DE102005031243B4

DE102005031243B4 - Cooling insert for a cylinder head of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102005031243B4
Application number: DE102005031243.8A
Authority: DE
Inventors: Johann Wagner
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2025-07-02
Also published as: DE102005031243A1; AT414157B; ATA11592004A

Abstract

Zylinderkopf (2) für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest zwei in Richtung der Zylinderachse (18) übereinander angeordneten, durch eine Trennwand (8) voneinander getrennten Kühlmittelräumen (4, 6), und zwar einem dem Zylinderkopfboden benachbarten unteren Kühlmittelraum (4) und einem an diesen anschließenden oberen Kühlmittelraum (6), wobei das Kühlmittel vom oberen Kühlmittelraum (6) zum unteren Kühlmittelraum (4) strömt, mit einem in einen Brennraum (14) mündenden Bauteil (16), wobei im Bereich des Bauteiles (16) zumindest eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Kühlmittelräumen (4, 6) ausgebildet ist, wobei das Bauteil (16) zumindest im Bereich der Trennwand (8) von einem Kühleinsatz (22) umgeben ist, und die Strömungsverbindung zwischen den beiden Kühlmittelräumen (4, 6) innerhalb des Kühleinsatzes (22) ausgebildet ist, und wobei der Kühleinsatz (22) zumindest eine axiale Öffnung (38) in den unteren Kühlmittelraum (4) in Richtung des Zylinderkopfbodens (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von axialen Öffnungen (38) über den Mantel des Kühleinsatzes (22) verteilt angeordnet sind.Cylinder head (2) for an internal combustion engine, with at least two in the direction of the cylinder axis (18) arranged one above the other, separated by a partition (8) coolant spaces (4, 6), namely a cylinder head bottom adjacent the lower coolant space (4) and an this subsequent upper coolant space (6), wherein the coolant flows from the upper coolant space (6) to the lower coolant space (4), with a component (16) opening into a combustion chamber (14), at least one flow connection in the area of the component (16) between the two coolant spaces (4, 6) is formed, wherein the component (16) at least in the region of the partition wall (8) by a cooling insert (22) is surrounded, and the flow connection between the two coolant spaces (4, 6) within the cooling insert (22) is formed, and wherein the cooling insert (22) at least one axial opening (38) in the lower coolant space (4) in the direction of the cylinder head floor (10), characterized in that a plurality of axial openings (38) are arranged distributed over the jacket of the cooling insert (22).

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, wobei das Bauteil zumindest im Bereich der Trennwand von einem Kühleinsatz umgeben ist, und die Strömungsverbindung zwischen den beiden Kühlmittelräumen innerhalb des Kühleinsatzes ausgebildet ist, und wobei der Kühleinsatz zumindest eine axiale Öffnung in den unteren Kühlmittelraum in Richtung des Zylinderkopfbodens aufweist. The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, with at least two superimposed in the direction of the cylinder axis, separated by a partition coolant spaces, namely the cylinder head bottom adjacent lower coolant space and adjoining this upper coolant space, the coolant from the upper coolant space to the lower Coolant chamber flows, with a component opening into a combustion chamber, wherein in the region of the component at least one flow connection between the two coolant spaces is formed, wherein the component is surrounded at least in the region of the partition by a cooling insert, and the flow connection between the two coolant spaces within the cooling insert is formed, and wherein the cooling insert has at least one axial opening in the lower coolant space in the direction of the cylinder head floor.

Aus der AT 005 939 U1 ist ein Zylinderkopf mit zwei übereinander liegenden Kühlmittelräumen bekannt, welche im Bereich einer Aufnahmehülse für eine Einspritzeinrichtung über einen durch Hülse und Zylinderkopf gebildeten Ringraum miteinander strömungsverbunden sind. Das Kühlmittel strömt vom oberen Kühlmittelraum in den unteren Kühlmittelraum, wodurch thermisch kritische Bereich des Zylinderkopfbodens gekühlt werden können. Ein ähnlicher Zylinderkopf wird in der AT 258 045 B beschrieben. From the AT 005 939 U1 is a cylinder head with two superimposed coolant chambers known, which are fluidly connected to each other in the region of a receiving sleeve for an injection device via an annular space formed by sleeve and cylinder head. The coolant flows from the upper coolant space into the lower coolant space, whereby thermally critical area of the cylinder head floor can be cooled. A similar cylinder head will be in the AT 258 045 B described.

