Schallgekapselte, luftgekühlte Brennkraftmaschine

Abstract

 Bei schallgekapselten, luftgekühlten Brennkraftmaschinen ist es notwendig, den Motor intensiv zu belüften, um einen Wärmestau innerhalb der Schallkapsel zu vermeiden. Ist die Belüftung nicht ausreichend, so kann es zum vorzeitigen Ausfall der Brennkraftmaschine kommen. Es soll bei einer derartigen schallgekapselten, luftgekühlten Brennkraft­maschine die innere Belüftung so verbessert werden, daß gegenüber einem nicht gekapselten Motor keine Leistungs­einschränkung vorgenommen werden muß, um temperatur­bedingte Ausfälle bei temperaturkritischen Bauteilen zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß zwei Auslaß­kanäle (3 a, 3 b) vorgesehen sind und im Luftführungsraum (4) die Kühlluft in einen Hauptstrom (5) zum Ölkühler (1) und in zwei Nebenströme (6, 10) zur direkten Kühlung der Brennkraftmaschine aufgeteilt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine schallgekapselte, luftgekühlte Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des ersten An­spruchs.

[0002] Bei schallgekapselten, luftgekühlten Brennkraftmaschinen ist es notwendig, den Motor intensiv zu belüften, um einen Wärmestau bzw. um Wärmenester innerhalb der Schallkapsel zu vermeiden. Ist die Belüftung nicht ausreichend, so kann es zum vorzeitigen Ausfall der Brennkraftmaschine kommen. Schallgekapselte, luftgekühlte Motoren können oftmals ihre Nennleistung zur Vermeidung einer thermischen Überbean­spruchung nicht erbringen.

[0003] Im deutschen Gebrauchsmuster 19 63 204 ist eine schall­gekapselte, luftgekühlte Brennkraftmaschine beschrieben, bei der sowohl der Einlaß als auch der Auslaß für die Kühlluft in der Schallkapsel einen Z- oder S-förmig gebo­genen Verlauf aufweisen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer schallgekapselten, luftgekühlten Brennkraftmaschine die innere Belüftung so zu gestalten, daß gegenüber einem nicht gekapselten Motor keine Leistungseinschränkung vor­genommen werden muß, um temperaturbedingte Ausfälle bei temperaturkritischen Bauteilen zu vermeiden.

[0005] Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß zwei Aus­laßkanäle vorgesehen sind und im Luftführungsraum die Kühlluft in einen Hauptstrom zum Ölkühler und in zwei Nebenströme zur direkten KÜhlung der Brennkraftmaschine aufgeteilt ist.

[0006] Dies bedingt eine intensive Belüftung der Schallkapsel, so daß gegenüber einem nicht gekapselten Motor keine Leistungseinschränkung vorgenommen werden muß, um tempera­turbedingte Ausfälle bei temperaturkritischen Bauteilen zu vermeiden.

[0007] Die Bezeichnung Hauptstrom und Nebenstrom sagt nichts über das Volumen dieser Ströme aus. Es kann durchaus sein, daß die Nebenströme ein größeres Volumen aufweisen als der Hauptstrom.

[0008] Vorteilhafterweise ist ein Auslaßkanal L-förmig und der andere Auslaßkanal Z-förmig ausgebildet, da durch diese Ausbildung eine optimale Anpassung der Kühlluftströmung an die Schallkapsel gewährleistet ist.

[0009] In einer erfindungsgemäßen Ausführung kühlt ein erster Nebenstrom den Zylinderkopf und ein zweiter Nebenstrom den Raum zwischen dem Motor und der Schallkapsel. Je nachdem, ob die Brennkraftmaschine vollständig luftgekühlt ist oder ein flüssigkeitsgekühltes, z. B. ölgekühltes Zylinderrohr aufweist, kühlt der erste Nebenstrom sowohl den Zylinder­kopf und den Zylinderrohrbereich oder aber nur den Zylinderkopf.

