<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Gaswechselkanal pro Zylinder, der einerseits über ein Ventil mit einem Brennraum, andererseits mit einer an den Zylinderkopf anschliessenden Gaswechselleitung strömungsverbunden ist, wobei zwischen Gaswechselkanal und Zylinderkopf ein wärmeisolierender Ringraum ausgebildet ist.
Aus der DE-PS 25 55 166 ist ein gattungsgemässer Zylinderkopf bekannt, bei dem ein Ringspalt um den Gaswechselkanal als Wärmeisolierung dient, welche die Wärmeübertragung vom heissen Abgas auf den wassergekühlten Zylinderkopf verhindern soll, um die Temperatur des Abgases für eine Abgasnachbehandlung hochzuhalten. Der Luftpolster im Ringspalt um den Gaswechselkanal wird dabei dadurch erreicht, dass zwei dünnwandige, miteinander verschweisste Halbschalen beim Giessen des Zylinderkopfes in diesen eingegossen werden.
Auch aus - der DE-PS 25 37 676 ist eine mitgegossene, aus Halbschalen bestehende Hitzeisolierung mit einem umgebenden Ringraum bekannt.
All diese Hitzeisoliersysteme haben den Nachteil einer aufwendigen Herstellung und dass solche mitgegossene Isolierungen im Nachhinein nicht mehr entfernt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, und einen Zylinderkopf vorzuschlagen, bei dem auf sehr einfache Weise eine Hitzeisolierung der Gaswechselkanäle ermöglicht wird.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Gaswechselkanal durch ein mit dem Zylinderkopf lösbar verbundenes Gaswechselrohr gebildet ist, welches in den Zylinderkopf bis in einen an den Ventilsitzring anschliessenden, um die Ventilachse etwa konzentrisch ausgebildeten Ventilraum eingeschoben ist, wobei das Gaswechselrohr im Bereich des Ventilraumes vorzugsweise zumindest einen Wanddurchbruch zur Strömungsverbindung mit dem Ventilraum aufweist.
Besonders bei Abgasrohren von Brennkraftmaschinen ist eine strömungsoptimierte Formgebung nicht unbedingt erforderlich, sodass die Gaswechselkanäle aus einfach geformten Rohren gebildet werden können. Durch die Wanddurchbrüche im Gaswechselrohr kann auf einfache Weise eine
<Desc/Clms Page number 2>
Strömungsverbindung mit einem oder mehreren Ventilräumen geschaffen werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die vorzugsweise geraden Gaswechselrohre eines oder mehrerer Zylinder zueinander parallel angeordnet und einteilig mit einer Sammelleitung ausgeführt sind. Die Rohre können dabei mit der Sammelleitung verschweisst sein und in einem Stück mit dieser am Zylinderkopf angeschraubt werden.
Eine sehr einfache Herstellung des Zylinderkopfes ist dadurch möglich, dass der Zylinderkopf zweiteilig ausgeführt ist und aus einem eine Ventilbetätigungseinrichtung aufnehmenden Oberteil und eine Brennraumplatte beinhaltenden und das oder die Gaswechselrohr (e) aufnehmenden Unterteil besteht, wobei Ober-und Unterteil miteinander verschraubt sind. Sowohl Ober- als auch Unterteil können auf diese Weise ohne Verwendung von Giesskernen hergestellt werden. Bei dieser kernlosen Fertigung können eventuelle Wasserkanäle und ölkanäle im Nachhinein durch Bohrungen gebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jeweils im Ventilraum zwischen Ventilsitzring und dem Wanddurchbruch eines Gaswechselrohres ein Strömungsleitrohr vorgesehen ist. Die Strömungsleitrohre können dabei zusammen mit den Ventilsitzringen nachträglich eingesetzt oder in den Unterteil des Zylinderkopfes eingegossen werden.
Zur Ermöglichung einer ausreichenden Wärmeabfuhr aus dem Unterteil des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass die Brennraumplatte in thermisch hochbeanspruchten Teilen, wie etwa im Bereich der Ventilsitzringe, Kühlkanäle aufweist, welche entweder durch Kerne beim Giessvorgang oder durch spanende Bearbeitung gefertigt werden können. Eine einfache Herstellung der Kühlkanäle ist aber auch dadurch möglich, dass diese durch in die Brennraumplatte eingegossene Formkörper gebildet werden. Die Formkörper können dabei aus Gussteilen oder geschweissten Blechen bestehen.
