DE10248663A1

DE10248663A1 - Internal combustion engine has cooling water guiding system for cylinder head with several coolant passages orientated transversely to longitudinal direction from outlet side to circulating passage system of combustion chambers

Info

Publication number: DE10248663A1
Application number: DE10248663A
Authority: DE
Inventors: Michael Kuhn; Peter Wastl; Franz Lukas; Rainer Dr. Wurms
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-06

Abstract

The internal combustion engine (1) has a cooling water guiding system for cooling of the cylinder head (3) and with several coolant passages orientated transversely to the engine's longitudinal direction from the outlet side (50) to a circulating passage system of the combustion chambers. A coolant distribution passage (14) is constructed on the outlet side of the engine between the cylinders and crankcase (2) side faces and into it runs a coolant feed passage (13). At least one outlet (20-23) from the coolant distribution passage is formed in the crankcase.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkurbelgehäuse zur Aufnahme einer in Motorlängsrichtung ausgerichteten Kurbelwelle, mit einem Zylinderkopf, mit einem Kühlwasserführungssystem zur Kühlung des Zylinderkopfs, das mehrere in Motorlängsrichtung verteilt und quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zu einem Umströmungskanalsystem der Brennräume der Zylinder ausgerichtet ausgebildete Kühlmittelkanäle im Zylinderkopf aufweist, und mit einer Dichtungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse.The invention relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase to accommodate one in the engine longitudinal direction aligned crankshaft, with a cylinder head, with a cooling water supply system for cooling of the cylinder head, which distributes several in the engine longitudinal direction and transverse to Engine longitudinal direction from the exhaust side to a flow channel system of the combustion chambers of the cylinders aligned coolant channels in the cylinder head has, and with a sealing plane between the cylinder head and Engine blocks.

