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EP1052394B1 - Flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit am Zylinder-Kurbelgehäuse lösbar angeordnetem Zylinderkopf - Google Patents

Flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit am Zylinder-Kurbelgehäuse lösbar angeordnetem Zylinderkopf Download PDF

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Publication number
EP1052394B1
EP1052394B1 EP00108214A EP00108214A EP1052394B1 EP 1052394 B1 EP1052394 B1 EP 1052394B1 EP 00108214 A EP00108214 A EP 00108214A EP 00108214 A EP00108214 A EP 00108214A EP 1052394 B1 EP1052394 B1 EP 1052394B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
cylinder
crankcase
coolant
coolant chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00108214A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1052394A2 (de
EP1052394A3 (de
Inventor
Rudolf Dr. Flierl
Georg Malek
Axel Temmesfeld
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1052394A2 publication Critical patent/EP1052394A2/de
Publication of EP1052394A3 publication Critical patent/EP1052394A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1052394B1 publication Critical patent/EP1052394B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/108—Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1816—Number of cylinders four

Definitions

  • the invention relates according to the preamble of claim 1 to a Liquid-cooled, multi-cylinder internal combustion engine with on-cylinder crankcase releasably arranged cylinder head comprising respectivedekarkammem in crankcase and cylinder head, wherein the coolant chamber in the cylinder head from its outer walls, a crankcase side floor plate and a spaced-apart top wall is limited, and by means of transverse walls is divided into sections assigned to each cylinder-side combustion chamber, wherein the in the sections of the cylinder head across flowing gas exchange channels and housings for spark plugs and / or injectors washing around Coolant adjacent in the bottom plate of a longitudinal side of the cylinder head arranged openings flows in the direction of the cylinder crankcase.
  • Such an internal combustion engine shows and describes DE 196 08 576 C1, wherein the targeted in the cylinder head turbulent cross-flow is caused by the passage of coolant from a portion of a subdivided coolant chamber of the cylinder crankcase. About a special ventilation of the cross flowed through cylinder head, nothing is stated.
  • the cylinder head known from DE 1 214 935 B1 shows a relative free arrangement of injector and / or spark plug on one longitudinal side.
  • This is achieved in the liquid-cooled cylinder head characterized in that the the pump in the coolant space of the cylinder crankcase depressed coolant through openings in the bottom plate of this cylinder head in the Coolant chamber enters and a separate, inserted dip tube to a on the outside of the cylinder head arranged return line discharged to a radiator is.
  • the invention is based on the object in a generic internal combustion engine the coolant guide with the involvement of at least one subarea a partitioned coolant chamber of the cylinder crankcase so to make that in a simple design effective ventilation of a transverse flowed through cylinder head is achieved.
  • the solution according to the invention provides for this purpose that the cylinder crankcase divided into subregions Includes coolant chamber and that arranged in the cylinder crankcase Device for the forwarding of the effluent from the cylinder head coolant a built-in cylinder head riser is used, one in the cylinder head the Portions of this coolant chamber in high points connecting vent line is provided, in the connectable to an outer line connection riser in a region of a geodesic peak opens.
  • the device is an in-cylinder crankcase separately trained or integrated collection channel.
  • the one with the integrated riser channel in the cylinder head coolant-conducting connected collecting duct in the cylinder crankcase results in a cost-effective design without additional Components and advantageously increases the sound absorption on the cylinder crankcase.
  • arranged on the inlet side in the cylinder crankcase Collector can cross-flow cylinder head from an outlet side Part of a subdivided coolant chamber of the cylinder crankcase supplied be and / or but by a arranged on the cylinder head longitudinal channel according to another proposal of the invention.
  • this can be made relatively narrow, so that in Advantageously, only a minimal broadening of the cylinder head and the Cylinder crankcase results.
  • the present invention arranged in the cylinder crankcase collecting duct eliminates such a device on the overlying cylinder head, so that at this for the arrangement of injectors in a preferred direct injection a significant constructive freedom is gained, which in particular for flat inclined arranged direct injectors is essential. Further can with the collecting channel arranged according to the invention, the heating of the Intake air and thus the filling loss can be reduced. Finally, it turns out a die-cast cylinder crankcase in low-cost Opereck execution.
