DE102004032754B4

DE102004032754B4 - Kühlung von Heißstellen an einer Wand eines Zylinderkurbelgehäuses

Info

Publication number: DE102004032754B4
Application number: DE200410032754
Authority: DE
Inventors: Joachim Kelm; Albrecht Reustle
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: DE102004032754A1

Abstract

Kühlung von Heißstellen (11, 12, 13) an einer Wand (10) eines Zylinderkurbelgehäuses (9) einer Brennkraftmaschine (1) mittels Kühlwasser, das an den Kühlkreislauf des Zylinderkurbelgehäuses (9) angeschlossen ist und durch ein Leitungssystem (19) gezielt die von einem Brennraum eines Zylinders ausgehenden Heißstellen (11, 12, 13) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heißstellen (11, 12, 13) zwischen einer Längsmittelebene (B-B) und einer Tangentenebene (C-C) der Zylinder (5, 6, 7 und 8) auftreten, – das Leitungssystem (19) an einer ersten Längsseite (17) des Zylinderkurbelgehäuses (9) und beiderseits einer Quermittelebene (D-D) des Zylinders (4 bis 8) mit einem Zuströmkanal (15) des Kühlwasserkreislauf (14) verbundene Heißstellenleitungen (20) umfasst, die über Einspeisleitungen (21 und 22) und Umlenkleitungen (23 und 24) in Querkanäle (25 und 26) des Zylinderkurbelgehäuses (9) münden, wobei – die Umlenkleitungen (23 und 24) der Heißstellenleitungen (19) Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12 und 13) leitende Umlenkabschnitte (28 und 29) umfassen, und – die Umlenkabschnitte (28 und 29) derart ausgebildet sind, dass durch diese das Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12, 13) gerichtet wird, und – die Heißstellenleitungen (19) zur Kühlwasserbeschleunigung als Injektoren (30) ausgebildet sind, – die Einspeisleitungen (21 und 22) durch Schrägbohrungen (31 und 32) gebildet werden. – die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine in der Quermittelebene (D-D) positionierten Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wand eines Zulinderkurbelgehäuses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf bekannt, DE 199 43 001 C1 , der eine durch Strahlwärme bewirkte Heißstelle an einer Wand eines Zylinderkopfs umfasst. Die Heißstelle wird mittels eines von Kühlwasser durchströmten Kühlkanals gekühlt. Um die Kühlung der Heißstelle zu verbessern sind im Kühlkanal zusätzliche Kühlwasser führende Strömungsvorkehrungen für eine gezielte Kühlwasserströmung und Kühlung der Heißstelle an der Wand des Zylinderkopfs vorgesehen.
Aus der DE 33 26 317 A1 ist ein im Druckgussverfahren hergestellter einteiliger Zylinderblock für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine bekannt, der zwei Zylinderreihen umfasst und einen Längskanal zur Kühlwasserzuführung aufweist. Darüber hinaus ist in der JP 2002-221079 A eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf beschrieben. In dem Umlenkleitungen zur gezielten Kühlung von Heizstellen vorgesehen sind. Aus der DE 36 03 674 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, welche einen Zylinderkopf und ein mit diesem verbundenes Zylinderkurbelgehäuse umfasst, das von einem Kühlmedium umströmte Zylinderlaufbüchsen aufweist.
Eine ähnliche Ausführung einer Heißstellenkühlung für einem Zylinderkopf geht aus der DE 199 43003 A1 hervor. Danach sind für eine gezielte Kühlwasserströmung in einem Kühlkanal und Kühlung der Heißstelle einer Wand des besagten Kühlkanals Steuervorkehrungen vorgesehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Kühlung von Heißstellen an einer Wand eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die bei guter Funktion sich mit vertretbaren Mitteln realisieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das in das Zylinderkurbelgehäuse integrierte Leitungssystem mit den Heißstellenleitungen eine gezielte Kühlung der Heißstellen sicherstellt, was gerade für Brennkraftmaschinen der Hochleistungsgattung von Bedeutung ist. Dies wird durch die Einspeisleitungen und die Umlenkleitungen, die in die Querkanäle des Zylinderkurbelgehäuses münden funktionsgerecht unterstützt. Die Heißstellenleitungen mit den Einspeisleitungen und den Umlenkleitungen lassen sich bei der Konzeption eines Zylinderkurbelgehäuses aufwandsarm realisieren. Eine vorzügliche Kühlung der Heißstellen ergibt sich, wenn die Heißstellenleitungen zumindest örtlich als Injektoren ausgebildet sind. Schließlich wird die Umsetzung der Einspeiseleitungen dadurch vereinfacht, wenn sie durch Schrägbohrungen verwirklicht werden, die über eine Anschlussöffnung des Zuführungskanals eingebracht werden.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher erläutert wird.
Es zeigen
1 eine Schrägansicht auf ein Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern,
2 eine Teilansicht von oben auf das Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine mit den Heißstellen nach der Erfindung,
3 eine Ansicht von oben auf einen Wasserkern für die Brennkraftmaschine nach 1 mit dem Leitungssystem nach der Erfindung,
4 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der 2.
Von einer Brennkraftmaschinen 1 mit zwei gegenüberliegenden in V-Form angeordneten Zylinderreihen 2 und 3, die jeweils mehrere Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 aufweisen, ist lediglich ein Zylinderkurbelgehäuse 9 dargestellt. Das Zylinderkurbelgehäuse 9 weist pro Zylinderreihe bspw. 2 eine die Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 begrenzende ebene Wand 10 auf, die zur Abstützung eines nicht dargestellten Zylinderkopfs dient; in letzteren sind Brennräume eingearbeitet. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird über die Brennräume im Zylinderkopf Wärme abgestrahlt, durch die sich zwischen den Zylindern bspw. 4, 5, 6 und 7 an der Wand 10 Heißstellen 11, 12 und 13 ergeben. Die Heißstellen 10, 11 und 12 treten zwischen einer Längsmittelebene B-B und einer Tangentenebene C-C der Zylinder 5, 6, 7 und 8 auf, und sie werden von Mantelflächen Mf dieser Zylinder begrenzt.
Die Kühlung des Zylinderkurbelgehäuses 9 erfolgt mit Kühlwasser, das über eine Kühlkreislauf 14 der Brennkraftmaschine 1 verteilt wird, was mit der Darstellung des Wasserkerns Wk des Zylinderkurbelgehäuses 9 in 3 verdeutlicht wird. Hierzu ist für jede Zylinderreihe 2 eine Zuströmkanal 15 – Pfeilrichtung PfI – und ein Rückströmkanal 16 Pfeilrichtung PfII – vorgesehen, die außerhalb der Zylinder 4, 5, 6, 7 und 8 an ersten und zweiten Längsseiten 17 und 18 der Zylinderreihe 2 verlaufen. Das Kühlwasser wird über ein Leitungssystem 19 gezielt an die Heißstellen 10, 11 und 12 herangeführt, wofür das Leitungssystem 19 beiderseits einer Quermittelebene D-D eines Zylinders z. B. 5 mittels Heißstellenleitungen 20 an den Zuströmkanal 15 angeschlossen ist. Die Heißstellenleitungen 20 sind pro Zylinder 5 mit Einspeisleitungen 21 und 22 sowie Umlenkleitungen 23 und 24 versehen. Die Umlenkleitungen 23 und 24 münden in Querkanäle 25 und 26, die den Zylinder 7 begrenzen. Von den Querkanäle 25 und 26 gelangt das Kühlwasser über Rückführungsleitungen 27 in den Rückströmkanal 16. Die Rückführungsleitungen 27 verlaufen im Ausführungsbeispiel spiegelbildlich zu den Heißstellenleitungen 20 bzw. den Einspeisleitungen 21 und 22.
Die Umlenkleitungen 23 und 24 der Heißstellenleitungen 20 weisen Umlenkabschnitte 28 und 29 auf, durch die das Kühlwasser auf die Heißtellen 11 und 12 – in 4 schematisch dargestellt – gerichtet wird. Zusätzlich sind die Heißstellenleitungen 20 zur Beschleunigung des Kühlwassers mit Injektoren 30 versehen, die bspw. in die Umlenkleitungen 22 und 23 integriert sind. Vergleichbare Injektoren weisen auch die Rückführungsleitungen 27 auf.
Die Einspeiseleitungen 20 und 21 werden durch Schrägbohrungen 31 und 32 gebildet, die über eine Anschlussöffnung 33 des Zuströmkanals 15 zur Kühlwasserversorgung des Zylinderkopfs eingebracht werden.