[0010] Erfindungsgemäß wird der Hauptstrom in Strömungsrichtung hinter dem Ölkühler in drei Teilströme aufgeteilt, von denen ein erster Teilstrom, zwischen dem Motor und der Schallkapsel geführt, den Motor umströmt und sich mit dem zweiten Nebenstrom vereint, ein zweiter Teilstrom zwischen Zylinderkopf und dem L-förmigen Auslaßkanal geführt ist, und ein dritter Hauptteilstrom direkt über den L-förmigen Auslaßkanal die Schallkapsel verläßt. Auf diese Weise ist das Kurbelgehäuse mit der Ölwanne und der Zylinderkopf­bereich vollständig von der Kühlluft umströmt, wobei der Hauptteilstrom über einen L-förmigen Auslaßkanal die Schallkapsel verläßt.

[0011] Zur Kühlung des Motors ist weiterhin vorgesehen, daß der erste und zweite Nebenstrom und der erste und zweite Teil­strom die Schallkapsel über den Z-förmigen Auslaßkanal verlassen. Um einen erhöhten Förderdruck und Fördermenge des Kühlgebläses zu erreichen, wird, wenn erforderlich, zweckmäßigerweise die Drehzahl des Kühlgebläses erhöht. Dadurch wird der höhere Systemwiderstand kompensiert und der zusätzliche Kühlluftstrom ermöglicht.

[0012] Um die Kanalwiderstände zu verringern, sind zweckmäßiger­weise in den Ein- und Auslaßkanälen Umlenkungen angeordnet.

[0013] In weiterer vorteilhafter Ausführung sind die Austritts­öffnungen der Auslaßkanäle nebeneinander angeordnet. Dadurch können die austretenden Kühlluftströme über eine gemeinsame Abführleitung weitergeleitet werden.

[0014] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform betrifft den Ansaugluftfilter, der vorteilhafterweise im Einlaßkanal angeordnet ist, wobei der Filterwartungsdeckel des Ansaug­ luftfilters außerhalb der Schallkapsel liegt. Erfindungs­gemäß ist das Ansaugluftfilter ein Zyklonfilter, wobei die Staubaustrittsöffnung des Zyklonfilters im Kühlluftstrom des Einlaßkanals angeordnet ist und vor dem Ansaugstutzen des Luftfilters ein Schalldämpfer angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann die Schallkapsel äußerst kompakt und glattflächig aufgebaut sein. Außerdem wird dadurch eine Ansauggeräuschdämpfung erzielt.

[0015] Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung des Zyklonfilters wird die Kühl- und Verbrennungsluft über einen gemeinsamen Z-förmigen Einlaßkanal angesaugt. Da die Staubaustritts­öffnung des Zyklonfilters im Kühlluftstrom des Einlaß­kanals angeordnet ist, kann der Staubaustrag aus dem Zyklonfilter von dem Kühlluftstrom mitgerissen und durch den Motor gefördert werden, bis er schließlich über den L- bzw. Z-förmigen Auslaßkanal wieder ins Freie gelangt. Durch diese Anordnung ist auch die Geräuschentwicklung des Staubaustrittsventils in die Schallkapsel einbezogen.

[0016] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäße schallgekapselte, luft­gekühulte Brennkraftmaschine im Querschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Einlaßkanal einer er­findungsgemäßen Brennkraftmaschine in Längsrichtung,

Fig. 3 dieselbe schallgekapselte Brennkraftmaschine als Sicht auf eine Stirnseite.

[0017] Die Figuren zeigen eine schallgekapselte, luftgekühlte Brennkraftmaschine, die sämtliche für den Betrieb einer Brennkraftmaschine nötigen Teile und Aggregate aufweist. Bei der gezeigten Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit eingegossenen Zylinderlaufbuchsen 12 in der Open-Deck-Anordnung, d. h. zwischen der Zylinderlaufbuchse 12 und dem Kurbelgehäuse 9 ist ein Ringraum 13 angeordnet, der zum Zylinderkopf 7 hin offen ist. Zur Kühlung wird durch diesen Ringraum 13 vorteilhafterweise Kühlöl geleitet. In der Zylinderlauf­buchse 12 ist ein Kolben 14 geführt, der über einen Pleuel 15 mit der Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine verbunden ist. Der Zylinderkopf 7 ist nur andeutungsweise gezeigt, wobei hier besonders zu betonen ist, daß dieser luft­gekühlt ist und deswegen Luftkanäle 17 aufweist.

