WO2017210712A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2017210712A1
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cylinder
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    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/104—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with liquid cooling with at least one cylinder block and at least one cylinder head for at least two cylinders, wherein the internal combustion engine has a first side and an opposite second side of a longitudinal center plane spanned by at least two cylinder axes of the cylinder and in at least one web region between two adjacent ones Cylinders in the region of a normal to the longitudinal center plane arranged engine transverse plane in the cylinder head at least one first and the second side connecting second cooling channel is arranged with at least a first opening on the first side and at least one second opening on the second side.
  • Cylinder blocks with such cooling channels in the cylinder head are known from DE 10 2005 033 338 AI.
  • the cooling channel is formed as a groove, ie as an open cross-sectional shape in the region of the cylinder head density level, and produced by sawing or milling.
  • the disadvantage of this design is the space required for this cooling groove and the resulting elaborate cylinder head gasket.
  • the second cooling channel between the first and the second opening is formed as a closed cross-section in the cylinder head and from a cylinder head sealing plane of the cylinder head at least in the region of the longitudinal center plane in the direction of a cylinder axis has a sealing plane spacing.
  • Closed cross sections can be formed by drilling, casting or spark erosion into the cylinder head, for example.
  • An advantageous embodiment variant results if-measured in the region of the longitudinal center plane in the direction of the cylinder axis-the sealing plane distance between the second cooling channel and the cylinder head density plane corresponds to at least a smallest wall thickness of a fire deck of the cylinder head in the region of a combustion chamber. This ensures that the space savings can be really achieved without the wall thicknesses are too small to guarantee the mechanical strength.
  • the second cooling channel is at least partially performed increasing from an area of the fire deck of the cylinder head, preferably starting from the cylinder head density plane in the direction of the longitudinal center plane, since the engine length compared to a design without cooling channels in the cylinder head relatively little longer or the same length is.
  • the second cooling channel has at least a first sub-channel and at least a second sub-channel, the first sub-channel on the first side starting from the first opening in an area of the fire deck of the cylinder head, preferably from the cylinder head sealing plane in the direction the longitudinal center plane is rising and the second sub-channel runs on the second side, starting from the second opening in an area of the fire deck of the cylinder head, preferably from the cylinder head density plane in the direction of the longitudinal center plane.
  • first sub-channel and the second sub-channel - preferably in the region of the longitudinal center plane - are interconnected in the region of an intersection of the sub-channel axes, wherein preferably the intersection of the sealing plane distance is removed from the cylinder head density plane ,
  • the point of intersection can also be arranged outside the longitudinal center plane.
  • the first part of the first opening to a substantially arranged on the second side of the second partial cooling chamber of the cylinder head is running and / or that the second sub-channel of the second opening to a substantially arranged on the first side of the first partial cooling chamber of the cylinder head is running running.
  • a third partial channel is provided between the first partial channel and the second partial channel, which is preferably parallel to the cylinder head density plane.
  • a particularly advantageous embodiment variant results if the first opening opens into a first partial cooling jacket space of the cylinder block arranged on the first side and / or that the second opening opens into a second partial cooling jacket space of the cylinder block arranged on the second side.
  • any configuration of the second cooling channel is obtained when at least one second cooling channel is formed in the cylinder head by drilling or by molding in a casting or by spark erosion.
  • the cooling channels can also have more complex cross-sectional shapes, such as a triangular shape, and by pouring virtually any cooling channel curves can be formed, for example by salt cores.
  • Fig. 1 the cylinder head according to the invention in an elevation of a
  • FIG. 2 shows a first embodiment according to the invention of the cylinder head in a section along the line II-II in Fig. 1.
  • Fig. 3 shows this first embodiment of the cylinder head in a section along the line III-III in Fig. 1; 4 shows the first embodiment of the cylinder head in a section along the line IV-IV in Fig. 1.
  • FIG. 5 shows the first embodiment of the cylinder head in a section along the line V-V in Fig. 1.
