TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlstruktur für einen Verbrennungsmotor, welcher ein in einem Zylinderkopf davon definiertes Abgaszusammenführungsteil hat.The present invention relates to a cooling structure for an internal combustion engine having an exhaust gas recombining part defined in a cylinder head thereof.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In einem typischen Mehrzylindermotor sind eine Mehrzahl von Einlasskanälen und Auslasskanälen innerhalb eines Zylinderkopfs derart definiert, dass sie jeweils an einer einlassseitigen Fläche und einer auslassseitigen Fläche von dem Zylinderkopf öffnen, und ein Einlasskrümmer zur Verteilung einer Zufuhr und ein Auspuff- oder Auslasskrümmer zum Zusammenführen von Abgas sind jeweils an der einlassseitigen Fläche und der auslassseitigen Fläche von dem Zylinderkopf angebracht. In jüngerer Zeit ist manchmal ein Abgaszusammenführungsteil zum Zusammenführen von Abgas innerhalb des Zylinderkopfs definiert, so dass ein einziges Auspuffrohr mit der auslassseitigen Fläche von dem Zylinderkopf verbunden ist.In a typical multi-cylinder engine, a plurality of intake passages and exhaust passages within a cylinder head are defined to open respectively at an intake side surface and an exhaust side surface of the cylinder head, and an intake manifold for distributing a supply and an exhaust or exhaust manifold for converging exhaust gas are respectively attached to the inlet side surface and the outlet side surface of the cylinder head. Recently, an exhaust gas recombining part for merging exhaust gas within the cylinder head is sometimes defined so that a single exhaust pipe is connected to the exhaust side surface of the cylinder head.
In einem Mehrzylindermotor, welcher ein im Inneren des Zylinderkopfs definiertes Abgaszusammenführungsteil hat, kann die Gesamtgröße von dem Motor aufgrund des Fehlens von einem externen Auslasskrümmer reduziert werden, und zusätzliche Vorteile einer Reduzierung des Wärmeverlusts, welcher durch die Abgabe von heißem Abgas verursacht wird, und einer Beschleunigung der Erwärmung eines Abgasreinigungssystems, um den Katalysator darin zu aktivieren, können erreicht werden. Ferner kann aufgrund der Reduzierung des Abstands zwischen jedem Brennraum und dem Austrittsende von dem Abgaszusammenführungsteil, wenn der Motor mit einem Lader (Turbolader) ausgestattet ist, welcher durch eine Abgasströmung angetrieben wird, das Ansprechverhalten von dem Lader verbessert werden. Andererseits kann es notwendig sein, dass das Abgas passend gekühlt wird, um die thermische Degradation des Katalysators und/oder die Wärmebelastungen des Motors und des Auspuffrohrs zu vermeiden, welche durch einen übermäßigen Anstieg der Temperatur von dem Abgas verursacht werden könnten.In a multi-cylinder engine having an exhaust gas recirculation part defined inside the cylinder head, the overall size of the engine due to the absence of an external exhaust manifold can be reduced, and additional advantages of reducing the heat loss caused by the exhaust of hot exhaust gas, and a Accelerating the heating of an exhaust gas purification system to activate the catalyst therein can be achieved. Further, due to the reduction in the distance between each combustion chamber and the exhaust end of the exhaust gas recombining member, when the engine is equipped with a supercharger (turbocharger) driven by exhaust gas flow, the responsiveness of the supercharger can be improved. On the other hand, it may be necessary for the exhaust gas to be cooled appropriately to avoid the thermal degradation of the catalytic converter and / or the heat loads on the engine and exhaust pipe, which could be caused by an excessive increase in the temperature of the exhaust gas.
Als eine Kühlstruktur für einen Zylinderkopf von einem Mehrzylindermotor ist es bekannt, einen oberen Auspuff-Wassermantel auszubilden, um ein Abgaszusammenführungsteil von oben abzudecken, einen unteren Auspuff-Wassermantel auszubilden, um ein Abgaszusammenführungsteil von unten abzudecken, und ein Paar von vertikalen Durchgängen auszubilden, um diese zwei Auspuff-Wassermäntel auf jeder Seite von einem Abgasauslass, welcher an einem Mittelpunkt von dem Zylinderkopf in Bezug auf die Zylinderreihenrichtung vorgesehen ist, zu verbinden. Siehe JP 2008-309158 .As a cooling structure for a cylinder head of a multi-cylinder engine, it is known to form an upper exhaust water jacket to cover an exhaust gas recombining part from above, to form a lower exhaust water jacket to cover an exhaust gas merging part from below, and to form a pair of vertical passages connect these two exhaust water jackets on each side of an exhaust outlet, which is provided at a center of the cylinder head with respect to the cylinder row direction. Please refer JP 2008-309158 ,
Es ist auch bekannt, dass in einer Struktur, wo ein Paar von vertikalen Verbindungsdurchgängen zum Verbinden eines oberen Auspuff-Wassermantels und eines unteren Auspuff-Wassermantels miteinander auf beiden Seiten von einem Abgasauslass vorgesehen sind, das Kühlwasser in dem gesamten Zylinderkopf-Wassermantel einschließlich eines Hauptwassermantels, welcher die Brennräume von oben abdeckt, entlang der Zylinderreihenrichtung strömen gelassen wird. Siehe US 7784442 .It is also known that, in a structure where a pair of vertical communication passages for connecting an upper exhaust water jacket and a lower exhaust water jacket with each other are provided on both sides of an exhaust outlet, the cooling water in the entire cylinder head water jacket including a main water jacket , which covers the combustion chambers from above, is allowed to flow along the cylinder row direction. Please refer US 7784442 ,
Gemäß noch einer anderen herkömmlichen Anordnung wird in einer Struktur zum Leiten von Kühlwasser in der Richtung von der Zylinderreihe als Ganzes der Kühlwasserfluss in einen primären Fluss für einen Hauptwassermantel und einen sekundären Fluss für einen Auspuff-Wassermantel geteilt und die zwei Flüsse werden in einem Adapter miteinander verbunden, welcher als ein separates Element definiert ist, welches an einer Endfläche von dem Zylinderkopf bezüglich der Zylinderreihenrichtung angebracht ist. Siehe JP 4337851 B .According to still another conventional arrangement, in a structure for conducting cooling water in the direction from the cylinder bank as a whole, the cooling water flow is divided into a primary flow for a main water jacket and a secondary flow for an exhaust water jacket, and the two flows become an adapter with each other which is defined as a separate member attached to an end surface of the cylinder head with respect to the cylinder row direction. Please refer JP 4337851 B ,
Wenn der Kühlwasserdurchgang derart konfiguriert ist, dass das Kühlwasser entlang der Zylinderreihenrichtung strömt, wie es der Fall war in der JP 2008-309158 und der US 7784442 , sind der Einlass und der Auslass für das Kühlwasser an entgegengesetzten axialen Enden von dem Durchgang vorgesehen. Jedoch erweitert sich die Querschnittsfläche von dem Kühlwasserdurchgang in dem Bereich, welcher den Abgasauslass umgibt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit von dem Kühlwasser in diesem Bereich relativ klein ist und dies beeinträchtigt die Kühlung von diesem Bereich. Wenn die vertikalen Durchgänge auf beiden Seiten von dem Abgasauslass vorgesehen sind, kann das Kühlwasser entlang beiden Seiten von dem Abgasauslass strömen, aber da die Strömung von dem Kühlwasser in dem oberen und unteren Teil von dem Abgasauslass zum Stocken gebracht wird, kann der Teil, welcher den Abgasauslass umgibt, nicht adäquat gekühlt werden, so dass die Montagefläche zur Montage einer Auspuff- oder Abgaseinrichtung oder eines Verbindungsrohrs für eine Abgaseinrichtung thermisch verformt werden könnte.When the cooling water passage is configured such that the cooling water flows along the cylinder row direction, as was the case in FIG JP 2008-309158 and the US 7784442 , the inlet and the outlet for the cooling water are provided at opposite axial ends of the passage. However, the cross-sectional area of the cooling water passage widens in the area surrounding the exhaust gas outlet, so that the flow velocity of the cooling water in this area is relatively small, and this affects the cooling of this area. When the vertical passages are provided on both sides of the exhaust gas outlet, the cooling water may flow along both sides of the exhaust gas outlet, but since the flow of the cooling water in the upper and lower parts of the exhaust gas outlet is made to stall, the part may the exhaust outlet does not adequately cooled, so that the mounting surface for mounting an exhaust or exhaust device or a connecting pipe for an exhaust device could be thermally deformed.
Andererseits, wenn der Fluss von dem Kühlwasser von dem auslassseitigen Wassermantel zum Kühlen des Abgaszusammenführungsteils von dem Hauptfluss von dem Hauptwassermantel getrennt wird, welcher oberhalb der Brennräume angeordnet ist, wie in der JP 4337851 B vorgeschlagen, wird der Teil, welcher den Abgasauslass umgibt, zu einem bestimmten Ausmaß durch das Kühlwasser gekühlt, welches in den auslassseitigen Wassermantel strömt, welches einem relativ kleinen Strömungswiderstand begegnet, aber die Strömungsrate von dem Kühlwasser um den Abgasauslass ist nicht völlig ausreichend. Um eine ausreichende Strömungsrate von dem Kühlwasser sicherzustellen, muss die Menge an rezirkuliertem Kühlwasser weiter erhöht werden und es wird erforderlich sein, dass das Volumen von dem Kühlwasser und folglich die Größe von dem Zylinderkopf erhöht werden.On the other hand, when the flow from the cooling water from the outlet side water jacket for cooling the exhaust gas merging part is separated from the main flow from the main water jacket, which is located above the combustion chambers, as in FIG JP 4337851 B proposed, the part which surrounds the exhaust gas outlet, cooled to a certain extent by the cooling water, which in the outlet-side water jacket flows, which encounters a relatively small flow resistance, but the flow rate of the cooling water around the exhaust outlet is not quite sufficient. In order to ensure a sufficient flow rate of the cooling water, the amount of recirculated cooling water must be further increased, and it will be required that the volume of the cooling water and hence the size of the cylinder head be increased.
ÜBERSICHT DER ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts solcher Probleme vom Stand der Technik und hat ein primäres Ziel, eine Kühlstruktur für eine interne Verbrennung bereitzustellen, welche mit einem Zylinderkopf versehen ist, welcher im Inneren ein Abgaszusammenführungsteil definiert, welches es erlaubt, dass der Teil, welcher das Abgaszusammenführungsteil umgibt, adäquat gekühlt wird, ohne das Volumen von dem Kühlwasser und folglich die Größe von dem Zylinderkopf erhöhen zu müssen.The present invention has been made in view of such problems of the prior art and has a primary object to provide a cooling structure for internal combustion provided with a cylinder head internally defining an exhaust gas recapturing part which allows the part containing the exhaust gas recombining part is surrounded, is adequately cooled, without having to increase the volume of the cooling water and consequently the size of the cylinder head.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dieses Ziel erreicht werden, indem eine Kühlstruktur für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt wird, umfassend einen Zylinderblock (3), welcher eine Reihe von Zylinderbohrungen (2) definiert, und einen Zylinderkopf (4), welcher an einer oberen Fläche von dem Zylinderblock angeordnet ist, wobei der Zylinderkopf zusammen mit einer oberen Fläche von einem in jeder Zylinderbohrung verschiebbar aufgenommenen Kolben (5) einen Brennraum (6) definiert, wobei der Zylinderkopf und der Zylinderblock jeweils im Inneren einen Zylinderkopf-Wassermantel (50) und einen Zylinderblock-Wassermantel (70) definieren, welche miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass: der Zylinderkopf im Inneren versehen ist mit einer Mehrzahl von Auslasskanälen (16), die jeweils ein stromaufwärtiges Ende haben, welches in den entsprechenden Brennraum öffnet, und einem Abgaszusammenführungsteil (17), welches die Auslasskanäle zusammenführt und einen Abgasauslass (18) umfasst, welcher an einem Längsmittelteil von einer Seitenfläche von dem Zylinderkopf öffnet; und der Zylinderkopf-Wassermantel einen Hauptwassermantel (51), welcher die Brennräume von oben abdeckt, einen unteren Auspuff-Wassermantel (53), welcher das Abgaszusammenführungsteil von unten abdeckt, und einen oberen Auspuff-Wassermantel (54), welcher das Abgaszusammenführungsteil von oben abdeckt, umfasst, wobei der Hauptwassermantel mit einer Mehrzahl von Kühlwassereinlässen (50a) versehen ist, welche um die einzelnen Zylinderbohrungen herum vorgesehen sind und mit dem unteren Auspuff-Wassermantel oder dem oberen Auspuff-Wassermantel in Verbindung stehen; wobei ein vertikaler Durchgang (55), welcher den unteren Auspuff-Wassermantel und den oberen Auspuff-Wassermantel miteinander verbindet, in einem Teil von dem anderen Auspuff-Wassermantel vorgesehen ist, welcher von einer Position davon entsprechend dem Abgasauslass in einer Zylinderreihenrichtung auf eine Seite versetzt ist, und ein Kühlwasserauslass (50b) für den anderen Auspuff-Wassermantel in einem Teil von dem anderen Auspuff-Wassermantel vorgesehen ist, welcher von der Position davon entsprechend dem Abgasauslass in der Zylinderreihenrichtung auf die andere Seite versetzt ist.According to the present invention, this object can be achieved by providing a cooling structure for an internal combustion engine, comprising a cylinder block ( 3 ), which has a series of cylinder bores ( 2 ), and a cylinder head ( 4 ), which is disposed on an upper surface of the cylinder block, wherein the cylinder head together with an upper surface of a piston slidably received in each cylinder bore (FIG. 5 ) a combustion chamber ( 6 ), wherein the cylinder head and the cylinder block in each case a cylinder head water jacket ( 50 ) and a cylinder block water jacket ( 70 ), which are in communication with each other, characterized in that: the cylinder head is internally provided with a plurality of exhaust passages ( 16 ) each having an upstream end opening into the corresponding combustion chamber and an exhaust gas recombining part ( 17 ), which merges the exhaust ducts and an exhaust gas outlet ( 18 ) opening at a longitudinal center part from a side surface of the cylinder head; and the cylinder head water jacket a main water jacket ( 51 ), which covers the combustion chambers from above, a lower exhaust water jacket ( 53 ), which covers the exhaust gas recombining part from below, and an upper exhaust water jacket ( 54 ), which covers the exhaust gas recirculation part from above, wherein the main water jacket with a plurality of cooling water inlets ( 50a ) provided around the individual cylinder bores and communicating with the lower exhaust water jacket or the upper exhaust water jacket; wherein a vertical passage ( 55 ) connecting the lower exhaust water jacket and the upper exhaust water jacket is provided in a part of the other exhaust water jacket which is offset from a position thereof corresponding to the exhaust gas outlet in a cylinder row direction to one side, and a cooling water outlet ( 50b ) is provided for the other exhaust water jacket in a part of the other exhaust water jacket, which is offset from the position thereof corresponding to the exhaust gas outlet in the cylinder row direction to the other side.
