EP3374620A1 - "common-rail" wassermantel - Google Patents

"common-rail" wassermantel

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EP3374620A1
EP3374620A1 EP16791311.0A EP16791311A EP3374620A1 EP 3374620 A1 EP3374620 A1 EP 3374620A1 EP 16791311 A EP16791311 A EP 16791311A EP 3374620 A1 EP3374620 A1 EP 3374620A1
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EP
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internal combustion
combustion engine
rail
coolant
crankcase
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries

Definitions

  • the invention relates to a dual-circuit water cooling of an internal combustion engine.
  • Such internal combustion engines are z. B. from DE 196 28 762 A1 discloses, this shows a cooling circuit of an internal combustion engine with a cast cylinder block with a cooling water jacket, a cylinder head with cooling water channels, a common flange between the cylinder head and cylinder block, and with cooling water ducts within the cylinder block, as feed - Or return channels are formed, of which at least one cooling water duct opens into the flange, wherein between the cooling water jacket and at least one of the cooling water ducts a compound in the form of a cast-out of the flange surface in the cylinder block cast slot.
  • the water is passed in different ways from the pump to the passages to be cooled in the crankcase.
  • an internal combustion engine in particular with a two-circuit water cooling, comprising a crankcase having a water jacket and at least one arranged in front of the crankcase and communicating with this, coolant receiving inlet and / or outlet rail, at least one coolant cylinder head and at least one emptying and / or inlet rail, which communicates with the cylinder head and communicates with the coolant.
  • a method for operating an internal combustion engine characterized in that a device according to one or more of the preceding claims is used.
  • the cooling circuit has a low pressure drop and a uniform distribution of the coolant. This saves pump power, generates less cylinder distortion and provides effective cooling.
  • Figure 1 a standard single-circuit water cycle
  • FIG 4 “Common-RaN” water jacket, two-circuit water circuit with oil cooler in the intake rail
  • Figure 5 the water flow in the crankcase with flow vanes on the inlet side
  • FIG. 6 the water flow in the crankcase with flow vanes on the inlet and outlet side
  • Figure 8 the firing floor.
  • FIG. 1 by way of example, a standard single-circuit water circuit is shown, with internal combustion engine 1 having a crankcase 2 and a cylinder head 3 mounted thereon.
  • the cooling circuit of the internal combustion engine 1 has a coolant pump 4, after which in the flow direction of the coolant, a motor oil cooler (MAE) 5 is arranged.
  • MAE motor oil cooler
  • the coolant flow branches into the exhaust gas recirculation (EGR) s cooler 6 and the crankcase 2. After the coolant has flowed through the crankcase 2, it reaches the cylinder head 3.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • FIG. 2 shows, by way of example, a "common rail" water jacket single-circuit water cycle.
  • An advantageous cooling view is a water flow flowing essentially in the transverse direction in the crankcase 2 and in the cylinder head 3.
  • the water from the pump can flow in at low-loss, from which the water flows to the individual cylinders, and from this rail, water can be used for other coolers For example, EGR coolers and engine oil coolers can be removed as needed Cross sections are adjusted.
  • the rail should be conical in the best case to allow uniform water velocities and low-loss water withdrawals.
  • the water flows on leaving the head region (ideally on the side of the outlet channels, to allow maximum cooling) in a second volume, the outlet rail, which should also be conically shaped according to the amounts of water. From there, the water flows in the usual way to the thermostat. For a single-circuit water cycle, this is shown schematically in FIG.
  • the cooling circuit of the internal combustion engine 1 has a coolant pump 4, after which an inlet rail 9 is arranged in the flow direction of the coolant, wherein the coolant flow in the flow direction in an engine oil cooler (M ⁇ K) 5 and an exhaust gas recirculation (EGR) s cooler 6, the are arranged before or after the intake rail 9 and branched into the crankcase 2.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the coolant of the substream originating from the inlet rail 9 flows through the crankcase 2 after it has passed through the crankcase 2, reaches the cylinder head 3. After the coolant has flowed through the cylinder head 3, it flows into the outlet rail 10. This coming from outlet rail 10, 5 M ⁇ K and AGR 6 and combined coolant flow now reaches the thermostat 7, which directs the coolant flow either directly to the coolant pump 4 depending on the working position or take the detour via the radiator 8.
