DE102019203701A1

DE102019203701A1 - Cylinder head cover, cylinder head assembly, and reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE102019203701A1
Application number: DE102019203701.1A
Authority: DE
Inventors: Wilbert Hemink; Andreas Kuske; Christian Winge Vigild; Bas van den Heuvel; Hans-Günter Grosch
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfabdeckung (12) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine (9), aufweisend wenigstens einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung (12) integrierten Ansaugkrümmer (13) einer Ansauganlage (8) der Hubkolbenbrennkraftmaschine (9). Um eine Hubkolbenbrennkraftmaschine (9) bereitzustellen, die unter geringerem Aufwand und geringeren Kosten herstellbar ist, die kompakter ausgebildet ist und die eine einfachere und bessere Abdichtung aufweist, weist die Zylinderkopfabdeckung (12) wenigstens einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung (12) integrierten Luftkühler (14) auf.The invention relates to a cylinder head cover (12) for a reciprocating internal combustion engine (9), having at least one intake manifold (13) of an intake system (8) of the reciprocating internal combustion engine (9) integrated at least partially into the cylinder head cover (12). In order to provide a reciprocating internal combustion engine (9) which can be manufactured with less effort and costs, which is more compact and which has a simpler and better seal, the cylinder head cover (12) has at least one air cooler ( 14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfabdeckung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, aufweisend wenigstens einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integrierten Ansaugkrümmer einer Ansauganlage der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Zylinderkopfanordnung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, aufweisend einen Zylinderkopf und eine damit verbundene Zylinderkopfabdeckung, sowie eine Hubkolbenbrennkraftmaschine für ein Fahrzeug, aufweisend einen Zylinderblock und eine mit dem Zylinderblock verbundene Zylinderkopfanordnung.The invention relates to a cylinder head cover for a reciprocating internal combustion engine, having at least one intake manifold of an intake system of the reciprocating internal combustion engine which is at least partially integrated into the cylinder head cover. The invention also relates to a cylinder head arrangement for a reciprocating internal combustion engine, having a cylinder head and a cylinder head cover connected thereto, and a reciprocating internal combustion engine for a vehicle, having a cylinder block and a cylinder head arrangement connected to the cylinder block.

Der Einbau einer Brennkraftmaschine in einen dafür vorgesehenen Motorraum eines Fahrzeugs stellt sich immer schwieriger dar. Wesentliche Gründe hierfür sind die wachsende Anzahl von zusätzlichen Bauteilen, die zusammen mit der Brennkraftmaschine eingebaut werden müssen, und die Größe dieser Bauteile. Eine herkömmliche Brennkraftmaschine kann beispielsweise einen Abgasturbolader, ein Abgasnachbehandlungssystem, ein Hochdruck- oder Niederdruck-Abgasrückführungssystem, einen Ladeluftkühler, ein Ladeluftheizsystem, Hochtemperatur- und Niedrigtemperatursysteme zum Kühlen des Grundmotors und von weiteren Bauteilen, mehreren Pumpen, beispielsweise zum Pumpen von Öl, Kraftstoff oder einem Kühlmittel oder zum Erzeugen eines Unterdrucks, ein Antriebssystem und dergleichen aufweisen. Die erforderlichen Dimensionierungen vieler dieser Bauteile tendieren dazu, mit steigender Motorleistung und insbesondere im Zusammenhang mit den strenger werdenden Emissionsanforderungen anzuwachsen.The installation of an internal combustion engine in a designated engine compartment of a vehicle is becoming more and more difficult. The main reasons for this are the growing number of additional components that have to be installed together with the internal combustion engine and the size of these components. A conventional internal combustion engine can, for example, have an exhaust gas turbocharger, an exhaust gas aftertreatment system, a high-pressure or low-pressure exhaust gas recirculation system, a charge air cooler, a charge air heating system, high-temperature and low-temperature systems for cooling the basic engine and other components, several pumps, for example for pumping oil, fuel or one Have coolant or for generating a negative pressure, a drive system and the like. The required dimensions of many of these components tend to increase with increasing engine power and especially in connection with the increasingly stringent emission requirements.

Bauraumeinschränkungen können die Anzahl und Größe der Komponenten einschränken und können verursachen, dass bestimmte Bauteile weiter entfernt von dem Motorblock angeordnet werden müssen. Der größere Abstand zwischen dem Motorblock und diesen Bauteilen führt in der Regel zu einer reduzierten Effizienz der Brennkraftmaschine und zu zusätzlichen Energieverlusten.Space restrictions can limit the number and size of the components and can cause certain components to have to be arranged further away from the engine block. The greater distance between the engine block and these components usually leads to a reduced efficiency of the internal combustion engine and to additional energy losses.

