AT514866A2

AT514866A2 - Zylinderkopf für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT514866A2
Application number: ATA9239/2013A
Authority: AT
Original assignee: Cummins Ip Inc
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-04-15
Also published as: US20150167581A1; CN104884778B; US9470177B2; BR112014032328A2; CN107917011A; BR112014032328B1; WO2014004547A1; AT514866B1; US8950374B2; AT514866A5; US20130340703A1; CN107917011B; CN104884778A

Abstract

Rippenkonfigurationen zum Erhöhen der strukturellen Effizienz eines Zylinderkopfs (20), die eine Tragfähigkeit für den Spitzenverbrennungsdruck des Zylinderkopfs (20) betrifft. Zusätzlich zum Erhöhen des Spitzenverbrennungsdrucks können die Rippenkonfigurationen auch das Abdichten des Zylinderkopfs (20) verbessern und die Beständigkeit einer zugehörigen Zylinderkopfdichtung verbessern.

Description

ZYLINDERKOPF FÜR BRENNKRAFTMASCHINE TECHNISCHES FACHGEBIET

Diese Offenbarung betrifft Zylinderköpfe für Brennkraftmaschinen. Insbesondere betrifft diese Offenbarung eine Zylinderkopfkonfiguration mit höherer struktureller Effizienz als herkömmliche Zylinderköpfe. Die strukturelle Effizienz eines Zylinderkopfs betrifft die Drucktragfähigkeit eines Zylinders bei einer gegebenen Masse des Zylinderkopfs.

HINTERGRUND

Als Reaktion auf staatliche Vorschriften und Kundenerwartungen wird die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen erhöht. Eine Möglichkeit, die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs zu erhöhen, besteht darin, das Gewicht des Fahrzeugs zu verringern. Bei durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugen kann das Gewicht der Brennkraftmaschine einen wesentlichen Teil des Fahrzeuggewichts darstellen. Eine Möglichkeit, das Gewicht einer Brennkraftmaschine zu verringern, stellt also eine Möglichkeit dar, die Kraftstoffeffizienz eines zugehörigen Fahrzeugs zu verbessern. Aufgrund der Größe und Komplexität von Brennkraftmaschinen gibt es möglicherweise noch unerwartete und nicht vorweggenommene Möglichkeiten, das Gewicht derartiger Maschinen zu verringern.

Zusätzlich zum Verringern des Gewichts könnte ein verbesserter Verbrennungsdruck umgesetzt werden, wenn ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine so konfiguriert werden könnte, dass die Tragfähigkeit für den Verbrennungsdruck erhöht und gleichzeitig das Gewicht verringert würde. Das Erhöhen des Verbrennungsdrucks führt zu einer gründlicheren oder verbesserten Verbrennung von Kraftstoff, wodurch Emissionen verringert und die Effizienz der Maschine erhöht wird.

ZUSAMMENFASSUNG

Diese Offenbarung stellt einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereit. Der Zylinderkopf umfasst eine Bodenplatte, eine Komponentenbohrung, einen Schraubenansatz, einen Ventilansatz und eine erste Rippe. Die Komponentenbohrung hat eine Wand, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt. Der Schraubenansatz erstreckt sich in der Längsrichtung von der Bo denplatte und befindet sich an einer Position in einem ersten radialen Abstand von der Komponentenbohrung. Der Ventilansatz befindet sich an einer Position in einem zweiten radialen Abstand von der Komponentenbohrung. Der zweite radiale Abstand beträgt weniger als der erste radiale Abstand. Die erste Rippe erstreckt sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte nach oben, ist an einem ersten Ende mit dem Schraubenansatz verbunden und erstreckt sich zu einer Stelle an einem oberen Teil des Schraubenansatzes.

Diese Offenbarung stellt auch einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereit. Der Zylinderkopf umfasst eine Bodenplatte, eine Komponentenbohrung, einen Schraubenansatz, einen Ventilansatz, einen Ansaugkanal, einen Abluftkanal und eine erste Rippe. Die Komponentenbohrung hat eine Komponentenbohrungswand, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt. Der Schraubenansatz erstreckt sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte und befindet sich an einer Position in einem ersten radialen Abstand von der Komponentenbohrung. Der Ventilansatz befindet sich an einer Position in einem zweiten radialen Abstand von der Komponentenbohrung. Der zweite radiale Abstand beträgt weniger als der erste radiale Abstand. Der Ansaugkanal ist im Zylinderkopf gebildet, und der Ansaugkanal beinhaltet eine Ansaugkanalwand. Der Abluftkanal ist im Zylinderkopf gebildet, und der Abluftkanal beinhaltet eine Abluftkanalwand. Die erste Rippe erstreckt sich in der Längsrichtung von einer der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand nach oben und ist mit einer Stelle an der Komponentenbohrungswand verbunden.

Diese Offenbarung stellt auch einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereit. Der Zylinderkopf umfasst eine Bodenplatte, mindestens einen Ansaugkanal, mindestens einen Abluftkanal, eine Komponentenbohrung, eine Mehrzahl von Schraubenansätzen, eine Mehrzahl von Ventilansätzen und eine Mehrzahl von Rippen. Der Ansaugkanal beinhaltet eine Ansaugkanalwand. Der Abluftkanal beinhaltet eine Abluftkanalwand. Die Komponentenbohrung beinhaltet eine Komponentenbohrungswand und einen Komponentenbohrungsmittelpunkt, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstrecken. Jeder Schraubenansatz der Mehrzahl von Schraubenansätzen erstreckt sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte und beinhaltet einen Schraubenansatzmittelpunkt. Jeder der Mehrzahl von Schraubenansätzen ist in einem beabstandeten Winkel um die Komponentenbohrung in einem oder mehreren ersten radialen Abständen von der Komponentenbohrung angeordnet. Jeder Ventilansatz der Mehrzahl von Ventilansätzen hat einen Ventilansatzmittelpunkt und erstreckt sich in der Längsrichtung von einer Ansaugkanal- oder einer Abluftkanalwand. Jeder der Mehrzahl von Ventilansätzen ist in einem beabstandeten Winkel um die Komponentenbohrung in einem oder mehreren zweiten radialen Abständen angeordnet, wobei die zweiten radialen Abstände weniger als die ersten radialen Abstände betragen. Die Mehrzahl von Rippen erstreckt sich in der Längsrichtung von mindestens einer der Gruppe, die aus der Bodenplatte, der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand besteht, und die Mehrzahl von Rippen ist mit mindestens einer aus der Gruppe verbunden, die aus der Mehrzahl von Schraubenansätzen, der Mehrzahl von Ventilansätzen und der Komponentenbohrungswand besteht.