Gemäß dieser Anordnung wird bewirkt, dass das Kühlwasser, welches in den Hauptwassermantel eingeleitet wird, über die Zylinderbohrungen quer bzw. schräg zu dem vertikalen Durchgang in dem einen Auspuff-Wassermantel strömt. Daher, selbst wenn der eine Auspuff-Wassermantel mit einer sich progressiv verengenden Bereite zu dem Abgasauslass hin vorgesehen ist, wird ermöglicht, dass das Kühlwasser gleichmäßig entlang des Bereichs strömt, welcher den Abgasauslass umgibt. Das Kühlwasser strömt dann in den anderen Auspuff-Wassermantel vermittels des vertikalen Durchgangs und wird veranlasst, von einem Ende von dem anderen Auspuff-Wassermantel zu dem anderen Ende davon bezüglich der Zylinderreihenrichtung zu strömen. Dies erzeugt einen Kühlwasserfluss, welcher entlang des Abgasauslasses in der entgegengesetzten Richtung von der in dem einen Auspuff-Wassermantel strömt. Daher darf das Kühlwasser problemlos über den gesamten Auspuff-Wassermantel strömen und wird daran gehindert, in dem Bereich, welcher den Abgasauslass umgibt, zu stocken oder stillzustehen, so dass der Zylinderkopf, insbesondere der Bereich, welcher den Abgasauslass umgibt, in vorteilhafter Weise gekühlt werden kann.According to this arrangement, the cooling water introduced into the main water jacket is caused to flow across the cylinder bores transversely to the vertical passage in the one exhaust water jacket. Therefore, even if the one exhaust water jacket having a progressively narrowing width is provided toward the exhaust gas outlet, the cooling water is allowed to flow smoothly along the area surrounding the exhaust gas outlet. The cooling water then flows into the other exhaust water jacket via the vertical passage and is caused to flow from one end of the other exhaust water jacket to the other end thereof with respect to the cylinder row direction. This produces a cooling water flow which flows along the exhaust gas outlet in the opposite direction from that in the one exhaust water jacket. Therefore, the cooling water is allowed to flow smoothly over the entire exhaust water jacket and is prevented from stalling or standing still in the area surrounding the exhaust gas outlet, so that the cylinder head, in particular the area surrounding the exhaust gas outlet, is advantageously cooled can.
Gemäß einem bestimmten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Kühlwassereinlässe (50a) von dem Hauptwassermantel (51), welche mit dem Zylinderblock-Wassermantel (70) in Verbindung stehen, vorzugsweise auf einer Einlassseite davon vorgesehen.According to a particular aspect of the present invention, the cooling water inlets ( 50a ) of the main water jacket ( 51 ), which with the cylinder block water jacket ( 70 ), preferably on an inlet side thereof.
Dadurch darf ein großer Teil von der Kühlwasserströmung an einer schrägen Strömung von dem Kühlwasser über die Zylinderbohrungen beitragen, so dass der Bereich, welcher den Abgasauslass umgibt, in besonders vorteilhafter Weise gekühlt werden kann.As a result, a large part of the cooling water flow may contribute to an oblique flow of the cooling water via the cylinder bores, so that the area surrounding the exhaust gas outlet can be cooled in a particularly advantageous manner.
Vorzugsweise ist ein Kühlwassereinlass (70a) für den Zylinderblock-Wassermantel (70) auf einer Auslassseite von dem Zylinderblock vorgesehen, zusätzlich dazu, dass die Kühlwassereinlässe von dem Hauptwassermantel vorzugsweise auf der Einlassseite vorgesehen sind. Dadurch darf das Kühlwasser in dem Zylinderblock über die Zylinderbohrungen strömen, bevor es durch die Kühlwassereinlässe von dem Hauptwassermantel strömt, so dass das Kühlwasser effizient zum Kühlen des Zylinderblocks und des Zylinderkopfs verwendet wird.Preferably, a cooling water inlet ( 70a ) for the cylinder block water jacket ( 70 ) on an outlet side of the cylinder block, in addition to the cooling water inlets from the main water jacket being preferably provided on the inlet side. Thereby, the cooling water in the cylinder block is allowed to flow over the cylinder bores before flowing through the cooling water inlets from the main water jacket, so that the cooling water is used efficiently for cooling the cylinder block and the cylinder head.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der vertikale Durchgang (55), welcher den unteren Auspuff-Wassermantel und den oberen Auspuff-Wassermantel miteinander verbindet, als ein Gusshohlraum ausgebildet, welcher durch ein separates Stopfenelement (44) geschlossen ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the vertical passage ( 55 ), which connects the lower exhaust water jacket and the upper exhaust water jacket together, as a casting cavity formed by a separate plug element ( 44 ) closed is.
Daher kann eine Kernmarke, welche zum Abstützen eines Gieskerns zum Ausbilden des oberen Auspuff-Wassermantels und/oder des unteren Auspuff-Wassermantels verwendet wird, zur Ausbildung des vertikalen Durchgangs verwendet werden, so dass der Herstellungsprozess von dem Motor vereinfacht werden kann.Therefore, a core mark used for supporting a core to form the upper exhaust water jacket and / or the lower exhaust water jacket may be used to form the vertical passage, so that the manufacturing process of the engine can be simplified.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wenigstens einer von dem unteren Auspuff-Wassermantel (53) und dem oberen Auspuff-Wassermantel (54) mit einem Verlängerungsdurchgang (53d) versehen, welcher sich von einem äußeren Rand davon entlang einer äußeren Seite von dem Abgaszusammenführungsteil erstreckt, und ist der vertikale Durchgang (55) in dem Verlängerungsdurchgang vorgesehen.According to another aspect of the present invention, at least one of the lower exhaust water jacket ( 53 ) and the upper exhaust water jacket ( 54 ) with an extension passage ( 53d ) extending from an outer edge thereof along an outer side of the exhaust gas recombining part, and is the vertical passage (FIG. 55 ) in the extension passage.
Gemäß dieser Anordnung können die Seite von dem Zylinderkopf, welche der Wärme von Abgaseinrichtungen, wie zum Beispiel einem Lader, einer Abgasreinigungseinrichtung und einem Verbindungsrohr für eine solche Einrichtung ausgesetzt ist, effektiv gekühlt werden. Ebenso ermöglicht es die Bereitstellung von dem Verlängerungsdurchgang, die effektive Länge von dem vertikalen Durchgang zu reduzieren und dies unterstützt die Erhöhung der Strömungsrate von dem Kühlwasser, ohne das Volumen von dem gesamten Motor-Wassermantel zu vergrößern. Ferner, indem der vertikale Durchgang (55) auswärts über das äußere Profil von dem Verlängerungsdurchgang hinaus erweitert oder ausgedehnt wird, kann das Kühlwasser sogar noch gleichmäßiger durch den vertikalen Durchgang geleitet werden.According to this arrangement, the side of the cylinder head, which is exposed to the heat of exhaust devices, such as a supercharger, an exhaust gas purifier, and a connection pipe for such a device, can be cooled effectively. Also, the provision of the extension passage makes it possible to reduce the effective length of the vertical passage and this helps to increase the flow rate of the cooling water without increasing the volume of the entire engine water jacket. Further, by the vertical passage ( 55 ) is expanded or expanded outwardly beyond the outer profile from the extension passage, the cooling water can be passed even more evenly through the vertical passage.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der äußere Durchgang (53d) in dem einen Auspuff-Wassermantel vorgesehen. Vorzugsweise ist der eine Auspuff-Wassermantel der untere Auspuff-Wassermantel (53).According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the outer passage ( 53d ) provided in the one exhaust water jacket. Preferably, the one exhaust water jacket is the lower exhaust water jacket ( 53 ).
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der vertikale Durchgang (55) und der Kühlwasserauslass (50b) jeweils bezüglich der Zylinderreihenrichtung in im Wesentlichen äußersten Endteilen von dem anderen Auspuff-Wassermantel (54) vorgesehen. Daher wird der Widerstand gegenüber der Strömung von dem Kühlwasser minimiert und der Kühleffekt von dem Kühlwasser wird maximiert.According to another preferred embodiment of the present invention, the vertical passage ( 55 ) and the cooling water outlet ( 50b ) each with respect to the cylinder row direction in substantially outermost end portions of the other exhaust water jacket ( 54 ) intended. Therefore, the resistance to the flow of the cooling water is minimized and the cooling effect of the cooling water is maximized.
Gemäß der Kühlstruktur für einen Motor, welche durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, kann der Teil, welcher den Abgasauslass umgibt, welcher im Inneren des Zylinderkopfs definiert ist, adäquat gekühlt werden, ohne die notwendige Menge an Kühlwasser oder die Größe von dem Zylinderkopf zu erhöhen.According to the cooling structure for an engine provided by the present invention, the part surrounding the exhaust gas outlet defined inside the cylinder head can be adequately cooled without increasing the necessary amount of cooling water or the size of the cylinder head ,
KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine Vorderansicht von einem Motor als einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 10 is a front view of a motor as a first embodiment of the present invention;
2 ist eine Schnittansicht von dem Motor entlang einer Linie II-II von 1; 2 is a sectional view of the engine along a line II-II of 1 ;
3 ist eine vergrößerte Ansicht von einem Teil von 2; 3 is an enlarged view of a part of 2 ;
4 ist eine perspektivische Ansicht von einem in 1 gezeigten Zylinderkopf; 4 is a perspective view of an in 1 shown cylinder head;
5 ist eine Vorderansicht von dem in 1 gezeigten Zylinderkopf; 5 is a front view of the in 1 shown cylinder head;
6 ist eine Bodenansicht von dem in 1 gezeigten Zylinderkopf; 6 is a bottom view of the in 1 shown cylinder head;
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht von dem Motor längs einer Linie VII-VII von 5; 7 is an enlarged sectional view of the engine along a line VII-VII of 5 ;
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht von dem Motor längs einer Linie VIII-VIII von 5; 8th is an enlarged sectional view of the engine taken along a line VIII-VIII of 5 ;
9 ist eine perspektivische Ansicht von einem ersten und einem zweiten Wassermantel-Gießkern für die erste Ausführungsform; 9 FIG. 12 is a perspective view of first and second water jacket casting cores for the first embodiment; FIG.
10 ist eine auseinandergezogene perspektivische Bodenansicht von den in 9 gezeigten Gießkernen; 10 is an exploded perspective bottom view of the in 9 shown casting cores;
11 ist eine Vorderansicht von den in 9 gezeigten Gießkernen; 11 is a front view of the in 9 shown casting cores;
12 ist ein Diagramm, welches die Strömung von Kühlwasser in dem in 1 gezeigten Motor veranschaulicht; 12 is a diagram showing the flow of cooling water in the in 1 illustrated engine illustrated;
13 ist ein Diagramm, welches die Strömung von Kühlwasser in dem in 9 gezeigten unteren Auspuff-Wassermantel veranschaulicht; 13 is a diagram showing the flow of cooling water in the in 9 illustrated lower exhaust water jacket illustrated;
14 ist ein Diagramm, welches die Strömung von Kühlwasser in dem in 9 gezeigten oberen Auspuff-Wassermantel veranschaulicht; 14 is a diagram showing the flow of cooling water in the in 9 illustrated upper exhaust water jacket illustrated;
15 ist eine grafische Darstellung, welche die Druckverluste in verschiedenen Teilen von dem Wassermantel in dem in 12 gezeigten Zylinderkopf mit jenen von einem Vergleichsbeispiel vergleicht; 15 is a graph showing the pressure losses in different parts of the water jacket in the in 12 shown cylinder head compared with those of a comparative example;
16 ist eine grafische Darstellung, welche die Strömungsraten in verschiedenen Teilen von dem Wassermantel in dem in 12 gezeigten Zylinderkopf mit jenen von dem Vergleichsbeispiel vergleicht; 16 Fig. 3 is a graph showing the flow rates in various parts of the water jacket in the water jacket 12 shown cylinder head compared with those of the comparative example;
17 ist eine Bodenansicht von einem Zylinderkopf, welcher als eine modifizierte Ausführungsform angegeben ist; 17 Fig. 10 is a bottom view of a cylinder head indicated as a modified embodiment;
18 ist eine Bodenansicht von einem Zylinderkopf, welcher als eine zweite Ausführungsform angegeben ist; 18 Fig. 10 is a bottom view of a cylinder head indicated as a second embodiment;
19 ist ein Diagramm, welches die Strömung von Kühlwasser in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht; 19 Fig. 15 is a diagram illustrating the flow of cooling water in the second embodiment;
20 ist eine Vorderansicht von einem Motor, welcher als das Vergleichsbeispiel angegeben ist; 20 Fig. 10 is a front view of a motor indicated as the comparative example;
21 ist eine Schnittansicht von dem Motor, welcher als das Vergleichsbeispiel angegeben ist, längs einer Linie XXI-XXI von 20; und 21 is a sectional view of the engine, which is indicated as the comparative example, along a line XXI-XXI of 20 ; and
22 ist eine Vorderansicht von einem Gießkern für den Zylinderkopf, welcher als das in 20 gezeigte Vergleichsbeispiel angegeben ist. 22 is a front view of a casting core for the cylinder head, which than that in 20 The comparative example shown is indicated.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON DEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Ein Fahrzeugverbrennungsmotor (Motor 1), welcher die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.A vehicle engine (engine 1 ) embodying the present invention will now be described below with reference to the attached drawings.
<<Erste Ausführungsform>><< First Embodiment >>
Wie in den 1 und 2 gezeigt, besteht der Motor 1 aus einem DOHC-Vier-Ventil-Vierzylinder-Reihenmotor und umfasst einen Zylinderblock 3, welcher vier in einer Reihe angeordnete Zylinder 2 definiert, und einen kastenförmigen Zylinderkopf 4, welcher an einer oberen Fläche von dem Zylinderblock 3 angebracht ist, welcher sich orthogonal zu den Zylinderbohrungen 2 erstreckt. Der Zylinderblock 3 und der Zylinderkopf 4 sind aus einer Aluminiumdruckgusslegierung hergestellt.As in the 1 and 2 shown, there is the engine 1 from a DOHC four-valve four-cylinder in-line engine and includes a cylinder block 3 , which is four cylinders arranged in a row 2 defined, and a box-shaped cylinder head 4 which is on an upper surface of the cylinder block 3 is attached, which is orthogonal to the cylinder bores 2 extends. The cylinder block 3 and the cylinder head 4 are made of an aluminum die cast alloy.
In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass der Motor 1 derart orientiert ist, dass die axiale Linie von jeder Zylinderbohrung 2 (Zylinderachslinie) sich in einer genau vertikalen Richtung erstreckt, und die Auslassseite von dem Motor 1, welche seitlich angeordnet ist, nach vorne weist. Jedoch ist die tatsächliche Orientierung von dem Motor 1, wie er an dem Fahrzeug angebracht ist, nicht durch dieses Beispiel beschränkt. In der folgenden Beschreibung werden die vertikalen Richtungen und die Vorne- und Hinten-Richtungen bzw. Längsrichtung durch die Pfeile in 2 basierend auf dieser Orientierung von dem Motor 1 für die Bequemlichkeit der Beschreibung definiert. Beispielsweise ist der Zylinderblock 3 unter dem Zylinderkopf 4 angeordnet. Die lateralen Richtungen, welche durch Pfeile in 1 angedeutet sind, basieren auf der Fahrtrichtung von dem Fahrzeug, an welchem der Motor 1 angebracht ist.In the following description it is assumed that the engine 1 oriented so that the axial line of each cylinder bore 2 (Cylinder axis line) extends in an exactly vertical direction, and the exhaust side of the engine 1 , which is arranged laterally, facing forward. However, the actual orientation is from the engine 1 as attached to the vehicle is not limited by this example. In the following description, the vertical directions and the front and rear directions are indicated by the arrows in FIG 2 based on this orientation of the engine 1 for the convenience of the description. For example, the cylinder block 3 under the cylinder head 4 arranged. The lateral directions, which are indicated by arrows in 1 are indicated based on the direction of travel of the vehicle on which the engine 1 is appropriate.
