AT402538B - Zylinderkopf für einen teilweise flüssigkeitsgekühlten dieselmotor - Google Patents

Description

AT 402 538 B

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für einen teilweise flüssigkeitsgekühlten Dieselmotor mit einer Einlaß- und einer Auslaßventilöffnung, welche nebeneinander in Längsrichtung in einem Zylinderkopf angeordnet sind, einer geteilten Verbrennungskammer und einer, die geteilte Verbrennungskammer umgebenden Kühlflüssigkeitskammer, wobei die Verbrennungskammer auf einer Seite der zwei Ventilöffnungen angeordnet ist und einem ersten, an der anderen Seite der zwei Ventilöffnungen angeordneten Kühlluftkanal, welcher sich von der Vorderfläche des Zylinderkopfes zur Rückfläche desselben erstreckt.

Im allgemeinen ist für kleine Dieselmotoren, deren Hubraum nicht mehr als 1000 cm3 beträgt, und insbesondere für sehr kleine Dieselmotoren, deren Hubraum nicht mehr als 500 cm3 beträgt, das Kühlverhalten von Zylinderköpfen auf Grund der nachfolgenden Gründe nicht gut.

Bei zunehmender Verringerung des Hubraumes eines Motors wird das Größenverhältnis der Einlaßöffnung, der Auslaßöffnung und einer getrennt ausgebildeten Verbrennungskammer relativ zum Zylinderdurchmesser immer größer. Da diese nahe nebeneinander angeordnet sind, kann die Durchtrittsbreite einer Kühlflüssigkeit leitenden Kammer nicht ausreichend groß bemessen werden. Daher ist die durch die Kühlflüssigkeitskammer strömende Kühlflüssigkeit auf eine geringe Menge beschränkt, weshalb gerade in gemeinsamen Wandbereichen lokale Wärmestaus entstehen, die zu einem mit den folgenden Problemen verbundenen Überhitzen führen können: a) Der Wandbereich zwischen der Einlaßventilöffnung und der Auslaßventilöffnung tendiert zu einem Schadhaftwerden auf Grund thermischer Beanspruchung. b) Durch thermische Beanspruchung im Zylinderkopf kann womöglich Gas durch Dichtungsflächen eines Dichtungsringes austreten. c) Da die Einlaßöffnung auf Grund der zunehmenden Verschlechterung der Kühlung in gemeinsamen Wandbereichen nicht ausreichend gekühlt wird, sinkt die Beladungseffizienz des Einlasses und folglich die Leistung der Maschine. d) Da es schwierig ist, die Menge der durch die Kühlflüssigkeitskammern strömenden Kühlflüssigkeit zu erhöhen, kann ein Überhitzen der Verbrennungskammern bei einem Betrieb der Maschine im Überlastbereich oder bei langandauerndem Betrieb im Hochlastbereich auftreten.

Im Zusammenhang mit Zylinderköpfen sind bereits zahlreiche Ausbildungen bekanntgeworden.

Der EP 0 260 027 A2 ist ein Zylinderkopf zu entnehmen, bei welchem eine Trennung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen und der Kühlflüssigkeitskammer für eine geteilte Verbrennungskammer vorgesehen ist. Eine ähnliche Ausbildung sieht die EP 0 289 912 A2 vor.

Der DE 2 609 844 A1 ist ein Zylinderkopf zu entnehmen, wobei nur eine Kühlflüssigkeitskammer zur Kühlung der oberen Wand einer Hauptverbrennungskammer vorgesehen ist.