Claims

Kühlung von Heißstellen (11, 12, 13) an einer Wand (10) eines Zylinderkurbelgehäuses (9) einer Brennkraftmaschine (1) mittels Kühlwasser, das an den Kühlkreislauf des Zylinderkurbelgehäuses (9) angeschlossen ist und durch ein Leitungssystem (19) gezielt die von einem Brennraum eines Zylinders ausgehenden Heißstellen (11, 12, 13) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heißstellen (11, 12, 13) zwischen einer Längsmittelebene (B-B) und einer Tangentenebene (C-C) der Zylinder (5, 6, 7 und 8) auftreten, – das Leitungssystem (19) an einer ersten Längsseite (17) des Zylinderkurbelgehäuses (9) und beiderseits einer Quermittelebene (D-D) des Zylinders (4 bis 8) mit einem Zuströmkanal (15) des Kühlwasserkreislauf (14) verbundene Heißstellenleitungen (20) umfasst, die über Einspeisleitungen (21 und 22) und Umlenkleitungen (23 und 24) in Querkanäle (25 und 26) des Zylinderkurbelgehäuses (9) münden, wobei – die Umlenkleitungen (23 und 24) der Heißstellenleitungen (19) Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12 und 13) leitende Umlenkabschnitte (28 und 29) umfassen, und – die Umlenkabschnitte (28 und 29) derart ausgebildet sind, dass durch diese das Kühlwasser auf die Heißstellen (11, 12, 13) gerichtet wird, und – die Heißstellenleitungen (19) zur Kühlwasserbeschleunigung als Injektoren (30) ausgebildet sind, – die Einspeisleitungen (21 und 22) durch Schrägbohrungen (31 und 32) gebildet werden. – die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine in der Quermittelebene (D-D) positionierten Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.
Kühlung nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägbohrungen (31 und 32) über eine Anschlussöffnung (33) des Zuströmkanals (15) im Zylinderkurbelgehäuse (9) eingebracht werden.
Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasser von Querkanälen (25 und 26) aus über Rückführungsleitungen (27) an einen Rückströmkanal (16) an einer zweiten Längsseite (18) des Zylinderkurbelgehäuses (9) geführt wird,
Kühlung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsleitungen (27 spiegelbildlich zu den Einspeisleitungen (21) der Heißstellenleitungen (20) verlaufen.
Kühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsleitungen als Injektoren ausgebildet sind.