Zur Verbesserung der Wärmeisolierung kann weiters vorgesehen sein, dass im Bereich der Ventilführung Oberteil und Unterteil des Zylinderkopfes so geformt sind, dass etwa konzentrisch zu je einer Ventilachse ein mit dem Ventilraum strömungsverbundener Ringraum ausgebildet ist.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemässen Zylinderkopf nach Linie I-I in Fig. 4, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zylinderkopf bei abmontiertem Ventildeckel, Fig. 3 eine Ansicht des Zylinderkopfes von unten bei abmontiertem Zylinderblock, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie V-V in Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie VII-VII in Fig. 1, Fig. 8 einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine Schrägansicht einer Gruppe von mit einem Flansch verbundenen Gaswechselrohren.
In den Fig. 1 bis 7 ist ein aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 bestehender Zylinderkopf 1 dargestellt. Im Oberteil 2 ist die Ventilbetätigungseinrichtung 4, bestehend aus Nocken 5, Nockenwelle 6, Nockenwellenlagerung 7, Schwinghebel 8 und Ventilen 9, welche in Ventilführungen 10 geführt sind. Die Ventilachsen sind mit 9"bezeichnet.
Der Oberteil 2 ist mit dem Unterteil 3 des Zylinderkopfes 1 durch Schrauben 11 lösbar verbunden. Im Bereich der Ventilsitzringe 12 weist der Unterteil 3 um die Ventilschäfte 9'Ventilräume 13 auf, welche in Strömungsverbindung mit Gaswechselrohren 14 stehen. Die Gaswechselrohre 14 sind gerade ausgebildet und werden, von einer seitlichen Flanschfläche 15 des Zylinderkopfes 1 ausgehend, bis in den Ventilraum 13 eingeschoben. Die Gaswechselrohre 14 weisen im Bereich der Ventilräume 13 Wanddurchbrüche 14'auf.
Zwischen den Gaswechselrohren 14 und dem Zylinder- - kopf l ist ein gasgefüllter, ringförmiger Spalt 16 vorgesehen, welcher der Wärmeisolierung dient. Die Gaswechselrohre 14 münden in eine gemeinsame Sammelleitung 17 und sind mit dieser fest verbunden. Diese Sammelleitung 17 ist zur Verringerung der Wärmeverluste im Abgas mit einer Isolationsschicht 26 umgeben, die beispielsweise durch Luft zwischen einer doppelten Ummantelung oder durch eigenes Isoliermaterial gebildet sein kann. Zur Montage der Gaswechselrohre 14 ist ein mit diesen starr verbundener Flansch 18 vorgesehen, welcher am Zy-
<Desc/Clms Page number 4>
linderkopf l angeschraubt ist.
Die Brennraumplatte 19 des Unterteiles 3 weist um thermisch hochbeanspruchte Teile, wie Ventilsitzringe 12, Einspritzdüsen 23, etc., Kühlkanäle 20 auf, welche beispielsweise durch spanende Bearbeitung hergestellt werden.
Zwischen Ventilsitzring 12 und Gaswechselrohr 14 kann im Ventilraum 13 ein Strömungsleitrohr 21 eingesetzt sein.
Zur Wärmeisolation ist im Bereich der Ventilführung 10 zwischen Oberteil 2 und Unterteil 3 ein gasgefüllter Ringraum 22 vorgesehen.
An der seitlichen Flanschfläche 15 ist zwischen Zy- linderkopf 1 und der Flanschfläche 18 eine Dichtung 18'vorge- sehen. Mit 23 ist eine mittige Einspritzdüse bezeichnet.
Der Oberteil 2 des Zylinderkopfes l wird durch den Ventildeckel 24 nach oben abgeschlossen. Zur Ableitung des Öles aus dem Oberteil 2 des Zylinderkopfes l sind öldurchlaufkanäle 25 vorgesehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung anhand einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vier Auslassventilen im Zylinderkopf gezeigt. Die Erfindung kann aber auch bei einem oder mehreren Einlassventilen im Zylinderkopf angewendet werden.