Die US 2015/0 198 111 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock, der eine Mehrzahl von Zylindern definiert, und einem Zylinderkopfgussteil, das an dem Motorblock montiert ist, wobei das Zylinderkopfgussteil Ansaugkanäle und Abgaskanäle definiert, die mit der Mehrzahl von Zylindern in Verbindung stehen. Das Zylinderkopfgussteil definiert einen Luftdurchgang in Verbindung mit den Ansaugkanälen und weist Kühlelemente auf, die Durchgänge für flüssiges Kühlmittel definieren, die in dem Zylinderkopfgussteil in dem Luftdurchgang angeordnet sind, um durch den Luftdurchgang gelangende Ansaugluft zu kühlen.The US 2015/0 198 111 A1 discloses an internal combustion engine having an engine block defining a plurality of cylinders and a cylinder head casting mounted to the engine block, the cylinder head casting defining intake and exhaust ports that are in communication with the plurality of cylinders. The cylinder head casting defines an air passage in communication with the intake runners and has cooling elements defining liquid coolant passages located in the cylinder head casting in the air passage for cooling intake air passing through the air passage.

Die DE 10 2008 057 420 A1 offenbart einen Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid in einem Kraftfahrzeug, wobei alle fluidführenden Komponenten des Wärmeübertragers aus Kunststoff hergestellt sind. Der Wärmeübertrager ist in ein Fahrzeugbauteil integriert, das im Fahrbetrieb des Fahrzeugs von einer Luftströmung angeströmt oder umströmt ist.The DE 10 2008 057 420 A1 discloses a heat exchanger for transferring heat between a first fluid and a second fluid in a motor vehicle, all fluid-carrying components of the heat exchanger being made of plastic. The heat exchanger is integrated in a vehicle component that is exposed to or around which an air flow flows when the vehicle is in motion.

Die US 8 984 878 B2 offenbart eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderblock, der mindestens einen Zylinder aufweist und zumindest Teile eines Ventiltriebs aufnimmt, einer Abdeckung, die mit dem mindestens einen Zylinderkopf verbindbar ist und die vom Zylinderkopf aufgenommenen Teile des Ventiltriebs abdeckt, mindestens einer zu einem Ansaugsystem zugehörigen Ansaugleitung zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Frischluft, wobei jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen der Frischluft aufweist. Des Weiteren weist die Brennkraftmaschine ein Abgasabführsystem zum Abführen der Abgase und einen im Ansaugsystem angeordneten kühlmittelbetriebenen Frischluftkühler auf, der von Kühlmittel durchströmbare Elemente aufweist. Die Abdeckung nimmt die Elemente des Frischluftkühlers in der Art eines Gehäuses auf, dass die Elemente zwischen dem mindestens einen Zylinderkopf und der Abdeckung angeordnet sind.The US 8,984,878 B2 discloses an internal combustion engine with at least one cylinder block which has at least one cylinder and at least parts of a valve train, a cover that can be connected to the at least one cylinder head and covers the parts of the valve train received by the cylinder head, at least one intake line belonging to an intake system for supply of the at least one cylinder with fresh air, each cylinder having at least one inlet opening for supplying the fresh air. Furthermore, the internal combustion engine has an exhaust gas discharge system for discharging the exhaust gases and a coolant-operated fresh air cooler which is arranged in the intake system and has elements through which coolant can flow. The cover accommodates the elements of the fresh air cooler in the manner of a housing, so that the elements are arranged between the at least one cylinder head and the cover.

Die US 9 194 281 B2 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock mit mindestens einem Zylinder, bei der jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung aufweist, an die sich eine Abgasleitung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem anschließt, jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung aufweist, an die sich eine Ansaugleitung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem anschließt, ein Ladeluftkühler im Ansaugsystem vorgesehen ist und eine Abgasrückführung vorgesehen ist. Mindestens eine Ansaugleitung weist mindestens einen Kanal auf, der einen Anfang und ein Ende aufweist und dem Führen von Kondensat dient, wobei das Ende stromabwärts des Anfangs angeordnet ist.The US 9 194 281 B2 discloses an internal combustion engine with a cylinder block with at least one cylinder, in which each cylinder has at least one outlet opening to which an exhaust line for discharging the exhaust gases via the exhaust gas discharge system is connected, each cylinder has at least one inlet opening to which an intake line for supplying charge air via Intake system connects, a charge air cooler is provided in the intake system and exhaust gas recirculation is provided. At least one suction line has at least one channel which has a beginning and an end and is used for guiding condensate, the end being arranged downstream of the beginning.

Die US 6 116 026 A offenbart einen turboaufgeladenen V-Motor mit einem in den Ansaugkrümmer integrierten Abgasrückführungskühler. Der Kühler kann die Form eines Rohr-Mantel-Wärmetauschers annehmen, der eine zylindrische Kammer in dem Ansaugkrümmer als Wärmetauschergehäuse verwendet. Der Ansaugkrümmer hängt in dem zentralen Raum, der durch die beiden Zylinderreihen des V-Motors gebildet wird.The U.S. 6,116,026 A discloses a turbocharged V-type engine with an exhaust gas recirculation cooler integrated into the intake manifold. The radiator may take the form of a shell and tube heat exchanger that uses a cylindrical chamber in the intake manifold as the heat exchanger housing. The intake manifold hangs in the central space that is formed by the two rows of cylinders of the V-engine.