  • the collecting channel is on wall openings with a portion of the divided coolant chamber of the cylinder crankcase in connection.
  • Collection channel is this on the wall openings with an inlet side Part of the coolant chamber of the crankcase in conjunction with the advantage that this portion in the full load operation of the internal combustion engine is rinsed.
  • a suitable purging or purging of a outlet side portion of the subdivided coolant chamber can this at a Main supply by a arranged on the cylinder head supply longitudinal channel over a small number of openings of relatively small diameter be connected to the coolant chamber sections in the cylinder head.
  • a reinforced fluid connection of such a subregion to the Collection channel is achieved in a further embodiment of the invention in that the Collecting channel over an open-plan longitudinal side with a portion of the subdivided Coolant chamber of the cylinder crankcase is in communication.
  • All the aforementioned embodiments of the invention arranged collecting channel can be advantageously combined with a cylinder head at least arranged in an end region integrated riser.
  • the cylinder head in both end regions respectively an integrated riser channel, with the advantage that for a transverse or longitudinal installation the engine each achieved an optimized radiator inlet connection is.
  • this largely equal flow conditions in the differently arranged cylinder heads, wherein for both types of connections the radiator feed lines in each case an identical cylinder head in an advantageous manner Use finds.
  • feature of the invention is the front Front side of the engine adjacent riser with a cylinder head Integrated short-circuit channel to a arranged on the cylinder head pump connection piece in connection. This is for a side of the engine arranged coolant pump an externally routed, over the front side the internal combustion engine routed away shorting line avoided and thus optionally shortens the length of the internal combustion engine.
  • the invention is advantageously for a liquid-cooled internal combustion engine a uniform cylinder head for a longitudinally installed as well as for reaches a transversely mounted internal combustion engine, with which in the transverse flowed through cylinder head integrated vent line with a geodesic Peak point connection in at the integrated riser channel for each of the predetermined, Adequate ventilation during filling and a safer Steam extraction is ensured during hot operation of the internal combustion engine.
  • a liquid-cooled, multi-cylinder internal combustion engine 1 is connected to an am Cylinder crankcase 2 releasably arranged cylinder head 3 equipped with respective Coolant chambers 4 and 5 in crankcase 2 and cylinder head.
  • the coolant chamber 4 in the cylinder head 3 is of the outer walls, a crankcase side Base plate 6 and a spaced above it Cover wall 7 limited and by means not shown transverse walls in a respective cylinder-side Combustion chamber associated sections 8, 8 ', 8 ", 8' '' divided, the in the Sections 8 to 8 '' 'the cylinder head 3 across, not shown Gas exchange ducts and receptacles for spark plugs and / or injectors Coolant over in the bottom plate 6 a longitudinal side of the cylinder head. 3 adjacent openings 9 in the direction of the cylinder crankcase 2 drains off.
  • Coolant chamber 5 includes and that arranged in the cylinder crankcase 2 Device 10 of the forwarding of the effluent from the cylinder head 3 coolant is used to an integrated in the cylinder head 3 riser 11, wherein a in the Cylinder head 3, the sections 8 to 8 '' 'of this coolant chamber 4 at high points connecting vent line 12 is provided which in the with an outer Line connection 13 connectable riser 11 in a range of geodesic Highest point 14 opens.
  • the device 10 may be a cylinder crankcase 2 separately trained or integrated collection channel 15 be without connection to one of the subregions 5 ', 5 "of the coolant chamber 5 of the cylinder crankcase Second
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the collecting channel 15, wherein the preferably on the inlet side provided in the internal combustion engine 1 collecting duct 15 via wall openings 16 with an inlet-side portion 5 'of the subdivided Coolant chamber 5 of the cylinder crankcase 2 is in communication.
  • Coolant chamber 5 of the cylinder crankcase 2 are used with the advantage a minimum of effort.
  • an integrated riser channel 11 is arranged in the cylinder head 3 at least in one end region 18 or 18 '.
  • an integrated riser channel 11 arranged with the advantage of a unitary cylinder head 3 for a longitudinally mounted Internal combustion engine 1 or for a transverse internal combustion engine 1 in a vehicle, not shown.