Die DE 698 247 C zeigt und beschreibt einen Zylinderkopf, wobei eine Kühlflüssigkeitskammer zur Kühlung der gesamten Oberfläche der oberen Wand einer Hauptverbrennungskammer vorgesehen ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme durch eine Verbesserung der Kühlbedingungen der den Einlaß- und Auslaßöffnungen und den Verbrennungskammern gemeinsamen Bereiche zu lösen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Zylinderkopf so ausgebildet, daß er einen zweiten, zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung angeordneten Kühlluftkanal aufweist, daß der zweite Kühlluftkanal durch den Bereich zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung verläuft und mit dem ersten Kühlluftkanal verbunden ist und der Einlaßabschnitt des zweiten Kühlluftkanals mit dem ersten Kühlluftkanal und der Auslaßabschnitt des zweiten Kühlluftkanals mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Durch die spezielle Anordnung eines zweiten Kühlluftkanals gelingt es, die Bereiche zwischen der Einlaßventilöffnung der Einlaßöffnung und der Auslaßventilöffnung der Auslaßöffnung und zwischen einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung sowie der Kühlflüssigkeitskammer durch diesen zweiten Kühlluftkanal effizient zu kühlen. Der gemeinsame Bereich, in welchem die Einlaß- und Auslaßventilöffnungen und die Kühlflüssigkeitskammer der geteilten Verbrennungskammer nahe nebeneinander angeordnet sind, kann somit ausreichend durch Kühlluft gekühlt werden, wodurch ein Überhitzen des Zylinderkopfes und die damit verbundenen Probleme vermieden werden können.

Die Erfindung wird nun anhand von in Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In diesen zeigen die Fig.1 bis 8 Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fig.1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform, wobei Fig.1 eine Ansicht eines Motors von rechts in vertikalem Schnitt, Fig.2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig.1, Fig.3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfes, Fig.4 eine Draufsicht in horizontalem Schnitt auf den Zylinderkopf und Fig.5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig.4 zeigen. Die Fig.6, 7 und 8 zeigen eine zweite, dritte und vierte Ausführungsform in Ansichten entsprechend der Fig.4. Die Fig.9 und 10 zeigen eine bekannte Ausführungsform, wobei Fig.9 eine Ansicht entsprechend der Fig.4 und Fig.10 einen Schnitt nach der Linie 2

AT 402 538 B X-X der Fig.9 zeigt.

Die Fig.1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform.

Wie in den Fig.l und 2 gezeigt, ist der Dieselmotor 1 von vertikaler Bauart mit oben liegenden Ventilen und weist ein Kurbelgehäuse 2, einen oberhalb desselben angeordneten Zylinder 3, einen Zylinderkopf 4 und einen auf diesem festgelegten Zylinderkopfdeckel 5 auf, wobei diese Aufzählung von unten nach oben erfolgt.

Eine Kurbelwelle 7 ist im Kurbelgehäuse 2 rotierbar gelagert und erstreckt sich in Längsrichtung (nach links und rechts in Fig.1) auf ungefähr halber Höhe des Kurbelgehäuses 2. Die Kurbelwelle 7 ragt über die einander gegenüberliegenden Endwände 8 und 9 des Kurbelgehäuses vor. Der aus der Rückwand (rechte Endwand 9) vorragende Endbereich ist ein Abtriebsteil und der von der vorderen Endwand (linke Endwand 8) vorragende Endbereich ist mit einem Zentrifugalkühlgebläse 10, welches an diesem Endbereich befestigt ist, ausgestattet.

Ein Kolben 12 ist im Zylinder 3 vertikal verschiebbar aufgenommen und begrenzt derart eine Verbrennungskammer 13 oberhalb des Kolbens 12.

Der Zylinderkopf 4 ist mit einer Einlaßöffnung 15 und einer Auslaßöffnung 16 ausgebildet, welche nebeneinander in Längsrichtung gesehen vorne und hinten angeordnet sind, und weist weiters eine geteilte Verbrennungskammer 17 auf. Ein Einlaßventil 19 ist in der Einlaßventilöffnung 15a der Einlaßöffnung 15 und ein Auslaßventil 20 ist in der Auslaßventilöffnung 16a der Auslaßöffnung 16 angeordnet. Die geteilte bzw. getrennte Verbrennungskammer 17 ist mit einer Einspritzdüse 22 ausgestattet, welche mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 23 in Verbindung steht.

Der Zylinderkopfdeckel 5 ist in seinem Inneren mit einem Mechanismus 25 zur Betätigung des Einlaßventiles 19 und des Auslaßventiles 20 ausgestattet.