  • Fig. 6 shows the first embodiment of the cylinder head in a section along the line VI-VI in Fig. 1;
  • FIG. 7 shows a second embodiment according to the invention of the cylinder head in a section analogous to FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the cylinder head according to the invention in a section analogous to FIG. 6;
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of the cylinder head according to the invention in a section analogous to FIG. 6;
  • FIG. 10 shows a fifth embodiment of the cylinder head according to the invention in a section analogous to FIG. 6;
  • FIG. 11 shows the first embodiment of the cylinder head in a section according to the line XI-XI in FIG. 6.
  • an internal combustion engine 1 has a cylinder head 10 with an associated cylinder head sealing plane 11.
  • This cylinder head density plane 11 forms the support surface between the cylinder head 10 and a cylinder block 40.
  • the fire deck 17 adjoins the cylinder head sealing plane 11 on the cylinder head side.
  • the cylinder block 40 has four cylinders 41, partially shown in FIG.
  • cylinder head 10 is shown in a first embodiment in a section along the line II-II in Fig. 1, with four each one of the cylinder 41 associated combustion chambers 2.
  • a longitudinal center plane 27 is defined by at least two cylinder axes 46 (see FIG 11) the cylinder 41 is clamped; in the illustration in Fig. 2, the longitudinal center plane 27 extends vertically to the page level.
  • the internal combustion engine 1 and thus also cylinder head 10 and cylinder block 40 have a first side 4 and a second side 5, which represent the opposite sides of the longitudinal center plane 27.
  • a web portion 12 can be seen.
  • this web region 12 in the region of a normal to the longitudinal center plane 27 arranged engine transverse plane 3 is a second cooling channel 13.
  • the second cooling channel 13 extends in a first partial channel 16 in a first opening 31 from a first side 4 of a fire deck 17 and is connected to the first rising line 14 on this first side 4 flow-connected.
  • the flow connection between the first partial channel 16 and a second riser 44 of a second partial cooling jacket space 45 of the cylinder block 40 arranged on the second side 5 produces a second partial channel 18 which likewise starts from the fire deck 17 in a second opening 32.
  • the fire deck 17 is located in the area of the cylinder head density plane 11 and encloses all freely accessible areas of the cylinder head 10 from the cylinder head density plane 11.
  • the second cooling channel 13 consists of two sub-channels 16, 18, which approach more and more, the farther they - in the direction of a cylinder axis 46 (ie from the sheet plane in FIG. 3) - remove from the fire deck 17.
  • the first partial cooling space 15 and a second partial cooling space 19 are shaped in the embodiment shown so that they partially lead around bores 20 for cylinder head screws, not shown, as shown in FIG. 4.
  • Each cylinder 41 has two first gas channels 21, for example inlet channels and two second gas channels 22, for example outlet channels. Between these and the combustion chamber 2 are the gas exchange valves, not shown, whose valve seats 23 can be seen in Fig. 4.
  • the first side 4 and second side 5 of the internal combustion engine 1 designate the inlet side and the outlet side in the present embodiments.
  • the first part of the cooling chamber 15, the first riser 14 and the first gas passage 21, as well as the first Partkühlmantelraum 43 are located on the first side 4 of the internal combustion engine 1.
  • the second part of the cooling chamber 19, the second gas passage 22, the second riser 44 and the second Partkühlmantelraum 45 are located on the second side 5 of the internal combustion engine. 1
  • a first embodiment of the second cooling channel 13 can be seen in FIG.
  • the sub-channels 16 and 18 are designed as bores emanating from the fire deck 17.
  • the resulting shape of the second cooling channel 13 is an inverted V, the tip of which is located in the region of the longitudinal center plane 27 between the first part of the cooling chamber 15 and the second part of the cooling chamber 19.
  • the sealing plane distance a is defined, which is measured from the cylinder head density plane 11 to the second cooling channel 13. In the illustrated embodiment, this sealing plane distance a is greater than a smallest wall thickness b of the fire deck 17 measured in the region of the combustion chamber 2 (FIG. 11).
  • the first cooling channel 42 which extends in the illustrated embodiment X-shaped between the first sectionkühlmantelraum 43 and second sectionkühlmantelraum 45.
