DE102005031243A1 - Cylinder head for internal combustion engine has flow connection between upper and lower cooling chambers formed in cooling insert encompassing component at least in region of partition between cooling chambers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest zwei in Richtung der Zylinderachse übereinander angeordneten, durch eine Trennwand voneinander getrennten Kühlmittelräumen, und zwar einem dem Zylinderkopfboden benachbarten unteren Kühlmittelraum und einem an diesen anschließenden oberen Kühlmittelraum, wobei das Kühlmittel vom oberen Kühlmittelraum zum unteren Kühlmittelraum strömt, mit einem in einen Brennraum mündenden Bauteil, wobei im Bereich des Bauteiles zumindest eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Kühlmittelräumen ausgebildet ist.The The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, with at least two in the direction of the cylinder axis one above the other arranged, separated by a partition wall coolant spaces, and Although a cylinder head bottom adjacent lower coolant space and one at this subsequent upper coolant space, the coolant from the upper coolant space to the lower coolant space flows, with an opening into a combustion chamber Component, wherein in the region of the component at least one flow connection formed between the two coolant spaces is.
Aus
der
In
der
Weiters
sind aus den Veröffentlichungen
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Zylinderkopf der eingangs genannten Art auf möglichst einfache Weise verbesserte Kühlung von thermisch kritischen Bereichen zu erreichen.task The invention is in a cylinder head of the aforementioned Kind on as simple as possible Way improved cooling to reach from thermally critical areas.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Bauteil zumindest im Bereich der Trennwand von einem Kühleinsatz umgeben ist, und die Strömungsverbindung zwischen den beiden Kühlmittelräumen innerhalb des Kühleinsatzes ausgebildet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Kühleinsatz dop pelwandig, vorzugsweise als Blechpressteil ausgebildet ist und die Strömungsverbindung zumindest abschnittsweise zwischen einer inneren und einer äußeren Wand des Kühleinsatzes gebildet ist.According to the invention this is achieved in that the component at least in the region of the partition wall from a cooling insert is surrounded, and the flow connection between the two coolant spaces inside of the cooling insert is formed, wherein it is preferably provided that the cooling insert dop pelwandig, preferably formed as a sheet metal stamping and the flow connection at least in sections between an inner and an outer wall the cooling insert formed is.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Zylinderkopf im Bereich des Zylinderkopfbodens einen Butzen zur Aufnahme des Bauteiles aufweist, dessen Höhenerstreckung in Richtung der Zylinderachse geringer ist als die Höhe des an den Zylinderkopfboden grenzenden unteren Kühlmittelraumes, wobei vorzugsweise der Kühleinsatz anschließend an den Butzen im Zylinderkopf angeordnet ist.there can be provided that the cylinder head in the area of the cylinder head floor having a slug for receiving the component whose height extent in the direction of the cylinder axis is less than the height of the the cylinder head bottom adjacent lower coolant space, preferably the cooling insert subsequently is arranged on the slug in the cylinder head.
Der Kühlmittelstrom erfolgt von dem Zylinderkopfboden weiter entfernteren oberen Kühlmittelraum in den dem Zylinderkopfboden benachbarten unteren Kühlmittelraum. Der Kühleinsatz weist dabei im Bereich des oberen Kühlmittelraumes radiale Öffnungen auf, über welche das Kühlmittel vom oberen Kühlmittelraum in den Kühleinsatz einströmen kann. Weiters ist vorgesehen, dass der Kühleinsatz zumindest eine axiale Öffnung in den unteren Kühlmittelraum in Richtung der Zylinderkopfdecke aufweist, wobei vorzugsweise die axiale Öffnung als Düse ausgebildet ist. Das Kühlmittel strömt über die Düse in den unteren Kühlmittelraum, wobei thermisch kritische Bereiche des Zylinderkopfbodens gekühlt werden. Eine besonders gute Kühlung des Zylinderkopfbodens lässt sich erreichen, wenn eine Vielzahl von Düsen, vorzugsweise gleichmäßig über den vorzugsweise zylindrischen Mantel des Kühleinsatzes verteilt angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Düsen durch Ondulierungen der äußeren und/oder inneren Wand des Kühleinsatzes gebildet sind, wobei vorzugsweise die Ondulierungen im Blechpressverfahren hergestellt sind.Of the Coolant flow takes place from the cylinder head floor farther away upper coolant space in the cylinder head bottom adjacent lower coolant space. The cooling insert has radial openings in the region of the upper coolant space up, over which the coolant from the upper coolant space in the cooler insert pour in can. It is further provided that the cooling insert at least one axial opening in the lower coolant space in the direction of the cylinder head cover, wherein preferably the axial opening as a nozzle is trained. The coolant flows over the Nozzle in the lower coolant space, wherein thermally critical areas of the cylinder head floor are cooled. A particularly good cooling of the cylinder head floor leaves reach when a variety of nozzles, preferably evenly over the preferably arranged cylindrical shell of the cooling insert distributed are. It is particularly advantageous if the nozzles are formed by ondulings of the outer and / or inner wall of the cooling insert are formed, wherein preferably the ondulierungen in the sheet metal pressing process are made.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die radialen Öffnungen im Bereich des oberen Kühlmittelraums Eintrittsöffnungen und die axialen Öffnungen Austrittsöffnungen sind, wobei der Kühlmittelstrom vom oberen Kühlmittelraum durch die radialen Eintrittsöffnungen innerhalb des Kühleinsatzes und durch die axialen Austrittsdüsen in den unteren Kühlmittelraum gelangt, so dass nach dem Austreten des Kühlmittels aus den axialen Öffnungen thermisch kritische Bereiche des Zylinderkopfbodens umströmt werden.Especially It is advantageous if the radial openings in the region of the upper Coolant space inlet openings and the axial openings outlet openings are, wherein the coolant flow from upper coolant space through the radial inlet openings within the cooling insert and through the axial exit nozzles in the lower coolant space passes, so that after the escape of the coolant from the axial openings thermally critical areas of the cylinder head floor are flowed around.
