CH680938A5

CH680938A5 - Diesel engine cylinder head

Info

Publication number: CH680938A5
Application number: CH211/90A
Authority: CH
Inventors: Yoshimichi Takamatsu; Tsuyoshi Nishida; Kiichiro Yamada
Original assignee: Kubota Ltd
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-12-15
Also published as: JPH02271058A; KR900016605A; ES2017331A6; ATA230989A; JP2553930B2; AT402538B; KR960010278B1

Abstract

Diesel engine cylinder head consists of valved air cooling and sub-divided combustion chambers.

Description

1 1

CH 680 938 A5 CH 680 938 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a cylinder head according to the preamble of claim 1.

Ein Zylinderkopf der eingangs genannten Art ist bekannt und entsprechend den Fig. 9 und 10 wie folgt aufgebaut. A cylinder head of the type mentioned is known and constructed in accordance with FIGS. 9 and 10 as follows.

Eine Einlassventilöffnung 115a und eine Auslassventilöffnung 116a sind Seite an Seite und in entgegengesetzter Richtung in einer Wand eines Zylinderkopfes 104 angeordnet. Auf der rechten Seite der Einlassventilöffnung 115a und der Auslassventilöffnung 116a sind weiter eine geteilte Brennkammer 117 und eine Kühlflüssigkeitskammer 134 angeordnet, welche den Umfang der geteilten Brennkammer 117 (Vorkammer) umgibt. Auf der linken Seite beider Ventilöffnungen 115a, 116a ist ein Kühlluftka-nai 132 so angeordnet, dass er sich von der Vorderseite des Zylinderkopfes 104 bis zu dessen Rückseite erstreckt. An intake valve opening 115a and an exhaust valve opening 116a are arranged side by side and in the opposite direction in a wall of a cylinder head 104. On the right side of the inlet valve opening 115a and the outlet valve opening 116a there are furthermore a split combustion chamber 117 and a cooling liquid chamber 134 which surrounds the circumference of the split combustion chamber 117 (prechamber). On the left side of both valve openings 115a, 116a, a cooling air duct 132 is arranged such that it extends from the front of the cylinder head 104 to the rear thereof.

Die Massnahmen zur Kühlung des Sammelbereiches B, an dem der Einlasskanal 115, der Auslasskanal 116 und die Kühlflüssigkeitskammer 134 nahe zusammenliegen, wird weiter unten beschrieben. Ein Teil des Auslasskanals 116 nahe der Auslassventilöffnung 116a und die Kühlflüssigkeitskammer 134 sind benachbart und durch eine Trennwand 133 voneinander getrennt. Da die gesamte dem Einlass 132a des Kühlluftkanals 132 zugeführte Kühlluft A am Auslass 132b ausgestossen wird, gelangt keine Kühlluft A zum Sammelbereich B. Die Kühlung des Sammelbereiches B erfolgt ausschliesslich durch die Kühlflüssigkeit, die durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 fliesst. The measures for cooling the collection area B, at which the inlet channel 115, the outlet channel 116 and the coolant chamber 134 are close together, will be described below. A portion of the exhaust passage 116 near the exhaust valve port 116a and the coolant chamber 134 are adjacent and separated by a partition 133. Since all of the cooling air A fed to the inlet 132a of the cooling air channel 132 is expelled at the outlet 132b, no cooling air A reaches the collecting area B. The cooling of the collecting area B takes place exclusively through the cooling liquid which flows through the cooling liquid chamber 134.

Die obige Ausführung beinhaltet jedoch eine Anzahl der folgenden Probleme. However, the above implementation involves a number of the following problems.

Im allgemeinen ist in einem kleinen Dieselmotor, dessen Hubvolumen nicht mehr als 1000 cm3 beträgt und insbesondere in sehr kleinen Dieselmotoren mit einem Hubvolumen bis zu 500 cm3, das Kühlverhalten des Zyiinderkopfes 104 aus den folgenden Gründen nicht gut. In general, the cooling behavior of the cylinder head 104 is not good in a small diesel engine, the stroke volume of which is not more than 1000 cm3 and especially in very small diesel engines with a stroke volume of up to 500 cm3, for the following reasons.

Wenn das Hubvolumen des Motors kleiner wird, dann werden die Grössenverhältnisse des Einlasskanals 115, des Auslasskanals 116 und der geteilten Brennkammer 117 im Verhältnis zum Zylinderdurchmesser grösser. Da sie nahe beieinander liegen, kann deshalb die Breite L des Kanals der Kühlflüssigkeitskammer 134 nicht ausreichend gross ausgebildet werden. Daraus folgt, dass die durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 fliessende Kühlflüssigkeit auf eine kleine Menge beschränkt ist. Daraus ergibt sich, dass der Sammelbereich B weder von der Kühlflüssigkeit noch von der Kühlluft ausreichend gekühlt wird, so dass es dort zu einem Wärmestau kommt, der eine Überhitzung und damit folgende Probleme bewirkt. As the stroke volume of the engine becomes smaller, the proportions of the intake duct 115, the exhaust duct 116 and the divided combustion chamber 117 become larger in relation to the cylinder diameter. Since they are close to each other, the width L of the channel of the coolant chamber 134 cannot therefore be made sufficiently large. It follows that the coolant flowing through the coolant chamber 134 is limited to a small amount. The result of this is that the collection area B is cooled neither sufficiently by the cooling liquid nor by the cooling air, so that there is a heat accumulation which causes overheating and consequently the following problems.

