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Frage an Motorenbauer / Ingenieure anhand Beispiel VW Motor

Themenstarteram 27. Mai 2011 um 17:04

Warum werden in Zylinderköpfen (hier am Bsp. Volkswagen VR6) so grosse Öffnungen für den Kühlmittelfluss/Kühlkreislauf und parallel dazu im Motorblock unten gegossen, wenn die Fliessgeschwindigkeit des Kühlmittels durch den Einsatz einer Zylinderkopfdichtung (ZKD, hier eine von Victor Reinz) in solch einem Maß reduziert wird, dass bei starker Hitze Druckbeulen in der ZKD entstehen und das Kühlmittel sich durch den Druck zwangsläufig unter die Dichtung schiebt ???

 

Sind die Reduzierungen in der ZKD Absicht, damit der Kopf ect. /Schaftdichtungen/Ventile nicht so heiss werden?

 

Was würde passieren, wenn die vorhandenen Öffnungen vom Zylinderkopf und Motorblock in der Zylinderkopfdichtung 1:1 übernommen werden ?

 

Kann hierzu jemand zur Aufklärung beitragen ?

Danke

Grüsse Möbelkiste

Vr6-block-ohne-dichtung
Vr6-block-mit-dichtung
Beste Antwort im Thema
Themenstarteram 18. Juli 2011 um 23:31

Volkswagen hat folgendes dazu mitgeteilt:

 

" Fuer die Wasserkerne im Zylinderkurbelgehaeuse und Zylinderkopf gibt es Zwaenge aus dem Herstellprozess, die eine Verschlankung der Kuehlmitteluebertritte/Uebertritte in den Gussteilen verhindern  - Wasserkerne in Zylinderkoepfen und Zylinderkurbelgehaeusen werden aus Formsanden hergestellt.

 

Fuer Transport und Handhabung in der Fabrik muessen diese Kerne ausreichend stabil (Querschnitte) ausgefuehrt werden -> Vermeidung Kernbrueche.

 

Das Kernmaterial muss nach dem Guss durch die Kuehlmitteluebertritte vollstaendig aus dem Zylinderkopf entfernt werden ->

Vermeidung Restschmutz.

 

Mit den relativ genau zu fertigenden Durchtritten in der Zylinderkopfdichtung steuert man die Gleichverteilung der

Kuehlmittelstroeme im Zylinderkopf. Ziel ist es, eine moeglichst gleichmaessige und effektive Kuehlung des Zylinderkopfs bei

geringen Stroemungsverlusten zu erreichen. Maximal grosse Querschnitte in den Kuehlmitteluebertritten koennen wie vermutet zur Ausbildung von Totwassergebieten und lokaler Ueberhitzung fuehren. Die Auslegung der erforderlichen Querschnitte erfolgte frueher durch Versuchsreihen mit transparenten Zylinderkoepfen am Stroemungspruefstand. Mit leistungsfaehigerer Rechnertechnik erfolgt die Optimierung heute auf Basis von 3D-CAD-Modellen mit Hilfe numerischer Rechenverfahren (CFD)."

 

Danke sehr !

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Sorry, bin kein Ingenieur/Entwickler, nicht mal aktiver Autoschrauber.

Könntest Du noch entsprechende Fotos vom Zyl-Kopf machen 1x mit 1x ohne Dichtung?

Danke!

(Kann mir nicht vorstellen, dass die Dichtung so schon verkaufsfertig ist)

Moin.

Was ähnliches ist mit aufgefallen als ich die ZKD an meinem 80er gewechselt habe

Die verbaute ZKD is von elring.

Wer genau hinschaut sieht, dass im block (und im kopf) um jeden zylinder 4 große kühlwasserbohrungen sind. Offen sind nur an zylinder nr.4 einige löcher für den kühlwasseraustausch.

Bei meinem motor gehe ich davon aus, dass das so gedacht ist, dass das wasser durch den kopf in den block zirkuliert, und nicht einfach nur wild und unkontrolliert umherströmt. Der alte audi motor hat nämlich vorne an zylinder 1. einen kühlwasserflansch und direkt darunter im block die ansaugung von der pumpe. Wäre die dichtung offen, würde das wasser vermutlich hauptsächlich um zylinder 1 zirkulieren, und nicht durch den kompletten motor....

Ich nehme mal an, dass das beim VR6 ähnlich ist.

Warum dann allerdings bohrungen im kopf & block sind... Evtl um einen gewissen wärmeaustausch zu gewährleistungen, material zu sparen, die bauteile zu erleichtern... ?

Gruß

Zitat:

Original geschrieben von Hacki81

 

Warum dann allerdings bohrungen im kopf & block sind... Evtl um einen gewissen wärmeaustausch zu gewährleistungen, material zu sparen, die bauteile zu erleichtern... ?

