DE725523C - Luftgekuehlter Reihenmotor - Google Patents

Luftgekuehlter Reihenmotor

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Publication number
DE725523C
DE725523C DEA80664D DEA0080664D DE725523C DE 725523 C DE725523 C DE 725523C DE A80664 D DEA80664 D DE A80664D DE A0080664 D DEA0080664 D DE A0080664D DE 725523 C DE725523 C DE 725523C
Authority
DE
Germany
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air
cylinder
cooled
engine
valves
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Expired
Application number
DEA80664D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Dr-Ing Fritz Gosslau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Argus Motoren GmbH
Original Assignee
Argus Motoren GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE725523C publication Critical patent/DE725523C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P1/00Air cooling
    • F01P1/02Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads, e.g. ducting cooling-air from its pressure source to cylinders or along cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Luftgekühlter Reihenmotor Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Reihenmotor mit Brennraum von annähernd der Form eines Kugelabschnitts, bei dem Ein- und Auslaßventile jedes Zylinders einen Winkel von mehr als 35° und eine durch die beiden Ventilachsen jedes Zylinders gelegte Ebene mit der Kurbelwellenachse einen Winkel von mindestens 5° und höchstens 85' einschließen.
  • Der Motor nach der Erfindung vereinigt dabei die Vorteile des Sternmotors, Verwendbarkeit des Kugelkopfes mit großen Ventilen und bester Kühlung, mit denen des Reihenmotors, geringer Stirnwiderstand, gute Sicht, und stellt damit eine wesentliche Verbesserung des an sich hochentwiekelten luftgekühlten Motors mit reihenförmiger Zylinderanordnung, insbesondere des Flugmators dar. Der neuartige Aufbau ergibt eine für die Kühlung hervorragend günstige Schrägstaffelung der Ventile, bei der alle Auslaßventile gleichmäßig dem sich zufolge der Anordnung auf natürliche Weise aufteilenden Kühlluftstrom ausgesetzt sind.
  • Es ist bereits der Vorschlag gemacht worden, bei luftgekühlten Kraftfahrzeugmotoren mit reihenförmig angeordneten Zylindern zueinander parallele, im flachen Zylinderkopf angebrachte Ventile zu verwenden, deren Achsen in einer zur Motorlängsachse geneigten Ebene liegen, und Kipphebel mit schräg zueinander stehenden Achsen zuzuordnen.
  • Auch ist ein luftgekühlter Motor beschrieben worden, bei dem in einem kugelabschnittförmigen Zylinderkopf zwei Ventile zueinander geneigt in einer Querebene senkrecht zur Richtung der Zylinderreihe untergebracht sind.
  • Diese bekannten Bauarten sind, was einwandfreie Kühlung und hohe Leistungsausbeute anbelangt, mit erheblichen Mängeln verbunden. Durch die Erfindung werden diese Mängel auf einwandfreie Weise beseitigt.
  • Die Vorteile der freien baulichen Gestaltung des Sternmotorzylinders in thermodynamischer und kühltechnischer Hinsicht sind bei dem Motor nach der Erfindung in einwandfreier Weise auf die Reihenanordnung der Zylinder übertragen worden.
  • In den letzten Jahren haben luftgekühlte Reihenmotoren so überraschende fliegerische Bestleistungen nachweisen können, daß man für gewisse Wettbewerbe Sondermotoren entwickelt hat, wobei die Konstrukteure bestrebt waren, die neuesten Erkenntnisse des Flugmotorenbaues zu berücksichtigen und ein Höchstmaß von Leistung und Kühlung bei geringstem Widerstand zu erreichen.