a) Der Wandteil 118 zwischen der Einlassventilöffnung 115a und der Auslassventilöffnung 116a neigt zu Rissbildung durch Thermospannung. a) The wall part 118 between the inlet valve opening 115a and the outlet valve opening 116a tends to crack due to thermal stress.

b) Im Zylinderkopf 104 entsteht eine Wärmebelastung und dies führt zu Leckgas durch die Dichtungsflächen der Dichtung. b) In the cylinder head 104 there is a thermal load and this leads to leakage gas through the sealing surfaces of the seal.

c) Da der Einlasskanal 115 durch eine unzureichende Kühlung im Sammelbereich B nicht ausreichend gekühlt wird, verringert sich die Ladung im Einlass und damit die Leistung des Motors. c) Since the inlet duct 115 is not adequately cooled due to insufficient cooling in the collecting area B, the charge in the inlet and thus the performance of the engine are reduced.

d) Da es schwierig ist, die Menge der Kühlflüssigkeit, die durch die Kühlflüssigkeitskammer 134 fliesst, zu erhöhen, neigt die geteilte Brennkammer 114 zur Überhitzung im Überlastbereich oder bei hoher Belastung während einer langen Zeit. d) Since it is difficult to increase the amount of the cooling liquid flowing through the cooling liquid chamber 134, the split combustion chamber 114 tends to overheat in the overload range or under high load for a long time.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zylinderkopf zu schaffen, der obige Nachteile nicht aufweist. The object of the invention is to provide a cylinder head which does not have the above disadvantages.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zylinderkopfes sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben. Advantageous configurations of the cylinder head are described in claims 2 to 8.

Der zweite Kühlluftkanal kann auf eine der drei folgenden Weisen angeordnet sein, nämlich zwischen dem Auslasskanal und der Kühlflüssigkeitskammer, zwischen dem Einlasskanal und der Kühlflüssigkeitskammer und zwischen dem Einlassund dem Auslasskanal und der Kühlflüssigkeitskammer. The second cooling air channel can be arranged in one of the following three ways, namely between the outlet channel and the cooling liquid chamber, between the inlet channel and the cooling liquid chamber and between the inlet and the outlet channel and the cooling liquid chamber.

Der Einlasskanal des zweiten Kühlluftkanals kann auf die beiden folgenden Weisen angeschlossen sein, nämlich an den Zwischenbereich des ersten Kühlluftkanals und an die Anströmseite der Kühlluft des ersten Kühlluftkanals. The inlet duct of the second cooling air duct can be connected in the following two ways, namely to the intermediate region of the first cooling air duct and to the upstream side of the cooling air of the first cooling air duct.

Weiter kann der Auslasskanal auf die beiden folgenden Weisen angeordnet sein, nämlich an der Abströmseite wie auch an der Anströmseite des ersten Kühlluftkanals. Furthermore, the outlet duct can be arranged in the two following ways, namely on the outflow side and also on the inflow side of the first cooling air duct.

Eine Ausbildung nach der Erfindung funktioniert wie folgt. Training according to the invention works as follows.

Die Kühlluft fliesst vom Einlassteil des ersten Kühlluftkanais zum Auslassteil, und zwar durch den ersten Kühlluftkanal; sowie vom ersten Einlassteil des zweiten Kühlluftkanals zum Auslassteil, und zwar durch den zweiten Kühlluftkanal. The cooling air flows from the inlet part of the first cooling air duct to the outlet part, specifically through the first cooling air duct; and from the first inlet part of the second cooling air duct to the outlet part, specifically through the second cooling air duct.

Dementsprechend werden der andere Seitenteil (z.B. der linke Seitenteil) des Einlasskanals und der andere Seitenteil (z.B. der linke Seitenteil) des Auslasskanals durch den Luftstrom gekühlt, der durch den ersten Kühlluftkanal fliesst. Die Teile zwischen der Einlassventilöffnung des Einlasskanals und der Auslassventilöffnung des Auslasskanals und zwischen mindestens einem der Teile Einlasskanal, Auslasskanal und Kühlflüssigkeitskammer werden durch die Kühlluft gekühlt, die durch den zweiten Kühlluftkanal strömt. Accordingly, the other side part (e.g., the left side part) of the intake duct and the other side part (e.g., the left side part) of the exhaust duct are cooled by the air flow flowing through the first cooling air duct. The parts between the inlet valve opening of the inlet duct and the outlet valve opening of the outlet duct and between at least one of the parts inlet duct, outlet duct and coolant chamber are cooled by the cooling air which flows through the second cooling air duct.

Dementsprechend ergeben sich bei der Lösung nach der Erfindung folgende Vorteile. Accordingly, the following advantages result in the solution according to the invention.

Der Sammelbereich, in dem der Einlasskanal, der Auslasskanal und die Kühlflüssigkeitskammer nahe aneinanderliegen, wird ausreichend durch die Kühlluft gekühlt, so dass die Kühlbedingungen verbessert sind. Dadurch werden eine Überhitzung des Zylinderkopfes verhindert und damit auch die verschiedenen Probleme der herkömmlichen Ausbildung. The collecting area, in which the inlet channel, the outlet channel and the cooling liquid chamber lie close to one another, is cooled sufficiently by the cooling air, so that the cooling conditions are improved. This prevents overheating of the cylinder head and the various problems associated with conventional training.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Zylinderkopfes werden nachfolgend anhand der Zeichnungen (die Fig. 1 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele nach der Erfindung und die Fig. 9 und 10 Ausführungsbeispiele nach dem Stand der Technik) Exemplary embodiments of the cylinder head according to the invention are described below with reference to the drawings (FIGS. 1 to 8 show exemplary embodiments according to the invention and FIGS. 9 and 10 exemplary embodiments according to the prior art)

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

2 2nd

3 3rd

CH 680 938 A5 CH 680 938 A5

4 4th

beschrieben, dabei zeigen: described, showing:

Fig. 1 einen ersten Motor im Vertikalschnitt; Figure 1 shows a first motor in vertical section.

