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Die Erfindung betrifft einen Wassermantel für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere einen Wassermantel für einen Verbrennungsmotor, der die gesamte Kühlungseffizienz durch Steuerung der Strömung eines Kühlmittels verbessern kann.
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Im Allgemeinen wird ein Teil der von einer Brennkammer eines Verbrennungsmotors erzeugten Wärme von einem Zylinderkopf, einem Zylinderblock, Einlass/Auslassventilen und einem Kolben absorbiert.
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Wenn eine Temperatur übermäßig erhöht wird, können die Bauteile einer thermischen Verformung ausgesetzt sein, oder ein Ölfilm an einer Innenwand des Zylinders kann derart beeinträchtigt werden, dass ein Schmierungsausfall verursacht werden kann, wodurch ein thermischer Schaden auftreten kann.
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Ein solcher thermischer Schaden kann eine abnormale Verbrennung, wie Verbrennungsfehler, Klopfen und dergleichen, verursachen, wodurch ernsthafte Schäden, wie Schmelzen des Kolbens, hervorgerufen werden. Außerdem können der thermische Wirkungsgrad und die Leistung verschlechtert werden. Im Gegensatz dazu kann eine übermäßige Kühlung des Verbrennungsmotors eine Verschlechterung der Leistung und der Kraftstoffverbrauchseffizienz sowie eine Niedrigtemperaturabnutzung des Zylinders verursachen, und dementsprechend sollte eine Temperatur des Kühlmittels angemessen gesteuert werden.
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Diesbezüglich ist ein Wassermantel in einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf eines herkömmlichen Verbrennungsmotors vorgesehen, und ein Kühlmittel, das den Wassermantel durchläuft, kühlt Metallflächen, wie den Umfang einer Zündkerze, der mit der Brennkammer korrespondiert, eine Auslassöffnung und den Umfang eines Ventilsitzes.
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Jedoch wird bei dem Wassermantel, der in dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf des herkömmlichen Verbrennungsmotors verwendet wird, das Kühlmittel, das nacheinander in jeden Zylinder eingeführt wird, jeweils derart zirkuliert, dass der Zylinderblock und der Zylinderkopf, die mit der Brennkammer korrespondieren, nicht wirksam gekühlt werden können, und dementsprechend kann der gesamte Verbrennungsmotor nicht wirksam gekühlt werden.
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Außerdem wird, da der Verbrennungsmotor nicht wirksam gekühlt werden kann, die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors verschlechtert, und daher muss eine zusätzliche Kühldüse installiert werden, um eine Verschlechterung der Haltbarkeit zu verhindern, oder die Leistung der Wasserpumpe muss verbessert werden, wodurch eine Erhöhung der Investitionskosten verursacht wird.
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Ferner muss der Zylinderkopf auf eine Temperatur abgekühlt werden, die relativ niedriger als die des Zylinderblockes ist, jedoch ist es schwierig, die jeweiligen Temperaturen des Kühlmittels zu steuern.
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Außerdem wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels niedrig ist, die Viskosität des Öls erhöht, so dass die Reibungskraft erhöht wird, was eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs bewirkt, wodurch eine Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchseffizienz verursacht wird, und wenn die Temperatur des Kühlmittels des Verbrennungsmotors übermäßig hoch ist, wird ein Klopfen erzeugt, was sich auf die Zündzeitsteuerung auswirkt und eine Verschlechterung der Leistung des Verbrennungsmotors verursacht.