Die US 2017 / 0 268 414 A1 offenbart einen Motor mit einem integrierten Wärmetauscher. Der Motor weist einen Zylinderblock, der Verbrennungskammern definiert, einen Ladeluftkühler, der an einer Einlassseite in den Zylinderkopf eingebettet ist und das Einlassgas unter Verwendung eines Kühlmittels kühlt, einen AGR-Kühler, der in den Zylinderkopf eingebettet ist und Abgas kühlt, das von einer Abgasseite der Verbrennungskammern abgegeben wird und durch einen im Zylinderkopf ausgebildeten AGR-Durchgang zur Ansaugseite der Verbrennungskammern rezirkuliert, und ein AGR-Verteilerrohr auf, das an einer oberen Seite im Zylinderkopf ausgebildet ist und mit dem durch den AGR-Kühler strömenden Abgas versorgt wird und Verteilungslöcher aufweist, durch die das Abgas in mit den Brennkammern verbundene Einlassöffnungen verteilt wird.US 2017/0 268 414 A1 discloses an engine with an integrated heat exchanger. The engine has a cylinder block that Combustion chambers defined, a charge air cooler that is embedded on an intake side in the cylinder head and cools the intake gas using a coolant, an EGR cooler that is embedded in the cylinder head and cools exhaust gas that is discharged from an exhaust side of the combustion chambers and through a EGR passage formed in the cylinder head is recirculated to the intake side of the combustion chambers, and an EGR manifold which is formed on an upper side in the cylinder head and is supplied with the exhaust gas flowing through the EGR cooler and has distribution holes through which the exhaust gas in with the combustion chambers connected inlet openings is distributed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bereitzustellen, die unter geringerem Aufwand und geringeren Kosten herstellbar ist, die kompakter ausgebildet ist und die eine einfachere und bessere Abdichtung aufweist.The invention is based on the object of providing a reciprocating internal combustion engine which can be manufactured with less effort and costs, which is more compact and which has a simpler and better seal.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Zylinderkopfabdeckung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, die wenigstens einen zumindest teilweise in der Zylinderkopfabdeckung integrierten Luftkühler aufweist.According to the invention, the object is achieved by a cylinder head cover with the features of claim 1, which has at least one air cooler which is at least partially integrated in the cylinder head cover.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be pointed out that the features and measures listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, particularly in connection with the figures.

Erfindungsgemäß weist die Zylinderkopfabdeckung zusätzlich zu ihrer Abdeckfunktion die Funktion eines Ansaugkrümmers und die Funktion eines Luftkühlers auf. Durch diese Integration der beiden Funktionen in ein einzelnes Bauteil, nämlich die Zylinderkopfabdeckung, können die separaten Montagen einer herkömmlichen Zylinderkopfabdeckung und eines herkömmlichen Ansaugkrümmers und eines herkömmlichen Luftkühlers entfallen. Hierdurch kann die Hubkolbenbrennkraftmaschine unter geringerem Aufwand und geringeren Kosten hergestellt werden.According to the invention, in addition to its covering function, the cylinder head cover has the function of an intake manifold and the function of an air cooler. As a result of this integration of the two functions in a single component, namely the cylinder head cover, the separate assembly of a conventional cylinder head cover and a conventional intake manifold and a conventional air cooler can be omitted. As a result, the reciprocating internal combustion engine can be manufactured with less effort and cost.

Zudem ist die erfindungsgemäße Zylinderkopfabdeckung kompakter ausgebildet als eine Baugruppe aus einer herkömmlichen Zylinderkopfabdeckung, einem hierzu separaten Ansaugkrümmer und einem separaten Luftkühler, so dass die Hubkolbenbrennkraftmaschine insgesamt kompakter ausgebildet ist. Dies kann zusätzlich mit einer Gewichtsreduzierung einhergehen. Zudem wird durch die kompakte Ausbildung der Hubkolbenbrennkraftmaschine ein benachbart zu der Hubkolbenbrennkraftmaschine gegebener Bauraum innerhalb eines Motorraums des Fahrzeugs vergrößert, so dass zusätzliche Bauteile näher an der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet werden können und größer ausgebildete Bauteile eingesetzt werden können, was die Effizienz der Hubkolbenbrennkraftmaschine erhöht. Durch die kompakte Bauweise und kurzen Ansaugwege verbessert sich das Ansprechverhalten der Hubkolbenbrennkraftmaschine erheblich und es entstehen weniger Schwingungen im Luftpfad.In addition, the cylinder head cover according to the invention is more compact than an assembly of a conventional cylinder head cover, a separate intake manifold and a separate air cooler, so that the reciprocating internal combustion engine is more compact overall. This can also go hand in hand with weight loss. In addition, the compact design of the reciprocating internal combustion engine increases the space available adjacent to the reciprocating internal combustion engine within an engine compartment of the vehicle, so that additional components can be arranged closer to the reciprocating internal combustion engine and larger components can be used, which increases the efficiency of the reciprocating internal combustion engine. Due to the compact design and short intake paths, the response behavior of the reciprocating piston internal combustion engine improves considerably and there are fewer vibrations in the air path.