  • At the outer line connection 13 of the front riser channel 11 may also be a tap be provided for a vehicle heating flow.

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

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit am Zylinder-Kurbelgehäuse lösbar angeordnetem Zylinderkopf, umfassend jeweilige Kühlmittelkammem in Kurbelgehäuse und Zylinderkopf, wobei die Kühlmittelkammer im Zylinderkopf von dessen Außenwänden, einer kurbelgehäuseseitigen Bodenplatte und einer darüber beabstandet angeordneten Deckwand begrenzt ist, und mittels Querwänden in je einem zylinderseitigen Brennraum zugeordnete Abschnitte unterteilt ist, wobei das in den Abschnitten den Zylinderkopf quer durchströmende, Gaswechselkanäle und Aufnahmen für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen umspülende Kühlmittel über in der Bodenplatte einer Längsseite des Zylinderkopfes benachbart angeordnete Durchbrechungen in Richtung Zylinder-Kurbelgehäuse abfließt.
Eine derartige Brennkraftmaschine zeigt und beschreibt die DE 196 08 576 C1, wobei die im Zylinderkopf angestrebte turbulente Quer-Strömung veranlaßt ist durch den Übertritt von Kühlmittel aus einem Teilbereich einer unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses. Über eine besondere Entlüftung des quer durchströmten Zylinderkopfes ist nichts ausgesagt.
Aus der DE 195 08 985 C1 ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine bekannt mit einem Zylinderkopf für ein geneigt eingebautes Zylinder-Kurbelgehäuse, wobei die Kühlmittelkammer des Zylinderkopfes durch eine Zwischendecke in übereinanderliegende Abschnitte unterteilt ist. Zur Entlüftung dieses Zylinderkopfes mit einer in Maschinenlängsrichtung vorgesehenen Unterteilung der Kühlmittelkammer sind über die Länge des Zylinderkopfes sich erstreckende Entlüftungskanäle vorgesehen.
Im Gegensatz zu der in das Zylinder-Kurbelgehäuse zurückgeführten Querströmung im Zylinderkopf der gattungsbildenden Schrift ist bei dem bekannten Zylinderkopf nach der DE-U 86 21 654 die durch Querwände erzwungene Querströmung des an einer Maschinenlängsseite aus dem Zylinder-Kurbelgehäuse in den Zylinderkopf eintretenden Kühlmittels über einen am Zylinderkopf einlaßseitig vorgesehenen Sammelkanal abgeführt. Besondere Maßnahmen zur Entlüftung dieses Zylinderkopfes sind nicht erwähnt. Der einlaßseitige Ablauf-Sammelkanal steht einer flach geneigten Anordnung von Einspritzdüsen und/oder Zündkerzen nachteilig entgegen.
Demgegenüber zeigt der aus der DE 1 214 935 B1 bekannte Zylinderkopf eine relativ freie Anordbarkeit von Einspritzdüse und/oder Zündkerze an einer Längsseite. Erreicht ist dies bei dem flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf dadurch, daß das von der Pumpe in den Kühlmittelraum des Zylinder-Kurbelgehäuses gedrückte Kühlmittel über Durchbrechungen in der Bodenplatte dieses Zylinderkopfes in dessen Kühlmittelraum eintritt und über ein gesondertes, eingesetztes Tauchrohr zu einer außenseitig am Zylinderkopf angeordneten Rücklaufleitung zu einem Kühler abgeführt ist. Weiter ist einem geodätischen Hochbereich des Zylinderkopfes eine Entlüftung bzw. ein Dampfabzug in dem Tauchrohr vorgesehen.
Demgegenüber ist aus der DE 36 29 671 A1 ein Einzel-Zylinderkopf für ein Zylinderrohr einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine bekannt, wobei das in einem wendelförmigen Kanal um das Zylinderrohr geführte Kühlmittel am zylinderkopfseitigen Ende über einen im Zylinderkopf baulich integrierten Steigkanal zu einer die Einzel-Zylinderköpfe verbindenden Sammelleitung abführt. Maßnahmen zur Entlüftung der Kühlmittelräume sind nicht erwahnt.