Jede Zylinderbohrung 2 nimmt verschiebbar einen Kolben 5 auf und ein Brennraum 6 ist zwischen der oberen Fläche von dem Kolben 5 und der Bodenfläche (nach unten weisende Fläche) definiert, welche durch die Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 bezüglich des Zylinderblocks 3 definiert ist. In der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt sich die Berührungsfläche zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Zylinderblock 3 horizontal und eine Dichtung, welche für diese Berührungsfläche konfiguriert ist, ist zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Zylinderblock 3 dazwischenliegend angeordnet, obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt.Every cylinder bore 2 slidably takes a piston 5 on and a combustion chamber 6 is between the upper surface of the piston 5 and the bottom surface (downwardly facing surface) defined by the joining surface 4a from the cylinder head 4 with respect to the cylinder block 3 is defined. In the illustrated embodiment, the interface extends between the cylinder head 4 and the cylinder block 3 horizontally and a gasket configured for this interface is between the cylinder head 4 and the cylinder block 3 interposed, although not shown in the drawings.
An der unteren Fläche von dem Zylinderblock 3 ist eine Ölwanne (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angebracht, welche Schmieröl aufnimmt, welches von oben heruntertropft. Der Zylinderblock 3 und die Ölwanne definieren gemeinsam ein Kurbelgehäuse, welches eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Kurbelwelle aufnimmt. An dem oberen Ende von dem Zylinderkopf 4 ist eine Zylinderkopfabdeckung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) derart angebracht, dass eine Ventilbetätigungskammer 9 zur Aufnahme eines Ventilbetätigungsmechanismus 8 gemeinsam durch den Zylinderkopf 4 und die Zylinderkopfabdeckung definiert ist. Mit anderen Worten definiert die obere Fläche von der Bodenwand von dem Zylinderkopf 4 eine Bodenfläche 9a von der Ventilbetätigungskammer 9.On the lower surface of the cylinder block 3 An oil pan (not shown in the drawings) is mounted, which receives lubricating oil which drips down from above. The cylinder block 3 and the oil pan together define a crankcase which receives a crankshaft not shown in the drawings. At the top of the cylinder head 4 a cylinder head cover (not shown in the drawings) is mounted such that a valve actuation chamber 9 for receiving a valve actuating mechanism 8th together through the cylinder head 4 and the cylinder head cover is defined. In other words, the upper surface defines the bottom wall of the cylinder head 4 a floor area 9a from the valve actuation chamber 9 ,
Ein Paar von Einlassventilen 10 und ein Paar von Auslassventilen 11 werden von dem Zylinderkopf 4 verschiebbar für jeden Zylinder gehalten. Die Ventilbetätigungskammer 9 nimmt darin eine Einlassnockenwelle (in den Zeichnungen nicht gezeigt), Einlasskipphebel 12, eine Auslassnockenwelle 13 und Auslasskipphebel 14 auf. Durch den Ventilbetätigungsmechanismus 8, welcher von diesen Bauteilen gebildet ist, werden die Einlassventile 10 und die Auslassventile 11 durch die Kurbelwelle betätigt oder geöffnet und geschlossen.A pair of inlet valves 10 and a pair of exhaust valves 11 be from the cylinder head 4 slidably held for each cylinder. The valve actuation chamber 9 takes in an intake camshaft (not shown in the drawings), intake rocker arm 12 , an exhaust camshaft 13 and exhaust rocker arms 14 on. Through the valve actuation mechanism 8th formed by these components become the intake valves 10 and the exhaust 11 operated by the crankshaft or opened and closed.
Der Zylinderkopf 4 ist für jeden Zylinder im Inneren versehen mit einem Paar von Einlasskanälen 15, welche durch die entsprechenden Einlassventile 10 geöffnet und geschlossen werden, und einem Paar von Auslasskanälen 16, welche durch die entsprechenden Auslassventile 11 geöffnet und geschlossen werden. Jeder Einlasskanal 15 hat ein stromaufwärtiges Ende, welches an einer einlassseitigen Fläche 4c öffnet, welche auf der Rückseite von dem Zylinderkopf 4 definiert ist, und ein stromabwärtiges Ende, welches in den entsprechenden Brennraum 6 öffnet. Jeder Auslasskanal 16 hat ein stromaufwärtiges Ende, welches in den entsprechenden Brennraum 6 öffnet, und ein stromabwärtiges Ende, welches mit den übrigen Auslasskanälen 16 zusammenläuft. Insbesondere ist ein Abgaszusammenführungsteil 17, um die Auslasskanäle 16 (siehe 6) zusammenzuführen bzw. miteinander zu verbinden, in dem Zylinderkopf 4 definiert. Wie in den 4 und 5 gezeigt, hat das Abgaszusammenführungsteil 17 einen Abgasauslass 18 an einem stromabwärtigen Ende davon, wobei der Abgasauslass 18 an einem Längsmittelpunkt von einer auslassseitigen Fläche 4d öffnet, welche an der Vorderseite von dem Zylinderkopf 4 definiert ist.The cylinder head 4 is provided for each cylinder inside with a pair of inlet channels 15 passing through the corresponding inlet valves 10 opened and closed, and a pair of outlet channels 16 passing through the corresponding exhaust valves 11 be opened and closed. Each inlet channel 15 has an upstream end which is on an inlet side surface 4c opens, which is on the back of the cylinder head 4 is defined, and a downstream end, which in the corresponding combustion chamber 6 opens. Each outlet channel 16 has an upstream end leading into the corresponding combustion chamber 6 opens, and a downstream end, which with the other outlet channels 16 converges. In particular, an exhaust gas recombining part 17 to the outlet channels 16 (please refer 6 ) merge together in the cylinder head 4 Are defined. As in the 4 and 5 shown has the exhaust gas recombining part 17 an exhaust outlet 18 at a downstream end thereof, the exhaust outlet 18 at a longitudinal center of an outlet side surface 4d opens, which at the front of the cylinder head 4 is defined.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist ein Lader (Turbolader) 19, welcher mit dem stromabwärtigen Ende von dem Abgasauslass 18 verbunden ist, direkt an der auslassseitigen Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4 unter Verwendung von Gewindebolzen 20 montiert. Der Lader 19 ist mit einer Turbine 23 und einem Verdichter 24 versehen, welche durch ein Mittelgehäuse 22 verbunden sind, welches eine sich lateral bzw. seitlich (horizontal) erstreckende Rotorwelle 21 aufnimmt.As in the 1 and 2 shown is a supercharger (turbocharger) 19 connected to the downstream end of the exhaust outlet 18 connected directly to the outlet side surface 4d from the cylinder head 4 using threaded bolts 20 assembled. The loader 19 is with a turbine 23 and a compressor 24 provided, which by a middle housing 22 are connected, which is a laterally or laterally (horizontally) extending rotor shaft 21 receives.
Die Turbine 23 umfasst ein Turbinengehäuse 25, welches einen Turbinenrotor (in den Zeichnungen nicht gezeigt) aufnimmt, welcher an dem rechten Ende von der Rotorwelle 21 angebracht ist, ein Abgaseinlassrohr 26, welches sich von einer hinteren Fläche von dem Turbinengehäuse 25 aus nach hinten erstreckt und einen Einlassflansch 26a an dem freien Ende davon hat, um einen Abgaseinlass zu definieren, und einen Austrittsflansch 27, welcher an der rechten Seitenfläche von dem Turbinengehäuse 25 ausgebildet ist, um einen Abgasauslass 27a zu definieren.The turbine 23 includes a turbine housing 25 , which receives a turbine rotor (not shown in the drawings), which at the right end of the rotor shaft 21 is mounted, an exhaust gas inlet pipe 26 extending from a rear face of the turbine housing 25 out to the rear and an inlet flange 26a at the free end thereof has to define an exhaust inlet and an outlet flange 27 , which on the right side surface of the turbine housing 25 is formed to an exhaust outlet 27a define.
Der Verdichter 24 umfasst ein Verdichtergehäuse 28, welches einen Verdichterrotor (in den Zeichnungen nicht gezeigt) aufnimmt, welcher an dem linken Ende von der Rotorwelle 21 angebracht ist, einen Einlassflansch 29, welcher an der linken Seitenfläche von dem Verdichtergehäuse 28 vorgesehen ist, um einen Einlass zu definieren, und ein Ansaugungsaustrittsrohr 30, welches sich von einer Bodenfläche von dem Verdichtergehäuse 28 nach unten erstreckt und einen Auslassflansch 30a hat, welcher an dem freien Ende davon ausgebildet ist, um einen Ansaugungsaustritt zu definieren.The compressor 24 includes a compressor housing 28 , which receives a compressor rotor (not shown in the drawings), which at the left end of the rotor shaft 21 is attached, an inlet flange 29 , which on the left side surface of the compressor housing 28 is provided to define an inlet, and a Ansaugungsaustrittsrohr 30 which extends from a bottom surface of the compressor housing 28 extends downwards and an outlet flange 30a has, which is formed at the free end thereof, to define a Ansaugungsaustritt.
Die Turbine 23 ist an einer mittleren Position von dem Zylinderkopf 4 bezüglich der Zylinderreihenrichtung (oder dem Mittelpunkt von den vier Zylinderbohrungen 2) angeordnet. Der Verdichter 24 ist auf der linken Seite von dem Zylinderkopf 4 angeordnet. Die Mitte von dem Abgasaustritt 27a von der Turbine 23 ist oberhalb der Rotorwelle 21 angeordnet, deren Achslinie im Wesentlichen auf derselben Höhe wie die Berührungsfläche zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Zylinderblock 3 angeordnet ist. Daher ist die Mitte von dem Abgasaustritt 27a von der Turbine 23 oberhalb der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 angeordnet. Als ein Ergebnis ist ein relativ großer Raum vor dem Motor 1 unterhalb des Abgasaustritts 27a von der Turbine 23 definiert.The turbine 23 is at a middle position of the cylinder head 4 with respect to the cylinder row direction (or the center of the four cylinder bores 2 ) arranged. The compressor 24 is on the left side of the cylinder head 4 arranged. The middle of the exhaust outlet 27a from the turbine 23 is above the rotor shaft 21 arranged, the axis line substantially at the same height as the contact surface between the cylinder head 4 and the cylinder block 3 is arranged. Therefore, the middle of the exhaust outlet 27a from the turbine 23 above the joining surface 4a from the cylinder head 4 arranged. As a result, there is a relatively large space in front of the engine 1 below the exhaust outlet 27a from the turbine 23 Are defined.
Dieser Raum nimmt eine Abgasreinigungseinrichtung 31 auf, welche mit der stromabwärtigen Seite von der Turbine 23 verbunden ist. Die Abgasreinigungseinrichtung 31 umfasst einen Dreiwege-Katalysator 32, welcher eine Achslinie hat, welche sich parallel zu der Abgas-Strömung mit einer Links-Neigung nach unten erstreckt, ein Abgaseinlassrohr 33, welche sich von der oberen Fläche von dem Dreiwege-Katalysator 32 (welcher zu der rechten Seite hin nach unten geneigt ist) mit einer Neigung nach rechts in einer Richtung schräg nach oben erstreckt, bevor er in einer horizontalen Richtung nach links gekrümmt ist und mit einem Einlassflansch 33a (welcher einen Abgaseinlass definiert), an dem freien Ende davon versehen ist, und ein Abgasaustrittsrohr 34, welches sich von dem unteren Ende von dem Dreiwege-Katalysator 32 nach unten erstreckt. Die Abgasreinigungseinrichtung 31 ist in dieser Orientierung vor dem Zylinderblock 3 angeordnet, wobei der Einlassflansch 33a an dem Austrittsflansch 27 von der Turbine 23 befestigt ist.This room takes an exhaust gas purifier 31 on which with the downstream side of the turbine 23 connected is. The exhaust gas purification device 31 includes a three-way catalyst 32 having an axis line extending downwardly in parallel with the exhaust gas flow with a left slope, an exhaust gas inlet pipe 33 extending from the upper surface of the three-way catalyst 32 (which is inclined down to the right side) with an inclination to the right in a direction extending obliquely upward, before being curved in a horizontal direction to the left and with an inlet flange 33a (which defines an exhaust inlet), is provided at the free end thereof, and an exhaust gas outlet pipe 34 extending from the lower end of the three-way catalyst 32 extends downwards. The exhaust gas purification device 31 is in this orientation in front of the cylinder block 3 arranged, wherein the inlet flange 33a at the outlet flange 27 from the turbine 23 is attached.
Wie in 1 gezeigt, ist das obere rechte Teil von der vorderen Fläche von dem Zylinderblock 3 (die Seite von der auslassseitigen Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4) mit einem Kühlwassereinlass 70a für einen Zylinderblock-Wassermantel 70 versehen (2).As in 1 is shown, the upper right part of the front surface of the cylinder block 3 (the side of the outlet side surface 4d from the cylinder head 4 ) with a cooling water inlet 70a for a cylinder block water jacket 70 Mistake ( 2 ).
Wie in 6 gezeigt, besteht das Abgaszusammenführungsteil 17 aus vier ersten Zusammenführungsteilen 17a, die jeweils die zwei Auslasskanäle 16 von dem entsprechenden Brennraum 6 miteinander verbinden, einem Paar von stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteilen 17b, welche jeweils die zwei rechten ersten Zusammenführungsteile 17a miteinander verbinden und die zwei linken ersten Zusammenführungsteile 17a miteinander verbinden, und ein stromabwärtiges zweites Zusammenführungsteil 17c, welches die zwei stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17b miteinander verbindet und in einem Austrittsbereich davon einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt hat. Das Abgaszusammenführungsteil 17 ist mit einem in einer Draufsicht äußeren Profil versehen, welches sich von den Brennräumen 6 weg verjüngt, so dass von jedem Brennraum 6 ausgestoßenes Abgas daran gehindert wird, in die Auslasskanäle von den benachbarten Brennräumen 6 zu strömen, und der Abgaswiderstand kann dadurch reduziert werden.As in 6 As shown, there is the exhaust gas recombining part 17 from four first merge parts 17a , each of the two outlet channels 16 from the corresponding combustion chamber 6 connect to each other, a pair of upstream second merge parts 17b , which in each case the two right first merge parts 17a connect together and the two left first merge parts 17a together connect, and a downstream second merge part 17c comprising the two upstream second merge parts 17b connects to each other and in an exit region thereof has a substantially constant cross-section. The exhaust gas recombining part 17 is provided with an outer profile in a plan view, which is different from the combustion chambers 6 Tapered away, leaving any combustion chamber 6 ejected exhaust gas is prevented from entering the exhaust passages from the adjacent combustion chambers 6 to flow, and the exhaust resistance can be reduced thereby.
Während die ersten Zusammenführungsteile 17a größtenteils in einem Bereich ausgebildet sind, welcher, in einer Bodenansicht gesehen, der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 entspricht (4), sind die stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17b und die stromabwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17c vor der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 angeordnet. Mit anderen Worten steht die vordere Wand von dem Zylinderkopf 4 von dem Zylinderblock 3 nach vorne vor, um dadurch einen Überhang auszubilden.While the first merge parts 17a are largely formed in a region which, seen in a bottom view, the joint surface 4a from the cylinder head 4 corresponds to 4 ), are the upstream second merge parts 17b and the downstream second merging parts 17c in front of the joining surface 4a from the cylinder head 4 arranged. In other words, the front wall is from the cylinder head 4 from the cylinder block 3 forward to thereby form an overhang.
