DE102010036848A1 - Cylinder head for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (1) für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Gaswechselkanal (3), insbesondere einem Auslasskanal (2). Um Strömungsablösungen zu vermeiden und um Ablagerungen zu reduzieren ist vorgesehen, dass der Gaswechselkanal (3), zumindest abschnittsweise, zumindest eine Oberflächenstruktur (7) aufweist.The invention relates to a cylinder head (1) for an internal combustion engine having at least one gas exchange channel (3), in particular an outlet channel (2). In order to avoid flow separation and to reduce deposits, it is provided that the gas exchange channel (3), at least in sections, has at least one surface structure (7).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Gaswechselkanal, insbesondere einem Auslasskanal.The The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine with at least one gas exchange channel, in particular an outlet channel.

Es ist bekannt, dass mit einer golfballähnlichen Oberflächenstruktur Strömungsverluste vermindert werden können.It It is known that with a golf ball-like surface structure Flow losses can be reduced.

Die DE 198 40 303 A beschreibt eine Oberflächenstruktur für Fahrzeuge mit der der Strömungswiderstandsbleiwert vermindert werden kann, indem die beströmten Oberflächen eine Narbung zur Erzeugung von Mikroturbolenzen aufweisen.The DE 198 40 303 A describes a surface structure for vehicles with which the flow resistance lead value can be reduced by the fact that the flowed surfaces have a grain for generating microturbolences.

Aus der DE 196 13 304 A1 ist eine Oberflächenstruktur für die Außenhaut bewegbar oder ruhender Körper bekannt, die einem Strömungsmedium ausgesetzt sind. Die Oberfläche der Außenhaut ist zur Zielung eines verbesserten Wirkungsgrades und zur Verbesserung der mechanischen Stabilität signifikant strukturiert ausgebildet, wobei in der Oberfläche oder Außenhaut des Körpers eine Vielzahl von Vertiefungen vorgesehen sind.From the DE 196 13 304 A1 For example, a surface structure is known for the outer skin movable or stationary body, which are exposed to a flow medium. The surface of the outer skin is designed to target an improved efficiency and to improve the mechanical stability significantly structured, wherein in the surface or outer skin of the body a plurality of wells are provided.

Die JP 11-082860 A1 offenbart ein Rohr, dessen innere Oberfläche mit einer Vielzahl an noppenförmigen Erhebungen ausgeführt ist. Durch diese Erhebungen kann der Durchfluss gesteigert werden.The JP 11-082860 A1 discloses a tube whose inner surface is designed with a plurality of knob-shaped elevations. Through these surveys, the flow can be increased.

Aus der DE 103 47 022 A1 ist es bekannt umströmte Oberflächen mit Vertiefungen auszuführen, um die Partikelablagerung und die Eisbildung zu vermindern.From the DE 103 47 022 A1 It is known to perform cavities with recesses to reduce particle deposition and ice formation.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, Strömungsverluste durch Ablöseerscheinungen in Gaswechselkanälen zu vermindern. Eine weitere Aufgabe ist es, die Bildung von Ablagerungen zu reduzieren.It The object of the invention, flow losses through To reduce detachment phenomena in gas exchange channels. Another task is to reduce the formation of deposits.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Gaswechselkanal, zumindest abschnittsweise, zumindest eine Oberflächenstruktur aufweist, wobei vorzugsweise die Oberflächenstruktur durch Vertiefungen und/oder Erhebungen gebildet ist.According to the invention this achieved in that the gas exchange channel, at least in sections, has at least one surface structure, wherein preferably the surface structure by depressions and / or elevations is formed.

Die Vertiefungen oder Erhebungen können regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein.The Deepening or surveys can be regular or irregularly arranged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertiefungen oder Erhebungen im Bereich zumindest einer Strömungsumlenkung des Gaswechselkanals angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Vertiefungen oder Erhebungen im Bereich einer Bogeninnenseite der Strömungsumleitung angeordnet sind.Especially It is advantageous if the depressions or elevations in the area at least one flow deflection of the gas exchange channel are arranged, wherein preferably the recesses or elevations in the area of an arc inside the flow diversion are arranged.

Die Vertiefungen oder Erhebungen können gusstechnisch hergestellt werden.The Recesses or elevations can be produced by casting become.

In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Vertiefungen oder Erhebungen im Wesentlichen teilkugelförmig geformt sind. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Vertiefungen oder Erhebungen im Grundriss elliptisch oder eckig ausgebildet sind.In A preferred embodiment provides that the depressions or elevations formed substantially part-spherical are. Alternatively, it can also be provided that the depressions or elevations in the plan are elliptical or angular.

