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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vierventilzylinderkopf für luftgekühlte einzeln stehende Zylinder von Viertaktbrennkraftmaschinen, insbesondere für Motorradmotoren, mit je zwei einander gegenüberliegenden Einund Auslassventilen, die jeweils paarweise V-förmig hängend in zwei sich etwa rechtwinkelig kreuzenden Ebenen angeordnet sind und mit je einem Gaswechselkanal zu jedem Ein- und Auslassventil, von denen die Einlasskanäle etwa in der Ebene der Einlassventile angeordnet sind, wogegen die Auslasskanäle etwa in einer Querebene zur Zylinderachse liegen.
Die Einlassventile sind in Richtung der Kühlluftströmungsrichtung angeordnet, die
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undNr. 181466) nicht durchsetzen, weil bei dieser die Ventile symmetrisch zu beiden Seiten der Maschinenlängsachse hintereinander angeordnet waren, so dass die eine Auslasspartie im Windschatten lag, wodurch eine ungleichmässige Wärmeverteilung und einseitige Überhitzung des Zylinderkopfes verursacht wurde. Ausserdem ergaben sich durch die nach vorn und nach rückwärts schräg aus dem Zylinderkopf ausmündenden Gaswechselkanäle ungleiche Auspuffrohrlängen, welche die Motorleistung nachteilig beeinflussten und begrenzten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Auslasskanäle in einem entgegen der Kühlluftströmungsrichtung offenen Winkel von zirka 60 bis 1200 angeordnet sind und dass von den Einlasskanälen in an sich bekannter Weise mindestens einer entweder parallel oder radial zur Zylinderachse verläuft. Durch diese Ausbildung liegen die sich von innen heraus selbst kühlenden Einlassleitungen und die Einlassventile in Kühlluftströmungsrichtung hintereinander, ohne dass diese gegenseitig sich die Kühlluft abschirmenden Teile einer Überhitzungsgefahr ausgesetzt sind. Die heissen Bereiche der Auslassventile und Leitungen liegen dagegen quer im Kühlluftstrom und ragen seitlich frei in diesen hinein, so dass sie besonders intensiv gekühlt werden.
In Verbindung mit einer zweckmässigen Anordnung und Gestaltung der Kühlrippen lässt sich auf diese Weise eine sehr gleichmässige Wärmeverteilung über den ganzen Zylinderkopf
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gekühlt werden. Ferner ist eine gleich lange Ausbildung der Abgasleitungen sowie eine sich in der unteren Partie des Motorrades eng an das Maschinengehäuse anschmiegende Verlegung der Auspuffrohre ohne enge Krümmung möglich.
Zur Erzielung eines besonders hohen Füllungsgrades bei einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemässem Zylinderkopf wird weiter vorgeschlagen, dass mindestens ein Einlasskanal in an sich bekannter Weise parallel zur Zylinderachse angeordnet ist. Gegenüber bekannten Ausbildungen mit radialer Anordnung beider Einlasskanäle, bei dem die Einlassströme aufeinanderprallen, was zu Füllungsverlusten führt, wird dadurch eine gegenseitige Störung der Einlassströmungen im Zylinder vermieden, denn diese strömen dann entweder parallel-bei Anordnung beider Einlasskanäle zur Zylinderachse-oder gleichgerichtet nacheinander-bei gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung etwa radialer Anordnung eines Einlasskanals zur Zylinderachse-in den Zylinder ein. Dadurch bildet sich im Zylinder eine Spülströmung aus, die nur eine sehr geringe Vermischung von Frisch-und Abgasteilen ergibt.
Dadurch treten nur geringe Frischgasverluste durch die Abgasleitungen und geringe Abgasreste im Brennraum auf.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Fig. l zeigt einen vierventiligen luftgekühlten Zylinderkopf für einen Einzylinder-Motorradmotor in Draufsicht mit einem Teilschnitt durch einen Abgaskanal, Fig. 2 den Zylinderkopf nach Fig. l im Schnitt in der Ebene der Einlassventile
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(Linie III-III in Fig. l) und Fig. 4 einen luftgekühlten Einzylinder-Motorradmotor mit einem Zylinderkopf nach den Fig. l bis 3 in Seitenansicht.
Der Zylinderkopf--1-des luftgekiihiten Einzylinder-Viertaktmotors--2--fur Motorrader ist mit vier radial zum Mittelpunkt eines etwa halbkugeligen Brennraumes --3-- paarweise V-förmig hängend angeordneten Ventilen-4, 5- ausgestattet. Jeweils die beiden Einlassventile --4-- und die beiden Auslassventile --5-- liegen einander diametral gegenüber, so dass die von ihnen bestimmten Ebenen-6, 7--, zusammen ein rechtwinkeliges Kreuz bilden.