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Aus der
JP 2005 - 315 118 A ist ein Wassermantel für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 3 bekannt. Weitere Wassermäntel für Verbrennungsmotoren sind aus der
US 20 10 / 0 242 868 A1 und der
US 2005 / 0 235 930 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wassermantel für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welcher den Verbrennungsmotor mit einem Kühlmittel nach Querstromart derart kühlen kann, dass das Kühlmittel zu einem oberen Abschnitt eines Zylinderblockes und einem Zylinderkopf strömt, und welcher eine individuelle Kühlung realisiert, indem ein Kühlmittel individuell zu einem unteren Abschnitt des Zylinderblockes strömen kann, um dadurch den Kühlungseffekt zu optimieren und die Kraftstoffverbrauchseffizienz zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wassermantel für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 oder 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung weist ein Wassermantel (oder eine Wassermantelvorrichtung) für einen Verbrennungsmotor mit einer Brennkammer, die darin ausgebildet ist, einem Zylinderblock, in dem ein Kolben hin- und herbewegbar installiert ist, um die Brennkammer zu komprimieren oder zu expandieren, und einem Zylinderkopf, der an einem oberen Abschnitt des Zylinderblockes installiert ist, einen Blockwassermantel, der in dem Zylinderblock mit der dazwischen angeordneten Brennkammer vorgesehen ist, einen Kopfwassermantel, der in dem Zylinderkopf korrespondierend mit der Brennkammer vorgesehen ist, und ein Einsatzelement auf, das den Blockwassermantel in einen oberen Blockwassermantel und einen unteren Blockwassermantel teilt, indem es in einen oberen Abschnitt des Blockwassermantels eingesetzt ist, und das es ermöglicht, dass der obere Blockwassermantel mit dem Kopfwassermantel zusammenwirken kann, wobei der Wassermantel so konfiguriert ist, dass er den Zylinderblock vertikal teilt in Bezug auf eine Höhenrichtung der Brennkammer mittels des oberen Blockwassermantels und des unteren Blockwassermantels, die durch das Einsatzelement definiert sind, und das Kühlmittel jeweils separat strömen lässt.
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Das Einsatzelement kann nahe der Brennkammer von einem oberen Abschnitt des Blockwassermantels installiert sein.
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Der obere Blockwassermantel ist ist in einer ersten Variante näher an einer Außenseite des Zylinderblockes angeordnet als das Einsatzelement.
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Der untere Blockwassermantel ist in der ersten Variante näher an der Brennkammer angeordnet als der obere Blockwassermantel, so dass er zu dem oberen Blockwassermantel abgestuft ist.
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Das Einsatzelement kann in einer zweiten Variante nahe zu einer Außenseite des Zylinderblockes in einem oberen Abschnitt des Blockwassermantels installiert sein.
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Der obere Blockwassermantel ist in der zweiten Variante näher an der Brennkammer angeordnet als das Einsatzelement.
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Der untere Blockwassermantel ist in einer zweiten Variante näher an einer Außenseite des Zylinderblockes angeordnet als der obere Blockwassermantel, so dass er zu dem oberen Blockwassermantel abgestuft ist.
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Ein in den oberen Blockwassermantel eingeführtes Kühlmittel kann als ein Querstromtyp derart strömen, dass es den Kopfwassermantel durchläuft, während es sich entlang einer Längsrichtung des Zylinderblockes bewegt.
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Ein in den unteren Blockwassermantel eingeführtes Kühlmittel kann entlang einer Längsrichtung des Zylinderblockes strömen.
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Der Wassermantel für den Verbrennungsmotor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann den Verbrennungsmotor mit einem Kühlmittel des Querstromtyps derart kühlen, dass ein Kühlmittel zu einem oberen Abschnitt eines Zylinderblockes und einem Zylinderkopf strömt, und kann eine individuelle Kühlung realisieren, indem ein Kühlmittel individuell zu einem unteren Abschnitt des Zylinderblockes strömen kann, um dadurch den Kühlungseffekt zu optimieren und die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors zu verbessern.
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Außerdem kühlt der Wassermantel für den Verbrennungsmotor den Zylinderkopf mit einer Temperatur, die niedriger als die des Zylinderblockes ist, so dass die Erzeugung eines Klopfens verhindert werden kann, wodurch die Menge von Kurbelgehäusegas minimiert wird und die Zündzeitsteuerung reduziert werden kann, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors verbessert wird.
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Außerdem kühlt der Wassermantel für den Verbrennungsmotor den Zylinderblock mit einer Temperatur, die relativ höher als die des Zylinderkopfes ist, so dass eine Temperatur des Motoröls erhöht wird, wodurch die Viskosität des Motoröls reduziert wird.
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Ferner kann, da die Viskosität des Motoröls verringert wird, ein Reibungsverlust aus der Hin- und Herbewegung des Kolbens reduziert werden, wodurch ein unnötiger Kraftstoffverbrauch verhindert wird und die gesamte Kraftstoffverbrauchseffizienz verbessert wird.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein Schema eines Wassermantels für einen Verbrennungsmotor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Temperaturverteilung entsprechend der Tiefe einer Brennkammer eines Zylinderblockes und der Höhe einer Brennkammer eines Zylinderkopfes in einem Verbrennungsmotor, bei dem der Wassermantel gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, im Vergleich zum Stand der Technik;
- 3 ein Schema eines Wassermantels für einen Verbrennungsmotor gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
- 4 eine Temperaturverteilung entsprechend der Tiefe (bzw. Höhe) einer Brennkammer eines Zylinderblockes in einem Verbrennungsmotor, bei dem der Wassermantel gemäß der anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, im Vergleich zum Stand der Technik.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
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Nachfolgend wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche im Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sind.