Um unabhängig von der Ausrichtung der radialen Öffnungen des Kühleinsatzes ein unbehindertes Einströmen in den Kühleinsatz zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass im Bereich der radialen Öffnungen des Kühleinsatzes zwischen Kühleinsatz und Zylinderkopf ein Ringraum ausgebildet ist. Das Kühlmittel strömt über einen den oberen Kühlmittelraum darstellenden, vorzugsweise durch eine Bohrung gebildeten Kühlmittelzuführkanal in den Ringraum und wird durch diesen gleichmäßig über die radialen Öffnungen des Kühleinsatzes verteilt.In order to ensure unimpeded flow into the cooling insert, irrespective of the orientation of the radial openings of the cooling insert, it is provided that in the region of the radial opening gene of the cooling insert between the cooling insert and the cylinder head an annular space is formed. The coolant flows into the annular space via a coolant supply channel, which represents the upper coolant space and is preferably formed by a bore, and is distributed uniformly through the latter via the radial openings of the cooling insert.
Eine einfache Fertigung des Kühleinsatzes ist möglich, wenn der Kühleinsatz zweiteilig ausgeführt ist und aus einem die äußere Wand bildenden ersten Teil und einem die innere Wand bildenden zweiten Teil besteht, wobei vorzugsweise die beiden Teile fest miteinander verbunden sind.A simple manufacture of the cooling insert is possible, when the cooling insert executed in two parts is and out of one the outer wall forming the first part and the inner wall forming the second Part consists, preferably the two parts firmly together are connected.
Um Leckagen im Bereich des Butzens zu vermeiden, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der Kühleinsatz im Bereich des Butzen axial abgedichtet ist, wobei vorzugsweise zwischen dem zweiten Teil und dem Butzen ein Dichtungsring angeordnet ist.Around To avoid leaks in the area of the Butzens is within the scope of the Invention provided that the cooling insert is axially sealed in the region of the slug, preferably arranged between the second part and the slug, a sealing ring is.
Weiters kann vorgesehen sein, dass der Kühleinsatz radial an seinen dem Butzen abgewandten Ende bezüglich des Zylinderkopfes abgedichtet ist, wobei vorzugsweise zwischen dem ersten Teil und dem Zylinderkopf ein Dichtungsring in einer vorzugsweise durch den ersten Teil gebildeten Ringnut angeordnet ist.Furthermore, can be provided that the cooling insert is sealed radially at its end facing away from the slug with respect to the cylinder head, preferably between the first part and the cylinder head a sealing ring in a preferably formed by the first part Ring groove is arranged.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der untere Kühlmittelraum, der obere Kühlmittelraum und vorzugsweise auch ein Aufnahmeschacht für den Bauteil durch einen einzigen Wassermantelkern geformt sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der untere Kühlmittelraum durch einen einteiligen Wassermantelkern gebildet ist, welcher vorzugsweise auch den Aufnahmeschacht und besonders vorzugsweise auch den Butzen zur Aufnahme des Bauteiles formt.Especially It is advantageous if the lower coolant space, the upper coolant space and preferably also a receiving shaft for the component by a single Water jacket core are formed. It is preferably provided that the lower coolant space is formed by a one-piece water jacket core, which preferably also the receiving shaft and particularly preferably the slug for Recording of the component shapes.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
Ein
Zylinderkopf
Im
Bereich des Zylinderkopfbodens
Der
im Aufnahmeschacht
Der
Kühleinsatz
Die
Abdichtung des Kühleinsatzes
Das
Kühlmittel
strömt
aus dem oberen Kühlraum
Durch
den Kühleinsatz
Die
Kühlmittelräume
Durch
den gegossenen Butzen
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