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EP1103704A2 - Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor - Google Patents

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor Download PDF

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EP1103704A2
EP1103704A2 EP00122748A EP00122748A EP1103704A2 EP 1103704 A2 EP1103704 A2 EP 1103704A2 EP 00122748 A EP00122748 A EP 00122748A EP 00122748 A EP00122748 A EP 00122748A EP 1103704 A2 EP1103704 A2 EP 1103704A2
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EP
European Patent Office
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cylinder
coolant
connection
internal combustion
combustion engine
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EP00122748A
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English (en)
French (fr)
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EP1103704B1 (de
EP1103704A3 (de
Inventor
Norbert Dembinski
Christian Absmeier
Michael Haimerl
Walter Nederegger
Eckard Püschel
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines
    • 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
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • 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
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Definitions

  • the German patent DE 40 01 140 C1 shows and describes a coolant guide in a cylinder crankcase shown in sections in cross section of a liquid-cooled V-engine.
  • V space of this V engine are in Machine longitudinal direction molded in and lockable by a separate cover Coolant channels for a coolant inlet and a coolant outlet arranged with respect to the cooling jackets provided in the cylinder banks. Consequently one of the cylinder banks is the coolant inlet channel and the other cylinder bank is the Coolant drain channel assigned adjacent, both coolant channels in the essentially separated by a solid rib, triangular in cross section are.
  • Each of the coolant channels is in the same with the adjacent cooling jacket limiting cylinder bank via openings in the cylinder bank limits in direct connection, each coolant channel with the cooling jacket of the another, spaced-apart cylinder bank via angular channels arranged in the rib is in a coolant-carrying connection.
  • the invention is based, for a generic, in particular the task engine designed as a V-engine to show improved coolant management with a much simpler structure with better heat distribution.
  • connection of the feed line and the connection are in an embodiment of the invention the drain line substantially averaged to the longitudinal center plane of the cylinder crankcase arranged, which advantageously in one at a Front side of the cylinder crankcase arranged coolant pump at different V-angles achieved a uniform pump arrangement and design is.
  • the drain pipe is used to automatically support the ventilation of the coolant rooms cover which closes in the machine longitudinal direction in the direction of the connection trained for the coolant pump increasing.
  • a liquid-cooled internal combustion engine in particular designed as a V-engine 1 with cylinder banks 2, 2 'arranged inclined to one another comprises a cylinder crankcase 3 and the cylinder banks 2, 2 'separately assigned cylinder heads 4, 4 '.
  • the coolant flows according to a cross flow indicated by the arrows "B" of the cylinder heads 4, 4 'into the inner cooling jackets adjacent to the V-space 8 7, 7 'of the cylinder banks 2, 2' from which the coolant through throttle openings 11 in cylinder bank boundaries 12 in the lower section of the V space 8 in a by means of transverse walls 13, 13 'on the housing end and a separate one Cover 14 trained drain line 15 passes.
  • connection 17 of the feed line 9 for a coolant pump 18 a geodetically arranged connection 19 of the Drain line 15 is assigned to the coolant pump 18.
  • connection 17 of the inlet line 9 and the connection 19 of the outlet line 15 substantially averaged to the longitudinal center plane 20 of the cylinder crankcase 3 arranged, with which at an end face of the cylinder crankcase 3 arranged coolant pump 18 one at different V angles uniform pump arrangement and pump design can be achieved.
  • the drain line 15 is from one in the direction Coolant pump connection 19 closed cover 14 is closed. Further ventilation points are at geodetic high points in the Cylinder heads 4 and 4 'are provided.

