EP0182323B1 - Liquid-cooled internal-combustion engine - Google Patents
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- 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
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- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
Definitions
- the invention relates to a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- a generic internal combustion engine is known from DE-A 28 28 466, the aim of which is to achieve a flow as uniform as possible around the cylinder liners.
- the supply of coolant takes place via a coolant supply channel, while the actual distribution of the coolant around the cylinder liner takes place through longitudinal channels which are specially formed in the cooling chamber.
- the longitudinal channel and the coolant supply channel must be specially formed by appropriate cores during the casting process of the crankcase and cause considerable expenditure in terms of shape.
- the invention is based on the object of designing the inlet to the cooling chamber in a generic internal combustion engine in such a way that a different cooling capacity can be achieved over the axial height of the cooling chamber, the crankcase together with the inlet being designed to be structurally simple and rigid at the same time.
- the inlet into the cooling space is incorporated as a simple slot in the crankcase area surrounding the cylinder tube.
- the slot in the crankcase wall can optionally be machined after the casting process and the wedge-shaped design, by means of which a different cooling capacity is achieved over the height of the cooling chamber, can be varied according to the requirements. For example, it is conceivable to enlarge the slot in a supercharged internal combustion engine of a series by simple mechanical reworking in the area of the upper end of the slot, so that a higher cooling capacity is achieved in this area.
- the simultaneous arched design of the slot in this area made it possible to introduce the forces exerted by the cylinder head onto the crankcase in a favorable, in particular stress-free manner.
- a cylinder liner 1 is shown, which is inserted into a crankcase 2, it is supported with an upper edge 3 on the upper crankcase cover plate 4.
- grooves 5 are incorporated, into which sealing rings 6 are inserted, which seal the cylinder liner 1 against the crankcase 2.
- a cooling space 7 is provided which is delimited by the cylinder liner 1 and the crankcase 2 and which surrounds the cylinder liner in a ring.
- the cooling chamber 7 extends over approximately 3/5 of the total length of the cylinder liner. 1
- an inlet 8 designed as a slot for cooling liquid is incorporated on one side, which extends over the entire height of the cooling space 7 in the exemplary embodiment shown.
- an outlet 10 is incorporated into the crankcase 2, approximately diametrically opposite the inlet 8.
- the outlet 10 extends from the upper crankcase cover plate 4, starting about about 1/4 of the height of the cooling chamber 7.
- a cooling liquid channel 11 At the outlet 10 joins in the crankcase 2, a cooling liquid channel 11 at which derives the exiting cooling liquid in the cooperating with the cylinder liner 1 cylinder head . All liquid media such as water or oil are suitable as cooling liquid.
- the inlet slot 8 has an approximately height-to-width ratio of 8: 1.
- the slot 8 is tapered in both its upper and lower region. While this tapering is formed in the shape of an archway in the upper region 12 adjoining the crankcase cover plate 4, the Slit 8 in its lower region 13 is approximately semicircular. Such a design of the inlet slot 8 has proven to be favorable from a cooling, casting and manufacturing point of view.
- the detailed view of the outlet 10 shown in FIG. 2 has an approximately height-to-width ratio of 5: 3.
- the outlet 10 is approximately oval in cross-section, the arched design provided in the upper region 14 adjoining the upper crankcase cover plate 4, while the opposite side 15 is semicircular.
- it can be useful to interchange the arched design of the upper region 14 with the semicircular design of the lower side 15 or to adapt the shape of the upper and lower training to one another.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Bei der aus der deutschen Patentanmeldung S 27 058/46c4 bekannten Brennkraftmaschine erfolgt der Kühlflüssigkeitszu- und -ablauf zu bzw. aus dem die Zylinderlaufbuchse umgebenden Kühlraum im unteren oder oberen Bereich des Kühlraums durch ein angesetztes Rohr. Bei einer derartigen Kühlflüssigkeitsführung ist aber eine gleichmässige Umströmung der Zylinderlaufbuchse in allen Bereichen des Kühlraums nicht gewährleistet (siehe auch FR-A 23 23 020). Je nach Lage der Kühlflüssigkeitszulauf- bzw. -ablauföffnungen ist zudem eine zusätzliche Entlüftungsvorrichtung für den Kühlraum erforderlich. Bei einem Kühlwasserzulauf und -ablauf im oberen Bereich des Kühlraums entsteht im unteren Bereich des Kühlraums ein Totwasserraum.In the internal combustion engine known from German patent application S 27 058 / 46c 4 , the cooling liquid inlet and outlet take place to or from the cooling space surrounding the cylinder liner in the lower or upper region of the cooling space through an attached pipe. With such a coolant flow, a uniform flow around the cylinder liner in all areas of the cooling space is not guaranteed (see also FR-A 23 23 020). Depending on the position of the coolant inlet or outlet openings, an additional ventilation device for the cold room is also required. With a cooling water inlet and outlet in the upper area of the cooling room, a dead water room is created in the lower area of the cooling room.