Die DE 14 76 387 A1 offenbart einen Zylinderkopf für wassergekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen, wobei in einem Einsatzrohr ein Düsenhalter angeordnet ist. Zwischen dem Einsatzrohr und dem Düsenhalter ist ein Ringspalt ausgebildet, welcher axial in Richtung des Zylinderkopfbodens geöffnet ist. Kühlmittel strömt von einer Eintrittsöffnung des Zylinderkopfes in eine seitliche Eintrittsöffnung des Einsatzrohres in den Ringspalt und verlässt diesen nach axialer Durchströmung durch die Öffnung im Bereich des Zylinderkopfbodens. The DE 14 76 387 A1 discloses a cylinder head for water-cooled, valve-controlled internal combustion engines, wherein a nozzle holder is arranged in an insert tube. Between the insert tube and the nozzle holder an annular gap is formed, which is open axially in the direction of the cylinder head floor. Coolant flows from an inlet opening of the cylinder head into a lateral inlet opening of the insert tube into the annular gap and leaves it after axial flow through the opening in the region of the cylinder head floor.

In der EP 0 845 592 A1 wird ein Kühlelement für eine Einspritzdüse gezeigt, wobei das Kühlmittel über Kühlkanäle innerhalb des Kühlelementes zur Düsenkuppe und wieder von dieser weggeleitet wird. Dieses Kühlelement dient ausschließlich zur Kühlung der Düsenspitze. Eine Kühlung von thermisch kritischen Bereichen im Zylinderkopfboden kann damit nicht bewirkt werden. In the EP 0 845 592 A1 a cooling element for an injection nozzle is shown, wherein the coolant is passed via cooling channels within the cooling element to the nozzle tip and back away from this. This cooling element is used exclusively for cooling the nozzle tip. A cooling of thermally critical areas in the cylinder head floor can not be effected.

Weiters sind aus den Veröffentlichungen DE 28 25 298 A1 und JP S63-12 816 A Zylinderköpfe für Brennkraftmaschinen bekannt, welche zwei in Richtung der Zylinderachse übereinander angeordnete Kühlmittelräume aufweisen, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Bei der DE 28 25 298 A1 ist dabei zwischen einem Oberteil und einem Unterteil des Zylinderkopfes eine Aufnahmebuchse für eine ein Einspritzventil umgebende Dichthülse angeordnet, welche die Strömungsverbindung zwischen den Kühlmittelräumen herstellt. Bei der JP S63-12 816 A erfolgt die Strömungsverbindung über ein in eine Verbindungsbohrung eingesetztes Einsatzrohr. Furthermore are from the publications DE 28 25 298 A1 and JP S63-12 816 A Cylinder heads for internal combustion engines are known, which have two superimposed in the direction of the cylinder axis coolant spaces, which are separated by a partition wall. In the DE 28 25 298 A1 In this case, between an upper part and a lower part of the cylinder head, a receiving bush for a sealing sleeve surrounding an injection valve is arranged, which establishes the flow connection between the coolant spaces. In the JP S63-12 816 A the flow connection is via a inserted into a connecting hole insert tube.

In der DE 11 86 684 B wird eine Abdichtung dünnwandiger, von Kühlmittel umströmter Mantelbüchsen in Zylinderköpfen beschrieben. An den Büchsen ist jeweils eine ringförmige Sicke eingedrückt, in die ein O-Ring eingelegt ist, um die Mantelbüchsen in ihren Einsatzbohrungen abzudichten. In the DE 11 86 684 B a seal thin-walled, flowed around by coolant jacket bushings in cylinder heads is described. An annular bead is in each case pressed against the bushes, into which an O-ring is inserted in order to seal the casing bushes in their insertion bores.

