DE3735510A1

DE3735510A1 - Engine block/cylinder head sealing in an oil-cooled internal combustion engine

Info

Publication number: DE3735510A1
Application number: DE19873735510
Authority: DE
Inventors: Ludwig Elsbett; Guenter Elsbett; Klaus Elsbett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1988-04-28
Also published as: DE3735510C2

Abstract

In highly supercharged diesel engines running at high pressures, the problem arises of sealing at the transition from engine block to cylinder head. The prerequisites for a seal-less press fit in this area for the cooling chambers in the block and the cylinder head are stated with reference to an engine block suitable for this purpose and the arrangement of the cylinders is proposed.

Description

Ein Motorblock der gattungsbildenden Art ist aus der DE-OS 31 07 461 bekannt. Die dort gezeigte Konstruktion betrifft einen Dieselmotor mit Ölkühlung, dessen Zylinder mittels einer Bundplatte im Bereich des unteren Kolbenumkehrpunktes im Motorgehäuse verankert sind. Der Zylinderkopf wird auf dem Gehäuse mit Dehnschrauben befestigt, die ihre Widerlager in der genannten Bundplatte finden. Die oberen Zylinderenden können auf diese Weise wirksam gegen den Zylinderkopf gepreßt werden, wobei unter betriebsbedingter Erwärmung und entsprechender Ausdehnung der Zylinder der so verstärkte Preßsitz dichtungslos ausgeführt werden kann.An engine block of the generic type is from DE-OS 31 07 461 known. The construction shown there concerns a diesel engine with oil cooling, the cylinder of which means a collar plate in the area of the lower piston reversal point are anchored in the motor housing. The cylinder head opens attached to the case with expansion bolts that support their abutments find in the mentioned flange plate. The upper ends of the cylinder can be effective against the cylinder head in this way be pressed, under operational heating and corresponding expansion of the cylinder so reinforced Press fit can be carried out without a seal.

Es hat sich herausgestellt, daß die durchaus erfolgreiche Konstruktion der DE-OS 31 07 461 auch mit Nachteilen be haftet ist: bei langen Laufzeiten und entsprechender Wärme beanspruchung können Leckagen auftreten.It turned out to be the most successful Construction of DE-OS 31 07 461 also with disadvantages is liable: with long terms and appropriate heat leakage can occur.

Bei dieser Konstruktion ist der Verbindungsbereich der Zylindergruppe mit dem Motorgehäuse mit wesentlich größerer Wandstärke ausgeführt als etwa die Verbindungsstellen der Zylinder untereinander. Dieses führte beim Betrieb zu un gleichen Wärmeableitungen und damit auch zu ungleichen Wärmeausdehnungen des Dichtbereiches zwischen Zylinderkopf einerseits und Zylinder/Gehäusebereich andererseits. Die auftretenden Spannungen mußten durch die oben angegebenen Spannmittel überdrückt werden. Wo dieses nicht möglich war, kam es zu Leckagen.In this construction, the connection area is the Cylinder group with the engine housing with much larger Wall thickness executed as about the joints of the Cylinders with each other. This led to un during operation same heat dissipation and therefore too unequal Thermal expansion of the sealing area between the cylinder head on the one hand and cylinder / housing area on the other. The occurring voltages had to be given by the above Clamping devices can be overpressed. Where this was not possible leakage occurred.

Die Leckagen wurden verursacht durch hohe Drücke aus dem Kompressionsraum der Zylinder, die direkt über die Mate rialbrücken zwischen Zylinder- und Gehäusewand und den vollen Zylinderkopf auf die Gehäusedichtung einwirkten. Dies konnte auch dadurch nicht verhindert werden, daß teure und hochdruck- und hochtemperaturfeste Dichtungen am Motor gehäuse eingesetzt wurden. The leaks were caused by high pressures from the Compression space of the cylinders that go directly over the mate rial bridges between the cylinder and housing wall and the full cylinder head on the housing gasket. This could not be prevented by the fact that expensive and high pressure and high temperature resistant seals on the engine housing were used.

