, to which, for example, a transmission can be attached, is arranged.
  • a cover 10 is attached, behind which a drive, for example in the form of a toothed belt, is arranged for a camshaft. Before the cover 10, a pulley 11 is bolted to the crankshaft.
  • the water-cooled internal combustion engine shown in FIG. 2 does not differ at least externally from the oil-cooled internal combustion engine.
  • an oil cooler 12 is mounted in the internal combustion engine according to FIG. 1, through which cooling air is conveyed by a fan 13.
  • the cooling air is also also conveyed past the cylinder head 2 and through channels through the cylinder head 2 through this and occurs on the gas exchange side in the area between the fresh gas manifold 5 and the exhaust manifold 6.
  • the fan 13 is driven by a pulley 14 from the pulley with the involvement of a tension roller 15.
  • FIG. 2 of the V-belt 14 In contrast to the oil-cooled internal combustion engine of FIG. 1 drives in the water-cooled internal combustion engine gem.
  • the V-belt 14 is tensioned via an alternator 17, which is integrated in the fan 13 in the oil-cooled version.
  • an adapter housing 19 is created.
  • the adapter housing 19 extends axially between the water pump 16 and thedebergthermostatgephaseuse 18. As a secondary function, it is used for alternator suspension and for branching a partial flow of the cooling water for engine lubricating oil cooler admission.
  • the cooling circuit of the oil-cooled internal combustion engine is reproduced at least with the essential parts.
  • the coolant enters a first crankcase cooling chamber 21 and is forwarded by the latter into the remaining cylinder crankcase cooling chambers 21.
  • the oil passes through transitions 22 in the cylinder head gasket in cylinder head cooling chambers 23, wherein the oil for intensive cooling of the thermally highly loaded areas by appropriate design of the crankcase cooling chambers 21 and the arrangement and design of the transitions 22 and the connection channels 24 a, 24 b explained below is influenced in the cylinder head gasket with respect to the flow direction and flow rate.
  • the oil is passed through the V-shaped connecting channels 24a, 24b in a cylinder head cooling space 28 and in oil passages 25a, 25b, branching off from the oil passage 25b branch passages 26 for lubricating the moving parts of the valve train.
  • the oil is derived from the oil passages 25a, 25b via the discharge channels 27a, 27b, 27c, 27d on the opposite cylinder head side.
  • the coolant is discharged from the cylinder head cooling space 28 on the cylinder head side opposite the connection channels via a discharge line 29.
  • the discharge line 29 is connected via a transverse line 30 with the discharge channels 27 a, 27 b, 27 c, 27 d and the derived coolant is via a thermostat 31 either in a heat exchanger or directly back into the cooling circuit or Passed oil circuit.
  • the rear crankcase cooling chamber 21 is also connected via a branch line 32 with the discharge line 29.
  • the water-cooled cooling circuit is shown in the essential parts, for better clarity, the cooling circuit and its components in the region of the parting plane crankcase - cylinder head, as shown in Figs. 3a and 3b, are shown spaced apart from each other.
  • the coolant passes water through an end access 21 in the first crankcase cooling chamber 21 and is forwarded by this in the remaining crankcase cooling chambers 21.
  • the water passes through transitions 22 in the cylinder head gasket into the cylinder head cooling chambers 23.
  • the water is used for intensive cooling of the thermally highly stressed areas by appropriate design of the crankcase cooling chambers 21 and the arrangement and formation of the transitions 22 in the cylinder head gasket with respect to the flow direction and Flow rate influenced.
  • the water passes essentially via the transfer openings 33 (1x per cylinder) and in particular for good flow through the cylinder head cooling space 28 existing V-shaped connecting channels 24a and 24b in the cylinder head cooling chamber 28, from which it flows through the same cylinder head end face on the openings
  • the opening 34 can also be dispensed with and the outlet at a directly adjacent core-lock opening 36 on the cylinder longitudinal wall, which is arranged in extension to the outlet opening 35, emerge.