Vorteile und Merkmale der Ausführungsformen dieser Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlicher hervorgehen, die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung zu betrachten ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG FIG. 1 ist eine Schnittansicht eines Teils einer herkömmlichen Brennkraftmaschine. FIG. 2 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine aus FIG. 1. FIG. 3 ist eine Schnittansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung entlang Linie 3-3 in FIG. 5. FIG. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Zylinderkopfs aus FIG. 3, wobei bestimmte Teile entfernt wurden. FIG. 5 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 4. FIG. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung . FIG. 7 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 6. FIG. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. FIG. 9 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 8. FIG. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung . FIG. 11 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 10. FIG. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung . FIG. 13 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 12. FIG. 14 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung . FIG. 15 ist eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus FIG. 14.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

In FIG. 1 und 2 ist ein Teil einer herkömmlichen Brennkraftmaschine, in einer Querschnittsansicht und im Allgemeinen durch 10 gekennzeichnet, gezeigt. Die Maschine 10 enthält einen Maschinenkörper oder -block 12, von dem ein kleiner Teil gezeigt ist, und mindestens eine Verbrennungskammer 14. Natürlich kann die Maschine 10 auch eine Mehrzahl von Verbrennungskammern enthalten, z. B. vier, sechs oder acht, die in einer Reihe oder in einer „V"-Konfiguration angeordnet sein können. Jede Verbrennungskammer 14 ist an einem Ende eines Zylinderhohlraums 16 ausgebildet, der direkt im Maschinenkörper 12 gebildet sein kann.

Der Zylinderhohlraum 16 kann ausgelegt sein, einen entnehmbaren Zylindereinsatz 18 aufzunehmen. Die Maschine 10 enthält auch einen Zylinderkopf 20, der am Maschinenkörper 12 befestigt wird, um den Zylinderhohlraum 16 zu schließen. Wie in der folgenden Beschreibung zu sehen sein wird, ist eine verbesserte Zylinderkopfkonfiguration beschrieben, die die Festigkeit des Zylinderkopfs einer Maschine erhöht und insbesondere die Tragfähigkeit für den Spitzenverbrennungsdruck (PCP) des Zylinderkopfs einer Maschine erhöht.

Die Maschine 10 enthält des Weiteren einen Kolben 22, der für die Hin- und Herbewegung in jedem Zylindereinsatz 18 im Zusammenhang mit jeder Verbrennungskammer 14 positioniert ist. Der Kolben 22 kann jede Art von Kolben sein, solange er die im Folgenden ausgewiesenen Merkmale enthält, die für das Erfüllen der vorliegenden Offenbarung erforderlich sind. Beispielsweise kann der Kolben 22 ein Gelenkkolben oder ein Kolben aus einem Stück sein.

Eine obere Fläche 24 des Kolbens 22 wirkt mit dem Zylinderkopf 20 und dem Teil des Zylindereinsatzes 18, der sich zwischen dem Zylinderkopf 20 und dem Kolben 22 erstreckt, zusammen, um die Verbrennungskammer 14 zu definieren. Obwohl dies nicht spezifisch dargestellt ist, ist der Kolben 22 mit einer Kurbelwelle der Maschine 10 verbunden, über eine Pleuelstange 26, die den Kolben 22 dazu bringt, sich entlang eines geradlinigen Pfads im Zylindereinsatz 18 hin- und herzubewegen, wenn sich die Kurbelwelle der Maschine dreht. FIG. 1 stellt einen Kolben 22 in einer Position am oberen Totpunkt (OT) dar, die erreicht wird, wenn die Kurbelwelle derart positioniert ist, dass der Kolben 22 in die von der Drehachse der Kurbelwelle am weitesten entfernte Position bewegt wird. Auf herkömmliche Weise bewegt sich der Kolben 22 von der OT-Position zu einer Position am unteren Totpunkt (UT), wenn er sich durch den Saug- und den Kolbenhub vorwärtsbewegt. Für den Zweck dieser Offenbarung entsprechen die Wörter „außen" und „außerhalb" der Richtung weg von der Kurbelwelle der Maschine, und die Wörter „innen" und „innerhalb" entsprechen der Richtung hin zur Kurbelwelle der Maschine oder zur UT-Position des Kolbens 22.

Die Maschine 10 der vorliegenden Offenbarung kann eine Viertaktmaschine mit Kompressionszündung (Diesel) sein, bei der der Kraftstoff direkt in jede Verbrennungskammer 14 eingespritzt wird. Ein im Zylinderkopf 20 gebildeter Ansaugkanal 28 lenkt Ansaugluft durch ein Paar im Zylinderkopf 20 positionierter An-saug-Tellerventile 30, von denen nur eines in FIG. 1 dargestellt ist, selektiv in die Verbrennungskammer 14. Ebenso lenkt ein im Zylinderkopf 20 gebildeter Abluftkanal 32 Abluftgase durch ein Paar im Zylinderkopf 20 positionierter Abluft-Tellerventile 34, von denen nur eines in FIG. 1 dargestellt ist, selektiv aus der Verbrennungskammer 14. Das Öffnen und Schließen der Ventile 30 und 34 kann durch einen mechanischen Nocken oder ein hydraulisches Betätigungssystem (nicht gezeigt) oder ein anderes Bewegungssystem in sorgfältig gesteuerter zeitlicher Abfolge mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 22 erfolgen.

An der obersten Position, der in FIG. 1 gezeigten OT-Position, hat der Kolben 22 soeben den Kompressionshub nach oben vollendet, bei dem die Ladeluft, die aus den Ansaugkanälen 28 in die Verbrennungskammer 14 eintreten kann, komprimiert wird, wodurch ihre Temperatur über die Entzündungstemperatur des Kraft-

Stoffs der Maschine steigt. Diese Position wird für gewöhnlich als die Nullposition betrachtet, an der die 720-Grad-Drehung beginnt, die für vier vollständige Hübe des Kolbens 22 erforderlich ist. Die Menge der Ladeluft, die dazu gebracht wird, in die Verbrennungskammer 14 und die anderen Verbrennungskammern der Maschine 10 einzutreten, kann erhöht werden, indem im Ansaugverteiler (nicht gezeigt) der Maschine 10 ein Druckanstieg bereitgestellt wird. Dieser Druckanstieg kann z. B. durch einen Turbolader (nicht gezeigt) mit einem Kompressor bereitgestellt werden, der von einer Turbine angetrieben wird, die durch die Abluft der Maschine 10 mit Energie versorgt oder durch die Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 10 angetrieben wird.