  • a second embodiment is shown, in which the second sub-channel 18, the first sub-channel 16 intersects and is continued to the first part of the cooling chamber 15.
  • the second cooling channel here runs Y-shaped, the open side of the "Y" points in the direction of the cylinder head density plane 11.
  • the first part of the channel 16 is continued to the second part of the cooling chamber 19 and the second cooling channel is also Y-shaped.
  • the second cooling passage 13 is X-shaped in a fourth embodiment.
  • the second riser 44 of the second partial cooling jacket space 45 are flow-connected to the first partial cooling space 15 and the first riser 14 of the first partial cooling space 15 flows into the second partial cooling space 19.
  • a fifth embodiment is shown.
  • a third sub-channel 28 is present in addition to the two sub-channels 16, 18 of the second cooling channel 13, a third sub-channel 28 is present.
  • This third sub-channel 28 extends parallel to the cylinder head density plane 11 in the embodiment shown.
  • the third sub-channel 28 is inclined at an angle to the cylinder head sealing plane 11 and thus the first sub-channel 16 and the second sub-channel 18 of the second cooling channel 13 fluidly connected to each other.
  • the third sub-channel 28 allows for long distances between inlet side and outlet side not too low angle of attack for a drilling tool in the manufacture of the sub-channels 16, 18.
  • the third sub-channel 28 may be formed by lost cores in a casting process or through a hole. If the third sub-channel 28 is formed by a bore, the unwanted flow connection is prevented to the outside with not shown closures.
  • the second cooling channel 13 may be formed for example by spark erosion.
  • cooling channels in the illustrated embodiments extend substantially in or parallel to the engine transverse plane 3
  • variants are also possible in which the channels in the web region 12 are inclined to the engine transverse plane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Brennkraftmaschine (1) mit Flüssigkeitskühlung mit zumindest einem Zylinderblock (40) und zumindest einem Zylinderkopf (10) für zumindest zwei Zylinder (41), wobei die Brennkraftmaschine (1) eine erste Seite (4) und eine gegenüberliegende zweite Seite (5) einer durch zumindest zwei Zylinderachsen (46) der Zylinder (41) aufgespannten Längsmittelebene (27) aufweist und in zumindest einem Stegbereich (12) zwischen zwei nebeneinander liegenden Zylindern (41) im Bereich einer normal zur Längsmittelebene angeordneten Motorquerebene (3) im Zylinderkopf (10) zumindest ein die erste (4) und die zweite Seite (5) verbindender zweiter Kühlkanal (13) mit zumindest einer ersten Öffnung (31) auf der ersten Seite (4) und zumindest einer zweiten Öffnung (32) auf der zweiten Seite (5) angeordnet ist. Aufgabe der Erfindung ist es den Stegbereich (12) möglichst platzsparend zu kühlen. Das wird dadurch erreicht, dass der zweite Kühlkanal (13) zwischen der ersten (31) und der zweiten Öffnung (32) als geschlossener Querschnitt in den Zylinderkopf eingeformt ist und von einer Zylinderkopfdichtebene (11) des Zylinderkopfes (10) zumindest im Bereich der Längsmittelebene (27) in Richtung einer Zylinderachse (46) einen Dichtebenenabstand (a) aufweist.

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung mit zumindest einem Zylinderblock und zumindest einem Zylinderkopf für zumindest zwei Zylinder, wobei die Brennkraftmaschine eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite einer durch zumindest zwei Zylinderachsen der Zylinder aufgespannten Längsmittelebene aufweist und in zumindest einem Stegbereich zwischen zwei nebeneinander liegenden Zylindern im Bereich einer normal zur Längsmittelebene angeordneten Motorquerebene im Zylinderkopf zumindest ein die erste und die zweite Seite verbindender zweiter Kühlkanal mit zumindest einer ersten Öffnung auf der ersten Seite und zumindest einer zweiten Öffnung auf der zweiten Seite angeordnet ist.