Der Teil von der vorderen Wand von dem Zylinderkopf 4, welcher die ersten Zusammenführungsteile 17a und die stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17b definiert, definiert ein elliptisches Profil, wobei der zentrale Teil mehr vorsteht als die Endteile. Der Teil von dem Zylinderkopf 4, welcher das stromabwärtige zweite Zusammenführungsteil 17c definiert, ist als ein rohrförmiger Abschnitt ausgebildet, welcher nach vorne vorsteht (an der auslassseitigen Fläche 4d) von dem Teil, welcher die stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17b definiert. Der Überhang, welcher von dem Zylinderblock 3 vorsteht, um die ersten Zusammenführungsteile 17a, die stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteile 17b und das stromabwärtige zweite Zusammenführungsteil 17c zu definieren, wird in der folgenden Beschreibung als ein Ausbauchungsteil 41 bezeichnet. Abhängig von der Konfiguration kann das Ausbauchungsteil 41 nur einen Teil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 definieren. Beispielsweise können die ersten Zusammenführungsteile 17a oder ein Teil davon intern in dem Zylinderkopf 4 passend definiert sein, und sogar ein Teil von den stromaufwärtigen zweiten Zusammenführungsteilen 17b kann auch in dem Zylinderkopf 4 passend definiert sein. Von dem Ausbauchungsteil 41 wird der Teil, welcher das stromabwärtige zweite Zusammenführungsteil 17c definiert, als rohrförmiger Abgasaustrittsabschnitt 42 bezeichnet.The part of the front wall of the cylinder head 4 , which the first merge parts 17a and the upstream second merge parts 17b defines defines an elliptical profile, wherein the central part protrudes more than the end parts. The part of the cylinder head 4 , which the downstream second merge part 17c is defined as a tubular portion which projects forward (on the outlet side surface 4d ) from the part containing the upstream second merging parts 17b Are defined. The overhang, which from the cylinder block 3 protrudes to the first merge parts 17a , the upstream second merge parts 17b and the downstream second merging part 17c is to be defined as a bulge in the following description 41 designated. Depending on the configuration, the bulging part 41 only a part of the exhaust gas recombining part 17 define. For example, the first merge parts 17a or part of it internally in the cylinder head 4 suitably defined, and even a part of the upstream second merge parts 17b can also in the cylinder head 4 be defined appropriately. From the bulge part 41 becomes the part which is the downstream second merging part 17c defined as a tubular exhaust outlet section 42 designated.
An der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 öffnen Bolzenhindurchführungslöcher 4e zur Aufnahme von Gewindebolzen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zur Befestigung des Zylinderkopfs 4 an dem Zylinderblock 3, an 10 Stellen zwischen jedem benachbarten Paar von Brennräumen 6 und auf einer äußeren Seite von jedem Endverbrennungsraum 6. Ferner sind an der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 eine Mehrzahl von Kühlwassereinlässen 50a von einem Zylinderkopf-Wassermantel 50 (2) um den gesamten Umfang von den vier Zylinderbohrungen 2 (Brennräume 6) herum im Wesentlichen in einem gleichmäßigen Intervall ausgebildet (derart, dass die kombinierte Fläche von den Kühlwassereinlässen 50a für jede Zylinderbohrung 2 im Wesentlichen gleich ist).At the joint surface 4a from the cylinder head 4 open bolt through holes 4e for receiving threaded bolts (not shown in the drawings) for mounting the cylinder head 4 on the cylinder block 3 , in 10 places between each adjacent pair of combustion chambers 6 and on an outer side of each final combustion space 6 , Furthermore, at the joint surface 4a from the cylinder head 4 a plurality of cooling water inlets 50a from a cylinder head water jacket 50 ( 2 ) around the entire circumference of the four cylinder bores 2 (Combustion chambers 6 ) are formed substantially at a uniform interval (such that the combined area of the cooling water inlets 50a for every cylinder bore 2 is substantially the same).
Wie in den 3 bis 5 gezeigt, neigt sich der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 nach oben weg von den Brennräumen 6 und hat eine Montagefläche 42a zur Verbindung eines Laders 19 damit an dem Abschlussende davon. Die Montagefläche 42a neigt sich relativ zu der Zylinderachslinie nach oben (nach vorne weisende vertikale Fläche).As in the 3 to 5 shown, the tubular exhaust outlet portion is inclined 42 upwards away from the combustion chambers 6 and has a mounting surface 42a for connecting a charger 19 with it at the end of it. The mounting surface 42a Tilts upwards relative to the cylinder axis line (vertical surface facing forward).
Da der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 in dieser Weise konfiguriert ist, wie in 2 gezeigt, können der Lader 19, welcher mit dem Abgasauslass 18 verbunden ist, und die Abgasreinigungseinrichtung 31, welche mit dem stromabwärtigen Ende davon verbunden ist, von dem Zylinderkopf 4 und dem Zylinderblock 3 weg beabstandet werden, ohne den Abstand zwischen den Brennräumen 6 und dem Lader 19 zu erhöhen, oder ohne den rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 zu verlängern, und dadurch die Größe von dem Zylinderkopf 4 zu erhöhen. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Wärme von dem Lader 19 und der Abgasreinigungseinrichtung 31 die Temperatur von dem Zylinderkopf 4 übermäßig erhöht.As the tubular exhaust outlet section 42 configured in this way, as in 2 shown, the loader can 19 , which with the exhaust outlet 18 connected, and the exhaust gas purification device 31 , which is connected to the downstream end thereof, from the cylinder head 4 and the cylinder block 3 be spaced away without the distance between the combustion chambers 6 and the loader 19 increase, or without the tubular exhaust outlet section 42 to extend, and thereby the size of the cylinder head 4 to increase. As a result, the heat from the charger is prevented 19 and the exhaust gas purification device 31 the temperature of the cylinder head 4 increased excessively.
Andererseits, wie aus dem in den 20 und 21 gezeigten Vergleichsbeispiel gesehen werden kann, wenn der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 sich orthogonal zu der Zylinderachslinie nach vorne erstreckt, muss der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 verlängert werden, um den Lader 19 von dem Zylinderkopf 4 und dem Zylinderblock 3 weg zu beabstanden, sodass die Größe von dem Zylinderkopf 4 erhöht werden muss, und die erhöhte Länge von dem Abgasdurchgang zwischen den Brennräumen 6 und dem Lader 19 beeinträchtigt das Ansprechverhalten von dem Lader 19.On the other hand, as from the in the 20 and 21 Comparative example shown can be seen when the tubular exhaust outlet section 42 extends orthogonal to the Zylinderachslinie forward, the tubular exhaust outlet section 42 be extended to the loader 19 from the cylinder head 4 and the cylinder block 3 to space away, so the size of the cylinder head 4 must be increased, and the increased length of the exhaust passage between the combustion chambers 6 and the loader 19 affects the response of the loader 19 ,
Im Gegensatz zu diesem Vergleichsbeispiel kann gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund der nach oben geneigten Konfiguration von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 der Lader 19 von dem Zylinderkopf 4 weg beabstandet werden, ohne die Größe von dem Zylinderkopf 4 zu erhöhen. Ebenso kann durch das nach oben Neigen des rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitts 42 der Lader 19 an einer relativ hohen Position im Vergleich zu dem in 21 veranschaulichten Vergleichsbeispiel angeordnet werden, so dass die Kapazität von der Abgasreinigungseinrichtung 31 (1), welche mit dem stromabwärtigen Ende von dem Lader 19 verbunden ist, erhöht werden kann.In contrast to this comparative example, according to the present invention, due to the upwardly inclined configuration of the tubular exhaust gas outlet portion 42 the loader 19 from the cylinder head 4 be spaced away without the size of the cylinder head 4 to increase. Likewise, by tilting the tubular exhaust gas outlet section upward 42 the loader 19 at a relatively high position compared to the in 21 Comparative example can be arranged so that the capacity of the exhaust gas cleaning device 31 ( 1 ) connected to the downstream end of the loader 19 is connected, can be increased.
Insbesondere, wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Abgasreinigungseinrichtung 31, welche mit dem Abgaseinlass 27a von der Turbine 23 verbunden ist, durch das Abgaseinlassrohr 33 nach unten gekrümmt und ist durch den Dreiwege-Katalysator 32 derart geneigt, dass eine adäquate Kapazität des Dreiwege-Katalysators 32 sichergestellt werden kann. Wenn der Lader 19, wie in dem in den 20 und 21 gezeigten Vergleichsbeispiel angeordnet ist, da der Abgaseinlass 27a von der Turbine 23 an einer unteren Position angeordnet ist, muss für einen Dreiwege-Katalysator 32 von der selben Kapazität, welcher in demselben Raum anzuordnen ist, die Neigung von dem Dreiwege-Katalysator 32 derart erhöht werden, dass der Freiheitsgrad im Design von anderen Zusatzeinrichtungen reduziert wird, und die Krümmung von dem Abgaseinlassrohr 33 muss insoweit erhöht werden, dass eine reibungslose Strömung von dem Abgas erschwert wird. Mit anderen Worten, um die reibungslose Strömung von dem Abgas zu verbessern, während eine adäquate Freiheit des Layouts von den Zusatzeinrichtungen sichergestellt wird, muss die Kapazität von dem Dreiwege-Katalysator 32 reduziert werden. Indem der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 nach oben geneigt wird, kann jedoch die Abgasströmung gleichmäßig in den Katalysator strömen, um eine lokale Degradation des Katalysators zu vermeiden, indem der Krümmungswinkel von dem Abgaseinlassrohr 33 reduziert wird, und die Kapazität von der Abgasreinigungseinrichtung 31 kann erhöht werden.In particular, as in the 1 and 2 shown is the exhaust gas purifier 31 , which with the exhaust inlet 27a from the turbine 23 is connected through the exhaust gas inlet pipe 33 curved down and is through the three-way catalyst 32 so inclined that an adequate capacity of the three-way catalyst 32 can be ensured. When the loader 19 as in the in the 20 and 21 shown comparative example, since the exhaust inlet 27a from the turbine 23 located at a lower position, must be for a three-way catalyst 32 of the same capacity to be arranged in the same room, the inclination of the three-way catalyst 32 be increased such that the degree of freedom in the design of other auxiliary devices is reduced, and the curvature of the exhaust gas inlet pipe 33 must be increased to the extent that a smooth flow of the exhaust gas is difficult. In other words, in order to improve the smooth flow of the exhaust gas while ensuring adequate freedom of layout of the accessories, the capacity of the three-way catalyst must 32 be reduced. By the tubular exhaust outlet section 42 however, the exhaust gas flow may flow smoothly into the catalyst to avoid local degradation of the catalyst by the angle of curvature of the exhaust gas inlet pipe 33 is reduced, and the capacity of the exhaust gas purification device 31 can be increased.
Erneut auf die 3 bis 5 Bezug nehmend ist das freie Ende von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 mit vier Befestigungsansätzen 43 versehen, welche den Abgasauslass 18 umgeben, um den Lader 19 daran zu befestigen. Zwei von den Befestigungsansätzen 42 sind oberhalb von dem Abgasauslass 18 seitlich versetzt davon angeordnet und die übrigen zwei von ihnen sind unterhalb von dem Abgasauslass 18 seitlich versetzt davon angeordnet.Again on the 3 to 5 Referring to the free end of the tubular exhaust outlet section 42 with four fastening lugs 43 provided, which the exhaust outlet 18 surrounded to the loader 19 to attach to it. Two of the fastening lugs 42 are above the exhaust outlet 18 laterally offset therefrom and the remaining two of them are below the exhaust outlet 18 laterally offset therefrom.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der Zylinderkopf 4 im Inneren mit einem Zylinderkopf-Wassermantel 50 versehen, um den Zylinderkopf 4 zu kühlen. Der Zylinderkopf-Wassermantel 50 umfasst einen unteren Auspuff-Wassermantel 53, welcher unterhalb des Abgaszusammenführungsteils 17 vorgesehen ist, und einen oberen Auspuff-Wassermantel 54, welcher oberhalb des Abgaszusammenführungsteils 17 vorgesehen ist.As in the 2 and 3 shown is the cylinder head 4 inside with a cylinder head water jacket 50 provided to the cylinder head 4 to cool. The cylinder head water jacket 50 includes a lower exhaust water jacket 53 , which is below the exhaust gas combining part 17 is provided, and an upper exhaust water jacket 54 , which above the exhaust gas combining part 17 is provided.
Die Montagestruktur von dem Lader 19 wird nachfolgend beschrieben. Wie in den 2 und 3 gezeigt, sind die Befestigungsansätze 43 integral mit einer Wand 46 verbunden, welche die Ventilbetätigungskammer 9 von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 trennt. Diese Wand hat für ein leichtes Gewicht und ein kompaktes Design eine kleinere Dicke als die Befestigungsansätze 43, so dass die oberen Befestigungsansätze 43 sich in den oberen Auspuff-Wassermantel 54 und die Ventilbetätigungskammer 9 hinein ausbauchen.The mounting structure of the loader 19 is described below. As in the 2 and 3 shown are the attachment approaches 43 integral with a wall 46 connected, which the valve actuation chamber 9 from the upper exhaust water jacket 54 separates. This wall has a smaller thickness than the mounting lugs for a light weight and compact design 43 so that the upper attachment lugs 43 in the upper exhaust water jacket 54 and the valve actuating chamber 9 bulge in.
Da sich die oberen Befestigungsansätze 43 sowohl in den oberen Auspuff-Wassermantel 54 als auch die Ventilbetätigungskammer 9 hinein und insbesondere in den oberen Auspuff-Wassermantel 54 hinein ausbauchen, wird bewirkt, dass die oberen Befestigungsansätze 43 in einer effektiven Weise gekühlt werden, so dass die Beeinträchtigung der Dichtungsleistung von dem Teil, welches den Abgasauslass 18 umgibt, vermieden werden kann. Da sich die oberen Befestigungsansätze 43 in die Ventilbetätigungskammer 9 hinein ausbauchen wird verhindert, dass die oberen Befestigungsansätze 43 die Ventilbetätigungskammer 9 beeinträchtigen, während erlaubt wird, dass der Lader 19 an einer erhöhten Position angeordnet ist, ohne die Größe von dem Zylinderkopf 4 zu erhöhen.As the upper attachment lugs 43 both in the upper exhaust water jacket 54 as well as the valve actuation chamber 9 in and in particular in the upper exhaust water jacket 54 bulging in, causes the upper attachment lugs 43 be cooled in an effective manner, so that the deterioration of the sealing performance of the part which the exhaust gas outlet 18 surrounds, can be avoided. As the upper attachment lugs 43 into the valve actuation chamber 9 Bulging in prevents the upper mounting lugs from being pulled out 43 the valve actuation chamber 9 affect while allowing the loader 19 is arranged at an elevated position without the size of the cylinder head 4 to increase.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, sind die unteren Befestigungsansätze 43 in dem freien Ende von der unteren Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 ausgebildet. Da die untere Wand 42b auch in der Dicke kleiner ist als die Befestigungsansätze 43 für ein leichtgewichtiges und kompaktes Design, bauchen sich die unteren Befestigungsansätze 43 von der unteren Fläche von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 aus (bzw. wölben sich vor). Die unteren Befestigungsansätze 43 erstrecken sich orthogonal bezüglich der Montagefläche 42a für den Lader 19. Daher, wie von unten zu sehen ist (6), erstrecken sich die unteren Befestigungsansätze 43 in der Längsrichtung und die hinteren Enden davon sind an einer Zwischenposition von der unteren Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 bezüglich der Längsrichtung angeordnet. Mit anderen Worten erstrecken sich die Befestigungsansätze 43 nur zu dem freien Ende von dem Ausbauchungsteil 41 und erstrecken sich nicht zu der Basisendseite (dem Teil, welcher das stromaufwärtige zweite Zusammenführungsteil 17b definiert) von dem Ausbauchungsteil 41, welches über den Zylinderblock 3 als ein Überhang vorsteht.As in the 6 and 7 shown are the lower mounting lugs 43 in the free end of the lower wall 42b from the tubular exhaust outlet section 42 educated. Because the bottom wall 42b also smaller in thickness than the fastening approaches 43 for a lightweight and compact design, the bottom attachment lugs bale 43 from the lower surface of the tubular exhaust outlet portion 42 out (or arch). The lower attachment approaches 43 extend orthogonally with respect to the mounting surface 42a for the loader 19 , Therefore, as seen from below ( 6 ), the lower attachment lugs extend 43 in the longitudinal direction and the rear ends thereof are at an intermediate position from the lower wall 42b from the tubular exhaust outlet section 42 arranged with respect to the longitudinal direction. In other words, the attachment approaches extend 43 only to the free end of the bulging part 41 and do not extend to the base end side (the part containing the upstream second merge part) 17b defined) of the bulging part 41 which is above the cylinder block 3 protrudes as an overhang.