  • FIG. 3 discloses a "common RaM” water jacket - two-circuit water circuit with “split cooling” (FIGS. 3 and 4).
  • the internal combustion engine 1 which has a crankcase 2 and a cylinder head 3 mounted thereon.
  • the cooling circuit of the internal combustion engine 1 has a coolant pump 4, after which an inlet rail 9 is arranged in the flow direction of the coolant, wherein the coolant flow in the flow direction in an engine oil cooler (M ⁇ K) 5 and an exhaust gas recirculation (EGR) s-cooler 6, the are arranged after the intake rail 9 and branched into the crankcase 2 and the cylinder head 3.
  • M ⁇ K engine oil cooler
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the coolant of the partial flow originating from the inlet rail 9 flows through the crankcase 2 and the cylinder head 3 on the one hand. After the coolant has flowed through the crankcase 2, it reaches the outlet rail 11. After the other partial flow of the inlet rail coolant the cylinder head 3 flows through, it flows into the outlet Rail 10 of the cylinder head. This from outlet rail 10, outlet rail 1 1, 5 M ⁇ K and AGR 6 derived and combined coolant flow now reaches the thermostat 7, which directs the coolant flow, depending on the working position, either directly to the coolant pump 4 or take the detour via the radiator 8 leaves.
  • crankcase 2 and cylinder head 3 In both cases, the common-rail water jacket enables particularly effective, uniform and low-pressure cross-flow cooling of crankcase 2 and cylinder head 3. The details would have to be designed using CFD calculations.
  • the cooling circuit of the internal combustion engine 1 has a coolant pump 4, after which an inlet rail 9 is arranged in the flow direction of the coolant, wherein the coolant flow in the flow direction in an engine oil cooler (MAK) 5 and an exhaust gas recirculation (EGR) s-cooler 6, the are arranged after the intake rail 9 and branched into the crankcase 2 and the cylinder head 3.
  • MAK engine oil cooler
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the coolant flow merges with the coolant partial stream emerging from the outlet rail 10 of the cylinder head and the outlet rail 11 of the crankcase.
  • the exiting from the outlet rail 11 of the crankcase partial flow of the coolant flows through a controlled flap 12, which communicates with the engine control, not shown.
  • the controlled flap 12 is capable of quantitatively controlling the refrigerant flow originating from the outlet rail 1 1 of the crankcase.
  • the flow range of the controlled damper is between the boundary conditions "full throughput". flow "and" completely closed ".
  • the coolant of the partial flow originating from the inlet rail 9 flows through the crankcase 2 and the cylinder head 3 on the one hand. After the coolant has flowed through the crankcase 2, it reaches the outlet rail 11. After the other partial flow of the inlet rail coolant heats the cylinder head 3, it flows into the exhaust rail 10 of the cylinder head. This coming from outlet rail 10, outlet rail 11, 5 M ⁇ K and AGR 6 and combined coolant flow now reaches the thermostat 7, which directs the coolant flow either directly to the coolant pump 4 depending on the working position or take the detour via the radiator 8.
  • FIG. 5 shows by way of example the flow of water in the crankcase 2 of the six-cylinder internal combustion engine 1 with flow guide vanes 14 formed as claws on the inlet side.
  • the fluid glaze paddles can be seen as a replacement or supplement to the conical shape of the rail.
  • Fig. 6 they are exemplified not conical.
  • the internal combustion engine 1 has claw-like flow guide vanes 14 in the water jacket guide.
  • the claw-like water jacket guide has an individual depth x (1-6) between the end tips of the flow vanes 14.
  • the outlet cones 10 and / or inlet 9 rails which are embodied conically here, are part of the water jacket.
  • the flow of the cooling liquid takes place inside the flow guide vanes upwards into the cylinder head 15.
  • FIG. 6 shows the flow of water in the crankcase 2 of the internal combustion engine 1, which in this example is a six-cylinder engine, with flow guide vanes 14 formed as claws on the inlet and outlet sides.
  • the internal combustion engine 1 has in the water jacket guide claw-like flow guide vanes 14, which are arranged both on the inlet and on the outlet side.