Die Maschine 10 enthält auch eine Kraftstoffeinspritzein-richtung 36, die sicher in einer im Zylinderkopf 20 gebildeten zentralen Bohrung, Komponentenbohrung oder Bohrung 38 der Kraftstof feinspritzeinrichtung befestigt ist, um einen Kraftstoff mit sehr hohem Druck in die Verbrennungskammer 14 einzuspritzen, wenn sich der Kolben 22 der OT-Position nähert oder sich von ihr weg bewegt. In anderen Konfigurationen kann die zentrale Bohrung 38 statt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36, die dann an einer anderen Stelle im Zylinderkopf 20 positioniert wäre, eine Zündkerze oder eine andere Entzündungsvorrichtung enthalten. Die Einspritzeinrichtung 36 enthält am inneren Ende eine Einspritzdüsenanordnung 40. Die Einspritzeinrichtung 36 enthält eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen 42, die im unteren Ende der Düsenanordnung 40 gebildet sind, um es einem Hochdruck-Kraftstoff zu ermöglichen, aus einem Düsenventilhohlraum der Einspritzeinrichtung 36 unter sehr hohem Druck in die Verbrennungskammer 14 zu fließen, sodass ein gründliches Mischen des Kraftstoffs mit der komprimierten Hochtemperatur-Ladeluft in der Verbrennungskammer 14 eingeleitet wird. Es sollte verstanden werden, dass die Einspritzeinrichtung 36 jede Art von Einspritzeinrichtung sein kann, die in der Lage ist, Hochdruck-Kraftstoff durch eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen auf die im Folgenden beschriebene Art in eine Verbrennungskammer 14 einzuspritzen. Beispielsweise kann die Einspritzeinrichtung 36 eine Einspritzeinrichtung mit geschlossener Düse oder eine Einspritzeinrichtung mit offener Düse sein. Des Weiteren kann die Einspritzeinrichtung 36 ein mechanisch betätigtes Druckstück enthalten, das im Körper der Einspritzeinrichtung untergebracht ist, um bei einem Vorwärtss toß der Druckstückanordnung den Hochdruck erzeugen. Alternativ kann die Einspritzeinrichtung 36 Hochdruck-Kraftstoff von einer vorgeschalteten Hochdruckquelle erhalten, z. B. einem Pumplini-en-Düsensystem mit einer oder mehreren Hochdruckpumpen und/oder einem Hochdruck-Akkumulator und/oder einem Kraftstoffverteiler. Die Einspritzeinrichtung 36 kann ein elektronisch betätigtes Einspritzsteuerventil enthalten, das die Düsenventilanordnung mit Hochdruck-Kraftstoff versorgt, um die Einspritzdüsenanordnung 40 zu öffnen, oder das Ablassen von Hochdruck-Kraftstoff aus dem Düsenventilhohlraum steuert, um ein Druck-Ungleichgewicht für ein Düsenventilelement der Einspritzdüsenanordnung 40 zu erzeugen. Das Druck-Ungleichgewicht bringt dadurch das Düsenventilelement dazu, zu öffnen und zu schließen, um einen Einsprit zvorgang einzuleiten. Beispielsweise kann das Düsenventilelement ein herkömmliches federgespanntes Ventilelement mit geschlossener Düse sein, das durch Kraftstoffdruck betätigt wird, wie in US-Patent Nr. 5.326.034 offenbart, dessen gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Einspritzeinrichtung 36 kann die Form der Einspritzeinrichtung haben, die in US-Patent Nr. 5.819.704 offenbart ist, dessen gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Unter Bezugnahme auf FIG. 2 enthält ein herkömmlicher Zylinderkopf 20 eine Oberplatte 60, eine Mittelplatte 62 und eine Bodenplatte 64. Die Oberplatte 60, die Mittelplatte 62 und die Bodenplatte 64 wirken mit anderen Merkmalen des Zylinderkopfs 20 zusammen, um eine obere Kühlmittelgalerie 66 und eine untere Kühlmittelgalerie 68 zu bilden. Die obere Kühlmittelgalerie 66 und die untere Kühlmittelgalerie 68 enthalten ein fließendes Kühlfluid zum Entfernen von in der Verbrennungskammer 14 erzeugter Wärme. Eine Mehrzahl von im Zylinderkopf 20 gebildeten Bohrungen 70 nimmt Schrauben (nicht gezeigt) auf, um den Zylinderkopf 20 am Maschinenkörper 12 zu befestigen. Ein Seitenwandteil 72 verbindet einen Bodenplattenteil 64 mit einem Mittelplattenteil 62 und einem Oberplattenteil 60 und bildet einen Teil der oberen Kühlmittelgalerie 66 und der unteren Kühlmittelgalerie 68. Die Einspritzeinrichtung oder die zentrale Bohrung 38 können einen Wandteil 74 einer Einspritzeinrichtung, einer Komponente oder einer zentralen Bohrung haben.

In FIG. 3-5 ist ein Zylinderkopf 120a gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Wie in FIG. 3 zu sehen ist, enthält der Zylinderkopf 120a eine Stirn-, Boden- oder untere Platte 164a, eine Mittel- oder mittlere Platte 162 und eine Ober- oder obere Platte 160. Ein Seitenwandteil 172 verbindet die Bodenplatte 164a mit der Mittelplatte 162 und der oberen Platte 160. Wie im Folgenden ausführlicher erläutert wird, hängen die obere Platte 160, die Mittelplatte 162 und der Seitenwandteil 172 nicht direkt mit den Verbesserungen der vorliegenden Offenbarung zusammen und wurden in FIG. 4-15, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschreiben, aus Gründen der Klarheit entfernt. Die Stirnplatte 164a, die Mittelplatte 162, die Oberplatte 160, der Seitenwandteil 172 und eine Wand 174a einer zentralen Bohrung wirken zusammen, um eine obere Kühlmittelgalerie 166 und eine untere Kühlmittelgalerie 168 zu bilden.

Wie am besten in FIG. 4 und 5 zu sehen ist, enthält der Zylinderkopf 120a des Weiteren eine Mehrzahl von sich in der Längsrichtung erstreckenden Schraubenansätzen 44a, die sich von der Bodenplatte 164a des Zylinderkopfs 120a erstrecken. Die Schraubenansätze 44 sind in beabstandeten Winkeln um eine zentrale Bohrung 38a angeordnet und können symmetrisch um die zentrale Bohrung 38a angeordnet sein. Die zentrale Bohrung 38a kann eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine Zündkerze oder eine andere Entzündungsvorrichtung enthalten. Jeder Schraubenansatz 44a kann sich in ungefähr demselben ersten radialen Abstand von der zentralen Bohrung 38a befinden, oder jeder Schraubenansatz 44a kann sich in einem unterschiedlichen radialen Abstand von der zentralen Bohrung 38a befinden. Die zentrale Bohrung 38a ist also in Bezug zu den Schraubenansätzen 44a in einem mittleren oder zentralen Bereich positioniert, doch diese Position kann in Bezug zum Mittelpunkt des durch die Schraubenansätze 44a definierten Musters unzentriert oder versetzt sein. Jeder Schraubenansatz 44a enthält eine Bohrung 70, die eine Montageschraube (nicht gezeigt) zum Befestigen des Zylinderkopfs 120a am Maschinenkörper 12 aufnimmt. Der Zylinderkopf 120a enthält auch eine Mehrzahl von Ventilansätzen 48a, die winkelig in einer Reihe um die zentrale Bohrung 38a angeordnet sind. Wie die Schraubenansätze 44a können die Ventilansätze 48a symmetrisch um die zentrale Bohrung 38a angeordnet sein. Jeder Ventilansatz 48a enthält eine Ventilbohrung 50a. Jede Ventilbohrung 50a nimmt ein Ansaug-Tellerventil 30 oder ein Abluft-Tellerventil 34 für die