Weiterhin ist aus der DE-AS 11 46 701 ein Motorblock für mehrzylindrige, wassergekühlte Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem die Zylinder an ihrem oberen Ende weder mit den Außenwandungen des Zylinderblockes noch untereinander durch Stege oder dergleichen verbunden sind. Die Aufgabe dieser Erfindung zielt auf eine bessere Kühlung der heißen Zonen und eine kostengünstige Herstellung des Motorblocks durch leicht entfernbare Formkerne ab. Diese Erfindung ist jedoch nicht anwendbar auf einen Dieselmotor, der ohne Zylinderkopfdichtung arbeitet. Bei den in den Zylindern auftretenden hohen Drücken und Temperaturen würden die langen, freistehenden Zylinderwände den auftretenden Kräf ten zu wenig Widerstand entgegensetzen. Auch kann hier auf eine Zylinderkopfdichtung nicht verzichtet werden, da bei auftretender Leckage das Kühlsystem unter Druck gesetzt würde und damit beschädigt würde.Furthermore, from DE-AS 11 46 701 an engine block for multi-cylinder, water-cooled internal combustion engines known, in which the cylinders at their upper ends do not match the Outer walls of the cylinder block still one below the other are connected by webs or the like. The task This invention aims to better cool the hot Zones and inexpensive manufacture of the engine block due to easily removable mold cores. This invention is however not applicable to a diesel engine without Cylinder head gasket works. In the in the cylinders occurring high pressures and temperatures would long, free-standing cylinder walls the occurring force oppose too little resistance. You can also click here a cylinder head gasket can not be dispensed with, because at occurring leakage pressurized the cooling system and would be damaged.

Es sind auch ölgekühlte Brennkraftmaschinen mit einem zum Kurbelgehäuse offenen Öl-Kühlkreislauf bekannt, die jedoch nicht mit einem Motor, der ohne Zylinderkopfdichtung aus kommt, in Verbindung gebracht werden, sondern nur durch ihre Verbindung mit dem Schmiermittelkreislauf einen Kreis lauf einsparen sollen.There are also oil-cooled internal combustion engines with one for Crankcase open oil cooling circuit known, however not with an engine that does not have a cylinder head gasket comes, be connected, but only through their connection with the lubricant circuit a circle should save run.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen ölgekühlten Dieselmotor zu schaffen, der ohne Zylinderkopfdichtung betrieben werden kann, und die Nachteile der in der DE-OS 31 07 461 be schriebenen Erfindung vermeidet.The object of the invention is an oil-cooled diesel engine to create that operate without a cylinder head gasket can, and the disadvantages of be in DE-OS 31 07 461 written invention avoids.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im ersten Anspruch zu sammengefaßten Konstruktionsmerkmale und die Merkmale in den Unteransprüchen.The task is solved by the first claim summarized design features and the features in the subclaims.

Eine Leckagebildung nach außen ist hierdurch bei einem Be trieb ohne Zylinderkopfdichtung nicht mehr möglich, da eventuell auftretende Undichtigkeiten zwischen Zylinderkopf und -block im drucklosen Ölkühlraum aufgefangen und ins Kurbelgehäuse abgeleitet werden.Leakage formation to the outside is hereby at a loading no longer possible without cylinder head gasket because any leaks between the cylinder head and block in the unpressurized oil cooling room and into the Crankcase are derived.

Materialbrücken, die sich fördernd auf die Leckagebildung auswirken können, sind weder im Block- noch im Kopfbereich vorhanden. Es ergibt sich weiterhin der Vorteil daß kein direkter Wärmeübergang vom Zylinder zum Gehäuse stattfinden kann, so daß an die Gehäusedichtung auch thermisch keine besonderen Anforderungen mehr zu stellen sind.Material bridges that promote leakage formation can affect neither the block nor the head area available. There is also the advantage that none direct heat transfer from the cylinder to the housing take place can, so that no thermal to the housing seal there are more special requirements.