Die Höhe der Erhebungen oder Vertiefungen betragt mindestens 0,1 mm. Der größte Durchmesser und der Abstand zwischen den Vertiefungen oder Erhebungen sollte mindestens 1 mm betragen.The Height of the surveys or depressions is at least 0.1 mm. The largest diameter and the distance between the depressions or elevations should be at least 1 mm be.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vertiefungen oder Erhebungen, zumindest teilweise, unterschiedliche Höhen, Durchmesser, Abstände und/oder Formen aufweisen.In further embodiment of the invention can be provided that the depressions or elevations, at least partially, different Heights, diameters, distances and / or 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:

1 einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einem Querschnitt; 1 a cylinder head according to the invention in a cross section;

2 den Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in 1; und 2 the cylinder head in a section along the line II-II in 1 ; and

3 einen Gusskern zur Herstellung der Gaswechselkanäle in einer Schrägansicht. 3 a casting core for producing the gas exchange channels in an oblique view.

Die 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 1 mit Auslasskanäle 2 bildenden Gaswechselkanälen 3. Im Bereich der Bogeninnenseite 5 einer Strömungsumlenkung 4 der Gaswechselkanäle 3 sind durch Erhebungen 6 gebildete Oberflächenstrukturen 7 vorgesehen. Die im Wesentlichen teilkugelförmigen Erhebungen 6 sind regelmäßig angeordnet und bilden im vorliegenden Fall ein Sechseck aus.The 1 and 2 show a cylinder head 1 with outlet channels 2 forming gas exchange channels 3 , In the area of the inside of the arch 5 a flow deflection 4 the gas exchange channels 3 are through surveys 6 formed surface structures 7 intended. The essentially part-spherical elevations 6 are arranged regularly and in the present case form a hexagon.

Alternativ zu den Erhebungen 6 können im Bereich der Bogeninnenseite 5 auch teilkugelförmige Vertiefungen vorgesehen sein. Neben einer teilkugelförmigen Ausbildung können die Vertiefungen oder Erhebungen 6 auch andere geometrische Formen, beispielsweise kerbenartig, gestaltet sein.Alternative to the surveys 6 can in the area of the inside of the arch 5 also be provided part spherical depressions. In addition to a part-spherical formation, the depressions or elevations 6 Other geometric shapes, for example, like a curb, be designed.

3 zeigt einen Gusskern 8 für die Gaswechselkanäle 3 mit Formbereichen 9 für die Oberflächenstrukturen 7. 3 shows a casting core 8th for the gas exchange channels 3 with shape areas 9 for the surface structures 7 ,

Die in ablösekritischen Bereichen angeordneten Oberflächenstrukturen 7 bewirken Mikroturbolenzen, die einer Strömungsablösung entgegenwirken.The surface structures arranged in release-critical areas 7 cause microturbulences, which counteract a flow separation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19840303 A [0003] - DE 19840303 A [0003]
  • - DE 19613304 A1 [0004] - DE 19613304 A1 [0004]
  • - JP 11-082860 A1 [0005] - JP 11-082860 A1 [0005]
  • - DE 10347022 A1 [0006] - DE 10347022 A1 [0006]

Claims (12)

Zylinderkopf (1) für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Gaswechselkanal (3), insbesondere einem Auslasskanal (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswechselkanal (3), zumindest abschnittsweise, zumindest eine Oberflächenstruktur (7) aufweist.Cylinder head ( 1 ) for an internal combustion engine having at least one gas exchange channel ( 3 ), in particular an outlet channel ( 2 ), characterized in that the gas exchange channel ( 3 ), at least in sections, at least one surface structure ( 7 ) having. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (7) durch Vertiefungen und/oder Erhebungen (6) gebildet ist.Cylinder head ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the surface structures ( 7 ) by depressions and / or elevations ( 6 ) is formed. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) in Reihen in einer Matrixstruktur angeordnet sind.Cylinder head ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) are arranged in rows in a matrix structure. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) periodisch angeordnet sind.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) are arranged periodically. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) im Bereich zumindest einer Strömungsumlenkung (4) des Gaswechselkanals (3) angeordnet sind.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) in the region of at least one flow deflection ( 4 ) of the gas exchange channel ( 3 ) are arranged. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) im Bereich einer Bogeninnenseite (5) der Strömungsumlenkung (4) angeordnet sind.Cylinder head according to claim 5, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) in the region of an arc inside ( 5 ) the flow deflection ( 4 ) are arranged. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Vertiefungen oder Erhebungen (6) mindestens 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm beträgt.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the height of the depressions or elevations ( 6 ) is at least 0.1 mm, preferably at least 1 mm. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser der Vertiefungen oder Erhebungen (6) mindestens 1 mm beträgt.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the largest diameter of the depressions or elevations ( 6 ) is at least 1 mm. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Vertiefungen oder Erhebungen (6) mindestens 1 mm beträgt.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 8, characterized in that the distance between the recesses or elevations ( 6 ) is at least 1 mm. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) im Wesentlichen teilkugelförmig geformt sind.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) are formed substantially part-spherical. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6) im Grundriss elliptisch oder eckig ausgebildet sind.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ) are elliptical or angular in plan. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen oder Erhebungen (6), zumindest teilweise, unterschiedliche Höhen, Durchmesser, Abstände und/oder Formen aufweisen.Cylinder head ( 1 ) according to one of claims 2 to 11, characterized in that the depressions or elevations ( 6 ), at least partially, have different heights, diameters, distances and / or shapes.
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