Die DD 26 097 A3 beschreibt einen Zylinderkopf mit einem Kühlflüssigkeitskanal der in etwa in einer horizontalen Ebene zur Zylindermitte verläuft und dort in einen Ringraum mündet. Der Ringraum umschließt ein Düsenrohr und weist in Richtung des Zylinderkopfbodens eine ringförmige Öffnung auf. The DD 26 097 A3 describes a cylinder head with a coolant channel which extends approximately in a horizontal plane to the cylinder center and there opens into an annular space. The annular space encloses a nozzle tube and has an annular opening in the direction of the cylinder head floor.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Zylinderkopf der eingangs genannten Art auf möglichst einfache Weise verbesserte Kühlung von thermisch kritischen Bereichen zu erreichen. The object of the invention is to achieve in a cylinder head of the type mentioned in the simplest possible way improved cooling of thermally critical areas.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine Vielzahl von axialen Öffnungen über den Mantel des Kühleinsatzes verteilt angeordnet sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Kühleinsatz doppelwandig, 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 a plurality of axial openings are arranged distributed over the jacket of the cooling insert, wherein it is preferably provided that the cooling insert is double-walled, preferably designed as a sheet metal pressed part and the flow connection at least partially between an inner and an outer wall of the cooling insert is formed.

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. It can be provided that the cylinder head in the region of the cylinder head floor has a slit for receiving the component whose height extent in the direction of the cylinder axis is less than the height of the adjacent cylinder head bottom lower coolant space, preferably the cooling insert then arranged on the slug in the cylinder head is.

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 die Vielzahl von Düsen 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. The coolant flow takes place from the cylinder head bottom more distant upper coolant space in the lower cylinder head space adjacent the lower coolant space. The cooling insert has radial openings in the region of the upper coolant space, through which the coolant can flow from the upper coolant space into the coolant insert. It is further provided that the cooling insert has at least one axial opening in the lower coolant space in the direction of the cylinder head cover, wherein preferably the axial opening is formed as a nozzle. The coolant flows through the nozzle into the lower coolant space, wherein thermally critical areas of the cylinder head floor to be cooled. A particularly good cooling of the cylinder head floor can be achieved if the plurality of nozzles are distributed uniformly over the preferably cylindrical shell of the cooling insert. It when the nozzles are formed by Ondulierungen the outer and / or inner wall of the cooling insert, wherein preferably the ondulierungen are produced in the sheet metal pressing process is particularly advantageous.

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. It is particularly advantageous if the radial openings in the region of the upper coolant space are inlet openings and the axial openings are outlet openings, the coolant flow from the upper coolant space passing through the radial inlet openings inside the cooling insert and through the axial outlet nozzles into the lower coolant space, so that after Leakage of the coolant from the axial openings around the critical thermal 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 inflow into the cooling insert irrespective of the orientation of the radial openings of the cooling insert, it is provided that an annular space is formed in the region of the radial openings of the cooling insert between the cooling insert and the cylinder head. 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 if the cooling insert is made in two parts and consists of a first part forming the outer wall and a second part forming the inner wall, wherein preferably the two parts are firmly connected to each other.

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. In order to avoid leaks in the region of the Butzens, it is provided in the context of the invention that the cooling insert is axially sealed in the region of the Butzen, wherein preferably between the second part and the Butzen a sealing ring is arranged.

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, it can be provided that the cooling insert is sealed radially at its end facing away from the slug with respect to the cylinder head, wherein preferably between the first part and the cylinder head, a sealing ring is arranged in an annular groove preferably formed by the first part.

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. It is particularly advantageous if the lower coolant space, the upper coolant space and preferably also a receiving shaft for the component are formed by a single water jacket core. It is preferably provided that the lower coolant space is formed by a one-piece water jacket core, which preferably also forms the receiving shaft and more preferably also the slug for receiving the component.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:

1 ein in einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf eingesetztes Kühlelement in einem Längsschnitt gemäß der Linie I-I in 2, 1 a used in a cylinder head according to the invention cooling element in a longitudinal section along the line II in 2 .