Um eine ausreichende Kühlung der Brennkraftmaschine zu erreichen werden im Motorblock Kühlkanäle vorgesehen. Da es bei Hochleistungsmotoren allerdings auch im Bereich des Zylinderkopfes zwischen zwei nebeneinanderliegenden Zylindern zu einem Problem beim Abtransport der Wärme kommen kann, muss auch im Zylinderkopf für ausreichende Kühlung gesorgt werden.
Es ist bekannt, dafür durch Sägeschnitte von der Zylinderkopfdichtebene aus Kühlkanäle herzustellen.
Zylinderblöcke mit derartigen Kühlkanälen im Zylinderkopf sind aus der DE 10 2005 033 338 AI bekannt. Dabei ist allerdings der Kühlkanal als Nut, also als offene Querschnittsform im Bereich der Zylinderkopfdichtebene eingeformt, und durch Sägen oder Fräsen hergestellt. Der Nachteil dieser Ausführung liegt an dem erforderlichen Platzbedarf für diese Kühlnut und die daraus resultierende aufwändiger gestaltete Zylinderkopfdichtung. Des Weiteren ergibt sich eine größere Motorlänge, was hinsichtlich der zunehmenden Packagingproblematik in der Motorenentwicklung heutzutage nachteilig ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Motorkühlung im Bereich des Zylinderkopfes anzugeben, die kompakt und einfach auszuführen ist und dabei die erforderliche Motorlänge nicht erhöht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zweite Kühlkanal zwischen der ersten und der zweiten Öffnung als geschlossener Querschnitt in den Zylinderkopf eingeformt ist und von einer Zylinderkopfdichtebene des Zylinderkopfes zumindest im Bereich der Längsmittelebene in Richtung einer Zylinderachse einen Dichtebenenabstand aufweist. Dadurch wird eine Zylinderkopf- kühlung in thermisch hoch belasteten Bereichen ermöglicht, mit der im Bereich der Zylinderkopfdichtung Platz eingespart werden kann. Das führt dazu, dass eine Zylinderkopfkühlung bei gleichbleibender Motorlänge erreicht wird. Darüber hinaus kann somit auch in Bereichen die eine größere Distanz von der Zylinderkopfdichtebene haben, gekühlt werden und somit die Klopfneigung des Motors positiv beeinflusst werden.
Geschlossene Querschnitte sind zum Beispiel durch Bohren, Gießen oder Funkenerosion in den Zylinderkopf einformbar.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn zumindest eine der beiden Öffnungen im Bereich des Feuerdecks angeordnet ist, denn dadurch ist die Fertigung so einfach wie möglich, da vom Feuerdeck aus eine Bohrung durchführbar ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante ergibt sich, wenn - im Bereich der Längsmittelebene in Richtung der Zylinderachse gemessen - der Dichtebenenabstand zwischen dem zweiten Kühlkanal und der Zylinderkopfdichtebene mindestens einer kleinsten Wandstärke eines Feuerdecks des Zylinderkopfes im Bereich eines Brennraumes entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bauraumersparnis wirklich erzielt werden kann, ohne dass die Wandstärken zu klein werden um die mechanische Festigkeit zu garantieren.
Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Kühlkanal zumindest abschnittsweise von einem Bereich des Feuerdecks des Zylinderkopfes, vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene ausgehend in Richtung der Längsmittelebene ansteigend ausgeführt ist, da die Motorlänge dann im Vergleich zu einer Ausführung ohne Kühlkanäle im Zylinderkopf relativ wenig länger oder gleich lang ist.
Eine einfache Fertigung durch Bohrungen ist möglich, wenn der zweite Kühlkanal zumindest einen ersten Teilkanal und zumindest einen zweiten Teilkanal aufweist, wobei der erste Teilkanal auf der ersten Seite ausgehend von der ersten Öffnung in einem Bereich des Feuerdecks des Zylinderkopfes, vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene in Richtung der Längsmittelebene ansteigend verläuft und der zweite Teilkanal auf der zweiten Seite ausgehend von der zweiten Öffnung in einem Bereich des Feuerdecks des Zylinderkopfes, vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene in Richtung der Längsmittelebene verläuft.