Des Weiteren werden durch die erfindungsgemäße Integration des Ansaugkrümmers und des Luftkühlers in die Zylinderkopfabdeckung herkömmlich erforderliche Dichtflächen der Hubkolbenbrennkraftmaschine reduziert oder überflüssig, wodurch die Hubkolbenbrennkraftmaschine eine einfachere und bessere Abdichtung als eine herkömmliche Hubkolbenbrennkraftmaschine aufweist, bei der für die Zylinderkopfabdeckung und den Ansaugkrümmer und den Luftkühler jeweils eine separate Abdichtung erforderlich ist.Furthermore, the inventive integration of the intake manifold and the air cooler into the cylinder head cover reduces or eliminates the conventionally required sealing surfaces of the reciprocating internal combustion engine, whereby the reciprocating internal combustion engine has a simpler and better seal than a conventional reciprocating internal combustion engine, in which for the cylinder head cover and the intake manifold and the air cooler, respectively a separate seal is required.

Der Ansaugkrümmer der Zylinderkopfabdeckung kann wenigstens eine an der Zylinderkopfabdeckung ausgebildete Ansaugöffnung und wenigstens eine kommunizierend mit der Ansaugöffnung verbundene Ansaugverteilerkammer aufweisen. Zudem kann der Ansaugkrümmer für jeden Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine einen von der Ansaugverteilerkammer abgehenden Ansaugkanal aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar kommunizierend mit einer Einlassventilöffnung des jeweiligen Zylinders verbunden werden kann, indem die Zylinderkopfabdeckung bestimmungsgemäß an dem Zylinderkopf angeordnet bzw. befestigt wird.The intake manifold of the cylinder head cover can have at least one intake opening formed on the cylinder head cover and at least one intake manifold chamber communicating with the intake opening. In addition, the intake manifold for each cylinder of the reciprocating internal combustion engine can have an intake duct that branches off from the intake manifold and that can be connected directly or indirectly to an intake valve opening of the respective cylinder by arranging or fastening the cylinder head cover to the cylinder head as intended.

Alternativ kann ein Teil des Ansaugkrümmers an einem Zylinderkopf eines Zylinderblocks der Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Zylinderkopfabdeckung kann in diesem Fall den übrigen Teil des Ansaugkrümmers aufweisen, so dass der Ansaugkrümmer durch das bestimmungsgemäße Verbinden der Zylinderkopfabdeckung mit dem Zylinderblock ausgebildet wird. Hierbei könnte der Ansaugkrümmer derart ausgebildet sein, dass es nur eine einzige (große) Übertrittsöffnung zwischen der Zylinderkopfabdeckung und Zylinderkopf gibt.Alternatively, a part of the intake manifold can be formed on a cylinder head of a cylinder block of the reciprocating internal combustion engine. In this case, the cylinder head cover according to the invention can have the remaining part of the intake manifold, so that the intake manifold is formed by connecting the cylinder head cover to the cylinder block as intended. In this case, the intake manifold could be designed in such a way that there is only one (large) transfer opening between the cylinder head cover and the cylinder head.

Ist jeweils ein Teil des Ansaugkrümmers an der Zylinderkopfabdeckung und dem Zylinderkopf ausgebildet, kann der Luftkühler teilweise in der Zylinderkopfabdeckung und teilweise in dem Zylinderkopf angeordnet sein. Hierbei kann der Luftkühler mittels der Zylinderkopfabdeckung auf einer einem Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt sein. Hierdurch ist der Luftkühler von außen unzugänglich angeordnet und vor Verunreinigungen geschützt. Diese Anordnung des Luftkühlers zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfabdeckung dient ebenfalls der Schaffung einer kompakter ausgebildeten Hubkolbenbrennkraftmaschine. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine kann mit einem Abgasturbolader versehen sein, wobei die von dem Abgasturbolader den Zylindern zugeführte verdichtete Frischluft mittels des Luftkühlers vor dem Eintritt in die Zylinder gekühlt wird.If a part of the intake manifold is formed on the cylinder head cover and the cylinder head, the air cooler can be arranged partly in the cylinder head cover and partly in the cylinder head. Here, the air cooler can be completely covered by means of the cylinder head cover on a side facing away from a cylinder block. As a result, the air cooler is inaccessible from the outside and protected from contamination. This arrangement of the air cooler between the cylinder head and the cylinder head cover also serves to create a more compactly designed reciprocating internal combustion engine. The reciprocating internal combustion engine can be provided with an exhaust gas turbocharger, the compressed fresh air supplied to the cylinders by the exhaust gas turbocharger being cooled by means of the air cooler before it enters the cylinder.