Hin- und Herbewegung in jeder Ventilbohrung 50a auf. Jeder Ventilansatz 48a befindet sich in einem zweiten radialen Abstand von der zentralen Bohrung 38a, der weniger als alle radialen Abstände zu jedem Schraubenansatz 44a beträgt. Jeder Ventilansatz 48a kann sich in ungefähr demselben radialen Abstand von der zentralen Bohrung 38a befinden, oder jeder Ventilansatz kann sich in einem unterschiedlichen zweiten radialen Abstand von der zentralen Bohrung 38a befinden. Die zentrale Bohrung 38a befindet sich also in dem Bereich, der durch das von den Ventilansätzen 48a gebildete Muster begrenzt wird, doch die zentrale Bohrung 38a kann in Bezug zum Mittelpunkt des von den Ventilansätze 48a gebildeten Musters unzentriert oder versetzt sein. Ein Schnitt, der sich in der Längsrichtung durch die Bodenplatte 164a erstreckt, die die Zentralachse der zentralen Bohrung 38a enthält, und sich von der zentralen Bohrung 38a radial nach außen erstreckt, um die Zentralachse eines Ventilansatzes 48a zu schneiden, erstreckt sich dann radial nach außen durch einen Schraubenansatz 44a. Der Schnitt kann eine einzelne Ebene beinhalten oder eine Mehrzahl von Ebenen beinhalten, wie durch die Linie 3-3 in FIG. 5 gezeigt. Wie beispielsweise in FIG. 3 zu sehen ist, die entlang eines derartigen Schnitts gezeigt ist, ist jeder Ventilansatz 48a radial zwischen einer zentralen Bohrung 38a und einem Schraubenansatz 44a positioniert. Jeder Schraubenansatz 44a ist folglich radial weiter von der zentralen Bohrung 38a entfernt als der jeweilige Ventilansatz 48a.

Von der Bodenplatte 164a erstrecken sich eine Mehrzahl von Ansaugkanälen 28a und eine Mehrzahl von Abluftkanälen 32a. Jeder Ansaugkanal 28a öffnet sich in der Bodenplatte 164a und erstreckt sich von der Bodenplatte 164a weg, wobei er sich krümmt, um sich zwischen einem ersten Paar Schraubenansätzen 44a zu erstrecken. Jeder Ansaugkanal 28a bildet also einen Winkel für den Ansaugluftstrom, wobei dieser Winkel ungefähr 90 Grad betragen kann. Die Ansaugkanäle 28a sind mit einem Ansaugverteiler der Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Die Abluftkanäle 32a öffnen sich ebenfalls in der Bodenplatte 164a und erstrecken sich anfänglich in einer Richtung von der Bodenplatte 164a weg, die parallel zu den Ansaugkanälen 28a sein kann. Die Abluftkanäle 32a können sich dann krümmen, um sich zwischen einem anderen oder zweiten Paar Schraubenansätzen 44a in einer Richtung zu erstrecken, die im Allgemeinen entgegengesetzt zu jener ist, in der sich die Ansaugkanäle 28a zwischen dem ersten Paar Schraubenansätzen 44a erstrecken. Jeder Abluftkanal 32a bildet einen Winkel für den Abluftstrom, wobei dieser Winkel ungefähr 90 Grad betragen kann. Die Abluftkanäle 32a sind mit einem Abluftverteiler der Maschine (nicht gezeigt) verbunden.

Eine Wand oder Rippe 52 erstreckt sich in der Längsrichtung nach oben oder von einem oberen Wandteil 84a eines Wandteils 84 jedes Ansaugkanals 28a weg. Die Wand oder Rippe 52 ist verbunden mit und erstreckt sich nach oben entlang eines inneren Ansatzteils 54 eines Schraubenansatzes 44a zu einem Ansatzteil oder einer Stelle 56, die sich in der Nähe einer oberen Fläche 45a des Schraubenansatzes 44a befindet. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Rippe 52 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44a bei mindestens 50% der Strecke von der Bodenplatte 164a zur oberen Fläche 45a. Vorzugsweise erstreckt sich die Rippe 52 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44a bei mindestens 75% der Strecke von der Bodenplatte 164a zur oberen Fläche 45a. Die Verbindung von Rippe 52 und Ansatz 44a ist an einer ersten Seite oder einem ersten Ende der Rippe 52. Die Wand oder Rippe 52 erstreckt sich auch zu und ist mit einem inneren Ansatzteil 58 eines Ventilansatzes 48a an der Basis jedes Ventilansatzes 48a verbunden. Die Verbindung von Rippe 52 und Ventilansatz 48a ist an einem zweiten Ende oder einer zweiten Seite der Rippe 52. Ein Ventilansatz 48a erstreckt sich auch von jedem Wandteil 84 jedes Ansaugkanals 28a. Die Rippe 52 kann sich nach oben entlang des Ventilansatzes 48a erstrecken, doch zum Ermöglichen eines adäquaten Kühlfluidflusses durch den Zylinderkopf 120a erstreckt sich die Rippe 52 vorzugsweise über weniger als 50% der Strecke von der Basis des Ventilansatzes 48a zur Oberseite des Ventilansatzes 48a. Jede Rippe 52 kann sich auch in der Längsrichtung von einem Bodenplattenteil 59 der Bodenplatte 164a an einigen Stellen erstrecken, wie am besten in FIG. 5 zu sehen ist. Die Erstreckung der Rippen 52 von der Bodenplatte 164a ist möglich, weil sich die Wandteile 84 und, wie im Folgenden beschrieben, eine Mehrzahl von Wandteilen 85 der Abluftkanäle 32a von der Bodenplatte 164a erstrecken. Jedoch können sich die Wandteile 84 und die Wandteile 85 möglicherweise nicht an allen Stellen von der Bodenplatte 164a erstrecken, an denen Rippen 52 zwischen jedem Schraubenansatz 44a und jedem Ventilansatz 48a positioniert sein können, sodass Stellen für die Rippen 52 zum Erstrecken von der Bodenplatte 164a übrig bleiben.

Eine Wand oder Rippe 52 erstreckt sich auch in der Längsrichtung von einem oberen Wandteil 85a eines Wandteils 85 jedes Abluftkanals 32a nach oben. Jede Wand oder Rippe 52 ist verbunden mit und erstreckt sich nach oben entlang eines inneren Ansatzteils 54 eines Schraubenansatzes 44a zu einem Ansatzteil oder einer Stelle 56, die sich in der Nähe einer oberen Fläche 45a des Schraubenansatzes 44a befindet. Die Verbindung von Rippe 52 und Schraubenansatz 44a ist an einer ersten Seite oder einem ersten Ende der Rippe 52. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Rippe 52 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44a bei mindestens 50% der Strecke von der Bodenplatte 164a zur oberen Fläche 45a. Vorzugsweise erstreckt sich die Rippe 52 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44a bei mindestens 75% der Strecke von der Bodenplatte 164a zur oberen Fläche 45a. Die Wand oder Rippe 52 erstreckt sich auch zu und ist mit einem inneren Ansatzteil 58 eines Ventilansatzes 48a an der Basis jedes Ventilansatzes 48a verbunden. Die Verbindung von Rippe 52 und Ventilansatz 48a ist an einem zweiten Ende oder einer zweiten Seite der Rippe 52. Ein Ventilansatz 48a erstreckt sich auch von jedem Wandteil 85 jedes Abluftkanals 32a. Die Rippe 52 kann sich nach oben entlang des Ventilansatzes 48a erstrecken, doch zum Ermöglichen eines adäquaten Kühlfluidflusses durch den Zylinderkopf 120a sollte sich die Rippe 52 über weniger als 50% der Strecke von der Basis des Ventilansatzes 48a zur Oberseite des Ventilansatzes 48a erstrecken. Jede Rippe 52 kann sich auch in der Längsrichtung weg von einem Bodenplattenteil 59 der Bodenplatte 164a an einigen Stellen erstrecken, wie am besten in FIG. 5 zu sehen ist. Die Erstreckung der Rippen 52 von der Bodenplatte 164a ist möglich, weil sich die Wandteile 85 auch von der Bodenplatte 164a erstrecken, sich jedoch nicht an allen Stellen von der Bodenplatte 164a erstrecken können, an denen Rippen 52 zwischen jedem Schraubenansatz 44a und jedem Ventilansatz 48a positioniert sein können, sodass Stellen für die Rippen 52 zum Erstrecken von der Bodenplatte 164a übrig bleiben.

