DE102007058439A1

DE102007058439A1 - Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube

Info

Publication number: DE102007058439A1
Application number: DE200710058439
Authority: DE
Inventors: Doris Schiecke; Jörg Ströse
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zur Abdeckung eines bei deren Betrieb ölbeaufschlagten Raumes, umfassend ein integriertes kühlmitteldurchströmbares Volumen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventildeckel oder eine Zylinderkopfhaube für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zur Abdeckung eines bei deren Betrieb ölbeaufschlagten Raumes.
Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen sind heute in der Regel ölgekühlt, indem Öl als Wärmeübertragungsmittel in heißen Bereichen der Brennkraftmaschine Wärme aufnimmt und diese an anderer Stelle über einen Wärmetauscher wieder abgibt. Üblicherweise ist dieser Wärmetauscher ein Öl-Luft- oder Öl-Wasser-Wärmetauscher und brennkraftmaschinenextern angeordnet. Ein Ölkreislauf für einer Brennkraftmaschine mit brennkraftmaschinenexternem Ölkühler ist Gegenstand beispielsweise der DE 10 2006 013 867 A1 .
Nachteilig ist bei der bekannten brennkraftmaschinenextern Anordnung des Ölkühlers, dass dieser als gesondertes Bauteil Bauraum beansprucht, Kosten verursacht und Schnittstellen bedingt, die abgedichtet werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen eingangs genannten Ventildeckel oder eine Zylinderkopfhaube bereitzustellen, mit der ein baulich gesonderter, brennkraftmaschinenexterner Ölkühler entfallen kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Ventildeckel oder einer Zylinderkopfhaube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 durch Integration eines kühlmitteldurchströmbaren Volumens in den Ventildeckel oder die Zylinderkopfhaube. Dadurch kann ein baulich gesonderter, brennkraftmaschinenexterner Ölkühler entfallen und es werden Bauraum, abzudichtende Schnittstellen sowie Leitungen und damit Kosten eingespart. Außerdem ist so in besonders vorteilhafter Wiese eine Kühlung direkte am Ventildeckel oder an der Zylinderkopfhaube erreicht, diese bietet eine besonders große Oberfläche und ist daher in der Lage eine große Wärmemenge pro Zeiteinheit auf das Kühlmittel zu übertragen.
Besonders zu bevorzugende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise weist das kühlmitteldurchströmbare Volumen des Ventildeckels oder der Zylinderkopfhaube brennkraftmaschinenseitig eine vergrößerte Oberfläche auf, damit ein erhöhter Wärmeübergang zwischen dem im Volumen des Ventildeckels oder der Zylinderkopfhaube strömenden Kühlmittel und den zu kühlenden heißen Bereichen der Brennkraftmaschine erreicht ist.
Einem sehr vorteilhaften Ausführungsbeispiel zufolge ist im Bereich des kühlmitteldurchströmbaren Volumens außenseitig wenigstens eine weitere zu kühlende Komponente aufgenommen. Auf diese Weise ist eine noch weitere Integration erreicht, indem mit dem in dem Ventildeckel oder der Zylinderkopfhaube integrierten kühlmitteldurchströmbaren Volumen weitere Komponenten gekühlt werden können und eine gesonderte Kühlung für diese weiteren Komponenten entfallen kann.
Zweckmäßigerweise ist das kühlmitteldurchströmbare Volumen Teil eines Kühlmittelvorlaufrohres zur Kühlung der Brennkraftmaschine. Bei dieser Ausführung besteht der besondere Vorteil darin, dass zumindest ein Teil des Kühlmittelvorlaufrohres entfallen kann.
Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft
1 ausschnittsweise einen Zylinderkopf einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit Zylinderkopfhaube mit integriertem Öl-Wasser-Wärmetauscher im Längsschnitt,
2a ausschnittsweise einen Zylinderkopf einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit Zylinderkopfhaube mit integriertem Öl-Wasser-Wärmetauscher im Querschnitt und
2b ausschnittsweise einen Zylinderkopf einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit Zylinderkopfhaube mit integriertem Öl-Wasser-Wärmetauscher und einer weiteren zu kühlenden Komponente im Querschnitt.
1 zeigt ausschnittsweise einen Zylinderkopf 102, 202 einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit Zylinderkopfhaube 116 mit integriertem Öl-Wasser-Wärmetauscher 100, 200 im Längsschnitt ein Querschnitt ist in den 2a und 2b dargestellt.