Fig. 2 den Motor der Fig. 1 im Schnitt II-II der Fig. 1 ; Fig. 2 shows the motor of Figure 1 in section II-II of Fig. 1.

Fig. 3 den Zylinderkopf in schematischer, schaubildlicher Darstellung; 3 shows the cylinder head in a schematic, diagrammatic representation;

Fig. 4 den Zylinderkopf im Grundriss; Figure 4 shows the cylinder head in plan.

Fig. 5 den Zylinderkopf im Schnitt V-V der Fig. 4; Figure 5 shows the cylinder head in section V-V of Fig. 4.

Fig. 6 einen zweiten Zylinderkopf im Grundriss; 6 shows a second cylinder head in plan view;

Fig. 7 einen dritten Zylinderkopf im Grundriss; 7 shows a third cylinder head in plan view;

Fig. 8 einen vierten Zylinderkopf im Grundriss; 8 shows a fourth cylinder head in plan view;

Fig. 9 einen bekannten Zylinderkopf im Grundriss; 9 shows a known cylinder head in plan view;

Fig. 10 den bekannten Zylinderkopf im Schnitt X-X der Fig. 9. 10 shows the known cylinder head in section X-X of FIG. 9.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 to 5 show a first embodiment of the invention.

In den Fig. 1 und 2 ist ein vertikaler kopfgesteuerter Dieselmotor 1 gezeigt, der ein Kurbelwellengehäuse 2 und einen darüber angeordneten Zylinder 3 aufweist. Auf dem Zylinder sitzt ein Zylinderkopf 4 mit einem Zylinderkopfdeckel 5. 1 and 2, a vertical head-controlled diesel engine 1 is shown, which has a crankshaft housing 2 and a cylinder 3 arranged above it. A cylinder head 4 with a cylinder head cover 5 sits on the cylinder.

Im Kurbelwellengehäuse 2 ist eine Kurbelwelle 7 drehbar gelagert, so dass sie sich vorwärts und rückwärts drehen kann (nach rechts und links in Fig. 1), wenn sie sich auf halber Höhe des Kurbelwellengehäuses 2 befindet. Die Kurbelwelle 7 ragt an den einander gegenüberliegenden Wänden, d.h. der Vorderwand 8 und der Rückwand 9 aus dem Kurbelwellengehäuse vor. Der aus der Rückwand 9 (rechte Wand) vorstehende Teil ist ein Abtriebsteil. Der Endteil, welcher aus der Vorderwand 8 (linke Wand) vorsteht, ist mit einem zentrifugalen Kühllüfter 10 versehen, der mit dem Endteil fest verbunden ist. A crankshaft 7 is rotatably mounted in the crankshaft housing 2, so that it can rotate forwards and backwards (to the right and left in FIG. 1) when it is halfway up the crankshaft housing 2. The crankshaft 7 projects on the opposite walls, i.e. the front wall 8 and the rear wall 9 from the crankcase. The part protruding from the rear wall 9 (right wall) is an output part. The end part, which protrudes from the front wall 8 (left wall), is provided with a centrifugal cooling fan 10, which is firmly connected to the end part.

Ein Kolben 12 ist im Zylinder 13 so angepasst, dass er vertikal verschiebbar ist und oberhalb des Kolbens 12 eine Brennkammer 13 bildet. A piston 12 is adapted in the cylinder 13 so that it can be displaced vertically and forms a combustion chamber 13 above the piston 12.

Der Zylinderkopf 4 ist mit einem Einlasskanal 15 und einem Auslasskanal 16 Seite an Seite und in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung versehen, ferner mit einer geteilten Brennkammer 17 (Vorkammer). Im Einlasskanal 15 ist in der Einlassventilöffnung 15a ein Einlassventil 19 angeordnet und in der Auslassventilöffnung 16a des Auslasskanals 16 ein Auslassventil 20. Die geteilte Brennkammer 17 ist mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 22 versehen, die mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 23 verbunden ist. The cylinder head 4 is provided with an intake passage 15 and an exhaust passage 16 side by side and in the forward and backward direction, and also with a divided combustion chamber 17 (prechamber). An inlet valve 19 is arranged in the inlet channel 15 in the inlet valve opening 15a and an outlet valve 20 is arranged in the outlet valve opening 16a of the outlet channel 16. The split combustion chamber 17 is provided with a fuel injection nozzle 22 which is connected to a fuel injection pump 23.

Der Zylinderkopfdeckel 5 ist im Innern mit einem Betätigungsmechanismus 25 für das Einlassventii 19 und das Auslassventil 20 versehen. The cylinder head cover 5 is provided on the inside with an actuating mechanism 25 for the intake valve 19 and the exhaust valve 20.