Bei der herkömmlichen Kühlmittelführung, bei der vorab des Zylinderkopfes das Zylinder-Kurbelgehäuse durchströmt ist, ergibt sich in nachteiliger Weise in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine eine relativ lange Anwärmzeit mit nachteiligen Folgen für Verbrauch und Abgasqualität. Zur Vermeidung dieses Nachteiles wurde für eine schnellere Erwärmung in der Kaltstartphase gemäß der DE 29 28 298 beispielsweise vorgeschlagen, das pumpengeförderte Kühlmittel ausschließlich dem Zylinderkopf zuzuführen, wobei das über Durchbrechungen in der Zylinderkopf-Bodenplatte kühlmittelführend verbundene Zylinder-Kurbelgehäuse einer Thermosyphon-Kühlung unterliegt, die jedoch bei hohen Maschinenleistungen keine ausreichende Kühlung gewährleistet. Dieser Nachteil ist mit dem aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 5-33646 bekannten Vorschlag überwunden, wonach miteinander gekoppelte Teilbereiche der Kühlmittelräume in Zylinderkopf und Zylinder-Kurbelgehäuse temperaturabhängig thermostatisch gesteuert sind mit temporär stehendem Kühlmittel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine die Kühlmittelführung unter Einbindung zumindest eines Teilbereiches einer unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses so zu gestalten, daß bei einfacher Ausgestaltung eine wirksame Entlüftung eines quer durchströmten Zylinderkopfes erzielt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung sieht hierfür vor, daß das Zylinder-Kurbelgehäuse eine in Teilbereiche unterteilte Kühlmittelkammer umfaßt und daß eine im Zylinder-Kurbelgehäuse angeordnete Einrichtung der Weiterleitung des aus dem Zylinderkopf abfließenden Kühlmittels zu einem im Zylinderkopf integrierten Steigkanal dient, wobei eine im Zylinderkopf die Abschnitte dieser Kühlmittelkammer in Hochpunkten verbindende Entlüftungsleitung vorgesehen ist, die in den mit einem äußeren Leitungsanschluß verbindbaren Steigkanal in einem Bereich eines geodätischen Höchstpunktes mündet.
Mit der Erfindung ist eine einwandfreie Befüllung und Entlüftung sowohl des Kurbelgehäuses als auch des Zylinderkopfes sichergestellt, wobei die Entlüftung ohne eine zusätzliche, extern geführte Entlüftungsleitung erzielt ist. Weiter ist eine Gleichverteilung der Zylinderkopfdurchströmung sowie gleiche Druckverhältnisse bei zu- und abgeschalteter Fahrzeugheizung erreicht.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung ein im Zylinder-Kurbelgehäuse gesondert ausgebildeter bzw. integrierter Sammelkanal. Der mit dem integrierten Steigkanal im Zylinderkopf kühlmittelführend verbundene Sammelkanal im Zylinder-Kurbelgehäuse ergibt eine kostengünstige Ausführung ohne zusatzliche Bauteile und erhöht in vorteilhafter Weise die Schallabsorbierung am Zylinder-Kurbelgehäuse.
Bei einem beispielsweise einlaßseitig im Zylinder-Kurbelgehäuse angeordneten Sammelkanal kann der quer durchströmte Zylinderkopf aus einem auslaßseitigen Teilbereich einer unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses versorgt sein und/oder aber auch durch einen am Zylinderkopf angeordneten Längskanal gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung. Bei entsprechend tief ausgebildetem Sammelkanal kann dieser relativ schmal ausgeführt werden, so daß sich in vorteilhafter Weise nur eine minimale Verbreiterung des Zylinderkopfes sowie des Zylinder-Kurbelgehäuses ergibt.
