EP3183443B1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Publication number
EP3183443B1
EP3183443B1 EP15732535.8A EP15732535A EP3183443B1 EP 3183443 B1 EP3183443 B1 EP 3183443B1 EP 15732535 A EP15732535 A EP 15732535A EP 3183443 B1 EP3183443 B1 EP 3183443B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow chamber
cylinder head
fluid
cylinder
internal combustion
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.)
Not-in-force
Application number
EP15732535.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3183443A1 (de
Inventor
Gordon Röttger
Lukas MUR
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi 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 Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3183443A1 publication Critical patent/EP3183443A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3183443B1 publication Critical patent/EP3183443B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • 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
    • 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 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder, which is associated with at least one inlet valve and at least one outlet valve, and with a water jacket associated with the cylinder for cooling a crankcase and a cylinder head of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine serves, for example, to provide a drive torque, in particular for a motor vehicle. It has at least one cylinder in which a piston is arranged to be displaceable in the axial direction with respect to a longitudinal central axis of the cylinder.
  • the piston closes with the cylinder or a cylinder wall, a combustion chamber in which during operation of the internal combustion engine fuel and an oxidizer, preferably oxygen, in particular atmospheric oxygen, introduced and burned.
  • the introduction of the oxidizer and / or a mixture of the fuel and the oxidizer takes place through the at least one inlet valve, which is assigned to the cylinder, in particular the combustion chamber for this purpose.
  • the at least one exhaust valve is provided, which is likewise assigned to the cylinder, in particular the combustion chamber.
  • the cylinder is at least partially in the crankcase. In particular, it is delimited by the cylinder head of the internal combustion engine in at least one direction, in particular on the side of the combustion chamber facing away from the piston.
  • both the crankcase and the engine heat up Cylinder head.
  • the water jacket is provided.
  • a fluid in particular a coolant.
  • This is conveyed through the water jacket, so that the fluid can absorb and dissipate heat from the crankcase and the cylinder head, in particular in the direction of a heat exchanger, in particular a main radiator of the internal combustion engine.
  • the publication DE 10 2009 008 237 A1 known. This relates to an internal combustion engine with a liquid-cooled cylinder head, which encloses at least one upper coolant space and at least one lower coolant space. In order to facilitate the production of the cylinder head, it is proposed that the upper coolant space and the lower coolant space are completely separated within the cylinder head.
  • the water jacket in the crankcase having a first crankcase flow chamber and a second crankcase flow chamber, which surround the cylinder in the circumferential direction in each case partially, that the water jacket in the cylinder head has a first cylinder head flow chamber and a second cylinder head flow chamber, which overlap the cylinder respectively, wherein the first cylinder head flow chamber is disposed between the cylinder and the second cylinder head flow chamber in the axial direction, and the first cylinder head flow chamber has at least one fluid inlet and is connected to the first crankcase flow chamber via at least one first fluid line, the first crankcase flow chamber communicating with the first crankcase flow chamber second cylinder head flow chamber is connected, which is connected via a third fluid line to the second crankcase flow chamber, u and wherein the second crankcase flow chamber has at least one fluid outlet.
  • the water jacket has in this respect a plurality of flow chambers, namely the at least one first crankcase flow chamber, the at least one second crankcase flow chamber, the at least one first cylinder head flow chamber and the at least one second cylinder head flow chamber.
  • These flow chambers are in the Crankcase or the cylinder head arranged in a certain way.
  • the first crankcase flow chamber and the second crankcase flow chamber surround the cylinder in the circumferential direction - in each case in regions, relative to a longitudinal center axis of the cylinder.
  • the crankcase flow chambers are opposite each other with respect to the longitudinal central axis of the cylinder to which they are associated, in particular diametrically opposite.
  • the first crankcase flow chamber and / or the second crankcase flow chamber may be adapted to a profile of a cylinder wall of the cylinder, in particular thus be curved in the circumferential direction with respect to the longitudinal central axis.
  • the first crankcase flow chamber and / or the second crankcase flow chamber have, for example, the same distance from the cylinder wall and / or the longitudinal central axis at at least two points spaced apart from one another in the circumferential direction. This applies particularly preferably for the entire extent of the respective flow chamber in the circumferential direction, but preferably at least over a proportion of at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% or at least 95%.
  • the first crankcase flow chamber and the second crankcase flow chamber may be arranged overlapping at least regionally, preferably completely, so that they are present at least in regions at the same axial position.
  • the two cylinder head flow chambers that is, the first cylinder head flow chamber and the second cylinder head flow chamber, respectively overlap the cylinder and are in the axial direction with respect to the longitudinal center axis of the cylinder Seen spaced from the cylinder or the combustion chamber.
  • the (imaginary) longitudinal center axis of the cylinder passes through the first cylinder head flow chamber and / or the second cylinder head flow chamber.
  • the cylinder head flow chambers are formed in the cylinder head or associated therewith.
  • the first cylinder head flow chamber is closer to the cylinder or the combustion chamber in the axial direction than the second cylinder head flow chamber.
  • the first cylinder head flow chamber is so far between the cylinder and the second cylinder head flow chamber.
  • the first cylinder head flow chamber and the second cylinder head flow chamber completely overlap the cylinder in the lateral direction.
  • the water jacket has the fluid inlet and the fluid outlet.
  • the fluid inlet is associated with or flows into the first cylinder head flow chamber.
  • the fluid inlet can be connected to a fluid channel, in particular a fluid supply channel, which is formed at least partially in the crankcase, for example.
  • the fluid outlet is assigned to or connected to the second crankcase flow chamber.
  • the crankcase flow chambers and the cylinder head flow chambers are now fluidly connected to each other by means of a plurality of fluid lines.
  • the first fluid passage is present between the first cylinder head flow chamber and the first crankcase flow chamber.
  • the first fluid line preferably opens out of the first cylinder-head flow chamber on a side of the first cylinder-head flow chamber facing away from the fluid inlet.
  • the first crankcase flow chamber is in turn connected to the second cylinder head flow chamber via the second fluid line.
  • the second fluid conduit preferably empties from the first crankcase flow chamber at a distance from an opening of the first fluid conduit into the first crankcase flow chamber.
