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Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine, mit zumindest einem jeweils zwischen zwei Zylindern eingegossenen hohlen Einlegeteil, welcher einen Kühlwasserdurchgang zwischen den seitlichen Kühlwassermänteln bildet, wobei der Kühlwasserdurchgang durch eine Trennwand im Bereich der Längsmittelebene in zumindest einen oberen und einen unteren, in Richtung der Zylinderachse übereinander angeordneten Kühlwasserkanal geteilt ist.
Ein Zylinderblock mit einem hohlen Einlegeteil der eingangs genannten Art ist aus der DE 42 02 444 Al bekannt.
Gegossene Einlegeteile zwischen den Zylindern werden bei bezüglich der Länge minimierten Zylinderblöcken verwendet, bei denen trotz minimalem Abstand zwischen den Zylinderbohrungen eine gute Kühlung der Zylinder erreicht werden soll. Um zu verhindern, dass sich die Wände des Einlegeteiles aufgrund der intensiven Wärme beim Giessen des Zylinderblockes verformen, ist die Mitte einer Wand des bekannten Einlegeteiles konvex ausgebildet und mit der gegenüberliegenden Wand durch Punktschweissen verbunden. Der Kühlwasserdurchgang wird dadurch in zwei Kühlwasserkanäle mit gleichem Querschnitt geteilt. Es hat sich gezeigt, dass bei diesem bekannten Zylinderblock mit Einlegeteil die Kühlung im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens nicht ausreicht.
Eingegossene hohle Einlegeteile, die einen Kühlwasserdurchgang bilden, sind weiters aus den japanischen Veröffentlichungen JP 63-253156 A, JP 57-65836 A und JP 53-147122 A bekannt. Eine Querteilung des Kühlwasserdurchganges ist aber nicht vorgesehen.
Zylinderblöcke von Brennkraftmaschinen mit Kanälen, die vom Kühlwasserdurchgang zum Zylinderkopf führen, sind ferner aus der EP 0 223 158 Al und der US 4 850 312 A bekannt.
Diese Zylinderköpfe weisen allerdings keinen Einlegeteil auf und müssen daher mit relativ grossem Abstand zwischen den Zylinderbohrungen ausgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einem Zylinderblock der eingangs genannten Art eine bessere Kühlung der Zylinder, insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens, zu erreichen.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Trennwand eine vorzugsweise konkav geformte Strömungsumlenkfläche aufweist, welche mindestens einen Teil des quer durchfliessenden Kühlwassers in Richtung Zylinderkopfebene ablenkt.
Dadurch wird auch der obere, dem Zylinderkopf zugewandte Teil des Zylinderblockes zwischen den Zylindern ausreichend gekühlt.
Die Strömungsumlenkfläche kann in einfacher Weise durch seitliche Eindellungen des Einlegeteiles gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberseite des Kühlwasserdurchganges konkav geformt ist und vorzugsweise im höchsten Bereich zum Zylinderkopf führende Entdampfungskanäle vorgesehen sind.
Die nach oben umgelenkte Strömung wird dabei nach Passieren der Strömungsumlenkfläche wieder nach unten gelenkt. Durch die Entdampfungskanäle können stationäre Gasblasen vermieden werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem oberen und dem unteren Kühlwasserkanal in der Trennwand ein von der Strömungsumlenkfläche ausgehender mittiger Kühlwasserkanal vorgesehen ist. Dies bewirkt eine bessere Wasserströmung im Einlegeteil, wodurch die im Bereich des oberen Totpunktes eingebrachte Wärme besser an das Kühlwasser abgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Einlegeteil aus zwei entlang einer Normalebene auf die Kurbelwellenachse miteinander stumpf verschweissten Hälften besteht. Dadurch können Spannungskonzentrationen im Randbereich des Einlegeteiles infolge der Wärmeeinwirkung beim Giessen des Zylinderkopfes vermieden werden.
Eine optimale Kühlung des oberen Bereiches des Zylinderkopfes wird besonders dann erreicht, wenn der Querschnitt des unteren Kühlwasserkanales kleiner ist als der Querschnitt des oberen Kühlwasserkanales. Weiters kann durch entsprechende Formgebung auch die Geschwindigkeit des Kühlmediums erhöht und die Wärmeabfuhr zusätzlich verbessert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass Eintritts- und Austrittsseite des Einlegeteiles in Zylinderachsrichtung gesehen schwalbenschwanzförmig aufgeweitet sind. Die Aufweitung des Einlegeteiles am Eintritt und am Austritt bewirkt einerseits
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eine bessere Kühlmittelzu-und-abströmung. Andererseits dienen die Aufweitungen der Ein-und Austrittsöffnungen als Abstützung der oberen Wassermantelkernhälfte gegen den ferrostatischen Druck des Gusseisen beim Gussvorgang, wodurch ein Kernversatz verhindert wird. Kurbelgehäuse der genannten Bauart werden, meist aus Kostengründen, liegend gegossen.