  • Es fällt bei diesen neuesten Motormustern auf, daß die Brennräume -der Zylinder nirgends die Form eines Kugelabschnitts zeigen, obwohl die thermische Überlegenheit dieser Brennraumform den Konstrukteuren sicherlich nicht unbekannt gewesen ist. Alle diese Hochleistungsmotoren werden mit Aufladung betrieben, wobei möglichst große Ventile erwünscht sind. Trotzdem findet man bei neuzeitlichen, luftgekühlten Reihenmotoren nur schwach zueinander geneigte und daher kleine Ventile. Auch :deren Nachteile, hoher notwendiger Ladedruck, hohe Ladungstemperatur, Auspuffdrosselung, können keineswegs unbekannt gewesen sein.
  • Wenn wichtige, allgemein bekannte und einfache Forderungen der Thermodynamik und der Strömungslehre unerfüllt blieben, so müssen Hemmungen vorgelegen haben, die im folgenden aufgezeigt und durch die Erfindung beseitigt werden sollen. Einfache Überlegungen zeigen, daß es bei dem wegen der Baulänge notwendigerweise engen Zylinderabstand von Reihenmotoren die Ventile nur sehr schwach zueinander geneigt werden können, wenn alle Ventile einer Zylinderreihe in eine durch die Längsachse der Kurbelwelle gehende Ebene hintereinandergelegt werden. Platzmangel verbietet also bei dieser Anordnung die thermodynamisch und kühlungsmäßig günstige Kugelform des Brennraumes.
  • Wenn man andererseits bei einem Kugelkopf die Ventilachse des einzelnen Zylinders in eine zur Kurbelwelle senkrechte Ebene legt, so ergeben sich zwar keine räumlichen, statt dessen aber kühltechnische Schwierigkeiten; denn bei dieser Anordnung muß die Kühlluft zwischen den Ventilkammern des vordersten Zylinders, auch zwischen denen des zweiten, dritten bis zum letzten jeder Reihe hindurchstreichen. Sie nimmt dabei so viel Wärme auf, daß sie selbst dann nicht mehr zur Kühlung der hinteren Zylinder ausreichen würde, wenn es möglich wäre, die Strömung zum Anliegen an den Kühlflächen zu bringen. Erfahrungsgemäß reißt aber die Strömung schon hinter dem ersten Zylinder ab, und -die hinteren Zylinder werden zu warm, als daß man in ihnen so hohe Leistungen erreichen könnte, wie es der kugelförmige Brennraum an sich erlaubt.
  • Man sieht also, ,daß bisher die Ventile der einzelnen Zylinder parallel zueinander oder nur schwach zueinander geneigt und immer in den Hauptebenen des Motors, d. h. senkrecht oder parallel zur Kurbelwelle, angeordnet worden sind und daß daher die bisherigen Bauarten luftgekühlter Reihenmotoren baulich, kühltechnisch und thermodynamisch nur unvollkommene Lösungen darstellen.
  • Der Erfinder hat sich nun mit dem Ziel einer wesentlichen Verbesserung des luftgekühlten Reihenmotors die Aufgabe gestellt, auf diese Bauart den an sich bekannten Zylinderkopf mit kugelabschnittförmigem Brennraum und den nur bei dieser Form möglichen großen Ventilabmessungen zu übertragen und dabei außerdem die denkbar günstigsten Kühlverhältnisse zu schaffen, um durch diese Maßnahmen wesentlich erhöhte Literleistungen zu ermöglichen, die auch im Dauerbetrieb benutzt werden können.
  • Die Erfindung verläßt grundsätzlich die bisherige Anordnung der Ventile entsprechend den Hauptebenen des Motors. Statt dessen läßt sie die durch die Achsen je zweier zusammengehöriger Ventile gehende Ebene die Kurbelwelle unter einem gewissen Winkel schneiden. Hiermit ergibt sich eine schräge Staffelung der Einzelebenen, und es wird möglich, die Ventile so stark zueinander zu neigen, daß man den Brennraum kugelförmig ausbilden kann.