Jede Rippe 52 schließt in einer oberen oder Oberkante 53a ab. Die obere oder Oberkante 53a kann im Allgemeinen flach oder als gerade Linie erscheinen, wenn sie von einer Seite der Rippe 52 betrachtet wird, oder normal zur Längsausdehnung der Rippe 52, die sich von der Bodenplatte 164a erstreckt. Die obere oder

Oberkante 53a kann jedoch auch eine leicht konvexe Form bilden.

Es ist weniger bevorzugt, dass die obere oder Oberkante 53a eine konkave Form bildet, da eine solche Form weniger für Belastungen geeignet ist, die von der Bodenplatte 164a, den Wänden 84 und den Wänden 85 auf die Schraubenansätze 44a übertragen werden. Sofern nichts vermerkt ist, sollte die Form der Rippen in den folgenden Ausführungsformen ähnlich der Form der Rippen 52 sein.

Die Tragfähigkeit für einen Spitzenzylinderdruck (PCP) eines dem Zylinderkopf 20 ähnlichen herkömmlichen Zylinderkopfs, der als der auf einen Zylinderkopf durch eine zugehörige Verbrennungskammer ausgeübte Druck definiert werden kann, wurde mit 193 bar gemessen. Die Konfiguration der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erreicht einen Spitzenzylinderdruck von 240 bar. Das Material des herkömmlichen Zylinderkopfs 20 und des Zylinderkopfs 120a der ersten Ausführungsform, der den zuvor erwähnten PCP erreicht, ist Graueisen. Die Abmessungen, die zu dem Zylinderkopf 120a gehören können, sind die folgenden: eine Dicke der Bodenplatte oder Stirnplatte 164a von 17 Millimetern; eine Dicke der Mittelplatte 162 von 5 Millimetern; eine Dicke der Oberplatte 160 von 15 Millimetern; ein Abstand vom Mittelpunkt der Mittelplatte 162 in der Längsrichtung zum Mittelpunkt der Bodenplatte 164a von 27,5 Millimetern; eine Dicke eines Seitenwandteils 172 von 13 Millimetern und eine Mindestdicke einer Wand 174a der zentralen Bohrung von 10 Millimetern. Die Dicke jeder Rippe 52 sollte für das Gießen ausreichend sein. Beispielsweise kann die Dicke der Rippen 52 im Bereich von 3 Millimetern bis 10 Millimetern sein, beispielsweise 5 Millimeter dick. Die Rippen 52 können bei Bedarf dicker sein, sollten jedoch so konfiguriert sein, dass Störungen der Funktion der oberen Kühlmittelgalerie 166 vermieden werden. Die Rippen 52 sollten auf die Mindestdicke begrenzt sein, die erforderlich ist, um dem gebildeten PCP zu widerstehen; andernfalls wird für den Zylinderkopf 120a mehr Material als benötigt verwendet, und er wird schwerer als erforderlich. Alle zuvor erwähnten Merkmale, die eine Verbindung oder ein Gelenk aufweisen, sollten einen Radius an der Verbindung enthalten. Der Radius des Gelenks sollte so groß wie möglich sein. Beispielsweise kann ein vorteilhafter Radius ungefähr 6 Millimeter betragen. Natürlich könnten derartige Verbindungs- oder Gelenkradien je nach dem verfügbaren Platz viel größer sein.

Der wesentliche Vorteil der Rippen 52 besteht darin, dass sie eine Entfernung von 75% des Materials im Bereich des oberen Wassermantels oder der oberen Kühlmittelgalerie 166 ermöglichen, während der PCP des Zylinderkopfs 120a erhalten bleibt oder sogar erhöht wird. Dieser Vorteil wird bereitgestellt, indem das nicht mit der Festigkeit des Zylinderkopfs 120a zusammenhängende Material begrenzt oder verringert wird, während an den oben beschriebenen Stellen und Konfigurationen Material hinzugefügt wird. Die Möglichkeit, durch eine entsprechende Platzierung der Rippen 52 Material zu entfernen, während der PCP erhöht wird, war ein unerwartetes Ergebnis. Im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung führte das Ergebnis aus dem Hinzufügen der Rippen 52 in Verbindung mit den oben angegebenen Abmessungen zu einer Erhöhung der strukturellen Effizienz des Zylinderkopfs 120a gegenüber einem herkömmlichen Zylinderkopf um 15%, wobei die strukturelle Effizienz als das Verhältnis von Steifigkeit zu Masse definiert ist. Wie zuvor beschrieben, ermöglichen die Rippen 52 eine Entfernung von Material vom Zylinderkopf 120a, während der PCP des Zylinderkopfs 120a erhöht wird, was zur verbesserten strukturellen Effizienz führt. Die strukturelle Steifigkeit des Zylinderkopfs 120a, die als die Fähigkeit definiert ist, einer Verformung beim Aufbringen einer Last zu widerstehen, wurde gegenüber einem herkömmlichen Zylinderkopf um 32% erhöht. Das Ändern der in Kombination mit den Rippen 52 zuvor angegebenen verschiedenen Abmessungen würde zu Verbesserungen des PCP und der strukturellen Effizienz führen, die sich von dem soeben gegebenen Beispiel unterscheiden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfs der vorliegenden Offenbarung, im Allgemeinen durch 120b angezeigt, ist in FIG. 6 und 7 gezeigt. Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen haben, oder Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen und einen angehängten Buchstaben haben, z. B. 44a, 44b, funktionieren ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen und werden in dieser Ausführungsform nur so weit beschrieben, wie dies für die Klarheit erforderlich ist.

Der Zylinderkopf 120b weist eine Mehrzahl von Rippen 152 auf, die sich in der Längsrichtung von einer Stirn- oder Bodenplatte 164b an einem Bodenplattenteil 78 erstrecken, um sich mit einem Mittelteil 76 einer Wand 174b einer zentralen Bohrung zu verbinden, wobei ein Winkel zur Stirnplatte 164b gebildet wird. Der Teil 78 befindet sich auf der Bodenplatte 164b zwischen einem Wandteil 88 eines Ansaugkanals 28b und einem Wandteil 89 eines Abluftkanals 32b. Ein Teil der Rippen 152 kann mit einem oberen Wandteil 88a des Wandteils 88 oder einem oberen Wandteil 89a des Wandteils 89 oder beiden verbunden oder daran befestigt sein, je nach der Stelle einer Kante der Wand 88, an der die Wand 88 von der Bodenplatte 164b ausgeht, und der Stelle einer Kante der Wand 89, an der die Wand 89 von der Bodenplatte 164b ausgeht. Die Rippen 152 stellen eine zusätzliche PCP-Tragfähig-keit bereit, wenn sie mit den Rippen 52 verwendet werden. Die Rippen 152 können für sich verwendet werden, doch mit einer geringeren PCP-Tragfähigkeit als die Rippen 52.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfs der vorliegenden Offenbarung, im Allgemeinen durch 120c angezeigt, ist in FIG. 8 und 9 gezeigt. Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen haben, oder Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen und einen angehängten Buchstaben haben, z. B. 44a, 44b, funktionieren ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen und werden in dieser Ausführungsform nur so weit beschrieben, wie dies für die Klarheit erforderlich ist.