Eine derartige Ausbildung ermöglicht eine Kühlung des Brennraumbereichs im Zylinderkopf nach dem Queranströmprinzip unter besonders günstiger gleichzeitiger kühlender Anströmung zunächst der Auslasskanäle und dann der Zylinder. Eine derartige Ausbildung ist aus der EP 0 931 925 A2 bekannt. Die zur Queranströmung ausgebildeten in Motorlängsrichtung verteilt und quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zu dem Umströmungskanalsystem der Zylinder ausgerichtet ausgebildete Kühlmittelkanäle im Zylinderkopf werden von einem im Zylinderkopf ausgebildeten Längskanal mit Kühlwasser versorgt. Der Längskanal ist in seinem Querschnitt dreieck- bis trapezförmig ausgebildet, um die Steifigkeit des Zylinderkopfes zu erhöhen. Mit Gießen des Zylinderkopfs ist bei einer derartigen Ausbildung bereits die Zuweisung der Volumenströme auf die einzelnen Zylinder festgelegt. Individuelle Abweichungen oder Veränderungen der gewünschten Zuweisung der Volumenströme erfordern jeweils eine Veränderung der Gusskonstruktion des Zylinderkopfs mit Veränderung der Gussform bzw. der Gusskerne. Änderungen der Volumenströme sind bei einer derartigen Ausbildung somit sehr aufwendig und in der Praxis nur sehr eingeschränkt und nur für größere Stückzahlen umsetzbar. Darüber hinaus ist zwar der ohnehin durch die Querkanäle und die geringe Bauhöhe schon ziemlich steif ausgebildete Zylinderkopf noch durch die innere Querschnittsform des Längskanals zusätzlich geringfügig versteift. Der hinsichtlich des Verzugs der Bohrungen im Bereich der Zylinderkopfdichtung besonders kritische obere Zylinderkurbelgehäusebereich bleibt hiervon weitgehend unberührt.Such a design enables the combustion chamber area in the cylinder head to be cooled according to the cross-flow principle with a particularly favorable simultaneous cooling flow first of the exhaust ports and then of the cylinders. Such training is from the EP 0 931 925 A2 known. The coolant channels in the cylinder head, which are designed for transverse flow and are oriented in the longitudinal direction of the engine and are oriented transverse to the longitudinal direction of the engine from the outlet side to the flow channel system of the cylinders, are supplied with cooling water by a longitudinal channel formed in the cylinder head. The cross section of the longitudinal channel is triangular to trapezoidal in order to increase the rigidity of the cylinder head. With such a design, the allocation of the volume flows to the individual cylinders is already fixed by casting the cylinder head. Individual deviations or changes in the desired allocation of the volume flows each require a change in the cast design of the cylinder head with a change in the mold or the cast cores. Changes in the volume flows in such a design are therefore very complex and in practice only very limited and can only be implemented for larger quantities. In addition, the cylinder head, which is already quite stiff due to the transverse channels and the low overall height, is additionally slightly stiffened by the internal cross-sectional shape of the longitudinal channel. The upper cylinder crankcase area, which is particularly critical with regard to the distortion of the bores in the area of the cylinder head gasket, remains largely unaffected by this.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Kühlung mittels Queranströmung von der Auslassseite zum Umströmungskanalsystem der Brennräume des Zylinderkopfs mit größerer Variabilität verschiedenen individuellen Anforderungen entsprechend einfacher nutzbar zu machen.The invention is therefore the object underlying the benefits of cooling by cross flow from the outlet side to the flow channel system of the combustion chambers of the cylinder head different with greater variability make it easier to use according to individual requirements.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines Verbrennungsmotors mit einem Zylinderkurbelgehäuse zur Aufnahme einer in Motorlängsrichtung ausgerichteten Kurbelwelle, mit einem Zylinderkopf, mit einem Kühlwasserführungssystem zur Kühlung des Zylinderkopfs, das mehrere in Motorlängsrichtung verteilt und quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zum Umströmungskanalsystem der Brennräume der Zylinder ausgerichtet ausgebildete Kühlmittelkanäle im Zylinderkopf aufweist, und mit einer Dichtungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, bei dem an der Auslassseite des Motors zwischen den Zylindern und der das Zylinderkurbelgehäuse begrenzenden Seitenfläche des Zylinderkurbelgehäuses in Motorlängsrichtung erstreckt ein Kühlmittelverteilerkanal ausgebildet ist, in welchen ein Kühlmittelzuführkanal zur Zufuhr von Kühlmittel in den Kühlmittelverteilerkanal mündet, dessen von den Zylindern quer zur Motorlängsrichtung wegweisende in Motorlängsrichtung erstreckte Begrenzungswand als eine wulstförmige in Motorlängsrichtung erstreckt ausgebildete Versteifung der an der Auslassseite der Zylinder das Zylinderkurbelgehäuse begrenzenden Seitenwand des Zylinderkurbelgehäuses ist, bei dem wenigstens eine Austrittsöffnung aus dem Kühlmittelverteilerkanal im Zylinderkurbelgehäuse zur Dichtungsebene im Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet ist, und bei dem bei dem im Zylinderkopf in der Dichtungsebene mehrere Zutrittsöffnungen ausgebildet sind, die in die Austrittsöffnung in der Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses münden und bei dem jede im Zylinderkopf in der Dichtungsebene ausgebildete Zutrittsöffnung mit wenigstens einem der quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zum Umströmungskanalsystem der Brennräume der Zylinder ausgerichtet ausgebildeten Kühlmittelkanälen im Zylinderkopf verbunden ist.The object is achieved by the Formation of an internal combustion engine with a cylinder crankcase Inclusion of one in the longitudinal direction of the engine aligned crankshaft, with a cylinder head, with a cooling water supply system cooling of the cylinder head, which distributes several in the engine longitudinal direction and across to the engine longitudinal direction from the outlet side to the flow channel system of the combustion chambers the cylinder has aligned coolant channels in the cylinder head, and with a sealing plane between the cylinder head and the cylinder crankcase, according to the features solved by claim 1, the one on the exhaust side of the engine between the cylinders and the the cylinder crankcase limiting side surface of the cylinder crankcase in the longitudinal direction of the engine extends a coolant distribution channel is formed, in which a coolant supply channel for supplying coolant opens into the coolant distribution channel, the of the cylinders pointing in the direction transverse to the longitudinal direction of the engine Motor longitudinal direction extended Boundary wall as a beaded in Engine longitudinal direction extends stiffening formed on the exhaust side of the cylinders the cylinder crankcase limiting side wall of the cylinder crankcase is at least an exit opening from the coolant distribution channel in the cylinder crankcase is formed to the sealing plane in the cylinder crankcase, and at that in the cylinder head in the sealing plane several access openings are formed in the outlet opening in the sealing plane of the cylinder crankcase flow and each one is formed in the cylinder head in the sealing plane Access opening with at least one of the transversely to the engine longitudinal direction from the exhaust side to the flow channel system of the combustion chambers the cylinder aligned coolant channels connected in the cylinder head is.