  • the second cylinder-head flow chamber is finally connected to the second crankcase flow chamber via the third fluid line, wherein the third fluid line preferably ends at a distance from an opening of the second fluid line into the second cylinder head flow chamber from the second cylinder head flow chamber, in particular opposite one another.
  • the second crankcase flow chamber has the fluid outlet through which the fluid can flow out of the water jacket.
  • the third fluid line opens into the second crankcase flow chamber at a distance from the fluid outlet, for example opposite one another.
  • At least along a main flow path of the fluid through the water jacket, along which a majority of the fluid, preferably at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or at least 95% of the fluid flows, are the first cylinder head flow chamber and the second cylinder head flow chamber fluidly connected serially, ie in series. Accordingly, in the two cylinder head flow chambers in comparison to a parallel connection of the two chambers very high flow velocities, because the fluid is not or at most slightly divided. This means that in the two cylinder head flow chambers, a high flow velocity and thus a high turbulence intensity prevails. This results in a high heat transfer coefficient, so that the heat can be removed at least from the cylinder head particularly efficiently by means of the fluid.
  • the first crankcase flow chamber is flow-connected to the second crankcase flow chamber via a connecting line.
  • the first crankcase flow chamber is not fluidly connected to the second crankcase flow chamber via the second cylinder head flow chamber, but additionally via the connection line.
  • the first-mentioned flow connection continues to represent the main flow path of the fluid through the water jacket, while the connecting line is flowed through by a smaller proportion of the fluid, for example of at most 50%, at most 40%, at most 30%, at most 20%, at most 10% or at most 5% of the fluid entering the water jacket through the fluid inlet.
  • the fluid inlet has a plurality of fluid inlet lines, wherein in each case two of the fluid inlet lines are arranged on both sides of the third fluid line.
  • the first cylinder head flow chamber is thus not only supplied with fluid via a single fluid inlet line, it being understood that this may also be provided. Rather, the plurality of fluid inlet lines should preferably be present, which open in particular opposite the first fluid line into the first cylinder head flow chamber.
  • the fluid inlet lines are now arranged such that two of them in each case receive the third fluid line between them.
  • an imaginary plane intersects at least two of the fluid inlet lines and the third fluid line. Particularly preferably, the imaginary plane accommodates both a region of the longitudinal center axes of the two fluid inlet lines and a region of the longitudinal central axis of the third fluid line.
  • a development of the invention provides that at least two first fluid lines and / or at least two second fluid lines are provided.
  • the above-described first fluid line is so far not available as the only first fluid line, which of course may also be the case.
  • a preferred further embodiment of the invention provides that the second fluid lines are arranged between the first fluid lines.
  • This is to be understood in particular as meaning that an imaginary plane intersects the second fluid lines as well as the first fluid lines at least in regions, wherein the second fluid lines are arranged on the inside and the first fluid lines are arranged on the outside.
  • the longitudinal center axes of the second fluid lines and the longitudinal center axes of the first fluid lines are each at least partially in the imaginary plane.
  • the second fluid lines and the first fluid lines are arranged mirror-symmetrically relative to one another with respect to a further imaginary plane, so that the two first fluid lines each have the same distance from the further imaginary plane. This is preferably also the case for the second fluid lines.
  • the first fluid line opens from a side facing the cylinder head or on a side facing away from the cylinder head into the first crankcase flow chamber.
  • the first fluid line opens into that side of the first crankcase flow chamber which faces the cylinder head.
  • the first fluid conduit initially passes around the first crankcase flow chamber to subsequently open into it from the side remote from the cylinder head.
  • the first fluid line opens into the first crankcase flow chamber on the same side as the second one Fluid line.
  • the opposite is the case, so that therefore opens the first fluid line on the opposite side of the mouth of the second fluid line in the first crankcase flow chamber.
  • a development of the invention provides that the second fluid line emanates from a cylinder head facing side of the first crankcase flow chamber. On such a configuration has already been mentioned above.
  • At least one vent line is formed between the first cylinder-head flow chamber and the second cylinder-head flow chamber.
  • the two cylinder head flow chambers are in this respect not flow-connected exclusively via the first crankcase flow chamber, whereby the main flow path continues to run therethrough.
  • the vent line only a small part of the fluid entering the water jacket through the fluid inlet can pass from the first cylinder head flow chamber into the second cylinder head flow chamber, preferably at most 25%, at most 20%, at most 15%, at most 10%, at most 5%, at most 2.5% or at most 1%.
  • the vent line opens out of the first cylinder head flow chamber opposite the first cylinder head flow chamber with respect to the first cylinder head flow chamber.
  • a longitudinal center axis of the vent line coincides with a longitudinal central axis of the first fluid line.
  • the flow cross section of the vent line is significantly smaller than the flow cross section of the first fluid line according to the above statements.
  • vent line It is preferably at most 1%, at most 2.5%, at most 5%, at most 10%, at most 15%, at most 20% or at most 25% of the flow cross-section of the first fluid line.
  • a separate vent line is assigned to each first fluid line, so that in this respect the number of vent lines preferably corresponds to the number of first fluid lines.
  • annular cooling channel for cooling the intake valve or the exhaust valve, at least one annular cooling passage is provided, which is connected on the one hand to the first cylinder head flow chamber and on the other hand to the second fluid line.
  • the annular cooling channel is preferably in the form of a circular channel, particularly preferably as a closed circular channel.
  • the annular cooling channel runs around the inlet valve or the outlet valve at least in regions.
  • there may be a plurality of annular cooling channels wherein preferably each inlet valve and / or each outlet valve is associated with such a ring cooling channel and engages around the corresponding valve.
  • the annular cooling channel is fluidically connected on the one hand to the first cylinder head flow chamber and the other to the second fluid line. Due to the special configuration with the substantially serial flow through the two cylinder head flow chambers, a high pressure difference exists between the first cylinder head flow chamber and the second fluid line, so that an efficient flow through the annular cooling channel is ensured.
  • the first cylinder head flow chamber is so far essentially provided for cooling the intake valve and / or the exhaust valve, while the second cylinder head flow chamber can ensure cooling of the line connected to the respective valve.
  • the first cylinder head flow chamber is configured such that it completely surrounds the inlet valve or the outlet valve, particularly preferably both separately in the circumferential direction. The same can be the case for the second cylinder flow chamber and the at least one line.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1 with at least one cylinder 2, which is merely indicated here.
