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Zweiteiliger Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
Gegenstand der Erfindung ist ein zweiteiliger
Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen, insbeson- dere für schlitzgesteuerte Zweitaktmotoren.
Eine Zweiteilung des Zylinderkopfes ist bei
Brennkraftmaschinen bereits in mehreren Aus- führungen bekannt.
Bei Grossdieselmotoren z. B., deren Zylinder- durchmesser 500 mm und darüber beträgt, wird der Zylinderkopf allgemein zweiteilig ausgeführt.
Die Teilung erfolgt hiebei in den eigentlichen
Zylinderkopf, der in üblicher Weise als Gusskörper ausgebildet und mit allseits geschlossenen Kühl- wasserräumen und Öffnungen zur Aufnahme der
Kraftstoffdüse und gegebenenfalls der Ventile ausgestattet ist, und in einen Tragkörper, der jenen eigentlichen Zylinderkopf aussen umschliesst. Bei
Grossmotoren sind oben die Festigkeits-und Wärmebeanspruchungen des Zylinderkopfes wesentlich gesteigert und können nur mittels zusätzlichen Tragkörpem, die möglichst frei von Wärmebeanspruchungen gehalten werden, beherrscht werden.
Da bei dieser Ausführung der eigentliche Zylinderkopf ein allseitig geschlossenes, mit Kühlwasserräumen, Düse und gegebenenfalls Ventilen ausgestattetes Bauelement darstellt, zu welchem zusätzlich noch der Tragkörper hinzukommt, erfordert diese Art der Konstruktion einen hohen Bau-und Gewichtsaufwand, der nur im Grossmotorenbau verantwortet werden kann.
Bei kleineren Verbrennungsmotoren sind zweiteilige Zylinderköpfe vor allem bei mittels Rohrschiebern gesteuerten Motoren bekannt. Bei diesen Ausführungen sind aus konstruktiven Gründen die Zylinderköpfe tief in den Zylinderraum hineingezogen, um eine entsprechende Führung und Kühlung des Rohrschiebers auch oberhalb der Ladungswechselkanäle zu ermöglichen. Auch für nicht schiebergesteuerte Motoren ist eine derartige Zweiteilung mit in den Zylinder hineingebautem Zylinderkopf vorgeschlagen worden, wodurch vor allem bei Verwendung eingesetzter Zylinderlaufbüchsen üblicher Bauart der Verbrennungsraum aus der schlecht gekühlten Flanschpartie in ein besser gekühltes Gebiet im Innern des Zylinders verlegt werden soll.
Bei zweiteiliger Ausführung von Zylinderköpfen dieser Art wird der tief in den Zylinder ragende Teil als eigentlicher Zylinderkopf ausgebildet und stellt gleichzeitig die innere Begrenzung des Kühlwasserraumes dar. Nach aussenhin wird der
Kühlwasserraum durch ein den zweiten Teil der
Zylinderkopfkonstruktion darstellenden, am
Kurbelgehäuse befestigten Deckel abgeschlossen, der die entsprechenden, mit Ringdichtungen abgedichteten Durchführungen für Kraftstoffdüse bzw. Zündkerze oder gegebenenfalls Ventile enthält. Die Befestigung des unteren, den eigent- lichen Zylinderkopf darstellenden Teiles erfolgt mittels eines an seinem oberen (äusseren) Ende angegossenen Ringflansches. Dieser Ringflansch ist hiebei entweder direkt am Kurbelgehäuse aufgeschraubt, oder in einem am Kurbelgehäuse befestigten Ring zur Geräuschdämpfung elastisch eingebettet.
Ferner kann derselbe in eine entsprechende Aufnahme des Kurbelgehäuses oder gegebenenfalls der Zylinderlaufbüchse eingelegt und mittels des als Klemmring ausgebildeten Teiles des Zylinderkopfes, welcher am Kurbelgehäuse befestigt wird und die äussere Begrenzung des Kühlwasserraumes darstellt, festgeklemmt werden.