  • the claw-like water jacket guide has an individual depth a (1-6), e (1-6) between the end tips of the flow vanes 14. This allows a targeted and low-loss flow control can be achieved.
  • the outlet 10, 11 and / or inlet 9 rails are part of the water jacket.
  • Figure 7 the water flow between the valves in the cylinder head 3 is shown.
  • FIG. 8 shows the combustion bottom 19 along the section line AA or BB between the valves 15, 16 in the cylinder head 3.
  • the water jacket bulges downward with individually designed nose-like flow guide vanes 18.

Abstract

Beschrieben wird eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit einer Zweikreiswasserkühlung, umfassend ein Kurbelgehäuse und wenigstens ein vor dem Kurbelgehäuse angeordnetes und mit diesem kommunizierendes Kühlmittel aufnehmendes Eintritts- und/oder Auslass-Rail, wenigstens einen Kühlmittel führenden Zylinderkopf und wenigstens ein nach dem und mit dem Zylinderkopf kommunizierendes Kühlmittel aufnehmendes Aus-lass- und/oder Einlass-Rail.

Description

„Common-Rail" Wassermantel
B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft eine Zweikreiswasserkühlung einer Brennkraftmaschine.
Derartige Brennkraftmaschinen sind z. B. aus der DE 196 28 762 A1 be- kannt, diese zeigt einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem gegossenen Zylinderblock mit einem Kühlwassermantel, einem Zylinderkopf mit Kühlwasserkanälen, einer gemeinsamen Flanschfläche zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock, sowie mit Kühlwasserführungen innerhalb des Zylinderblocks, die als Zuführ- oder Rückführkanäle ausgebildet sind, von denen mindestens eine Kühlwasserführung in die Flanschfläche mündet, wobei zwischen dem Kühlwassermantel und mindestens einer der Kühlwasserführungen eine Verbindung in Form eines von der Flanschfläche ausgehenden in den Zylinderblock eingegossenen Schlitzes besteht. Bei bisherigen bekannten Kühlwassermänteln wird das Wasser in unterschiedlicher Weise von der Pumpe zu den zu kühlenden Passagen im Kurbelgehäuse geleitet. Meist gibt es nur einen oder maximal zwei Eintritte in den Wassermantel des Kurbelgehäuses. Das Thermostat ist meist an einer Stirnseite des Zylinderkopfes angebracht. Dadurch entstehen ungleichmä- ßige Verteilungen des Wassers auf die einzelnen Zylinder, die nur durch angepasste Verkleinerungen der Durchtritte in der Zylinderkopfdichtung ausgeglichen werden können. Diese Durchtrittsverkleinerungen führen zu erhöhten Druckverlusten, erhöhter Pumpenleistung und damit letztendlich zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch. Das durch die Dichtungsdurchtritte vom Kurbelgehäuse in den Kopf strömende Wasser kann den Kopf nur auf einer Seite verlassen, wodurch eine stark unterschiedliche Wasserversorgung der einzelnen Bereiche im Kopf unvermeidbar ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen zu schaffen, die Kühlmittelströme weitgehend verlustarm zu den Kühlstellen führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit einer Zweikreiswasserkühlung, umfassend ein einen Wassermantel aufweisendes Kurbelgehäuse und wenigstens ein vor dem Kurbelgehäuse angeordnetes und mit diesem kommunizierendes, Kühlmittel aufnehmendes Eintritts- und/oder Auslass-Rail, wenigstens einen Kühlmittel führenden Zylinderkopf und wenigstens ein nach dem und mit dem Zylinderkopf kommunizierendes, Kühlmittel aufnehmendes Aus- lass- und/oder Einlass-Rail. Und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.