Ein radialer Kühllüfter 10 ist aus einer Vielzahl von Flügeln 28 gebildet, die von der Vorderseite einer Schwungscheibe 27 vorstehen, wobei die Schwungscheibe 27 am vorderen Ende der Kurbelwelle 7 befestigt ist. Ein Lüftergehäuse 29 ist derart angeordnet, dass es den Kühllüfter 10 umgibt. Das Lüftergehäuse 29 ist dementsprechend so angeordnet, dass seine obere Fläche auf der Höhe des oberen Endes des Zylinderkopfes 4 liegt. Die Kühlluft A wird beim Betrieb des Kühllüfters 10 durch eine Luftansaugöffnung 30 im Vorderteil des Lüftergehäuses 29 derart angesaugt, dass sie mit Kühlrippen 31 in Berührung kommt, welche den Zylinder 3 umgeben, um letzteren entsprechend zu kühlen, und weiter so, um die Kühlluft zu einem Kühlluftkanal 32 zu führen, der sich durch den Zylinderkopf 4 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstreckt, um den Zylinderkopf 4 zu kühlen. A radial cooling fan 10 is formed from a plurality of vanes 28 which protrude from the front of a flywheel 27, the flywheel 27 being attached to the front end of the crankshaft 7. A fan housing 29 is arranged such that it surrounds the cooling fan 10. The fan housing 29 is accordingly arranged such that its upper surface lies at the level of the upper end of the cylinder head 4. The cooling air A is sucked in during operation of the cooling fan 10 through an air suction opening 30 in the front part of the fan housing 29 in such a way that it comes into contact with cooling fins 31 which surround the cylinder 3 in order to cool the latter accordingly, and so on in order to cool the cooling air to guide a cooling air duct 32, which extends through the cylinder head 4 in the forward and backward direction to cool the cylinder head 4.

Eine Kühlflüssigkeitskammer 34 ist um die geteilte Brennkammer 17 innerhalb des Zylinderkopfes 4 geformt. Ein Teil des Schmieröls, das von einer Schmierölpumpe 35 gefördert wird, die von der Kurbelwelle angetrieben wird, ist dazu bestimmt, um von einem Kühlflüssigkeitskanal 36 seitlich im Zylinder 3 und über einen Zuführkanal 37 im Zylinderkopf 4 zur Kühlflüssigkeitskammer 34 zu gelangen. Das Schmieröl wird aufgrund der Wärmeaufnahme in der Kühlflüssigkeitskammer 34 auf eine hohe Temperatur gebracht und über eine Kühlerzufuhrleitung 38 zu einem Kühler 39 gefördert, um die Wärme am Kühler auszutauschen. Nach dem Kühler fliesst das Schmieröl aus der Kühlerabfuhrleitung 40 über einen Auslasskanal 41 zu einer Ölwanne 42 des Kurbelwellengehäuses 2. Der Zufuhrkanal 37 des Schmieröls ist direkt über ein Sicherheitsventil 44 mit dem Auslasskanal 41 verbunden. Der Kühler 39 ist so angeordnet, dass er eine Abzweigöffnung 45 für die Kühlluft überdeckt, welche in der oberen Wand des Lüftergehäuses angeordnet ist. A coolant chamber 34 is formed around the split combustion chamber 17 within the cylinder head 4. Part of the lubricating oil, which is conveyed by a lubricating oil pump 35, which is driven by the crankshaft, is intended to pass from a coolant channel 36 laterally in the cylinder 3 and via a supply channel 37 in the cylinder head 4 to the coolant chamber 34. The lubricating oil is brought to a high temperature due to the heat absorption in the coolant chamber 34 and conveyed via a cooler supply line 38 to a cooler 39 in order to exchange the heat at the cooler. After the radiator, the lubricating oil flows from the radiator discharge line 40 via an outlet channel 41 to an oil pan 42 of the crankshaft housing 2. The supply channel 37 of the lubricating oil is connected directly to the outlet channel 41 via a safety valve 44. The cooler 39 is arranged such that it covers a branch opening 45 for the cooling air, which is arranged in the upper wall of the fan housing.

Die Konstruktion des Zylinderkopfes 4 des oben erwähnten teilweise flüssigkeitsgekühlten Dieselmotors 1 mit der geteilten Brennkammer wird anhand der Fig. 3 bis 5 im einzelnen erläutert. The construction of the cylinder head 4 of the above-mentioned partially liquid-cooled diesel engine 1 with the split combustion chamber is explained in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

Im Körper 4a des Zylinderkopfes 4 ist der Ein-lasskanal 15 in rechter Richtung an der Vorderseite und der Auslasskanal 16 ist in rückwärtiger Richtung auf der Rückseite des Zylinderkopfes angeordnet, wobei die Einlassventilöffnung 15a und die Auslassventilöffnung 16a an der Vorderseite bzw. Rückseite liegen. Auf der rechten Seite als eine Seite der beiden Ventilöffnungen 15a und 16a sind die geteilte Brennkammer 17 und deren Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet. Wie bereits oben beschrieben, wird das Schmieröl vom Schmierölzuführkanal 37 zur Kühlflüssigkeitskammer 34 gefördert, dort auf eine hohe Temperatur gebracht, wobei es die getrennte Brennkammer 17 kühlt, dann im Kühler 39 gekühlt (nicht dargestellt) der über dem Zylinderkopf 4 angeordnet ist, und von der Kühlabfuhrleitung 40 über eine Kupplung 48 zum Schmierölauslasskanal 41 gefördert. Mit 49 ist eine Einstellschraube zur Einstellung des Druckes des Sicherheitsventils 44 bezeichnet. In the body 4a of the cylinder head 4, the intake port 15 is arranged in the right direction on the front side and the exhaust port 16 is arranged in the rearward direction on the rear side of the cylinder head, the intake valve opening 15a and the exhaust valve opening 16a being located on the front and rear side, respectively. The divided combustion chamber 17 and its cooling liquid chamber 34 are arranged on the right-hand side as one side of the two valve openings 15a and 16a. As already described above, the lubricating oil is conveyed from the lubricating oil supply channel 37 to the cooling liquid chamber 34, brought to a high temperature there, cooling the separate combustion chamber 17, then cooled in the cooler 39 (not shown) which is arranged above the cylinder head 4, and by the cooling discharge line 40 is conveyed to the lubricating oil outlet channel 41 via a coupling 48. With 49 an adjusting screw for adjusting the pressure of the safety valve 44 is designated.

