DE19639727A1 - Flüssigkeitsgekühlte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patenanspruches 1 beschriebenen Bauart.

Aus Geräusch- und Gewichtsgründen ist es bei flüssigkeitsgekühlten Hubkolben­ maschinen bekannt, das Kurbelgehäuse aus einem Triebwerksblock aus Eisen­ werkstoff und einem gesonderten Gehäusemantel aus Leichtwerkstoff zu bilden, wobei der Gehäusemantel eine Kühlmittelkammer eines Zylinders des Triebwerks­ blockes im wesentlichen umschließt und im Bereich triebwerksblockseitiger Lager­ stühle einen Kurbelraum zumindest teilweise begrenzt.

Hierbei dient eine im Zwischenbereich von Zylinder und Lagerstühlen angeordnete Flanschplatte zur Abtrennung der von Kühlwasser beaufschlagten Kühlmittel­ kammer von dem ein Schmieröl führenden Kurbelraum, wobei eine dichte Verbin­ dung zwischen dem Gehäusemantel und der Flanschplatte des Triebwerksblockes zur sicheren Trennung der unterschiedlichen Betriebsstoffe von Kühlwasser und Schmieröl ein hoher Fertigungs- und Bauaufwand erforderlich ist.

Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 4-121 443 ist beispielsweise eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem aus unterschiedlichen Werk­ stoffen gebildeten Kurbelgehäuse bekannt, bei dem der als Monoblock gestaltete Triebwerksblock aus Eisenwerkstoff mit einem aus Kunststoff gefertigten Gehäu­ semantel über kurbelraumseitig vorgesehene Flansche unter Zwischenlage eines Dichtmaterials verschraubt ist.

Bei einem aus der DE 43 06 269 A bekannten, geteilten Kurbelgehäuse einer flüs­ sigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine wird zur Trennung der unterschiedlichen Betriebsstoffe vorgeschlagen, zwischen den kurbelraumseitigen Flanschen von Triebwerksblock und Gehäusemantel eine Klebeschicht als Dichtung vorzusehen.

In der Patentanmeldung 196 08 877 wurde schließlich vorgeschlagen, bei einem Kurbelgehäuse einer gattungsgemäßen Hubkolbenmaschine den Gehäusemantel aus einem Leichtmetall vorzugsweise mit einem im Querschnitt T-förmigen Flansch an der Flanschplatte des Triebwerksblockes mittels Gießverfahren zu verbinden.

Jede der vorgenannten Verbindungen zwischen Gehäusemantel und Triebwerks­ block kann aufgrund der dynamischen Belastungen des Kurbelgehäuses undicht werden, wobei die Verbindungen mit zusätzlichem Dichtmaterial den weiteren Nachteil ungenügender Alterungsbeständigkeit aufweisen und somit die Gefahr gegeben ist, daß Kühlwasser in das Schmieröl gelangt, wodurch einerseits ein Ausfall des Schmiersystems und andererseits ein Ausfall des Kühlsystems möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße flüssigkeits­ gekühlte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, derart zu ver­ bessern, daß eine Leckage der Verbindung zwischen dem Gehäusemantel und dem Triebwerksblock eines Kurbelgehäuses weder die Schmierung noch die Kühlung einer Hubkolbenmaschine nachteilig beeinflußt.

Diese Aufgabe wird mit dem Patentanspruch 1 in überraschend vorteilhaft ein­ facher Weise dadurch gelöst, daß die Kühlmittelkammer im Kurbelgehäuse als Kühlmittel ein Öl enthält. In Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmittelkammer in vorteilhafter Weise Schmieröl der Hubkolbenmaschine zugeführt.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Bereithaltung miteinander nicht verträglicher Betriebsstoffe im Kurbelgehäuse vermieden ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß für den mit der Kühlmittelkammer verbundenen Schmieröl-Kühlkreislauf eine gesonderte Schmierölpumpe vorgesehen ist, wodurch unabhängig vom Schmierölkühlkreislauf die Funktion der Schmierung der Hubkolbenmaschine sichergestellt ist.

Bezüglich Bauaufwand und Wartung einer Heiz- und Klimaanlage für ein Kraftfahr­ zeug wird schließlich weiter vorgeschlagen, daß eine Brennkraftmaschine zum An­ trieb des Kraftfahrzeuges mit einem ölgekühlten Kurbelgehäuse einen wasser­ gekühlten Zylinderkopf umfaßt, an den beispielsweise der Zulauf der Heiz- und Klimaanlage anschließbar ist.

Die Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Brenn­ kraftmaschine beschrieben.

Eine im Querschnitt dargestellte, flüssigkeitsgekühlte Hubkolben-Brennkraft­ maschine 1 umfaßt einen Zylinderkopf 2 und ein aus einem Triebwerksblock 3 aus einem Grauguß und einem gesonderten Gehäusemantel 4 aus Leichtmetall gebil­ detes Kurbelgehäuse 5. Der gesonderte Gehäusemantel 4 umschließt im wesent­ lichen eine Kühlmittelkammer 6 eines Zylinders 7 des Triebwerksblockes 3 und begrenzt ferner im Bereich triebwerksblockseitiger Lagerstühle 8 einen Kurbel­ raum 9 zumindest teilweise. Der Kurbelraum 9 ist nach unten durch eine Ölwanne 10 geschlossen und dient u. a. der Bevorratung eines Schmiermittels bzw. eines Schmieröls 11. Kühlmittelkammer 6 und Kurbelraum 9 sind durch eine im Zwi­ schenbereich von Zylinder 7 und Lagerstühlen 8 angeordnete Flanschplatte 12 getrennt. Die Flanschplatte 12 dient ferner einem Anschluß des Gehäusemantels 4 an den Triebwerksblock 3. Wie aus der einzigen Zeichnung hervorgeht, weist die Flanschplatte 12 einen im Querschnitt T-förmigen Flansch 13 auf, der mittels Gieß­ verfahren mit dem Gehäusemantel 4 in form- und kraftschlüssiger Verbindung steht.

