AT414012B - LIQUID-COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AT LEAST TWO CYLINDERS - Google Patents

LIQUID-COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AT LEAST TWO CYLINDERS Download PDF

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Description

22

AT 414 012 BAT 414 012 B

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern mit beidseits der Zylindern sich in Motorlängsrichtung erstreckenden, an bezüglich der Motorlängsebene verschiedenen Seiten angeordneten Kühlräumen, wobei ein auf einer ersten Seite angeordneter erster Kühlraum im Bereich eines Zylindersteges zwischen den beiden Zylindern über zumindest einen ersten Kühlkanal mit einer ersten Kühlmittelöffnung in der Zylinderkopfdichtfläche auf der zweiten Seite verbunden ist, wobei der erste Kühlkanal die Motorlängsebene schneidet und zumindest durch eine schräg zur Motorlängsebene angeordnete erste Bohrung gebildet ist, mit zumindest einem zweiten Kühlkanal im Bereich des Zylindersteges, welcher durch eine vorzugsweise schräg zur Motorlängsebene angeordnete zweite Bohrung gebildet ist, welche eine vorzugsweise an der ersten Seite angeordnete Kühlmittelöffnung der Zylinderkopfdichtfläche mit der ersten Bohrung verbindet.The invention relates to a crankcase for a liquid-cooled internal combustion engine having at least two cylinders with both sides of the cylinders extending in the engine longitudinal direction, with respect to the engine longitudinal plane different sides arranged cooling chambers, wherein arranged on a first side first cooling space in the region of a cylinder land between the two cylinders via at least a first cooling passage is connected to a first coolant opening in the cylinder head sealing surface on the second side, wherein the first cooling passage intersects the engine longitudinal plane and is formed at least by a first bore arranged obliquely to the engine longitudinal plane, with at least one second cooling passage in the region of the cylinder web which passes through a preferably arranged obliquely to the engine longitudinal plane second bore is formed, which is preferably arranged on the first side coolant opening of the cylinder head sealing surface with the first bore combines.

Kurbelgehäuse mit X-förmig angeordneten schrägen Bohrungen im Bereich des Zylindersteges zwischen zwei Zylindern sind aus den Veröffentlichungen JP 2002-168147 A, JP 10-288080 A und JP 2001-107801 A bekannt. Mit diesen Kühlkanälen können die Kühlräume miteinander, sowie mit Kühlmittelkanälen im Zylinderkopf verbunden werden.Crankcase with X-shaped oblique holes in the region of the cylinder land between two cylinders are known from the publications JP 2002-168147 A, JP 10-288080 A and JP 2001-107801 A. With these cooling channels, the cooling chambers can be connected to each other, as well as with coolant channels in the cylinder head.

Weiters ist es aus der JP 59-005861 A und der JP 7-27014 A bekannt, die bezüglich der Motorlängsebene auf unterschiedlichen Seiten angeordneten Kühlräume mit Querbohrungen, Schrägbohrungen oder V-förmig angeordneten Schrägbohrungen miteinander zu verbinden.Furthermore, it is known from JP 59-005861 A and JP 7-27014 A known to connect with respect to the engine longitudinal plane on different sides arranged cooling chambers with transverse holes, oblique holes or V-shaped inclined bores with each other.

Die JP 07-119541 A zeigt ein Kurbelgehäuse für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit bezüglich der Motorlängsebene an verschiedenen Seiten angeordneten Kühlräumen, wobei jeder der Kühlräume über Kühlkanäle mit jeweils einer Kühlmittelöffnung in der Zylinderkopfdichtfläche verbunden ist. Jeweils zwei in einer Motorquerebene angeordnete Kühlkanäle schneiden einander und sind im Wesentlichen X-förmig ausgebildet, wie dies bereits aus den im zweiten Absatz der Anmeldungsbeschreibung genannten Veröffentlichungen bekannt ist. Zumindest einer der beiden Kühlkanäle ist extrem lang geführt, was die Bearbeitung erschwert und sich nachteilig auf die Standzeit des Fertigungswerkzeuges auswirkt.JP 07-119541 A shows a crankcase for a liquid-cooled internal combustion engine with respect to the engine longitudinal plane arranged on different sides of cooling chambers, each of the cooling chambers is connected via cooling channels, each with a coolant opening in the cylinder head sealing surface. Two cooling channels each arranged in a motor transverse plane intersect each other and are essentially X-shaped, as is already known from the publications mentioned in the second paragraph of the application description. At least one of the two cooling channels is guided extremely long, which complicates the processing and adversely affects the life of the production tool.