Das Zentrifugalkühlgebläse 10 wird von einer Vielzahl von Flügeln 28 ausgebildet, welche von der Frontfläche eines Flügelrades 27 vorragen, welches fest am vorderen Endabschnitt der Kurbelwelle 7 befestigt ist. Ein Gebläsegehäuse 29 ist derart angeordnet, daß es das Kühlgebläse 10 vollständig umgibt. Das Gebläsegehäuse 29 ist derart angeordnet, daß seine Oberfläche auf Höhe der oberen Endfläche des Zylinderkopfes 4 liegt. Kühlluft A wird beim Betrieb des Kühlgebläses 10 durch eine Luftansaugöffnung 30, welche im Vorderabschnitt des Gebläsegehäuses 29 angeordnet ist, sowohl in Kontakt mit Kühlrippen 31, welche am Umfang des Zylinders 3 für eine adäquate Kühlung des Zylinders 3 angeordnet sind, gebracht als auch zu einem Durchtritt bzw. Kanal 32 für die Luftkühlung geführt, welcher sich in Längsrichtung durch den Zylinderkopf 4 erstreckt, um den Zyiinderkopf 4 zu kühlen.

Eine Kühlflüssigkeitskammer 34 ist um die geteilte Verbrennungskammer 17 innerhalb des Zylinderkopfes 4 ausgebildet. Ein Teil des Schmieröles, welches von einer von der Kurbelwelle 7 getriebenen Schmierölpumpe 35 geliefert wird, wird aus einem Durchtritt 36 für eine Flüssigkeitskühlung des Zylinders auf der Seitenfläche des Zylinders 3 der Kühlflüssigkeitskammer 34 durch eine Einlaßöffnung 37 im Zylinderkopf 4 zugeführt. Das durch Wärmeabsorption in der Kühlflüssigkeitskammer 34 eine hohe Temperatur aufweisende Schmieröl wird durch eine Einlaßleitung 38 in einen Radiator 39 übergeführt, um eine Hitzeabstrahlung durchzuführen. Nach der Hitzeabstrahlung wird das Schmieröl durch eine Auslaßleitung 40 aus dem Radiator einer Ölwanne 42 des Kurbelgehäuses 2 durch eine Auslaßöffnung 41 zugeführt. Die Einlaßöffnung 37 für Schmieröl kann dabei direkt mit der Auslaßöffnung 41 über ein Entlastungsventil 44 verbunden werden. Der Radiator 39 ist dabei derart angeordnet, daß er eine in der oberen Fläche des Gebläsegehäuses 29 ausgebildete Trennöffnung 45 für Kühlluft bedeckt.

Die Konstruktion des Zylinderkopfes 4 des oben genannten, teilweise flüssigkeitsgekühlten Dieselmotors 1 mit der getrennten bzw. geteilten Verbrennungskammer wird im Detail unter Bezugnahme auf die Fig.3 und 5 beschrieben.

Innerhalb des Körpers 4a des Zylinderkopfes 4 ist die Einlaßöffnung 15 an der Vorderseite in Richtung nach rechts angeordnet und es ist die Auslaßöffnung 16 in Richtung nach hinten an der Rückseite angeordnet, wobei die Einlaßventilöffnung 15a und die Auslaßventildffnung 16a vorne bzw. hinten angeordnet sind. Auf der rechten Seite zu einer Seite der beiden Ventilöffnungen 15a und 16a sind die geteilte Verbrennungskammer 17 und die Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet. Wie oben beschrieben, wird das über die Schmieröleinlaßöffnung 37 in die Kühlflüssigkeitskammer 34 eingebrachte Öl beim Kühlen der geteilten Verbrennungskammer 17 auf hohe Temperatur gebracht, daran anschließend im oberhalb des Zylinderkopfes 4 angeordneten Radiator 39 (hier nicht dargesteltt) abgekühlt und anschließend aus der Radiatorauslaßleitung 40 über ein Kupplungsstück 48 zur Durchtrittsöffnung 41 für Schmieröl rückgeführt. Das Bezugszeichen 49 bezeichnet dabei einen Bolzen zum Einstellen eines Entlastungsdruckes des Überdruckventils 44.