Die Kühlung der Zylinder im Zylinderkopf erfolgt auch hier mit der besonders günstigen Queranströmung von der Auslassseite unter Nutzung der Vorteile der Verteilung des Kühlmittels über einen in Längsrichtung des Motors gerichteten Kühlmittelverteilerkanal. Durch die Gestaltung der Form- und/oder Größe der Durchtrittsöffnungen der Zylinderkopfdichtung und/oder der Zutrittsöffnungen und/oder der Austrittsöffnungen in der Dichtebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse ist die Zuweisung der Volumenströme an Kühlmittel an die einzelnen Querströmungskanäle einfach und individuell entsprechend den an den jeweiligen Motor gerichteten Anforderungen auch nach Festlegen der Gussform mit geringem Aufwand veränderbar. Selbst am fertiggestellten Motor ist nachträglich der Öffnungsquerschnitt durch Individuelle Öffnungsgestaltung in der Dichtungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse ausgebildeten Dichtung fein einstellbar. Im Einzelfall können die Strömungsquerschnitte somit durch einfache Veränderung der Dichtung oder beispielsweise durch Aufbohren von Zutritts- und/oder Austrittsöffnungen in der Dichtebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse individuell verändert werden. Die Längssteifigkeit des Zylinderkurbelgehäuses wird im Dichtungsbereich zwischen Zylinderkurbelgehäuse und Zylinderkopf erhöht. Auch hierdurch ist eine größere Variabilität in der Ausbildung der Zutritts- und Auslassöffnungen im Zylinderkopfdichtungsbereich hinsichtlich ihrer Anordnung, Form und Größe und dadurch auch in der Zuteilung der Volumenströme möglich. Somit kann trotz Nutzung der vorteilhaften Kühlung mittels Querströmung von der Auslassseite zum Umströmungskanalsystem der Brennräume im Zylinderkopf die Verteilung der Volumenströme auch noch nach Festlegung der Gussform für den Zylinderkopf sehr einfach und individuell in der Zylinderkopfdichtungsebene eingestellt und geändert werden. Die Steifigkeit des Zylinderkurbelgehäuses wirkt auch hinsichtlich Akustik begünstigend.The cooling of the cylinders in the cylinder head also takes place here with the particularly favorable cross-flow from the exhaust side using the advantages of the distribution of the coolant via a coolant distribution channel directed in the longitudinal direction of the engine. Due to the design of the shape and / or size of the through openings of the cylinder head gasket and / or the inlet openings and / or the outlet openings in the sealing plane between the cylinder head and the cylinder crankcase, the allocation of the volume flows of coolant to the individual cross-flow channels is simple and individual in accordance with that of the respective one Engine-oriented requirements can be changed with little effort even after the mold has been determined. Even on the finished engine, the opening cross-section can be finely adjusted through individual opening design in the sealing plane between the cylinder head and the cylinder crankcase. In individual cases, the flow cross-sections can thus be changed individually by simply changing the seal or, for example, by drilling open access and / or outlet openings in the sealing plane between the cylinder head and the cylinder crankcase. The longitudinal rigidity of the cylinder crankcase is in the sealing area between the cylinder crankcase and the cylinder head elevated. This also enables greater variability in the design of the inlet and outlet openings in the area of the cylinder head gasket in terms of their arrangement, shape and size and thus also in the allocation of the volume flows. Thus, despite the use of the advantageous cooling by means of cross flow from the exhaust side to the flow channel system of the combustion chambers in the cylinder head, the distribution of the volume flows can be set and changed very easily and individually in the cylinder head gasket level even after the mold has been determined for the cylinder head. The rigidity of the cylinder crankcase also has a positive effect on acoustics.

Die Ansprüche 3 bis 8 beinhalten besonders vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung.Claims 3 to 8 contain particularly advantageous Developments of the invention.

Durch die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 6 wird die die Seitenwand des Kurbelgehäuses versteifende als wulstförmige Versteifung ausgebildete Begrenzungswand des Kühlmittelverteilerkanals auch direkt in dem besonders kritischen Bereich des Zylinderkurbelgehäuses ausgebildet, so dass die Verzugssicherheit noch verbessert wird. Darüber hinaus kann hierdurch die Länge der Führungswege zwischen Verteilerkanal und Queranströmungsbereich minimiert werden. Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Sicherheit gegen Verzug und wegen der geringen Baulängen der Führungswege zwischen Verteilerkanal und Querströmungsbereichen ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6, wodurch die Versteifung bis in den Zylinderkopfdichtungsbereich reichend ausgebildet ist.By training according to the characteristics of claim 6 is the side wall of the crankcase stiffening as a bulge Stiffening of the boundary wall of the coolant distribution channel also formed directly in the particularly critical area of the cylinder crankcase, so that the security against delay is further improved. Furthermore this can change the length of management channels between the distribution channel and the cross-flow area can be minimized. Particularly advantageous in terms of security against delay and because of the short overall length of the routes between Distribution channel and cross flow areas is the training according to the characteristics of claim 6, whereby the stiffening up to the cylinder head gasket area is adequately trained.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierin zeigt:The invention is described in the following in the 1 to 4 schematically illustrated embodiment explained in more detail. Herein shows:

1 Verbrennungsmotors mit Zylinderkurbelgehäuse und Zylinderkopf Perspektivische Darstellung mit versteifendem Kühlmittelverteilerkanal 1 Internal combustion engine with cylinder crankcase and cylinder head Perspective view with stiffening coolant distribution channel

2 Querschnittsdarstellung des Verbrennungsmotors von 1 in Blickrichtung zur Erläuterung des Querschnittsverlaufs des Kühlmittelverteilerkanals 2 Cross-sectional view of the internal combustion engine of 1 in the direction of view to explain the cross-sectional profile of the coolant distribution channel

3 Schnittsdarstellung des Verbrennungsmotors gemäß Schnitt III-III von 2 3 Sectional view of the internal combustion engine according to section III-III of 2

4 Schnittdarstellung des Verbrennungsmotors gemäß Schnitt IV-IV von 3. 4 Sectional view of the internal combustion engine according to section IV-IV of 3 ,