Die JP 40-93-175551 A zeigt eine Y-förmige Kühlkanalanordnung, wobei jeder Kühlkanal allerdings nicht von der Zylinderkopfdichtebene, sondern von einem Kühlmittelübertritt in den Zylinderkopf ausgeht. Die Bearbeitung und Fertigung dieser Kanäle ist dadurch relativ schwierig und erlaubt kaum Variationemöglichkeiten bei der Anordnung des Kreuzungspunktes zwischen den beiden Kühlkanälen. Eine mit der ersten Querbohrung der vorliegenden Anmeldung vergleichbare Querbohrung ist nicht vorgesehen.JP 40-93-175551 A shows a Y-shaped cooling channel arrangement, wherein each cooling channel, however, does not emanate from the cylinder head sealing plane, but from a coolant passage into the cylinder head. The processing and production of these channels is relatively difficult and allows little variation possibilities in the arrangement of the intersection point between the two cooling channels. A comparable with the first transverse bore of the present application transverse bore is not provided.

Die JP 05-141307 A offenbart ebenfalls sich kreuzende Kühlkanäle, die von zum Zylinderkopf führenden Übertrittsöffnungen ausgehen. Mit der ersten Querbohrung vergleichbare Bohrungen, welche in einen Kühlkanal einmünden, sind nicht vorgesehen.JP 05-141307 A also discloses intersecting cooling channels emanating from the cylinder head leading to the transfer openings. With the first transverse bore comparable holes, which open into a cooling channel, are not provided.

Aufgrund der in den Kühlräumen des Kurbelgehäuses herrschenden Druckverteilung ist mit bekannten Lösungen die Wärmeabfuhr im Bereich der Zylinderstege mangelhaft.Due to the prevailing in the cooling chambers of the crankcase pressure distribution with known solutions, the heat dissipation in the cylinder webs is poor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile zu vermeiden und die Kühlleistung im Bereich der Zylinderstege zu verbessern.The object of the invention is to avoid the disadvantages and to improve the cooling capacity in the region of the cylinder webs.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die zweite Bohrung in der ersten Bohrung endet, dass der erste Kühlkanal zumindest eine vom ersten Kühlraum ausgehende mit der ersten Bohrung verbundene erste Querbohrung etwa normal auf die Motorlängsebene aufweist, wobei vorzugsweise die erste Bohrung in die erste Querbohrung einmündet und dass die erste Querbohrung als Sackloch ausgeführt ist.According to the invention this is achieved in that the second bore terminates in the first bore, that the first cooling channel has at least one first transverse bore connected to the first bore extending from the first cooling chamber approximately normal to the engine longitudinal plane, wherein preferably the first bore opens into the first transverse bore and that the first transverse bore is designed as a blind hole.

Auf diese Weise können im Bereich des Zylindersteges angeordnete Zylinderkopfschraubenbohrungen umgangen werden, wobei einerseits der Schnittpunkt zwischen erstem und zweiten 3In this way arranged in the region of the cylinder land cylinder head bolt holes can be bypassed, on the one hand, the intersection between the first and second 3rd

AT 414 012 B Kühlkanal möglichst nahe an die Zylinderkopfdichtfläche und andererseits der erste Kühlkanal im Bereich des oberen Drittels des ersten Kühlraumes von diesem abzweigt. Dies ermöglicht eine besonders gute Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylindersteges. 5 Vorzugsweise ist weiters vorgesehen, dass erste Bohrung und zweite Bohrung im Wesentlichen eine Y-Anordnung zueinander aufweisen. Die Y-förmige Anordnung der Kühlkanäle bewirkt eine deutliche Verbesserung der Kühlleistung im Bereich der Zylinderstege, da das Kühlmittel gezielt vom Kurbelgehäuse über die schrägen Bohrungen in den Zylinderkopf strömen kann. Dabei wird im Bereich des Schnittpunktes zwischen erster und zweiter Bohrung ein Bereich mit höchs-io tem Wärmeeintrag aus dem Brennraum optimal gekühlt.AT 414 012 B cooling channel as close to the cylinder head sealing surface and on the other hand, the first cooling channel in the region of the upper third of the first cooling chamber branches off from this. This allows a particularly good heat dissipation from the region of the cylinder land. Preferably, it is further provided that the first bore and the second bore essentially have a Y arrangement relative to each other. The Y-shaped arrangement of the cooling channels causes a significant improvement in the cooling capacity in the region of the cylinder lands, since the coolant can flow selectively from the crankcase through the oblique holes in the cylinder head. In this case, in the region of the point of intersection between the first and second bores, an area with the highest heat input from the combustion chamber is optimally cooled.