Aus der DE-A 28 28 466 ist eine gattungsgemässe Brennkraftmaschine bekannt, deren Ziel ist, eine möglichst gleichmässige Umströmung der Zylinderlaufbuchsen zu erreichen. Dabei wird aber ausser Acht gelassen, dass die thermische Belastung des Zylinderrohres unterschiedlich ist und im Bereich der oberen Kurbelgehäusedeckplatte am höchsten ist. Der Zulauf von Kühlflüssigkeit erfolgt über einen Kühlmittelzulaufkanal, während die eigentliche Verteilung des Kühlmittels um die Zylinderlaufbüchse durch speziell in den Kühlraum eingeformte Längskanäle erfolgt. Der Längskanal und der Kühlmittelzuführkanal müssen beim Giessvorgang des Kurbelgehäuses durch entsprechende Kerne speziell ausgebildet werden und verursachen erheblichen Formaufwand. Zudem werden die vom Zylinderkopf über dessen Befestigungsschrauben in das Kurbelgehäuse eingeleiteten Kräfte im Bereich des Längskanals ungünstig in den unteren Teil des Kurbelgehäuses eingeleitet, weil sich im Bereich des oberen Endes des Längskanals durch den Ansatz an die übrige Kurbelgehäusewand, die das Zylinderrohr mit einem festen Abstand umgibt, ein ungünstiger Spannungsverlauf einstellt.A generic internal combustion engine is known from DE-A 28 28 466, the aim of which is to achieve a flow as uniform as possible around the cylinder liners. However, it is ignored that the thermal load on the cylinder tube is different and is highest in the area of the upper crankcase cover plate. The supply of coolant takes place via a coolant supply channel, while the actual distribution of the coolant around the cylinder liner takes place through longitudinal channels which are specially formed in the cooling chamber. The longitudinal channel and the coolant supply channel must be specially formed by appropriate cores during the casting process of the crankcase and cause considerable expenditure in terms of shape. In addition, the forces introduced by the cylinder head into the crankcase via its fastening screws are unfavorably introduced into the lower part of the crankcase, because in the area of the upper end of the longitudinal channel through the attachment to the other crankcase wall, which connects the cylinder barrel with a fixed distance surrounds, an unfavorable voltage curve sets.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemässen Brennkraftmaschine den Zulauf zum Kühlraum so zu gestalten, dass eine unterschiedliche Kühlleistung über die axiale Höhe des Kühlraums erzielbar ist, wobei das Kurbelgehäuse zusammen mit dem Zulauf gleichzeitig konstruktiv einfach und festigkeitsmässig steif ausgebildet sein soll.The invention is based on the object of designing the inlet to the cooling chamber in a generic internal combustion engine in such a way that a different cooling capacity can be achieved over the axial height of the cooling chamber, the crankcase together with the inlet being designed to be structurally simple and rigid at the same time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Wesentlich ist, dass der Zulauf in den Kühlraum als einfacher Schlitz in den das Zylinderrohr umgebenden Kurbelgehäusebereich eingearbeitet ist. Dadurch entfallen kompliziert zu handhabende Kerne beim Giessvorgang, die entsprechend genau positioniert sein müssen. Der Schlitz in der Kurbelgehäusewand kann gegebenenfalls nach dem Giessvorgang bearbeitet werden und die keilförmige Ausbildung, durch die eine unterschiedliche Kühlleistung über die Höhe des Kühlraums erreicht wird, kann gemäss den Anforderungen variiert werden. So ist es beispielsweise denkbar, den Schlitz bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einer Baureihe durch einfaches mechanisches Nachbearbeiten im Bereich des oberen Endes des Schlitzes zu vergrössern, so dass in diesem Bereich eine höhere Kühlleistung erzielt wird. Die gleichzeitige torbogenförmige Ausbildung des Schlitzes in diesem Bereich ermöglichte eine günstige, insbesondere spannungsfreie Einleitung der vom Zylinderkopf auf das Kurbelgehäuse ausgeübten Kräfte.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the first claim. It is essential that the inlet into the cooling space is incorporated as a simple slot in the crankcase area surrounding the cylinder tube. This eliminates the need for complicated to handle cores during the casting process, which must be positioned precisely. The slot in the crankcase wall can optionally be machined after the casting process and the wedge-shaped design, by means of which a different cooling capacity is achieved over the height of the cooling chamber, can be varied according to the requirements. For example, it is conceivable to enlarge the slot in a supercharged internal combustion engine of a series by simple mechanical reworking in the area of the upper end of the slot, so that a higher cooling capacity is achieved in this area. The simultaneous arched design of the slot in this area made it possible to introduce the forces exerted by the cylinder head onto the crankcase in a favorable, in particular stress-free manner.
