Kühlluftführung in einer luftgekühlten Brennkraftmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftma­schine mit mehreren in einer Reihe angeordneten Zylindern 1,2,3 sowie einem im Bereich des ersten Zylinders 1 ange­ordneten Gebläse 4. Das Gebläse erzeugt einen in Längs­richtung der Zylinderreihe 5 gerichteten Kühlluftstrom, der mittels einer Luftführung 7 umgelenkt und quer durch die Zylinderreihe 5 geführt ist. Um das Gebläse näher zur Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5 anordnen zu kön­nen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zumindest ei­nige Kühlrippen 8,9,10 des ersten Zylinderkopfes 1a in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms K ausgerichtet sind, so daß bei einer Überdeckung zwischen dem ersten Zylinder­kopf 1a und dem Durchtrittsquerschnitt 12 des Gebläses 4 der Gebläseluftstrom K nicht behindert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschi­ne mit einer Kühlluftführung gemäß dem Oberbegriff des An­spruchs 1.

[0002] Eine luftgekühlte Brennkraftmaschine dieser Art ist aus der DE-PS 11 35 711 bekannt. Das zur Erzeugung des Kühl­luftstroms angeordnete Gebläse ist neben dem ersten Zylin­der liegend so befestigt, daß der eintretende Kühlluft­strom neben dem ersten Zylinder in die Kühlluftführung eintritt. Die Kühlrippen der Zylinderköpfe sind dabei quer zur Längsmittelachse der Zylinderreihe angeordnet, da die Kühlluft - auch im Bereich des ersten Zylinders - im we­sentlichen quer zur Längsmittelachse die Zylinderreihe durchströmt.

[0003] Der seitliche Versatz des Gebläses zur Zylinderkopfreihe, (Abstand Längsmittelachse - Gebläse zur Längsmittel­achse - Zylinderkopfreihe) bestimmt wesentlich die Einbau­breite eines luftgekühlten Motors. Dieser Versatz kann nicht beliebig verringert werden, da insbesondere die quergestellten Kühlrippen des dem Gebläse benachbarten ersten Zylinders den Gebläseaustritt versperren und so den Wirkungsgrad verringern würde.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlluft­führung einer luftgekühlten Brennkraftmaschine derart aus­zubilden, daß der seitliche Versatz des Gebläses zur Längsmittelachse der Zylinderreihe möglichst gering gehal­ten werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­den Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Aufgrund der im Überdeckungsbereich des Gebläses und der Zylinderreihe et­wa in Strömungsrichtung des einströmenden Kühlluftstroms ausgerichteten Kühlrippen wird eine Behinderung der ein­strömenden Kühlluft weitgehend vermieden. Die erfindungs­gemäß angeordneten Kühlrippen lenken innerhalb des ersten Zylinderkopfes die Kühlluft von ihrer Einströmrichtung in Querrichtung um. Dabei sind die Kühlrippen vorzugsweise etwa parallel zur Längsmittelachse der Zylinderreihe aus­gerichtet. Durch diese Maßnahmen kann die Einbaulänge und Einbaubreite eines luftgekühlten Motors erheblich redu­ziert werden.

[0006] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen und im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht einen Schnitt durch die Kühl­luftführung einer Brennkraftmaschine in Höhe der Zylinderköpfe längs der Linie B-B in Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil A aus Fig. 1 auf das Kühlgebläse mit dahinter angeordneten Zylinder­köpfen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf mit einer Kühlrippenanordnung anderer Ausführung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf mit einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Kühlrippen

[0007] Der in Fig. 1 dargestellte Schnitt zeigt mehrere in einer Reihe hintereinander angeordnete Zylinder 1,2,3, die einen Blockzylinderkopf tragen. Der Blockzylinderkopf ist mit­tels Befestigungsschrauben, die durch Zylinderkopfpfeifen 21 in die Zylinderblöcke eingeschraubt sind, an diesem be­festigt. Zur Kühlung liegt in Längsrichtung der Zylinder­reihe 5 im Bereich des ersten Zylinders 1 ein Gebläse 4, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als Axialgebläse aus­geführt ist. Das Gebläse 4 hat einen Gehäusemantel 17, in dem ein Leitrad 17a angeordnet ist, das die Nabe des Ge­bläserades 17b zentrisch hält. Das Gebläse 4 erzeugt einen Kühlluftstrom K, der im wesentlichen parallel zur Längs­mittelachse 14 der Zylinderreihe 5 gerichtet ist. An das vor der Zylinderreihe 5 angeordnete Gebläse 4 schließt ei­ne Kühlluftführung 7 an, die den in Längsrichtung der Zy­linderreihe 5 eintretenden Kühlluftstrom K derart umlei­tet, daß die Kühlluft im wesentlichen quer zur Zylinder­reihe diese durchströmt und in Pfeilrichtung 6 austritt. Die Kühlrippen 20 der Zylinderköpfe 1a,2a,3a sind - gemäß der Strömung in Pfeilrichtung 6 - quer zur Zylinderreihe 5 angeordnet und liegen im wesentlichen rechtwinklig zur Längsmittelachse 14.