Der Kühlluftkanal 32 enthält einen ersten Kühlluftkanal 51 und einen zweiten Kühlluftkanal 52. The cooling air duct 32 contains a first cooling air duct 51 and a second cooling air duct 52.

Das heisst, auf der linken Seite, der anderen Seite der beiden Ventilöffnungen 15a, 16a liegt der erste Kühlluftkanal 51 derart, dass er sich von der Vorderseite des Zylinderkopfes 4 bis an dessen Rückseite erstreckt. Die dem Einlassteil 51 a des ersten Kühlluftkanals 51 zugeführte Kühliuft A strömt durch den ersten Kühlluftkanal 51 und fliesst am Auslassteil 51b wieder ab. Deshalb werden der linke Teil des Einlasskanals 15 und die linke Seite des Auslasskanals 16 durch die Kühlluft A gekühlt, welche durch den ersten Kühlluftkanal 51 strömt. That is, on the left side, the other side of the two valve openings 15a, 16a, is the first cooling air duct 51 in such a way that it extends from the front of the cylinder head 4 to the rear thereof. The cooling air A supplied to the inlet part 51 a of the first cooling air duct 51 flows through the first cooling air duct 51 and flows out again at the outlet part 51 b. Therefore, the left part of the intake duct 15 and the left side of the exhaust duct 16 are cooled by the cooling air A flowing through the first cooling air duct 51.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

eo eo

65 65

3 3rd

5 5

CH 680 938 A5 CH 680 938 A5

6 6

Der zweite Kühlluftkanal 52 ist im oberen Seitenteil zwischen dem Auslasskanal 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 ausgebildet. Der zweite Kühlluftkanal 52 verläuft durch den zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal liegenden Teil derart, um den Einlassteil 52a mit dem ersten Kühlluftkanal 51 und den Ausiassteil 52b mit der Atmosphäre zu verbinden. Dementsprechend strömt die Kühlluft A durch den ersten Kühlluftkanal 51, fliesst aus dem Einlassteil 52a in den zweiten Kühlluftkanal 52 und strömt durch den Auslassteil 52b aus. Die durch den zweiten Kühlluftkanal 52 strömende Kühlluft kühlt die Teile zwischen dem Einlasskanal 15 in der Nähe der Einiassventilöffnung 15a und den Teil des Auslasskanals 16 in der Nähe der Auslassventilöffnung 16a und zwischen dem Auslasskanal 16 nahe der Auslassventilöffnung 16a und der Kühlflüssigkeitskammer 34, die rechte Seite des Auslasskanals 16 und die Rückseite der Kühlflüssigkeitskammer 34. Dementsprechend kann der Sammelbereich B, an dem der Einlasskanal 15, der Auslasskanal 16 und die Kühlflüssigkeitskammer 34 nahe beieinander angeordnet sind, mittels der Kühlluft A ausreichend gekühlt werden und damit eine Überhitzung durch Wärmeansammlung vermieden werden. The second cooling air duct 52 is formed in the upper side part between the outlet duct 16 and the cooling liquid chamber 34. The second cooling air duct 52 runs through the part lying between the inlet duct and the outlet duct in such a way as to connect the inlet part 52a to the first cooling air duct 51 and the outlet part 52b to the atmosphere. Accordingly, the cooling air A flows through the first cooling air duct 51, flows from the inlet part 52a into the second cooling air duct 52 and flows out through the outlet part 52b. The cooling air flowing through the second cooling air duct 52 cools the parts between the inlet duct 15 near the inlet valve opening 15a and the part of the outlet duct 16 near the outlet valve opening 16a and between the outlet duct 16 near the outlet valve opening 16a and the coolant chamber 34, the right side of the outlet duct 16 and the rear side of the cooling liquid chamber 34. Accordingly, the collecting area B, at which the inlet duct 15, the outlet duct 16 and the cooling liquid chamber 34 are arranged close to one another, can be sufficiently cooled by means of the cooling air A and thus overheating due to heat accumulation can be avoided.

Dementsprechend kann im Wandteil 18 zwischen der Einlassventilöffnung 15a und der Auslassventilöffnung 16a die Bildung thermischer Beanspruchung wie das Auftreten von Rissen verhindert werden. Da die thermische Beanspruchung nur selten im Zylinderkopf auftritt, kann weiter ein Gasleck an den Dichtungsflächen der Dichtung verhindert werden. Da überdies die Kühlung am Einlasskanal 15 verbessert ist, führt dies zu einer wirksameren Ladung beim Ansaughub, so dass die Kraft des Motors erhöht wird. Da die Kühlwirkung der Kühlflüssigkeitskammer 34 aufgrund der zusätzlichen Kühlung durch die Kühlluft A verbessert wird, wird eine Überhitzung der geteilten Brennkammer 17 verhindert, selbst im Überlastbereich und bei hoher Last über längere Zeit. Accordingly, the formation of thermal stress such as the occurrence of cracks can be prevented in the wall part 18 between the inlet valve opening 15a and the outlet valve opening 16a. Since the thermal stress rarely occurs in the cylinder head, a gas leak on the sealing surfaces of the gasket can be prevented. In addition, since the cooling at the intake duct 15 is improved, this leads to a more effective charge during the intake stroke, so that the power of the engine is increased. Since the cooling effect of the cooling liquid chamber 34 is improved due to the additional cooling by the cooling air A, the divided combustion chamber 17 is prevented from overheating, even in the overload range and under high load for a long time.