2 das Kühlelement in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in 1; und 2 the cooling element in a section along the line II-II in 1 ; and

3 das Kühlelement in einem Schnitt gemäß der Linie III-III in 1. 3 the cooling element in a section along the line III-III in 1 ,

Ein Zylinderkopf 2 für eine Brennkraftmaschine weist einen unteren Kühlmittelraum 4 und einen oberen Kühlmittelraum 6 auf, wobei die Kühlmittelräume 4, 6 durch eine Trennwand 8 voneinander getrennt sind. Der untere Kühlraum 4 grenzt an den Zylinderkopfboden 10. A cylinder head 2 for an internal combustion engine has a lower coolant space 4 and an upper coolant space 6 on, with the coolant spaces 4 . 6 through a partition 8th are separated from each other. The lower refrigerator 4 adjoins the cylinder head floor 10 ,

Im Bereich des Zylinderkopfbodens 10 ist ein Butzen 12 zur Aufnahme eines in den Brennraum 14 mündenden Bauteil 16 vorgesehen, dessen Höhe h geringer ist, als die lichte Höhe H des unteren Kühlmittelraumes 4, in Richtung der Zylinderachse 18 gemessen. Vom Brennraum 14 aus betrachtet, endet dabei der Butzen 12 oberhalb der Auflagefläche 20 des Zylinderkopfes 2 für den Bauteil 16. In the area of the cylinder head floor 10 is a slug 12 to accommodate one in the combustion chamber 14 opening component 16 provided, the height h is less than the clear height H of the lower coolant space 4 , in the direction of the cylinder axis 18 measured. From the combustion chamber 14 From this perspective, the slug ends 12 above the support surface 20 of the cylinder head 2 for the component 16 ,

Der im Aufnahmeschacht 25 des Zylinderkopfes 2 angeordnete Bauteil 16 ist von einem Kühleinsatz 22 umgeben, welcher die ringförmige Freistellung 25 zwischen dem Bauteil 16 und der Trennwand 8 des Zylinderkopfes 2 ausfüllt. Der Kühleinsatz 22 ist hohl ausgeführt und bildet eine Strömungsverbindung zwischen dem oberen und dem unteren Kühlmittelraum 6, 4 aus. Der Kühleinsatz 22 weist im Bereich des oberen Kühlmittelraumes 6 radiale Öffnungen 24 auf, welche möglichst gleichmäßig am Umfang verteilt sind und Strömungseintritte in den Kühleinsatz 22 bilden. Um eine ungehinderte Kühlmittelzufuhr aus dem oberen Kühlmittelraum 6, unabhängig von der Ausrichtung der Eintrittsöffnungen 24, zu ermöglichen, ist im Bereich des oberen Kühlmittelraumes 6 zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Kühleinsatz 22 ein Ringraum 26 ausgebildet. The one in the receiving shaft 25 of the cylinder head 2 arranged component 16 is from a cooling insert 22 surrounded, which the annular exemption 25 between the component 16 and the partition 8th of the cylinder head 2 fills. The cooling insert 22 is hollow and forms a flow connection between the upper and the lower coolant space 6 . 4 out. The cooling insert 22 points in the area of the upper coolant space 6 radial openings 24 on, which are distributed as evenly as possible on the circumference and flow ingress into the cooling insert 22 form. For an unimpeded coolant supply from the upper coolant space 6 , regardless of the orientation of the inlet openings 24 To enable, is in the area of the upper coolant chamber 6 between the cylinder head 2 and the cooler insert 22 an annulus 26 educated.

Der Kühleinsatz 22 ist doppelwandig ausgeführt und weist eine durch einen Teil 28 ausgebildete äußere Wand 29 und einen durch einen zweiten Teil 30 gebildete innere Wand 31 auf. Zwischen äußerer Wand 29 und innerer Wand 31 wird ein Hohlraum 32 aufgespannt, welcher die Strömungsverbindung zwischen dem oberen Kühlmittelraum 6 und dem unteren Kühlmittelraum 4 bildet. Der Kühleinsatz 22 ist auf den Butzen 12 aufgesetzt. In dem Butzen 12 zugewandten Endbereich weist der Kühleinsatz 22 durch Düsenschächte 36 gebildete axiale Öffnungen 38 auf, welche Strömungsauftritte aus dem Kühleinsatz 22 bilden. Dabei ist eine Vielzahl von Düsenschächten 36 gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet, wie aus 3 hervorgeht. Die Düsenschächte 36 werden bevorzugt durch Ondulierungen der äußeren Wand 29 gebildet und sind beispielsweise im Blechpressverfahren hergestellt. The cooling insert 22 is double-walled and has a through a part 28 trained outer wall 29 and one through a second part 30 formed inner wall 31 on. Between outer wall 29 and inner wall 31 becomes a cavity 32 spanned, which the flow connection between the upper coolant space 6 and the lower coolant space 4 forms. The cooling insert 22 is on the slug 12 placed. In the slug 12 facing end region has the cooling insert 22 through nozzle shafts 36 formed axial openings 38 on which flow patterns from the cooling insert 22 form. Here is a variety of nozzle shafts 36 evenly distributed around the circumference, like out 3 evident. The nozzle shafts 36 are preferred by ondulierungen the outer wall 29 formed and are produced for example in sheet metal pressing.