  • the internal combustion engine 1 has a water jacket 3 assigned to the cylinder 2, which is used for cooling a crankcase (indicated by the arrow 4) and a cylinder head (indicated by the arrow 5).
  • the cylinder 2 is characterized by a longitudinal central axis 6, which points in the direction of its greatest longitudinal extent.
  • the cylinder 2 is preferably configured cylindrically with respect to the longitudinal central axis 6.
  • the water jacket 3 has a plurality of flow chambers, namely a first cylinder head flow chamber 7, a first crankcase flow chamber 8, a second cylinder head flow chamber 9 and a second crankcase flow chamber 10. Furthermore, a flow chamber 11, which is present for example as a ring cooling channel, and / or a web flow chamber 12, which between two cylinders 2 is arranged at least partially, are present. However, both the flow chamber 11 and the web flow chamber 12 are optional.
  • the first cylinder-head flow chamber 7 has a fluid inlet 13, via which the first cylinder-head flow chamber 7 is connected to a fluid channel 14. From the first Cylinder head flow chamber 7 assumes a first fluid line 15, which opens into the first crankcase flow chamber 8. This is fluidly connected via a second fluid line 16 with the second cylinder head flow chamber 9, from which in turn emanates a third fluid line 17, which opens into the second crankcase flow chamber 10. The latter also has a fluid outlet 18, via which the second crankcase flow chamber 10 is connected to a fluid channel 19. Both the fluid channel 14 and the fluid channel 19 may be formed at least partially in the crankcase.
  • the flow chamber 11 is connected on the one hand to the first cylinder head flow chamber 7 and on the other hand to the second fluid line 16.
  • the flow chamber 11 is used in particular for cooling an intake valve and / or an exhaust valve of the internal combustion engine 1.
  • the fluid inlet 13 has a plurality of fluid inlet line 21 through which the water jacket 3 in the direction of the arrows 22, a fluid, in particular a cooling fluid, can be supplied.
  • a fluid in particular a cooling fluid
  • two of the fluid inlet lines 21 are preferably arranged on both sides of the third fluid line 17.
  • the fluid can flow into the first cylinder head flow chamber 7 and flow through it in the direction of the arrow 23.
  • the fluid passes according to the arrow 24 through the first fluid line 15 into the first crankcase flow chamber 8 and starting from this according to the arrow 25 through the second fluid line 16 in the second Zylinderkopfströmungshunt 9. This flows through it in the direction of arrow 26.
  • it passes through the third fluid line 17 into the second crankcase flow chamber 10 and can escape from this through the fluid outlet 18 and as indicated by the arrow 27 from the water jacket 3.
  • first fluid lines 15 are present.
  • second fluid lines 16 are provided, which is not readily apparent here.
  • a connecting line 28 is provided, via which the first crankcase flow chamber 8 is flow-connected to the second crankcase flow chamber 10.
  • the web flow chamber 12 is present in the connecting line 28 or corresponds to this.
  • FIG. 3 shows a detailed view of the first cylinder head flow chamber 7. It is clear that they are formed such that they have openings 29 for the intake valve and / or the exhaust valve, in the embodiment shown here for two intake valves and two exhaust valves. In addition, a further opening 30 is formed for a cylinder 2 associated spark plug.
  • FIG. 4 shows a representation of the crankcase flow chambers 8 and 10 in a first embodiment.
  • two second fluid lines 16 are present analogously to the first two fluid lines 15.
  • the first fluid lines 15 open on the same side into the first crankcase flow chamber 8, on which the second fluid lines 16 open out of this.
  • the two crankcase flow chambers 8 and 10 respectively surround the cylinder 2 (not visible here) in the circumferential direction with respect to the longitudinal central axis 6 at least in regions.
  • FIG. 5 shows the crankcase flow chambers 8 and 10 in a second embodiment. Reference is made to the above statements regarding the first embodiment. The only difference to this is that the first fluid lines 15 open on one side in the first crankcase flow chamber 8, which faces away from the side relative to the first crankcase flow chamber 8, on which the second fluid lines 16 from this.
  • FIG. 6 shows the second cylinder head flow chamber 9 in a detailed view. Attention is drawn to the above statements.
  • FIG. 7 shows a view of the water jacket 3 in the direction of the longitudinal center axis 6.
  • a plurality of flow chambers 11 are provided, which are each designed as a ring cooling channel.
  • the flow chambers 11 each surround a valve of the internal combustion engine 1, for example, either the intake valves or the exhaust valves.
  • each of the valves of the cylinder 2 may be associated with such a flow chamber 11.
  • Each flow chamber 11 is flow-connected via a first connecting line 31 to the first cylinder head flow chamber 7 and via a second connecting line 32 to the second fluid line 16.
  • a plurality of connecting lines 28 are provided. These may be present, for example, in the form of the web flow chamber 12 already mentioned above, and to this extent serve for web cooling of a web present between the cylinder 2 and adjacent cylinders.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, dem zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil zugeordnet sind, und mit einem dem Zylinder zugeordneten Wassermantel zur Kühlung eines Kurbelgehäuses und eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine.
  • Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise dem Bereitstellen eines Antriebsmoments, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Sie weist wenigstens einen Zylinder auf, in welchem ein Kolben in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Zylinders verlagerbar angeordnet ist. Der Kolben schließt mit dem Zylinder beziehungsweise einer Zylinderwand einen Brennraum ein, in welchen während des Betriebs der Brennkraftmaschine Kraftstoff sowie ein Oxidator, vorzugsweise Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff, eingebracht und verbrannt werden.
  • Das Einbringen des Oxidators und/oder eines Gemischs aus dem Kraftstoff und dem Oxidator erfolgt durch das zumindest eine Einlassventil, welches zu diesem Zweck dem Zylinder, insbesondere dem Brennraum, zugeordnet ist. Zum Ausbringen von bei der Verbrennung entstehenden Abgasen ist das zumindest eine Auslassventil vorgesehen, welches ebenfalls dem Zylinder, insbesondere dem Brennraum, zugeordnet ist. Der Zylinder liegt wenigstens bereichsweise in dem Kurbelgehäuse vor. Insbesondere wird er in wenigstens eine Richtung, insbesondere auf der dem Kolben abgewandten Seite des Brennraums, von dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine begrenzt.