Wesentlich ist, dass zum Unterschied zu bekannten Kurbelgehäusen erster und zweiter Kühlkanal keine Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlraum herstellen. Dadurch wird erreicht, dass zwischen dem ersten Kühlraum und dem Zylinderkopf eine gezielte 15 Kühlmittelströmung durch die thermisch kritischen Bereich der Zylinderstege stattfindet, wobei sich das Kühlmittel im Bereich des Schnittpunktes der beiden Kühlkanäle in die erste und die zweite Bohrung aufteilt.It is essential that, in contrast to known crankcases, the first and second cooling channels do not establish a flow connection between the first and the second cooling chambers. This ensures that between the first cooling chamber and the cylinder head, a targeted flow of coolant through the thermally critical region of the cylinder webs takes place, wherein the coolant is divided in the region of the intersection of the two cooling channels in the first and the second bore.

Eine sehr einfache Fertigung lässt sich erreichen, wenn die erste Bohrung als Sackloch ausge-20 führt ist.A very simple production can be achieved if the first hole is out as a blind hole.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass erster und zweiter Kühlraum im Bereich des Zylindersteges durch zumindest eine zweite Querbohrung etwa normal zur Motorlängsebene miteinander strömungsverbunden sind. Die zweite Querbohrung verbindet 25 ersten und zweiten Kühlraum im Bereich des Zylindersteges miteinander. Da die zweite Querbohrung räumlich getrennt vom ersten und zweiten Kühlkanal ausgebildet ist, wird eine nachteilige Beeinflussung der Strömung in den Zylinderkopf vermieden.In a further embodiment of the invention it can be provided that the first and second cooling chambers in the region of the cylinder web are fluidly connected to one another by at least one second transverse bore approximately normal to the engine longitudinal plane. The second transverse bore connects 25 first and second cooling space in the region of the cylinder web with each other. Since the second transverse bore is formed spatially separated from the first and second cooling channels, a disadvantageous influence on the flow in the cylinder head is avoided.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. 30The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. 30

Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie l-l in Fig. 2 und Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kurbelgehäuse im Bereich eines Ventilsteges.1 shows a crankcase according to the invention in a section along the line I-I in FIG. 2 and FIG. 2 shows a plan view of the crankcase in the region of a valve web.

Die Fig. 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 in einem Schnitt normal zur Kurbelwellenachse 2 im Be-35 reich des Zylindersteges 3 zwischen zwei benachbarten Zylindern A, B. Beidseits einer durch die Zylinderachsen und die Kurbelwellenachse 2 ausgespannten Motorlängsebene 4 sind Kühlräume 5, 6 zur Kühlung der Zylinder A, B angeordnet. Der sich bezüglich der Motorlängsebene 4 auf einer ersten Seite 7 befindende erste Kühlraum 5 ist über zumindest einen ersten Kühlkanal 8 im Bereich des Zylindersteges 3 mit einer bezüglich der Motorlängsebene 4 auf der zwei-40 ten Seite 19 angeordneten ersten Kühlmittelöffnung 9 in der Zylinderkopfdichtfläche 10 verbunden. Die erste Kühlmittelöffnung 9 führt zu nicht weiter ersichtlichen Kühlräumen in einem anschließenden Zylinderkopf.FIG. 1 shows a crankcase 1 in a section normal to the crankshaft axis 2 in the region of the cylinder web 3 between two adjacent cylinders A, B. On both sides of a motor longitudinal plane 4 which is stretched out by the cylinder axes and the crankshaft axis 2 are cooling chambers 5, 6 for cooling the cylinder A, B arranged. The first cooling space 5 located on a first side 7 with respect to the motor longitudinal plane 4 is connected via at least one first cooling channel 8 in the region of the cylinder web 3 to a first coolant opening 9 in the cylinder head sealing surface 10 arranged with respect to the engine longitudinal plane 4 on the two-th page 19 , The first coolant opening 9 leads to not further apparent cooling chambers in a subsequent cylinder head.