Der Auslasskanal 16, der abströmseitig am ersten Kühlluftkanal 51 angeordnet ist, enthält eine linke Kanalwand 54, die sich nahe der Auslassventilöffnung 16a gegen den ersten Kühlluftkanal 51a ausbaucht. Dadurch, dass der Querschnittsbereich des ersten Kühlluftkanals 51 aufgrund des ausgebauchten linken Wandteils 54 an der Abströmseite des ersten Kühlluftkanals 51 kleiner wird, wird der Strömungswiderstand der Kühlluft A erhöht. Dementsprechend ist auch das Teilungsverhältnis beim Teilen der Kühlluft aus dem ersten Kühlluftkanal 51 zum zweiten Kühlluftkanal 52 erhöht und die Kühlbedingung am Sammelbereich B ist weiter verbessert. Da weiter der Querschnittsbereich des Auslasskanals 16 aufgrund des ausgebauchten linken Kanalwandteiles 54 erhöht ist, verringert sich der Auslasswiderstand derart, dass das Spülungsverhalten des Motors verbessert wird, wodurch die Kraft des Motors ansteigt und der Kraftstoffverbrauch wie auch der Rauch verringert werden. Da es weiter unnötig ist, den Auslasskanal 16 nach oben auszubauchen, da die linke Kanalwand 54 seitlich ausgebaucht ist, um den Querschnitt des Auslasskanals 16 zu vergrössern, kann die Höhe des The outlet duct 16, which is arranged on the outflow side on the first cooling air duct 51, contains a left duct wall 54 which bulges against the first cooling air duct 51a near the outlet valve opening 16a. Because the cross-sectional area of the first cooling air duct 51 becomes smaller due to the bulged left wall part 54 on the outflow side of the first cooling air duct 51, the flow resistance of the cooling air A is increased. Accordingly, the division ratio when dividing the cooling air from the first cooling air duct 51 to the second cooling air duct 52 is increased and the cooling condition at the collecting area B is further improved. Further, since the cross-sectional area of the exhaust duct 16 is increased due to the bulged left duct wall portion 54, the exhaust resistance is reduced to improve the engine's purging behavior, thereby increasing the power of the engine and reducing fuel consumption and smoke. Since it is also unnecessary to bulge the outlet channel 16 upwards, since the left channel wall 54 is bulged to the side in order to enlarge the cross section of the outlet channel 16, the height of the

Zylinderkopfes klein sein und die Gesamthöhe des Motors 1 verringert werden. Cylinder head be small and the total height of the engine 1 can be reduced.

Wie weiter aus Fig. 5 hervorgeht, ist mindestens die untere Hälfte der ausgebauchten linken Kanalwand 54 im wesentlichen vertikal ausgerichtet. Dementsprechend ist der Querschnitt des ersten Kühlluftkanals 51 an der Abströmseite vermindert, so dass das Teilungsverhältnis zum Abzweigen der Kühlluft A aus dem ersten Kühlluftkanal 51 zum zweiten Kühlluftkanal 52 vergrössert werden kann, um die Kühlbedingung des Sammelbereiches B zu verbessern. Da zusätzlich der Querschnitt des Auslasskanals 16 vergrössert werden kann, lässt sich der Auslasswiderstand weiter reduzieren, um so die Spüleigenschaft des Motors zu verbessern. 5, at least the lower half of the bulged left channel wall 54 is oriented substantially vertically. Accordingly, the cross section of the first cooling air duct 51 on the outflow side is reduced, so that the division ratio for branching off the cooling air A from the first cooling air duct 51 to the second cooling air duct 52 can be increased in order to improve the cooling condition of the collecting area B. Since the cross section of the outlet duct 16 can also be enlarged, the outlet resistance can be further reduced in order to improve the purging property of the engine.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen weiter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung. Die konstruktiven Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform wird nachfolgend erklärt. Nebenbei sei erwähnt, dass in diesen anderen Ausführungsbeispielen die Bestandteile, welche jenen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, gleiche Bezugszeichen tragen. 6 to 8 show further embodiments of the present invention in a representation corresponding to FIG. 4. The design differences from the first embodiment are explained below. Incidentally, it should be mentioned that in these other exemplary embodiments, the components which correspond to those of the first exemplary embodiment have the same reference symbols.