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Nachfolgend werden mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Daher sind die in den Ausführungsformen und der Zeichnung dargestellten Konfigurationen, die in der Beschreibung beschrieben sind, nur die beispielhaftesten Ausführungsformen der Erfindung und stellen nicht den gesamten technischen Geist der Erfindung dar, so dass es sich versteht, dass verschiedene modifizierte Beispiele möglich sind, welche die Konfigurationen ersetzen können.
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Jedoch sind zur Vereinfachung der Beschreibung die Größe und Dicke jedes Bauteils, das in der Zeichnung dargestellt ist, willkürlich gezeigt, und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und die Dicken der Abschnitte und Bereiche sind zur Deutlichkeit übertrieben.
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Außerdem sind, wenn nicht explizit das Gegenteil beschrieben ist, der Begriff „aufweisen“ und Variationen, wie „aufweist“ oder „aufweisend“, so zu verstehen, dass sie den Einschluss der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss irgendwelcher anderen Elemente implizieren.
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Außerdem bedeuten Begriffe, wie „Einheit“, „Teil“, „Element“ usw., welche in der Beschreibung beschrieben sind, eine Einheit einer umfangreichen Konfiguration, die wenigstens eine Funktion oder einen Betrieb durchführen.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Wassermantel 100 für einen Verbrennungsmotor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung bei einem Verbrennungsmotor verwendet, der eine Mehrzahl von Brennkammern 12, die darin ausgebildet sind, einen Zylinderblock 10, in dem ein Kolben 14 hin- und herbewegbar installiert ist, um die Brennkammer 12 zu komprimieren oder zu expandieren, und einen Zylinderkopf 20 aufweist, der an einem oberen Abschnitt des Zylinderblockes 10 vorgesehen ist.
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Ein solcher Wassermantel 100 weist einen Blockwassermantel 110, einen Kopfwassermantel 120 und ein Einsatzelement 130 auf.
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Der Blockwassermantel 110 ist in dem Zylinderblock 10 vorgesehen, wobei die Brennkammern 12 dazwischenliegen. Ein solcher Blockwassermantel 110 kann entlang einer Längsrichtung des Zylinderblockes 10 an einer Stelle vorgesehen sein, die in einem vorbestimmten Abstand von den in dem Zylinderblock 10 ausgebildeten Brennkammern 12 getrennt ist.
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Der Kopfwassermantel 120 ist in dem Zylinderkopf 20 korrespondierend mit der Brennkammer 12 vorgesehen.
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Außerdem ist das Einsatzelement 130 in einen oberen Abschnitt des Blockwassermantels 110 eingesetzt, um den Blockwassermantel 110 in einen oberen Blockwassermantel 112 und einen unteren Blockwassermantel 114 zu teilen. Ferner ermöglicht das Einsatzelement 130, dass der obere Blockwassermantel 112 und der Kopfwassermantel 120 miteinander zusammenwirken können.
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Hier kann das Einsatzelement 130 in Richtung zu der Brennkammer 12 in dem oberen Abschnitt des Blockwassermantels 112 installiert sein.
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Das heißt, der obere Blockwassermantel 112 ist in Richtung zu einer Außenseite des Zylinderblockes 10 an der Innenseite des Zylinderblockes 10 angeordnet.
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Der untere Blockwassermantel 114 kann in Richtung zu der Brennkammer 12 an der Innenseite des Zylinderblockes 10 derart angeordnet sein, dass er durch den oberen Blockwassermantel 112 und das Einsatzelement 130 abgestuft ist.
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Dementsprechend kann ein in den oberen Blockwassermantel 112 eingeführtes Kühlmittel nach Querstromart derart strömen, dass es den Kopfwassermantel 120 durchläuft, während es sich entlang der Längsrichtung des Zylinderblockes 10 bewegt.
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Der Querstrom des Kühlmittels kann den oberen Abschnitt der Brennkammer 12 und den Zylinderkopf 20, deren Temperaturen relativ höher als die des Zylinderblockes 10 sind, da ein Hochtemperaturabgas abgeführt wird, wirksam abkühlen.