Um eine Strömungsverbindung zwischen den Teilkanälen eines zweiten Kühlkanals sicherzustellen ist es vorteilhaft, wenn der erste Teilkanal und der zweite Teilkanal - vorzugsweise im Bereich der Längsmittelebene - im Bereich eines Schnittpunktes der Teilkanalachsen miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise der Schnittpunkt den Dichtebenenabstand von der Zylinderkopfdichtebene entfernt ist. Der Schnittpunkt kann auch außerhalb der Längsmittelebene angeordnet sein.
Zur optimalen Kühlung des Zylinderkopfes kann in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste Teilkanal von der ersten Öffnung zu einem im Wesentlichen auf der zweiten Seite angeordneten zweiten Teilkühlraum des Zylinderkopfes verlaufend ausgeführt ist und/oder dass der zweite Teilkanal von der zweiten Öffnung zu einem im Wesentlichen auf der ersten Seite angeordneten ersten Teilkühlraum des Zylinderkopfes verlaufend ausgeführt ist.
Um die Kühlfläche zu erhöhen ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem ersten Teilkanal und dem zweiten Teilkanal ein dritter Teilkanal vorgesehen ist, der vorzugsweise parallel zur Zylinderkopfdichtebene verläuft.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante ergibt sich, wenn die erste Öffnung in einen auf der ersten Seite angeordneten ersten Teilkühlmantelraum des Zylinderblocks mündet und/oder dass die zweite Öffnung in einen auf der zweiten Seite angeordneten zweiten Teilkühlmantelraum des Zylinderblocks mündet.
Unter Kühlmantelraum versteht sich hier jede räumliche Ausnehmung zu Kühlzwecken im Zylinderblock und unter Kühlraum jede räumliche Ausnehmung zu demselben Zweck im Zylinderkopf. Gemeinsame Räume in Zylinderkopf und Zylinderblock werden durch die Zylinderkopfdichtebene in Kühlraum und in Kühlmantelraum getrennt.
Der Vorteil einer beliebigen Ausgestaltung des zweiten Kühlkanals ergibt sich, wenn zumindest ein zweiter Kühlkanal im Zylinderkopf durch Bohrungen oder durch Einformung in einem Gießvorgang oder durch Funkenerosion gebildet ist. Bei Bohrungen ist die Fertigung besonders einfach und günstig, bei Funkenerosion können die Kühlkanäle auch komplexere Querschnittsformen, wie zum Beispiel eine Dreiecksform, aufweisen und durch Gießen können quasi beliebige Kühlkanal-Verläufe eingeformt werden, beispielsweise durch Salzkerne. In der Folge wird die Erfindung anhand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einem Aufriss von einer
Längsseite;
Fig. 2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 diese erste Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 die erste Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1;
Fig. 5 die erste Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 1;
Fig. 6 die erste Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 1;
Fig. 7 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt analog zu Fig. 6;
Fig. 8 eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt analog zu Fig. 6;
Fig. 9 eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt analog zu Fig. 6;
Fig. 10 eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt analog zu Fig. 6; und
Fig. 11 die erste Ausführungsform des Zylinderkopfes in einem Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Fig. 6.
Wie in Fig. 1 gezeigt weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 einen Zylinderkopf 10 mit einer zugeordneten Zylinderkopfdichtebene 11 auf. Diese Zylinderkopfdichtebene 11 bildet die Auflagefläche zwischen Zylinderkopf 10 und einem Zylinderblock 40. An die Zylinderkopfdichtebene 11 schließt zylinderkopf- seitig das Feuerdeck 17 an. In der dargestellten Ausführungsform weist der Zylinderblock 40 vier Zylinder 41 auf, die teilweise in Fig. 11 dargestellt sind.
In Fig. 2 ist der Zylinderkopf 10 in einer ersten Ausführungsform in einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt, mit vier je einem der Zylinder 41 zugeordneten Brennräumen 2. Eine Längsmittelebene 27 wird durch zumindest zwei Zylinderachsen 46 (siehe Fig. 11) der Zylinder 41 aufgespannt; in der Darstellung in Fig. 2 verläuft die Längsmittelebene 27 vertikal zur Blattebene. Die Brennkraftmaschine 1 und damit auch Zylinderkopf 10 und Zylinderblock 40 weisen eine erste Seite 4 und eine zweite Seite 5 auf, die die gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelebene 27 darstellen.
