DE2012915B2 - Luftgekuehlte brennkraftmaschine mit schallisolierender verkleidung - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ten Kühlluftwegen besteht nämlich der Vorteil, daß

eine luftgekühlte Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art unter voller Berücksichtigung der individuellen Kühlerfordernisse der zu kühlenden Motorbereiche wirksam schallisolierend zu verkleiden und dabei den baulichen Aufwand sowie die Außenabmessungen und das Gewicht des verkleideten Motors so klein als möglich zu halten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Teile der Verkleidung gegenüber der Maschine körperschalliscliert sind und die Maschine eng umgeben ,daß in an sich bekannter Weise ein Gebläselaftteilstrom das Kurbelgehäuse kühlt, und daß ein weiterer Gebläseluftteilstrom durch Zuflußöffnungen zum Ventilkammergehäuse und aus diesem heraus durch Abflußöffnungen in einen die Teilluftströme aufnehmenden Abluftschacht strömt.

Diese Ausbildung gewährleistet nicht nur eine hohe Wirksamkeit der streng nach akustischen Gesichtspunkten gestalteten schallisolierendew Verkleidung, sondern auch einen den individuellen Kühlerfordernissen der einzelnen Motorzonen optimal angepaßten Kühleffekt. Im Gegensatz zu jenen bekannien Kor. struktionen. bei denen der Motor in einer Kapsel angeordnet ist, deren Wandungen selbst mit schallabsorbierendem Material ausgekleidet oder belegt sind, und die deshalb auch stark warrnedämmende. den Kühlerfordernissen abträgliche Eigenschaften besitzen, wird bei der Brennkraftmaschine nacl. der Erfindung eine hohe akustische Wirksamkeit der bloß aus Stahlblech, Kunststoff od. dgl. bestehenden Verkleidung durch den korperschallisolierenden Anschluß am Motorblock im Zusammenwirken mit dem geringen Abstand von den Motoraußenflächen erzielt. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß schallisolierende Verkleidungen jener Gattung, der die erfLdungsgemäße Brennkraftmaschine angehört, nur dann akustisch wirksam sind, wenn der Abstand zwischen Motoroberfläche und Verhleidungswänden im wesentlichen kleiner als die Halbwellenlänge des Luftschalles für den geräuschbestimmenden Fre quenzbereich ist. Bei Verbrennungsmotoren liegt diese Grenze bei etwa 5 cm, entsprechend einer Frequenz von ca. 3000 Hertz. Bei größeren Abständen der Kapselwände käme es zur Ausbildung stehender Wellen und dairit zu einer bedeutenden Pegelerhöhung unterhalb der Kapsel.

Du'ch den Verzicht auf eine schallabsorbierende Auskleidung der Kapselwandungen werden durch die verstärkte Wärmeabstrahlung von den Kapselwändeti an die Umgebung an sich wesentlich günstigere Kühlverhältnisse als bei den mit solchen Auskleidungen versehenen bekannten Motoren geschaffen. Darüber hinaus wird aber ohne Mehraufwand an Bauteilen und Bauraum der zwischen den Motoraußenflächen und der Verkleidung freibleibende Raum in vorteilhafter Weise dazu herangezogen, um die Kühlluft in parallelen, bezüglich ihres Durchsatzes und ihrer Strömungsgeschwindigkeit beliebig auszulegenden Teilströmen zu den zu kühlenden Motorteilen zu führen und solcherart eine definierte und dem Kühlbedarf der jeweiligen Motorzonen optimal angepaßte Kühlwirkung zu erzielen. Die Brennkraftmaschine nach der Erfindung unterscheidet sich diesbezüglich im vorteilhaften Shu auch von jenen bekannten Konstruktionen, bei denen Kühlluftwege hintereinandergeschaltet sind. Gegenüber hintereinandergeschalteder Gebläsedruck nicht erhöht werden muß und demnach auch keine höhere, mit einer beträchtlichen Geräuschzunahme verbundene Umfangsgeschwindigkeit des Gebläselaufrades benötigt wird.

Die Dosierung der Luftmengen jener Gebläseluftteilströme, die zu thermisch weniger belasteten Stellen fiihren, kann vorteilhaft durch DiObielöSaungen vorgenommen werden, so daß die vom Kühlgebläse zu fördernde Menge nur in unbedingt notwendigem Ausmaße erhöht werden muß und die Gebläseantriebsleistung in wirtschaftlichen Grenzen bleibt

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung überdeckt die Verkleidung in an sich bekannter Weise auch die ölwanne und ist der Frischluftteilstrom zur Kühlung des Kurbelgehäuses durch den zwischen Ölwanne und Verkleidung verbleibenden Raum zur gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses geführt. Die * *iteinbeziehung der ölwanne in das Luftkühlungssy tem der Maschine führt dabei zu einer beträchtlichen Senkung der öltemperatur.