Der Kühlluftkanal bzw. Durchtritt für Kühlluft 32 weist einen ersten Kühlluftkanal 51 und einen zweiten Kühlluftkanal 52 auf. 3

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Auf der linken und damit anderen Seite der zwei Ventilöffnungen 15a und 16a ist der erste Kühlluftkanal 51 derart angeordnet, daß er sich von der Frontfläche des Zylinderkopfes 4 zur Rückfläche desselben erstreckt. Durch den Einlaßbereich 51a des ersten Kühlluftkanales 51 zugeführte Kühlluft A strömt durch den ersten Kühlluftkanal 51 und aus diesem durch den Auslaßbereich 51b. Auf diese Weise werden die auf der linken Seite gelegenen Bereiche der Einlaßöffnung 15 und der Auslaßöffnung 16 durch durch den ersten Kühlluftkanal strömende Kühlluft A gekühlt.

Dabei kann der zweite Kühlluftkanal bzw, Durchtritt für die Kühlluft 52 in drei möglichen Positionen vorgesehen sein, und zwar zwischen der Auslaßöffnung 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34, zwischen der Einlaßöffnung 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 und zwischen den jeweiligen Öffnungen 16 und 15 sowie der Kühlflüssigkeitskammer 34.

Der Einlaßabschnitt 52a des zweiten Kühlluftkanales 52 kann gemäß den zwei folgenden Möglichkeiten verbunden sein, und zwar mit dem mittleren Abschnitt des ersten Kühlluftkanales bzw. dem ersten Durchtritt für Kühlluft 51 und mit der stromaufwärtigen Seite der Kühlluft A gemeinsam mit dem ersten Kühlluftkanal 51.

Weiters kann die Auslaßöffnung 16 gemäß zwei möglichen Varianten angeordnet sein, und zwar auf der stromabwärtigen Seite sowie auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Kühlluftkanales 51.

Der zweite Kühlluftkanal 52 ist hier im oberen Seitenbereich zwischen der Auslaßöffnung 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet. Der zweite Kühlluftkanal 52 verläuft durch den Bereich zwischen der Einlaßöffnung 15 und der Auslaßöffnung 16, wodurch sein Einlaßbereich 52a mit dem ersten Kühlluftkanal 51 und sein Auslaßbereich 52b mit Atmosphäre in Verbindung steht. Auf diese Weise strömt Kühlluft A durch den ersten Kühlluftkanal 51 Über den Einlaßbereich 52a in den zweiten Kühlluftkanal 52 und aus diesem durch den Auslaßbereich 52b. Die durch den zweiten Kühlluftkanal 52 strömende Kühlluft A kühlt somit die Bereiche zwischen dem Teil der Einlaßöffnung 15 nahe der Einlaßventilöffnung 15a und dem Teil der Auslaßöffnung 16 nahe der Auslaßventilöffnung 16a, sowie zwischen dem Teil der Auslaßöffnung 16 nahe der Auslaßventilöffnung 16a und der Kühlflüssigkeitskammer 34, den Bereich auf der rechten Seite der Auslaßöffnung 16 und den Bereich auf der Rückseite der Kühlflüssigkeitskammer 34. Derart wird der gemeinsame Abschnitt B, in welchem die Einlaßöffnung 15, die Auslaßöffnung 16 und die Kühlflüssigkeitskammer 34 nahe beieinander angeordnet sind, auereichend durch Kühlluft A gekühlt und es kann ein Überhitzen auf Grund eines Wärmestaues an diesem Ort vermieden werden.