Zwischen je zwei Brennräumen 2 ist ein Stegbereich 12 zu erkennen. In diesem Stegbereich 12 im Bereich einer normal zur Längsmittelebene 27 angeordneten Motorquerebene 3 befindet sich ein zweiter Kühlkanal 13. Ausgehend von einem ersten Teilkühlmantelraum 43 im Zylinderblock 40 befindet sich im Zylinderkopf 10 eine erste Steigleitung 14 eines ersten Teilkühlraums 15 des Zylinderkopfs 10.
Bezogen auf die durch die Zylinderachsen 46 der Zylinder 41 aufgespannte Längsmittelebene 27 geht der zweite Kühlkanal 13 in einem ersten Teilkanal 16 in einer ersten Öffnung 31 von einer ersten Seite 4 von einem Feuerdeck 17 aus und ist mit der ersten Steigleitung 14 auf dieser ersten Seite 4 strömungsver- bunden.
Die Strömungsverbindung zwischen erstem Teilkanal 16 und einer auf der zweiten Seite 5 angeordneten zweiten Steigleitung 44 eines zweiten Teilkühlmantelraumes 45 des Zylinderblocks 40 stellt ein zweiter Teilkanal 18 her, der ebenso in einer zweiten Öffnung 32 von dem Feuerdeck 17 ausgeht.
Das Feuerdeck 17 befindet sich im Bereich der Zylinderkopfdichtebene 11 und schließt alle frei zugänglichen Flächen des Zylinderkopfes 10 von der Zylinderkopfdichtebene 11 her ein.
Aus Fig. 3 ist bei Vergleich mit Fig. 2 ersichtlich, dass der zweite Kühlkanal 13 aus zwei Teilkanälen 16, 18 besteht, die sich immer mehr annähern, je weiter sie sich - in Richtung einer Zylinderachse 46 (also aus der Blattebene in Fig. 3 heraus) - vom Feuerdeck 17 entfernen.
Der erste Teilkühlraum 15 und ein zweiter Teilkühlraum 19 sind in der gezeigten Ausführung so geformt, dass sie um Bohrungen 20 für nicht gezeigte Zylinderkopfschrauben teilweise herum führen, wie in Fig. 4 gezeigt.
Es sind jedem Zylinder 41 zwei erste Gaskanäle 21, beispielsweise Einlasskanäle und zwei zweite Gaskanäle 22, beispielsweise Auslasskanäle zugeordnet. Zwischen diesen und dem Brennraum 2 befinden sich die nicht dargestellten Gaswechselventile, deren Ventilsitze 23 in Fig. 4 zu erkennen sind.
Die erste Seite 4 und zweite Seite 5 der Brennkraftmaschine 1 bezeichnen in den vorliegenden Ausführungsbeispielen die Einlassseite und die Auslassseite. Der erste Teilkühlraum 15, die erste Steigleitung 14 und der erste Gaskanal 21, ebenso wie der erste Teilkühlmantelraum 43 befinden sich auf der ersten Seite 4 der Brennkraftmaschine 1. Der zweite Teilkühlraum 19, der zweite Gaskanal 22, die zweite Steigleitung 44 und der zweite Teilkühlmantelraum 45 befinden sich auf der zweiten Seite 5 der Brennkraftmaschine 1.