Nach einer anderen Ausführung aer Erfindung s'nd die Kurbelgehäuseseiten durch an der Stirnseite und/oder an der Schwungradseite des Kurbelgehäuses verlaufende Kanäle verbunden. Diese Anordnung empfiehlt sich bei Brennkraftmaschinen, bei denen die ölwanne seihst schalldäMmenri ausgebildet ist. Die schallisolierende Verkleidung endet in diesem Fall etwa in der Höhe des Anschlußflansches der ölwanne.

Bei Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ende der Kurbelwelle angeordneten Gebläse ist es erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn die Kühlluft durch eine an der dem Gebläse gegenüberliegenden Stirnseite vorgesehene Eintrittsöffnung an den Wänden des Kurbelgehäuses entlanggeführt ist. An der Druckseite des Gebläses steht dabei der gesamte Kühlluftstrom, welcher im Bereich der Kurbelgehäusewände nur mäßig vorgewärmt wurde, zur Kühlung der Zylinder- und Zylind^rkopfpaitien sowie des Ventilkammergehäuses in entsprechenden Teilströmen zur Verfügung. Da der Druckabfall der durch den Zwischenraum zwischen dem Kurbelgehäuse und seiner schallisolierenden Verkleidung angesaugten Kühlluft sehr klein gehalten werden kann, braucht trotz der Hintereinanderschaltung der vor und hinter dem Gebläre liegenden Kühlluftwege die Gebläseleistung nicht wesentlich erhöht zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer iuftgekühlten Vieriiylinder-Reihenbrennkraftrnaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Honzontalschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1 und

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Brennkraftmaschine nach F i g. 1 und 2.

F i g. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Brennkraftmaschine nach der Eifindung, wobei F i g. 4 einen teilweisen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5 und Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt darstellen.

Fig. 4a und 5a zeigen teilweise Schnitte des schwungradseitigen Endes einer abgewandelten Ausführung der Brennkraftmaschine nach Fig. 4 und Fig. 5.

45

60

Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer luftgekühlten Einzylinder-Brennkraftmaschine nach der Erfindung und

Fig. 7 einen Horizontalschnitt dieser Maschine nach der Linie VII-VII in F i g. 6.

Die Brennkraftmaschine nach Fig. 1 bis 3 besitzt eine schaBisolierende Verkleidung, welche im wesentlichen aus an den beiden Längsseiten der Maschine angebrachten Verschalungsteilen 1 und 2, einem unter der ölwanne 3 angeordneten Verschalungsdeckel 4 und einem weiteren, das Ventilkammergehäuse S nach oben abschließenden Verschalungsdeckel 6 besteht. Die Verschalungsteile 1, 2, 4 und 6 sind über körperschallisolierende Beilagen 7 an den entsprechenden Wandteilen der Brennkraftmaschine befestigt. Als Material für die Verschalungsteile kommen Stahlbleche, wärmebeständige Kunststoffe und gegebenenfalls auch Mehrschichtbleche (Sandwichbleche) in Frage.

Die genannten Verschalungsteile bilden mit den Außenflächen des Kurbelgehäuses 8, der ölwanne 3 und den verrippten Zylinderbüchsen 9 samt den gleichfall«, verrippten Zylinderköpfen 10 einen im wesentlichen zusammenhängenden, nach außen abgedichteten Hohlraum. An der Stirnseite der Maschine ist ein gegenüber der Längsmittelebene des Motors seitlich versetzt angeordnetes Axialgebläse 11 vorgesehen, dessen Saugstutzen 12 an einer stimseitigen öffnung der schallisolierenden Verkleidung an dieser befestigt ist. Das Gebläse 11 ist über einen Keilriemen 13 von der Kurbelwelle 14 der Maschine aus angetrieben.