Auf diese Weise kann im Wandabschnitt 18 zwischen der Einlaßventilöffnung 15a und der Auslaßventi-loffnung 16a die Ausbildung von thermischen Beanspruchungen und Überbeanspruchungen verringert werden und die Ausbildung von undichten Stellen vermieden werden. Da im Zylinderkopf weiters kaum eine thermische Beanspruchung hervorgerufen wird, kann ein Austreten von Gas über die Dichtflächen der Dichtung vermieden werden. Da darüberhinaus die Kühlung der Eintrittsöffnung 15 verbessert wird, kann die Beiadungseffizienz zum Zeitpunkt des Ansaughubes vergrößert werden, so daß die Leistung des Motors 1 gesteigert werden kann. Da die Kühlwirkung der Flüssigkeitskühikammer 34 auf Grund der zusätzlichen Kühlung mit Kühlluft A verbessert wird, kann ein Überhitzen der geteilten Verbrennungskammer 17 auch bei einem Betrieb im Überlastbereich oder bei langdauerndem Betrieb im Hochlastbereich vermieden werden.

Der Öffnungswandbereich 54 der linken Seitenwand nahe der Auslaßventilöffnung 16a der an der stromabwartigen Seite desersten Kühlluftkanales 51 angeordneten Auslaßöffnung 16 ist dabei in Richtung zum ersten Kühlluftkanal 51 gekrümmt ausgebildet bzw. mit einer Ausbuchtung versehen. Da somit die Querschnittsfläche des ersten Kühlluftkanales 51 auf Grund des ausgebauchten Bereiches des Öffnungswandbereiches 54 auf der stromabwärtigen Seite des ersten Kühlluftkanales 51 verringert wird, wird der Strömungswiderstand für die Kühlluft A größer. Daraus resultiert, daß die Teilungsrate zum Zuführen von Kühlluft vom ersten Kühlluftkanal 51 in den zweiten Kühlluftkanal 52 vergrößert wird, wodurch die Kühlbedingungen des gemeinsamen Bereiches B weiter verbessert werden. Da zusätzlich die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 16 entsprechend dem gekrümmten bzw. ausladenden Bereich des linken Öffnungswandbereiches 54 vergrößert wird, kann der Ausström widerstand verringert werden, um derart die Spülleistung des Motors 1 zu erhöhen, wodurch die Leistung desselben vergrößert wird sowie der Kraftstoffverbrauch als auch die Raucherzeugung verringert werden. Da es darüberhinaus nicht mehr notwendig ist, die Auslaßöffnung 16 nach oben zu vergrößern, da bereits der auf der linken Seite gelegene Öffnungswandbereich 54 seitlich ausgebaucht ist, wodurch die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 16 vergrößert wurde, kann die Höhe des Zylinderkopfes 4 niedrig gehalten werden und somit die Gesamthöhe des Motors verringert werden.

Wie dies weiters in Fig.5 gezeigt ist, kann zumindest die untere Hälfte der Innenfläche 55 des ausgebauchten Wandbereiches 54 auf der linken Seite im wesentlichen vertikal ausgebildet sein. Da derart die Querschnittsfläche des ersten Kühlluftkanales 51 auf der stromabwärtigen Seite weiter verringert ist, kann die Aufteilungsrate für die Zuführung von Kühlluft A aus dem ersten Kühlluftkanal 51 in den zweiten 4

AT 402 538 B Kühlluftkanal 52 vergrößert werden, um die Kühlbedingungen des gemeinsamen Bereiches B zu verbessern. Da die Querschnittsfläche des Austrittsbereiches der Auslaßöffnung 16 vergrößert werden kann, kann der Ausström widerstand weiter verringert werden, um die Spüleigenschaften des Motors 1 zu verbessern.

Die Fig.6 bis 8 zeigen andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sind Darstellungen entsprechend Fig.4. Von der oben genannten ersten Ausführungsform abweichende Konstruktionsmerkmale werden beschrieben. Dabei sind zur ersten Ausführungsform gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig.6 zeigt eine zweite Ausführungsform.