Hierbei ist von Vorteil, dass der Kühlkreislauf einen geringen Druckverlust und eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels aufweist. Dies spart Pumpenleistung, erzeugt geringeren Zylinderverzug und sorgt für effektive Kühlwirkung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 : einen Standard Einkreis-Wasserkreislauf
Figur 2: „Common-RaN" Wassermantel, Einkreis-Wasserkreislauf
Figur 3: „Common-RaN" Wassermantel, Zweikreis-Wasserkreislauf
Figur 4: „Common-RaN" Wassermantel, Zweikreis-Wasserkreislauf mit Ölkühler im Einlass-Rail Figur 5: die Wasserführung im Kurbelgehäuse mit Strömungsleitschaufeln auf der Einlassseite
Figur 6: die Wasserführung im Kurbelgehäuse mit Strömungsleitschaufeln auf der Einlass- und Auslassseite
Figur 7: die Wasserführung zwischen den Ventilen
Figur 8: den Brennboden.
In Figur 1 wird beispielhaft ein Standard Einkreis-Wasserkreislauf dargestellt, mit Brennkraftmaschine 1 , die ein Kurbelgehäuse 2 und einen darauf befestigten Zylinderkopf 3 aufweist. Der Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 1 weist eine Kühlmittelpumpe 4 auf, nach der in Strömungsrichtung des Kühlmittels ein Motorölkühler (MÖK) 5 angeordnet ist. In Strömungsrichtung des Kühlmittels nach dem Motorölkühler (MÖK) 5 verzweigt sich der Kühlmittelstrom in den Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6 und das Kur- belgehäuse 2. Nachdem das Kühlmittel das Kurbelgehäuse 2 durchströmt hat, erreicht es den Zylinderkopf 3. Nachdem das Kühlmittel den Zylinderkopf 3 durchströmt hat, vereinigt es sich mit dem Teilstrom des Kühlmittels, der aus dem Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6 strömt. Dieser vereinigte Kühlmittelstrom erreicht nun den Thermostat 7, der den Kühlmittelstrom je nach Arbeitsstellung entweder direkt zur Kühlmittelpumpe 4 leitet oder den Umweg über den Kühler 8 nehmen lässt.
Figur 2 zeigt beispielhaft einen „Common-Rail" Wassermantel-Einkreis- Wasserkreislauf.
Vorteilhaft aus Kühlungssicht ist ein im Wesentlichen in Querrichtung strömender Wasserfluss im Kurbelgehäuse 2 und im Zylinderkopf 3.
Vor dem Eintritt ins Kurbelgehäuse ist ein Eintrittsvolumen („Common Rail") angebracht, in das das Wasser aus der Pumpe verlustarm einströmen kann. Aus diesem Rail werden die Wasserströme gleichmäßig zu den einzelnen Zylindern geleitet. Außerdem kann aus diesem Rail Wasser für andere Kühler wie z. B. AGR-Kühler und Motorölkühler bedarfsgerecht entnommen werden. Die jeweiligen Wassermengenströme können durch die Querschnitte angepasst werden. Das Rail sollte im Optimalfall konisch sein, um gleichmäßige Wassergeschwindigkeiten und verlustarme Wasserentnahmen zu ermöglichen. Nachdem das Wasser die Zylinderpassagen im Kurbelgehäuse quer durchströmt hat, strömt es durch die Zylinderkopf- dichtung auf der anderen Seite nach oben in den Kopf. Der Kopf wird anschließend ebenfalls quer durchströmt. Das Wasser strömt beim Verlassen des Kopf-Bereiches (im Idealfall auf der Seite der Auslasskanäle, um dort maximal zu kühlen) in ein zweites Volumen, das Auslass-Rail, das ebenfalls entsprechend den Wassermengen konisch geformt sein sollte. Von dort strömt das Wasser in üblicher Weise weiter zum Thermostat. Für einen Einkreis-Wasserkreislauf ist das schematisch in Figur 2 dargestellt.