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

Abstract

Für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor, wird vorgeschlagen, ein abgasseitigen Kühlmänteln in den Zylinderbänken zugeführtes Kühlmittel über quer durchströmte Zylinderköpfe V-innenseitig ausgebildeten Kühlmänteln der Zylinderbänke zuzuführen, aus denen es über Durchbrechungen in Zylinderbankbegrenzungen in eine im V-Raum angeordnete Ablaufleitung abfließt, wobei in der mit einer Kühlmittelpumpe in Verbindung stehenden Ablaufleitung eine mit der Kühlmittelpumpe in Förderverbindung stehende Zulaufleitung angeordnet ist, aus der über Verteilkanäle an einem Gehäuseende das Kühlmittel den abgasseitigen Kühlmänteln zugeführt ist. <IMAGE>

Description

Die deutsche Patentschrift DE 40 01 140 C1 zeigt und beschreibt eine Kühlmittelführung in einem abschnittsweise im Querschnitt dargestellten Zylinder-Kurbelgehäuse eines flüssigkeitsgekühlten V-Motors. Im V-Raum dieses V-Motors sind in Maschinenlängsrichtung eingeformte und durch einen gesonderten Deckel verschließbare Kühlmittelkanäle für einen Kühlmittel-Zulauf und einen Kühlmittel-Ablauf bezüglich der in den Zylinderbänken vorgesehenen Kühlmänteln angeordnet. Somit ist einer Zylinderbank der Kühlmittel-Zulaufkanal und der anderen Zylinderbank der Kühlmittel-Ablaufkanal benachbart zugeordnet, wobei beide Kühlmittelkanäle im wesentlichen durch eine massive, im Querschnitt dreieckförmige Rippe getrennt sind. Jeder der Kühlmittelkanäle steht mit dem benachbarten Kühlmantel in der ihn begrenzenden Zylinderbank über Durchbrechungen in den Zylinderbankbegrenzungen in direkter Verbindung, wobei jeder Kühlmittelkanal mit dem Kühlmantel der anderen, beabstandeten Zylinderbank über in der Rippe angeordnete Winkelkanäle in kühlmittelführender Verbindung steht.
Bei dieser bekannten Kühlmittelführung in einem V-Motor tritt das zulaufende Kühlmittel innenseitig des V-Raumes in die Kühlmäntel der beiden Zylinderbänke ein und fließt weiter abgasseitig den Zylinderköpfen zu, aus denen es über gesonderte Kanäle in den Zylinderbänken dem Kühlmittel-Ablaufkanal zugeführt ist. Neben einer ungünstigen Wärmeverteilung im Zylinder-Kurbelgehäuse einerseits und einem erheblichen Aufwand an gesonderte Kanälen andererseits in den Zylinderbänken sowie in der dreieckförmigen Rippe der getrennt nebeneinander angeordneten Kühlmittelkanäle sind als wesentliche Nachteile zu nennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße, insbesondere als V-Motor gestaltete Brennkraftmaschine eine verbesserte Kühlmittelführung aufzuzeigen bei wesentlich einfacherem Aufbau mit besserer Wärmeverteilung.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst. Hiernach bezieht sich der Vorschlag auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor, umfassend ein Zylinder-Kurbelgehäuse und den Zylinderbänken gesondert zugeordnete Zylinderköpfe, wobei die Zylinderbänke über Zylinderrohre getrennte äußere und innere Kühlmäntel aufweisen und den äußeren, abgasseitigen Kühlmänteln über eine im V-Raum zwischen den Zylinderbänken verlaufende Zulaufleitung und gehäuseendseitig angeordneten Verteilkanälen ein Kühlmittel zugeführt ist, das in den jeweiligen Zylinderkopf abgasseitig übertritt und nach einer Querströmung in die dem V-Raum benachbarten inneren Kühlmäntel der Zylinderbänke abfließt, aus denen das Kühlmittel über Drosselöffnungen in Zylinderbankbegrenzungen im unteren Abschnitt des V-Raumes in eine mittels gehäuseendseitigen Querwänden und einer gesonderten Abdeckung ausgebildete Ablaufleitung übertritt, in der die längsdurchsetzend angeordnete, gesondert ausgebildete Zulaufleitung in Durchbrechungen der Querwände dicht angeordnet ist, wobei einem einer Kühlmittelpumpe zugeordneter Anschluss der Zulaufleitung ein geodätisch darüber angeordneter Anschluss der Ablaufleitung für die Kühlmittelpumpe zugeordnet ist.