Zusätzlich zur Ausbildung, daß ein Kühlluftdurchtritt 58 auf der Seite der Auslaßöffnung zwischen der Auslaßöffnung 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 wie oben vorgesehen ist, ist auf der Einlaßöffnungsseite ein Kühlluftdurchtritt 59 zwischen der Einlaßöffnung 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 vorgesehen. Der zweite Kühlluftkanal 52 umfaßt beide Kühlluftkanäle bzw. Durchtritte für Kühlluft 58 und 59. Da auf diese Weise die Kühlbedingungen der Einlaßöffnung 15 weiter verbessert sind, wird die Beladungseffizienz zum Zeitpunkt des Ansaughubes vergrößert und die Leistung des Motors 1 weiter erhöht.

Zusätzlich zur Ausbildung, daß der auf der linken Seite gelegene Öffnungswandbereich 54 der Auslaßöffnung 16 in Richtung zum ersten Kühlluftkanal 51 ausgebaucht ausgebildet ist, ist auch der auf der linken Seite gelegene Öffnungswandbereich 60 der Einlaßöffnung 15 zum ersten Kühlluftkanal 51 ausgebaucht ausgebildet. Da auf diese Weise die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung 15 größer wird und der Strömungswiderstand für die angesaugte Luft somit klein werden kann, wird die Beladungseffizienz zum Zeitpunkt des Saughubes weiter erhöht. In diesem Fall ist der Grad der Ausbauchung auf der linken Seite des Wandbereiches 54 der Auslaßöffnung 16 vorzugsweise größer als auf der linken Seite des Öffnungswandbereiches 60 der Einlaßöffnung 15, um die Teilungsrate für die Zufuhr von Kühlluft A in den zweiten Kühlluftkanal 52 zu erhöhen.

Fig.7 zeigt eine dritte Ausführungsform.

Der zweite Kühlluftkanal 52 weist einen Kühlluftkanal 63 auf der Seite der Einlaßöffnung auf, welcher zwischen der Einlaßöffnung 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet ist. Auf diese Weise können der gemeinsame Bereich B und die Rückseite der Einlaßöffnung 15 durch Kühlluft A konzentrisch gekühlt werden.

Daneben ist diese Ausbildung auch für eine Vergrößerung der Teilungsrate für die Zufuhr von Kühlluft A zum Kühlluftkanal 63 auf der Seite der Einlaßöffnung durch einen auf der linken Seite gelegenen, ausgebauchten Wandabschnitt 64 der Auslaßöffnung an der stromabwärtigen Seite des ersten Kühlluftkanales 51 bevorzugt, wobei die Ausbauchung wiederum in Richtung zum ersten Kühlluftkanal 51 erfolgt.

Fig.8 zeigt eine vierte Ausführungsform.

Die Auslaßventilöffnung 16a der Auslaßöffnung 16 ist an der Frontseite des Zylinderkopfes 4 angeordnet und die Einlaßventilöffnung 15a der Einlaßöffnung 15 ist an der Rückseite desselben angeordnet. Ähnlich zur in Fig.7 gezeigten Ausführungsform umfaßt der zweite Kühlluftkanal 52 einen Kühlluftkanal 66 auf der Seite der Einlaßöffnung, welcher zwischen der Einlaßöffnung 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet ist.

Darüberhinaus ist bei dieser Ausführungsvariante folgende Konstruktion gewählt. Zusätzlich zum Kühlluftkanal 66 auf der Seite der Einlaßöffnung kann auch ein Kühlluftkanai auf der Seite der Auslaßöffnung zwischen der Auslaßöffnung 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet sein. Anstelle des Kühlluftkanales 66 auf der Seite der Einlaßöffnung kann der Kühlluftkanal auch auf der Seite der Auslaßöffnung vorgesehen sein.

Die oben genannten Ausführungsformen können auf folgende Art und Weise modifiziert werden.

Die Einlaßöffnung 15 kann in Längsrichtung von vorne nach hinten anstatt in einer Richtung von links nach rechts verlaufen.

Die Auslaßöffnung 16 kann in einer Richtung von links nach rechts anstelle in Längsrichtung von vorne nach hinten verlaufen.