Dargestellt wird die Brennkraftmaschine 1 , die ein Kurbelgehäuse 2 und einen darauf befestigten Zylinderkopf 3 aufweist. Der Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 1 weist eine Kühlmittelpumpe 4 auf, nach der in Strömungsrichtung des Kühlmittels ein Einlass-Rail 9 angeordnet ist, wobei sich der Kühlmittelstrom in Strömungsrichtung in einen Motorölkühler (MÖK) 5 und einen Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6, die vor oder nach dem Einlass-Rail 9 angeordnet sind und in das Kurbelgehäuse 2 verzweigt. In Strömungsrichtung des Kühlmittels nach dem Motorölkühler (MÖK) 5 und dem Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6 vereinigt sich der Kühlmittelstrom mit dem Kühlmittelteilstrom, der aus dem Auslass-Rail 10 austritt. Das Kühlmittel des aus dem Einlass-Rail 9 stammenden Teilstroms durchströmt das Kurbelgehäuse 2, nachdem es das Kurbelgehäuse 2 durch- strömt hat, erreicht es den Zylinderkopf 3. Nachdem das Kühlmittel den Zylinderkopf 3 durchströmt hat, strömt es in das Auslass-Rail 10. Dieser aus Auslass-Rail 10, MÖK 5 und AGR 6 stammende und vereinigte Kühlmittelstrom erreicht nun den Thermostat 7, der den Kühlmittelstrom je nach Arbeitsstellung entweder direkt zur Kühlmittelpumpe 4 leitet oder den Umweg über den Kühler 8 nehmen lässt.
Bei Verwendung eines Zweikreis-Wasserkreislaufs nach Figur 3 („Split Cooling") werden zwei getrennte Auslass-Rails verwendet, sodass die Kühlung des Kurbelgehäuses für schnelleres Aufwärmen des Motors mit einer geregelten Klappe abgeschaltet werden kann. Ein solches Schema ist in Figur 3 dargestellt.
Figur 3 offenbart einen„Common-RaM" Wassermantel - Zweikreis-Wasser- kreislauf mit„Split Cooling", (Fig. 3 + 4).
Vorteilhaft aus Kühlungssicht ist ein im Wesentlichen in Querrichtung strömender Wasserfluss im Kurbelgehäuse 2 und im Zylinderkopf 3 und die Abschaltbarkeit der Kurbelgehäusekühlung zur schnelleren Erwärmung des Motors.
In Figur 3 wird beispielhaft die Brennkraftmaschine 1 gezeigt, die ein Kurbelgehäuse 2 und einen darauf befestigten Zylinderkopf 3 aufweist. Der Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 1 weist eine Kühlmittelpumpe 4 auf, nach der in Strömungsrichtung des Kühlmittels ein Einlass-Rail 9 angeordnet ist, wobei sich der Kühlmittelstrom in Strömungsrichtung in einen Motorölkühler (MÖK) 5 und einen Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6, die nach dem Einlass-Rail 9 angeordnet sind und in das Kurbelgehäuse 2 und den Zylinderkopf 3 verzweigt. In Strömungsrichtung des Kühlmittels nach dem Motorölkühler (MÖK) 5 und dem Abgasrückführung(AGR)s-Kühler 6 vereinigt sich der Kühlmittelstrom mit dem Kühlmittelteilstrom, der aus dem Auslass-Rail 10 des Zylinderkopfs und dem Auslass-Rail 11 des Kurbelgehäuses austritt. Der aus dem Auslass-Rail 11 des Kurbelgehäuses austretende Teilstrom des Kühlmittels durchströmt eine geregelte Klappe 12, die mit der nicht dargestellten Motorsteuerung kommuniziert. Die geregelte Klappe 12 ist in der Lage, den aus dem Auslass-Rail 11 des Kurbelgehäuses stammenden Kühlmittelstrom mengenmäßig zu steuern oder zumindest ein- und auszuschalten. Der Durchflussbereich der geregelten Klappe liegt zwischen den Randbedingungen „voller Durchfluss" und „komplett ver- schlössen". Das Kühlmittel des aus dem Einlass-Rail 9 stammenden Teilstroms durchströmt einerseits das Kurbelgehäuse 2 und den Zylinderkopf 3. Nachdem das Kühlmittel das Kurbelgehäuse 2 durchströmt hat, erreicht es das Auslass-Rail 11. Nachdem der andere Teilstrom des Einlass-Rail- Kühlmittels den Zylinderkopf 3 durchströmt hat, strömt es in das Auslass- Rail 10 des Zylinderkopfs. Dieser aus Auslass-Rail 10, Auslass-Rail 1 1 , MÖK 5 und AGR 6 stammende und vereinigte Kühlmittelstrom erreicht nun den Thermostat 7, der den Kühlmittelstrom, je nach Arbeitsstellung, entweder direkt zur Kühlmittelpumpe 4 leitet oder den Umweg über den Kühler 8 nehmen lässt.