Wie in 6 gezeigt, ist die untere Fläche von dem Ausbauchungsteil 41 mit einem Paar von Rippen 47 ausgebildet, welche sich von dem Randteil oder Umfangsteil von der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4, welcher mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist, zu den entsprechenden Befestigungsansätzen 43 erstrecken. Diese Rippen 47 erstrecken sich in der Längsrichtung oder zu und weg von der Zylinderreihe und divergieren voneinander weg, während sie sich von den Befestigungsansätzen 43 zu der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 erstrecken, welcher mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist.As in 6 As shown, the lower surface of the bulging part 41 with a pair of ribs 47 formed, which from the edge part or peripheral part of the joining surface 4a from the cylinder head 4 , which with the cylinder block 3 is connected to the corresponding fastening lugs 43 extend. These ribs 47 extend in the longitudinal direction or to and away from the cylinder bank and diverge away from each other while she herself from the attachment approaches 43 to the joint surface 4a from the cylinder head 4 extend, which with the cylinder block 3 connected is.
Wie oben erörtert, sind der Lader 19 und die Abgasreinigungseinrichtung 31 auf der Vorderseite von dem Zylinderblock 3 und dem Zylinderkopf 4 derart angeordnet, dass diese Einrichtungen auf hohe Temperaturen erwärmt werden, nachdem der Motor 1 gestartet ist. Das Ausbauchungsteil 41, welches über den Zylinderblock 3 vorsteht, insbesondere die untere Fläche davon, ist der Wärme von dem Lader 19 und der Abgasreinigungseinrichtung 31 durch Leitung, Strahlung und Konvektion ausgesetzt. Wenn die untere Fläche von dem Ausbauchungsteil 41 übermäßig erwärmt wird, kann die resultierende thermische Verformung von dem Ausbauchungsteil 41 die Dichtung zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Lader 19 nachteilig beeinträchtigen. Jedoch verhindern in der veranschaulichten Ausführungsform die Rippen 47, welche an der unteren Fläche von dem Ausbauchungsteil 41 derart ausgebildet sind, dass sie sich von der Zylinderreihe weg erstrecken, die Verformung von dem Ausbauchungsteil 41.As discussed above, the loader 19 and the exhaust gas purification device 31 on the front of the cylinder block 3 and the cylinder head 4 arranged such that these devices are heated to high temperatures after the engine 1 started. The bulge part 41 which is above the cylinder block 3 protrudes, especially the lower surface thereof, is the heat from the loader 19 and the exhaust gas purification device 31 exposed by conduction, radiation and convection. When the lower surface of the bulging part 41 is excessively heated, the resulting thermal deformation of the bulging portion 41 the seal between the cylinder head 4 and the loader 19 adversely affect. However, in the illustrated embodiment, the ribs prevent 47 , which at the lower surface of the bulging part 41 are formed so that they extend away from the cylinder row, the deformation of the bulging portion 41 ,
Da der Lader 19 und die Abgasreinigungseinrichtung 31 an dem Ausbauchungsteil 41 von dem Zylinderkopf 4 angebracht sind, könnte die Last derselben, welche auf das Ausbauchungsteil 41 einwirkt, eine Verformung von dem Ausbauchungsteil 41 bei einer hohen Temperatur bewirken. Da sich jedoch die Rippen 47 von dem Randteil von der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4, welcher von dem Zylinderblock 3 abgestützt wird, zu den unteren Befestigungsansätzen 43 erstrecken, erhöhen die Rippen 47, welche als Träger dienen, zusammen mit den Befestigungsansätzen 43 effektiv die Steifigkeit von dem Ausbauchungsteil 41, so dass das Ausbauchungsteil 41 insgesamt vor einer Verformung geschützt wird.Because the loader 19 and the exhaust gas purification device 31 at the bulge part 41 from the cylinder head 4 attached, could the load of the same, which on the bulging part 41 acts, a deformation of the bulging part 41 effect at a high temperature. However, since the ribs 47 from the edge part of the joining surface 4a from the cylinder head 4 which of the cylinder block 3 is supported, to the lower mounting lugs 43 extend, increase the ribs 47 , which serve as a carrier, together with the fastening lugs 43 effectively the rigidity of the bulging part 41 so that the bulge part 41 overall protected against deformation.
Da die zwei Rippen 47, welche an der unteren Fläche von dem Ausbauchungsteil 41 ausgebildet sind, sich von den auf jeder Seite von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 ausgebildeten unteren Befestigungsansätzen 43 aus zu der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 hin bezüglich des Zylinderblocks 3 erstrecken, um voneinander weg zu divergieren, sind die zwei Rippen 47 dabei effektiv, nicht nur eine Biegeverformung sondern auch eine Verdrehverformung von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 zu verhindern.Because the two ribs 47 , which at the lower surface of the bulging part 41 are formed from the on each side of the tubular exhaust outlet section 42 trained lower mounting lugs 43 out to the joint surface 4a from the cylinder head 4 towards the cylinder block 3 extend to diverge away from one another are the two ribs 47 thereby effectively, not only a bending deformation but also a torsional deformation of the tubular exhaust gas outlet portion 42 to prevent.
Als eine Modifikation können die Rippen 47 konfiguriert sein, wie in 17 veranschaulicht. In dieser modifizierten Ausführungsform kreuzen sich die zwei Rippen 47 gegenseitig, welche sich von den zwei unteren Befestigungsansätzen 43 aus erstrecken, während sie sich zu der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 hin erstrecken, welche mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist. Insbesondere sind die zwei Rippen 47 weiter voneinander beabstandet, während sie mit der Fügefläche 4a von dem Zylinderkopf 4 verbunden sind, welche mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist, als sie mit den jeweiligen Befestigungsansätzen 43 verbunden sind. Die Rippen 47 von dieser Konfiguration sind auch darin effektiv, die Verformung von dem Ausbauchungsteil 41 nicht nur in der Richtung zu und weg von der Zylinderreihe sondern auch in der lateralen Richtung zu verhindern.As a modification, the ribs 47 be configured as in 17 illustrated. In this modified embodiment, the two ribs intersect 47 each other, which differ from the two lower mounting lugs 43 extend out as they approach the joining surface 4a from the cylinder head 4 extending, which with the cylinder block 3 connected is. In particular, the two ribs 47 spaced further apart while using the joining surface 4a from the cylinder head 4 are connected, which with the cylinder block 3 connected as they with the respective attachment approaches 43 are connected. Ribs 47 of this configuration are also effective in the deformation of the bulging part 41 not only in the direction to and away from the cylinder bank but also in the lateral direction.
Der Zylinderkopf-Wassermantel 50 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 9–11 beschrieben, welche die Gießkerne 60 für die Auslassdurchgänge und den Zylinderkopf-Wassermantel 50 zeigen. In diesen Zeichnungen, welche die Gießkerne 60 veranschaulichen, werden die Zahlen für Räume, wie zum Beispiel die Auslassdurchgänge und die Wassermäntel, und die Zahlen für Elemente oder die Gießkerne 60 in den selben Zeichnungen zur Bequemlichkeit der Beschreibung verwendet.The cylinder head water jacket 50 is described below with reference to the 9 - 11 described the cores 60 for the exhaust passages and the cylinder head water jacket 50 demonstrate. In these drawings, which are the casting cores 60 Illustrate, numbers for rooms, such as the outlet passages and the water jackets, and the numbers for elements or the casting cores 60 used in the same drawings for the convenience of description.
Wie in den 9 bis 11 gezeigt, umfasst der Zylinderkopf-Wassermantel 50 einen Hauptwassermantel 51, welcher die Brennräume 6 (2) von oben abdeckt, und einen auspuffseitigen oder auslassseitigen Wassermantel 52, welcher das Abgaszusammenführungsteil 17 (6) umgibt. Der auspuffseitige Wassermantel 52 umfasst einen unteren Auspuff-Wassermantel 53, welcher das Abgaszusammenführungsteil 17 von unten abdeckt, und einen oberen Auspuff-Wassermantel 54, welcher das Abgaszusammenführungsteil 17 von oben abdeckt.As in the 9 to 11 shown includes the cylinder head water jacket 50 a main water jacket 51 which the combustion chambers 6 ( 2 ) from above, and an exhaust-side or outlet-side water jacket 52 , which is the exhaust gas recombining part 17 ( 6 ) surrounds. The exhaust side water jacket 52 includes a lower exhaust water jacket 53 , which is the exhaust gas recombining part 17 covering from below, and an upper exhaust water jacket 54 , which is the exhaust gas recombining part 17 covering from above.
Die Auslasskanäle 16 (5) und das Abgaszusammenführungsteil 17 werden durch einen Auspuffrohr- oder Auslassrohr-Gießkern 61 ausgebildet, welcher in der Giesform zum Gießen des Zylinderkopfs 4 angeordnet wird. Der Hauptwassermantel 51 und der untere Auspuff-Wassermantel 53 werden in ähnlicher Weise durch einen ersten Wassermantel-Gießkern 62 ausgebildet. Mit anderen Worten stehen der Hauptwassermantel 51 und der untere Auspuff-Wassermantel 53 miteinander über eine gesamte Fläche in Verbindung mit Ausnahme von den Teilen, welche erforderlich sind, um die drei Bolzendurchgangslöcher 4e (6) zu umgehen, welche zwischen jedem benachbarten Paar von Brennräumen 6 angeordnet sind. Insbesondere steht der untere Auspuff-Wassermantel 53 mit dem Hauptwassermantel 51 an Teilen in Verbindung, welche den Brennräumen 6 entsprechen. Der obere Auspuff-Wassermantel 54 wird in ähnlicher Weise durch den zweiten Wassermantel-Gießkern 63 ausgebildet. Diese Kerne 60 bestehen aus Sand, welcher durch ein Bindemittel gehärtet ist, wobei diese Kerne 60 an der richtigen Stelle im Inneren der Gießform unter Verwendung von Kernmarken 64 fixiert werden, und werden zerkleinert und entfernt, nachdem der Zylinderkopf 4 gegossen ist.The outlet channels 16 ( 5 ) and the exhaust gas recombining part 17 be through an exhaust pipe or exhaust pipe core 61 formed, which in the casting mold for casting the cylinder head 4 is arranged. The main water jacket 51 and the lower exhaust water jacket 53 are similarly through a first water jacket casting core 62 educated. In other words, the main water jacket 51 and the lower exhaust water jacket 53 with each other over an entire area in connection with the exception of the parts which are required to the three bolt through holes 4e ( 6 ) to work around between each adjacent pair of combustion chambers 6 are arranged. In particular, the lower exhaust water jacket is 53 with the main water jacket 51 connected to parts of the combustion chambers 6 correspond. The upper exhaust water jacket 54 is similarly through the second water jacket casting core 63 educated. These cores 60 consist of sand, which is cured by a binder, these cores 60 in the right place inside the mold using core marks 64 be fixed and become crushed and removed after the cylinder head 4 is poured.
Die Kernmarken 64 sind an drei Stellen vorgesehen, welche von dem Abgasauslass 18 nach rechts versetzt sind und von dem Abgasauslass 18 relativ entfernt sind, anstelle zu dem Abgasauslass 18 benachbart zu sein. Auch auf 6 Bezug nehmend erstreckt sich die am weitesten rechts angeordnete Kernmarke 64 von einem Teil, welches dem stromaufwärtigen Ende von dem ersten Zusammenführungsteil 17a entspricht (dem stromabwärtigen Ende von dem Abgasdurchgang, welcher die zwei Auslasskanäle 16 miteinander verbindet) nach rechts. Die übrigen zwei Kernmarken 64 erstrecken sich von Teilen nach vorne, welche (wie in der Längsrichtung gesehen) seitlich zu dem ersten Zusammenführungsteil 17a ausgerichtet sind, welches die zwei Auslasskanäle 17 miteinander verbindet, welche mit der Brennkammer 6 ganz rechts in Verbindung stehen.The core brands 64 are provided at three locations, which from the exhaust outlet 18 offset to the right and from the exhaust outlet 18 are relatively removed, instead of to the exhaust outlet 18 to be adjacent. On too 6 Referring to the rightmost core mark extends 64 from a part which is the upstream end of the first merging part 17a corresponds to (the downstream end of the exhaust passage, which the two exhaust ports 16 connects to each other) to the right. The remaining two core brands 64 extend forward from parts facing (as seen in the longitudinal direction) laterally to the first merge part 17a which are the two outlet channels 17 connects with each other, which with the combustion chamber 6 connect to the far right.
Jede Kernmarke 64 ist als eine Stange oder ein Stab ausgebildet, welcher einen kreisförmigen Querschnitt hat, und ist ausgebildet, indem ein Kernmarkenunterteil 64a, welches integral an dem ersten Wassermantel-Gießkern 62 vorgesehen ist, mit einem Kernmarkenoberteil 64b überlagert wird, welches integral an dem zweiten Wassermantel-Gießkern 63 vorgesehen ist. Die Kernmarkenunterteile 64a sind mit dem oberen Ende von einem Verlängerungsdurchgang 53d verbunden, welcher von dem vorderen Rand von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 aufrecht absteht. Die Kernmarkenoberteile 64b sind mit einem vorderen Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 verbunden. Die Wand von dem Zylinderkopf 4, welcher/welche durch Druckgießen ausgebildet wird, weist auf Grund des Vorhandenseins von den Kernmarken 64 (siehe 8) Durchgangslöcher 4f auf, und diese Durchgangslöcher werden durch Stopfen 44 (siehe 1) verschlossen, um eine Verbindung zwischen dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 und dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 sicherzustellen.Every core brand 64 is formed as a rod or a rod, which has a circular cross section, and is formed by a core stamp base 64a integral with the first water jacket casting core 62 is provided with a core brand upper part 64b which is integrally formed on the second water jacket core 63 is provided. The core brand parts 64a are at the top end of an extension passage 53d connected, which from the front edge of the lower exhaust water jacket 53 stands upright. The core brand tops 64b are with a front edge 54f from the upper exhaust water jacket 54 connected. The wall of the cylinder head 4 , which is formed by die casting, indicates due to the presence of the core marks 64 (please refer 8th ) Through holes 4f on, and these through holes are stuffed through 44 (please refer 1 ) closed to a connection between the lower exhaust water jacket 53 and the upper exhaust water jacket 54 sure.
Mit anderen Worten stehen der untere Auspuff-Wassermantel 53 und der obere Auspuff-Wassermantel 54 miteinander vermittels vertikaler Verbindungsdurchgänge 55 in Verbindung, welche aus Räumen bestehen, welche durch die Kernmarken 64 definiert sind, und diese vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 dienen als ein Kühlwasseraustritt für den unteren Auspuff-Wassermantel 53 und ein Kühlwassereinlass für den oberen Auspuff-Wassermantel 54.In other words, the lower exhaust water jacket 53 and the upper exhaust water jacket 54 with each other by means of vertical connection passages 55 in combination, which consist of spaces, which by the core brands 64 are defined, and these vertical connection passes 55 Serve as a cooling water outlet for the lower exhaust water jacket 53 and a cooling water inlet for the upper exhaust water jacket 54 ,
Durch Ausbilden der vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 unter Verwendung der Hohlräume, welche in dieser Weise durch die Kernmarken 64 erzeugt werden, kann die Notwendigkeit für die Arbeitsschritte zur maschinellen Bearbeitung des Zylinderkopfs 5 und Schließen der Wand, nachdem sie gegossen wurde, beseitigt werden, so dass die erforderliche Arbeitsmenge reduziert werden kann.By forming the vertical connection passages 55 using the cavities which are in this way through the core marks 64 can be generated, the need for the machining steps of the cylinder head 5 and closing the wall after being poured, can be eliminated so that the required amount of work can be reduced.