  • Ein Strömungsversuch bestätigte .überraschend deutlich die Vermutung, daß hierdurch auch das Kühlproblem geradezu ideal gelöst wird. Entgegen der bisherigen Anschauung ergaben sich nämlich, daß die Kühlluft aus dem Kühlschacht keineswegs rechtwinklig zur Kurbelwelle auf die Zylinder zu abbiegt, sondern in einem gewissen Winkel, der in sehr wünschenswerter Weise mit demjenigen Winkel zur Übereinstimmung gebracht werden kann, den die Schrägstaffelung der Ventilebenen aus baulichen Gründen erfordert.
  • Die Erfindung ermöglicht es demnach nicht nur, die bei Sternmotoren so ausgezeichnet bewährte Zylinderbauart auf den Reihenmotor zu übertragen, sondern sie bringt es durch den Kunstgriff der Schrägstaffelung der Ventilebenen und :der zueinander rechtwinklig liegenden Kipphebel und der zugehörigen Gehäuse sogar fertig, gleich günstige Kühlluftströmungsverhältnisse zu schaffen. Dies konnte durch Strömungsversuche überzeugend nachgewiesen werden.
  • Die Erfindung vereinigt, wie schon eingangs erwähnt, die Vorteile des Sternmotors, Verwendbarkeit des Kugelkopfes mit großen Ventilen und bester Kühlung, mit denen des Reihenmotors, geringer Stirnwiderstand, gute Sicht, und stellt damit eine wesentliche Verbesserung des an sich hoch entwickelten luftgekühlten Flugmotors mit reihenförmiger Zylinderanordnung dar.
  • Die Erfindung ist an Hand der vorläufigen Zeichnungen i bis 5 dargestellt.
  • In Abb. i ist i ein Flugmotor mit reihenförmiger Zylinderanordnung mit den Zylinderreihen 2 und 3. Die mit 4 bezeichneten Zylinderköpfe weisen einen kugelabschnittförmigen Verbrennungsraum auf und sind mit den Ventilgehäusen 5 und 6 sowie den zugehörigen Gasleitungsanschlüssen 7 bzw. 8 versehen. Die im Innern,der Ventilgehäuse 5 und 6 liegenden Ventile sind nicht besonders dargestellt. Sie sind mittels der Gehäuse 9 und io eingekapselt. Die Schäfte sind entsprechend der Kugelform des Verbrennungsraumes stark zueinander geneigt. Eine durch die Schäfte gelegte Ebene schneidet die Kurbelwelle nicht senkrecht, sondern unter einem anderen Winkel, vorzugsweise zwischen 5° und 850.
  • Die Gehäuse 9 und io umschließen die Ventilfederung und die zu den Kipphebeln gehörigen Teile. Sie sind senkrecht zueinander angeordnet, so,daß die für den Angriff der Stoßstangen bestimmten Hebelenden, vorzugsweise im Bereich der äußeren Begrenzung der Zylindereihe, nahe beieinander liegen. Bei dieser Stellung ergeben sich zwischen den Gehäusen die Kanäle 12 für die Kühlluft. Wird innerhalb des dem Motor umkleidenden Gehäuses der Kühlluftstrom zwischen den Zylinderreihen eingeführt, so zweigen sich über den Zylinderköpfen schräg nach hinten und auswärts gerichtete Einzelströme ab, die zwischen den Ventilgehäusen 5, 6 hindurchfließen. Noch weiter läßt sich die Kühlung verbessern, indem man gleichlaufend zu der Strömung Kühlrippen zwischen den Ventilgehäusen anordnet.
  • Abb. 2 zeigt die Zylinderreihe 2 in Ansicht von oben. Es ist wiederum 4 der kugelabschnittförmige Zylinderkopf, io ein querstehendes und 9 ein längsgerichtetes Kipphebelgehäuse. Es ist zu erkennen, daß diese Gehäuse ungefähr senkrecht zueinander stehen. Ferner kann aus der Abbildung ersehen werden, daß die durch die Ventilachsen gelegten Ebenen die Kurbelwelle unter einem spitzen Winkel schneiden.