In beiden Fällen wird durch den„Common-Rail" Wassermantel eine besonders effektive, gleichmäßige und druckverlustarme Querstromkühlung von Kurbelgehäuse 2 und Zylinderkopf 3 möglich. Die Details müssten mit Hilfe von CFD-Berechnungen ausgelegt werden.
In Figur 4 wird ein „Common-Rail" Wassermantel mit Zweikreis-Wasserkreislauf und Ölkühler 13 im Einlass-Rail 9 dargestellt. Vorteilhaft aus Kühlungssicht ist ein im Wesentlichen in Querrichtung strömender Wasserfluss im Kurbelgehäuse 2 und im Zylinderkopf 3.
Fig. 4 zeigt beispielhaft die Brennkraftmaschine 1 , die ein Kurbelgehäuse 2 und einen darauf befestigten Zylinderkopf 3 aufweist. Der Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 1 weist eine Kühlmittelpumpe 4 auf, nach der in Strömungsrichtung des Kühlmittels ein Einlass-Rail 9 angeordnet ist, wobei sich der Kühlmittelstrom in Strömungsrichtung in einen Motorölkühler (MÖK) 5 und einen Abgasrückführungs(AGR)s-Kühler 6, die nach dem Einlass-Rail 9 angeordnet sind und in das Kurbelgehäuse 2und den Zylin- derkopf 3 verzweigt. In Strömungsrichtung des Kühlmittels nach dem Motorölkühler (MÖK) 5 und dem Abgasrückführungs(AGR)s-Kühler 6 vereinigt sich der Kühlmittelstrom mit dem Kühlmittelteilstrom, der aus dem Auslass- Rail 10 des Zylinderkopfs und dem Auslass-Rail 11 des Kurbelgehäuses austritt. Der aus dem Auslass-Rail 11 des Kurbelgehäuses austretende Teilstrom des Kühlmittels durchströmt eine geregelte Klappe 12, die mit der nicht dargestellten Motorsteuerung kommuniziert. Die geregelte Klappe 12 ist in der Lage, den aus dem Auslass-Rail 1 1 des Kurbelgehäuses stammenden Kühlmittelstrom mengenmäßig zu steuern. Der Durchflussbereich der geregelten Klappe liegt zwischen den Randbedingungen„voller Durch- fluss" und „komplett verschlossen". Das Kühlmittel des aus dem Einlass- Rail 9 stammenden Teilstroms durchströmt einerseits das Kurbelgehäuse 2 und den Zylinderkopf 3. Nachdem das Kühlmittel das Kurbelgehäuse 2 durchströmt hat, erreicht es das Auslass-Rail 11. Nachdem der andere Teilstrom des Einlass-Rail-Kühlmittels den Zylinderkopf 3 durchströmt hat, strömt es in das Auslass-Rail 10 des Zylinderkopfs. Dieser aus Auslass- Rail 10, Auslass-Rail 11 , MÖK 5 und AGR 6 stammende und vereinigte Kühlmittelstrom erreicht nun den Thermostat 7, der den Kühlmittelstrom je nach Arbeitsstellung entweder direkt zur Kühlmittelpumpe 4 leitet oder den Umweg über den Kühler 8 nehmen lässt.