Die Figuren zeigen den Verbrennungsmotor 1 mit beispielsweise vier Zylindern 4, 5, 6, 7, mit einem Zylinderkurbelgehäuse 2 und mit einem Zylinderkopf 3. Im Zylinderkurbelgehäuse 2 ist eine Kurbelwelle 8 in herkömmlicher Weise drehbar gelagert. Die Motorlängsachse L erstreckt sich längs der Kurbelwellenachse. In einer Dichtungsebene 9 zwischen Zylinderkurbelgehäuse 2 und Zylinderkopf 3 ist zwischen der Dichtungsfläche 10 des Zylinderkurbelgehäuses 2 und der Dichtungsfläche 11 des Zylinderkopfes 3 in herkömmlicher Weise eine Flachdichtung 12 bekannter Art ausgebildet. Der Abstand zwischen Dichtungsebene 9 und der Drehachse der Kurbelwelle 8 ist in 1 mit H eingetragen. Die Kühlung der Zylinder im Zylinderkopf 3 er folgt über eine herkömmliche Queranströmung, über sich von der Auslassseite 50 des Zylinderkopfes in Richtung zur Einlassseite 51 des Zylinderkopfes im wesentlichen quer zur Längsachse des Motors erstreckend ausgebildeten, nicht näher dargestellten Kühlmittelführungskanälen des Zylinderkopfes. Diese quer erstreckt ausgebildeten Kühlmittelführungskanäle sind jeweils Teil eines den jeweiligen Zylinder 4, 5, 6 bzw. 7 umgebenden Wassermantels 36, 37, 38 bzw. 39 des Zylinderkopfes. Von jedem dieser Wassermäntel 36, 37, 38, 39 eines Zylinders erstreckt sich auf der Auslassseite im Zylinderkopf nach unten jeweils ein Kühlmittelführungskanal 28, 29, 30, 31, welcher jeweils in eine in der Dichtungsfläche 11 des Zylinderkopfes ausgebildeten Eintrittsöffnung 32, 33, 34, 35 mündet. Unterhalb einer jeden Eintrittsöffnung 32, 33, 34, 35 ist korrespondierend hierzu in der Flachdichtung 12 jeweils eine Durchtrittsöffnung 24, 25, 26, 27 ausgebildet. Korrespondierend zu jeder Durchtrittsöffnung 24, 25, 26, 27 ist unterhalb der Flachdichtung 12 in der Dichtungsfläche 10 des Zylinderkurbelgehäuses 2 jeweils eine Austrittsöffnung 20, 21, 22, 23 eines auf der Auslassseite der Zylinder nach unten im Zylinderkurbelgehäuse 2 erstreckt ausgebildeten kurzen Kühlwasserführungskanals 16, 17, 18, 19 ausgebildet.The figures show the internal combustion engine 1 with, for example, four cylinders 4 . 5 . 6 . 7 , with a cylinder crankcase 2 and with a cylinder head 3 , In the cylinder crankcase 2 is a crankshaft 8th rotatably supported in a conventional manner. The engine longitudinal axis L extends along the crankshaft axis. In a sealing level 9 between the cylinder crankcase 2 and cylinder head 3 is between the sealing surface 10 of the cylinder crankcase 2 and the sealing surface 11 of the cylinder head 3 a flat gasket in a conventional manner 12 known type trained. The distance between the sealing plane 9 and the axis of rotation of the crankshaft 8th is in 1 entered with H. The cooling of the cylinders in the cylinder head 3 it follows a conventional cross-flow, over itself from the outlet side 50 of the cylinder head towards the intake side 51 of the cylinder head, designed to extend substantially transversely to the longitudinal axis of the engine, coolant guide channels of the cylinder head, not shown. These transversely extending coolant guide channels are each part of the respective cylinder 4 . 5 . 6 respectively. 7 surrounding water jacket 36 . 37 . 38 respectively. 39 of the cylinder head. From each of these water coats 36 . 37 . 38 . 39 of a cylinder, a coolant guide channel extends downward on the exhaust side in the cylinder head 28 . 29 . 30 . 31 , which each in a in the sealing surface 11 of the cylinder head formed inlet opening 32 . 33 . 34 . 35 empties. Below each entry opening 32 . 33 . 34 . 35 corresponds to this in the flat gasket 12 one passage opening each 24 . 25 . 26 . 27 educated. Corresponding to each passage opening 24 . 25 . 26 . 27 is below the flat gasket 12 in the sealing surface 10 of the cylinder crankcase 2 one outlet each 20 . 21 . 22 . 23 one on the exhaust side of the cylinders down in the cylinder crankcase 2 extends short cooling water duct 16 . 17 . 18 . 19 educated.