Auf den folgenden Abbildungen ist eine erfindungsgemäße Aus führung beispielhaft dargestellt, die nachstehend näher erläutert wird:In the following figures is an off according to the invention example shown, the following in more detail is explained:

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den Dichtbereich zwischen einem erfindungsgemäßen Zylinderkopf und Gehäuseblock. Der Dichtbereich ist symmetrisch zu einer Längsachse (X) aufge klappt dargestellt und ergibt anmeldungsgemäß ein symme trisches Bild bzgl. Gehäusewand Kühlräumen und Zylinderum fang in Richtung Gehäuseblock und in Richtung Zylinderkopf. Fig. 1 shows a plan view of the sealing area between a cylinder head according to the invention and the housing block. The sealing area is shown folded up symmetrically to a longitudinal axis ( X ) and, according to the application, results in a symmetrical picture with respect to the housing wall, cooling rooms and cylinder circumference in the direction of the housing block and in the direction of the cylinder head.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform in gleicher Darstellung wie Fig. 1 nach Anspruch 4. FIG. 2 shows a modified embodiment in the same representation as FIG. 1 according to claim 4.

Für Fig. 1 und Fig. 2 giltApplies to Fig. 1 and Fig. 2

Die Zylinder (1) sind von dem Kühlmittelraum (2) umgeben, der die Zylinder im Dichtungsbereich zwischen Zylinderkopf und Gehäuseblock von der Wand (3) des Gehäuseblocks trennt. Mit (4) sind die Schrauben zwischen Zylinderkopf und Gehäuse bezeichnet. (1) zeigt hier nicht die Zylinderbohrung und nicht den Ein- bzw. Auslaß.The cylinders ( 1 ) are surrounded by the coolant chamber ( 2 ), which separates the cylinders in the sealing area between the cylinder head and the housing block from the wall ( 3 ) of the housing block. With ( 4 ) the screws between the cylinder head and the housing are designated. ( 1 ) does not show the cylinder bore and not the inlet or outlet.

Claims

1. Ölgekühlter Dieselmotor der ohne Zylinderkopfdichtung betrieben werden kann, gekennzeichnet durch die Kombina tion folgender Merkmale, daß

a) die Zylinder durch einen Ölkreislauf gekühlt werden, der mit einer offenen Verbindung zum Kurbelgehäuse ausgestattet ist,
b) die Zylinder in dem Bereich, der innen durch die Kol benanlage bei oberem Totpunkt abgedeckt wird, nach außen keinerlei Verbindung zum Motorblockgehäuse auf weisen, und der Raum zwischen Zylindern und Motor blockgehäuse als Kühlraum dient,
c) sich der die Zylinder umgebende Kühlraum nach b) min destens in der Tiefe, in der die Ventilsitze in den Zylinderkopf eingebettet sind, im Zylinderkopf fort setzt.

1. Oil-cooled diesel engine that can be operated without a cylinder head gasket, characterized by the combination of the following features:

a) the cylinders are cooled by an oil circuit equipped with an open connection to the crankcase,
b) the cylinders in the area that is covered internally by the piston system at top dead center, have no external connection to the engine block housing, and the space between the cylinders and engine block housing serves as a cooling space,
c) the cooling space surrounding the cylinders continues after b) at least in the depth to which the valve seats are embedded in the cylinder head in the cylinder head.

2. Ölgekühlter Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zylinder mit dem Motorblockgehäuse nur über eine Bundplatte in Höhe der unteren Kolbenkante der Lage des Kolbens im oberen Totpunkt verbunden sind.2. Oil-cooled diesel engine according to claim 1, characterized records that the cylinders with the engine block housing only over a collar plate at the level of the lower piston edge of the Position of the piston at top dead center are connected.

3. Ölgekühlter Dieselmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Zylinder untereinander verbunden sind.3. Oil-cooled diesel engine according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the cylinders are interconnected are.

4. Ölgekühlter Dieselmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder lediglich über die Bund platte verbunden sind.4. Oil-cooled diesel engine according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the cylinders only over the collar plate are connected.