Die von den Einlassventilen --4-- gesteuerten Einlasskanäle --8-- stehen parallel zur Mittelachse--9--des Zylinders--10--, in der die Gewindebohrung--Il-- für eine Zündkerze angeordnet ist, und in der Ebene --6-- der Einlassventile --4--. Parallel zur Ebene - sind auf der Oberseite des Zylinderkopfes --1-- stehende Kühlrippen --12-- angeordnet. In kühlungstechnisch günstiger Weise stehen damit die Einlassventile --4-- und Einlasskanäle --8-- in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander, denn die Einlasskanäle --8-- sind durch die in ihnen strömende Frischluft von innen gekühlt und auch die Umgebung der Einlassventile --4-- bedarf keiner intensiven Kühlung.
Die Auslassventile --5-- stehen dagegen quer zum Kühlluftstrom in einem verhältnismässig grossen Winkel zueinander, wodurch in diesem Zwischenraum ein grosser Querschnitt für den Kühlluftdurchtritt
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- -12-- an der für die Wärmeableitung wichtigsten Stelle des Zylinderkopfes ermöglicht.
Auch die Auslasskanäle --13-- erstrecken sich beiderseits quer in die Kühlluftströmung, denn sie sind in einem Winkel von je etwa 450 zur Ebene --6-- der Einlassventile --4-- angeordnet. Neben der kühltechnisch günstigen Auswirkung dieser Anordnung wird dadurch, wie aus Fig.4 ersichtlich, sowohl eine strömungstechnisch günstige, leistungserhöhende, mit gleich langen Auspuffrohren --14-- eine räumlich vorteilhafte und ansprechende Anordnung der Auspuffrohre ermöglicht.
Wie aus Fig. 3 in strichpunktierten Linien ersichtlich, ist es auch möglich, den einen (8') der beiden Einlasskanäle --8-- innerhalb der Ebene --6-- etwa radial zur Zylinderachse --9-- anzuordnen. Besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse im Zylinder während des Saugtaktes sind bei beiden Saugkanalanordnungen gegeben, denn bei paralleler Anordnung beider Saugkanäle --8-- zur Zylinderachse --9-- verlaufen beide Frischluftströme parallel und ohne sich gegenseitig zu stören an den Zylinderwänden entlang.
Bei einem parallel und einem radial zur Zylinderachse --9-- angeordneten Einlasskanal --8 und 8'-sind dagegen beide Frischluftströme hintereinander laufend gerichtet, wodurch sie sich gleichfalls nicht stören, sondern sich zu einem gleichgerichteten Luftstrom vereinigen. Ein hoher Füllungsgrad der Maschine ist dadurch gewährleistet.
PATENTANSPRÛCHE :
1. Vierventilzylinderkopf für luftgekühlte einzeln stehende Zylinder von Viertaktbrennkraftmaschinen, insbesondere für Motorradmotoren, mit je zwei einander gegenüberliegenden Ein- und Auslassventilen, die jeweils paarweise V-förmig hängend in zwei sich etwa rechtwinkelig kreuzenden Ebenen angeordnet sind, und mit je einem Gaswechselkanal zu jedem Ein- und Auslassventil, von denen die Einlasskanäle etwa in der Ebene der Einlassventile angeordnet sind, wogegen die Auslasskanäle etwa in einer Querebene zur Zylinderachse liegen, die Einlassventile in Richtung zur Kühlluftströmungsrichtung und die Auslassventile quer zur Kühlluftströmungs-
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der Kühlluftströmungsrichtung offenen Winkel (ss)
von zirka 60 bis 1200 angeordnet sind und dass von den Einlasskanälen in an sich bekannter Weise mindestens einer, entweder parallel (8) oder radial (8') zur Zylinderachse (9) verläuft.
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The invention relates to a four-valve cylinder head for air-cooled single standing cylinders of four-stroke internal combustion engines, in particular for motorcycle engines, with two opposing inlet and outlet valves, each of which is arranged in pairs in a V-shape hanging in two planes that cross each other approximately at right angles and with a gas exchange channel to each Inlet and outlet valves, of which the inlet channels are arranged roughly in the plane of the inlet valves, whereas the outlet channels lie roughly in a transverse plane to the cylinder axis.
The inlet valves are arranged in the direction of the cooling air flow direction, the
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and No. 181466), because the valves were arranged symmetrically on both sides of the machine's longitudinal axis, one behind the other, so that one outlet section was in the slipstream, which caused uneven heat distribution and one-sided overheating of the cylinder head. In addition, the gas exchange ducts opening obliquely from the cylinder head forwards and backwards resulted in unequal exhaust pipe lengths, which adversely affected and limited the engine performance.
The object of the invention is to eliminate these disadvantages. This is achieved in that the outlet channels are arranged at an angle of approximately 60 to 1200, which is open opposite to the cooling air flow direction, and that at least one of the inlet channels runs either parallel or radially to the cylinder axis in a manner known per se. As a result of this design, the inlet lines, which are self-cooling from the inside, and the inlet valves lie one behind the other in the cooling air flow direction without these parts which mutually shield the cooling air from being exposed to the risk of overheating. The hot areas of the outlet valves and lines, on the other hand, lie across the flow of cooling air and protrude freely into the side so that they are cooled particularly intensively.