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Außerdem kann das in den unteren Blockwassermantel 114 eingeführte Kühlmittel entlang der Längsrichtung des Zylinderblockes 10 strömen.
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Wenn der Zylinderblock 10 durch den Wassermantel 100 für den Verbrennungsmotor mit der oben beschriebenen Konfiguration abgekühlt wird, ist die Brennkammer 12 mittels des oberen Blockwassermantels 112 und des unteren Blockwassermantels 114 in Bezug auf die Höhenrichtung der Brennkammer 12 vertikal getrennt, und das Kühlmittel strömt jeweils zu den getrennten Abschnitten.
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Außerdem strömt, wenn der Zylinderkopf 20 abgekühlt wird, das Kühlmittel nach Querstromart von dem oberen Blockwassermantel 112 zu dem Kopfwassermantel 120.
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Mit Bezug auf 2 werden der obere Abschnitt der Brennkammer 12 und der Zylinderkopf 20, die relativ höhere Temperaturen in Bezug auf eine Fläche haben, wo der Zylinderblock 10 und der Zylinderkopf 20 miteinander verbunden sind, durch das Kühlmittel, das in den oberen Blockwassermantel 112 eingeführt wird, und das Kühlmittel, das nach der Querstromart von dem oberen Blockwassermantel 112 zu dem Kopfwassermantel 120 eingeführt wird, gekühlt.
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Der untere Abschnitt der Brennkammer 12, dessen Temperatur relativ niedriger als die des oberen Abschnitts der Brennkammer 12 ist, wird durch das Kühlmittel gekühlt, das den unteren Blockwassermantel 114 durchströmt, welcher durch das Einsatzelement 130 von dem oberen Blockwassermantel 112 geteilt wurde.
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Dementsprechend ist der Blockwassermantel 110 von dem Zylinderblock 10 in den oberen Blockwassermantel 112 und den unteren Blockwassermantel 114 getrennt, so dass das Kühlmittel entsprechend der Höhe der Brennkammer 12 individuell strömen kann.
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Außerdem strömt das von dem oberen Blockwassermantel 112 eingeführte Kühlmittel nach Querstromart in den Kopfwassermantel 120 des Zylinderkopfes 20.
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Das heißt, der Wassermantel 100 kühlt separat den oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt der Brennkammer 12 in dem Zylinderblock 10 und kühlt den Zylinderkopf 20 mit dem Kühlmittel nach Querstromart zusammen mit dem oberen Abschnitt der Brennkammer 12, so dass der Verbrennungsmotor wirksamer gekühlt werden kann.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf 2 die Temperaturverteilung der Seitenwand der Brennkammer 12 entsprechend der Tiefe der Brennkammer 12 in dem Zylinderblock 10 und der Höhe der Brennkammer 12 in dem Zylinderkopf 20 beschrieben, wenn das Kühlmittel in den Wassermantel 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung strömt.
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Zuerst werden eine Temperatur des oberen Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer 12 und eine Temperatur des Zylinderkopfes 20, welche in Bezug auf die Fläche, wo der Zylinderblock 10 und der Zylinderkopf 20 miteinander verbunden sind, relativ hoch sind, im Vergleich zum Stand der Technik verringert.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn sich der Kolben 14 vor- und zurückbewegt, eine Temperatur eines unteren Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer 12, welche relativ niedrig ist, im Vergleich zum Stand der Technik erhöht.
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Das heißt, der obere Abschnitt der Brennkammer 12 und der Zylinderkopf 20, die hohe Temperaturen haben, werden durch den oberen Wassermantel 112 und den Kopfwassermantel 120 derart wirksam gekühlt, dass die Temperatur der Seitenwand der Brennkammer 12 im Vergleich zum Stand der Technik verringert werden kann, wodurch die Erzeugung eines Klopfens verhindert wird und die Zündzeitsteuerung minimiert wird.