Anstelle der Anordnung der geteilten Verbrennungskammer 17 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 an der rechten Seite der Einlaßventilöffnung 15a und der Auslaßventilöffnung 16a sowie der Anordnung des ersten Kühlluftkanales 51 an der linken Seite derselben kann die geteilte Verbrennungskammer sowie die Kühlflüssigkeitskammer an der linken Seite der Ventilöffnungen 15a und 16a und der erste Kühlluftkanal an der rechten Seite derselben angeordnet sein.

Anstelle der Aufteilung des durch den ersten Kühlluftkanal strömenden Kühlluftstromes in den zweiten Kühlluftkanal kann der durch den zweiten Kühlluftkanal strömende Kühlluftstrom mit dem durch den ersten Kühlluftkanal strömenden Kühlluftstrom kombiniert werden. Beispielsweise kann in Fig.4 das Kühlgebläse so angeordnet sein, daß der Strom der Kühlluft A im Zylinderkopf entgegengesetzt der durch den Pfeil angedeuteten Richtung strömt. 5

Claims (6)

1. AT 402 538 B Anstelle der vertikalen Anordnung kann der Motor auch horizontal, geneigt oder mit einer vertikalen Welle vorgesehen sein. Derart wird die linke und rechte Richtung des vertikalen Motors in eine Aufwärts-und Abwärterichtung im Horizontalmotor und die Vorwärts- und Rückwärterichtung in eine Aufwärts- und Abwärtsrichtung in einem Motor mit vertikaler Welle geändert. Darüberhinaus kann anstelle von oben liegenden Ventilen der Motor auch mit einer oben liegenden Nockenwelle ausgebildet sein. Als der Kühlflüssigkeitskammer 34 zugeführte Kühlflüssigkeit können Wasser oder auch andere Arten von Flüssigkeiten anstelle von Schmieröl Verwendung finden. In den Fig.9 und 10 sind eine Einlaßventilöffnung 115a und eine Auslaßventilöffnung 116a nebeneinander in Längsrichtung in einer Wand eines Zylinderkopfes 104 angeordnet. An der rechten Seite der Einlaßventilöffnung 115a und der Auslaßventilöffnung 116a sind eine geteilte Verbrennungskammer 117 sowie eine Kühlflüssigkeitskammer 134 vorgesehen, welche die geteilte Verbrennungskammer 117 umgibt. Auf der linken Seite der zwei Ventilöffnungen 115a und 116a ist ein Kühlluftkanal 132 vorgesehen, welcher sich von der Vorderfläche des Zylinderkopfes 104 zur Rückfläche desselben erstreckt. Die Anordnung zur Kühlung eines gemeinsamen Bereiches B, in welchem eine Einlaßöffnung 115, eine Auslaßöffnung 116 und die Kühlflüssigkeitskammer 134 nahe beieinander angeordnet sind, ist wie nachfolgend beschrieben. Ein Bereich der Auslaßöffnung 116 nahe der Auslaßventilöffnung 116a und der Kühlflüssigkeitskammer 134 sind zueinander benachbart angeordnet und durch eine Trennwand 133 voneinander getrennt. Da die gesamte, vom Einlaß 132a des Kühlluftkanales 132 gelieferte Kühlluft A durch den Auslaß 132b ausgebracht werden soll, wird Kühlluft A nicht zum gemeinsamen Bereich B geführt. Eine Kühlung des gemeinsamen Bereiches B wird daher nur durch die durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 strömende Kühlflüssigkeit bewirkt. Das Kühlverhalten des Zylinderkopfes 104 ist auf Grund der bereits erwähnten, aber hier anhand von Fig.9 und Fig.10 nochmals verdeutlichten nachfolgenden Gründe nicht gut. Bei zunehmender Verringerung des Hubraumes des Motors wird das Größenverhältnis der Einlaßöffnung 115, der Auslaßöffnung 116 und der getrennten Verbrennungskammer 117 relativ zum Zylinderdurchmesser immer größer. Da diese nahe nebeneinander angeordnet sind, kann die Durchtrittsbreite L der Kühlflüssigkeitskammmer 134 nicht ausreichend groß bemessen werden. Daher ist die durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 strömende Kühlfiüssigkeit auf eine geringe Menge beschränkt. Da somit