  • In Abb. 3 ist eine Zylinderreihe in Schrägansicht von außendargestellt. Es ist zu. erkennen, daß das Ende i3 ,des längsgerichteten Kipphebelgehäuses g und das Ende 14 des quergerichteten Gehäuses io nahe beieinander liegen und daß die Kipphebel durch gekreuzte Stoßstangen 15, 16. bedient werden, deren Antrieb durch eine außerhalb der Zylinderreihe liegende gemeinsame Nockenwelle erfolgt. Die Längsstellung des Gehäuses 9 bringt den Vorteil mit sich, :daß die Motor-und entsprechend die Rumpfverkleidung an dieser Stelle eine strömungstechnisch sehr günstige Form erhalten kann.
  • Abb. 4 zeigt in Ansicht schräg von oben zwei nebeneinanderliegende Zylinder und läßt erkennen, wie die schräg zueinander stehenden Kipphebelgehäuse einen Kanal 12 umschließen, der den den Zylinderkopf schräg anströmenden Kühlluftstrom frei durchströmen läßt, wobei die Stoßstangen auf der Abströmseite liegen.
  • Abb.5 zeigt schematisch die beiden Zylinderreihen, die Anordnung der Ventile und die Aufteilung des Kühlluftstromes bei einem Zweireihenmotor. Die Zylinderköpfe sind mit 4. bezeichnet. Die Ventile 18, i9 liegen in Ebenen, die zu der Längsachse des Motors um den Winkel a geneigt sind. Die durch ihre Mittellinien 2o angedeuteten Teilströme der Kühlluft fließen schräg zwischen den Ventilkammern hindurch. Die nicht dargestellten Kühlrippen zwischen den Ventilen jedes Zylinders sind in der gleichen Richtung angeordnet, die die Teilluftströme an dieser Stelle einnehmen.
  • Die bauliche Anordnung nach der Erfindung ist von hervorragender Bedeutung bei luftgekühlten Flugzeugtriebwerken, kann aber auch bei beliebigen anderen Motoren angewendet werden. Sie kann auch bei Motoren benutzt werden, denen die Kühlluft durch ein besonderes Gebläse zugeführt wird.
  • Die Zeichnungen zeigen nur Ausführungsbeispiele.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Luftgekühlter Reihenmotor mit Brennräumen von, annähernd der Form eines Kugelabschnittes, bei dem Ein- und Auslaßventil jedes Zylinders einenWinkel von mehr als 35° und eine durch die beiden Ventilachsen jedes Zylinders gelegte Ebene mit der Kurbehvellenachse einen Winkel von mindestens 5° und höchstens 85° einschließen.
  2. 2. Luftgekühlter Reihenmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebellängsachsen zueinander rechtwinklig stehen.
  3. 3, Luftgekühlter Reihenmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Betätigung der Ventile gegebenenfalls vorhandenen Stoßstangen auf der Abströmseite der Kühlluft liegen.
DEA80664D 1936-10-06 1936-10-06 Luftgekuehlter Reihenmotor Expired DE725523C (de)

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DEA80664D DE725523C (de) 1936-10-06 1936-10-06 Luftgekuehlter Reihenmotor

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DEA80664D DE725523C (de) 1936-10-06 1936-10-06 Luftgekuehlter Reihenmotor

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DE725523C true DE725523C (de) 1942-09-24

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ID=6948096

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DEA80664D Expired DE725523C (de) 1936-10-06 1936-10-06 Luftgekuehlter Reihenmotor

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DE (1) DE725523C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972226C (de) * 1950-11-24 1959-06-11 Hans List Dr Zylinderkopf fuer luftgekuehlte Einzylinder-sowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE972226C (de) * 1950-11-24 1959-06-11 Hans List Dr Zylinderkopf fuer luftgekuehlte Einzylinder-sowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren

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