Mit dem erfindungsgemäß im Zylinder-Kurbelgehäuse angeordneten Sammelkanal entfällt eine derartige Einrichtung am darüberliegenden Zylinderkopf, so daß an diesem für die Anordnung von Einspritzdüsen bei einem bevorzugten Direkteinspritzer ein wesentlicher konstruktiver Freiraum gewonnen ist, was insbesondere für flach geneigt angeordnete Direkt-Einspritzdüsen von wesentlicher Bedeutung ist. Weiter kann mit dem erfindungsgemäß angeordneten Sammelkanal die Aufheizung der Ansaugluft und damit der Füllungsverlust reduziert werden. Schließlich ergibt sich ein druckgußfähiges Zylinder-Kurbelgehäuse in kostengünstiger Opendeck-Ausführung.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung steht der Sammelkanal über Wanddurchbrechungen mit einem Teilbereich der unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses in Verbindung. Bei einem vorzugsweise einlaßseitig angeordneten Sammelkanal steht dieser über die Wanddurchbrechungen mit einem einlaßseitigen Teilbereich der Kühlmittelkammer des Kurbelgehäuses in Verbindung mit dem Vorteil, daß dieser Teilbereich im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine bespült ist. Zur Erzielung einer angepaßten Bespülung bzw. Durchspülung eines auslaßseitigen Teilbereiches der unterteilten Kühlmittelkammer kann diese bei einer Hauptversorgung durch einen am Zylinderkopf angeordneten Versorgungs-Längskanal über eine geringe Anzahl an Durchbrechungen von relativ kleinem Durchmesser mit den Kühlmittelkammer-Abschnitten im Zylinderkopf verbunden sein.
Eine verstärkte strömungsmäßige Anbindung eines derartigen Teilbereiches an den Sammelkanal ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Sammelkanal über eine offen gestaltete Längsseite mit einem Teilbereich der unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses in Verbindung steht.
Schließlich kann in einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung als Einrichtung ein Teilbereich einer vorzugsweise durch die Zylinder unterteilten Kühlmittelkammer des Zylinder-Kurbelgehäuses dienen.
Alle vorgenannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäß angeordneten Sammelkanals können vorteilhaft kombiniert werden mit einem im Zylinderkopf zumindest in einem Endbereich angeordneten integrierten Steigkanal. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Zylinderkopf in beiden Endbereichen jeweils einen integrierten Steigkanal auf, mit dem Vorteil, daß für einen Quer- oder Längseinbau der Brennkraftmaschine jeweils ein optimierter Kühlervorlauf-Anschluß erzielt ist. Vorteilhaft ergeben sich hierbei weitgehend gleiche Strömungsverhältnisse in den unterschiedlich angeordneten Zylinderköpfen, wobei für beide Anschlußarten der Kühlervorlaufleitungen jeweils ein gleicher Zylinderkopf in vorteilhafter Weise Verwendung findet.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung steht der der vorderen Stirnseite der Brennkraftmaschine benachbarte Steigkanal mit einem im Zylinderkopf integrierten Kurzschlußkanal zu einem am Zylinderkopf angeordneten Pumpen-Anschlußstutzen in Verbindung. Damit ist für eine seitlich an der Brennkraftmaschine angeordnete Kühlmittel-Pumpe eine außen verlegte, über die Stirnseite der Brennkraftmaschine hinwegzuführende Kurzschlußleitung vermieden und somit gegebenenfalls die Baulänge der Brennkraftmaschine verkürzt.
Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine ein einheitlicher Zylinderkopf für eine längs eingebaute sowie auch für eine quer eingebaute Brennkraftmaschine erreicht, wobei mit der in dem quer durchströmten Zylinderkopf integrierten Entlüftungsleitung mit einem geodätischen Höchstpunkt-Anschluß in an dem integrierten Steigkanal für jede der vorbestimmten, jeweiligen Anbaulagen eine sichere Entlüftung beim Befüllen sowie ein sicherer Dampfabzug bei Heißbetrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.
Die Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Brennkraftmaschine beschrieben. Es zeigt
Figur 1
eine abschnittsweise in Explosionsdarstellung gezeigte Brennkraftmaschine, und
Figur 2
eine Variante des Zylinder-Kurbelgehäuses nach Figur 1.
Eine flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine 1 ist mit einem am Zylinder-Kurbelgehäuse 2 lösbar angeordneten Zylinderkopf 3 ausgerüstet mit jeweiligen Kühlmittelkammern 4 und 5 in Kurbelgehäuse 2 und Zylinderkopf 3.