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Im Gegensatz dazu wird eine Temperatur des unteren Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer 12, welche eine relativ niedrige Temperatur im Vergleich zu dem oberen Abschnitt der Seitenwand der Brennkammer 12 und dem Zylinderkopf 20 ist, derart erhöht, dass die Viskosität des Motoröls durch Erhöhen der Temperatur des Motoröls verringert werden kann. Wenn die Viskosität des Motoröls verringert wird, kann eine Reibungskraft des Kolbens 14, der sich in der Brennkammer 12 hin- und herbewegt, minimiert werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Mit Bezug auf 3 wird ein Wassermantel 200 für einen Verbrennungsmotor gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung bei einem Verbrennungsmotor verwendet, der eine Mehrzahl von Brennkammern 12, die darin ausgebildet sind, einen Zylinderblock 10, in dem ein Kolben 14 hin- und herbewegbar installiert ist, um die Brennkammer 12 zu komprimieren oder zu expandieren, und einen Zylinderkopf 20 aufweist, der an einem oberen Abschnitt des Zylinderblockes 10 vorgesehen ist.
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Ein solcher Wassermantel 200 weist einen Blockwassermantel 210, einen Kopfwassermantel 220 und ein Einsatzelement 230 auf.
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Der Blockwassermantel 210 ist in dem Zylinderblock 10 vorgesehen, wobei die Brennkammern 12 dazwischenliegen. Der Blockwassermantel 210 kann entlang einer Längsrichtung des Zylinderblockes 10 an einer Stelle vorgesehen sein, die in einem vorbestimmten Abstand von den in dem Zylinderblock 10 ausgebildeten Brennkammern 12 getrennt ist.
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Der Kopfwassermantel 220 ist in dem Zylinderkopf 20 vorgesehen, der mit der Brennkammer 12 korrespondiert.
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Außerdem ist das Einsatzelement 230 in einen oberen Abschnitt des Blockwassermantels 210 eingesetzt, um den Blockwassermantel 210 in einen oberen Blockwassermantel 212 und einen unteren Blockwassermantel 214 zu teilen. Ferner ermöglicht das Einsatzelement 230, dass der obere Blockwassermantel 212 und der Kopfwassermantel 220 miteinander zusammenwirken können.
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Hier kann das Einsatzelement 230 in Richtung zu einer Außenseite des Zylinderblockes 10 in einem oberen Abschnitt des Blockwassermantels 212 installiert sein.
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Das heißt, der obere Blockwassermantel 212 ist in Richtung zu der Brennkammer 12 an der Innenseite des Zylinderblockes 10 angeordnet.
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Außerdem kann der untere Blockwassermantel 214 in Richtung zu einer Außenseite des Zylinderblockes 10 an der Innenseite des Zylinderblockes 10 derart angeordnet sein, dass er durch den oberen Blockwassermantel 212 und das Einsatzelement 230 abgestuft ist.
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Dementsprechend kann ein in den oberen Blockwassermantel 212 eingeführtes Kühlmittel nach Querstromart derart strömen, dass es den Kopfwassermantel 220 durchläuft, während es sich nahe an der Brennkammer 12 entlang der Längsrichtung des Zylinderblockes 10 bewegt.
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Ein solcher Querstrom des Kühlmittels kann einen oberen Abschnitt der Brennkammer 12 und den Zylinderkopf 20, die relativ hohe Temperaturen im Vergleich zu dem Zylinderblock 10 haben, da ein Hochtemperaturabgas abgeführt wird, wirksam kühlen.
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Außerdem kann das in den unteren Blockwassermantel 214 eingeführte Kühlmittel entlang der Längsrichtung des Zylinderblockes 10 an einer Stelle strömen, die im Abstand von der Brennkammer 12 in Richtung zu der Außenseite des Zylinderblockes 10 liegt.
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Wenn der Zylinderblock 10 gekühlt wird, teilt der wie oben konfigurierte Wassermantel 200 den Zylinderblock 10 vertikal in Bezug auf eine Höhenrichtung der Brennkammer 12 mittels des oberen Blockwassermantels 212 und des unteren Blockwassermantels 214 und lässt das Kühlmittel jeweils strömen.
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Außerdem lässt, wenn der Zylinderkopf 20 gekühlt wird, der Wassermantel 200 das Kühlmittel nach Querstromart von dem oberen Blockwassermantel 212 zu dem Kopfwassermantel 220 strömen.
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Mit Bezug auf 4 wird ein oberer Abschnitt der Seitenwand der Brennkammer 12, der eine relativ hohe Temperaturen in Bezug auf eine obere Fläche des Zylinderblockes 10 hat, durch ein Kühlmittel gekühlt, das zu dem oberen Blockwassermantel 212 strömt, der nahe der Brennkammer 12 vorgesehen ist.