In connection with an appropriate arrangement and design of the cooling fins, a very even distribution of heat over the entire cylinder head can be achieved in this way
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be cooled. Furthermore, the exhaust pipes can be of the same length and the exhaust pipes in the lower part of the motorcycle can be laid tightly against the machine housing without a tight curvature.
In order to achieve a particularly high degree of filling in an internal combustion engine with a cylinder head according to the invention, it is further proposed that at least one inlet duct is arranged in a manner known per se parallel to the cylinder axis. Compared to known designs with a radial arrangement of both inlet ducts, in which the inlet flows collide, which leads to filling losses, this avoids mutual interference of the inlet flows in the cylinder, because these then flow either in parallel - if both inlet ducts are arranged on the cylinder axis - or in the same direction one after the other According to a further proposal of the invention, an approximately radial arrangement of an inlet channel to the cylinder axis-into the cylinder. As a result, a scavenging flow is formed in the cylinder which results in only very little mixing of fresh and exhaust gas parts.
As a result, there are only minor losses of fresh gas through the exhaust pipes and small exhaust gas residues in the combustion chamber.
The invention is illustrated in the drawings using an exemplary embodiment. Fig. 1 shows a four-valve air-cooled cylinder head for a single-cylinder motorcycle engine in plan view with a partial section through an exhaust duct, Fig. 2 shows the cylinder head according to Fig. 1 in section in the plane of the intake valves
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(Line III-III in FIG. 1) and FIG. 4 shows an air-cooled single-cylinder motorcycle engine with a cylinder head according to FIGS. 1 to 3 in a side view.
The cylinder head - 1 - of the air-cooled single-cylinder four-stroke engine - 2 - for motorcycles is equipped with four valves 4, 5, arranged in a V-shape hanging radially towards the center of an approximately hemispherical combustion chamber - 3 - in pairs. The two inlet valves --4-- and the two outlet valves --5-- are diametrically opposite one another, so that the planes -6, 7- determined by them together form a right-angled cross.
The inlet ports --8-- controlled by the inlet valves --4-- are parallel to the central axis - 9 - of the cylinder - 10--, in which the threaded hole - II-- for a spark plug is arranged, and in level --6-- of inlet valves --4--. Parallel to the plane - standing cooling fins --12-- are arranged on the top of the cylinder head --1--. The inlet valves --4-- and inlet ducts --8-- are positioned one behind the other in the direction of flow of the cooling air in a way that is advantageous in terms of cooling technology, because the inlet ducts --8-- are cooled from the inside by the fresh air flowing through them, as are the surroundings of the inlet valves --4-- does not require intensive cooling.
The outlet valves --5 -, on the other hand, are perpendicular to the cooling air flow at a relatively large angle to one another, as a result of which a large cross section for the passage of cooling air in this space
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- -12-- at the most important point of the cylinder head for heat dissipation.
The outlet channels --13-- also extend transversely into the cooling air flow on both sides, because they are each arranged at an angle of about 450 to the plane --6-- of the inlet valves --4--. In addition to the beneficial effect of this arrangement in terms of cooling technology, as can be seen from FIG. 4, this enables both an aerodynamically favorable, performance-increasing exhaust pipe arrangement with exhaust pipes of the same length --14-- a spatially advantageous and appealing arrangement of the exhaust pipes.
As can be seen from Fig. 3 in dash-dotted lines, it is also possible to arrange one (8 ') of the two inlet channels --8-- within the plane --6-- approximately radially to the cylinder axis --9--. Particularly advantageous flow conditions in the cylinder during the intake cycle are given with both intake channel arrangements, because when both intake channels --8-- to the cylinder axis --9-- are arranged in parallel, both fresh air flows run parallel and without interfering with each other along the cylinder walls.
In the case of an inlet channel --8 and 8 '- arranged parallel and one radially to the cylinder axis --9--, on the other hand, both fresh air flows are directed one behind the other, so that they likewise do not interfere with each other, but rather combine to form a rectified air flow. This ensures that the machine is filled to a high degree.
PATENT CLAIMS:
1. Four-valve cylinder head for air-cooled single standing cylinders of four-stroke internal combustion engines, especially for motorcycle engines, with two opposing inlet and outlet valves, each of which is arranged in pairs in a V-shape hanging in two planes that cross each other approximately at right angles, and with one gas exchange channel for each one - and outlet valve, of which the inlet channels are arranged roughly in the plane of the inlet valves, whereas the outlet channels lie roughly in a transverse plane to the cylinder axis, the inlet valves in the direction of the cooling air flow direction and the outlet valves transversely to the cooling air flow
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the cooling air flow direction open angle (ss)
from about 60 to 1200 and that at least one of the inlet channels runs in a manner known per se, either parallel (8) or radial (8 ') to the cylinder axis (9).
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