Der erste Kühlkanal 8 weist eine bezüglich der Motorlängsebene 4 schräg angeordnete erste 45 Bohrung 11 auf, welche die Motorlängsebene 4 in einem ersten Schnittbereich 12 schneidet. Der erste Kühlkanal 8 weist weiters eine erste Querbohrung 13, welche vom ersten Kühlraum 5 ausgeht und als Sackloch ausgebildet ist. Die erste Bohrung 11 und die erste Querbohrung 13 schneiden einander in einem zweiten Schnittbereich 14. so Weiters ist im Bereich des Zylindersteges 3 ein durch eine zweite Bohrung 15 gebildeter zweiter Kühlkanal 16 angeordnet, welcher in den ersten Kühlkanal 8 im Bereich des ersten Schnittbereiches 12 einmündet und diesen mit einer zweiten Kühlmittelöffnung 17 in der Zylinderkopfdichtfläche 10 strömungsverbindet. 55 Weiters kann zwischen erstem und zweitem Kühlraum 5, 6 zumindest eine zweite QuerbohrungThe first cooling channel 8 has a first 45 bore 11 which is inclined relative to the motor longitudinal plane 4 and which intersects the motor longitudinal plane 4 in a first cutting region 12. The first cooling channel 8 further has a first transverse bore 13, which starts from the first cooling chamber 5 and is formed as a blind hole. The first bore 11 and the first transverse bore 13 intersect each other in a second cutting region 14. Further, in the region of the cylinder web 3, a second cooling channel 16 formed by a second bore 15 is arranged, which opens into the first cooling channel 8 in the region of the first cutting region 12 and fluidly communicates with a second coolant port 17 in the cylinder head sealing surface 10. Furthermore, between the first and second cooling chambers 5, 6 at least one second transverse bore

Claims (4)