Der Zylinderkopf 120c weist eine Mehrzahl von Rippen 252 auf, die sich in der Längsrichtung von einem oberen Wandteil 86a eines Wandteils 86 eines Ansaugkanals 28c oder einem oberen Wandteil 87b eines Wandteils 87 eines Abluftkanals 32c erstrecken. Die Rippen 252 sind verbunden mit und erstrecken sich in der Längsrichtung nach oben entlang einer Wand 174c einer zentralen Bohrung an einem ersten Ende der Rippen 252, und sie sind verbunden mit und erstrecken sich in der Längsrichtung nach oben entlang eines Ansatzteils 80 eines Ventilansatzes 48c an einem zweiten Ende der Rippen 252. Der Ansatzteil 80 ist an einer Seite des Ventilansatzes 48c positioniert, die der Wand 174c der zentralen Bohrung zugewandt ist. Jede Rippe 252 erstreckt sich zu einem Punkt an der Wand 174c der zentralen Bohrung, der in der Längsrichtung so weit wie möglich von der Bodenplatte 164c entfernt ist, während ein adäquater Kühlfluidfluss durch den Zylinderkopf 120c gewahrt bleibt. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Rippe 252 zu einem Punkt entlang der Wand 174c der zentralen Bohrung bei mindestens 50% der Strecke von der Bo- denplatte 164c zu einer oberen Fläche 175 der Wand 174c der zentralen Bohrung. Jede Rippe 252 erstreckt sich außerdem zu einem Punkt am Ventilansatz 48c, der in der Längsrichtung so weit wie möglich von der Bodenplatte 164c entfernt ist, während ein adäquater Kühlfluidfluss durch den Zylinderkopf 120c gewahrt bleibt. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Rippe 252 zu einem Punkt entlang des Ventilansatzes 48c, der in der Längsrichtung weniger als die Strecke beträgt, die sich die Rippe 252 entlang der Wand 174c der zentralen Bohrung erstreckt.

Eine obere Kante 252a der Rippe 252 bildet einen Winkel zur Stirnplatte 164c, wobei die Verbindung der oberen Kante 252a mit der Wand 174c der zentralen Bohrung in der Längsrichtung weiter von der Bodenplatte 164c entfernt ist als die Verbindung der oberen Kante 252a mit dem Wandteil 80 des Ventilansatzes 48c.

Die obere Kante 252a erstreckt sich folglich in der Längsrichtung nach unten zur Bodenplatte 164c, wenn sich die obere Kante 252a von der Wand 174c der zentralen Bohrung zum Ventilansatz 48c erstreckt. Die Rippen 252 stellen eine zusätzliche PCP-Trag-fähigkeit für den Zylinderkopf 120c bereit, wenn sie in Verbindung mit den Rippen 52 verwendet werden. Die Rippen 252 können auch in Verbindung mit den Rippen 152 verwendet werden. Während die Rippen 252 für sich verwendet werden können, ist die Verbesserung des PCP viel geringer als die durch die Rippen 52 oder die Rippen 152 bereitgestellte Verbesserung des PCP, sodass die Rippen 252 effektiver sind, wenn sie mit einer oder mehreren anderen Rippen verwendet werden, die bei den anderen Ausführungsformen dieser Offenbarung beschrieben sind.

Ein viertes Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfs der vorliegenden Offenbarung, im Allgemeinen durch 120d angezeigt, ist in FIG. 10 und 11 gezeigt. Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen haben, oder Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen und einen angehängten Buchstaben haben, z. B. 44a, 44b, funktionieren ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen und werden in dieser Ausführungsform nur so weit beschrieben, wie dies für die Klarheit erforderlich ist.

Der Zylinderkopf 120d weist eine Mehrzahl von Rippen 352 auf, von denen sich jede in der Längsrichtung von einer Bodenplatte 164d nach oben erstreckt und an einem ersten Ende oder einer ersten Seite und einem zweiten Ende oder einer zweiten

Seite der Rippen 352 mit zugewandten Wandteilen eines Paars von Schraubenansätzen 44d verbunden ist, wobei die Schraubenansätze 44d mit der Bodenplatte 164d verbunden werden. Eine Oberkante 352a jeder Rippe 352 ist mit dem Schraubenansatz 44d an einer Stelle in der Längsrichtung verbunden, die so weit wie möglich von der Bodenplatte 164d entfernt ist, während ein adäquater Kühlfluidfluss durch den Zylinderkopf 120d bereitgestellt wird. Die Oberkante 352a jeder Rippe 352 erstreckt sich in einem Winkel von jedem Schraubenansatz 44d zur Bodenplatte 164d, an einer Stelle an jedem Schraubenansatz 44d bei mehr als 50% der Strecke in der Längsrichtung von der Bodenplatte 164d zu einer oberen Fläche 91 jedes Schraubenansatzes 44d, wobei beim Betrachten in einer zur Rippe 352 normalen Richtung eine „V"-Form gebildet wird.

Eine Rippe 352 erstreckt sich in der Längsrichtung zumindest teilweise von einem oder mehreren Wandteilen 92 eines oder mehrerer Ansaugkanäle 28d nach oben. An der Stelle, an der diese Rippe 352 mit den Wandteilen 92 verbunden ist, wird die Rippe 352 in den Wandteil 92 eines jeweiligen Ansaugkanals 28d integriert oder gerundet. Ein Teil der Rippe 352 kann sich in einen Ansaugkanal 28d erstrecken, um der Rippe 352 zusätzliche strukturelle Tragfähigkeit zu verleihen. Das Ausmaß, in dem sich die Rippe 352 in die Ansaugkanäle 28d erstreckt, darf jedoch einen adäquaten Ansaugluftstrom durch die Ansaugkanäle 28d nicht stören. Eine Rippe 352 erstreckt sich in der Längsrichtung zumindest teilweise von einem oder mehreren Wandteilen 93 eines oder mehrerer Abluftkanäle 32d nach oben. An der Stelle, an der diese Rippe 352 mit den Wandteilen 93 verbunden ist, wird die Rippe 352 in den Wandteil 93 eines jeweiligen Abluftkanals 32d integriert oder gerundet, um der Rippe 352 zusätzliche strukturelle Tragfähigkeit zu verleihen. Ein Teil der Rippe 352 kann sich in einen Abluftkanal 32d erstrecken, um der Rippe 352 zusätzliche strukturelle Tragfähigkeit zu verleihen. Das Ausmaß, in dem sich die Rippe 352 in die Abluftkanäle 32d erstreckt, darf jedoch einen adäquaten Abluftstrom durch die Abluftkanäle 32d nicht stören.