der gemeinsame Bereich B durch die Kühlflüssigkeit nicht ausreichend und durch Kühlluft kaum gekühlt wird, entsteht in diesem Bereich ein lokaler Wärmestau, welcher zu einem mit den folgenden Problemen verbundenen Überhitzen führen kann. a) Der Wandbereich 118 zwischen der Einlaßventilöffnung 115a und der Auslaßventilöffnung 116 tendiert zu einem Schadhaftwerden auf Grund thermischer Beanspruchung. b) Eine thermische Beanspruchung wird im Zylinderkopf 104 hervorgerufen, wodurch ein Gasaustritt durch Dichtungsflächen eines Dichtungsringes bewirkt werden kann. c) Da die Einlaßöffnung 115 auf Grund der zunehmenden Verschlechterung der Kühlung im gemeinsamen Bereich B nicht ausreichend gekühlt wird, sinkt die Beladungseffizienz des Einlasses und es sinkt die Leistung der Maschine. d) Da es schwierig ist, die Menge der durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 strömenden Kühlflüssigkeit zu erhöhen, kann ein Überhitzen der geteilten Verbrennungskammer 117 bei einem Betrieb der Maschine im Überlastbereich oder bei langandauerndem Betrieb im Hochlastbereich auftreten. Patentansprüche 1. Zylinderkopf für einen teilweise flüssigkeitsgekühlten Dieselmotor mit einer Einlaß- und einer Auslaßventilöffnung, welche nebeneinander in Längsrichtung in einem Zylinderkopf angeordnet sind, einer geteilten Verbrennungskammer und einer, die geteilte Verbrennungskammer umgebenden Kühlflüssigkeitskammer, wobei die Verbrennungskammer auf einer Seite der zwei Ventilöffnungen angeordnet ist und einem ersten, an der anderen Seite der zwei Ventilöffnungen angeordneten Kühlluftkanal, welcher sich von der Vorderfläche des Zylinderkopfes zur Rückfläche desselben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf einen zweiten, zwischen der Einlaßöffnung (15) und der Auslaßöffnung angeordneten Kühlluftkanal (52) aufweist, daß der zweite Kühlluftkanal (52) durch den Bereich zwischen der Einlaßöffnung (15) und der Auslaßöffnung (16) verläuft und mit dem ersten Kühlluftkanal (51) verbunden ist und der Einlaßabschnitt (52a) des zweiten Kühlluftkanals (52) mit dem ersten Kühlluftkanal (51) und der Auslaßabschnitt (52b) des zweiten Kühlluftkanals (52) mit der Atmosphäre in Verbindung steht. 6 AT 402 538 B
2. 2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kühlluftkanal (52) zwischen der Auslaßöffnung (16) und der Kühlflüssigkeitskammer (34) angeordnet ist.
3. 3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kühlluftkanal (52) im oberen Bereich zwischen der Einlaßöffnung (15) und/oder der Auslaßöffnung (16) und der Kühlflüssigkeitskammer (34) angeordnet ist.
4. 4. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswandbereich (54,60) des benachbarten Teiles der Einlaßöffnung (15) zur Einlaßventilöffnung (15a) und/oder des benachbarten Teiles der Auslaßöffnung (16) zur Auslaßventilöffnung (16a) in Richtung zum ersten Kühlluftkanal (51) gekrümmt ausgebildet beziehungsweise mit einer Ausbuchtung versehen verläuft.
5. 5. Zylinderkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum ersten Kühlluftkanal (51) gekrümmt ausgebildet beziehungsweise mit einer Ausbuchtung versehen verlaufende Öffnungswandbereich (54) entweder an der Einlaßöffnung (15) oder an der Auslaßöffnung (16) an der stromabwärtigen Seite des ersten Kühlluftkanals (51) vorgesehen ist.
6. 6. Zylinderkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der halbe untere Bereich der Innenfläche (55) des gekrümmt ausgebildet beziehungsweise mit einer Ausbuchtung versehen verlaufenden Öffnungswandbereiches (54) vertikal ausgebildet ist. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 7