  • the water channel 25 c which is identical to the oil passage 26 b, is supplied with water via supply passages 24 e and 24 f, which correspond to the discharge passages 24 a and 24 c and are in operative connection with the crankcase cooling space 21.
  • the water channel 26c fulfills the function of the valve stem cooling in addition to the oil channel 25b (FIGS. 3a and 3b), not shown here, and it vents the cooling system such that the water discharged via an outlet opening 35 above the opening 34 flows in the direction of the cooling water thermostat.
  • an amount of water for example, 50 liters per minute is promoted in the access 20a.
  • an amount of water for example, 10 liters per minute is conveyed into an oil cooler line, not shown, which extends along the crankcase cooling chambers 21 and feeds an integrated on the internal combustion engine oil cooler. From the oil cooler, the water is supplied via the cylinder head cooling chamber 28 to the cooling water thermostat.
  • the cylinder head cooling space 28 may be arranged over the entire area of the cylinder head floor area.
  • the cylinder head cooling chamber 28 thus has the largest possible cooling surface, which is broken only by the corresponding passages for the gas exchange valves or gas exchange channels and other passages such as for the bumpers for actuating the gas exchange valves.
  • the holder for the casting core can be configured unchanged as in the meandering design, it being sufficient to provide core hole openings 36 on the opposite cylinder head longitudinal sides.
  • the cylinder head cooling space 28 can be made in one piece with the cylinder head ring cooling space 23.
  • the two cooling chambers are formed as far as possible in one piece and this has particular advantages in the production by no further connection channels must be incorporated.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einen Zylinder aufweisenden Kurbelgehäuse, das von einem in Blockbauart ausgebildeten Gaswechselventile und Gaswechselkanäle aufweisenden Zylinderkopf unter Einfügung einer Zylinderkopfdichtung abgedeckt ist, wobei in den Zylindern je ein über ein Pleuel an einer in dem Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle angelenkter Kolben bewegbar ist, wobei die Brennkraftmaschine ein Kühlsystem und ein Schmiersystem mit einer Ölpumpe aufweist, und das Kühlsystem zumindest einen unteren, mit einem Zylinderkurbelgehäuseraum direkt zusammenwirkenden Zylinderkopfringkühlraum und einen darüber liegenden Zylinderkopfkühlraum aufweist.
Erfindungsgemäß wird eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke mit einer hohen Anzahl von Gleichteilen auslegbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Kühlsystem entweder mit Wasser oder mit Öl beschickt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einen Zylinder aufweisenden Kurbelgehäuse, das von einem in Blockbauart ausgebildeten Gaswechselventile und Gaswechselkanäle aufweisenden Zylinderkopf unter Einfügung einer Zylinderkopfdichtung abgedeckt ist, wobei in den Zylindern je ein über ein Pleuel an einer in dem Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle angelenkter Kolben bewegbar ist, wobei die Brennkraftmaschine ein Kühlsystem und ein Schmiersystem mit einer Ölpumpe aufweist, und das Kühlsystem zumindest einen unteren, mit einem Zylinderkurbelgehäuseraum direkt zusammenwirkenden Zylinderkopfringkühlraum und einen darüber liegenden Zylinderkopfkühlraum aufweist.
  • Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 203 16 124 U1 bekannt. Diese Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf auf, bei dem eine effektive Kühlung auch bei hoher Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass eine dritte Rückflussleitung für das Kühlmedium angenähert parallel zu einer ersten und zweiten Rückflussleitung entlang der Zylinderkopfreihe angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einer hohen Anzahl von Gleichteilen bereitzustellen, die für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke auslegbar ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kühlsystem der Brennkraftmaschine entweder mit Wasser oder mit Öl beschickt wird. Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine ölgekühlte Brennkraftmaschine den Vorteil hat, dass nur ein einziger Betriebsstoff, nämlich Öl, in der Brennkraftmaschine vorhanden ist und dieser Betriebsstoff für die Kühlung und die Schmierung der Brennkraftmaschine herangezogen wird. Eine solche Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass diese besonders kompakt mit integriertem Kühlsystem in Form eines Ölkühlers und eines Gebläses konzipiert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass nur ein einziger Betriebsstoff überwacht und kontrolliert werden muss und beispielsweise bei Einsatz in frostgefährdeten Gebieten keine besonderen Konservierungsmaßnahmen bei Nichtgebrauch erforderlich sind. Eine wassergekühlte Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass mit dem Kühlmittel Wasser infolge des niedrigeren Temperaturniveaus als bei Öl eine effektivere Kühlung und damit eine niedrigere Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine möglich ist. Dies ist im Hinblick auf besondere Anforderungen an einen geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgasemissionen vorteilhaft. Im Ergebnis muss je nach Einsatzzweck eine wassergekühlte Brennkraftmaschine oder eine ölgekühlte Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es aber für einen Motorenhersteller nicht möglich, zwei vollkommen unterschiedlich konstruierte Brennkraftmaschinen in einer Leistungsklasse bereitzustellen. Dieses Problem löst die vorliegende Erfindung, indem das Kühlsystem einer Brennkraftmaschine entweder mit Wasser oder mit Öl beschickt wird. Dabei ist die Brennkraftmaschine so konstruiert, dass der Kurbelgehäusekühlraum, der Zylinderkopfringkühlraum und der Zylinderkopfkühlraum bei beiden Kühlversionen gleich ausgebildet sind, während die Kühlmittelzuführung und Kühlmittelabführung zu diesen Kühlräumen zumindest teilweise gleich ausgebildet sind und gegebenenfalls nur unterschiedlich verschaltet sind. Dabei werden für beide Kühlversionen das gleiche Kurbelgehäuse und der gleiche Zylinderkopf verwendet, die unterschiedlich bearbeitet werden. Ebenfalls sind die Anbauteile bis auf die kühlungsspezifischen Anbauteile bei beiden Brennkraftmaschinen gleich. Damit ist für beide Kühlversionen eine höchstmögliche Anzahl von Gleichteilen erreicht, so dass es im Ergebnis möglich ist, eine Brennkraftmaschine in einer Leistungsklasse mit unterschiedlichen Kühlsystemen wirtschaftlich parallel zu fertigen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
    • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Stirnansicht einer ölgekühlten Version der Brennkraftmaschine,
    Fig. 2
    eine perspektivische Stirnansicht einer wassergekühlten Ausführung der gleichen Brennkraftmaschine,
    Fig. 3a Fig. 3b
    perspektivische Ansichten des Ölkreislaufs der ölgekühlten Brennkraftmaschine und
    Fig. 4a Fig. 4b
    perspektivische Ansichten des Kühlkreislaufs der wassergekühlten Brennkraftmaschine.
  • Fig. 1 zeigt die ölgekühlte Ausführung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist ein Kurbelgehäuse 1 auf, in der eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der in der beispielhaft ausgeführten Brennkraftmaschine vier Kolben über Pleuel angelenkt sind, die in entsprechenden Zylindern bewegbar sind. Das Kurbelgehäuse 1 ist zylinderseitig von einem Zylinderkopf 2 und kurbelwellenseitig von einer Ölwanne 3 abgeschlossen. Der Zylinderkopf 2 ist wiederum von einem Ventildeckel 4 verschlossen und seitlich sind an den Zylinderkopf 2 eine Frischgassammelleitung 5 und eine Abgassammelleitung 6 befestigt, die ihrerseits über einen Abgasturbolader 7 miteinander verschaltet sind. Unterhalb des Abgasturbolader 7 ist ein Startermotor 8 angeordnet, dessen Starterritzel mit einem an der Kurbelwelle befestigten Schwungrad in Verbindung gebracht werden kann, wobei das Schwungrad in einem SAE-Flansch 9, an den beispielsweise ein Getriebe befestigt werden kann, angeordnet ist. Auf der vorderen Stirnseite der Brennkraftmaschine ist eine Abdeckvorrichtung 10 befestigt, hinter der ein Antrieb, beispielsweise in Form eines Zahnriemens, für eine Nockenwelle angeordnet ist. Vor der Abdeckvorrichtung 10 ist eine Riemenscheibe 11 mit der Kurbelwelle verschraubt. In den bisher aufgeführten Bauteilen unterscheidet sich die Fig. 2 dargestellte wassergekühlte Brennkraftmaschine zumindest äußerlich nicht von der ölgekühlten Brennkraftmaschine. Seitlich neben dem Zylinderkopf 2 bzw. dem Ventildeckel 4 ist bei der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 ein Ölkühler 12 montiert, durch den von einem Gebläse 13 Kühlluft gefördert wird. Dabei wird die Kühlluft zudem auch an den Zylinderkopf 2 vorbeigefördert und durch Kanäle durch den Zylinderkopf 2 auch durch diesen hindurch und tritt auf der Gaswechselseite im Bereich zwischen der Frischgassammelleitung 5 und der Abgassammelleitung 6 aus. Das Gebläse 13 wird über einen Keilriemen 14 von der Riemenscheibe unter Einschaltung einer Spannrolle 15 angetrieben.