[0018] Zur Kühlung der Brennkraftmaschine wird Kühlluft von einem nicht gezeigten Kühlgebläse durch einen Z-förmigen Einlaß­kanal 19 in einen Luftführungsraum 4 gefördert und dort erfindungsgemäß in einen Hauptstrom 5 zum Ölkühler 1 und in zwei Nebenströme 6, 10 zur direkten Kühlung der Brenn­kraftmaschine aufgeteilt.

[0019] Die beiden Nebenströme 6, 10 teilen sich derart auf, daß ein erster Nebenstrom 6 den Zylinderkopf 7 kühlt, und ein zweiter Nebenstrom 10 den Raum zwischen dem Motor und der Schallkapsel 2 kühlt.

[0020] In Strömungsrichtung hinter dem Ölkühler 1 teilt sich der Hauptstrom 5 in drei Teilströme 8 a, 8 b, 8 c auf. Die Hauptmenge des Kühlluftstroms verläßt über den dritten Hauptteilstrom 8 c durch den L-förmigen Auslaßkanal 3 a die Schallkapsel 2. Die Wände des L-förmigen Auslaßkanals 3 a sind mit einer schalldämmenden Schicht ausgekleidet. Dies ist auch beim zweiten Auslaßkanal 3 b der Fall, der später beschrieben wird.

[0021] Neben dem Hauptteilstrom 8 c teilt sich der Kühlluftstrom hinter dem Ölkühler noch in zwei Teilströme 8 a und 8 b auf, von denen der erste Teilstrom 8 a zwischen dem Motor und der Schallkapsel 2 geführt, den Motor umströmt und sich mit dem zweiten Nebenstrom 10 vereint. Ein zweiter Teilstrom 8 b ist zwischen dem Zylinderkopf 7 und dem L-förmigen Auslaßkanal 3 a geführt.

[0022] Der erste und der zweite Nebenstrom 6, 10 und der erste und zweite Teilstrom 8 a, 8 b verlassen die Schallkapsel über einen Z-förmigen Auslaßkanal 3 b. Dieser Auslaßkanal 3 b ist an einer Seite der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei die Austrittsöffnungen 20 der beiden Auslaßkanäle 3 a, 3 b nebeneinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die austretenden Kühlluftströme über eine gemeinsame Abführleitung weitergeleitet werden können. Um die Kanalwiderstände in den Auslaßkanälen 3 a, 3 b zu verringern, sind vorteilhafterweise Umlenkbleche 11 in diesen vorgesehen.

[0023] Die Teilströme 8 a, 8 b können auch derart geführt sein, daß der Teilstrom 8 a vom Nebenstrom 10 und Teilstrom 8 b vom Nebenstrom 6 abzweigt.

[0024] Um eine ausreichende Kühlluftmenge zu erhalten, wird vor­teilhafterweise der Förderdruck und die Fördermenge des Kühlgebläses erhöht. Dies kann z. B. durch eine Erhöhung der Drehzahl erreicht werden.

[0025] Die Figuren 2 und 3 zeigen die vorteilhafte Ausführungs­form, daß im Einlaßkanal 19 ein Ansaugluftfilter an­geordnet ist, wobei der Filterwartungsdeckel des Ansaug­luftfilters außerhalb der Schallkapsel 2 liegt. Dieses Ansaugluftfilter ist erfindungsgemäß ein Zyklonfilter 21. Vorteilhafterweise ist vor dem Ansaugstutzen des Luft­filters ein Schalldämpfer angeordnet. Diese Ausführung ist in den Figuren nicht dargestellt. Desweiteren ist die Staubaustrittsöffnung 22 des Zyklonfilters 21 im Kühlluft­strom des Einlaßkanals 19 angeordnet.