  • Bedingt durch während der Verbrennung des Kraftstoffs in dem Zylinder entstehende Wärme erwärmen sich sowohl das Kurbelgehäuse als auch der Zylinderkopf. Um die Temperatur dieser Bauteile der Brennkraftmaschine innerhalb zulässiger Grenzen zu halten, ist der Wassermantel vorgesehen. In diesem befindet sich ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel. Dieses wird durch den Wassermantel hindurchgefördert, sodass das Fluid Wärme aus dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf aufnehmen und abführen kann, insbesondere in Richtung eines Wärmetauschers, insbesondere eines Hauptkühlers der Brennkraftmaschine.
    Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2009 008 237 A1 bekannt. Diese betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf, der mindestens einen oberen Kühlmittelraum und mindestens einen unteren Kühlmittelraum umschließt. Um die Herstellung des Zylinderkopfs zu erleichtern, wird vorgeschlagen, dass der obere Kühlmittelraum und der untere Kühlmittelraum innerhalb des Zylinderkopfs vollständig voneinander getrennt sind.
  • Der Stand der Technik zeigt weiterhin die Druckschrift DE 10 2010 041 869 A1 . Diese beschreibt einen flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, in dem sich ein Kühlmittelkanal weitgehend von einer Einlassseite zu einer Auslassseite des Zylinderkopfs erstreckt. Dabei ist ein zweiter Kühlmittelkanal vorgesehen, der geodätisch über oder unter dem Kühlmittelkanal angeordnet ist, der sich weitgehend von der Einlassseite zu der Auslassseite des Zylinderkopfs erstreckt, wobei der Kühlmittelkanal und der zweite Kühlmittelkanal von einer geodätisch zwischen ihnen angeordneten Trennwand voneinander getrennt sind. Auf diese Art und Weise soll eine sehr gute zwangsgeführte und flache Heißzonenströmung dargestellt und zudem durch den geteilten Kühlmittelraum eine sehr hohe Strukturfestigkeit des Zylinderkopfes erreicht werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere einen hohen Wärmeübergang in das Fluid, beispielsweise durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten an zu kühlenden Stellen, bei gleichzeitig geringem Druckverlust ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass der Wassermantel in dem Kurbelgehäuse eine erste Kurbelgehäuseströmungskammer und eine zweite Kurbelgehäuseströmungskammer aufweist, die den Zylinder in Umfangsrichtung jeweils bereichsweise umgreifen, dass der Wassermantel in dem Zylinderkopf über eine erste Zylinderkopfströmungskammer und eine zweite Zylinderkopfströmungskammer verfügt, die den Zylinder jeweils übergreifen, wobei die erste Zylinderkopfströmungskammer in axialer Richtung zwischen dem Zylinder und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer angeordnet ist, und dass die erste Zylinderkopfströmungskammer über wenigstens einen Fluideinlass verfügt und über zumindest eine erste Fluidleitung mit der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer verbunden ist, wobei die erste Kurbelgehäuseströmungskammer über eine zweite Fluidleitung mit der zweiten Zylinderkopfströmungskammer verbunden ist, die über eine dritte Fluidleitung an die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer angeschlossen ist, und wobei die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer über wenigstens einen Fluidauslass verfügt.
  • Der Wassermantel weist insoweit mehrere Strömungskammern auf, nämlich die wenigstens eine erste Kurbelgehäuseströmungskammer, die wenigstens eine zweite Kurbelgehäuseströmungskammer, die wenigstens eine erste Zylinderkopfströmungskammer sowie die wenigstens eine zweite Zylinderkopfströmungskammer. Diese Strömungskammern sind in dem Kurbelgehäuse beziehungsweise dem Zylinderkopf auf bestimmte Art und Weise angeordnet. So umgreifen die erste Kurbelgehäuseströmungskammer und die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer den Zylinder in Umfangsrichtung - bezogen auf eine Längsmittelachse des Zylinders - jeweils bereichsweise. Beispielsweise liegen sich die Kurbelgehäuseströmungskammern dabei einander bezüglich der Längsmittelachse des Zylinders, welchem sie zugeordnet sind, gegenüber, insbesondere diametral gegenüber.
  • Die erste Kurbelgehäuseströmungskammer und/oder die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer können an einen Verlauf einer Zylinderwand des Zylinders formangepasst sein, insbesondere also in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse gekrümmt sein. Die erste Kurbelgehäuseströmungskammer und/oder die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer weisen dabei beispielsweise an wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Punkten denselben Abstand von der Zylinderwand und/oder der Längsmittelachse auf. Besonders bevorzugt gilt dies für die gesamte Erstreckung der jeweiligen Strömungskammer in Umfangsrichtung, vorzugsweise zumindest jedoch über einen Anteil von wenigstens 50 %, wenigstens 60 %, wenigstens 70 %, wenigstens 80 %, wenigstens 90 % oder wenigstens 95 %. In axialer Richtung gesehen können die erste Kurbelgehäuseströmungskammer und die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, überlappend angeordnet sein, also zumindest bereichsweise an derselben Axialposition vorliegen.
  • Die beiden Zylinderkopfströmungskammern, also die erste Zylinderkopfströmungskammer und die zweite Zylinderkopfströmungskammer, übergreifen den Zylinder jeweils, und sind dazu in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse des Zylinders gesehen von dem Zylinder beziehungsweise dem Brennraum beabstandet angeordnet. Vorzugsweise verläuft die (gedachte) Längsmittelachse des Zylinders durch die erste Zylinderkopfströmungskammer und/oder die zweite Zylinderkopfströmungskammer.
  • Die Zylinderkopfströmungskammern sind in dem Zylinderkopf ausgebildet beziehungsweise diesem zugeordnet. Die erste Zylinderkopfströmungskammer ist dem Zylinder beziehungsweise dem Brennraum in axialer Richtung näher als die zweite Zylinderkopfströmungskammer. Die erste Zylinderkopfströmungskammer liegt insoweit zwischen dem Zylinder und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer vor. Vorzugsweise übergreifen die erste Zylinderkopfströmungskammer und die zweite Zylinderkopfströmungskammer den Zylinder in lateraler Richtung vollständig.