Die Rippen 352 stellen eine verbesserte Abdichtung des Zylinderkopfs 120d mit einem Maschinenkörper bereit, indem die Robustheit des Zylinderkopfs 120d erhöht wird. Die erhöhte Robustheit des Zylinderkopfs 120d verbessert die Abdichtungsef fektivität eines Abdichtungsmechanismus, der sich zwischen dem Zylinderkopf 120d und einem zugehörigen Maschinenkörper befindet. Dieser Abdichtungsmechanismus kann eine Kopfdichtung einschließen, die sich zwischen dem Zylinderkopf 120d und dem zugehörigen Maschinenkörper befindet. Die Rippen 352 können die Beständigkeit einer zugehörigen Kopfdichtung ebenfalls verbessern, da das Biegen der Kopfdichtung entlang der Dichtungsverbindung durch das Vorhandensein der Rippen 352 verringert wird. Die Rippen 352 können mit einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. Durch das Verwenden der Rippen 352 in Kombination mit einer oder mehreren Rippen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Abdichten des Zylinderkopfs 120d gegenüber einer zugehörigen Maschine weiter verbessert werden.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfs der vorliegenden Offenbarung, im Allgemeinen durch 120e angezeigt, ist in FIG. 12 und 13 gezeigt. Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen haben, oder Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen und einen angehängten Buchstaben haben, z. B. 44a, 44b, funktionieren ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen und werden in dieser Ausführungsform nur so weit beschrieben, wie dies für die Klarheit erforderlich ist.

Der Zylinderkopf 120e weist Rippen 452 auf. Ein Paar Rippen 452 erstreckt sich in der Längsrichtung von einer Bodenplatte 164e, einem Wandteil 94 eines Ansaugkanals 28e und/oder einem Wandteil 95 eines Abluftkanals 32e weg oder nach oben, je nach der Position des Paars Rippen 452. Beispielsweise kann sich ein Paar Rippen 452 in der Längsrichtung weg von der Bodenplatte 164e und von einem oberen Wandteil 94a des Wandteils 94 erstrecken, sich mit einem Schraubenansatz 44e verbinden und sich zu einem oberen inneren Teil 82 des Schraubenansatzes 44e erstrecken. In einem anderen Beispiel kann sich ein Paar Rippen 452 in der Längsrichtung weg von der Bodenplatte 164e und von einem oberen Wandteil 95b des Wandteils 95 erstrecken, sich mit dem Schraubenansatz 44e verbinden und sich zu dem oberen inneren Teil 82 des Schraubenansatzes 44e erstrecken. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Rippe 452 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44e bei mindestens 50% der Strecke von der Bodenplatte 164e zur oberen Fläche 91. Vorzugsweise erstreckt sich die Rippe 452 zu einer Stelle am Schraubenansatz 44e bei mindestens 75% der Strecke von der Bodenplatte 164e zur oberen Fläche 91. Jedes Paar Rippen 452 bildet beim Betrachten aus einer zur Ebene der Bodenplatte 164e im Allgemeinen normalen Richtung eine ,,V"-Form. Jede des Paars Rippen 452 liegt auf je einer Seite einer Ebene 96, die sich normal zur und durch die Bodenplatte 164e, durch den Mittelpunkt einer Komponenten- oder zentralen Bohrung 38e und durch den Mittelpunkt eines Schraubenansatzes 44e erstreckt. Eine Ebene 97, die sich normal zur Bodenplatte 164e durch den Mittelpunkt zweier Ventilansätze 48e erstreckt und die zentrale Bohrung 38e nicht schneidet, erstreckt sich durch eine Rippe 452 zweier unterschiedlicher Rippenpaare. Der Winkel des „V” kann im Bereich von 20 Grad bis 60 Grad liegen, liegt aber mehr bevorzugt im Bereich von 30 Grad bis 50 Grad und am meisten bevorzugt im Bereich von 35 Grad bis 45 Grad.

Wenn die Rippen 452 den oberen Wandteil 94a des Wandteils 94 der Ansaugkanäle 28e und den oberen Wandteil 95b des Wandteils 95 der Abluftkanäle 32e schneiden, werden die Rippen 452 in die Wandteile 94a der Wandteile 94 der Ansaugkanäle 28e und die Wandteile 95b der Wandteile 95 der Abluftkanäle 32e integriert oder gerundet. Die Rippen 452 können sich in die Ansaugkanäle 28e und die Abluftkanäle 32e erstrecken, um die Robustheit des Zylinderkopfs 120e zu erhöhen. Jedoch sollten die Rippen 452 die Funktion der Ansaugkanäle 28e und der Abluftkanäle 32e nicht stören. Die Verbesserung des PCP durch die Rippen 452 ist mit der PCP-Verbesserung durch die Rippen 52 vergleichbar. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen können die Rippen 452 in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, um den PCP des Zylinderkopfs 120e zu verbessern.

Ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfs der vorliegenden Offenbarung, im Allgemeinen durch 120f angezeigt, ist in FIG. 14 und 15 gezeigt. Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen haben, oder Merkmale, die dieselbe Nummer wie in den vorhergehenden Ausführungsformen und einen angehängten Buchstaben haben, z. B. 44a, 44b, funktionieren ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen und werden in dieser Ausführungsform nur so weit beschrieben, wie dies für die Klarheit erforderlich ist.

Der Zylinderkopf 120f weist Rippen aller zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf, und die Nummerierung der Rippen aus den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird aus Gründen der Einfachheit und der Klarheit beibehalten, obwohl die Verwendung aller Rippen aus den vorhergehenden Ausführungsformen geringfügige Modifikationen der Rippen der vorhergehenden Ausführungsformen aufweisen kann, um es zu ermöglichen, einige Rippen nebeneinander zu platzieren. Die Verwendung aller Ausführungsbeispiele ermöglicht den größtmöglichen PCP. Jedoch kann die Verwendung aller Rippen zu einer massiven Einschränkung der oberen Kühlmittelgalerie und der unteren Kühlmittelgalerie führen, was ungeachtet dessen, welche Kombination zuvor beschriebener Ausführungsformen verwendet wird, bedacht werden sollte. Während verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt und beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass diese Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Die Ausführungsformen können durch Fachpersonen verändert, modifiziert und weiter angewandt werden. Diese Ausführungsformen sind folglich nicht auf die zuvor gezeigten und beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern schließen auch alle derartigen Veränderungen und Modifikationen ein.