[0026] Der Luftstrom wird vom Kühlgebläse 20 in den Einlaßkanal 19 gefördert, wo er in einen Kühl- und Verbrennungsluft­strom aufgeteilt wird. Der Kühlluftstrom führt durch das Kühlgebläse in den Luftführungsraum, von dem die Kühlluft zum Ölkühler bzw. an die zu kühlenden Stellen der Brenn­kraftmaschine gefördert wird. Der Verbrennungsstrom führt durch das Zyklonfilter 21 in die Ansaugkanäle der Brenn­kraftmaschine.

[0027] Das Zyklonfilter 21 ist dem Einlaßkanal 19 so angeordnet, daß die Staubaustrittsöffnung 22 des Zyklonfilters 21 im Kühlluftstrom des Einlaßkanals 19 angeordnet ist. Dies hat zur Folge, daß der Staubaustrag aus dem Zyklonfilter 21 von dem Kühlluftstrom mitgerissen wird und durch den Motor gefördert wird, bis er schließlich über den Auslaßkanal die Schallkapsel 2 wieder verläßt.

Ansprüche

1. Schallgekapselte, luftgekühlte Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine mit einem Kühlgebläse und einem Ölkühler (1) vollständig von einer geräusch­dämpfenden Schallkapsel (2) umgeben ist und in der Schall­kapsel (2) Auslaßkanäle und ein Z-förmiger Einlaßkanal (19) für die Kühlluft angeordnet ist und die Kühlluft, vom Kühlgebläse gefördert, durch den Einlaßkanal (19) in einen innerhalb der Schallkapsel (2) angeordneten Luftführungs­raum (4) gelangt,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Auslaßkanäle (3 a, 3 b) vorgesehen sind und im Luftführungsraum (4) die Kühlluft in einen Hauptstrom (5) zum Ölkühler (1) und in zwei Nebenströme (6, 10) zur direkten Kühlung der Brennkraft­maschine aufgeteilt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaßkanal (3 a) L-förmig und der andere Auslaßkanal (3 b)Z-förmig ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Nebenstrom (6) den Zylinderkopf (7) kühlt.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Nebenstrom (10) den Raum zwischen dem Motor und der Schallkapsel (2) kühlt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter dem Ölkühler (1) der Hauptstrom (5) in drei Teilströme (8 a, 8 b, 8 c) aufgeteilt ist, von denen ein erster Teil­strom (8 a) zwischen dem Motor und der Schallkapsel (2) geführt, den Motor umströmt und sich mit dem zweiten Nebenstrom (10) vereint, ein zweiter Teilstrom (8 b) zwischen dem Zylinderkopf (7) und dem L-förmigen Auslaß­kanal (3 a) geführt ist, und ein dritter Hauptteilstrom (8 c) direkt über den L-förmigen Auslaßkanal (3 a) die Schallkapsel verläßt.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Nebenstrom (6, 10) und der erste und zweite Teilstrom (8 a, 8 b) die Schallkapsel (2) über den Z-förmigen Auslaßkanal (3 b) verlassen.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß im Ein- und Auslaßkanal (19, 3 a, 3 b) Umlenkungen (11) angeordnet sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (23) der Auslaßkanäle (3 a, 3 b) nebeneinander angeordnet sind.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Ansaugluftfilter,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugluftfilter im Ein­ laßkanal (19) angeordnet ist und der Filterwartungsdeckel des Ansaugluftfilters außerhalb der Schallkapsel (2) liegt.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugluftilter ein Zyklonfilter (21) ist.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ansaugstutzen des Luftfilters ein Schalldämpfer angeordnet ist.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Staubaustrittsöffnung (22) des Zyklonfilters (21) im Kühlluftstrom des Einlaß­kanals (19) angeordnet ist.

Zeichnung