Wie in den 10 und 11 gezeigt, stehen von dem Teil von der unteren Fläche von dem ersten Wassermantel-Gießkern 62 zur Ausbildung des Hauptwassermantels 51 Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 nach unten vor, welche mit den Kühlwassereinlässen 50a von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 in Verbindung stehen für das Kühlwasser, welches von dem Zylinderblock-Wassermantel 70 ausgestoßen wird (2).As in the 10 and 11 shown stand from the part of the lower surface of the first water jacket core 62 for the training of the main water jacket 51 Block Head communication passages 56 down in front, which with the cooling water inlets 50a from the cylinder head water jacket 50 related to the cooling water coming from the cylinder block water jacket 70 is ejected ( 2 ).
Somit strömt dass Kühlwasser in dem Motor 1 im Wesentlichen, wie in 12 gezeigt. Insbesondere strömt das Kühlwasser, welches von dem Kühlwassereinlass 70a in den Zylinderblock-Wassermantel 70 eingeleitet wird, zuerst um die Reihe von Zylinderbohrungen 2 herum, bevor es vermittels der Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 in den Hauptwassermantel 51 von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 strömt. Dann strömt das Kühlwasser durch den Hauptwassermantel 51, um die Brennräume 6 in einer Richtung orthogonal zu der Zylinderreihe zu kreuzen, und strömt in den unteren Auspuff-Wassermantel 53. Danach strömt dass Kühlwasser in den oberen Auspuff-Wassermantel 54 vermittels der vertikalen Verbindungsdurchgänge 55, welche nach rechts versetzt sind, und strömt durch den oberen Auspuff-Wassermantel 54 von rechts nach links, bevor es aus dem Zylinderkopf 4 von dem Kühlwasserauslass 50b ausgestoßen wird.Thus, the cooling water flows in the engine 1 essentially, as in 12 shown. In particular, the cooling water flowing from the cooling water inlet flows 70a in the cylinder block water jacket 70 is initiated, first around the series of cylinder bores 2 around before it by means of the block-head connection passes 56 in the main water jacket 51 from the cylinder head water jacket 50 flows. Then the cooling water flows through the main water jacket 51 to the combustion chambers 6 in a direction orthogonal to the cylinder bank, and flows into the lower exhaust water jacket 53 , Thereafter, the cooling water flows into the upper exhaust water jacket 54 by means of the vertical connection passages 55 , which are offset to the right, and flows through the upper exhaust water jacket 54 from right to left before leaving the cylinder head 4 from the cooling water outlet 50b is ejected.
Erneut auf die 9 bis 11 bezugnehmend, erstreckt sich der Hauptwassermantel 51 entlang der Zylinderreihenrichtung, der Kontur von den Brennräumen 6 mit einer leichten Ausbauchung zu dem vorderen Ende davon folgend, während die Einlasskanäle 16 (2), die Auslasskanäle 16 (2), und Löcher zur Aufnahme von Zündkerzen umgangen werden. Das untere Ende von dem Hauptwassermantel 51 steht mit den Block-Kopf-Verbindungsdurchgängen 56 in Verbindung, welche als die Einlässe 50a von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 dienen.Again on the 9 to 11 Referring to, the main water jacket extends 51 along the cylinder row direction, the contour of the combustion chambers 6 with a slight bulge to the front end thereof, while the inlet channels 16 ( 2 ), the outlet channels 16 ( 2 ), and holes for receiving spark plugs are bypassed. The lower end of the main water jacket 51 stands with the block-header connection passes 56 related as the inlets 50a from the cylinder head water jacket 50 serve.
Der untere Auspuff-Wassermantel 53 umfasst zusätzlich zu einem ebenen Abschnitt 53c, welcher das Abgaszusammenführungsteil 17 von unten abdeckt, einen Verlängerungsdurchgang 53d, welcher sich von dem auslassseitigen Rand von dem ebenen Abschnitt 53c (welcher sich entlang der auslassseitigen Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4d erstreckt) zu dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 erstreckt. Der Verlängerungsdurchgang 53d deckt das Abgaszusammenführungsteil 17 von der Vorderseite her ab (der Seite von der auslassseitigen Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4), wie in 2 und 3 gezeigt, wobei 3 eine vergrößerte Ansicht von dem relevanten Teil von 2 ist.The lower exhaust water jacket 53 includes in addition to a flat section 53c , which is the exhaust gas recombining part 17 from below, an extension passage 53d which extends from the outlet side edge of the planar portion 53c (which extends along the outlet side surface 4d from the cylinder head 4d extends) to the upper exhaust water jacket 54 extends. The extension passage 53d covers the exhaust gas recombining part 17 from the front side (the side from the outlet side surface 4d from the cylinder head 4 ), as in 2 and 3 shown, where 3 an enlarged view of the relevant part of 2 is.
Üblicherweise, mit dem Ziel, die Anzahl an notwendigen Gießkernen zu minimieren, wurde der Hauptwassermantel 51 zusammen mit dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 und dem oberen Auspuff-Wassermantel 54, welche miteinander in Verbindung stehen, mit einem einzigen gemeinsamen Wassermantel-Gießkern 65 ausgebildet, wie in dem in 22 gezeigten Vergleichsbeispiel demonstriert ist. Damit der untere Auspuff-Wassermantel 53 und der obere Auspuff-Wassermantel 54 derart ausgebildet werden, dass sie den Hauptwassermantel 51 von oben und von unten abdecken, war es daher notwendig, die Seite von dem Wassermantel-Gießkern 65, welche dem Abgasauslass 18 gegenüberliegt, vollständig offen zu lassen, um zu ermöglichen, dass der Auslassrohr-Gießkern 61 von dem Ende her eingesetzt wird. Als ein Ergebnis war es unmöglich, das Abgaszusammenführungsteil 17 von der Vorderseite her abzudecken.Usually, with the aim of minimizing the number of necessary cores, the main water jacket became 51 along with the lower exhaust water jacket 53 and the upper exhaust water jacket 54 , which communicate with each other, with a single common water jacket core 65 trained as in the 22 shown comparative example is demonstrated. So that the lower exhaust water jacket 53 and the upper exhaust water jacket 54 be formed so that they the main water jacket 51 from the top and bottom, it was therefore necessary to have the side of the water jacket core 65 , which the exhaust outlet 18 is opposite, to leave completely open, to allow the outlet pipe casting core 61 is used from the end. As a result, it was impossible for the exhaust gas recombining part 17 Cover from the front.
Andererseits, gemäß der veranschaulichten Ausführungsform, wie in den 9 bis 11 gezeigt, besteht der Gießkern zum Ausbilden des Zylinderkopf-Wassermantels 50 aus zwei Teilen, dem ersten Wassermantel-Gießkern 62 zum Ausbilden des unteren Auspuff-Wassermantels 53 und dem zweiten Wassermantel-Gießkern 63 zum Ausbilden des oberen Auspuff-Wassermantels 54. Als ein Ergebnis wird es möglich, das Abgaszusammenführungsteil 17 von der Vorderseite her abzudecken durch die Ausbildung des Verlängerungsdurchgangs 53d entweder zu dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 oder zu dem oberen Auspuff-Wassermantel 54.On the other hand, according to the illustrated embodiment, as in FIGS 9 to 11 As shown, the casting core is for forming the cylinder head water jacket 50 from two parts, the first water jacket core 62 for forming the lower exhaust water jacket 53 and the second water jacket core 63 for forming the upper exhaust water jacket 54 , As a result, it becomes possible for the exhaust gas recombining part 17 cover from the front by the formation of the extension passage 53d either to the lower exhaust water jacket 53 or to the upper exhaust water jacket 54 ,
Aufgrund der Bereitstellung von dem Verlängerungsdurchgang 53d in dem auslassseitigen Rand (vorderer Rand) von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53, welcher sich zu dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 erstreckt, wird die auslassseitige Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4, welcher der Wärme von dem Lader 19 und der Abgasreinigungseinrichtung 31 ausgesetzt wird, welche mit dem stromabwärtigen Ende davon verbunden ist (1) in vorteilhafter Weise derart gekühlt, das verhindert wird, dass der rohrförmige Abgasaustrittsabschnitt 42 übermäßig heiß wird.Due to the provision of the extension passage 53d in the outlet side edge (front edge) of the lower exhaust water jacket 53 leading to the upper exhaust water jacket 54 extends, the outlet side surface 4d from the cylinder head 4 which is the heat from the loader 19 and the exhaust gas purification device 31 which is connected to the downstream end thereof ( 1 ) cooled in an advantageous manner, which is prevented that the tubular exhaust gas outlet portion 42 gets overly hot.
Auf die 9 bis 11 bezugnehmend ist der untere Auspuff-Wassermantel 53 ferner mit einem zungenförmigen Abschnitt 53e versehen, welcher sich von dem Teil von dem auslassseitigen Rand (vorderer Rand) von dem ebenen Abschnitt 53c entsprechend dem Abgasauslass 18 (oder dem lateralen zentralen Teil davon) in der Vorwärtsrichtung zu dem Abgasauslass 18 hin erstreckt. Der zungenförmige Abschnitt 53e erreicht die untere Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42, wie in 7 gezeigt, um den Auslassabschnitt von dem stromabwärtigen zweiten Zusammenführungsteil 17c abzudecken, welches einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt von unten hat. In 7 ist der Verlängerungsdurchgang 53d durch imaginäre Linien für den einfachen Vergleich mit 3 angedeutet.On the 9 to 11 Referring to the lower exhaust water jacket 53 further with a tongue-shaped portion 53e which extends from the part of the outlet side edge (front edge) of the flat portion 53c according to the exhaust outlet 18 (or the lateral central part thereof) in the forward direction to the exhaust gas outlet 18 extends. The tongue-shaped section 53e reaches the bottom wall 42b from the tubular exhaust outlet section 42 , as in 7 shown to the outlet portion of the downstream second merge part 17c cover, which has a substantially constant cross-section from below. In 7 is the extension passage 53d through imaginary lines for easy comparison with 3 indicated.
Wie oben erörtert, da sich das Ausbauchungsteil 41 einschließlich des rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitts 42 über den Zylinderblock 3 hinaus erstreckt, um einen Überhang auszubilden, obwohl die Wärme von dem Lader 19 und der Abgasreinigungseinrichtung 31, welche mit dem stromabwärtigen Ende davon verbunden ist, bewirken könnten, dass die untere Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 übermäßig heiß ist, da der zungenförmige Abschnitt 53e, welcher die untere Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 erreicht, an dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 vorgesehen ist, kann die untere Wand 42b von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 in vorteilhafter Weise gekühlt werden, so dass die Verformung von dem rohrförmigen Abgasaustrittsabschnitt 42 vermieden werden kann.As discussed above, since the bulge portion 41 including the tubular exhaust outlet section 42 over the cylinder block 3 extends out to form an overhang, although the heat from the loader 19 and the exhaust gas purification device 31 which is connected to the downstream end thereof, could cause the lower wall 42b from the tubular exhaust outlet section 42 is overly hot because of the tongue-shaped section 53e which is the bottom wall 42b from the tubular exhaust outlet section 42 reached, at the lower exhaust water jacket 53 is provided, the bottom wall can 42b from the tubular exhaust outlet section 42 be cooled in an advantageous manner, so that the deformation of the tubular exhaust gas outlet section 42 can be avoided.
Wie in den 9 bis 11 gezeigt, ist der obere Auspuff-Wassermantel 54 im Allgemeinen in der Form eben oder flach. Der vordere Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 (der auslassseitige Rand von dem Zylinderkopf 4) ist mit einem elliptischen Außenprofil versehen, welches den zweiten stromaufwärtigen Zusammenführungsteilen 17b (siehe 6) entspricht, entlang der rechten Seite (stromaufwärtigen Seite) davon, welche mit den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 ausgebildet sind, und der Teil davon, welcher die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 umgibt, erstreckt sich weiter nach vorne um den vertikalen Verbindungsdurchgang 55 herum über das elliptische Profil hinaus. Unterdessen erstreckt sich die linke Seite (stromabwärtige Seite) von dem vorderen Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 geradlinig von der Mitte von der Zylinderreihe entsprechend dem am weitesten nach vorne vorstehenden Abgasauslass 18 entlang der Richtung von der Zylinderreihe.As in the 9 to 11 shown is the upper exhaust water jacket 54 generally flat or flat in shape. The front edge 54f from the upper exhaust water jacket 54 (The exhaust side edge of the cylinder head 4 ) is provided with an elliptical outer profile which the second upstream merge parts 17b (please refer 6 ), along the right side (upstream side) thereof, with the vertical connection passages 55 are formed, and the part thereof, which the vertical connection passages 55 surrounds, extends further forward around the vertical connection passage 55 around beyond the elliptical profile. Meanwhile, the left side (downstream side) extends from the front edge 54f from the upper exhaust water jacket 54 rectilinearly from the center of the cylinder bank corresponding to the most forwardly projecting exhaust gas outlet 18 along the direction of the cylinder bank.
Mit anderen Worten, wie in einer Draufsicht zu sehen, erstreckt sich der vordere Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 nach vorne über das äußere Profil von den zweiten stromaufwärtigen Zusammenführungsteilen 17b hinaus (siehe 6) über die gesamte Länge davon und die Distanz, mit der sich der vordere Rand 54f über das äußere Profil von den zweiten stromaufwärtigen Zusammenführungsteilen 17b hinaus erstreckt, nimmt von dem Mittelpunkt von der Zylinderreihe zur linken Seite hin oder zur stromabwärtigen Seite hin zu. Mit anderen Worten ist der Teil von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 unmittelbar stromabwärts von dem Abgasauslass 18 mit einem Teil versehen, welches sich ausgeprägt von dem äußeren Profil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 erstreckt, wie in einer Draufsicht zu sehen.In other words, as seen in a plan view, the front edge extends 54f from the upper exhaust water jacket 54 forward over the outer profile of the second upstream merge parts 17b out (see 6 ) over the entire length of it and the distance with which the front edge 54f about the outer profile of the second upstream merge parts 17b out, increases from the center of the cylinder bank to the left side or to the downstream side. In other words, the part of the upper exhaust water jacket 54 immediately downstream of the exhaust outlet 18 provided with a part which is pronounced from the outer profile of the exhaust gas recombining part 17 extends as seen in a plan view.
Daher nimmt die Querschnittsfläche von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 von dem stromaufwärtigen Ende (rechtes Ende) zu dem Mittelpunkt von der Zylinderreihe hin progressiv zu und bleibt von dem Mittelpunkt von der Zylinderreihe zu dem Bereich stromabwärts dazu konstant, wobei sie im Wesentlichen dieselbe wie die Querschnittsfläche (Breite) von dem Teil bleibt, welches dem am stärksten vergrößerten Teil entspricht, welches dem Abgasauslass 18 entspricht, um von oben gesehen ein im Allgemeinen rechteckförmiges Profil zu bieten. Mit anderen Worten ist die Querschnittsfläche von dem im Wesentlichen ebenen oberen Auspuff-Wassermantel 54 von dem Teil, welcher dem Abgasauslass 18 entspricht, zu dem Kühlwasseraustritt 50b im Wesentlichen konstant. Die Wand 45 von dem Zylinderkopf (4 und 5), welche den Teil 54c definiert, welcher von dem äußeren Profil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 ausgeprägt vorsteht, baucht sich weiter nach vorne hin aus als das oben erwähnte Ausbauchungsteil 41, aber die Größe von dem Zylinderkopf 4 ist ansonsten minimiert.Therefore, the cross-sectional area of the upper exhaust water jacket decreases 54 from the upstream end (right end) to the midpoint from the cylinder bank, and remains constant from the midpoint of the cylinder bank to the downstream region thereof, remaining substantially the same as the cross sectional area (width) of the part which is the same the most enlarged part corresponding to the exhaust outlet 18 corresponds to provide a generally rectangular profile when viewed from above. In other words, the cross-sectional area of the substantially planar upper exhaust water jacket 54 from the part which the exhaust outlet 18 corresponds to the cooling water outlet 50b essentially constant. The wall 45 from the cylinder head ( 4 and 5 ), which the part 54c which of the outer profile of the exhaust gas recombining part is defined 17 pronounced protrudes, bulges further forward than the above-mentioned bulge 41 but the size of the cylinder head 4 is otherwise minimized.