Die Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu einer solchen Konstruktion, in der ein Kühlluftkanal 58 an der Auslasskanalseite zwischen dem Auslasskanal 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet ist, wie oben erwähnt, ist ein zusätzlicher Kühlluftkanal 59 an der Einlassseite zwischen dem Einlasskanal 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet. Der zweite Kühlluftkanal 52 enthält somit beide Kühlluftkanäle 58, 59. Auf diese Weise wird die Kühlung des Einlasskanals 15 weiter verbessert, die Ladung beim Einlasshub erhöht und dementsprechend auch die Kraft des Motors weiter angehoben. 6 shows a second embodiment. In addition to such a construction in which a cooling air duct 58 is arranged on the outlet duct side between the outlet duct 16 and the cooling liquid chamber 34, as mentioned above, an additional cooling air duct 59 is arranged on the inlet side between the inlet duct 15 and the cooling liquid chamber 34. The second cooling air duct 52 thus contains both cooling air ducts 58, 59. In this way, the cooling of the inlet duct 15 is further improved, the charge on the inlet stroke is increased and, accordingly, the power of the engine is further increased.

Zusätzlich zu einer solchen Konstruktion, wonach die linke Kanalwand 54 des Auslasskanals 16 gegen den ersten Kühlluftkanal 51 ausgebaucht ist, kann weiter ein Teil der linken Kanalwand 60 des Einlasskanals 15 gegen den ersten Kühlluftkanal 51 ausgebaucht sein. Dadurch, dass der Querschnitt des Einlasskanals 15 durch diese Massnahme grösser wird und der Strömungswiderstand der Ansaugluft klein sein kann, lässt sich die Ladung beim Ansaughub weiter erhöhen. In diesem Falle ist die Ausbauchung der linken Seite der Kanalwand 54 des Auslasskanals 16 vorzugsweise grösser als die der linken Seite der Kanalwand 60 des Einlasskanals 15, um das Teilungsverhältnis zum Aussondern der Kühlluft A an den zweiten Kühlluftkanal 52 zu verbessern. In addition to such a construction, according to which the left duct wall 54 of the outlet duct 16 is bulged against the first cooling air duct 51, a part of the left duct wall 60 of the inlet duct 15 can also be bulged against the first cooling air duct 51. Because the cross-section of the inlet duct 15 becomes larger as a result of this measure and the flow resistance of the intake air can be small, the charge during the intake stroke can be increased further. In this case, the bulge of the left side of the duct wall 54 of the outlet duct 16 is preferably larger than that of the left side of the duct wall 60 of the inlet duct 15 in order to improve the division ratio for separating the cooling air A from the second cooling air duct 52.

Die Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der zweite Kühlluftkanal 52 enthält einen Kühlluftkanal 63 auf der Einlassseite, der zwischen dem Einlasskanal 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass der Sammelbereich B und die Rückseite des Einlasskanals 15 durch die Kühlluft A konzentrisch gekühlt werden. Nebenbei kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Teilungsverhältnis der Kühlluft A zum Kühlluftkanal 63 auf der Einlassseite dadurch erhöht werden, dass der linke Teil der Kanalwand 64 des Auslasskanals 16 an der Abström- Fig. 7 shows a third embodiment of the invention. The second cooling air duct 52 contains a cooling air duct 63 on the inlet side, which is arranged between the inlet duct 15 and the cooling liquid chamber 34. It is thereby achieved that the collecting area B and the back of the inlet duct 15 are cooled concentrically by the cooling air A. Incidentally, in this exemplary embodiment too, the division ratio of the cooling air A to the cooling air duct 63 on the inlet side can be increased in that the left part of the duct wall 64 of the outlet duct 16 on the outflow

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

4 4th

7 7

CH 680 938 A5 CH 680 938 A5

8 8th

seite des ersten Kühliuftkanals 51 gegen diesen ausgebaucht ist. side of the first cooling air duct 51 is bulged against it.

Die Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. Die Auslassventilöffnung 16a des Auslasskanals 16 ist an der Vorderseite des Zylinderkopfes 4 und die Einlassventilöffnung 15a des Einlasskanais 15 ist auf der Rückseite des Zylinderkopfes angeordnet. Ähnlich wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 gezeigt, kann der zweite Kühlluftkanal 52 einen Kühlluftkanal 66 auf der Einlassseite enthalten, der zwischen dem Einiasskanai 15 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 angeordnet ist. 8 shows a fourth embodiment. The exhaust valve opening 16a of the exhaust port 16 is located on the front of the cylinder head 4 and the intake valve opening 15a of the intake port 15 is arranged on the rear of the cylinder head. 7, the second cooling air duct 52 may include a cooling air duct 66 on the inlet side, which is arranged between the inlet duct 15 and the cooling liquid chamber 34.

Als Variante dieses Ausführungsbeispieles ist folgende Konstruktion vorgesehen. Zusätzlich zum Kühlluftkanal 66 an der Einlassseite kann nämlich ein Kühlluftkanal an der Auslassseite angeordnet sein, und zwar zwischen dem Auslasskanal 16 und der Kühlflüssigkeitskammer 34. Andererseits kann anstelle des Kühlluftkanals 66 an der Einlassselte der Kühlluftkanal an der Auslassseite angeordnet sein. The following construction is provided as a variant of this exemplary embodiment. In addition to the cooling air duct 66 on the inlet side, a cooling air duct can be arranged on the outlet side, namely between the outlet duct 16 and the cooling liquid chamber 34. On the other hand, instead of the cooling air duct 66 on the inlet side, the cooling air duct can be arranged on the outlet side.

Die obigen Ausführungsbeispiele können weiter wie folgt modifiziert werden. The above embodiments can be further modified as follows.

Der Einlasskanal 15 kann anstelle einer von vorne nach hinten gehenden Richtung in einer von links nach rechts gehenden Richtung angeordnet sein. The inlet duct 15 can be arranged in a left-to-right direction instead of a front-to-back direction.