  • Im Unterschied zu der ölgekühlten Brennkraftmaschine nach Fig. 1 treibt bei der wassergekühlten Brennkraftmaschine gem. Fig. 2 der Keilriemen 14 eine Wasserpumpe 16 an, die stirnseitig an dem Kurbelgehäuse 1 und/oder an dem Zylinderkopf 2 angeordnet ist. Gespannt wird der Keilriemen 14 über eine Lichtmaschine 17, die bei der ölgekühlten Version in das Gebläse 13 integriert ist.
  • Eine weitere Ausführung sieht die Übernahme von bei anderen Brennkraftmaschinen vorhandenen Komponenten wie Wasserpumpe 16 und Kühlwasserthermostatgehäuse 18 vor. Damit diese Komponenten ohne Änderungen eingebaut werden können, wird ein Adaptergehäuse 19 geschaffen. Das Adaptergehäuse 19 erstreckt sich axial zwischen der Wasserpumpe 16 und dem Kühlwasserthermostatgehäuse 18. Als Nebenfunktion dient es zur Lichtmaschinenaufhängung und zum Abzweig eines Teilstroms vom Kühlwasser zur Motorschmierölkühlerbeaufschlagung.
  • In den Fig. 3a und 3b ist der Kühlkreislauf der ölgekühlten Brennkraftmaschine zumindest mit den wesentlichen Teilen wiedergegeben. Über einen Zugang 20 gelangt das Kühlmittel in einen ersten Kurbelgehäusekühlraum 21 und wird von diesem in die übrigen Zylinderkurbelgehäusekühlräume 21 weitergeleitet. Von den Zylinderkurbelgehäusekühlräumen 21 gelangt das Öl über Übergänge 22 in der Zylinderkopfdichtung in Zylinderkopfringkühlräume 23, wobei das Öl zur intensiven Kühlung der thermisch hoch belasteten Bereiche durch entsprechende Ausgestaltung der Kurbelgehäusekühlräume 21 und die Anordnung und Ausbildung der Übergänge 22 und der nachfolgend erläuterten Verbindungskanäle 24a, 24b in der Zylinderkopfdichtung bezüglich der Fließrichtung und Fließmenge beeinflusst wird. Von dem vorderen endseitigen Zylinderkopfringkühlraum 23 wird das Öl über die V-förmig angeordneten Verbindungskanäle 24a, 24b in einen Zylinderkopfkühlraum 28 und in Ölkanäle 25a, 25b geleitet, wobei von dem Ölkanal 25b Stichkanäle 26 zur Schmierung der bewegten Teile des Ventiltriebs abzweigen. Abgeleitet wird das Öl aus den Ölkanälen 25a, 25b über die Ableitkanäle 27a, 27b, 27c, 27d auf der gegenüberliegenden Zylinderkopfseite. Das Kühlmittel wird aus dem Zylinderkopfkühlraum 28 auf der zu den Verbindungskanälen gegenüberliegenden Zylinderkopfseite über eine Abführleitung 29 abgeleitet. Die Abführleitung 29 ist über eine Querleitung 30 mit den Ableitkanälen 27a, 27b, 27c, 27d verbunden und das abgeleitete Kühlmittel wird über eine Thermostateinrichtung 31 entweder in einen Wärmetauscher oder wieder direkt in den Kühlkreislauf beziehungsweise Ölkreislauf geleitet. Der hintere Kurbelgehäusekühlraum 21 ist über eine Stichleitung 32 ebenfalls mit der Abführleitung 29 verschaltet.