Die Kühlwasserströmung in dem Zylinderkopf-Wassermantel 51, welche oben erörtert ist, wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben.The cooling water flow in the cylinder head water jacket 51 which is discussed above will be described in more detail below with reference to the 13 and 14 described.
Auf 13(A) bezugnehmend, hinsichtlich des Hauptwassermantels 51 und des unteren Auspuff-Wassermantels 53 sind die Kühlwassereinlässe 50a von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 in dem Hauptwassermantel 51 ausgebildet und die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55, welche als der Kühlwasserauslass für den unteren Auspuff-Wassermantel 53 dienen, sind an dem rechtsseitigen Teil von dem vorderen Rand 53f von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 ausgebildet. Daher strömt das Kühlwasser schräg oder quer oder indirekt durch den Hauptwassermantel 51 und den unteren Auspuff-Wassermantel 53, wie durch weiße Pfeile in 13(A) angedeutet ist.On 13 (A) referring to the main water jacket 51 and the lower exhaust water jacket 53 are the cooling water inlets 50a from the cylinder head water jacket 50 in the main water jacket 51 formed and the vertical connection passages 55 acting as the cooling water outlet for the lower exhaust water jacket 53 are at the right-hand part of the front edge 53f from the lower exhaust water jacket 53 educated. Therefore, the cooling water flows obliquely or transversely or indirectly through the main water jacket 51 and the lower exhaust water jacket 53 as indicated by white arrows in 13 (A) is indicated.
Andererseits, in dem Vergleichsbeispiel, welches in 13(B) veranschaulicht ist, sind die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55, welche als der Kühlwasserauslass für den unteren Auspuff-Wassermantel 53 dienen, benachbart dem Abgasauslass 18 auf jeder Seite davon an dem vorderen Rand 53f von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 derart vorgesehen, dass das Kühlwasser, welches von dem Kühlwassereinlass 50a von einem Zylinderkopf-Wassermantel 50 eingeleitet wurde, zu den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 auf der linken Seite strömt, während das Kühlwasser, welches von dem Kühlwassereinlass 50a entsprechend den zwei rechtsseitigen Zylinderbohrungen 2 eingeleitet wurde, zu den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 auf der rechten Seite strömt. Als ein Ergebnis neigt das Kühlwasser in dem Teil, welcher den Abgasauslass 18 am Mittelpunkt der Zylinderreihe umgibt, dazu, ungeachtet einer relativ hohen Wärmekonzentration in diesem Bereich stillzustehen. Daher kann ein relativ schlechter Kühleffekt in diesem Bereich erreicht werden. Ferner führt der schlechte Kühleffekt zu einem aktiven Sieden in diesem Bereich, was dafür bekannt ist, für das umgebende Material korrosiv zu sein.On the other hand, in the comparative example which is in 13 (B) Illustrated are the vertical connection passages 55 acting as the cooling water outlet for the lower exhaust water jacket 53 serve, adjacent to the exhaust outlet 18 on each side of it at the front edge 53f from the lower exhaust water jacket 53 provided such that the cooling water, which from the cooling water inlet 50a from a cylinder head water jacket 50 was initiated to the vertical connection passes 55 flows on the left, while the cooling water coming from the cooling water inlet 50a according to the two right side cylinder bores 2 was initiated to the vertical connection passes 55 on the right side flows. As a result, the cooling water tends in the part which the exhaust outlet 18 at the center of the cylinder bank, to rest in spite of a relatively high heat concentration in this area. Therefore, a relatively poor cooling effect can be achieved in this area. Furthermore, the poor cooling effect leads to active boiling in this area, which is known to be corrosive to the surrounding material.
Dem gegenüber strömt in 13(A), welche die vorliegende Ausführungsform zeigt, das Kühlwasser, welches von dem Kühlwassereinlass 50a eingeleitet wurde, entsprechend der ganz linken Zylinderbohrung 2, über die Brennräume 6 in den unteren Auspuff-Wassermantel 53 und strömt dann entlang des vorderen Rands 53f von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53. Daher wird verhindert, dass das Kühlwasser in dem Bereich benachbart dem Abgasauslass 18 im Mittelpunkt der Zylinderreihe stillsteht, welcher andernfalls einer hohen Temperatur ausgesetzt werden könnte, so dass das Risiko einer Korrosion aufgrund des Siedens von dem Kühlwasser verhindert werden kann.The opposite flows in 13 (A) showing the present embodiment, the cooling water flowing from the cooling water inlet 50a was initiated, corresponding to the leftmost cylinder bore 2 , about the combustion chambers 6 in the lower exhaust water jacket 53 and then flows along the front edge 53f from the lower exhaust water jacket 53 , Therefore, it is prevented that the cooling water in the area adjacent to the exhaust outlet 18 at the center of the cylinder bank, which could otherwise be exposed to a high temperature, so that the risk of corrosion due to boiling of the cooling water can be prevented.
Ebenso, da die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 auf der rechten Seite von dem Abgasauslass 18 an relativ versetzten Stellen vorgesehen sind, kann das Stocken oder Stillstehen von dem Kühlwasser in dem Teil, welcher zwischen den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 und dem Abgasauslass 18 angeordnet ist, vermieden werden, so dass der Bereich, welcher den Abgasauslass 18 umgibt, in vorteilhafter Weise gekühlt werden kann.Likewise, because the vertical connection passages 55 on the right side of the exhaust outlet 18 are provided at relatively staggered locations, the stalling or standstill of the cooling water in the part, which between the vertical communication passages 55 and the exhaust outlet 18 is arranged to be avoided, so that the area which the exhaust outlet 18 surrounds, can be cooled in an advantageous manner.
Die Kühlwasserströmung in dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Wie oben erörtert, strömt das Kühlwasser durch den oberen Auspuff-Wassermantel 54 von der rechten Seite davon, wo die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 angeordnet sind, zu der linken Seite davon, wo der Kühlwasserauslass 50b angeordnet ist. Wie durch die Pfeile in 14(A) angedeutet, in dem Bereich auf der rechten Seite von dem Mittelpunkt von der Zylinderreihe, nimmt die Breite von dem ebenen oberen Auspuff-Wassermantel 54 zu dem stromabwärtigen Ende davon mit der Zunahme der Strömungsrate von dem Kühlwasser, welches durch die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 zugeführt wird, progressiv zu und wird von dem Teil, welcher dem Abgasauslass 18 entspricht, fortschreitend konstant. Daher ist die Strömungsgeschwindigkeit von dem Kühlwasser überall in dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 im Wesentlichen konstant, wie durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet.The cooling water flow in the upper exhaust water jacket 54 will now be described below with reference to 14 described. As discussed above, the cooling water flows through the upper exhaust water jacket 54 from the right side of where the vertical connection passages 55 are located to the left side of where the cooling water outlet 50b is arranged. As indicated by the arrows in 14 (A) indicated in the area to the right of the center of the cylinder bank, the width of the flat upper exhaust water jacket decreases 54 to the downstream end thereof with the increase of the flow rate of the cooling water passing through the vertical communication passages 55 is supplied to, progressive and is from the part which the exhaust outlet 18 corresponds, progressively constant. Therefore, the flow rate of the cooling water is everywhere in the upper exhaust water jacket 54 substantially constant, as indicated by the arrows in the drawing.
Andererseits, wenn die Breite von dem ebenen oberen Auspuff-Wassermantel 54 in der stromabwärtigen Richtung von dem Teil, welches dem Abgasauslass 18 entspricht, in Übereinstimmung mit dem Außenprofil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 progressiv abnimmt, wie in 14(B) gezeigt, nimmt die Geschwindigkeit des Kühlwassers in dem Bereich von dem vorderen Rand 54f aufgrund der Verengung des Durchgangs ab, so dass der Bereich, welcher den Abgasauslass 18 umgibt, welcher besonders einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, schlecht gekühlt wird. On the other hand, if the width of the flat upper exhaust water jacket 54 in the downstream direction of the part which is the exhaust gas outlet 18 corresponds, in accordance with the outer profile of the exhaust gas recombining part 17 progressively decreases, as in 14 (B) shown, the speed of the cooling water decreases in the area from the front edge 54f due to the narrowing of the passage, so that the area which the exhaust outlet 18 surrounds, which is particularly exposed to a high temperature, is poorly cooled.
Im Gegensatz dazu, gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 14(A) gezeigt, mit Ausnahme des hinteren Teils, welcher dazu konfiguriert ist, die Bolzendurchgangslöcher 4e zu umgehen (6) strömt das Kühlwasser mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit in dem vorderen Teil von dem ebenen oberen Auspuff-Wassermantel 54 ohne irgendeinen nennenswerten Stillstand. Daher kann der Teil von dem vorderen Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54, welcher den Abgasauslass 18 umgibt, welcher besonders einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, effektiv gekühlt werden.In contrast, according to the present invention, as in 14 (A) shown with the exception of the rear part, which is configured to the bolt through holes 4e to get around ( 6 ), the cooling water flows at a uniform velocity in the front part of the flat upper exhaust water jacket 54 without any significant stoppage. Therefore, the part of the front edge 54f from the upper exhaust water jacket 54 , which the exhaust outlet 18 which is particularly exposed to a high temperature to be effectively cooled.
Die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 werden nun nachstehend detaillierter beschrieben. Wie in 9 gezeigt, erstrecken sich die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 von dem elliptischen vorderen Rand 54f von dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 nach vorne. Wie in den 8, 10 und 11 gezeigt, stehen auch in dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 von dem elliptischen Profil von dem Verlängerungsdurchgang 53d von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53, welcher entsprechend dem Außenprofil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 ausgebildet ist, zu der auslassseitigen Fläche 4d hin vor. Die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 stehen von dem Verlängerungsdurchgang 53d um eine Höhe vor, welche kleiner ist als die von dem Verlängerungsdurchgang 53d, in der Zylinderachslinie.The vertical connection passages 55 will now be described in more detail below. As in 9 As shown, the vertical connection passages extend 55 from the elliptical front edge 54f from the upper exhaust water jacket 54 Forward. As in the 8th . 10 and 11 Shown also stand in the lower exhaust water jacket 53 the vertical connection passages 55 from the elliptical profile of the extension passage 53d from the lower exhaust water jacket 53 , which corresponds to the outer profile of the exhaust gas recombining part 17 is formed, to the outlet side surface 4d out in front. The vertical connection passages 55 stand from the extension passage 53d by an amount smaller than that of the extension passage 53d , in the cylinder axis line.
Da die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 von dem Verlängerungsdurchgang 53d auf der auslassseitigen Fläche 4d vorstehen, wird verhindert, dass die Querschnittsfläche von dem Kühlwasserdurchgang zwischen dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 und den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 abrupt vermindert wird, so dass der Druckverlust in dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 minimiert werden kann. Da die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 unter Verwendung des Verlängerungsdurchgangs 53 als einem Teil davon ausgebildet sind, kann die Durchgangslänge von den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 minimiert werden und die Strömungsrate von dem Kühlwasser von dem Verlängerungsdurchgang 53d kann adäquat sichergestellt werden, um die auslassseitige Fläche 4d von dem Zylinderkopf 4 zu kühlen.Because the vertical connection passages 55 from the extension passage 53d on the outlet side surface 4d protrude, it prevents the cross-sectional area of the cooling water passage between the lower exhaust water jacket 53 and the vertical connection passages 55 is abruptly reduced, so that the pressure loss in the cylinder head water jacket 50 can be minimized. Because the vertical connection passages 55 using the extension passage 53 As a part thereof, the passage length may be from the vertical connection passages 55 are minimized and the flow rate of the cooling water from the extension passage 53d can be adequately secured to the outlet side surface 4d from the cylinder head 4 to cool.
15 vergleicht die Druckverluste an dem unteren Auspuff-Wassermantel 53, den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55, dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 und dem Kühlwasserauslass 50b in dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 zwischen der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und der Anordnung gemäß dem Vergleichsbeispiel, wo sich die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 von dem Verlängerungsdurchgang 53d nicht ausbauchen. Wie aus dieser grafischen Darstellung erkannt werden kann, in dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 gemäß der vorliegenden Erfindung, obwohl die Druckverluste an dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 und dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 etwas größer sind als jene von dem Vergleichsbeispiel, ist der gesamte Druckverlust in den vertikalen Verbindungsdurchgängen 55 weit geringer als der von dem Vergleichsbeispiel, so dass der Druckverlust für den gesamten Wassermantel signifikant kleiner ist als der von dem Vergleichsbeispiel. 15 compares the pressure losses at the lower exhaust water jacket 53 , the vertical connection passages 55 , the upper exhaust water jacket 54 and the cooling water outlet 50b in the cylinder head water jacket 50 between the arrangement according to the present invention and the arrangement according to the comparative example where the vertical connection passages 55 from the extension passage 53d do not bulge. As can be seen from this graph, in the cylinder head water jacket 50 according to the present invention, although the pressure losses at the lower exhaust water jacket 53 and the upper exhaust water jacket 54 are slightly larger than those of the comparative example, is the total pressure loss in the vertical communication passages 55 far lower than that of the comparative example, so that the pressure loss for the entire water jacket is significantly smaller than that of the comparative example.
16 zeigt die Beziehung zwischen der Strömungsrate von dem Kühlwasser und dem notwendigen Pumpen-Ausgangsdruck für den Zylinderkopf-Wassermantel 50 gemäß der vorliegenden Erfindung und dem Vergleichsbeispiel, wo sich die vertikalen Verbindungsdurchgänge 55 nicht von dem Verlängerungsdurchgang 53d ausbauchen. In dieser grafischen Darstellung zeigt die Kurve mit durchgezogener Linie dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Kurve mit gestrichelter Linie zeigt das Vergleichsbeispiel. Die Kurve mit strichpunktierter Linie zeigt die Ausgabeeigenschaft der Pumpe. Die Pumpe wird mit einer konstanten Drehzahl von 7800 U/min betrieben. Wie aus 16 erkannt werden kann, beträgt die Kühlwasserströmungsrate von der vorliegenden Erfindung 170 l/min, wohingegen die Kühlwasser Strömungsrate von dem Vergleichsbeispiel lediglich 120 l/min beträgt. 16 Fig. 12 shows the relationship between the flow rate of the cooling water and the necessary pump output pressure for the cylinder head water jacket 50 according to the present invention and the comparative example where the vertical connection passages 55 not from the extension passage 53d bulge. In this graph, the solid line curve shows the cylinder head water jacket 50 according to the present invention and the dashed line curve shows the comparative example. The dashed line curve shows the output characteristic of the pump. The pump is operated at a constant speed of 7800 rpm. How out 16 can be recognized, is the cooling water flow rate of the present invention 170 l / min, whereas the cooling water flow rate of the comparative example is only 120 l / min.