Die Kühlmittelkammer 4 im Zylinderkopf 3 ist von dessen Außenwänden, einer kurbelgehäuseseitigen Bodenplatte 6 und einer darüber beabstandet angeordneten Deckwand 7 begrenzt und mittels nicht gezeigten Querwänden in je einem zylinderseitigen Brennraum zugeordnete Abschnitte 8, 8', 8", 8''' unterteilt, wobei das in den Abschnitten 8 bis 8''' den Zylinderkopf 3 quer durchströmende, nicht dargestellte Gaswechselkanäle und Aufnahmen für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen umspülende Kühlmittel über in der Bodenplatte 6 einer Längsseite des Zylinderkopfes 3 benachbart angeordnete Durchbrechungen 9 in Richtung des Zylinder-Kurbelgehäuses 2 abfließt.
Um bei dieser Brennkraftmaschine 1 die Kühlmittelführung in Kombination mit einer wirksamen Entlüftung wesentlich zu verbessern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Zylinderkopf-Kurbelgehäuse 2 eine in Teilbereiche 5', 5" unterteilte Kühlmittelkammer 5 umfaßt und daß eine im Zylinder-Kurbelgehäuse 2 angeordnete Einrichtung 10 der Weiterleitung des aus dem Zylinderkopf 3 abfließenden Kühlmittels zu einem im Zylinderkopf 3 integrierten Steigkanal 11 dient, wobei eine im Zylinderkopf 3 die Abschnitte 8 bis 8''' dieser Kühlmittelkammer 4 in Hochpunkten verbindende Entlüftungsleitung 12 vorgesehen ist, die in den mit einem äußeren Leitungsanschluß 13 verbindbaren Steigkanal 11 in einem Bereich eines geodätischen Höchstpunktes 14 mündet.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die Einrichtung 10 ein im Zylinder-Kurbelgehäuse 2 gesondert ausgebildeter bzw. integrierter Sammelkanal 15 sein ohne Anbindung an einen der Teilbereiche 5', 5" der Kühlmittelkammer 5 des Zylinder-Kurbelgehäuses 2.
Die Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des Sammelkanals 15, wobei der vorzugsweise einlaßseitig in der Brennkraftmaschine 1 vorgesehene Sammelkanal 15 über Wanddurchbrechungen 16 mit einem einlaßseitigen Teilbereich 5' der unterteilten Kühlmittelkammer 5 des Zylinder-Kurbelgehäuses 2 in Verbindung steht.
Ist aus einem Teilbereich 5' bzw. 5" bei Vollast der Brennkraftmaschine 1 eine größere Wärmemenge abzuführen, so kann der Sammelkanal 15 über eine offen gestaltete Längsseite mit einem Teilbereich 5' bzw. 5" der unterteilten Kühlmittelkammer 5 des Zylinder-Kurbelgehäuses 2 in Verbindung stehen.
Schließlich kann als das aus dem Zylinderkopf 3 abfließende Kühlmittel weiterleitende Einrichtung 10 ein Teilbereich 5' oder 5" einer über die Zylinder 17 unterteilten Kühlmittelkammer 5 des Zylinder-Kurbelgehäuses 2 dienen mit dem Vorteil eines geringsten Aufwandes.
Wie aus Figur 1 ferner ersichtlich, ist im Zylinderkopf 3 zumindest in einem Endbereich 18 oder 18' ein integrierter Steigkanal 11 angeordnet. Vorzugsweise ist im Zylinderkopf 3 in beiden Endbereichen 18 und 18' jeweils ein integrierter Steigkanal 11 angeordnet mit dem Vorteil eines Einheits-Zylinderkopfes 3 für eine längs eingebaute Brennkraftmaschine 1 oder für eine quer eingebaute Brennkraftmaschine 1 in einem nicht dargestellten Fahrzeug.
Zur Vermeidung einer außen an der Brennkraftmaschine 1 verlegten Kurzschlußleitung steht der der vorderen Stimseite 19 der Brennkraftmaschine 1 benachbarte Steigkanal 11 mit einem im Zylinderkopf 3 integrierten Kurzschlußkanal 20 zu einem am Zylinderkopf 3 angeordneten Pumpen-Anschlußstutzen 21 in Verbindung.