Die Kühlmittelführungskanäle 16, 17, 18, 19 münden in einen parallel zur Motorlängsachse ausgebildeten Kühlmittelverteilerkanal 14. Der Kühlmittelverteilerkanal 14 wird über einen beispielsweise von unten in den Kühlmittelverteilerkanal 14 mündenden und ebenfalls im Kurbelgehäuse ausgebildeten Kühlmittelzufuhrkanal 13 mit Kühlmittel versorgt. Der Kühlmittelverteilerkanal 14 wird umgeben von einer Kanalwand 15, welche mit ihrer unteren, den Kanal nach unten hin und mit ihrer parallel zur Motorlängsachse, den Kanal auf der von den Zylindern weg weisenden Seite begrenzenden Seitenfläche und mit ihrer nach oben, den Kanal zum Zylinderkopf hin begrenzenden Seite, eine wulstförmig aus der Zylinderblockseitenwand herausragende Erhebung bildet, die sich der Längserstreckung des Kühlmittelverteilerkanals entsprechend längs der Zylinderkurbelgehäusewand erstreckt. Die Kanalwand 15 bildet an ihrer zur Zylinderkopfseite hin gerichteten oberen Seite einen Teil der Dichtfläche des Zylinderkurbelgehäuses. Die wulstförmige Versteifung, die sich in ihrer Erstreckung parallel zur Höhe H zwischen Dichtfläche und Kurbelwellenachse über eine Höhe a zwischen Dichtfläche und unterer parallel zur Dichtfläche gerichteter, den Kühlmittelverteilerkanal nach unten hin begrenzender Seite der Kühlmittelverteilerwand 15 erstreckt, ist kleiner als H/2. Beispielsweise gilt a = H/4.The coolant guide channels 16 . 17 . 18 . 19 open into a coolant distribution channel formed parallel to the engine longitudinal axis 14 , The coolant distribution channel 14 is, for example, from below into the coolant distribution channel 14 opening and also formed in the crankcase coolant supply channel 13 supplied with coolant. The coolant distribution channel 14 is surrounded by a canal wall 15 , which with its lower, the channel downwards and with its parallel to the engine longitudinal axis, the channel on the side facing away from the cylinder side and with its upward side, bordering the channel towards the cylinder head, a bulge protruding from the cylinder block side wall Elevation forms, which extends according to the longitudinal extent of the coolant distribution channel along the cylinder crankcase wall. The canal wall 15 forms a part of the sealing surface of the cylinder crankcase on its upper side facing the cylinder head side. The bead-like stiffening, which extends parallel to the height H between the sealing surface and the crankshaft axis over a height a between the sealing surface and the lower side of the coolant distributor wall, which is directed parallel to the sealing surface and delimits the coolant distributor channel at the bottom 15 extends is less than H / 2. For example, a = H / 4.

Die wulstförmige Versteifung weist beispielsweise, wie in 3 dargestellt ist, ein Rechteck des Querschnittprofils auf. Das hohe Flächenträgheitsmoment trägt zur Versteifung des oberen Deckbereichs des Zylinderkurbelgehäuses in Motorlängsrichtung bei.The bead-like stiffener has, for example, as in 3 is shown, a rectangle of the cross-sectional profile. The high moment of inertia contributes to the stiffening of the upper cover area of the cylinder crankcase in the longitudinal direction of the engine.

Zur Kühlmittelversorgung des Zylinderkopfes wird in herkömmlicher Weise beispielsweise über eine gesteuerte Kühlmittelpumpe Kühlwasser von außen über den Kühlmittelzufuhrkanal 13 im Zylinderkurbelgehäuse in den Kühlmittelverteilerkanal 14 im Zylinderkurbelgehäuse gefördert und von dort jeweils über die Kühlmittelführungskanäle 16, 17, 18, 19 durch die Austrittsöffnungen 20, 21, 22, 23 aus dem Zylinderkurbelgehäuse 2 durch die Durchtrittsöffnungen 24, 25, 26, 27 durch die in der Dichtfläche des Zylinderkopfes ausgebildeten Eintrittsöffnungen 32, 33, 34, 35 und die Kühlmittelführungskanäle 28, 29, 30, 31 jeweils einem Wassermantel 36, 27, 38, 39 eines Zylinders 4, 5, 6, 7 im Zylinderkopf 3 zugeführt, in welchem es mittels Queranströmung zu dem Umströmungskanal der Brennräume der Zylinder geführt und unter Umströmung der erhitzten, den jeweiligen Zylinder umgebenden Bereiche des Zylinderkopfes um die Zylinder herumgeführt und auf der Stirnseite des Verbrennungsmotors in herkömmlicher Weise aus dem Zylinderkopf 3 wieder abgeführt wird. Der Kühlmittelverteilerkanal 14 ist ebenso wie der Kühlmittelzufuhrkanal 13 und die Kühlmittelführungskanäle 16, 17, 18, 19 im Zylinderkurbelgehäuse eingegossen. Die Kühlmittelführungskanale 28, 29, 30, 31 sind ebenfalls im Zylinderkopf eingegossen.In order to supply coolant to the cylinder head, cooling water is supplied in a conventional manner, for example via a controlled coolant pump, from the outside via the coolant supply channel 13 in the cylinder crankcase in the coolant distribution channel 14 conveyed in the cylinder crankcase and from there via the coolant guide channels 16 . 17 . 18 . 19 through the outlet openings 20 . 21 . 22 . 23 from the cylinder crankcase 2 through the passage openings 24 . 25 . 26 . 27 through the inlet openings formed in the sealing surface of the cylinder head 32 . 33 . 34 . 35 and the coolant guide channels 28 . 29 . 30 . 31 one water jacket each 36 . 27 . 38 . 39 of a cylinder 4 . 5 . 6 . 7 in the cylinder head 3 supplied, in which it is guided by means of cross-flow to the flow channel of the combustion chambers of the cylinders and is passed around the cylinders while flowing around the heated areas of the cylinder head surrounding the respective cylinder and on the end face of the internal combustion engine in a conventional manner from the cylinder head 3 is discharged again. The coolant distribution channel 14 is just like the coolant supply channel 13 and the coolant guide channels 16 . 17 . 18 . 19 cast in the cylinder crankcase. The coolant guide channels 28 . 29 . 30 . 31 are also cast in the cylinder head.