Die Abdichtung des Kühleinsatzes 22 zum Butzen hin erfolgt beispielsweise über eine als O-Ring ausgebildete Dichtung 40, welche in einen beispielsweise durch die innere Wand 31 gebildeten Ringraum eingesetzt ist. Oberhalb des oberen Kühlmittelraumes 6 ist der Kühleinsatz 22 ebenfalls über eine beispielsweise als O-Ring ausgebildete Dichtung 42 gegenüber dem Zylinderkopf 2 abgedichtet, wobei die Dichtung 42 beispielsweise in einen durch die äußere Wand 29 geformten Ringraum eingelegt ist. Die Abdichtung über O-Ringe ist möglich, da diese durch die unmittelbare zum Kühlmittel vergleichsweise niederer Temperaturbelastung ausgesetzt sind. The sealing of the cooling insert 22 for slug out, for example, via a trained as an O-ring seal 40 which, for example, through the inner wall 31 formed annular space is used. Above the upper coolant space 6 is the cooling insert 22 likewise via a gasket designed, for example, as an O-ring 42 opposite the cylinder head 2 sealed, with the seal 42 for example, in through the outer wall 29 shaped annular space is inserted. Sealing via O-rings is possible since they are exposed to relatively low thermal stress due to the direct coolant.

Das Kühlmittel strömt aus dem oberen Kühlraum 6 durch die Eintrittsöffnungen 24 in den Hohlraum 32 und verlässt diesen über die Düsenschächte 36. Dabei wird das Kühlmittel entsprechend den Pfeilen S entlang des Butzens 12 in Richtung des Zylinderkopfbodens 10 geleitet, so dass thermisch kritische Stellen ausreichend gekühlt werden können. The coolant flows out of the upper cooling space 6 through the inlet openings 24 in the cavity 32 and leaves it via the nozzle shafts 36 , In this case, the coolant according to the arrows S along the Butzens 12 in the direction of the cylinder head floor 10 directed, so that thermally critical points can be sufficiently cooled.

Durch den Kühleinsatz 22 sind keine weiteren Führungsmaßnahmen für das Kühlmittel am Zylinderkopfboden 10 erforderlich. Through the cooling insert 22 are no further guide measures for the coolant on the cylinder head floor 10 required.

Die Kühlmittelräume 4, 6 können mit einteiligen Wassermantelkernen geformt werden. The coolant rooms 4 . 6 can be molded with one piece water jacket cores.

Durch den gegossenen Butzen 12 zur Aufnahme des Bauteils 16 entfallen die üblichen Probleme mit eingesetzten durchgehenden Hülsen (Abdichtung im Heißbereich, Mitherausziehen bei Demontage des Bauteils, sowie Undichtheit im Demontierten Zustand, erhöhter Platzbedarf und zusätzliche Spannungen im Bodenbereich, etc.). Through the cast slug 12 for receiving the component 16 eliminates the usual problems with inserted through sleeves (sealing in the hot area, Mitherausziehen when disassembling the component, as well as leakage in the disassembled state, increased space requirements and additional stresses in the floor area, etc.).