[0008] Zur Reduzierung der Einbaulänge sowie der Einbaubreite ei­nes luftgekühlten Motors ist nunmehr vorgesehen, das Ge­bläse 4 derart anzuordnen, daß ein Teil des Kühlluftstroms K in Längsrichtung der Zylinderreihe 5 auf den ersten Zy­ linderkopf 1a auftrifft. Hierzu ist das Gebläse 4 derart angeordnet, daß seine Längsmittelachse 15 parallel zur Längsmittelachse 14 der Zylinderreihe 5 liegt, wobei eine äußere Mantellinie 16 des Gehäusemantels 17 in der Längs­mittelebene 14a (Fig. 2) der Zylinderreihe 5 liegt. Der Querschnitt 12 des Axialgebläses 4 überdeckt sich da­bei - in Pfeilrichtung A gesehen - teilweise mit dem ersten Zylinder 1 bzw. dessen Zylinderkopf 1a (Fig. 2). Die im Überdeckungsbereich des Gebläses 4 mit dem ersten Zylinder 1 liegenden Kühlrippen 8,9,10 des Zylinderkopfes 1a sind gemäß der Erfindung etwa in Strömungsrichtung des einströmenden Kühlluftstroms K ausgerichtet. Sie liegen vorzugsweise parallel zur Längsmittelachse 14 der Zylin­derreihe 5. Es kann auch zweckmäßig sein, die Kühlrippen in einem Winkel zur Längsmittelachse 14 anzuordnen, wobei dieser Winkel ein zum Gebläse 14 offener, stumpfer Winkel oder ein spitzer Winkel sein kann. Die der Kühlluftführung 7 unmittelbar benachbarte Kühlrippe 8 ist am längsten aus­gebildet, während die zwischen der Kühlrippe 8 und der Längsmittelachse 14 liegenden Kühlrippe 9,10 zur Längsmit­telachse 14 hin mit abnehmender Länge ausgebildet sind. Hierbei erstrecken sich die Kühlrippen 8,9,10 vorzugsweise bis etwa an eine Gerade 19, die mit der Längsmittelachse 14 einen zum Gebläse 4 offenen Winkel 18 bildet. Dieser Winkel kann ein spitzer oder ein stumpfer Winkel sein, wo­bei ein stumpfer Winkel vorgezogen wird.

[0009] In Draufsicht gesehen sind die Kühlrippen 8,9,10 im Aus­führungsbeispiel nach Fig. 1 etwa über ein Viertel der Fläche des Zylinderkopfes 1a verteilt und in Strömungs­richtung der einströmenden Kühlluft K parallel zur Längs­mittelachse 14 ausgerichtet, während die übrigen Kühlrip­ pen 20 über die restliche Fläche des Zylinderkopfes 1a verteilt sind und quer zum Kühlluftstrom K (im rechten Winkel zur Längsmittelachse 14) liegen.

[0010] Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als bevorzugte Ausführungsform eine Zylinderkopfreihe gezeigt, bei der nur der erste Zylinderkopf 1a einige in Strömungsrichtung der einströmenden Kühlluft ausgerichtete Kühlrippen 8,9,10 aufweist. Es kann vorteilhaft sein, auch die folgenden Zy­linkerköpfe mit einer oder mehreren Kühlrippen zu ver­sehen, die in Längsrichtung der Zylinderkopfreihe ausge­richtet sind.

[0011] Die Kühlrippen 8,9,10 sind gemäß Fig. 1 getrennt von dem quer zur Längsmittelachse 14 liegenden Kühlrippen 20 ange­ordnet. Diese Trennung kann so vorgesehen sein, daß eine Art Kanal zwischen den in Längsrichtung und den in Quer­richtung ausgerichteten Rippen geibldet ist.

