INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A SOUND INSULATING ENCLOSURE SURROUNDING THE SAME

Abstract: 1. An internal combustion engine comprising a sound-insulating capsule, which encloses the engine and defines a space for collecting lubricating oil, characterized in that at least portions of the capsule wall constitute a heat accumulator owing to the provision of heat-accumulating material (5), which has been applied to the inside surface of the capsule wall and is contacted by splashed oil, and constitute a heat exchanger because their surface area has been increased (6).

Description: Brennkraftmaschine mit einer sie umschliessenden, schallisolierenden Kapsel Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer sie umschliessenden, schallisolierenden Kapsel. Kapseln dieser Art, die vorzugsweise aus Blech oder Leichtmetallguss hergestellt werden, können entweder eine in sich abgeschlossene konventionelle Brennkraftmaschine umhüllen und an dieser selbst oder auch am Fahrzeugrahmen befestigt sein. Es sind aber auch schon sogenannte nasse Kapseln bekannt, die den Abschluss der Schmierölräume der Brennkraftmaschine nach aussen bilden, also den Schmieröl sumpf beinhalten, und deren Wände innenseitig mit Spritzöl beaufschlagt sind. Bei Brennkraftmaschinen mit trockener, also ausschliesslich der Verringerung der Geräuschabstrah- lung dienender Kapsel treten im Betrieb häufig Schwierig keiten dadurch auf, dass die sich in der Kapsel stauende wärme nicht in ausreichendem Plass abgeführt werden kann. Bei allen Brennkraftmaschinen ist ein Kühlsystem für das Kühlwasser und/oder für das Schmieröl erforderlich, wobei im allgemeinen ein Kühler mit einem entsprechenden von der Brennkraftmaschine selbst oder über einen Elektromotor angetriebenen Lüfter vorgesehen ist. Um Kraftstoff einzusparen und den vergleichsweise grossen Raumbedarf für das Kühlsystem einzuschränken, ist es wünschenswert, die ses zu verkleinern oder überhaupt zu vermeiden. Eine weitere ungünstige Eigenschaft von Brennkraftmaseinen ist auch darin zu erblicken, dass nach langen Abkühlphasen bei niedrigen Aussentemperaturen ein neuerlicher Start zeitweise erschwert bzw. mit erhöhter Abgasemission und auch erhöhtem Kraftstoffverbrauch während des Warmlaufvorganges verbunden ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die eingangs geschilderte Brennkraftmaschine so zu verbessern, dass mit einfachen Mitteln das Kühlsystem verkleinert wird und günstigere Verhältnisse beim Starten nach längerer Betriebsunterbrechung erreicht werden. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Kapselwand zumindest bereichsweise durch oberflächlich aufgebrachtes und/oder in Hohlräume eingefülltes wärmespeicherndes Material als Wärmespeicher und/oder durch Oberflächenvergrösserung als Wärmetauscher ausgebildet ist. Durch die Anordnung von wärmespeichernden Bereichen an der Kapselwand wird dort während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine Wärme aufgenommen und während des Maschinenstillstandes langsam wieder an die die Brennkraftmaschine umgebende Luft bzw. an diese selbst abgegeben. Dadurch geht dann der Abkühlvorgang der Maschine wesentlich langsamer vor sich und ein neuerlicher Start wird erle ich- tert. Die Brennkraftmaschine kommt nach dem Start auch rascher wieder auf volle Betriebstemperatur, was die Phase erhöhter Abgaserission und erhöhtem Kraftstoffverbrauchs verkürzt. Durch die Ausbildung eines Teiles der Kapselwand als Wärmetauscher kann Wärme von der Brennkraftmaschine über diesen nach aussen abgeführt werden, wodurch es möglich ist, Bereiche der Brennkraftmaschine thermisch zu entlasten und dadurch das Kühlsystem in seinem Umfang zu verringern. Handelt es sich um eine Brennkraftmaschine, bei der die Kapsel einen Schmierölsammelraum bildet, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass das wärmespeichernde Material an der Innenseite der Kapselwand angeordnet, von Spritzöl beaufschlagt und gegebenenfalls gerippt ist. Die Wärme übertragung von der Brennkraftmaschine an das wärmespeichernde Material erfolgt dabei auf einfache Weise durch das im Kapselinnenraum herumspritzende Schmieröl. Während der Stillstands- und Abkühlungsphasen der Brennkraftmaschine bleibt das vom Schmieröl aufgewärmte, wärmespeichernde Material lange auf höherer Temperatur und gibt die gespeicherte Wärme langsam an die Maschine ab. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Kapselwand in an sich bekannter Weise zur Oberflächenvergrösserung mit Rippen versehen. Diese Rippen können sowohl an der Kapselaussenseite als auch an der -innenseite angeordnet sein, je nach dem, ob sie den Wärmetauscher bilden oder zur Verstärkung des Wärmespeichereffektes dienen sollen. Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen heissen Teilen der Brennkraftmaschine und der Kapselwand ein an sich bekanntes Wärmerohrsystem angeordnet ist. Wärmerohre haben die Eigenschaft, einen besonders intensiven Wärmetransport zu ermöglichen. Durch die Verbindung von heissen Teilen der Brennkraftmaschine, aus denen das Wärmerohr Wärme entnimmt, mit den entsprechenden Bereichen der Kapselwand, an die das Wärmerohr die wärme wieder abgibt, kann die Wärmeabfuhr von der Brennkraftmaschine zu der als Speicher oder Wärmetauscher ausgebildeten Kapselwand wesentlich intensiviert werden. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Wärmerohre einerseits mittel- oder unmittelbar vom Kühlwasser und/oder vom Schmieröl beaufschlagt, anderseits an die Kapselwand angeschlossen sind. Damit ist es möglich, dass die Kühlung der Brennkraftmaschine vollkommen von der Kapselwand übernommen und ein eigener Wasser und/ oder Ölkühler entbehrlich wird. Erfindungsgemäss ist schliesslich der als Wärmetauscher ausgebildete Bereich der Kapsel einem mühlluftstrom ausgesetzt, den die als Wärmespeicher dienenden Wandbereiche entzogen sind. Dadurch ist es möglich, einerseits die Kühlung der Brennkraftmaschine in ausreichenden sfasse sicherzustellen und anderseits die für die Abkühl- und Startphasen der Maschine zu speichernde 91arme zu erhalten. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ergeben sich nicht nur die geschilderten wärmetechnischen Vorteile, sondern es wird auch der geräuschdämmende Effekt erhöht und durch die Rippen eine Versteifung der Kapselwände erreicht, die eine weitere Verbesserung des Schalldämmvermögens mit sich bringen kann. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. l den Vertikalschnitt durch eine eine Brennkraftma schine umschliessende Kapsel nach der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 die Kapsel in Seitenansicht, Fig. 3 eine Draufsicht bei abgenommenen Deckel bzw. Ober teil und Fig 4 ein Wärmerohr im Schnitt. Die die Brennkraftmaschine 1 umschliessende schallisorende Kapsel besteht aus dem Kapselmittelteil 2, dem Kapseldeckel bzw. -oberteil 3 und der Ölwanne 4, da die Kapsel für die Brennkraftmaschine l den Schmierölsammelraum bildet. Die eine Hälfte des Kapselmittelteiles 2 und des Kapseldeckels bzw. -oberteiles 3 ist innenseitig mit einer Auflage von wärmespeicherndem Material 5 versehen. Als wärmespeicherndes Material kommt beispielsweise eine Keramikmasse in Frage. Es ist aber auch möglich, die Kapselwand mit Hohlräumen zu versehen und in die Hohlräume Wasser, Glyzerin od.dgl. als wärmespeicherndes Material einzufüllen. Das von der Brennkraftmaschine 1 während ihres Betriebes umhergeschleuderte Schmieröl gelangt an die Kapselwände und erwärmt dort das speichernde Material 5. Bei Stillstand der Maschine bleibt die Wärme im wärmespeichernden Material 5 lange erhalten, so dass die Wiederinbetriebnahme der Maschine erleichtert wird. Die andere Hälfte des Kapselmittelteiles 2 bzw. Kapsel oberteiles 3 ist zur Oberflächenvergrösserung mit äusseren Wandrippen 65 versehen, die einer Intensivierung