Der Luftkühler kann vollständig in der Zylinderkopfabdeckung integriert sein. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Luftkühler wie eine Kassette von außen in die Zylinderkopfabdeckung geschoben und dann über eine Platte der Zylinderkopfabdeckung nach außen abgedeckt wird. Optional kann die Platte weitere Übertrittstellen beinhalten, beispielsweise für Kühlungsanschlüsse. Alternativ kann der Luftkühler wie eine Kassette zylinderkopfseitig in die Zylinderkopfabdeckung geschoben werden, so dass die Platte nicht gebraucht wird, da dann der Zylinderkopf den Luftkühler abdeckt. Jedoch kann der Luftkühler auch derart in der Zylinderkopfabdeckung integriert werden, dass er nicht zerstörungsfrei von der Zylinderkopfabdeckung demontiert werden kann. Beispielsweise könnte der Luftkühler während der Fertigung beispielsweise vom Abdeckungsmaterial der Zylinderkopfabdeckung umspritzt werden oder über einen Additive Manufacturing Prozess integriert werden.The air cooler can be fully integrated in the cylinder head cover. This can mean, for example, that the air cooler is pushed into the cylinder head cover from the outside like a cassette and then covered to the outside via a plate of the cylinder head cover. Optionally, the plate can contain further transfer points, for example for cooling connections. Alternatively, the air cooler can be pushed into the cylinder head cover on the cylinder head side like a cassette, so that the plate is not needed because the cylinder head then covers the air cooler. However, the air cooler can also be integrated into the cylinder head cover in such a way that it cannot be removed from the cylinder head cover without being destroyed. For example, the air cooler could be encapsulated by the cover material of the cylinder head cover during production, for example, or integrated via an additive manufacturing process.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zylinderkopfabdeckung wenigstens eine zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integrierte Bypass-Leitung und wenigstens ein zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integriertes Bypass-Ventil auf, mit dem in den Ansaugkrümmer einströmende Luft wahlweise entweder dem Luftkühler oder der Bypass-Leitung zuführbar ist. Hierdurch kann die Kühlung der über den Ansaugkrümmer einströmenden Luft je nach Kühlungsbedarf ein- oder ausgeschaltet werden. Die Bypass-Leitung und/oder das Bypass-Ventil können bzw. kann teilweise oder vollständig in die Zylinderkopfabdeckung integriert sein.According to an advantageous embodiment, the cylinder head cover has at least one bypass line at least partially integrated into the cylinder head cover and at least one bypass valve at least partially integrated into the cylinder head cover, with which air flowing into the intake manifold can either be fed to the air cooler or the bypass line . In this way, the cooling of the air flowing in via the intake manifold can be switched on or off depending on the cooling requirement. The bypass line and / or the bypass valve can or can be partially or completely integrated into the cylinder head cover.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Zylinderkopfabdeckung wenigstens einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integrierten Strömungskanal, der U-förmig um Injektordurchgänge an der Zylinderkopfabdeckung herumgeführt ist, und wenigstens zwei bezüglich einer Strömungsrichtung einer durch den Strömungskanal strömenden Luft in Reihe hintereinander geschaltete Luftkühler aufweist, zwischen denen die Injektordurchgänge angeordnet sind. In die Injektordurchgänge kann jeweils ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen eines Kraftstoffs in den Brennraum des jeweiligen Zylinders eingesetzt werden. Die Injektordurchgänge sind beispielsweise in einer Reihe angeordnet. Durch die U-förmige Gestalt der Strömungskammer kann diese unter optimaler Ausnutzung des vorhandenen Bauraums teilweise oder vollständig in die Zylinderkopfabdeckung integriert werden. Der Strömungskanal kann teilweise oder vollständig in die Zylinderkopfabdeckung integriert sein.A further advantageous embodiment provides that the cylinder head cover has at least one flow channel integrated at least partially into the cylinder head cover, which is guided in a U-shape around injector passages on the cylinder head cover, and at least two air coolers connected in series with respect to a flow direction of an air flowing through the flow channel , between which the injector passages are arranged. A fuel injector for injecting a fuel into the combustion chamber of the respective cylinder can be inserted into each of the injector passages. The injector passages are arranged in a row, for example. Due to the U-shaped shape of the flow chamber, it can be partially or completely integrated into the cylinder head cover, making optimal use of the available installation space. The flow channel can be partially or completely integrated into the cylinder head cover.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zylinderkopfabdeckung wenigstens eine zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integrierte Strömungskammer, durch die in einer Reihe beabstandet zueinander angeordnete Injektordurchgänge der Zylinderkopfabdeckung hindurchgeführt sind, und wenigstens zwei bezüglich einer Strömungsrichtung einer durch die Strömungskammer strömenden Luft parallel geschaltete Luftkühler auf, die jeweils zwischen zwei Injektordurchgängen angeordnet sind. In die Injektordurchgänge kann jeweils ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen eines Kraftstoffs in den Brennraum des jeweiligen Zylinders eingesetzt werden. Die Injektordurchgänge sind beispielsweise in einer Reihe angeordnet. Durch diese Parallelschaltung der Luftkühler wird der Bauraum zwischen den Injektordurchgängen optimal benutzt. Die Strömungskammer kann teilweise oder vollständig in die Zylinderkopfabdeckung integriert sein.According to a further advantageous embodiment, the cylinder head cover has at least one flow chamber which is at least partially integrated into the cylinder head cover, through which the injector passages of the cylinder head cover, which are spaced apart in a row, are passed, and at least two air coolers connected in parallel with respect to a flow direction of an air flowing through the flow chamber, which are each arranged between two injector passages. A fuel injector for injecting a fuel into the combustion chamber of the respective cylinder can be inserted into each of the injector passages. The injector passages are arranged in a row, for example. This parallel connection of the air coolers means that the space between the injector passages is optimally used. The flow chamber can be partially or completely integrated into the cylinder head cover.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Zylinderkopfabdeckung wenigstens eine zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung integrierte Verteilerkammer, über die durch die Zylinderkopfabdeckung strömende Luft Einlasskanälen an einem Zylinderblock zuführbar ist, und wenigstens einen die Strömungskammer mit der Verteilerkammer verbindenden Verbindungskanal aufweist, wobei der Verbindungskanal mit einer einer Eintrittsöffnung der Strömungskammer gegenüberliegenden Seite der Strömungskammer verbunden ist. Hierdurch strömt die Luft diagonal durch die Strömungskammer, wodurch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung in der Strömungskammer gegeben ist. Die Verteilerkammer und/oder der Verbindungskanal können bzw. kann teilweise oder vollständig in die Zylinderkopfabdeckung integriert sein. Die Eintrittsöffnung der Strömungskammer und die Verbindung zwischen der Strömungskammer und dem Verbindungskanal können bezüglich der Strömungskammer zueinander diagonal gegenüberliegend angeordnet sein.A further advantageous embodiment provides that the cylinder head cover has at least one distribution chamber which is at least partially integrated into the cylinder head cover, via which air flowing through the cylinder head cover can be supplied to inlet channels on a cylinder block, and at least one connection channel connecting the flow chamber to the distribution chamber, the connection channel with is connected to a side of the flow chamber opposite an inlet opening of the flow chamber. As a result, the air flows diagonally through the flow chamber, which results in a more uniform temperature distribution in the flow chamber. The distribution chamber and / or the connecting channel can be partially or completely integrated into the cylinder head cover. The inlet opening of the flow chamber and the connection between the flow chamber and the connecting channel can be arranged diagonally opposite one another with respect to the flow chamber.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ansaugkrümmer monolithisch in die Zylinderkopfabdeckung integriert. Hierdurch kann ein Montageschritt zur Verbindung des Ansaugkrümmers mit der Zylinderkopfabdeckung entfallen, was die Montage und die Herstellung der Zylinderkopfabdeckung vereinfacht.According to a further advantageous embodiment, the intake manifold is monolithically integrated into the cylinder head cover. As a result, an assembly step for connecting the intake manifold to the cylinder head cover can be omitted, which simplifies the assembly and production of the cylinder head cover.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zylinderkopfabdeckung ein durch ein Gießverfahren oder ein additives Fertigungsverfahren hergestelltes Bauteil. According to a further advantageous embodiment, the cylinder head cover is a component produced by a casting process or an additive manufacturing process.