In dem hier nicht näher gezeigten Zylinderkopf 102, 202 ist eine Nockenwelle 104, 204 mit Nocken 106, 108, 206 zur Betätigung von Ein- und Auslassventilen der Brennkraftmaschine gelagert. Die Nockenwelle 104, 204 weist endseitig ein Antriebsrad 110 auf und ist ausgehend von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels eines Zugmittels 112, wie Steuerkette, antreibbar. Zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle 104, 204 ist eine Einrichtung 114 zur relativen Drehwinkelverstellung vorgesehen, sodass eine Veränderung der Steuerzeiten der Ein- und/oder Auslassventile ermöglicht ist.
Die Nockenwelle 104, 204 ist in einem Raum 124, 224 angeordnet, der nach oben hin mittels einer Zylinderkopfhaube 116, 216 abgedeckt ist. Die Zylinderkopfhaube 116, 216 ist mit dem Zylinderkopf 102, 202 verbunden und deckt diesen auch oben hin ab. Zur Kühlungs- und Schmierzwecken ist die Nockenwelle 104, 204 ölbeaufschlagt. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine und sich drehender Nockenwelle 104, 204 wird Öl im Raum 124, 224 verspritzt, so auch gegen die Unterseite 130 der Zylinderkopfhaube 116, 216. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Anordnung so auszuführen, dass gezielt Öl in thermischen, insbesondere in Berührkontakt mit der Unterseite 130 der Zylinderkopfhaube 116, 216 gelangt, beispielsweise durch Verwendung von Spritzdüsen und/oder Leiteinrichtungen.
Die Zylinderkopfhaube 116, 216 umfasst einen oberen Deckbereich 128, 228, einen in den Zylinderkopf 102, 202 ragenden Bereich mit Seitenwänden 132, 232 und eine Unterseite 130, 230. Deckbereich 128, 228, Seitenwände 132, 232 und Unterseite 130, 230 umschließen ein Volumen 118, 218, das einen Zugang 120 und einen Ausgang 122, 222 aufweist. Durch den Zugang 120 kann ein Kühlmittel in das Volumen 118, 218 einströmen, dieses durchströmen und durch den Ausgang 122, 222 wieder abströmen.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine, wenn Öl im Raum 124, 224 mit der Unterseite 130, 230 der Zylinderkopfhaube 116, 216 in Kontakt kommt, wird Wärme von dem Öl auf durch das Volumen 118, 218 strömendes Kühlmittel übertragen. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges weist die Unterseite 130, 230 eine vergrößerte Oberfläche, wie Rippen 226, auf. Auf diese Weise wird Öl im Raum 124, 224 und damit auch der Raum 124, 224 selbst sowie alle angrenzenden Bauteile, wie Nockenwelle 104, 204 mit Nocken 106, 108, 206 und Zylinderkopf 102, 202, gekühlt.
Indem das Volumen 118, 218 Teil eines Kühlmittelvorlaufrohres zur Kühlung der Brennkraftmaschine, insbesondere des Bereiches um die Brennräume, ist, ist das Volumen 118, 218 in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine eingebunden. Eine Durchströmung des Volumens 118, 218 wird mittels einer Kühlmittelpumpe des Kühlkreislaufs erreicht. Zugang 120 und Ausgang 122, 222 umfassen jeweils einen stutzenartigen Anschluss, mit dem Kühlmittelführungsschläuche oder -leitungen verbindbar sind. Insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine ist es von Vorteil, dass das Kühlmittel im Volumen 118, 218 bereits erwärmt wird, bevor es der Brennkraftmaschine zu weiteren Kühlung zugeleitet wird, wodurch schädliche Emissionen reduziert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006013867 A1 [0002]

Claims

Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube (116, 216) für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zur Abdeckung eines bei deren Betrieb ölbeaufschlagten Raumes (124, 224), gekennzeichnet durch einen integriertes kühlmitteldurchströmbares Volumen (118, 218).
Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube (116, 216) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kühlmitteldurchströmbare Volumen (118, 218) brennkraftmaschinenseitig eine vergrößerte Oberfläche (226) aufweist.
Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube (116, 216) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des kühlmitteldurchströmbaren Volumens (118, 218) außenseitig wenigstens eine weitere zu kühlende Komponente (234) aufgenommen ist.
Ventildeckel oder Zylinderkopfhaube (116, 216) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kühlmitteldurchströmbare Volumen (118, 218) Teil eines Kühlmittelvorlaufrohres zur Kühlung der Brennkraftmaschine ist.