[0012] Es kann zur widerstandsarmen Kühlluftumlenkung vorteilhaft sein, einige oder alle in Längsrichtung der Zylinderreihe ausgerichteten Kühlrippen 8.1, 9.1, 10.1 so auszubilden, daß sie jeweils in eine quergestellte Kühlrippe 20.1 über­gehen (Fig. 3 und 4). Die Übergänge sind dabei mit großen Umlenkradien R ausgebildet, die zur widerstandsarmen Luft­umlenkung beitragen. In Fig. 4 ist eine Ausbildung ge­zeigt, bei der der Übergang aus einem geraden Rippenteil­stücke 30 gebildet ist, das mit entsprechend gewählten Übergangsradien an die parallel zur Längsmittelachse 14 liegende Kühlrippe 8.1 bzw. 9.1 bzw. 10.1 und die zugeord­nete, rechtwinklig zur Längsmittelachse 14 liegende Kühl­rippe 20.1 anschließt. In dieser Ausführungsform sind die Kühlrippen 8.1, 9.1, 10.1 und 20.1 entsprechend der Längs­ erstreckung der Rippenteilstücke 30 kürzer ausgebildet. Die Rippenteilstücke 30 liegen bzw. unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsmittelachse.

[0013] Die vorderste, dem Gebläse 4 benachbarte, quergestellte Kühlrippe 11 des Zylinderkopfes 1a ist in Draufsicht L-förmig ausgebildet, wobei ihr kleinerer Schenkel 11a in der Ebene 14a (Fig. 2) der Längsmittelachse 14 der Zylin­derreihe 5 liegt.

[0014] Sowohl die quergestellten Kühlrippen 20 wie die in Längs­richtung ausgerichteten Kühlrippen 8,9,10 und 11a sind als tragende Elemente zur Abstützung des Brennraumbodens 22 gegen den Ventil- oder/und Nockenwellentrog 13 ausgebil­det.

Ansprüche

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit mehreren in ei­ner Reihe angeordneten Zylindern (1,2,3) sowie einem im Bereich des ersten Zylinders angeordneten Gebläse (4), das einen in Längsrichtung der Zylinderreihe (5) gerichteten Kühlluftstrom (K) erzeugt, der mittels einer Luftführung (7) umgelenkt und weitgehend quer durch die Zylinderreihe (5) geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (4) derart benach­bart zum ersten Zylinder (1) angeordnet ist, daß ein Teil seines Kühlluftstroms (K) in Längsrichtung der Zylinder­reihe (5) auf den ersten Zylinder (1) auftrifft und daß zumindest einige Kühlrippen (8,9,10) des Zylinderkopfes (1a) zumindest des ersten Zylinders (1) etwa in Strömungs­richtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichtet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (8,9,10) etwa parallel zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) ausgerichtet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit einem Axial­gebläse (4),
dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt (12) des Axialgebläses (4) teilweise mit dem ersten Zylinder (1) der Zylinderreihe (5) überdeckt (Fig. 2).

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Axialgebläse (4), dessen Längsmittelachse (15) parallel zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Mantellinie (16) der äußeren Gehäusemantelfläche (17) des Axialgebläses (4) gleichachsig zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) liegt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Kühlrippen (8,9,10) etwa auf einer Geraden (19) enden, die mit der Längsmittelachse (14) einen zum Gebläse (4) offenen, stumpfen Winkel (18) bildet.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die der Kühlluftführung (7) benachbarte, in Strömungsrichtung der einströmenden Kühl­luft (K) ausgerichtete Kühlrippe (8) die längste Ersteckung hat.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste quer zur Zylin­derkopfreihe (5) liegende Kühlrippe (11) in Draufsicht L-förmig ausgebildet und mit ihrem kleineren Schenkel (11a) in der Längsmittelebene (14a) (Fig. 2) der Längs­mittelachse (15) der Zylinderreihe (5) liegt.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der in Strö­mungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Kühl­rippen (8,9,10 bzw. 8.1, 9.1, 10.1) in die quer zur Längs­mittelachse (14) liegenden Rippen (20.1) übergehen, wobei die Übergänge zur widerstandsarmen Luftumlenkung ent­sprechend große Umlenkradien aufweisen.

9. Brennkraftmachine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der quer zur Längsmittelachse (14) der Zylinderreihe (5) angeordneten Kühlrippen (20) getrennt von den in Längsrichtung der Längsmittelachse (14) ausgerichteten Kühlrippen (8,9,10) angeordnet sind.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich einige Kühl­rippen(8,9,10) des ersten Zylinderkopfes (1a) in Strömungs­richtung des einströmenden Kühlluftstroms (K) ausgerichtet sind.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß alle in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichtete Rippen (8.1,9.1,10.1) mit je einer quer zur Längsmittelachse (14) liegenden Rippe (20) verbunden sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anpruch 8 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite quer zur Längsmit­telachse (14) liegende Rippe (20) mit einer in Strömungs­richtung des Kühlluftstroms (K) ausgerichteten Rippe (8.1, 9.1, 10.1) verbunden ist.

Zeichnung