Figur 5 zeigt beispielhaft die Wasserführung im Kurbelgehäuse 2 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine 1 mit als Krallen ausgebildeten Strömungsleitschaufeln 14 auf der Einlassseite. Die Strömungsleischaufeln sind als Ersatz oder Ergänzung für die konische Form des Rails zu sehen. In Fig. 6 sind sie beispielhaft nicht konisch ausgeführt. Die Brennkraftmaschine 1 weist in der Wassermantelführung krallenartige Strömungsleitschaufeln 14 auf. Die krallenartige Wassermantelführung weist eine individuelle Tiefe x(1-6) zwischen den Endspitzen der Strömungsleitschaufeln 14 auf. In Figur 5 ist zu sehen, dass die hier konisch ausgeführten Auslass- 10 und/oder Einlass- 9 Rails Bestandteil des Wassermantels sind. Die Strömung der Kühlflüssigkeit erfolgt innerhalb der Strömungsleitschaufeln nach oben in den Zylinderkopf 15. Die Tiefe x wird mittels CFD ausgelegt. Figur 6 zeigt die Wasserführung im Kurbelgehäuse 2 der in diesem Beispiel sechszylindrigen Brennkraftmaschine 1 mit als Krallen ausgebildeten Strömungsleitschaufeln 14 auf der Einlass- und Auslassseite. Die Brennkraftmaschine 1 weist in der Wassermantelführung krallenartige Strömungsleitschaufeln 14 auf, die sowohl auf der Einlass- als auch auf der Auslassseite angeordnet sind. Die krallenartige Wassermantelführung weist eine individuelle Tiefe a(1 -6), e(1-6) zwischen den Endspitzen der Strömungsleitschaufeln 14 auf. Damit kann eine gezielte und verlustarme Strömungsführung erreicht werden. In Figur 6 ist zu sehen, dass die Auslass- 10, 11 und/ oder Einlass- 9 Rails Bestandteil des Wassermantels sind. In Figur 7 wird die Wasserführung zwischen den Ventilen im Zylinderkopf 3 gezeigt. In Figur 7 wird die Wasserführung zwischen den Auslassventilen 15, den Einlassventilen 16 und dem Injektor 17 dargestellt. Der Hauptkühlwasserstrom erfolgt zwischen den heißen Auslasskanälen. Die Abstände a, b, c, d zwischen den Ventilen werden mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) ausgelegt.
Figur 8 zeigt den Brennboden 19 entlang der Schnittlinie A-A bzw. B-B zwischen den Ventilen 15, 16 im Zylinderkopf 3. Zur besseren Kühlung des Brennbodens 19 erfolgt eine Ausbeulung des Wassermantels nach unten mit individuell ausgelegten nasenartigen Strömungsleitschaufeln 18.
Bezugszeichen
1 Brennkraftmaschine
2 Kurbelgehäuse
3 Zylinderkopf
4 Kühlmittelpumpe
5 Motorölkühler (MÖK)
6 Abgasrückführung (AGR)
7 Thermostat
8 Kühler
9 Einlass-Rail
10 Auslass-Rail
1 1 Auslass-Rail
12 Geregelte Klappe
13 Ölkühler
14 Strömungsleitschaufeln
15 Auslassventil
16 Einlassventil
17 Injektor
18 Strömungsleitschaufeln
19 Brennboden

Claims

„Common-Rail" Wassermantel A N S P R Ü C H E
1. Brennkraftmaschine, insbesondere mit einer Zweikreiswasserkühlung, umfassend ein einen Wassermantel aufweisendes Kurbelgehäuse und wenigstens ein vor dem Kurbelgehäuse angeordnetes und mit diesem kommunizierendes Kühlmittel aufnehmendes Eintritts- und/oder Auslass- Rail, wenigstens einen Kühlmittel führenden Zylinderkopf und wenigstens ein nach dem und mit dem Zylinderkopf kommunizierendes Kühlmittel aufnehmendes Auslass- und/oder Einlass-Rail.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass-Rail (9) derart ausgestaltet ist, dass es sowohl mit dem Kurbelgehäuse (2) als auch mit dem Zylinderkopf (3) kommuniziert.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Eintritts-Rail (10, 11 ) konisch ausgeführt ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Auslass-Rail konisch ausgeführt ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wassermantelführung krallenartig ausgeführt ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die krallenartige Wassermantelführung Strömungsleitschaufeln (14) aufweist.
7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die krallenartige Wassermantelführung eine individuelle Tiefe Xi , ai und aufweist.
8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslass- ( 10, 1 1 ) und/oder Einlass- (9) Rails Bestandteil des Wassermantels sind.
9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Einlass-Rail (9) wenigstens ein AGR- Kühler (6) integriert ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwasser-Hauptströmung zwischen den heißen Auslasskanälen hindurchströmt.
1 1 . Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Brennboden (19) hin nasenartig ausgebeulte Strömungsleitschaufeln (18) zwischen den Ein- ( 16) und Auslass (15) -kanälen angeordnet sind.
12. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.
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