Erfindungsgemäß sind nun in den Stegbereichen 12 zwischen den Zylindern 41 zusätzliche Kühlkanäle vorgesehen. Eine erste Ausführungsform des zweiten Kühlkanals 13 ist in Fig. 6 erkennbar. Dabei schneiden der erste Teilkanal 16 und der zweite Teilkanal 18 einander und in dieser Ausführungsform enden die Teilkanäle 16, 18 unmittelbar nach einem Schnittpunkt 24 von einer ersten Teilkanalachse 25 und einer zweiten Teilkanalachse 26. Die Teilkanäle 16 und 18 sind als Bohrungen ausgeführt, die vom Feuerdeck 17 ausgehen. Die sich ergebende Form des zweiten Kühlkanals 13 stellt ein umgekehrtes V dar, dessen Spitze sich im Bereich der Längsmittelebene 27 zwischen dem ersten Teilkühlraum 15 und dem zweiten Teilkühlraum 19 befindet.
In der Längsmittelebene 27, die durch die Zylinderachsen 46 gebildet wird, ist ein Abstand, der Dichtebenenabstand a definiert, der von der Zylinderkopfdichtebene 11 bis zum zweiten Kühlkanal 13 gemessen wird. Dieser Dichtebenenabstand a ist in der dargestellten Ausführung größer als eine im Bereich des Brennraums 2 gemessene kleinste Wandstärke b des Feuerdecks 17 (Fig. 11).
Im Zylinderblock 40 befindet sich der erste Kühlkanal 42, der in der dargestellten Ausführungsvariante X-förmig zwischen dem ersten Teilkühlmantelraum 43 und zweiten Teilkühlmantelraum 45 verläuft.
In Fig. 7 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, in der der zweite Teilkanal 18 den ersten Teilkanal 16 kreuzt und bis zum ersten Teilkühlraum 15 fortgeführt wird. Der zweite Kühlkanal verläuft hier Y-förmig, die offene Seite des "Y" weist in Richtung der Zylinderkopfdichtebene 11.
In einer dritten Ausführungsform, wie in Fig. 8 dargestellt, wird der erste Teilkanal 16 bis zum zweiten Teilkühlraum 19 fortgeführt und der zweite Kühlkanal verläuft ebenso Y-förmig.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist der zweite Kühlkanal 13 in einer vierten Ausführungsform X-förmig gestaltet. Dabei werden die zweite Steigleitung 44 des zweiten Teilkühlmantelraums 45 mit dem ersten Teilkühlraum 15 und die erste Steigleitung 14 des ersten Teilkühlraums 15 mit dem zweiten Teilkühlraum 19 strö- mungsverbunden.
In Fig. 10 ist eine fünfte Ausführungsform gezeigt. Dabei ist zusätzlich zu den zwei Teilkanälen 16, 18 des zweiten Kühlkanals 13 ein dritter Teilkanal 28 vorhanden. Dieser dritte Teilkanal 28 verläuft in der gezeigten Ausführung parallel zur Zylinderkopfdichtebene 11.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es möglich, dass der dritte Teilkanal 28 in einem Winkel zur Zylinderkopfdichtebene 11 geneigt verläuft und so den ersten Teilkanal 16 und den zweiten Teilkanal 18 des zweiten Kühlkanals 13 miteinander strömungsverbindet. Der dritte Teilkanal 28 ermöglicht bei großen Distanzen zwischen Einlassseite und Auslassseite einen nicht zu flachen Anstellwinkel für ein Bohrwerkzeug bei der Fertigung der Teilkanäle 16, 18. Der dritte Teilkanal 28 kann durch verlorene Kerne in einem Gussvorgang oder durch eine Bohrung gebildet sein. Wenn der dritte Teilkanal 28 durch eine Bohrung gebildet ist, wird die nicht gewünschte Strömungsverbindung nach außen mit nicht weiter dargestellten Verschlüssen unterbunden. Der zweite Kühlkanal 13 kann beispielsweise durch Funkenerosion gebildet sein.