Indem so der Gesamtdruckverlust in dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 minimiert wird, kann die Strömungsrate von dem Kühlwasser, welches durch den Zylinderkopf-Wassermantel 50 strömt, maximiert werden und der Zylinderkopf 4 kann effizient gekühlt werden.By doing so, the total pressure loss in the cylinder head water jacket 50 is minimized, the flow rate of the cooling water, which through the cylinder head water jacket 50 flows, be maximized and the cylinder head 4 can be cooled efficiently.
<<Zweite Ausführungsform>><< Second Embodiment >>
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben. In den 18 und 19 sind die Teile, welche jenen von der ersten Ausführungsform entsprechen, mit gleichen Zahlen bezeichnet ohne notwendigerweise die Beschreibung von solchen Teilen in der entsprechenden schriftlichen Beschreibung zu wiederholen.The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS 18 and 19 described. In the 18 and 19 For example, the parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by like numerals without necessarily repeating the description of such parts in the corresponding written description.
In dieser Ausführungsform, wie in 18 gezeigt, sind die Kühlwassereinlässe 50a von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 bevorzugter auf der Einlassseite von jedem Brennraum 6 oder auf der Einlassseite von dem Hauptwassermantel 51 vorgesehen, zu einem erheblicheren Teil als in der ersten Ausführungsform. Insbesondere sind die Kühlwassereinlässe 50a, welche auf der Auslassseite vorgesehen sind weniger und/oder kleiner als jene, welche auf der Einlassseite vorgesehen sind. Mit anderen Worten sind die Kühlwassereinlässe 50a zu der Einlassseite von dem Hauptwassermantel 51 hin versetzt. Die Kühlwassereinlässe 50a sind „vorzugsweise auf der Einlassseite vorgesehen” oder „zu der Einlassseite hin versetzt”, wie hier verwendet, bedeutet, dass der Bereich oder die Fläche von den Kühlwassereinlässen 50a, welche auf der Einlassseite ausgebildet sind, größer ist als der/die, welche auf der Auslassseite ausgebildet sind. In this embodiment, as in 18 shown are the cooling water inlets 50a from the cylinder head water jacket 50 more preferably on the inlet side of each combustion chamber 6 or on the inlet side of the main water jacket 51 provided, to a more significant extent than in the first embodiment. In particular, the cooling water inlets 50a which are provided on the outlet side are less and / or smaller than those provided on the inlet side. In other words, the cooling water inlets 50a to the inlet side of the main water jacket 51 offset. The cooling water inlets 50a are "preferably provided on the inlet side" or "offset toward the inlet side" as used herein means that the area or area of the cooling water inlets 50a , which are formed on the inlet side, is larger than that, which are formed on the outlet side.
Indem die Kühlwassereinlässe 50a in dieser Weise ausgebildet werden, wie in 19 gezeigt, wird die im Wesentlichen gesamte Menge des Kühlwassers, welches von dem Kühlwassereinlass 70a eingeleitet wurde, welcher auf der Vorder-(Auslass-)Seite von dem Zylinderblock-Wassermantel 70 ausgebildet ist, um die Reihe von Zylinderbohrungen 2 herum zu der Einlassseite hin geleitet und strömt in den Hauptwassermantel 51 von dem Zylinderkopf-Wassermantel 50 vermittels der Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 (Kühlwassereinlässe 50a). Danach kühlt das Kühlwasser die Brennräume 6, während es über die Brennräume 6 in einer Richtung orthogonal zu der Zylinderreihe strömt, bevor es in dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 strömt. Die nachfolgende Strömung des Kühlwassers ist dieselbe wie die von der ersten Ausführungsform.By the cooling water inlets 50a be formed in this way, as in 19 shown, the substantially entire amount of cooling water, which from the cooling water inlet 70a which was introduced on the front (exhaust) side of the cylinder block water jacket 70 is formed to the series of cylinder bores 2 passed around to the inlet side and flows into the main water jacket 51 from the cylinder head water jacket 50 by means of the block-head connection passages 56 (cooling water intake 50a ). Thereafter, the cooling water cools the combustion chambers 6 while it's over the combustion chambers 6 in a direction orthogonal to the row of cylinders flows before it in the lower exhaust water jacket 53 flows. The subsequent flow of the cooling water is the same as that of the first embodiment.
In dem so die Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 zu der Einlassseite von dem Hauptwassermantel 51 hin versetzt werden, wird bewirkt, dass ein großer Teil von dem Kühlwasser, welches in den Zylinderkopf-Wassermantel 50 eingeleitet wird, über den Hauptwassermantel 51 zu dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 strömt, so dass der umgebende Teil von den Brennräumen 6 (der Teil von dem Zylinderblock, welcher die Brennräume 6 umgibt, und der Teil von dem Zylinderkopf 4 welcher unmittelbar oberhalb der Brennräume 6 angeordnet ist) äußerst effektiv gekühlt werden kann. Wenn diese Konfiguration ausgewählt wird, ist es bevorzugt, die Fläche von dem Kühlwassereinlass 70 ah zu vergrößern, um einen Druckverlust im Vergleich zu dem von der ersten Ausführungsform zu reduzieren.In that way the block-header connection passes 56 to the inlet side of the main water jacket 51 Be offset, causes a large part of the cooling water, which in the cylinder head water jacket 50 is initiated, over the main water jacket 51 to the lower exhaust water jacket 53 flows, leaving the surrounding part of the combustion chambers 6 (the part of the cylinder block which contains the combustion chambers 6 surrounds, and the part of the cylinder head 4 which immediately above the combustion chambers 6 is arranged) can be cooled extremely effectively. When this configuration is selected, it is preferable to cover the area from the cooling water inlet 70 ah to reduce a pressure loss compared to that of the first embodiment.
Da die Kühlwassereinlässe 70a von dem Zylinderblock-Wassermantel 70 auf der Auslassseite vorgesehen sind, und die Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 zu der Einlassseite von dem Hauptwassermantel 51 hin versetzt sind, wird der größte Teil von dem Kühlwasser, welches von dem Kühlwassereinlass 70a in den Zylinderblock-Wassermantel 70 eingeleitet wird, um die Reihe der Zylinderbohrungen 2 herum geleitet, bevor es in die Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 strömt, so dass der umgebende Teil von den Zylinderbohrungen 2 effektiv gekühlt werden kann. Obwohl die Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 zu der Einlassseite hin versetzt sind, da die Block-Kopf-Verbindungsdurchgänge 56 entlang der Zylinderreihe in einem gleichmäßigen Intervall ausgebildet sind, wird ermöglicht, dass das Kühlwasser alle Brennräumen 6 gleichmäßig von dem Hauptwassermantel 51 kühlt.Because the cooling water inlets 70a from the cylinder block water jacket 70 are provided on the outlet side, and the block-head connection passages 56 to the inlet side of the main water jacket 51 are offset, the largest part of the cooling water, which from the cooling water inlet 70a in the cylinder block water jacket 70 is initiated to the row of cylinder bores 2 passed around before entering the block-head connection passes 56 flows, leaving the surrounding part of the cylinder bores 2 can be effectively cooled. Although the block-head connection passes 56 are offset to the inlet side, since the block-head connection passages 56 are formed along the row of cylinders at a uniform interval, allows the cooling water all the combustion chambers 6 evenly from the main water jacket 51 cools.
MODIFIKATION VON DEN AUSFÜHRUNGSFORMENMODIFICATION OF THE EMBODIMENTS
Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch die veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Teilen davon verändert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise waren die vorangehenden Ausführungsformen auf einen Vier-Ventil-Reihen-Vierzylinder-Fahrzeug-Benzinmotor gerichtet, aber sind ebenso auf andere Typen von Motoren für andere Zwecke anwendbar. In der vorangehenden Ausführungsform war nur ein Abgasauslass 18 vorgesehen, aber zwei Abgasauslässe können auch vorgesehen sein, um jeweils zwei nebeneinanderliegenden Zylindern zu entsprechen.The present invention has been described in terms of specific embodiments, but the present invention is not limited by the illustrated embodiments and can be changed in various parts thereof without departing from the gist of the present invention. For example, the foregoing embodiments have been directed to a four-valve in-line four-cylinder vehicle gasoline engine, but are equally applicable to other types of engines for other purposes. In the previous embodiment, there was only one exhaust outlet 18 provided, but two exhaust gas outlets may also be provided to correspond to two adjacent cylinders.
In den vorangehenden Ausführungsformen hatte der obere Auspuff-Wassermantel 54 den Teil 54c, welcher von dem äußeren Profil von dem Abgaszusammenführungsteil 17 vorsteht, in einem Teil davon, welches sich von dem Teil ausdehnt, welches dem Abgasauslass 18 entspricht, zu dem stromabwärtigen Ende davon, aber der untere Auspuff-Wassermantel 53 kann stattdessen mit einem solchen vorstehenden Teil versehen sein. In diesem Fall steht der Hauptwassermantel 51 direkt mit dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 in Verbindung und der vertikale Verbindungsdurchgang 55, welcher den oberen Auspuff-Wassermantel 54 mit dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 verbindet (um so als ein Kühlwassereinlass für den unteren Auspuff-Wassermantel 53 zu dienen) ist an einem Ende von dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 bezüglich der Zylinderreihenrichtung vorgesehen. Der untere Auspuff-Wassermantel 53 ist auch mit einem Kühlwasserauslass an dem anderen Ende davon bezüglich der Zylinderreihenrichtung versehen.In the foregoing embodiments, the upper exhaust water jacket had 54 the part 54c that of the outer profile of the exhaust gas recombining part 17 protrudes, in a part thereof, which extends from the part which the exhaust outlet 18 corresponds to the downstream end of it, but the lower exhaust water jacket 53 may instead be provided with such a protruding part. In this case, the main water jacket is 51 directly with the upper exhaust water jacket 54 in connection and the vertical connection passage 55 which the upper exhaust water jacket 54 with the lower exhaust water jacket 53 connects (as a cooling water inlet for the lower exhaust water jacket 53 to serve) is at one end of the lower exhaust water jacket 53 provided with respect to the cylinder row direction. The lower exhaust water jacket 53 is also provided with a cooling water outlet at the other end thereof with respect to the cylinder row direction.
In den vorangehenden Ausführungsformen war auch der Verlängerungsdurchgang 53d an dem unteren Auspuff-Wassermantel 53 derart vorgesehen, dass er sich davon entlang der äußeren Seite von dem Abgaszusammenführungsteil 17 nach oben erstreckt (auf der Seite von der auslassseitigen Fläche 4a von dem Zylinderkopf 4), aber alternativ oder zusätzlich kann der Verlängerungsdurchgang an dem oberen Auspuff-Wassermantel 54 derart vorgesehen sein, dass er davon entlang der äußeren Seite von dem Abgaszusammenführungsteil 17 abhängt.In the foregoing embodiments, the extension passage was also 53d at the lower exhaust water jacket 53 provided so as to extend therefrom along the outer side of the exhaust gas recombining part 17 to extends above (on the side of the outlet-side surface 4a from the cylinder head 4 ), but alternatively or additionally, the extension passage may be at the upper exhaust water jacket 54 be provided such that it along the outer side of the exhaust gas recombining part 17 depends.
Die speziellen Strukturen, Anordnungen, Anzahlen und Winkel von den verschiedenen Komponenten können frei modifiziert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Ebenso sind nicht alle von den verschiedenen Komponenten von den Motoren in den veranschaulichten Ausführungsformen für die vorliegende Erfindung unbedingt erforderlich und können nach Bedarf weggelassen werden.The particular structures, arrangements, numbers, and angles of the various components may be freely modified without departing from the gist of the present invention. Also, not all of the various components of the motors in the illustrated embodiments are essential to the present invention and may be omitted as needed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Motorengine
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22
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Zylinderbohrungbore
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33
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Zylinderblockcylinder block
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44
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Zylinderkopfcylinder head
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4d4d
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auslassseitige Flächeoutlet side surface
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55
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Kolbenpiston
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66
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Brennraumcombustion chamber
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1616
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Auslasskanalexhaust port
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1717
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AbgaszusammenführungsteilExhaust merging part
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17a17a
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erstes Zusammenführungsteilfirst merge part
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17b17b
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stromaufwärtiges zweites Zusammenführungsteilupstream second merge part
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17c17c
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stromabwärtiges zweites Zusammenführungsteildownstream second merge part
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1818
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Abgasauslassexhaust outlet
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4444
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Stopfen (Stopfenelement)Plug (plug element)
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5050
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Zylinderkopf-WassermantelCylinder head water jacket
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50a50a
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KühlwassereinlassCooling Water Intake
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50b50b
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Kühlwasserauslasscooling water outlet
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5151
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HauptwassermantelMain water jacket
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5353
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unterer Auspuff-Wassermantellower exhaust water jacket
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53d53d
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VerlängerungsdurchgangExtension passage
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5454
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oberer Auspuff-WassermantelUpper exhaust water jacket
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5555
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vertikaler Durchgangvertical passage
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5656
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Block-Kopf-VerbindungsdurchgangFrame head communication passage
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6262
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erste Wassermantel-Kernmarkefirst water jacket core brand
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6363
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zweite Wassermantel-Kernmarkesecond water jacket core brand
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6464
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Kernmarkecore brand
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64a64a
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KernmarkenunterteilCore brand base
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64b64b
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KernmarkenoberteilCore brand shell
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7070
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Zylinderblock-WassermantelCylinder block water jacket
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70a70a
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KühlwassereinlassCooling Water Intake
In einem Motor, welcher einen Zylinderkopf (4) hat, welcher im Inneren ein Abgaszusammenführungsteil (17) definiert, wird ein Bereich, welcher einen Abgasauslass (18) umgibt, welcher in einem Längsmittelpunkt auf einer Auslassseite von dem Zylinderkopf definiert ist, adäquat gekühlt ohne die notwendige Menge an Kühlwasser oder die Größe von dem Zylinderkopf zu erhöhen. Der Zylinderkopf ist im Inneren mit einem Hauptwassermantel (51) versehen, welcher Brennräume von oben abdeckt, und einem unteren und einem oberen Auspuff-Wassermantel (53, 54), welche jeweils das Abgaszusammenführungsteil von unten und oben abdecken, wobei der Hauptwassermantel mit einer Mehrzahl von Kühlwassereinlässen (50a) versehen ist, welche um die einzelnen Zylinderbohrungen herum vorgesehen sind und mit dem unteren Auspuff-Wassermantel in Verbindung stehen. Ein vertikaler Durchgang (55), welcher die zwei Auspuff-Wassermäntel verbindet, ist in einem Teil von dem anderen Auspuff-Wassermantel vorgesehen, welcher von einer Position davon entsprechend dem Abgasauslass in einer Zylinderreihenrichtung auf eine Seite versetzt ist.In an engine, which has a cylinder head ( 4 ), which internally has an exhaust gas recombining part ( 17 ) defines an area which has an exhaust gas outlet ( 18 ), which is defined at a longitudinal center on an exhaust side of the cylinder head, adequately cooled without increasing the necessary amount of cooling water or the size of the cylinder head. The cylinder head is inside with a main water jacket ( 51 ), which covers combustion chambers from above, and a lower and an upper exhaust water jacket ( 53 . 54 ), which respectively cover the exhaust gas recirculation part from below and above, wherein the main water jacket with a plurality of cooling water inlets ( 50a ) provided around the individual cylinder bores and communicating with the lower exhaust water jacket. A vertical passage ( 55 ) connecting the two exhaust water jackets is provided in a part of the other exhaust water jacket, which is offset from a position thereof corresponding to the exhaust outlet in a cylinder row direction on one side.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2008-309158 [0004, 0007] JP 2008-309158 [0004, 0007]
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US 7784442 [0005, 0007] US 7784442 [0005, 0007]
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JP 4337851 B [0006, 0008] JP 4337851 B [0006, 0008]