Mit der erfindungsgemäßen räumlichen Anordnung eines ersten Kühlmittelkanals in einem zweiten Kühlmittelkanal im V-Raum eines flüssigkeitsgekühlten V-Motors ergibt sich in vorteilhafter Weise ein im Aufbau wesentlich einfacher gestaltetes Zylinder-Kurbelgehäuse, wobei neben einer verbesserten Wärmeverteilung auch eine einfachere Entlüftung der Kühlmittelräume sowohl beim Befüllen als auch im Betrieb zusätzlich durch den Fortfall gesonderter Kanäle erzielt ist.
In Ausgestaltung der Erfindung sind der Anschluss der Zulaufleitung und der Anschluss der Ablaufleitung im wesentlichen gemittelt zur Längsmittenebene des Zylinder-Kurbelgehäuses angeordnet, womit in vorteilhafter Weise bei einer an einer Stirnseite des Zylinder-Kurbelgehäuses angeordneten Kühlmittelpumpe bei unterschiedlichen V-Winkeln eine einheitliche Pumpenanordnung und Ausführung erreicht ist.
Zur selbsttätigen Unterstützung der Entlüftung der Kühlmittelräume ist die die Ablaufleitung in Maschinenlängsrichtung verschließende Abdeckung in Richtung Anschluss für die Kühlmittelpumpe ansteigend ausgebildet.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung abschnittsweise dargestellten V-Motors beschrieben. Es zeigt
Figur 1
einen V-Motor mit den erfindungsgemäß ineinander angeordneten Kühlmittelkanälen,
Figur 2
den V-Motor abschnittsweise im Längsschnitt im Bereich der ineinander angeordneten Kühlmittelkanäle.
Eine flüssigkeitskühlte, insbesondere als V-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine 1 mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken 2, 2' umfasst ein Zylinder-Kurbelgehäuse 3 und den Zylinderbänken 2, 2' gesondert zugeordnete Zylinderköpfe 4, 4'. Die Zylinderbänke 2, 2' weisen über Zylinderrohre 5 getrennte äußere und innere Kühlmäntel 6, 6' und 7, 7' auf, wobei den äußeren, abgasseitigen Kühlmänteln 6, 6' über eine im V-Raum 8 zwischen den Zylinderbänken 2, 2' verlaufende Zulaufleitung 9 und gehäuseendseitig angeordneten Verteilkanälen 10, 10' ein Kühlmittel gemäß Pfeilen "A" zugeführt ist, das in den jeweiligen Zylinderkopf 4, 4' abgasseitig übertritt.
Das Kühlmittel fließt nach einer gemäß den Pfeilen "B" angezeigten Querdurchströmung der Zylinderköpfe 4, 4' in die dem V-Raum 8 benachbarten inneren Kühlmäntel 7, 7' der Zylinderbänke 2, 2' ab, aus denen das Kühlmittel über Drosselöffnungen 11 in Zylinderbankbegrenzungen 12 im unteren Abschnitt des V-Raumes 8 in eine mittels gehäuseendseitigen Querwänden 13, 13' und einer gesonderten Abdeckung 14 ausgebildeten Ablaufleitung 15 übertritt.
In der Ablaufleitung 15 ist die den V-Raum 8 längs durchsetzend angeordnete, gesondert ausgebildete Zulaufleitung 9 in Durchbrechungen 16 der Querwände 13, 13' dicht angeordnet.
Weiter ist aus den Figuren ersichtlich, dass einem Anschluss 17 der Zulaufleitung 9 für eine Kühlmittelpumpe 18 ein geodätisch darüber angeordneter Anschluss 19 der Ablaufleitung 15 für die Kühlmittelpumpe 18 zugeordnet ist. Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind der Anschluss 17 der Zulaufleitung 9 und der Anschluss 19 der Ablaufleitung 15 im wesentlichen gemittelt zur Längsmittenebene 20 des Zylinder-Kurbelgehäuses 3 angeordnet, womit bei einer an einer Stirnseite des Zylinderkurbelgehäuses 3 angeordneten Kühlmittelpumpe 18 eine bei unterschiedlichen V-Winkeln einheitliche Pumpenanordnung und Pumpenausführung erzielbar ist.
Zur Unterstützung einer selbsttätigen Entlüftung der Kühlmittelräume beim Befüllen sowie im Betrieb des V-Motors 1 ist die Ablaufleitung 15 von einer in Richtung Kühlmittelpumpen-Anschluss 19 ansteigend ausgebildeten Abdeckung 14 verschlossen. Weitere Entlüftungsstellen sind an geodätischen Hochpunkten in den Zylinderköpfen 4 und 4' vorgesehen.
Weiter sind die in den Zylinderbankbegrenzungen 12 angeordneten Drosselöffnungen 11 zum Abfluss des Kühlmittels aus den inneren, dem V-Raum 8 zugewandten Kühlmänteln 7, 7' jeweils in Mittenebene des jeweiligen Zylinderrohres 5 vorgesehen, womit insbesondere bei bombierten Zylinderbankbegrenzungen 12 mit dieser Anordnung die Entlüftung ebenfalls unterstützt ist. Weiter können diese Drosselöffnungen 11 zur Steuerung der Wärmeverteilung im Zylinderkurbelgehäuse 3 über dessen Länge von unterschiedlichen Querschnitten sein.