Gruß

Die kleinen Bohrungen in der ZKD könnten zur Entlüftung dienen, damit sich im Block keine Luft ansammeln kann.

Grüße

Na ja, im Motor sind die Bohrungen klein, weil einfach nicht mehr Platz ist. Man hätte sie auch da gern größer, geht aber nicht. Außerhalb des Motor wird durch den großen Querschnitt einfach die Fliessgeschwindigkeit reduziert. Die Schläuche würden sich sonst zusammenziehen.

Zitat:

Original geschrieben von Moebelkiste

Was würde passieren, wenn die vorhandenen Öffnungen vom Zylinderkopf und Motorblock in der Zylinderkopfdichtung 1:1 übernommen werden ?

Dann würde die Kühlflüssigkeit nur durch eine oder zwei Öffnungen zirkulieren und in den anderen Öffnungen stehen und überhitzen.

Also an hand der Bilder kann man kein Urteil fällen, hier müssten man den ganzen Kühlkreislauf betrachten.

1. Vermutung Wasser soll zeit x im Raum bleiben um genug Wärme auf zunehmen.

2. Fliessgeschwindigkeit soll hoch bleiben.

Ich sage mir immer, die Leute die das entwickelt haben, haben soviel Brain und bekommen soviel Geld das sie immer recht haben.

 

Aber der VR6 ist aber auch ein Motor der thermisch gesehen ziemlich kompliziert ist. Problem man muss immer Kompromisse schliessen in der Entwicklung, das führt dann zu sowas evtl.

Am besten du fragst mal bei einem renomierten VR6 Tuner an, was das zu bedeuten hat.

Entscheidend für die Kühlung ist es eine möglichst gute Umspülung der Zylinderwände zu erreichen damit diese gleichmässig gekühlt werden.

Wenn man genau hinsieht erkennt man das diese Freiräume im Block sehr gross sind und sehr weit um die Laufbuchsen rum gehen.

Das bringt eine deutlich bessere Kühlung besonders im Bereich des oberen Totpunkts.

Um diese grossen Freiräume beim gießen herstellen zu können müssen so grosse Öffnungen der Kanäle her weil wohl sonst der Sandkern nicht halten würde.

Also eher nen fertigungstechnisches Problem.

Die Löcher in der Zylinderkopfdichtung dienen dann als Drossel, diese sollen den Volumenstrom so reduzieren das durch alle Öffnungen gleich viel Wasser strömen kann.

Wären diese nicht da würde das Wasser sehr ungleichmässig durch die Löcher fliessen oder es müsste eine deutlich stärkere Wasserpumpe her. Alles nicht wirklich Zweckmässig.

Der nächste Schritt in der Konstruktion sind die sogenannten Open-Deck Motorblöcke.

Bei den hier gezeigten Blöcken würde man wohl von Semi Open Deck Blöcken sprechen.

Dazu gibts dann noch die Closed Deck Blöcke die wirklich nur einzelne Leitungen im Block haben.

Probleme der Open-Deck Blöcke waren früher die Stabilität und Verformung der Laufbuchsen, weswegen man lange Zeit die Semi Bauweise gebaut hat.

Themenstarteram 18. Juli 2011 um 23:31

Volkswagen hat folgendes dazu mitgeteilt:

 

" Fuer die Wasserkerne im Zylinderkurbelgehaeuse und Zylinderkopf gibt es Zwaenge aus dem Herstellprozess, die eine Verschlankung der Kuehlmitteluebertritte/Uebertritte in den Gussteilen verhindern  - Wasserkerne in Zylinderkoepfen und Zylinderkurbelgehaeusen werden aus Formsanden hergestellt.

 

Fuer Transport und Handhabung in der Fabrik muessen diese Kerne ausreichend stabil (Querschnitte) ausgefuehrt werden -> Vermeidung Kernbrueche.

 

Das Kernmaterial muss nach dem Guss durch die Kuehlmitteluebertritte vollstaendig aus dem Zylinderkopf entfernt werden ->

Vermeidung Restschmutz.

 

Mit den relativ genau zu fertigenden Durchtritten in der Zylinderkopfdichtung steuert man die Gleichverteilung der

Kuehlmittelstroeme im Zylinderkopf. Ziel ist es, eine moeglichst gleichmaessige und effektive Kuehlung des Zylinderkopfs bei

geringen Stroemungsverlusten zu erreichen. Maximal grosse Querschnitte in den Kuehlmitteluebertritten koennen wie vermutet zur Ausbildung von Totwassergebieten und lokaler Ueberhitzung fuehren. Die Auslegung der erforderlichen Querschnitte erfolgte frueher durch Versuchsreihen mit transparenten Zylinderkoepfen am Stroemungspruefstand. Mit leistungsfaehigerer Rechnertechnik erfolgt die Optimierung heute auf Basis von 3D-CAD-Modellen mit Hilfe numerischer Rechenverfahren (CFD)."

 

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