Die obige Aufgabe wird zudem durch eine Zylinderkopfanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst, deren Zylinderkopfabdeckung gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander ausgebildet ist.The above object is also achieved by a cylinder head arrangement with the features of claim 8, the cylinder head cover of which is designed according to one of the above-mentioned configurations or a combination of at least two of these configurations with one another.

Mit der Zylinderkopfanordnung sind die oben mit Bezug auf die Zylinderkopfabdeckung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Zylinderkopfabdeckung ist über mechanische Mittel zerstörungsfrei lösbar mit dem Zylinderkopf verbindbar.The advantages mentioned above with regard to the cylinder head cover are correspondingly associated with the cylinder head arrangement. The cylinder head cover can be connected to the cylinder head in a non-destructive manner by mechanical means.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zylinderkopfabdeckung derart ausgebildet, dass mit ihr ein an dem Zylinderkopf gelagerter Ventiltrieb auf einer einem Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist. Hierdurch übernimmt die Zylinderkopfabdeckung eine weitere Funktion, nämlich die Abdeckung des Ventiltriebs, um diesen von außen unzugänglich anzuordnen und vor Verunreinigungen zu schützen.According to an advantageous embodiment, the cylinder head cover is designed in such a way that with it a valve drive mounted on the cylinder head is completely covered on a side facing away from a cylinder block. As a result, the cylinder head cover takes on a further function, namely the cover of the valve drive, in order to arrange it inaccessible from the outside and to protect it from contamination.

Die obige Aufgabe wird ferner durch eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst, deren Zylinderkopfanordnung gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander ausgebildet ist.The above object is also achieved by a reciprocating internal combustion engine with the features of claim 7, the cylinder head arrangement of which is designed according to one of the above-mentioned configurations or a combination of at least two of these configurations with one another.

Mit der Hubkolbenbrennkraftmaschine sind die oben mit Bezug auf die Zylinderkopfanordnung bzw. Zylinderkopfabdeckung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine weist einen Verbrennungsmotor, zum Beispiel in Form eines Ottomotors oder eines Dieselmotors, auf. Der Verbrennungsmotor weist den Zylinderblock und die mit dem Zylinderblock verbundene Zylinderkopfanordnung auf.The advantages mentioned above with regard to the cylinder head arrangement or cylinder head cover are correspondingly associated with the reciprocating piston internal combustion engine. The reciprocating internal combustion engine has an internal combustion engine, for example in the form of an Otto engine or a diesel engine. The internal combustion engine has the cylinder block and the cylinder head arrangement connected to the cylinder block.

Eintritte zu in dem Zylinderkopf integrierten Ansaugkanälen können bzw. ein Teil eines Einlasskrümmers kann in der Übertrittsebene zwischen der Zylinderkopfabdeckung und dem Zylinderkopf liegen. Alternativ können die Eintritte, oder ein Teil der Eintritte, in einer anderen Ebene liegen, beispielsweise in einer Seitenebene des Zylinderkopfs. Entrances to intake ducts integrated in the cylinder head, or part of an intake manifold, can lie in the transition plane between the cylinder head cover and the cylinder head. Alternatively, the entrances, or some of the entrances, can lie in another plane, for example in a side plane of the cylinder head.