Claims

Patentansprüche: 1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf Folgendes umfasst: eine Bodenplatte; eine Komponentenbohrung mit einer Wand, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt; einen Schraubenansatz, der sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt und in einem ersten radialen Abstand von der Komponentenbohrung positioniert ist; einen Ventilansatz, der in einem zweiten radialen Abstand von der Komponentenbohrung positioniert ist, wobei der zweite radiale Abstand weniger als der erste radiale Abstand beträgt; und eine erste Rippe, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte nach oben erstreckt, sich an einem ersten Rippenende mit dem Schraubenansatz verbindet und sich zu einer Stelle an einem oberen Teil des Schraubenansatzes erstreckt.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, wobei sich die erste Rippe in der Längsrichtung von der Bodenplatte nach oben erstreckt, um sich an einem zweiten Ende der ersten Rippe mit einer Stelle an einem unteren Teil des Ventilansatzes zu verbinden.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, des Weiteren enthaltend einen Ansaugkanal mit einer Ansaugkanalwand und einen Abluftkanal mit einer Abluftkanalwand, wobei sich die erste Rippe von einer der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand nach oben erstreckt.
4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, des Weiteren enthaltend eine zweite Rippe, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte nach oben erstreckt, um sich mit einer Stelle an einem oberen Teil des Schraubenansatzes zu verbinden.
5. Zylinderkopf nach Anspruch 1, des Weiteren enthaltend ein Paar Schraubenansätze, die in einem beabstandeten Winkel zueinander um die Komponentenbohrung positioniert sind, wobei mindestens einer der Schraubenansätze in dem ersten radialen Abstand positioniert ist, und eine dritte Rippe, die das Paar Schraubenansätze verbindet.
6. Zylinderkopf nach Anspruch 5, wobei die dritte Rippe die Form eines „V" hat, wenn sie normal zur dritten Rippe betrachtet wird, wobei die Unterseite des „V" näher an der Bodenplatte positioniert ist als die Oberseite des „V".
7. Zylinderkopf nach Anspruch 1, des Weiteren enthaltend eine Mehrzahl von Schraubenansätzen und eine Mehrzahl von Rippen, wobei die Mehrzahl von Rippen jeden Schraubenansatz der Mehrzahl von Schraubenansätzen mit zwei anderen Schraubenansätzen verbindet .
8. Zylinderkopf nach Anspruch 1, wobei die Spitzendrucktragfähigkeit des Zylinderkopfs 240 bar beträgt.
9. Zylinderkopf nach Anspruch 1, wobei sich die erste Rippe über mindestens 50% der Strecke von der Bodenplatte zu einer oberen Fläche des Schraubenansatzes erstreckt.
10. Zylinderkopf nach Anspruch 9, wobei sich die erste Rippe über mindestens 75% der Strecke von der Bodenplatte zur oberen Fläche des Schraubenansatzes erstreckt.
11. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf Folgendes umfasst: eine Bodenplatte; eine Komponentenbohrung mit einer Komponentenbohrungswand, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt; einen Schraubenansatz, der sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt und in einem ersten radialen Abstand von der Komponentenbohrung positioniert ist; einen Ventilansatz, der in einem zweiten radialen Abstand von der Komponentenbohrung positioniert ist, wobei der zweite radiale Abstand weniger als der erste radiale Abstand beträgt; einen im Zylinderkopf gebildeten Ansaugkanal, wobei der Ansaugkanal eine Ansaugkanalwand enthält; einen im Zylinderkopf gebildeten Abluftkanal, wobei der Abluftkanal eine Abluftkanalwand enthält; und eine erste Rippe, die sich in der Längsrichtung von einer der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand nach oben erstreckt, um sich mit einer Stelle an der Komponentenbohrungswand zu verbinden .
12. Zylinderkopf nach Anspruch 11, wobei sich die erste Rippe in der Längsrichtung von einer der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand nach oben erstreckt, um sich mit einer Stelle an einem unteren Teil des Ventilansatzes zu verbinden.
13. Zylinderkopf nach Anspruch 11, des Weiteren enthaltend eine zweite Rippe, die sich von einer der Ansaugkanalwand und der Ab-luftkanalwand nach oben erstreckt, um sich mit einer Stelle an einem oberen Teil des Schraubenansatzes und einer Stelle an einem unteren Teil des Ventilansatzes zu verbinden.
14. Zylinderkopf nach Anspruch 13, wobei die Spitzendrucktragfähigkeit des Zylinderkopfs 240 bar beträgt.
15. Zylinderkopf nach Anspruch 11, des Weiteren enthaltend eine Mehrzahl von Schraubenansätzen und eine Mehrzahl von Rippen, wobei sich jede der Mehrzahl von Rippen in der Längsrichtung von zumindest einer von der Bodenplatte, der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand erstreckt, um sich mit zwei der Mehrzahl von Schraubenansätzen zu verbinden.
16. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf Folgendes umfasst: eine Bodenplatte; mindestens einen Ansaugkanal, der eine Ansaugkanalwand enthält ; mindestens einen Abluftkanal, der eine Abluftkanalwand enthält; eine Komponentenbohrung, die eine Komponentenbohrungswand und einen Komponentenbohrungsmittelpunkt enthält, die sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstrecken; eine Mehrzahl von Schraubenansätzen, wobei jeder Schraubenansatz einen Schraubenansatzmittelpunkt enthält, der sich in der Längsrichtung von der Bodenplatte erstreckt, wobei jeder der Mehrzahl von Schraubenansätzen in einem beabstandeten Winkel um die Komponentenbohrung positioniert ist, in einem oder mehreren ersten radialen Abständen von der Komponentenbohrung; eine Mehrzahl von Ventilansätzen, wobei jeder Ventilansatz einen Ventilansatzmittelpunkt hat und sich in der Längsrichtung von einer Ansaugkanalwand oder einer Abluftkanalwand erstreckt, wobei jeder der Mehrzahl von Ventilansätzen in einem beabstande-ten Winkel um die Komponentenbohrung positioniert ist, in einem oder mehreren zweiten radialen Abständen, wobei die zweiten radialen Abstände weniger als die ersten radialen Abstände betragen; und eine Mehrzahl von Rippen, die sich in der Längsrichtung von mindestens einer der Gruppe, die aus der Bodenplatte, der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand besteht, erstreckt, wobei sich die Mehrzahl von Rippen mit mindestens einer der Gruppe, die aus der Mehrzahl von Schraubenansätzen, der Mehrzahl von Ventilansätzen und der Komponentenbohrungswand besteht, verbindet .
17. Zylinderkopf nach Anspruch 16, wobei sich die Mehrzahl von Rippen in der Längsrichtung von der Bodenplatte nach oben erstreckt, um sich mit einem oberen Teil der Komponentenbohrung zu verbinden.
18. Zylinderkopf nach Anspruch 16, wobei jeder Schraubenansatz durch Rippen mit zwei anderen Schraubenansätzen verbunden ist.
19. Zylinderkopf nach Anspruch 16, wobei die Spitzendrucktragfähigkeit des Zylinderkopfs 240 bar beträgt.
20. Zylinderkopf nach Anspruch 16, enthaltend ein Paar Rippen, das sich in der Längsrichtung von mindestens einer der Gruppe, die aus der Bodenplatte, der Ansaugkanalwand und der Abluftkanalwand besteht, erstreckt, um sich mit einem der Mehrzahl von Schraubenansätzen zu verbinden, wobei jede Rippe des Paars Rippen auf je einer Seite einer Ebene positioniert ist, die sich normal zur Bodenplatte und vom Mittelpunkt der Komponentenbohrung zum Schraubenansatzmittelpunkt des einen der Mehrzahl von Schraubenansätzen erstreckt.