Während die Kühlkanäle in den dargestellten Ausführungsformen im Wesentlichen in der bzw. parallel zur Motorquerebene 3 verlaufen sind auch Varianten möglich, in denen die Kanäle im Stegbereich 12 geneigt zur Motorquerebene verlaufen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Brennkraftmaschine (1) mit Flüssigkeitskühlung mit zumindest einem Zylinderblock (40) und zumindest einem Zylinderkopf (10) für zumindest zwei Zylinder (41), wobei die Brennkraftmaschine (1) eine erste Seite (4) und eine gegenüberliegende zweite Seite (5) einer durch zumindest zwei Zylinderachsen (46) der Zylinder (41) aufgespannten Längsmittelebene (27) aufweist und in zumindest einem Stegbereich (12) zwischen zwei nebeneinander liegenden Zylindern (41) im Bereich einer normal zur Längsmittelebene angeordneten Motorquerebene (3) im Zylinderkopf (10) zumindest ein die erste (4) und die zweite Seite (5) verbindender zweiter Kühlkanal (13) mit zumindest einer ersten Öffnung (31) auf der ersten Seite (4) und zumindest einer zweiten Öffnung (32) auf der zweiten Seite (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkanal (13) zwischen der ersten (31) und der zweiten Öffnung (32) als geschlossener Querschnitt in den Zylinderkopf eingeformt ist und von einer Zylinderkopfdichtebene (11) des Zylinderkopfes (10) zumindest im Bereich der Längsmittelebene (27) in Richtung einer Zylinderachse (46) einen Dichtebenenabstand (a) aufweist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Öffnungen (31, 32) im Bereich des Feuerdecks (17) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - im Bereich der Längsmittelebene (27) in Richtung der Zylinderachse (46) gemessen - der Dichtebenenabstand (a) zwischen dem zweiten Kühlkanal (13) und der Zylinderkopfdichtebene (11) mindestens einer kleinsten Wandstärke (b) eines Feuerdecks (17) des Zylinderkopfes (10) im Bereich eines Brennraumes (2) entspricht.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkanal (13) zumindest abschnittsweise von einem Bereich des Feuerdecks (17) des Zylinderkopfes (10), vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene (11) ausgehend in Richtung der Längsmittelebene (27) ansteigend ausgeführt ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkanal (13) zumindest einen ersten Teilkanal (16) und zumindest einen zweiten Teilkanal (18) aufweist, wobei der erste Teilkanal (16) auf der ersten Seite (4) ausgehend von der ersten Öffnung (31) in einem Bereich des Feuerdecks (17) des Zylinderkopfes (10), vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene (11) in Richtung der Längsmittelebene (27) ansteigend verläuft und der zweite Teilkanal (18) auf der zweiten Seite (5) ausgehend von der zweiten Öffnung (32) in einem Bereich des Feuerdecks (17) des Zylinderkopfes (10), vorzugsweise von der Zylinderkopfdichtebene (11) in Richtung der Längsmittelebene (27) verläuft.
6. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilkanal (16) und der zweite Teilkanal (18) - vorzugsweise im Bereich der Längsmittelebene (27) - im Bereich eines Schnittpunktes (24) der Teilkanalachsen (25, 26) miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise der Schnittpunkt (24) den Dichtebenenabstand (a) von der Zylinderkopfdichtebene (11) entfernt ist.
7. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilkanal (16) von der ersten Öffnung (31) zu einem im Wesentlichen auf der zweiten Seite (5) angeordneten zweiten Teilkühlraum (19) des Zylinderkopfes (10) verlaufend ausgeführt ist und/ oder dass der zweite Teilkanal (18) von der zweiten Öffnung (32) zu einem im Wesentlichen auf der ersten Seite (4) angeordneten ersten Teilkühlraum (15) des Zylinderkopfes (10) verlaufend ausgeführt ist.
8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Teilkanal (16) und dem zweiten Teilkanal (18) ein dritter Teilkanal (28) vorgesehen ist, der vorzugsweise parallel zur Zylinderkopfdichtebene (11) verläuft.
9. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (31) in einen auf der ersten Seite (4) angeordneten ersten Teilkühlmantelraum (43) des Zylinderblocks (40) mündet und/oder dass die zweite Öffnung (32) in einen auf der zweiten Seite (5) angeordneten zweiten Teilkühlmantelraum (45) des Zylinderblocks (40) mündet.
10. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Kühlkanal (13) im Zylinderkopf (10) durch Bohrungen oder durch Einformung in einem Gießvorgang oder durch Funkenerosion gebildet ist.
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