4 AT 414 012 B 18 vorgesehen sein. Mit Bezugszeichen 20 sind Gewindebohrungen für Zylinderkopfschrauben bezeichnet. 5 Das Kühlmittel strömt aus dem ersten Kühlraum 5 über die erste Querbohrung 13 und die erste Bohrung 11 in den Bereich des Zylindersteges 3. Im ersten Schnittbereich 12 teilt sich das Kühlmittel auf und gelangt über die erste Bohrung 11 und die zweite Bohrung 15 zur ersten bzw. zweiten Kühlmittelöffnung 9, 17 und wird anschließend in die Kühlräume des Zylinderkopfes geführt. Durch die Y-förmige Anordnung von erstem und zweiten Kühlkanal 8, 16 wird eine io gezielte Kühlmittelströmung in die thermisch kritischen Bereiche des Zylindersteges 3 und weiter in den Zylinderkopf erreicht, wodurch die Zylinderstege 3 optimal gekühlt werden. Durch die zweite Querbohrung 18 kann gegebenenfalls eine Kühlmittelströmung zwischen erstem und zweitem Kühlraum 5, 6 vorgesehen sein. Durch die beschriebene Anordnung der Kühlkanäle 8, 16 gelingt eine wesentliche Verbesserung der Kühlung der Zylinderstege 3, wobei durch die 15 Position des ersten Schnittbereiches 12 der sich schneidenden Kühlkanäle 8, 16 das Kühlmittel direkt in die thermisch am kritischsten Bereiche der Zylinderstege 3 geführt wird. Patentansprüche: 20 1. Kurbelgehäuse (1) für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern (A, B) mit beidseits der Zylindern (A, B) sich in Motorlängsrichtung erstreckenden, an bezüglich der Motorlängsebene (4) verschiedenen Seiten (7, 19) angeordneten Kühlräumen (5, 6), wobei ein auf einer ersten Seite (7) angeordneter erster Kühlraum (5) 25 im Bereich eines Zylindersteges (3) zwischen den beiden Zylindern (A, B) über zumindest einen ersten Kühlkanal (8) mit einer ersten Kühlmittelöffnung (9) in der Zylinderkopfdichtfläche (10) auf der zweiten Seite (19) verbunden ist, wobei der erste Kühlkanal (8) die Motorlängsebene (4) schneidet und zumindest durch eine schräg zur Motorlängsebene (4) angeordnete erste Bohrung (11) gebildet ist, mit zumindest einem zweiten Kühlkanal (16) 30 im Bereich des Zylindersteges (3), welcher durch eine vorzugsweise schräg zur Motorlängsebene (4) angeordnete zweite Bohrung (15) gebildet ist, welche eine vorzugsweise auf der ersten Seite (7) angeordnete zweite Kühlmittelöffnung (17) der Zylinderkopfdichtfläche (10) mit der ersten Bohrung (11) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrung (15) in der ersten Bohrung (11) endet, dass der erste Kühlkanal (8) zumindest 35 eine vom ersten Kühlraum (5) ausgehende mit der ersten Bohrung (11) verbundene erste Querbohrung (13) etwa normal auf die Motorlängsebene (4) aufweist, wobei vorzugsweise die erste Bohrung (11) in die erste Querbohrung (13) einmündet und dass die erste Querbohrung (13) als Sackloch ausgeführt ist.4 AT 414 012 B 18 be provided. Denoted by reference numeral 20 are threaded bores for cylinder head bolts. The coolant flows out of the first cooling chamber 5 via the first transverse bore 13 and the first bore 11 into the region of the cylinder web 3. In the first cutting region 12, the coolant splits and passes via the first bore 11 and the second bore 15 to the first or first bore second coolant opening 9, 17 and is then guided into the cooling chambers of the cylinder head. Due to the Y-shaped arrangement of the first and second cooling channels 8, 16, an io targeted coolant flow is achieved in the thermally critical regions of the cylinder web 3 and further into the cylinder head, whereby the cylinder webs 3 are optimally cooled. If appropriate, a coolant flow between the first and second cooling chambers 5, 6 can be provided by the second transverse bore 18. By the described arrangement of the cooling channels 8, 16, a significant improvement in the cooling of the cylinder webs 3 is achieved, wherein the coolant is guided directly into the thermally most critical areas of the cylinder webs 3 by the position of the first cutting area 12 of the intersecting cooling channels 8, 16. 1. Crankcase (1) for a liquid-cooled internal combustion engine with at least two cylinders (A, B) with both sides of the cylinders (A, B) extending in the engine longitudinal direction, with respect to the engine longitudinal plane (4) different sides (7, 19) arranged cooling chambers (5, 6), wherein on a first side (7) arranged first cooling space (5) 25 in the region of a cylinder web (3) between the two cylinders (A, B) via at least one first cooling channel (8) with a first coolant opening (9) in the cylinder head sealing surface (10) on the second side (19) is connected, wherein the first cooling channel (8) intersects the engine longitudinal plane (4) and at least by an obliquely to the engine longitudinal plane (4) arranged first bore (11) is formed, with at least one second cooling channel (16) 30 in the region of the cylinder web (3), which is formed by a preferably obliquely to the motor longitudinal plane (4) arranged second bore (15), which preferably arranged on the first side (7) second coolant port (17) of the cylinder head sealing surface (10) with the first bore (11) connects, characterized in that the second bore (15) in the first bore (11) ends, that the first Cooling channel (8) at least 35 one of the first cooling chamber (5) outgoing with the first bore (11) connected first transverse bore (13) approximately normal to the engine longitudinal plane (4), preferably wherein the first bore (11) in the first transverse bore ( 13) and that the first transverse bore (13) is designed as a blind hole. 2. Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Bohrung (11) und zweite Bohrung (15) im Wesentlichen eine Y-Anordnung zueinander aufweisen.Second crankcase (1) according to claim 1, characterized in that the first bore (11) and second bore (15) have a substantially Y-arrangement to each other. 3. Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bohrung (11) als Sackloch ausgeführt ist. 453. crankcase (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the first bore (11) is designed as a blind hole. 45 4. Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Kühlraum (5, 6) im Bereich des Zylindersteges (3) durch zumindest eine zweite Querbohrung (18) etwa normal zur Motorlängsebene (4) miteinander strömungsverbunden sind. 50 Hiezu 1 Biatt Zeichnungen 554. crankcase (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first and second cooling chamber (5, 6) in the region of the cylinder web (3) by at least a second transverse bore (18) approximately normal to the engine longitudinal plane (4) with each other are fluidly connected. 50 In addition 1 Biatt drawings 55
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