In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, die Luftführung von dem in der Zylinderkopfabdeckung teilweise oder vollständig integrierten Krümmer bis zu den Eintritten in den Zylinderkopf auch in der Zylinderkopfabdeckung zu integrieren.In this case it can be advantageous to integrate the air duct from the manifold partially or completely integrated in the cylinder head cover to the inlets into the cylinder head also in the cylinder head cover.

Vorzugsweise ist der Luftkühler oberhalb der Einlasskanäle des Zylinderkopfs angeordnet. Somit können sich Flüssigkeiten, die im Luftkühler unter gewisse Bedingen kondensieren, nicht im Ansaugsystem ansammeln und stattdessen problemlos zu den Brennkammern weitergeführt werden. Das Ansammeln von Flüssigkeiten könnte zu Problemen führen, wenn die Flüssigkeiten einfrieren und das Ansaugsystem (teilweise) blockieren. Eine Anordnung des Luftkühlers oberhalb der Ansaugkanäle ist in der Regel problematisch, da der benötigte Bauraum fehlt. Die erfindungsgemäße Integration des Luftkühlers in der Zylinderkopfabdeckung bietet sowohl Bauraumvorteile, die dieses Problem lösen können, als auch eine Anordnung des Luftkühlers oberhalb der Ansaugkanäle.The air cooler is preferably arranged above the inlet ducts of the cylinder head. This means that liquids that condense in the air cooler under certain conditions cannot accumulate in the intake system and can instead be carried on to the combustion chambers without any problems. The build-up of liquids could cause problems if the liquids freeze and (partially) block the suction system. Arranging the air cooler above the intake ducts is generally problematic because the space required is lacking. The inventive integration of the air cooler in the cylinder head cover offers both installation space advantages that can solve this problem and an arrangement of the air cooler above the intake ducts.

Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.The vehicle can be a land vehicle, in particular a passenger car or a utility vehicle, a watercraft or an aircraft.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine,
2 eine schematische und perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine,
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem Kühlzustand,
4 eine schematische Darstellung der in 3 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem weiteren Zustand,
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem Kühlzustand,
6 eine schematische Darstellung der in 5 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem weiteren Zustand,
7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem Kühlzustand,
8 eine schematische Darstellung der in 5 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem weiteren Zustand und
9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem Kühlzustand.

Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it

1 a schematic representation of an exemplary embodiment for a reciprocating piston internal combustion engine according to the invention,
2 a schematic and perspective illustration of a further exemplary embodiment for a reciprocating piston internal combustion engine according to the invention,
3 a schematic representation of a further exemplary embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention in a cooling state,
4th a schematic representation of the in 3 reciprocating internal combustion engine shown in a further state,
5 a schematic representation of a further exemplary embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention in a cooling state,
6th a schematic representation of the in 5 reciprocating internal combustion engine shown in a further state,
7th a schematic representation of a further exemplary embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention in a cooling state,
8th a schematic representation of the in 5 reciprocating internal combustion engine shown in a further state and
9 a schematic representation of a further exemplary embodiment for a reciprocating piston internal combustion engine according to the invention in a cooling state.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why they are usually only described once.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 1 for a vehicle not shown.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 2, eine mit dem Zylinderblock 2 verbundene Zylinderkopfanordnung 3 und einen Abgastrakt 4 auf.The reciprocating internal combustion engine 1 has a cylinder block 2 , one with the cylinder block 2 connected cylinder head assembly 3 and an exhaust tract 4th on.

Die Zylinderkopfanordnung 3 weist einen Zylinderkopf 5 und eine damit verbundene Zylinderkopfabdeckung 6 auf. Die Zylinderkopfabdeckung 6 weist einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 6 integrierten Ansaugkrümmer 7 einer Ansauganlage 8 der Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 auf. Der Ansaugkrümmer 7 ist beispielhaft monolithisch in die Zylinderkopfabdeckung 6 integriert.The cylinder head assembly 3 has a cylinder head 5 and an associated cylinder head cover 6th on. The cylinder head cover 6th has an at least partially in the cylinder head cover 6th integrated intake manifold 7th an intake system 8th the reciprocating internal combustion engine 1 on. The intake manifold 7th is exemplarily monolithic in the cylinder head cover 6th integrated.

Die Zylinderkopfabdeckung 6 kann zusätzlich derart haubenartig ausgebildet sein, dass mit ihr ein an dem Zylinderkopf 5 gelagerter, nicht gezeigter Ventiltrieb auf einer dem Zylinderblock 2 abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist.The cylinder head cover 6th can also be designed like a hood in such a way that with it a on the cylinder head 5 stored, not shown valve train on one of the cylinder block 2 remote side is completely covered.

Zudem weist die Zylinderkopfabdeckung 6 einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 6 integrierten nicht gezeigten Luftkühler auf, wobei die Zylinderkopfabdeckung 6 derart haubenartig ausgebildet sein kann, dass mit ihr der Luftkühler auf einer dem Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist.In addition, the cylinder head cover 6th one at least partially in the cylinder head cover 6th integrated air cooler, not shown, with the cylinder head cover 6th can be designed like a hood in such a way that it completely covers the air cooler on a side facing away from the cylinder block.