  • Der Wassermantel weist den Fluideinlass und den Fluidauslass auf. Der Fluideinlass ist der ersten Zylinderkopfströmungskammer zugeordnet beziehungsweise mündet in diese ein. Auf seiner der ersten Zylinderkopfströmungskammer abgewandten Seite kann der Fluideinlass an einen Fluidkanal, insbesondere einen Fluidzuführkanal, angeschlossen sein, welcher beispielsweise in dem Kurbelgehäuse wenigstens bereichsweise ausgebildet ist. Der Fluidauslass ist dagegen der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer zugeordnet beziehungsweise an diese angeschlossen. Bevorzugt liegt auf der der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer abgewandten Seite des Fluidauslasses ebenfalls ein Fluidkanal vor, welcher jedoch als Fluidabführkanal ausgestaltet ist. Dieser Fluidkanal kann ebenfalls wenigstens bereichsweise in dem Kurbelgehäuse ausgebildet sein.
  • Die Kurbelgehäuseströmungskammern und die Zylinderkopfströmungskammern sind nun mittels mehrerer Fluidleitungen miteinander strömungsverbunden. So liegt zwischen der ersten Zylinderkopfströmungskammer und der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer die erste Fluidleitung vor. Dabei mündet die erste Fluidleitung vorzugsweise auf einer dem Fluideinlass abgewandten Seite der ersten Zylinderkopfströmungskammer aus dieser aus. Die erste Kurbelgehäuseströmungskammer ist ihrerseits über die zweite Fluidleitung mit der zweiten Zylinderkopfströmungskammer verbunden. Die zweite Fluidleitung mündet vorzugsweise beabstandet von einer Einmündung der ersten Fluidleitung in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer aus der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer aus.
  • Die zweite Zylinderkopfströmungskammer ist schließlich über die dritte Fluidleitung an die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer angeschlossen, wobei die dritte Fluidleitung vorzugsweise beabstandet von einer Einmündung der zweiten Fluidleitung in die zweite Zylinderkopfströmungskammer aus der zweiten Zylinderkopfströmungskammer ausmündet, insbesondere gegenüberliegend. Wie bereits vorstehend erläutert, verfügt die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer über den Fluidauslass, durch welchen das Fluid aus dem Wassermantel ausströmen kann. Beispielsweise mündet die dritte Fluidleitung beabstandet von dem Fluidauslass in die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer ein, beispielsweise gegenüberliegend.
  • Zusammenfassend bedeutet dies, dass das Fluid zunächst in die erste Zylinderkopfströmungskammer gelangt und aus dieser in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer geführt wird. Anschließend wird das Fluid aus der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer in die zweite Zylinderkopfströmungskammer geleitet, aus welcher es in die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer weiterströmt. Aus dieser gelangt es schlussendlich durch den Fluidauslass wieder aus dem Wassermantel heraus.
  • Zumindest entlang eines Hauptströmungspfads des Fluids durch den Wassermantel hindurch, entlang welchem ein Großteil des Fluids, vorzugsweise mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % des Fluids strömt, sind die erste Zylinderkopfströmungskammer und die zweite Zylinderkopfströmungskammer strömungstechnisch seriell, also in Reihe, geschaltet. Entsprechend liegen in den beiden Zylinderkopfströmungskammern im Vergleich zu einer Parallelschaltung der beiden Kammern sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten vor, weil sich das Fluid nicht oder allenfalls geringfügig aufteilt. Das bedeutet, dass in den beiden Zylinderkopfströmungskammern eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und mithin eine hohe Turbulenzintensität vorherrscht. Dies resultiert in einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten, sodass die Wärme zumindest aus dem Zylinderkopf besonders effizient mittels des Fluids abgeführt werden kann.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Kurbelgehäuseströmungskammer über eine Verbindungsleitung mit der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer strömungsverbunden ist. Die erste Kurbelgehäuseströmungskammer ist also nicht lediglich über die zweite Zylinderkopfströmungskammer mit der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer strömungsverbunden, sondern zusätzlich auch über die Verbindungsleitung. Die erstgenannte Strömungsverbindung stellt jedoch weiterhin den Hauptströmungspfad des Fluids durch den Wassermantel dar, während die Verbindungsleitung von einem kleineren Anteil des Fluids durchströmt wird, beispielsweise von höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 %, höchstens 20 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 % des durch den Fluideinlass in den Wassermantel eintretenden Fluids.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fluideinlass mehrere Fluideinlassleitungen aufweist, wobei jeweils zwei der Fluideinlassleitungen beidseitig der dritten Fluidleitung angeordnet sind. Der ersten Zylinderkopfströmungskammer wird also nicht lediglich über eine einzige Fluideinlassleitung Fluid zugeführt, wobei dies selbstverständlich ebenfalls vorgesehen sein kann. Vielmehr sollen vorzugsweise die mehreren Fluideinlassleitungen vorliegen, welche insbesondere der ersten Fluidleitung gegenüberliegend in die erste Zylinderkopfströmungskammer einmünden. Die Fluideinlassleitungen sind nun derart angeordnet, dass jeweils zwei von ihnen die dritte Fluidleitung zwischen sich aufnehmen. Darunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass eine gedachte Ebene zumindest zwei der Fluideinlassleitungen sowie die dritte Fluidleitung schneidet. Besonders bevorzugt nimmt die gedachte Ebene sowohl einen Bereich der Längsmittelachsen der beiden Fluideinlassleitungen sowie einen Bereich der Längsmittelachse der dritten Fluidleitung in sich auf.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei erste Fluidleitungen und/oder wenigstens zwei zweite Fluidleitungen vorgesehen sind. Die vorstehend beschriebene erste Fluidleitung liegt insoweit nicht als einzige erste Fluidleitung vor, wobei dies selbstverständlich ebenfalls der Fall sein kann. Entsprechendes gilt für die vorstehend beschriebene zweite Fluidleitung. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sollen entweder wenigstens zwei erste Fluidleitungen, wenigstens zwei zweite Fluidleitungen oder sowohl zwei erste Fluidleitungen als auch zwei zweite Fluidleitungen vorliegen. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann eine symmetrische Durchströmung der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer erzielt werden.
  • Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweiten Fluidleitungen zwischen den ersten Fluidleitungen angeordnet sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass eine gedachte Ebene die zweiten Fluidleitungen sowie die ersten Fluidleitungen wenigstens bereichsweise schneidet, wobei die zweiten Fluidleitungen innenliegend und die ersten Fluidleitungen außenliegend angeordnet sind. Besonders bevorzugt liegen die Längsmittelachsen der zweiten Fluidleitungen und die Längsmittelachsen der ersten Fluidleitungen jeweils zumindest bereichsweise in der gedachten Ebene. Beispielsweise sind die zweiten Fluidleitungen und die ersten Fluidleitungen bezüglich einer weiteren gedachten Ebene spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, sodass die beiden ersten Fluidleitungen jeweils denselben Abstand zu der weiteren gedachten Ebene aufweisen. Dies ist vorzugsweise ebenfalls für die zweiten Fluidleitungen der Fall.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Fluidleitung von einer dem Zylinderkopf zugewandten Seite oder auf einer dem Zylinderkopf abgewandten Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer einmündet. Grundsätzlich können insoweit zwei unterschiedliche Ausführungsformen realisiert werden, wobei weitere selbstverständlich möglich sind. In einer ersten der Ausführungsformen mündet die erste Fluidleitung in diejenige Seite der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer ein, die dem Zylinderkopf zugewandt ist. In einer zweiten der Ausführungsformen läuft die erste Fluidleitung zunächst um die erste Kurbelgehäuseströmungskammer herum, um anschließend von der dem Zylinderkopf abgewandten Seite in sie einzumünden.
  • In ersterer Ausführungsform mündet die erste Fluidleitung auf derselben Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer ein wie die zweite Fluidleitung. In letzterer Ausführungsform ist Gegenteiliges der Fall, sodass also die erste Fluidleitung auf der der Ausmündung der zweiten Fluidleitung gegenüberliegenden Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer einmündet.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Fluidleitung von einer dem Zylinderkopf zugewandten Seite der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer ausgeht. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde vorstehend bereits hingewiesen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der ersten Zylinderkopfströmungskammer und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer wenigstens eine Entlüftungsleitung ausgebildet ist. Die beiden Zylinderkopfströmungskammern sind insoweit nicht ausschließlich über die erste Kurbelgehäuseströmungskammer strömungsverbunden, wobei über diese weiterhin der Hauptströmungspfad verläuft. Durch die Entlüftungsleitung kann insoweit lediglich ein geringer Teil des durch den Fluideinlass in den Wassermantel gelangenden Fluids von der ersten Zylinderkopfströmungskammer in die zweite Zylinderkopfströmungskammer gelangen, vorzugsweise höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 %, höchstens 10 %, höchstens 5 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 1 %.
  • Beispielsweise mündet die Entlüftungsleitung bezüglich der ersten Zylinderkopfströmungskammer gegenüberliegend der ersten Fluidleitung aus der ersten Zylinderkopfströmungskammer aus. Beispielsweise fällt eine Längsmittelachse der Entlüftungsleitung mit einer Längsmittelachse der ersten Fluidleitung zusammen. Der Durchströmungsquerschnitt der Entlüftungsleitung ist gemäß den vorstehenden Ausführungen deutlich kleiner als der Durchströmungsquerschnitt der ersten Fluidleitung.
  • Vorzugsweise beträgt er höchstens 1 %, höchstens 2,5 %, höchstens 5 %, höchstens 10 %, höchstens 15 %, höchstens 20 % oder höchstens 25 % des Durchströmungsquerschnitts der ersten Fluidleitung. Es kann lediglich eine einzige Entlüftungsleitung vorliegen, selbst wenn mehrere erste Fluidleitungen vorhanden sind. Vorzugsweise ist jedoch jeder ersten Fluidleitung eine separate Entlüftungsleitung zugeordnet, sodass insoweit die Anzahl der Entlüftungsleitungen der Anzahl der ersten Fluidleitungen bevorzugt entspricht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Kühlung des Einlassventils oder des Auslassventils wenigstens ein Ringkühlkanal vorgesehen ist, der einerseits an die erste Zylinderkopfströmungskammer und andererseits an die zweite Fluidleitung angeschlossen ist. Der Ringkühlkanal liegt vorzugsweise als Kreisringkanal vor, besonders bevorzugt als geschlossener Kreisringkanal. Der Ringkühlkanal verläuft wenigstens bereichsweise um das Einlassventil oder das Auslassventil herum. Selbstverständlich können mehrere Ringkühlkanäle vorliegen, wobei vorzugsweise jedem Einlassventil und/oder jedem Auslassventil ein derartiger Ringkühlkanal zugeordnet ist und das entsprechende Ventil umgreift. Der Ringkühlkanal ist strömungstechnisch zum einen an die erste Zylinderkopfströmungskammer und zum anderen an die zweite Fluidleitung angeschlossen. Durch die spezielle Ausgestaltung mit der im Wesentlich seriellen Durchströmung der beiden Zylinderkopfströmungskammern liegt zwischen der ersten Zylinderkopfströmungskammer und der zweiten Fluidleitung ein hoher Druckunterschied vorliegt, sodass eine effiziente Durchströmung des Ringkühlkanals sichergestellt ist.
  • Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Zylinderkopfströmungskammer das Einlassventil und/oder das Auslassventil in Umfangsrichtung vollständig umgreift und/oder dass die zweite Zylinderkopfströmungskammer eine an das Einlassventil oder das Auslassventil angeschlossene Leitung in Umfangsrichtung vollständig umgreift. Die erste Zylinderkopfströmungskammer ist insoweit im Wesentlichen zur Kühlung des Einlassventils und/oder des Auslassventils vorgesehen, während die zweite Zylinderkopfströmungskammer eine Kühlung der an das jeweilige Ventil angeschlossenen Leitung sicherstellen kann. Entsprechend ist die erste Zylinderkopfströmungskammer derart ausgestaltet, dass sie das Einlassventil oder das Auslassventil, besonders bevorzugt beide jeweils separat in Umfangsrichtung vollständig umgreift. Entsprechendes kann für die zweite Zylinderströmungskammer und die zumindest eine Leitung der Fall sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Wassermantel zur Kühlung eines Kurbelgehäuses und eines Zylinderkopfs,
    Figur 2
    eine Gesamtdarstellung des Wassermantels,
    Figur 3
    eine erste Zylinderkopfströmungskammer des Wassermantels,
    Figur 4
    eine erste Kurbelgehäuseströmungskammer des Wassermantels in einer ersten Ausführungsform,
    Figur 5
    eine zweite Ausführungsform der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer des Wassermantels,
    Figur 6
    eine zweite Zylinderkopfströmungskammer des Wassermantels, und
    Figur 7
    eine Ansicht des Wassermantels in Richtung einer Längsmittelachse eines Zylinders der Brennkraftmaschine.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1 mit wenigstens einem Zylinder 2, welche hier lediglich angedeutet ist. Die Brennkraftmaschine 1 weist einen dem Zylinder 2 zugeordneten Wassermantel 3 auf, der zur Kühlung eines Kurbelgehäuses (angedeutet durch den Pfeil 4) und eines Zylinderkopfs (angedeutet durch den Pfeil 5) dient. Der Zylinder 2 ist durch eine Längsmittelachse 6 charakterisiert, welche in Richtung seiner größten Längserstreckung weist. Der Zylinder 2 ist bevorzugt zylindrisch bezüglich der Längsmittelachse 6 ausgestaltet.