Zur Reduzierung von Zylinderverzügen ist es weiters vorteilhaft, wenn der Einlegeteil im Bereich der seitlichen Eindellungen zumindest eine durchgehende Querbohrung aufweist.
Dadurch können zwei benachbarte Zylinder durch einen die Bohrung durchdringenden Steg zusammengegossen werden, wodurch eine Strukturverstifung erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine Detailansicht des erfindungsgemässen Einlegeteiles im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt durch den erfindungsgemässen Zylinderblock nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 das erfindungsgemässe Einlegeteil in einer zweiten Ausführungsvariante im Längsschnitt, Fig. 5 diesen Einlegeteil im Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 das erfindungsgemässe Einlegeteil in einer weiteren Ausführungsform im Längsschnitt und Fig. 7 diesen Einlegeteil im Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Zylinderblock 1 der Brennkraftmaschine ist zwischen zwei benachbarten Zylindern 2 der Einlegeteil 3 eingegossen. Der Einlegeteil 3 besteht aus zwei Hälften 3a und 3b, welche in einer Normalebene 4 auf die Kurbelwellenachse 5' miteinander stumpf verschweisst sind. Im Bereich der Motorlängsebene 5 weisen die beiden Hälften 3a und 3b des Einlegeteiles 3 eine durch eine Eindellung gebildete Trennwand 6 auf, welche den Kühlwasserdurchgang 7 in einen oberen und einen unteren Kühlwasserkanal 8 und 9 trennt. Die durch den Pfeil 10 angedeutete Kühlwasserströmung wird dabei in Teilströme 11 und 12 aufgeteilt. Teilquerschnitte der Kühlwasserkanäle 8 und 9 sind mit Al und A2 bezeichnet. Im Bereich der Trennwand 6 sind die beiden Hälften 3a und 3b miteinander punktverschweisst, was mit Bezugszeichen 13 angedeutet ist.
Die durch die Trennwand 6 gebildete Strömungsumlenkfläche 14 bewirkt, dass ein Teil-
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strom 12 des Kühlwassers nach oben in Richtung Zylinderkopfebene 15 umgelenkt wird. Der Einlegeteil 3 ist in seinem oberen Bereich 16 konkav geformt, wodurch die nach oben abgelenkte Strömung 12 nach Passieren der Strömungsumlenkflä- che 14 wieder nach unten gelenkt wird. Im höchsten Bereich 16 des Einlegeteiles 3 sind Entdampfungskanäle 17 vorgesehen, welche den Kühlwasserdurchgang 7 mit dem nicht weiter dargestellten Zylinderkopf verbinden. Die Entdampfungskanäle 17 können durch Bohrungen gebildet sein, sie können aber prinzipiell auch vorgeformt sein, was allerdings einen grösseren Zylinderabstand erforderlich macht. Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen einfach ausgeführten Einlegeteil 3 mit einer durchgehenden Trennwand 6.
Eine besonders gute Kühlung wird erreicht, wenn in der Trennwand 6 zwischen dem oberen Kühlwasserkanal 8 und dem unteren Kühlwasserkanal 9 ein weiterer mittlerer Kühlwasserkanal 18 vorgesehen ist, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Der Strömungsquerschnitt A3 im oberen Kühlwasserkanal 8 ist vorteilhafterweise grösser ausgebildet als der Strömungsquerschnitt A2 des unteren Kühlwasserkanals 9. Bei Ausbildung eines mittleren Kühlwasserkanals 18 sollte der Strömungsquer- schnitt A vor Eintritt in den mittleren Kühlwasserkanal 18 grösser sein als der Strömungsquerschnitt A3 im konkaven Bereich 16 des Einlegeteiles 3.
Vorteilhafterweise wird als Schweissnaht zwischen den beiden Hälften 3a und 3b eine Stumpfnaht verwendet, wie durch Bezugszeichen 20 angedeutet ist. Dadurch kann vermeiden werden, dass es im Umfangsbereich zu unerwünschten Spannungskonzentrationen kommt, welche im Falle einer Abbrandnaht einer abgedrückten und verschweissten Aussenumrandung des Einlegeteiles 3 auftreten würden.
In der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Einlegeteil 3 im Bereich der Trennwand 6 eine beispielsweise gestanzte Querbohrung 19 auf. Dadurch bildet sich beim Giessvorgang ein Steg 19 des Zylinderblockes 1 zwischen zwei benachbarten Zylindern 2 aus, welche eine zusätzliche Versteifung bewirken.
Die Eintrittsseite 21 und die Austrittsseite 22 des Einlegeteiles 3 sind, in Richtung der Zylinderachse 23 gesehen, schwalbenschwanzförmig aufgeweitet. Dadurch wird einerseits eine bessere Kühlmittelzu-und-abströmung und anderer-
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seits eine Abstützung der oberen Wassermantelkernhälfte gegen den ferrostatischen Druck des Gusseisen beim Gussvorgang erreicht, wenn-wie dies bei Zylinderblöcken der eingangs genannten Art üblich ist-das Kurbelgehäuse aus Kostengründen liegend gegossen wird.