Wie in 2 zu erkennen ist, ist der Kühlmittelverteilerkanal 14, ausgehend in der Motorlängsrichtung vom dem in axialer Position des Zylinders 7 in den Kanal mündenden Kühlmittelzufuhrkanal 13 bis hin zu dem am weitest vom Kühlmittelzufuhrkanal entfernt gelegenen Zylinder 4 mit kontinuierlich in Motorlängsachsenrichtung verjüngt ausgebildetem Querschnittsverlauf ausgebildet. Durch die Herstellung mittels Gusstechnologie sind Übergänge der geringfügigen Richtungsänderungen zwischen den Zylindern 7 und 6 zur näheren Heranführung an die Zylinderdichtfläche ebenso wie die Übergänge in die Kühlmittelführungskanäle 16, 17, 18, 19 strömungsgünstig abgerundet ausgebildet. Der verjüngende Querschnittsverlauf ist dabei so gewählt, dass eine möglichst gleichmäßige Kühlmittelzufuhr zu den Kühlwasserführungskanälen 16, 17, 18, 19 ermöglicht wird.As in 2 you can see the coolant distribution channel 14 , starting in the longitudinal direction of the engine from that in the axial position of the cylinder 7 coolant supply duct opening into the duct 13 down to the cylinder furthest from the coolant supply duct 4 with a cross-sectional shape that is continuously tapered in the longitudinal direction of the engine. Due to the production by means of casting technology, there are transitions of the slight changes of direction between the cylinders 7 and 6 for closer introduction to the cylinder sealing surface as well as the transitions into the coolant guide channels 16 . 17 . 18 . 19 aerodynamically rounded. The tapering cross-sectional profile is chosen such that the coolant supply to the cooling water guide channels is as uniform as possible 16 . 17 . 18 . 19 is made possible.

Die individuelle Feinabstimmung der Kühlmittelzufuhr zur Erreichung einer Gleichverteilung der Volumenströme zu den einzelnen Zylindern bzw. gleichmäßiger Bauteiltemperaturverteilung längs des Zylinderkopfes unabhängig von der Gusskontur wird durch die Größe und Form der Durchgangsöffnungen 24, 25, 26, 27 in der Flachdichtung 12 fein eingestellt. Je kleiner die Durchgangsöffnung ausgebildet wird, desto geringer ist der durch die jeweilige Durchgangsöffnung erzielte Durchfluss. Durch die Wahl der Form der Öffnung kann individuell auch das Strömungsverhalten weiter beeinflusst werden. Soweit es individuell erforderlich ist, kann die Eintrittsöffnung in der Dichtfläche des Zylinderkopfes und/oder die Austrittsöffnung aus der Dichtfläche des Zylinderkurbelgehäuses 2 geringfügig beispielsweise durch Aufbohren verändert werden, um das gewünschte Durchflussvolumen und/oder Strömungsverhalten zu einem Wassermantel 36, 27, 38, 39 eines Zylinders und somit um das Kühlungsergebnis eines mittels Queranströmung gekühlten Zylinders im Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine fein einzustellen. Der Kühlmittelvolumenstrom und das Kühlungsergebnis eines jeden Zylinders lässt sich somit individuell im absoluten Wert, aber auch im Verhältnis der Volumenströme und somit des Kühlungsergebnisses für jeden einzelnen Zylinder relativ zueinander fein einstellen. Soweit nach Fertigstellung der Gussformen bzw. der Gusskerne des Verbrennungsmotors noch Veränderungen gewünscht sind, werden diese durch einfache Veränderungen der Durchtrittsöffnungen der Flachdichtungen oder bei Bedarf durch geringfügige Aufbohrungen der Eintrittsöffnungen in der Dichtfläche des Zylinderkopfes bzw. der Austrittsöffnungen in der Dichtfläche des Zylinderkurbelgehäuses nachgestellt.The individual fine-tuning of the coolant supply to achieve a uniform distribution of the volume flows to the individual cylinders or uniform component temperature distribution along the cylinder head regardless of the casting contour is due to the size and shape of the through openings 24 . 25 . 26 . 27 in the flat gasket 12 fine-tuned. The smaller the through opening, the lower the flow rate achieved through the respective through opening. The flow behavior can also be individually influenced by the choice of the shape of the opening. As far as is individually required, the inlet opening in the sealing surface of the cylinder head and / or the outlet opening from the sealing surface of the cylinder crankcase 2 can be slightly changed, for example by drilling, to the desired flow volume and / or flow behavior to a water jacket 36 . 27 . 38 . 39 of a cylinder and thus to finely adjust the cooling result of a cylinder cooled by cross-flow in the cylinder head of an internal combustion engine. The coolant volume flow and the cooling result of each cylinder can thus be individually fine-tuned in absolute terms, but also in relation to the volume flows and thus the cooling result for each individual cylinder. If changes are desired after the completion of the casting molds or the casting cores of the internal combustion engine, these can be simulated by simply changing the through-openings of the flat gaskets or, if necessary, by slightly drilling the inlet openings in the sealing surface of the cylinder head or the outlet openings in the sealing surface of the cylinder crankcase.

Die Kühlung des Kurbelwellengehäuses und des Wassermantels 41 der Zylinder im Zylinderkurbelgehäuse erfolgt in herkömmlicher, nicht näher dargestellter Art über ein eigenständiges, nicht dargestelltes Kühlmittelkanalsystem mit einem eigenständigem Zufuhrkanal ohne Kühlmittelkanalverbindung zu dem Kühlmittelkanalsystem des Zylinderkopfes.The cooling of the crankcase and the water jacket 41 the cylinder in the cylinder crankcase takes place in a conventional manner, not shown in detail, via an independent coolant channel system, not shown, with an independent supply channel without a coolant channel connection to the coolant channel system of the cylinder head.