  • Der Wassermantel 3 weist mehrere Strömungskammern auf, nämlich eine erste Zylinderkopfströmungskammer 7, eine erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8, eine zweite Zylinderkopfströmungskammer 9 sowie eine zweite Kurbelgehäuseströmungskammer 10. Weiterhin können eine Strömungskammer 11, welche beispielsweise als Ringkühlkanal vorliegt, und/oder eine Stegströmungskammer 12, welche zwischen zwei Zylindern 2 wenigstens bereichsweise angeordnet ist, vorliegen. Sowohl die Strömungskammer 11 als auch die Stegströmungskammer 12 sind jedoch optional.
  • Die erste Zylinderkopfströmungskammer 7 verfügt über einen Fluideinlass 13, über welchen die erste Zylinderkopfströmungskammer 7 an einen Fluidkanal 14 angeschlossen ist. Von der ersten Zylinderkopfströmungskammer 7 geht eine erste Fluidleitung 15 aus, die in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 einmündet. Diese ist über eine zweite Fluidleitung 16 mit der zweiten Zylinderkopfströmungskammer 9 strömungsverbunden, von welcher wiederum eine dritte Fluidleitung 17 ausgeht, die in die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer 10 einmündet. Letztere weist zudem einen Fluidauslass 18 auf, über welchen die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer 10 an einen Fluidkanal 19 angeschlossen ist. Sowohl der Fluidkanal 14 als auch der Fluidkanal 19 können in dem Kurbelgehäuse wenigstens bereichsweise ausgebildet sein.
  • Es wird deutlich, dass die Strömungskammer 11 einerseits an die erste Zylinderkopfströmungskammer 7 und andererseits an die zweite Fluidleitung 16 angeschlossen ist. Die Strömungskammer 11 dient insbesondere zur Kühlung eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils der Brennkraftmaschine 1. Die Stegströmungskammer 12 ist dagegen einerseits mit der ersten Fluidleitung 15 und andererseits mit der dritten Fluidleitung 17 strömungsverbunden. Dabei ist es jeweils vorgesehen, dass der Durchströmungsquerschnitt über die Strömungskammer 11 und/oder der Durchströmungsquerschnitt über die Stegströmungskammer 12 im Vergleich zu dem kleinsten Durchströmungsquerschnitts des Strömungswegs von der ersten Zylinderkopfströmungskammer 7 über die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 und die zweite Zylinderkopfströmungskammer 9 bis hin zur zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer 10 klein ist, sodass entlang des Strömungsweg der Hauptströmungspfad für ein Fluid vorliegt, welches durch den Fluideinlass 13 dem Wassermantel 3 zugeführt wird.
  • Schließlich kann zwischen der ersten Zylinderkopfströmungskammer 7 und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer 9 eine Entlüftungsleitung 20 vorliegen. Mit der hier vorgestellten Konfiguration des Wassermantels 3 beziehungsweise der Brennkraftmaschine 1 wird eine im Wesentlichen serielle Durchströmung der beiden Zylinderkopfströmungskammern 7 und 9 erzielt. Dies bewirkt eine im Vergleich zu einer Parallelschaltung hohe Strömungsgeschwindigkeit, aus welcher eine hohe Turbulenzintensität und mithin ein hoher Wärmeübergangskoeffizient folgen. Letzteres führt wiederum zu einer hervorragenden Kühlwirkung des Fluids, welches den Wassermantel 3 durchströmt.
  • Die Figur 2 zeigt eine Gesamtansicht des Wassermantels 3. Es wird deutlich, dass der Fluidleinlass 13 mehrere Fluideinlassleitung 21 aufweist, durch welche dem Wassermantel 3 in Richtung der Pfeile 22 ein Fluid, insbesondere ein Kühlfluid, zugeführt werden kann. Bevorzugt sind jeweils zwei der Fluideinlassleitungen 21 beidseitig der dritten Fluidleitung 17 angeordnet. Durch die Fluideinlassleitungen 21 kann das Fluid in die erste Zylinderkopfströmungskammer 7 einströmen und diese in Richtung des Pfeils 23 durchströmen. Anschließend gelangt das Fluid gemäß dem Pfeil 24 durch die erste Fluidleitung 15 in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 und ausgehend von dieser gemäß dem Pfeil 25 durch die zweite Fluidleitung 16 in die zweite Zylinderkopfströmungskammer 9. Diese durchströmt es in Richtung des Pfeils 26. Nachfolgend gelangt es durch die dritte Fluidleitung 17 in die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer 10 und kann aus dieser durch den Fluidauslass 18 und wie durch den Pfeil 27 angedeutet aus dem Wassermantel 3 austreten.
  • Es ist hier nun ansatzweise zu erkennen, dass zwei erste Fluidleitungen 15 vorliegen. Analog dazu sind auch zwei zweite Fluidleitungen 16 vorgesehen, was hier jedoch nicht ohne weiteres erkennbar ist. Weiter wird deutlich, dass eine Verbindungsleitung 28 vorgesehen ist, über welche die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 mit der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer 10 strömungsverbunden ist.
  • Beispielsweise liegt die Stegströmungskammer 12 in der Verbindungsleitung 28 vor oder entspricht dieser.
