DE10117090B4

DE10117090B4 - Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10117090B4
Application number: DE10117090A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Batzill Manfred; Falk Schulkowski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: WO2002081881A2; WO2002081881A3; EP1474592B1; US20040123816A1; DE50211863D1; EP1474592A2; DE10117090A1; JP2004538410A; US6880496B2

Abstract

Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (2) und die Zylinder (1) umgebende Kühlkanäle, die über eine Wasserpumpe (6) in einem Kühlkreislauf mit Kühlmittel beaufschlagt sind (kleiner Kühlkreislauf), wobei zum Umschalten auf einen mit einem Kühler versehenen großen Kühlkreislauf ein in einem Gehäuse eingesetzter Thermostat vorgesehen ist, wobei das Thermostatgehäuse aus einem mit Kühlmittelanschlüssen versehenen Oberteil und einem Unterteil besteht, wobei im Unterteil (18) des Thermostatgehäuses ein Einlegeteil (20) eingesetzt ist, das mindestens eine Öffnung (22, 50) aufweist, die von einem Thermostatventil (26) zur Steuerung des kleinen und des großen Kühlkreislaufs überwacht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (18) im Kurbelgehäuse (2) integriert ausgebildet ist, wobei das Einlegeteil (20) eine mit einem Stutzen (28) versehene Öffnung (30) aufweist, wobei der Stutzen (28) in einen Ansaugstutzen (14) eingreift, der zur Saugseite der Wasserpumpe (6) führt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer wassergekühlten, mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der EP 0 933 510 A2 ist eine wassergekühlte Brennkraftmaschine bekannt, bei der zwischen den beiden Zylinderbänken ein die beiden Kühlkreisläufe steuernder Thermostat in einem ihn umgebenden Thermostatgehäuse angeordnet ist. Soweit aus den Zeichnungen erkennbar, besteht das Thermostatgehäuse aus einem einstückig mit dem Kurbelgehäuseoberteil verbundenen Unterteil und einem Thermostatdeckel, an dem entsprechende Zu- bzw. Ablaufstutzen angeformt sind. Zur Steuerung der beiden Kühlkreisläufe (kleiner Kühlkreislauf – großer Kühlkreislauf) sind im Unterteil entsprechende Wandabschnitte vorgesehen sein, durch die entsprechende vom Thermostat kontrollierbare Kammern gebildet sind.
Aus der DE 23 14 301 A ist eine Umlaufkühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Thermostatgehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil gebildet ist, wobei im Unterteil des Thermostatgehäuses ein Einlegeteil eingesetzt ist, das eine Öffnung aufweist, die vom Thermostatventil zur Steuerung eines kleinen und eines großen Kühlkreislaufs überwacht ist. In der DE 37 39 494 A1 ist ein Ventil zur Steuerung eines Kühlwasserumlaufs beschrieben, bei dem ein Ventilkörper stromlinienförmig ausgebildet ist, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. In der DE 695 03 795 T2 ist eine Einrichtung zur Regelung des Durchflusses von Kühlmittel in einer Brennkraftmaschine beschrieben, die ein Durchflusssteuerventil, einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen Motorrechner umfasst. Darüber hinaus ist in der DE 20 15 546 A eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderreihen beschrieben, bei der ein Kühlmantel sowohl im Zylinderkopf als auch im Zylinderblock jeder Zylinderreihe ausgebildet ist, wobei diese einen Wärmeaustauscher, eine Zufuhrleitung von dem Wärmeaustauscher zu einer Kammer, die zwischen den Zylinderköpfen der Zylinderreihen angeordnet ist und Auslassöffnungen aufweist, die mit Einlassdurchgängen in den Zylinderköpfen in Verbindung stehen, die zu den Kühlmitteln führen, wobei eine Rückleitung von den Kühlmitteln zu dem Wärmeaustauscher vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, für eine wassergekühlte mehrzylindrige Brennkraftmaschine ein den Thermostat aufnehmendes Gehäuse zu entwickeln, das sich durch einen einfachen, strömungsgünstigen und gewichtsoptimierten Aufbau auszeichnet, der darüber hinaus wenig Bauraum in Anspruch nimmt.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch das vorgeschlagene erfindungsgemäße Einlegeteil werden Wasserkammern gebildet, deren Öffnungen durch das Thermostatventil überwacht sind. Das Einlegeteil ist einfach herzustellen und aufwendige im Unterteil des Thermostatgehäuses üblicherweise notwenige Wandabschnitte können entfallen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
1 eine Draufsicht auf eine wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine,
2 eine Explosionsdarstellung eines Thermostatgehäuses,
3 eine Draufsicht auf das Oberteil eines Thermostatgehäuses,
4 eine Ansicht auf das Oberteil des Thermostatgehäuses von unten,
5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in 3,