Alle Motorausführungen mit in den Zylinder hineingebautem Zylinderkopf und tief in den Zylinder hineinverlegtem Verbrennungsraum haben den Nachteil, dass der im Zylinder liegende Teil des Zylinderkopfes nicht im eigentlichen Kühlwasserstrom liegt. Vor allem aber muss bei einer solchen Konstruktion das Kurbelgehäuse um ein beträchtliches Mass nach oben (aussen) verlängert werden. Diese Massnahme vergrössert das Kurbelgehäusegewicht und das Motorengewicht wesentlich.
Man wird aus diesem Grunde bestrebt sein, um an Motorgewicht zu sparen, die Teilnahme zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse möglichst vom oberen Kolbentotpunkt in Richtung zur Kurbelwelle zu verlegen, um so die Höhe des Kurbelgehäuses zu verkleinern.
Es sind wohl einteilige Zylinderkopfausführungen dieser Art bekannt, bei welchen die Einzylinderlaufbahnbüchse in den Zylinderkopf hineinragt, am Zylinderkopfboden angeflanscht und mittels Schrauben befestigt und derart im Kurbelgehäuse längsverschieblich gelagert ist, dass Wärmedehnungen der Büchse ungehindert stattfinden können, was besonders für die stark wärmebeanspruchten Zylinderlaufbüchsen von Zweitaktmotoren von Bedeutung ist. Einteilige Zylinderkopfausführungen dieser Art haben aber den Nachteil, dass die Kühlung des Flansches den Zylinderschaft, der zur Unterbringung der
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Verbindungsschrauben besonders stark ausgebildet werden muss, Schwierigkeiten bereitet.
Es ist zwar zur Verbesserung der Kühlung der Flansch der Zylinderlaufbüchse mit Kühlwasserbohrungen versehen worden, die in entsprechenden Bohrungen des Zylinderkopfbodens ihre Fortsetzung finden, aber diese Kühlbohrungen im Flansch der Zylinderlaufbüchse stellen eine unerwünschte Schwächung der Zylinderlaufbüchse dar.
Erfindungsgemäss wird nun, wie aus Fig. 1 der Zeichnung, die den Querschnitt nach Schnitt A-B der Fig. 2 zeigt und die Fig. 2, die eine Draufsicht des Erfindungsgegenstandes darstellt, ersichtlich ist, der Zylinderkopf, bei welchem die Dichtebene zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse vom oberen Kolbentotpunkt in Richtung der Kurbelwelle vorverlegt ist und bei welchem die zu einem Teil in den Zylinderkopf hereinreichende Zylinderlaufbüchse e am Zylinderkopfboden angeflanscht und mittels Schrauben befestigt ist, derart zweiteilig ausgeführt, dass in den Zylinderkopfmantel a die Bodenplatte b eingesetzt und zwischen Zylinderkopfmantel a und Zylinderlaufbüchse e durch im Flansch der Zylinderlaufbüchse sitzende Schrauben d geklemmt wird,
so dass sowohl der Flansch der Zylinderlaufbüchse e als auch ein Teil der Zylinderkopfbodenplatte b am ganzen Umfang von einem Kühlwassermantel umgeben ist und das Kühlwasser aus dem Raum 1, vom äusseren Umfang der Bodenplatte b durch schräg nach oben durch die Bodenplatte b führende Bohrungen m in den Kühlwasserraum n des Zylinderkopfes geleitet wird. Vom Kühlwasserraum n wird das Kühlwasser durch die Bohrung o nach aussen abgeführt. Diese Massnahme sorgt für eine besonders gute Kühlung des Flansches der Zylinderlaufbahnbüchse e, ohne dass dadurch eine Verbreiterung des Zylinderkopfes oder Schwächung des Flansches der Zylinderlaufbüchse eintritt.
Der Zylinderkopfmantel a ist mittels Stiftschrauben s und Muttern f am Kurbel- gehäuse g befestigt. Die Zylinderkopfbodenplatte b kann als Gesenkstück ausgebildet werden und ist in bekannter Weise mit einer Pfeife i versehen, die zur Aufnahme der Düse c dient und durch den Zylinderkopfmantel a hindurchgeführt und in der'Durchführung mittels eines Gummiringes k abgedichtet ist.