  • In den Fig. 4a und 4b ist der wassergekühlte Kühlkreislauf in den wesentlichen Teilen dargestellt, wobei zur besseren Übersichtlichkeit der Kühlkreislauf bzw. dessen Komponenten im Bereich der Trennebene Kurbelgehäuse - Zylinderkopf, wie schon in den Fig. 3a und 3b, beabstandet voneinander dargestellt sind.
  • Von der nicht dargestellten Wasserpumpe gelangt das Kühlmittel Wasser über einen stirnseitigen Zugang 21 in den ersten Kurbelgehäusekühlraum 21 und wird von diesem in die übrigen Kurbelgehäusekühlräume 21 weitergeleitet.
  • Von den Zylinderkurbelgehäusekühlräumen 21 gelangt das Wasser über Übergänge 22 in der Zylinderkopfdichtung in die Zylinderkopfringkühlräume 23. Das Wasser wird zur intensiven Kühlung der thermisch hoch belasteten Bereiche durch entsprechende Ausgestaltung der Kurbelgehäusekühlräume 21 und die Anordnung und Ausbildung der Übergänge 22 in der Zylinderkopfdichtung bezüglich der Fließrichtung und Fließmenge beeinflusst.
  • Von dem Zylinderkopfringkühlraum 21 gelangt das Wasser im Wesentlichen über die Übertrittsöffnungen 33 (1x pro Zylinder) und insbesondere zur guten Durchströmung des Zylinderkopfkühlraums 28 vorhandene V-förmig aufsteigende Verbindungskanäle 24a und 24b in den Zylinderkopfkühlraum 28, aus dem es nach Durchströmung desselben zylinderkopfstirnseitig über die Öffnungen 34 und 35 in Richtung eines Kühlwasserthermostatgehäuses 36. Alternativ kann die Öffnung 34 auch entfallen und der Austritt an einer direkt benachbarten Kernlocköffnung 36 auf der Zylinderlängswand, die in Verlängerung zu der Austrittsöffnung 35 angeordnet ist, austreten.
  • Der Wasserkanal 25c, der identisch zu dem Ölkanal 26b ist, wird über Zuleitkanäle 24e und 24f, die den Ableitkanälen 24a und 24c entsprechen und hier mit dem Kurbelgehäusekühlraum 21 in Wirkverbindung stehen, mit Wasser versorgt.
  • Der Wasserkanal 26c erfüllt in Ergänzung zu dem hier nicht dargestellten Ölkanal 25b (Figuren 3a und 3b) die Funktion der Ventilschaftkühlung und er entlüftet das Kühlsystem dergestalt, dass das über eine Austrittsöffnung 35 oberhalb der Öffnung 34 abgeleitete Wasser in Richtung Kühlwasserthermostat fließt.
  • Von der Wasserpumpe wird eine Wassermenge von beispielsweise 50 Liter pro Minute in den Zugang 20a gefördert. Zusätzlich wird eine Wassermenge von beispielsweise 10 Liter pro Minute in eine nicht dargestellte Ölkühlerleitung gefördert, die entlang den Kurbelgehäusekühlräumen 21 verläuft und einen an der Brennkraftmaschine integrierten Ölkühler beschickt. Von dem Ölkühler wird das Wasser über den Zylinderkopfkühlraum 28 dem Kühlwasserthermostat zugeführt.