Claims (4)

  1. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor,
    umfassend ein Zylinder-Kurbelgehäuse (3) und den Zylinderbänken (2, 2') gesondert zugeordnete Zylinderköpfe (4, 4'), wobei
    die Zylinderbänke (2, 2') über Zylinderrohre (5) getrennte äußere und innere Kühlmäntel (6, 6'; 7, 7') aufweisen, und
    den äußeren, abgasseitigen Kühlmänteln (6, 6') über eine im V-Raum (8) zwischen den Zylinderbänken (2, 2') verlaufende Zulaufleitung (9) und gehäuseendseitig angeordneten Verteilkanälen (10 ,10') ein Kühlmittel zugeführt ist (Pfeil A), das
    in den jeweiligen Zylinderkopf (4, 4') abgasseitig übertritt und nach einer Querdurchströmung (Pfeile B) in die dem V-Raum (8) benachbarten inneren Kühlmäntel (7, 7') der Zylinderbänke (2, 2') abfließt, aus denen
    das Kühlmittel über Drosselöffnungen (11) in Zylinderbankbegrenzungen (12) im unteren Abschnitt des V-Raumes (8) in eine mittels gehäuseendseitigen Querwänden (13, 13') und einer gesonderten Abdeckung (14) ausgebildeten Ablaufleitung (15) übertritt (Pfeile C), in der
    die längsdurchsetzend angeordnete, gesondert ausgebildete Zulaufleitung (9) in Durchbrechungen (16) der Querwände (13, 13') dicht angeordnet ist, wobei
    einem einer Kühlmittelpumpe (18) zugeordneten Anschluss (17) der Zulaufleitung (9) ein geodätisch darüber angeordneter Anschluss (19) der Ablaufleitung (15) für die Kühlmittelpumpe (18) zugeordnet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (17) der Zulaufleitung (9) und der Anschluss (19) der Ablaufleitung (15) im wesentlichen gemittelt zur Längsmittenebene (20) des Zylinder-Kurbelgehäuses (3) angeordnet sind.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufleitung (15) von einer in Richtung Anschluss (19) ansteigend ausgebildeteten Abdeckung (14) verschließbar ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine an einer Stirnseite (21) des Zylinderkurbelgehäuses (3) angeordnete Kühlmittelpumpe (18) vorgesehen ist.
EP00122748A 1999-11-24 2000-10-19 Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zueinander geneigt angeordneten Zylinderbänken, insbesondere V-Motor Expired - Lifetime EP1103704B1 (de)

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EP1103704A3 EP1103704A3 (de) 2002-05-15
EP1103704B1 EP1103704B1 (de) 2004-12-22

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EP (1) EP1103704B1 (de)
DE (2) DE19956358A1 (de)
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