6 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in 3 in einer zweiten Stellung des Thermostatventils und
7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII-VII in 3.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in 1 dargestellte Kurbelgehäuseoberteil 2 eines V8-Motors weist für jede Zylinderbankreihe einen die Zylinder 1 bis 4 und 5 bis 8 umschließenden Kühlmantel auf. Zur Erzeugung einer Zwangsströmung in den Kühlmänteln ist an einer Stirnseite 4 der Brennkraftmaschine eine Wasserpumpe 6 angeordnet. Die Wasserpumpe 6 besteht aus einem Deckelteil 8, in dem das Wasserpumpenrad 10 gelagert ist. Zwischen den beiden Zylinderreihen ist das Gehäuse 12 der Wasserpumpe 6 angeordnet, das einstückig aus dem Kurbelgehäuseoberteil 2 herausgebildet ist. Koaxial zum Wasserpumpenrad 10 ist im Gehäuse 12 ein Ansaugstutzen 14 vorgesehen, der in ein eine erste Kühlmittel-Rücklaufkammer 16 bildendes Unterteil 18 eines Thermostatgehäuses übergeht, wobei das Unterteil 18 einstückig aus dem Kurbelgehäuseoberteil 2 herausgebildet ist. In die erste Kühlmittel-Rücklaufkammer 16 ist ein Thermostat-Einlegeteil 20 eingesetzt, das mit Hilfe von nicht dargestellten Befestigungsmitteln im Unterteil 18 des Thermostatgehäuses verschraubt ist. Das wannenförmig ausgebildete und beispielsweise aus Aluminium-Druckguss hergestellte Einlegteil 20 weist an seinem Boden eine zylindrische Öffnung 22 auf, die wie im folgenden noch näher beschrieben, durch einen ersten Ventilteller 24 eines Thermostatventils 26 überwacht ist. Das Thermostat-Einlegeteil 20 weist im seitlichen Wandbereich eine weitere, mit einem Stutzen 28 versehene Öffnung 30 auf. Der Stutzen 28 ist dabei in den Ansaugstutzen 14 des Wasserpumpengehäuses 12 über einen O-Ring 32 dichtend eingesteckt. Das Thermostatgehäuse wird durch ein Oberteil 34 abgeschlossen, das mit seiner Flanschfläche 36 gegenüber der Flanschfläche 38 des Unterteils 18 abgedichtet ist.
Auf der Unterseite des Thermostat-Oberteils 34 ist eine entsprechend der gestrichelt dargestellten Linie (siehe 4) verlaufende innere Flanschfläche 40 vorgesehen, die im montierten Zustand gegenüber dem Wannenrand 42 des Einlegeteils 20 abdichtet und wodurch im Einlegteil 20 eine zweite Kühlmittel-Rücklaufkammer 44 gebildet ist. Das Thermostat-Oberteil 34 weist einen zu einem nicht dargestellten Kühler führenden Anschlussstutzen 46 auf, der mit der ersten Kühlmittel-Rücklaufkammer 16 in Verbindung steht. Ein zweiter Anschlussstutzen 48 für das vom Kühler zurückfließende Kühlwasser steht über eine im Rücklaufstutzen 48 ausgebildete Öffnung 50 mit der zweiten Kühlmittel-Rücklaufkammer 44 in Verbindung. Die Öffnung 50 wird dabei über einen zweiten Ventilteller 52 des Thermostatventils 26 überwacht. Zur Befestigung des Thermostatventils ist ein Halteblech 54 vorgesehen, das an zwei Haltestegen 56 und 58 befestigt ist, die auf der Flanschseite des Thermostat-Oberteils 34 angegossen sind.
Im folgenden wird anhand des vorliegenden Ausführungsbeispiels das an sich bekannte Umschalten vom kleinen Kühlmittelkreislauf zum großen Kühlmittelkreislauf, in dem ein entsprechender Kühler mit einbezogen ist, erläutert:
In der Warmlaufphase des Motors ist der kleine Kühlmittelkreislauf aktiviert: Dazu ist die im Bodenbereich des Einlegeteils 20 vorgesehene Öffnung 22 durch den Ventilteller 24 freigegeben (siehe 5), so dass das aus den Zylinderbankreihen zurückströmende Kühlmittel von der ersten Kühlmittel-Rücklaufkammer 16 in die zweite Rücklaufkammer 44 gelangt. Da durch den zweiten Ventilteller 52 die Öffnung 50 verschlossen ist, wird über den Ansaugstutzen 14 der Wasserpumpe 6 das Kühlmittel über das Wasserpumpenrad 10 in ein Kühlmittelrohr 60 gefördert und gelangt von dort aus wiederum zu den in den beiden Zylinderbankreihen angeordneten Kühlmänteln.
Neben dem soeben beschriebenen kleinen Kühlmittelkreislauf wird nach dem Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine auf den großen Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, bei dem der Kühlerkreislauf mit einbezogen ist. In diesem Fall wird, wie in 6 dargestellt, durch den ersten Ventilteller 24 die Öffnung 22 verschlossen, während die durch den zweiten Ventilteller 52 kontrollierte Öffnung 50 zum Kühlerrücklauf (Rücklaufstutzen 48) freigegeben ist. Das aus den Zylinderbänken zurückströmende Kühlmittel gelangt in die erste Rücklaufkammer 16 und wird dann über den Vorlaufstutzen 46 zum Kühler geführt; das durch den Kühler abgekühlte Kühlmittel gelangt über den Rücklaufstutzen 48 in die zweite Rücklaufkammer 44 zurück und wird von dort aus wieder über den Ansaugstutzen 14 der Wasserpumpe 6 und mit Hilfe des Wasserpumpenrades 10 über das Kühlmittelrohr 60 zu den Zylinderbänken geführt.