Dem Gebläse 11 ist ein Ansauggehäuse IS vorgesetzt, dessen Innenseite mit einem schallabsorbierenden Belag 16 versehen ist und das, wie insbesondere aus F i g 3 ersichtlich, mit einer tief gesetzten Einlaßöffnung 17 versehen ist. An der gegenüberliegenden Seite der Brennkraftmaschine ist ein Abluftgehäuse 18 angebracht, das innen gleichfalls mit einem schallabsorbierenden Belag 16 ausgekleidet ist. Eine im Querschnitt etwaT-förmige, mit schallabsorbierendem Belag versehene Trennwand 19 unterteilt das Abluftgehäuse 118 in zwei symmetrisch angeordnete, je zwei Umlenkungen aufweisende und in einer Auslaßöffnung 21 endigende Abluftschächte 20.

Die durch die Einlaßöffnung 17 in das Ansauggehäuse 15 eintretende Kühlluft gelangt nach zweimaliger Umlenkung zum Gebläse 11 und von dort in den unmittelbar dahinterliegenden, zwischen dem Verschaliimgstefl 1 und der benachbarten Motorseitenfläche gebildeten Verteflraum 22.

Vom Veiteilraum 22 aus gelangt die Kühlluft, in mehrere parallelgeschaltete Teilströme aufgeteilt, zu den zu kühlenden Bauteilen der Brennkraftmaschine. Vier etwa gleich große Teilströme treten zwischen seitlichen Abschirmungen 23 in die zwischen den verrippten Zylindern 9 und Zylinderköpfen 10 freibleibenden Stronrangsquerschnme ein und gdaugcü auf der anderen Motorseite über die beiden Abluftschächte 20 und die Auslaßöffnungeo 21 ins Freit. Weitere Teilströme treten über Drosselöffnungen 24 an der Zylmderkopfoberseite in das Ventükammergehäuse 5 ein und gelangen nach Passieren entsprechender Überströmöffnungen 25 gleichfalls in das Abluftgehäuse 18.

Ein weiterer Teilstrom wird zwischen der einen Seitenwand 26 des Kurbelgehäuses 8 und dem Verschalungsteil 1 nach abwärts geführt und tritt über/ einen Spalt 27 in den Zwischenraum zwischen der ölwanne 3 und ihrem Verschalungsdeckel 4 ein. Dieser Kühlluftteilstrom bestreicht also zuerst die Seitenwand 26, sodann die Oberfläche der ölwanne 3 und schließlich im aufsteigenden Strom auch die gegenüberliegende Seitenwand 28 des Kurbelgehäuses sowie die zwischen der Seitenwand 28 und dem Verschalungsteil 2 angeordnete Einspritzpumpe 29 der Brennkraftmaschine. Über einen Spalt 30 gelangt

ίο auch dieser Teilstrom über das Abluftgehäuse 18 ins Freie. Außer der Einspritzpumpe 29 ist auch der Anlasser 31, welcher innerhalb der Verschalung im Verteilraum 22 angeordnet ist, von Kühlluft bespült. Bei der Brennkraftmaschine nach Fig. 4 und S bzw. F i g. 4 a und 5 a endet die schallisolierende Verkleidung am Anschlußflansch der ölwanne 3 am Kurbelgehäuse 8. Zur Überleitung der Kühlluft vom Verteilraum 22 zur gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses 8 ist nach F i g. 4 und S ein am

ao Boden des Ansauggehäuses 15 quer verlaufend angeordneter Verbindungskanal 32 vorgesehen, welcher über öffnungen 33 und 34 einerseits mit dem Verteilraum 22 und anderseits mit dem gegenüberliegenden, zwischen dem Verschalungsteil 2 und der Seitenwand

«5 der Brennkraftmaschine gebildeten Raum in Verbindung steht. Bei der abgewandelten Motorausführung nach Fig. 4a und ">a ist am schwungradseitigen Ende der Verschalungsteile 1 und 2 ein Verbindungskanal 32' angeordnet, der über öffnungen 33' und 34' fait den zuvor erwähnten lyftführenden Räumen in Verbindung steht. Die eingezeichneten Pfeile veranschaulichen die Kühlluftströmung innerhalb des sichtbaren Teiles der Verschalung.