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Außerdem wird ein unterer Abschnitt der Seitenwand der Brennkammer 12, der eine relativ niedrige Temperatur im Vergleich zu dem oberen Abschnitt der Seitenwand der Brennkammer 12 hat, durch ein Kühlmittel gekühlt, das zu dem unteren Blockwassermantel 214 strömt, der durch das Einsatzelement 230 von dem oberen Blockwassermantel 212 getrennt ist.
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Dementsprechend ist in dem Zylinderblock 10 der Blockwassermantel 210 durch das Einsatzelement 230 in den oberen Blockwassermantel 212 und den unteren Blockwassermantel 214 geteilt, so dass das Kühlmittel entsprechend der Höhe der Brennkammer 12 individuell strömt.
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Währenddessen strömt ein von dem oberen Blockwassermantel 212 eingeführtes Kühlmittel nach Querstromart in den Kopfwassermantel 220 des Zylinderkopfes 20.
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Das heißt, der Wassermantel 200 teilt die Brennkammer 12 in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt in dem Zylinderblock 10, so dass der Zylinderblock 10 wirksam gekühlt wird.
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Dementsprechend ist gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, wie in 4 gezeigt, wenn das Kühlmittel zu dem Wassermantel 200 strömt, die Temperaturverteilung in der Seitenwand der Brennkammer 12 entsprechend der Höhe der Brennkammer 12 in dem Zylinderblock 10 wie folgt.
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Zuerst wird eine Temperatur eines oberen Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer 12, welche in Bezug auf die obere Fläche des Zylinderblockes 10 relativ hoch ist, im Vergleich zum Stand der Technik verringert.
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Im Gegensatz dazu wird eine Temperatur eines unteren Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer 12, in welchem sich der Kolben 14 hin- und herbewegt und welcher eine relativ hohe Temperatur hat, im Vergleich zum Stand der Technik erhöht.
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Das heißt, der obere Abschnitt der Brennkammer 12 wird mittels des oberen Wassermantels 212, der benachbart zu der Brennkammer 12 ausgebildet ist, wirksam gekühlt, so dass die Temperatur im Vergleich zum Stand der Technik verringert werden kann, wodurch die Erzeugung eines Klopfens verhindert wird und die Zündzeitsteuerung minimiert wird.
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Im Gegensatz dazu wird die Temperatur des unteren Abschnitts der Brennkammer 12, der eine relativ niedrige Temperatur im Vergleich zu dem oberen Abschnitt der Brennkammer 12 hat, im Vergleich zum Stand der Technik erhöht, so dass eine Temperatur des Motoröls erhöht werden kann, wodurch die Viskosität des Motoröls verringert wird. Wenn die Viskosität des Motoröls verringert wird, kann eine Reibungskraft des Kolbens 14, der sich in der Brennkammer 12 hin- und herbewegt, minimiert werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Daher werden, wenn die Wassermäntel 100 und 200 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung bei dem Verbrennungsmotor verwendet werden, der obere Abschnitt des Zylinderblockes 10 und der Zylinderkopf 20 durch das Kühlmittel gekühlt, das nach Querstromart strömt, und der untere Abschnitt des Zylinderblockes 10 wird separat durch das Kühlmittel gekühlt, das zu diesem strömt, so dass der Kühlungseffekt des Verbrennungsmotors optimiert werden kann und die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors verbessert werden kann.
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Außerdem kann, da der Zylinderkopf 20 auf eine Temperatur gekühlt wird, welche relativ niedriger als die des Zylinderblockes 10 ist, die Menge von Kurbelgehäusegas durch Verhinderung der Erzeugung eines Klopfens reduziert werden, und die Zündzeitsteuerung kann minimiert werden, wodurch die Motorleistung verbessert wird.
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Ferner kann, da der Zylinderblock 10 auf eine Temperatur gekühlt wird, welche relativ höher als die des Zylinderkopfes 20 ist, eine Temperatur des Motoröls erhöht werden, wodurch die Viskosität des Motoröls verringert wird.
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Ferner kann, da die Viskosität des Motoröls verringert wird, ein Reibungsverlust aus der Hin- und Herbewegung des Kolbens 14 verringert werden und ein unnötiger Kraftstoffverbrauch verhindert werden, wodurch die gesamte Kraftstoffverbrauchseffizienz verbessert wird.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorn“, „hinten“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen solcher Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