Die abhängigen Patentansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims contain advantageous developments of the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben ist. Es zeigen:
- Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Zylinderlaufbuchse mit dem sie umgebenden Bereich des Kurbelgehäuses;
- Fig. 2 eine Detailansicht eines Kühlflüssigkeitsablaufschlitzes.
- Figure 1 is a longitudinal section through a cylinder liner with the surrounding area of the crankcase.
- Fig. 2 is a detailed view of a coolant drain slot.
In Fig. 1 ist eine Zylinderlaufbuchse 1 dargestellt, die in ein Kurbelgehäuse 2 eingesteckt ist Dabei stützt sie sich mit einem oberen Rand 3 auf der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ab. Im unteren Bereich der Zylinderlaufbuchse 1 sind Nuten 5 eingearbeitet, in die Dichtringe 6 eingelegt sind, die die Zylinderlaufbuchse 1 gegenüber dem Kurbelgehäuse 2 abdichten. Zwischen dem oberen Rand 3 und den Nuten 5 ist ein von der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Kurbelgehäuse 2 begrenzter Kühlraum 7 vorgesehen, der die Zylinderlaufbuchse ringförmig umgibt. Der Kühlraum 7 erstreckt sich etwa über 3/5 der Gesamtlänge der Zylinderlaufbuchse 1.In Fig. 1, a cylinder liner 1 is shown, which is inserted into a
In das Kurbelgehäuse 2 ist einseitig ein als Schlitz ausgebildeter Zulauf 8 für Kühlflüssigkeit eingearbeitet, der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Höhe des Kühlraumes 7 erstreckt. An den Zulaufschlitz 8 schliesst sich an dem Kurbelgehäuse 2 ein nicht dargestellter Kühlflüssigkeitsverteilungskanal 9 an, der sich entlang einer Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine erstreckt. Auf der dem Zulaufschlitz 8 gegenüberliegenden Seite ist - etwa diametral zum Zulauf 8 liegend - in das Kurbelgehäuse 2 ein Ablauf 10 eingearbeitet. Der Ablauf 10 erstreckt sich von der oberen Kurbelgehäusedeckplatte 4 ausgehend etwa über 1/4 der Höhe des Kühlraums 7. An den Ablauf 10 schliesst sich in dem Kurbelgehäuse 2 ein Kühlflüssigkeitskanal 11 an, der die austretende Kühlflüssigkeit in den mit der Zylinderlaufbuchse 1 zusammenwirkenden Zylinderkopf ableitet. Als Kühlflüssigkeit sind alle flüssigen Medien, wie z.B. Wasser oder 01 geeignet.In the
Der Zulaufschlitz 8 hat in etwa ein Höhen- Breiten-Verhältnis von 8 : 1. Zudem ist der Schlitz 8 in seinem oberen wie auch unteren Bereich verjüngt. Während diese Verjüngung in dem an die Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzenden oberen Bereich 12 torbogenförmig ausgebildet ist, ist der Schlitz 8 in seinem unteren Bereich 13 etwa halbkreisförmig ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Zulaufschlitzes 8 hat sich aus kühl-, giess- und fertigungstechnischer Hinsicht als günstig erwiesen.The inlet slot 8 has an approximately height-to-width ratio of 8: 1. In addition, the slot 8 is tapered in both its upper and lower region. While this tapering is formed in the shape of an archway in the upper region 12 adjoining the crankcase cover plate 4, the Slit 8 in its lower region 13 is approximately semicircular. Such a design of the inlet slot 8 has proven to be favorable from a cooling, casting and manufacturing point of view.
Die in Fig. 2 dargestellte Detailansicht des Ablauf 10 hat in etwa ein Höhen-Breiten-Verhältnis von 5 : 3. Der Ablauf 10 ist im Querschnitt etwa oval ausgebildet, wobei die im oberen Bereich 14 vorgesehene torbogenförmige Ausbildung an die obere Kurbelgehäusedeckplatte 4 angrenzt, während die gegenüberliegende Seite 15 halbkreisförmig ausgebildet ist. Auch bei dem Ablauf 10 kann es sinnvoll sein, die torbogenförmige Ausbildung des oberen Bereichs 14 mit der halbkreisförmigen Ausbildung der unteren Seite 15 zu vertauschen bzw. die obere und untere Ausbildung in ihrer Form einander anzupassen. Ferner kann es zweckmässig sein, auch den Ablauf 10 als Schlitz auszubilden, der in seinem geometrischen Abmessungen dem Zulaufschlitz 8 und dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit anzupassen ist.The detailed view of the
Claims (5)
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