Die luftgekühlte Einzylinder-Brennkraftmaschine

nach F i g. 6 und 7 besitzt ein am Ende der Kurbelwelle angeordnetes Kühlluftgebläse 35. Das Kurbelgehäuse 36 samt dem Kühlluftgebläse 35 ist von einer mehrteiligen schallisolierenden Verschalung 37 umgeben, welche wie bei den vorgenannten Ausfüh-

4e rungsbeispielen über körperschallisolierende Beilagen 7 an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Kühlluft tritt über zwei an der Stirnseite des Motors symmetrisch angeordnete Einlaßöffnungen 38 zunächst in einen als Ansauggehäuse ausgebildeten, mit schallabsorbierendem Belag ausgekleideten, abwärtsführenden Schacht 39 ein und gelangt, die Wände des Kurbelgehäuses 36 entlang streichend, zum Gebläse 35. Von der Druckseite des Gebläses 35 geht die Kühl-

5* luft in einen darüber liegenden Verteilraum 22' ein, der zwischen dem Zylinder 40 samt Zylinderkopf 41 und einem diese Teile umgebenden oberen Verschalungsteil 42 gebildet ist

Aus dem Verteilrauin 22' wird je ein Kühlluft-

Teilstrom über die Kühlflächen des Zylinders 40 und des Zylinderkopfes 41 geführt Ein weiterer Teilstrom gelangt über Drosselöffnungen 43 in den durch einen VcrscJial-ungsdcckc! 44 abgedeckten YsntnkaaiKerraum 45 und von dort innerhalb eines abwärts füh- renden, durch eine vertikale Trennwand 46 geschaffenen Schachtes 47 zur Einspritzpumpe 48. Über einen in der Trennwand 46 vorgesehenen Spalt 49 vereinigt sich dieser Kühlluftstrom wieder mit den übrigen, im Zwischenraum zwischen der Trennwand

% 46 and dem Zylinder 40 abwärts geführten Teilströmen und die gesamte Abluft wird über ein seitlich angebautes Abluftgehäuse 50, welches innen lait einein schaHabsorbierendeu Belag 51 aasgekleidet ist,

nach einmaliger Umkleidung über eine Auslaßöffnung 52 ins Freie geführt.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist die Unterteilung des Kühlluftstromes in mehrere parallelgeschaltetc Teilströme, deren Strömungsgeschwindig-

ketten und Querschnitte auf den Kühlbedarf der einzelnen Bauteile abgestimmt sind. Selbstverständlich läßt sich dieses Grundprinzip auch in zahlreichen Abwandlungen an Brennkraftmaschinen abweichender Bauart verwirklichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309511/2«)

Claims (4)

diese Aufgabe durch die bekannte Konstruktion nur unzulänglich gelöst So ist einerseits eine definierte Patentansprüche: Kühlung der Motoraußerflächen durch die über den schallisolierten Ansaugkanal von unten in das Ge-

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit tieü 5 häuse eintretende Luft kaum gewährleistet, weil die Motorblock und die Hilfsaggregate umhüllender Kühlluft innerhalb des voluminösen Gehäuses ohne schallisolierender und zugleich ait Kühlluftfiiii- jede Fphmng. also im wesentlichen ungeregelt, zur rung dienender Verkleidung, in der ein schall- Saugseite des Gebläses strömt. Eine gezielte, den isolierender Ansaugkanal und ein schallisolieren- Kühlerforcernissen der jeweils angeströmten Motorder Abluftkanal ausgebildet sind, der Gebläse- io _fiächen Rechnung tragende Kühlluftströmung wird luftstrom über die Zylinderköpfe streicht und die daher in diesem Bereich des Gehäuses nicht erreicht. Zylinder quer zu ihrer Achse umströmt, Die Kühlluft strömt sc-iann über den nachfolgenden dadurch gekennzeichnet, daß in an Druckraum ohne weitere Aufteilung zu den KUhIiIasich bekannter Weise die Teile der Verkleidung chen von Zylinderkopf und -büchse, um unmittelbar (1, 2, 4, 6, 37, 42) gegenüber der Maschine kör- 15 danach das Gehäuse über den schallisolierten Abluftperschalhsoliert sind und die Maschine eng um- kanal zu verlassen. Somit wird auch in diesem Abgeben, daß in an sich bekannter Weise ein schnitt des Kühlluftweges keine Verteilung der Kühl-Gebläseluftf 1 strom das Kurbelgehäuse (8) kühlt luft vorgenommen, welche dem speziellen Kühlbedarf und daß ein weiterer Gebläselufiteilstrom durch der verschiedenen Motorbereiche gerecht wird. Nach-Zuflußöffnungen zum Ventilkammergehäuse (5) ao teilig ist luch der sehr beschränkte Anwendungsund aus diesem heraus durch Abflußöffnungen in bereich der bekannten Konstruktion, da es bei einen die Teilluftströme aufnehmenden Abluft- beengten räumlichen Verhältnissen, z. B. bei einem schacht strömt. Fahrzeugmotor, praktisch ausgeschlossen ist, ein