11: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22: Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
33: Zylinderkopfcylinder head
44: Zylindercylinder
55: Zylindercylinder
66: Zylindercylinder
77: Zylindercylinder
88th: Kurbelwellecrankshaft
99: Dichtungsebenesealing plane
1010: Dichtungsfläche ZylinderkurbelgehäuseSealing surface cylinder crankcase
1111: Dichtungsfläche ZylinderkopfGasket surface cylinder head
1212: Flachdichtunggasket
1313: KühlmittelzufuhrquerschnittCoolant supply section
1414: KühlmittelverteilerkanalCoolant distribution channel
1515: Kanalwandchannel wall
1616: KühlmittelführungskanalCoolant duct
1717: KühlmittelführungskanalCoolant duct
1818: KühlmittelführungskanalCoolant duct
1919: KühlmittelführungskanalCoolant duct
2020: Austrittsöffnungoutlet opening
2121: Austrittsöffnungoutlet opening
2222: Austrittsöffnungoutlet opening
2323: Austrittsöffnungoutlet opening
2424: DurchtrittsöffnungThrough opening
2525: DurchtrittsöffnungThrough opening
2626: DurchtrittsöffnungThrough opening
2727: DurchtrittsöffnungThrough opening
2828: KühlmittelführungskanalCoolant duct
2929: KühlmittelführungskanalCoolant duct
3030: KühlmittelführungskanalCoolant duct
3131: KühlmittelführungskanalCoolant duct
3232: Eintrittsöffnunginlet opening
3333: Eintrittsöffnunginlet opening
3434: Eintrittsöffnunginlet opening
3535: Eintrittsöffnunginlet opening
3636: Wassermantel Zylinderkopfwater jacket cylinder head
3737: Wassermantel Zylinderkopfwater jacket cylinder head
3838: Wassermantel Zylinderkopfwater jacket cylinder head
3939: Wassermantel Zylinderkopfwater jacket cylinder head
4040: Gehäusewand Zylinderkurbelgehäusehousing wall cylinder crankcase
4141: Wassermantel Zylinderkurbelgehäusewater jacket cylinder crankcase
5050: ZylinderkopfauslassseiteZylinderkopfauslassseite
5151: ZylinderkopfeinlassseiteCylinder head inlet side
5252: UmströmungskanalUmströmungskanal