Claims

Cylinder head ( 2 ) for an internal combustion engine, with at least two in the direction of the cylinder axis ( 18 ) arranged one above the other, by a partition wall ( 8th ) separate coolant spaces ( 4 . 6 ), namely a lower coolant space adjacent to the cylinder head floor ( 4 ) and an adjoining this upper coolant space ( 6 ), wherein the coolant from the upper coolant space ( 6 ) to the lower coolant space ( 4 ) flows, with a into a combustion chamber ( 14 ) opening component ( 16 ), whereby in the area of the component ( 16 ) at least one flow connection between the two coolant spaces ( 4 . 6 ) is formed, wherein the component ( 16 ) at least in the region of the partition wall ( 8th ) of a cooling insert ( 22 ), and the flow connection between the two coolant spaces ( 4 . 6 ) within the cooling insert ( 22 ), and wherein the cooling insert ( 22 ) at least one axial opening ( 38 ) in the lower coolant space ( 4 ) in the direction of the cylinder head floor ( 10 ), characterized in that a plurality of axial openings ( 38 ) over the jacket of the cooling insert ( 22 ) are arranged distributed.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the cylinder head ( 2 ) in the region of the cylinder head floor ( 10 ) a slug ( 12 ) for receiving the component ( 16 ) whose height (h) in the direction of the cylinder axis ( 18 ) is less than the height (H) of the cylinder head floor ( 10 ) adjacent lower coolant space ( 4 ).

Cylinder head ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the cooling insert ( 22 ) next to the slug ( 12 ) in the cylinder head ( 2 ) is arranged.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial opening ( 38 ) is designed as a nozzle.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axial opening ( 38 ) as a nozzle shaft ( 36 ) is trained.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plurality of axial openings ( 38 ) evenly over the jacket of the cooling insert ( 22 ) are arranged distributed.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 6, characterized in that the jacket of the cooling insert ( 22 ) is cylindrical.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 4 and one of claims 6 or 7, characterized in that the nozzles are formed by undulating an outer and / or inner wall ( 29 . 31 ) of the cooling insert ( 22 ) are formed.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling insert ( 22 ) at least one radial opening ( 24 ) in the region of the upper coolant space ( 6 ) having.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 9, characterized in that in the region of the radial openings ( 24 ) of the cooling insert ( 22 ) between cooling insert ( 22 ) and cylinder head ( 2 ) an annulus ( 26 ) is trained.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the radial openings ( 24 ) in the region of the upper coolant space ( 6 ) Flow inlets and the axial openings ( 38 ) Flow outlets of the cooling insert ( 22 ), wherein the coolant flow from the upper coolant space ( 6 ) through the radial openings ( 24 ) from the upper coolant space ( 6 ) in the cooling insert ( 22 ) and through the axial openings ( 38 ) from the cooling insert ( 22 ) in the lower coolant space ( 4 ), so that after the escape of the coolant from the axial openings ( 38 ) thermally critical areas of the cylinder head floor ( 10 ) are flowed around.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the cooling insert ( 22 ) is formed double-walled and the flow connection at least in sections between the inner and an outer wall ( 31 . 29 ) of the cooling insert ( 22 ) is formed.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the cooling insert ( 22 ) is made in two parts and from one the outer wall ( 29 ) forming the first part ( 28 ) and one the inner wall ( 31 ) second part ( 30 ) consists.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 13, characterized in that the two parts ( 28 . 30 ) are firmly connected.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the cooling insert ( 22 ) in the area of the Butzens ( 12 ) is axially sealed.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 15, characterized in that between the second part ( 30 ) and the slug ( 12 ) a seal ( 40 ) is arranged.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 2 to 16, characterized in that the cooling insert ( 22 ) at its the slug ( 12 ) facing away from the cylinder head ( 2 ) is radially sealed.

Cylinder head ( 2 ) according to claims 13 and 17, characterized in that between the first part ( 28 ) and the cylinder head ( 2 ) a seal ( 42 ) is arranged in an annular groove.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 18, characterized in that the annular groove through the first part ( 28 ) is formed.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 19, characterized in that the upper coolant space ( 6 ) is a Kühlmittelzuführkanal.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 20, characterized in that the Kühlmittelzuführkanal is at least partially formed by a bore.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 21, characterized in that the lower coolant space ( 4 ) and / or the upper coolant space ( 6 ) and / or a receiving shaft ( 25 ) for the component ( 16 ) are formed by a single water jacket core.

Cylinder head ( 2 ) according to one of claims 1 to 22, characterized in that the lower coolant space ( 4 ) is formed by a one-piece water jacket core.

Cylinder head ( 2 ) according to claim 23, characterized in that the one-piece water jacket core and the receiving shaft ( 25 ) and / or the slug ( 12 ) for receiving the component ( 16 ) forms.