der Wärmeabfuhr nach aussen dienen und somit einen Wärmetauscher bilden. Die Rippen 6 sind dem Kühlluftstrom eines Ventilators 7 ausgesetzt, der beispielsweise gleichzeitig als Lüfter für den Wasserkühler 8 der Brennkraftmaschine 1 dienen kann. Die als Wärmespeicher dienende Kapselhälfte besitzt selbstverständlich keine Aussenrippen und ist so im wesentlichen dem Kühlluftstrom des Ventilators 7 entzogen. Gemäss Fig. 3 sind zur Verbesserung des Wärmetransportes von den heissen Teilen der Brennkraftmaschine 1 zur Kapselwand strichpunktiert angedeutete Wärmerohre 9 vorgesehen. Eines der Wärmerohre 9 entnimmt die Wärme direkt dem Kühlwassersystem und gibt sie an die mit Kühlrippen 6 besetzte Kapselhälfte weiter. Daher kann der Wasserkühler 8 kleiner ausgeführt werden. Auch der Ölfilterkopf 10 ist über Wärmerohre 9 mit der Kapselwand verbunden, wobei ein Wärme rohr 9 zu dem mit dem Wärmespeichermaterial 5 ausgekleideten Tandbereich der Kapsel führt und ein Wärmerohr vom Ölfilterkopf 10 zu der Wand der als Wärmetauscher dienenden Xapselhälfte gelegt ist. Besonders heisse Bereiche der Brennkraftmaschine 1, wie der Zylinderkopf 11 oder die Auspuffleitung, können ebenfalls rnit der Wand der einen oder anderen Kapselhälfte verbunden sein. Gemäss Fig. 4 besteht ein Wärmerohr 9 aus einem aus Metall aebildeten geschlossenen Hohlkörper 12, der eine Heizzone 13, eine Kühlzone 14 und eine Transportzone 15 aufweist. Im Inneren des Hohlkörpers 12 ist ein Drahtma schengeflecht 16 mit Kapillarstruktur angeordnet; der Hohl- raum ist mit einer als Wärmeträger dienenden Flüssigkeit gefüllt. Die Heizzone 13 wird in jenern Bereich der Brennkraftmaschine 1 angeordnet, aus dem Wärme abgeführt werden soll, wogegen die Kühlzone 14 an die Kapselwand angeschlossen ist. In der Heizzone 13 wird der flüssige Wärmeträger verdampft, und durch die Kapillarstruktur des Drahtmaschengeflechtes 16 strömt Dampf in Richtung zur Kühlzone 14, wo er kondensiert und die Wärme wieder abgibt. Das Kondensat wird durch die Saugwirkung der Kapillaren zur Heizzone 13 zurücktransportiert. Die Formgebung des Wärmerohres 9 ist beliebig, wobei auch ein Wärmetransport über relativ weite Strecken möglich ist. Die Transportzone 15 ist selbstverständlich gegenüber der Umgebung mit Wärme-Isolier-material abzuschirmen.

Claims: Brennkraftmaschine mit einer sie umschliessenden, schallisolierenden Kapsel 1. Brennkraftmaschine mit einer sie umschliessenden schallisolierenden Kapsel, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwand zumindest bereichsweise durch oberflächlich aufgebrachtes und/oder in Hohlräume eingefülltes, wärmespeicherndes Material (5) als Wärmespeicher und/oder durch Oberflächenvergrösserung (Rippen 6) als Wärmetauscher ausgebildet ist. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Kapsel einen Schmierölsammelraum bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmespeichernde Material (5) an der Innenseite der Kapselwand angeordnet, von Spritzöl beaufschlagt und gegebenenfalls gerippt ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwand in an sich bekannter Weise zur Oberflächenvergrösserung mit Rippen (6) versehen ist. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen heissen Teilen (10,11) der Brennkraftmaschine (1) und der Kapselwand ein an sich bekanntes Wärmerohrsystem (9) angeordnet ist. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmerohre (9) einerseits mittel- oder unmittelbar vom Kühlwasser und/oder vom Schmieröl beauf schlagt, anderseits an die Kapselwand angeschlossen sind. 6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmetauscher ausgebildete Bereich der Kapsel (2,3,4) einem Kühlluftstrom ausgesetzt ist, dem die als Wärmespeicher dienenden Wandbereiche entzogen sind.

Inventors: MOSER, FRANZ, DR. DIPL.-ING.
Applicants: STEYR-DAIMLER-PUCH AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F02B77
IPC codes: F02B77, F02F7, F01P9, F01P11