  • In alternativer Ausgestaltung kann der Zylinderkopfkühlraum 28 flächendeckend über dem Zylinderkopfbodenbereich angeordnet sein. In dieser Ausführung hat der Zylinderkopfkühlraum 28 also die größtmögliche Kühlfläche, die nur durch die entsprechenden Durchtritte für die Gaswechselventile beziehungsweise Gaswechselkanäle sowie sonstigen Durchtritte wie beispielsweise für die Stoßstangen zur Betätigung der Gaswechselventile durchbrochen ist. Die Halterung für den Gießkern kann unverändert wie bei der meanderförmigen Ausbildung ausgestaltet sein, wobei es ausreichend ist, auf den gegenüberliegenden Zylinderkopflängsseiten Kernlochöffnungen 36 vorzusehen.
  • Weiterhin kann der Zylinderkopfkühlraum 28 einteilig mit dem Zylinderkopfringkühlraum 23 ausgeführt. Bei dieser Ausgestaltung sind die beiden Kühlräume so weit wie möglich einteilig ausgebildet und dies hat insbesondere bei der Herstellung Vorteile, indem keine weiteren Verbindungskanäle eingearbeitet werden müssen.
  • Bezugszeichen
    • 1
    Kurbelgehäuse
    2
    Zylinderkopf
    3
    Ölwanne
    4
    Ventildeckel
    5
    Frischgassammelleitung
    6
    Abgassammelleitung
    7
    Abgasturbolader
    8
    Startermotor
    9
    SAE-Flansch
    10
    Abdeckvorrichtung
    11
    Riemenscheibe
    12
    Ölkühler
    13
    Gebläse
    14
    Keilriemen
    15
    Spannrolle
    16
    Wasserpumpe
    17
    Lichtmaschine
    18
    Kühlwasserthermostatgehäuse
    19
    Adaptergehäuse
    20, 20a
    Zugang
    21
    Kurbelgehäusekühlraum
    22
    Übergang
    23
    Zylinderkopfringkühlraum
    24a, 24b
    Verbindungskanal
    25a, 25b
    Ölkanal
    25c
    Wasserkanal
    26
    Stichkanal
    27a, 27b, 27c, 27d
    Ableitkanal
    27e, 27f
    Zuleitkanal
    28
    Zylinderkopfkühlraum
    29
    Abführleitung
    30
    Querleitung
    31
    Thermostateinrichtung
    32
    Stichleitung
    33
    Übertrittsöffnung
    34
    Öffnung
    35
    Austrittsöffnung
    36
    Kernlochöffnung

Claims (4)

  1. Brennkraftmaschine mit einen Zylinder aufweisenden Kurbelgehäuse, das von einem in Blockbauart ausgebildeten Gaswechselventile und Gaswechselkanäle aufweisenden Zylinderkopf unter Einfügung einer Zylinderkopfdichtung abgedeckt ist, wobei in den Zylindern je ein über ein Pleuel an einer in dem Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle angelenkter Kolben bewegbar ist, wobei die Brennkraftmaschine ein Kühlsystem und ein Schmiersystem mit einer Ölpumpe aufweist, und das Kühlsystem zumindest einen unteren, mit einem Zylinderkurbelgehäuseraum direkt zusammenwirkenden Zylinderkopfringkühlraum und einen darüber liegenden Zylinderkopfkühlraum aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem entweder mit Wasser oder Öl beschickt wird.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelgehäusekühlraum (21), der Zylinderkopfringkühlraum (23) und der Zylinderkopfkühlraum (28) bei beiden Kühlversionen gleich ausgebildet sind, während die Kühlmittelzuführungen und Kühlmittelabführungen zumindest teilweise gleich ausgeführt sind und gegebenenfalls unterschiedlich verschaltet sind.
  3. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass für beide Kühlversionen das gleiche Kurbelgehäuse (1) und der gleiche Zylinderkopf (2) verwendet werden, die unterschiedlich bearbeitet werden.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anbauteile bis auf die kühlungsspezifischen Anbauteile bei beiden Brennkraftmaschinen gleich sind.
EP06017095A 2005-08-27 2006-08-17 Brennkraftmaschine Ceased EP1757795A1 (de)

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