Zur Erzielung einer sicheren Wärmeabfuhr einerseits und einer schnellen Erwärmung der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart andererseits, kann das den Zylinderkopf 3 in den Abschnitten 8 bis 8''' der Kühlmittelkammer 4 quer durchströmende Kühlmittel diametral zu den Abfluß-Durchbrechungen 9 aus einem weiteren Teilbereich 5" der unterteilten Kühlmittelkammer 5 des Zylinder-Kurbelgehäuses 2 und/oder aus einem am Zylinderkopf 3 angeordneten, nicht gezeigten Versorgungs-Längskanal zugeführt sein. Dieser Längskanal kann gemäß der DE 198 02 060 ausgebildet sein.
Am äußeren Leitungsanschluß 13 des vorderen Steigkanals 11 kann ferner ein Abgriff für einen Fahrzeug-Heizungsvorlauf vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit am Zylinder-Kurbelgehäuse lösbar angeordnetem Zylinderkopf,
    umfassend jeweilige Kühlmittelkammern (4, 5) in Kurbelgehäuse (2) und Zylinderkopf (3), wobei
    die Kühlmittelkammer (4) im Zylinderkopf (3) von dessen Außenwänden, einer kurbelgehäuseseitigen Bodenplatte (6) und einer darüber beabstandet angeordneten Deckwand (7) begrenzt ist, und
    mittels Querwänden in je einem zylinderseitigen Brennraum zugeordnete Abschnitte (8, 8', 8'', 8''') unterteilt ist, wobei
    das in den Abschnitten (8 bis 8''') den Zylinderkopf (3) quer durchströmende, Gaswechselkanäle und Aufnahmen für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen umspülende Kühlmittel über in der Bodenplatte (6) einer Längsseite des Zylinderkopfes (3) benachbart angeordnete Durchbrechungen (9) in Richtung Zylinder-Kurbelgehäuse (2) abfließt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Zylinder-Kurbelgehäuse (2) eine in Teilbereiche (5', 5") unterteilte Kühlmittelkammer (5) umfaßt und
    daß eine im Zylinder-Kurbelgehäuse (2) angeordnete Einrichtung (10; 15; 5', 5") der Weiterleitung des aus dem Zylinderkopf (3) abfließenden Kühlmittels zu einem im Zylinderkopf (3) integrierten Steigkanal (11) dient, wobei
    eine im Zylinderkopf (3) die Abschnitte (8 bis 8''') dieser Kühlmittelkammer (4) in Hochpunkten verbindende Entlüftungsleitung (12) vorgesehen ist, die
    in den mit einem äußeren Leitungsanschluß (13) verbindbaren Steigkanal (11) in einem Bereich eines geodätischen Höchstpunktes (14) mündet.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) ein im Zylinder-Kurbelgehäuse (2) gesondert ausgebildeter bzw. integrierter Sammelkanal (15) ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkanal (15) über Wanddurchbrechungen (16) mit einem Teilbereich (5', 5") der unterteilten Kühlmittelkammer (5) des Zylinder-Kurbelgehäuses (2) in Verbindung steht.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkanal (15) über eine offen gestaltete Längsseite mit einem Teilbereich (5', 5") der unterteilten Kühlmittelkammer (5) des Zylinder-Kurbelgehäuses (2) in Verbindung steht.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung (10) ein Teilbereich (5', 5") einer über die Zylinder (17) unterteilten Kühlmittelkammer (5) des Zylinder-Kurbelgehäuses (2) dient.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (3) zumindest in einem Endbereich (18, 18') ein integrierter Steigkanal (11) angeordnet ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Zylinderkopf (3) in beiden Endbereichen (18, 18') jeweils ein integrierter Steigkanal (11) angeordnet ist, wobei
    der der vorderen Stirnseite (19) der Brennkraftmaschine (1) benachbarte Steigkanal (11) mit einem im Zylinderkopf (3) integrierten Kurzschlußkanal (20) zu einem am Zylinderkopf (3) angeordneten Pumpen-Anschlußstutzen (21) in Verbindung steht.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß das den Zylinderkopf (3) in den Abschnitten (8 bis 8''') der Kühlmittelkammer (4) quer durchströmende Kühlmittel diametral zu den Abfluß-Durchbrechungen (9) aus einem weiteren Teilbereich (5") der unterteilten Kühlmittelkammer (5) des Zylinder-Kurbelgehäuses (2) und/oder
    aus einem am Zylinderkopf (3) angeordneten Längskanal zugeführt ist.
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