Claims

Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkurbelgehäuse zur Aufnahme einer in Motorlängsrichtung ausgerichteten Kurbelwelle, mit einem Zylinderkopf, mit einem Kühlwasserführungssystem zur Kühlung des Zylinderkopfs, das mehrere in Motorlängsrichtung verteilt und quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zu einem Umströmungskanalsystem der Brennräume der Zylinder ausgerichtet ausgebildete Kühlmittelkanäle im Zylinderkopf aufweist, und mit einer Dichtungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse, – bei dem an der Auslassseite des Motors zwischen den Zylindern und der das Zylinderkurbelgehäuse begrenzenden Seitenfläche des Zylinderkurbelgehäuses in Motorlängsrichtung erstreckt ein Kühlmittelverteilerkanal ausgebildet ist, in welchen ein Kühlmittelzuführkanal zur Zufuhr von Kühlmittel in den Kühlmittelverteilerkanal mündet, dessen von den Zylindern quer zur Motorlängsrichtung wegweisende in Motorlängsrichtung erstreckte Begrenzungswand als eine wulstförmige in Motorlängsrichtung erstreckt ausgebildete Versteifung der an der Auslassseite der Zylinder das Zylinderkurbelgehäuse begrenzenden Seitenwand des Zylinderkurbelgehäuses ist, – bei dem wenigstens eine Austrittsöffnung aus dem Kühlmittelverteilerkanal im Zylinderkurbelgehäuse zur Dichtungsebene im Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet ist, – bei dem im Zylinderkopf in der Dichtungsebene mehrere Zutrittsöffnungen ausgebildet sind, die in die Austrittsöffnung in der Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses münden, und – bei dem jede im Zylinderkopf in der Dichtungsebene ausgebildete Zutrittsöffnung mit wenigstens einem der quer zur Motorlängsrichtung von der Auslassseite zum Umströmungskanalsystem der Brennräume der Zylinder ausgerichtet ausgebildeten Kühlmittelkanälen im Zylinderkopf verbunden ist.Internal combustion engine with a cylinder crankcase Inclusion of one aligned in the longitudinal direction of the engine Crankshaft, with a cylinder head, with a cooling water supply system for cooling the Cylinder head, which distributes several in the engine longitudinal direction and across to the engine longitudinal direction from the outlet side to a flow channel system of the combustion chambers of the Has coolant ducts aligned in the cylinder head, and with a sealing plane between the cylinder head and the cylinder crankcase, - in which on the exhaust side of the engine between the cylinders and that Limiting the crankcase side surface of the cylinder crankcase in the longitudinal direction of the engine extends a coolant distribution channel is formed, in which a coolant supply channel for supplying coolant in the coolant distribution channel opens the one pointing away from the cylinders transversely to the engine longitudinal direction in the engine longitudinal direction extending boundary wall as a bead-shaped in the longitudinal direction of the engine extends stiffening formed on the exhaust side of the cylinders the cylinder crankcase limiting side wall of the cylinder crankcase, - in which at least one outlet opening from the coolant distribution channel in the cylinder crankcase Sealing plane is formed in the cylinder crankcase, - in which Several access openings in the cylinder head in the sealing plane are formed in the outlet opening in the sealing plane of the cylinder crankcase lead, and - at which each access opening formed in the cylinder head in the sealing plane with at least one of the transversely to the engine longitudinal direction from the exhaust side to the flow channel system of the combustion chambers of the Cylinder aligned coolant channels connected in the cylinder head is.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, – bei dem mehrere in Motorlängsrichtung hintereinander angeordnete Verbindungskanäle jeweils vom Kühlmittelverteilerkanal im Zylinderkurbelgehäuses zu einer im Zylinderkurbelgehäuse in der Dichtungsebene ausgebildeten Austrittsöffnung in der Dichtungsebene erstreckt ausgebildet sind, – bei dem im Zylinderkopf in der Dichtungsebene mehrere Zutrittsöffnungen ausgebildet sind, von denen jeweils eine korrespondierend zu einer der im Zylinderkurbelgehäuse in der Dichtungsebene ausgebildeten Austrittsöffnung eines Verbindungskanals ausgebildet ist.Internal combustion engine according to the features of claim 1, - at the several in the engine longitudinal direction Connection channels arranged one behind the other each from the coolant distribution channel in the cylinder crankcase too one in the cylinder crankcase outlet opening formed in the sealing plane in the sealing plane are trained - in the in the cylinder head several access openings are formed in the sealing plane, one of which corresponds to one in the crankcase in the Sealing plane formed outlet opening of a connecting channel is.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kühlmittelführungsflächen vom Kühlmittelverteilerkanal und von den in Motorlängsrichtung hintereinander angeordneten Verbindungskanälen vom Kühlmittelverteilerkanal zur Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses als ein einstückig ausgebildetes Führungsbauteil im Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet sind.Internal combustion engine according to the features of claim 1 or 2, in which the coolant guide surfaces from Coolant distribution channel and of those in the engine longitudinal direction connecting channels arranged one behind the other from the coolant distribution channel to Sealing plane of the cylinder crankcase as an integrally formed Guide component in cylinder crankcase are trained.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von Anspruch 2 oder 3, bei dem die Kühlmittelführungsflächen vom Kühlmittelverteilerkanal und von den in Motorlängsrichtung hintereinander angeordneten Verbindungskanälen vom Kühlmittelverteilerkanal zur Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses als ein einstückig ausgebildetes Gussteil im Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet sind.Internal combustion engine according to the features of claim 2 or 3, in which the coolant guide surfaces from Coolant distribution channel and of those in the engine longitudinal direction connecting channels arranged one behind the other from the coolant distribution channel to Sealing plane of the cylinder crankcase as an integrally formed Cast part in the cylinder crankcase are trained.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, bei dem der Kühlmittelverteilerkanal und die in Motorlängsrichtung hintereinander angeordneten Verbindungskanälen vom Kühlmittelverteilerkanal zur Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses in das Zylinderkurbelgehäuse eingegossen sind.Internal combustion engine according to the features of claim 4, in which the coolant distribution channel and the in the engine longitudinal direction connecting channels arranged one behind the other from the coolant distribution channel to Sealing plane of the cylinder crankcase are cast into the cylinder crankcase.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Kühlmittelverteilerkanal im oberen Viertel der Erstreckungshöhe zwischen Kurbelwellenachse und Dichtfläche des Zylinderkurbelgehäuses zum Zylinderkopf ausgebildet ist.Internal combustion engine according to the characteristics of one or several of the preceding claims, wherein the coolant distribution channel in upper quarter of the extent between the crankshaft axis and the sealing surface of the cylinder crankcase Cylinder head is formed.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich der versteifende Wulst in Richtung senkrecht zur Wulstlängsachse bis zur Dichtfläche des Zylinderkurbelgehäuses zum Zylinderkopf erstreckt.Internal combustion engine according to the characteristics of one or several of the preceding claims, wherein the stiffening Bead in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the bead up to the sealing surface of the cylinder crankcase extends to the cylinder head.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem jeweils einer der in Motorlängsrichtung hintereinander angeordneten Verbindungskanäle, die vom Kühlmittelverteilerkanal zur Dichtungsebene des Zylinderkurbelgehäuses erstreckt ausgebildet sind, einem Zylinder des Verbrennungsmotors zugeordnet ist.Internal combustion engine according to the characteristics of one or several of the preceding claims, in each case one the in the engine longitudinal direction connecting channels arranged one behind the other, from the coolant distribution channel extends to the sealing plane of the cylinder crankcase are assigned to a cylinder of the internal combustion engine.

Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen von einem oder mehren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die wulstförmige Versteifung eine rechteckige Querschnittskontur aufweist.Internal combustion engine according to the characteristics of one or more of the preceding claims, in which the bead-shaped Stiffening has a rectangular cross-sectional contour.