Da diese und auch anders gestaltete Verbindungen zwischen Gehäusemantel 4 und Triebwerksblock 3 aufgrund der dynamischen Belastungen des Kurbelgehäu­ ses 5 undicht werden können, wird zur Vermeidung einer Betriebsstörung der Brennkraftmaschine 1 durch unterschiedliche Betriebsstoffe wie Kühlwasser in der Kühlmittelkammer 6 und Schmieröl 11 in der Ölwanne 10 vorgeschlagen, daß die Kühlmittelkammer 6 im Kurbelgehäuse 5 als Kühlmittel ein Öl enthält.

Vorzugsweise ist der Kühlmittelkammer 6 Schmieröl 11 aus der Ölwanne 10 der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei einer Leckage in der Verbindung von Gehäusemantel 4 und Triebwerksblock 3 als Kühlmittel dienendes Schmieröl 11 aus der Kühlmittelkammer 6 in den das Schmiermittel 11 enthaltenden Kurbelraum 9 übertritt und somit eine Einbringung von Kühlwasser aus der Kühlmittelkammer 6 in das Schmieröl 11 der Ölwanne 10 vermieden ist. Leckagen in der Verbindung zwischen dem Gehäusemantel 4 und der Flanschplatte 12 des Triebwerksblockes 3 sind durch dynamische Verformungen des Kurbelgehäuses 5 sowie auch durch unterschiedliche Temperatur-Dehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Werk­ stoffe von Gehäusemantel 4 und Triebwerksblock 3 möglich. Weiter kann mit der über den T-förmigen Flansch durch Umgießen erzielten formschlüssigen Verbin­ dung zwischen Flanschplatte 12 und Gehäusemantel 4 sich eine zusätzliche Ab­ dichtung erübrigen, die zudem in hohem Maße alterungsbeständig sein müßte.

Zur Erzielung getrennter Kreisläufe des Schmieröles 11 für die Schmierung der Brennkraftmaschine 1 einerseits und zur Kühlung des Kurbelgehäuses 5 anderer­ seits ist eine gesonderte Schmierölpumpe 14 für den mit der Kühlmittelkammer 6 verbundenen Schmieröl-Kühlkreis vorgesehen. Dies ergibt neben einer erhöhten Betriebssicherheit auch die weitere Möglichkeit, eine Spritzölkühlung der im Zylin­ der 7 angeordneten, nicht gezeigten Kolben aus dem Kühlkreislauf des Schmier­ öles 11 zu versorgen und damit für den Schmier-Kreislauf eine höhere Funktions­ sicherheit zu erzielen.

Für eine als Antrieb eines Fahrzeuges dienende Brennkraftmaschine 1 wird zur Erzielung eines einfachen Aufbaues sowie einer einfachen Wartung einer Heiz- und/oder Klimaanlage des Fahrzeuges vorgeschlagen, daß die Brennkraft­ maschine 1 mit einem ölgekühlten Kurbelgehäuse 5 einen wassergekühlten Zylin­ derkopf 2 umfaßt, an den die Heiz- und/oder Klimaanlage zulaufseitig angeschlos­ sen ist. Diese vorteilhaft getrennte Kühlung von Zylinderkopf 2 und Kurbelgehäuse 5 ermöglicht unterschiedliche Temperaturauslegungen für beide Maschinen-Berei­ che der Brennkraftmaschine 1, wobei insbesondere mittels einer Heißkühlung des Kurbelgehäuses 5 die Reibleistung eines im Zylinder 7 oszillierenden Kolbens mi­ nimiert ist.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsgekühlte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraft­ maschine,

• - mit einem Zylinderkopf (2) und einem aus einem Triebwerksblock (3) aus Eisenwerkstoff und einem gesonderten Gehäusemantel (4) aus Leichtwerkstoff gebildeten Kurbelgehäuse (5), und
• - der Gehäusemantel (4) eine Kühlmittelkammer (6) eines Zylinders (7) des Triebwerksblockes (3) im wesentlichen umschließt und im Bereich triebwerksblockseitiger Lagerstühle (8) einen Kurbelraum (9) zumindest teilweise begrenzt, wobei
• - eine dem Anschluß des Gehäusemantels (4) an den Triebwerks­ block (3) dienende, im Zwischenbereich von Zylinder (7) und Lager­ stühlen (8) angeordnete Flanschplatte (12) die Kühlmittelkammer (6) von dem ein Schmieröl (11) führenden Kurbelraum (9) trennt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Kühlmittelkammer (6) im Kurbelgehäuse (5) als Kühlmittel ein Öl enthält.

2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkammer (6) Schmieröl (11) zugeführt ist.

3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine geson­ derte Schmierölpumpe (14) für den mit der Kühlmittelkammer (6) verbunde­ nen Schmieröl-Kühlkreis.

4. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Brennkraftmaschine (1) mit einem ölgekühlten Kurbel­ gehäuse (5) einen wassergekühlten Zylinderkopf (2) umfaßt.

5. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aus einem Leichtmetall gebildete Gehäusemantel (4) mit der Flanschplatte (12) des aus Grauguß gebildeten Triebwerksblockes (3) mittels Gießverfahren in form- und kraftschlüssiger Verbindung steht.