Der Auslasskanal 16 kann in einer von links nach rechts gehenden Richtung anstelle der von vorne nach hinten gehenden Richtung angeordnet sein. The outlet duct 16 may be arranged in a left-to-right direction instead of the front-to-back direction.

Anstelle der Anordnung der geteilten Brennkammer 17 und der Kühlflüssigkeitskammer 34 auf der rechten Seite der Einlassventilöffnung 15a und der Auslassventilöffnung 16a sowie die Anordnung des ersten Kühlluftkanals 51 auf deren linken Seite, können die geteilte Brennkammer und die Kühlflüssigkeitskammer auf der linken Seite der beiden Ventilöffnungen 15a, 16a und weiter der Kühlluftkanal auf deren rechten Seite angeordnet sein. Instead of the arrangement of the divided combustion chamber 17 and the cooling liquid chamber 34 on the right side of the inlet valve opening 15a and the outlet valve opening 16a and the arrangement of the first cooling air duct 51 on the left side, the divided combustion chamber and the cooling liquid chamber on the left side of the two valve openings 15a, 16a and further the cooling air duct can be arranged on the right side thereof.

Anstelle des Abzweigens der Kühlluft durch den ersten zum zweiten Kühlluftkanal, ist es möglich, die durch den zweiten Kühlluftkanal fliessende Kühlluft mit der durch den ersten Kühlluftkanal fliessenden Kühlluft zu kombinieren. Dementsprechend kann in Fig. 4 der Kühllüfter so angeordnet sein, dass die Strömung der Kühlluft A innerhalb des Zylinderkopfes entgegengesetzt zur gezeigten Pfeilrichtung verläuft. Instead of branching the cooling air through the first to the second cooling air duct, it is possible to combine the cooling air flowing through the second cooling air duct with the cooling air flowing through the first cooling air duct. Accordingly, the cooling fan can be arranged in FIG. 4 in such a way that the flow of the cooling air A inside the cylinder head runs counter to the direction of the arrow shown.

Der Motor kann anstelle eines vertikalen Aufbaus auch einen horizontalen oder geneigten Aufbau oder eine vertikal liegende Welle aufweisen. In diesem Falle sind dann die linke und die rechte Richtung des vertikalen Maschinenaufbaus in eine Auf-und Abwärtsrichtung beim horizontalen Aufbau zu ändern. Die Vor- und Zurückrichtung ist in die von oben nach unten gehende Richtung bei vertikal liegender Welle zu ändern. Anstelle des Maschinentyps mit oben liegenden Ventilen, kann dieser auch mit einer oben liegenden Nockenwelle ausgestattet sein. Instead of a vertical structure, the motor can also have a horizontal or inclined structure or a vertically lying shaft. In this case, the left and right directions of the vertical machine structure must be changed in an up and down direction in the horizontal structure. The forward and backward direction must be changed in the direction from top to bottom with the shaft lying vertically. Instead of the machine type with overhead valves, this can also be equipped with an overhead camshaft.

Anstelle des als Kühlflüssigkeit verwendeten Schmieröls für die Kühlflüssigkeitskammer 34 kann auch Wasser oder eine andere Flüssigkeit verwendet werden. Instead of the lubricating oil used as cooling liquid for the cooling liquid chamber 34, water or another liquid can also be used.

Claims

1. Cylinder head of a partially air-cooled diesel engine with a split combustion chamber, characterized by:

- An intake valve opening (15a) and an exhaust valve opening (16a), which are arranged side by side in different directions in the cylinder head (4);

- A split combustion chamber (17) and a cooling liquid chamber (34) which surrounds the split combustion chamber is arranged on one side of the two valve openings (15a, 16a);

- A first cooling air duct (51) which is arranged on the other side of the two valve openings (15a, 16a) so that it extends from one side to the opposite side of the cylinder head (4);

- A second cooling air duct (52), which is arranged between at least one inlet duct (15) and / or an outlet duct (16) in the cylinder head (4) and the cooling liquid chamber (34) of the divided combustion chamber (17);

- The connection of the second cooling air channel (52) with the first cooling air channel (51) via a channel part lying between the inlet channel (15) and the outlet channel (16).

2. Cylinder head according to claim 1, characterized in that an inlet part (52a) of the second cooling air duct (52) is connected to the first cooling air duct (51) and an outlet part (52b) of the second cooling air duct (52) is connected to the atmosphere.

3. Cylinder head according to claim 1 or 2, characterized in that the second cooling air duct (52) is arranged between the outlet duct (16) and the cooling liquid chamber (34).

4. Cylinder head according to one of claims 1 to

3, characterized in that the second cooling air duct (52) is arranged in the upper part between at least one of the ducts: inlet duct (15) and outlet duct (16) and the cooling liquid chamber (34).

5. Cylinder head according to one of claims 1 to

4, characterized in that the outlet duct (16) is arranged on the outflow side of the first cooling air duct (51).

6. Cylinder head according to one of claims 1 to

5, characterized in that a duct wall part (54, 60) of at least one of the adjacent parts of the inlet duct (15) for the inlet valve opening (15a) and the outlet duct (16) for the outlet valve opening (16a) is bulged against the first cooling air duct (51).

7. Cylinder head according to claim 6, characterized in that the duct wall part (54) bulged against the first cooling air duct (51) is arranged in the inlet duct (15) or in the outlet duct (16) on the outflow side of the first cooling air duct (51).

8. Cylinder head according to claim 6 or 7, characterized in that at least the lower half of the inside (55) of the bulged duct wall part (54) is aligned vertically.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

5