2. Brenn? raftmaschine nad.> Anspruch 1, da- schallisolierendes Gehäuse anzuordnen, dessen durch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (4) in »5 Raumbedarf ein Mehrfaches des Motorvolumens an sich bekannter Weise auch die ölwanne (3) selbst beträgt Schließlich sind auch das vermehrte überdeckt und tfaß der Frischluftteüstroin zur Gewicht und die relativ hohen Kosten der schall-Kühlung des Kurbelgehäuses (8) durch den zwi- isolierenden Ueha-isewämlc als Nachteile der bekannschen ölwanne (3) und Verkleidung (4) verblei- ten brennkraftmaschine zu erwähnen.

benden Raum zur gegenüber!' ,genden Seitenwand 30 Bekannt ist weiter eine Versuchsausführung eines

(2g) de«; Kurbelgehäuses i8) geführt ist. mit einer Verkleidung aus schallabsorbierendem

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, nut Material vollständig gekapselten Klein-Dieselmotors. nur bis zur ölwanne reichender Verkleidung, da- bei den sich neben einer beträchtlichen Gewichts durch gekennzeichnet, daß die Kurbelgehäuse- und Volumszunahme durch die Kapsel·mg eine Seiten durch an der Stirnseite und/oder an der 35 wesentliche Zunahme der öltemperatur einstellt. Schwungradseite des Kurbelgehäuses (8) verlau- welche zu einer Leistungseinbuß«* des Motors und zu fende Kanäle (32, 32^ verbunden sind. einer verkürzten Lebensdauer desselben führt. Für

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, mit Brennkraftmaschinen höherer Leistung ist diese Art einem an einem Ende der Kurbelwelle angeord- der Lärmbeschirmung auf alle Fälle unbrauchbar, netem Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß die 40 Es ist auch ein Maschinensatz mit schalldämmen-Kühlluft durch eine an der dem Gebläse (35) der Umkleidung bekannt, bei dem die Weiterleitung gegenüberliegenden Stirnseite vorgesehene Ein- von Körperschall dadurch verringert werden soll, trittsötfnung (38) an den Wänden des Kurbel- daß die schalldämmende Umkleidung auch den gehäuses (36) entlanggeführt ist. Grundrahmen des Aggregates umschlietlt und mit

45 diesem durch gununielastische Verbindungselemente verbunden ist, wobei Anschläge vorgesehen sind, welche die Bewegungsmöglichkeit der Umkleidung in bezug auf den Grundrahmen btgienzen sollen. Den

Vorteilen der körperschallisolierenden Maßnahmen

50 sttht aber der Nachteil des erheblichen Platzbedarfes der kastenförmigen Umkleidung des Aggregates gegenüber, der eine Anwendung der bekannten Konstruktion bei beengten räumlichen Verhältnissen, ins-

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraft- besondere bei Fahrzeu^motoren, auf jeden Fall ausmaschine mit den Motorblock und die Hilfsaggregate 55 schließt.

umhüllender schalhsolierender und zugleich der Bekannt sind schließlich Verkleidungen von Brenn-

Kühlluftfühning dienender Verkleidung, in der ein kraftmaschinen, die zumindest einen Teil des Motorschallioolierender Ansaugkanal und ein schallisolier- blockes und seiner Hilfsaggregate umhüllen, dabei ter Abluftkanal ausgebildet sind, der Gebläseluft- aber körperschallleitend an der Maschine befestigt strom über die Zylinderköpfe streicht und die Zylin- 60 sind, so daß sie keine schallisolierende Funktion erder quer zu ihrer Achse umströmt. füllen, sondern lediglich als Motorhaube diesnen, Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine ist die welche zum Teil auch die Verteilung der vom Geschallisolierende Verkleidung als geräumiges kasten- blase gelieferten Luft zu den Ansaugkanälen und zum förmiges Gehäuse ausgebildet, dessen Wände selbst ölkühler des Motors übernimmt. Diese bekannte schallisolierend gestaltet sind. Durch in dem Gehäuse 65 Verkleidung umgibt den Motor und die Hilfsaggreangeordnete Luftleitelemente soll eine intensive Kühl- gate in relativ geringem Abstand!, so daß die Aiiißenlufiführung bei gleichzeitiger Dämpfung der Auspuff- abmessungen des Aggregates nicht allzusehr veirgröseräusche des Motois geschaffen werden, doch wird ßert werden.