Claims

Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (2) und die Zylinder (1) umgebende Kühlkanäle, die über eine Wasserpumpe (6) in einem Kühlkreislauf mit Kühlmittel beaufschlagt sind (kleiner Kühlkreislauf), wobei zum Umschalten auf einen mit einem Kühler versehenen großen Kühlkreislauf ein in einem Gehäuse eingesetzter Thermostat vorgesehen ist, wobei das Thermostatgehäuse aus einem mit Kühlmittelanschlüssen versehenen Oberteil und einem Unterteil besteht, wobei im Unterteil (18) des Thermostatgehäuses ein Einlegeteil (20) eingesetzt ist, das mindestens eine Öffnung (22, 50) aufweist, die von einem Thermostatventil (26) zur Steuerung des kleinen und des großen Kühlkreislaufs überwacht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (18) im Kurbelgehäuse (2) integriert ausgebildet ist, wobei das Einlegeteil (20) eine mit einem Stutzen (28) versehene Öffnung (30) aufweist, wobei der Stutzen (28) in einen Ansaugstutzen (14) eingreift, der zur Saugseite der Wasserpumpe (6) führt.
Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlegeteil (20) und dem Unterteil (18) des Thermostatgehäuses eine erste Kühlmittel Rücklaufkammer (16) ausgebildet ist.
Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wannenförmige Einlegeteil (20) nach oben hin durch das Oberteil (34) des Thermostatgehäuses abgeschlossen ist und eine zweite Rücklaufkammer (44) gebildet ist, die über die vom Thermostatventil (26) überwachte Öffnung (22) mit der ersten Rücklaufkammer (16) in Verbindung steht.
Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (34) des Thermostatgehäuses mit einem Kühler-Vorlaufstutzen (46) und einem Kühler-Rücklaufstutzen (48) versehen ist, wobei der Vorlaufstutzen (46) mit der ersten Rücklaufkammer (16) und die Öffnung (50) des Kühler-Rücklaufstutzens (48) mit der zweiten Rücklaufkammer (44) in Verbindung steht und dass die Öffnung (50) des Rücklaufstutzens (48) durch einen zweiten Ventilteller (52) des Thermostats überwacht ist.
Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (18) des Thermostatgehäuses zusammen mit einem Pumpengehäuse (12) im Oberteil des Kurbelgehäuses (2) eingegossen ist.
Wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil des Kurbelgehäuses (2) zwei V-förmig zueinander angeordnete Zylinderbänke aufnimmt, zwischen denen an der einen Stirnseite (4) das Unterteil (18) des Thermostatgehäuses eingegossen ist.