  • Die Figur 3 zeigt eine Detailansicht der ersten Zylinderkopfströmungskammer 7. Es wird deutlich, dass diese derart ausgebildet sind, dass sie Durchbrüche 29 für das Einlassventil und/oder das Auslassventil, in der hier dargestellten Ausführungsform für zwei Einlassventile und zwei Auslassventile, aufweist. Zudem ist ein weiterer Durchbruch 30 für eine dem Zylinder 2 zugeordnete Zündkerze ausgebildet.
  • Die Figur 4 zeigt eine Darstellung der Kurbelgehäuseströmungskammern 8 und 10 in einer ersten Ausführungsform. Hier wird nun deutlich, dass analog zu den beiden ersten Fluidleitungen 15 zwei zweite Fluidleitungen 16 vorliegen. In der hier dargestellten Ausführungsform münden die ersten Fluidleitungen 15 auf derselben Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 ein, auf der die zweiten Fluidleitungen 16 aus dieser ausmünden. Es ist zu erkennen, dass die beiden Kurbelgehäuseströmungskammern 8 und 10 den Zylinder 2 (hier nicht zu erkennen) in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse 6 jeweils wenigstens bereichsweise umgreifen.
  • Die Figur 5 zeigt die Kurbelgehäuseströmungskammern 8 und 10 in einer zweiten Ausführungsform. Auf die vorstehenden Ausführungen zu der ersten Ausführungsform wird hingewiesen. Der einzige Unterschied zu dieser besteht darin, dass die ersten Fluidleitungen 15 auf einer Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer 8 einmünden, welche derjenigen Seite bezüglich der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer 8 abgewandt ist, auf welcher die zweiten Fluidleitungen 16 aus dieser ausmünden.
  • Die Figur 6 zeigt die zweite Zylinderkopfströmungskammer 9 in einer Detaildarstellung. Es wird auf die vorstehenden Ausführungen hingewiesen.
  • Die Figur 7 zeigt eine Ansicht des Wassermantels 3 in Richtung der Längsmittelachse 6. Hier ist nun zu erkennen, dass mehrere Strömungskammern 11 vorgesehen sind, welche jeweils als Ringkühlkanal ausgestaltet sind. Die Strömungskammern 11 umgreifen jeweils ein Ventil der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise entweder die Einlassventile oder die Auslassventile. Selbstverständlich kann auch jedem der Ventile des Zylinders 2 eine derartige Strömungskammer 11 zugeordnet sein. Jede Strömungskammer 11 ist über eine erste Anschlussleitung 31 mit der ersten Zylinderkopfströmungskammer 7 und über eine zweite Anschlussleitung 32 mit der zweiten Fluidleitung 16 strömungsverbunden. In der hier gewählten Darstellung wird deutlich, dass mehrere Verbindungsleitungen 28 vorgesehen sind. Diese können beispielsweise in Form der vorstehend bereits angesprochenen Stegströmungskammer 12 vorliegen und insoweit einer Stegkühlung eines zwischen dem Zylinder 2 und benachbarten Zylindern vorliegenden Stegs dienen.

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit wenigstens einem Zylinder (2), dem zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil zugeordnet sind, und mit einem dem Zylinder (2) zugeordneten Wassermantel (3) zur Kühlung eines Kurbelgehäuses und eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Wassermantel (3) in dem Kurbelgehäuse eine erste Kurbelgehäuseströmungskammer (8) und eine zweite Kurbelgehäuseströmungskammer (10) aufweist, die den Zylinder (2) in Umfangsrichtung jeweils bereichsweise umgreifen, dass der Wassermantel (3) in dem Zylinderkopf über eine erste Zylinderkopfströmungskammer (7) und eine zweite Zylinderkopfströmungskammer (9) verfügt, die den Zylinder (2) jeweils übergreifen, wobei die erste Zylinderkopfströmungskammer (7) in axialer Richtung zwischen dem Zylinder (2) und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer (9) angeordnet ist, und dass die erste Zylinderkopfströmungskammer (7) über wenigstens einen Fluideinlass (13) verfügt und über zumindest eine erste Fluidleitung (15) mit der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer (8) verbunden ist, wobei die erste Kurbelgehäuseströmungskammer (8) über eine zweite Fluidleitung (16) mit der zweiten Zylinderkopfströmungskammer (9) verbunden ist, die über eine dritte Fluidleitung (17) an die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer (10) angeschlossen ist, und wobei die zweite Kurbelgehäuseströmungskammer (10) über wenigstens einen Fluidauslass (18) verfügt.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kurbelgehäuseströmungskammer (8) über eine Verbindungsleitung (28) mit der zweiten Kurbelgehäuseströmungskammer (10) strömungsverbunden ist.
  3. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluideinlass (13) mehrere Fluideinlassleitungen (21) aufweist, wobei jeweils zwei der Fluideinlassleitungen (21) beidseitig der dritten Fluidleitung (17) angeordnet sind.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der ersten Fluidleitungen (15) und/oder wenigstens zwei zweite Fluidleitungen (16) vorgesehen sind.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fluidleitungen (16) zwischen den ersten Fluidleitungen (15) angeordnet sind.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fluidleitung (15) von einer dem Zylinderkopf zugewandten Seite oder auf einer dem Zylinderkopf abgewandten Seite in die erste Kurbelgehäuseströmungskammer (8) einmündet.
  7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fluidleitung (16) von einer dem Zylinderkopf zugewandten Seite der ersten Kurbelgehäuseströmungskammer (8) ausgeht.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Zylinderkopfströmungskammer (7) und der zweiten Zylinderkopfströmungskammer (9) wenigstens eine Entlüftungsleitung (20) ausgebildet ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Einlassventils oder des Auslassventils wenigstens ein Ringkühlkanal (11) vorgesehen ist, der einerseits an die erste Zylinderkopfströmungskammer (7) und andererseits an die zweite Fluidleitung (16) angeschlossen ist.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderkopfströmungskammer (7) das Einlassventil und/oder das Auslassventil in Umfangsrichtung vollständig umgreift, und/oder dass die zweite Zylinderkopfströmungskammer (9) eine an das Einlassventil oder das Auslassventil angeschlossene Leitung in Umfangsrichtung vollständig umgreift.
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