2 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 9 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug. 2 shows a schematic and perspective illustration of a further exemplary embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 9 for a vehicle not shown.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 9 weist einen Zylinderblock 2 und eine mit dem Zylinderblock 2 verbundene Zylinderkopfanordnung 10 auf.The reciprocating internal combustion engine 9 has a cylinder block 2 and one with the cylinder block 2 connected cylinder head assembly 10 on.

Die Zylinderkopfanordnung 10 weist einen Zylinderkopf 11 und eine damit verbundene Zylinderkopfabdeckung 12 auf. Die Zylinderkopfabdeckung 12 weist einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 6 integrierten Ansaugkrümmer 13 einer nicht gezeigten Ansauganlage der Hubkolbenbrennkraftmaschine 9 und einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 12 integrierten Luftkühler 14 auf. Der Ansaugkrümmer 13 kann monolithisch in die Zylinderkopfabdeckung 12 integriert sein.The cylinder head assembly 10 has a cylinder head 11 and an associated cylinder head cover 12th on. The cylinder head cover 12th has an at least partially in the cylinder head cover 6th integrated intake manifold 13 an intake system, not shown, of the reciprocating internal combustion engine 9 and one at least partially in the cylinder head cover 12th integrated air cooler 14th on. The intake manifold 13 can monolithically in the cylinder head cover 12th be integrated.

Die Zylinderkopfabdeckung 12 kann zusätzlich derart haubenartig ausgebildet sein, dass mit ihr ein an dem Zylinderkopf 11 gelagerter, nicht gezeigter Ventiltrieb auf einer dem Zylinderblock 2 abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist. Die Zylinderkopfabdeckung 12 ist derart haubenartig ausgebildet, dass mit ihr der Luftkühler 14 auf einer dem Zylinderblock 2 abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist.The cylinder head cover 12th can also be designed like a hood in such a way that with it a on the cylinder head 11 stored, not shown valve train on one of the cylinder block 2 remote side is completely covered. The cylinder head cover 12th is designed like a hood that with it the air cooler 14th on one of the cylinder block 2 remote side is completely covered.

Die Zylinderkopfabdeckung 12 weist zudem ein Bypass-Ventil 23 auf, mit dem eine in den Ansaugkrümmer 13 einströmende Luft entweder durch den Luftkühler 14 oder über eine in die Zylinderkopfabdeckung 12 integrierte Bypass-Leitung 40 direkt zu Einlasskanälen 15 an dem Zylinderkopf 11 geführt werden kann. Die Einlasskanäle 15 sind nach oben in Richtung der Zylinderkopfabdeckung 12 geöffnet, so dass ein eventuell bei der Kühlung in dem Ansaugkrümmer 13 anfallendes Kondensat sehr gut über die Einlasskanäle 15 ablaufen kann.The cylinder head cover 12th also has a bypass valve 23 with the one in the intake manifold 13 incoming air either through the air cooler 14th or via one in the cylinder head cover 12th integrated bypass line 40 directly to inlet ducts 15th on the cylinder head 11 can be performed. The inlet ducts 15th are up towards the cylinder head cover 12th opened so that a possibly cooling in the intake manifold 13 accruing condensate very well via the inlet channels 15th can expire.

Ferner sind an der Zylinderkopfabdeckung 12 und dem Zylinderkopf 11 durchgehende Injektordurchgänge 16 ausgebildet.Also on the cylinder head cover 12th and the cylinder head 11 continuous injector passages 16 educated.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 17 für ein nicht gezeigtes Kraftfahrzeug in einem Kühlzustand. 3 shows a schematic representation of a further embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 17th for a motor vehicle (not shown) in a cooling state.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 17 weist einen nicht gezeigten Zylinderblock und eine mit dem Zylinderblock verbundene Zylinderkopfanordnung 18 auf.The reciprocating internal combustion engine 17th has a cylinder block, not shown, and a cylinder head assembly connected to the cylinder block 18th on.

Die Zylinderkopfanordnung 18 weist einen Zylinderkopf 19 und eine damit verbundene Zylinderkopfabdeckung 20 auf. Die Zylinderkopfabdeckung 20 weist einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 20 integrierten Ansaugkrümmer 21 einer nicht gezeigten Ansauganlage der Hubkolbenbrennkraftmaschine 17 und zwei zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 20 integrierte Luftkühler 22 auf. Der Ansaugkrümmer 21 kann monolithisch in die Zylinderkopfabdeckung 20 integriert sein.The cylinder head assembly 18th has a cylinder head 19th and an associated cylinder head cover 20th on. The cylinder head cover 20th has an at least partially in the cylinder head cover 20th integrated intake manifold 21st an intake system, not shown, of the reciprocating internal combustion engine 17th and two at least partially in the cylinder head cover 20th integrated air cooler 22nd on. The intake manifold 21st can monolithically in the cylinder head cover 20th be integrated.

Die Zylinderkopfabdeckung 20 kann zusätzlich derart haubenartig ausgebildet sein, dass mit ihr ein an dem Zylinderkopf gelagerter, nicht gezeigter Ventiltrieb auf einer einem nicht gezeigten Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist. Die Zylinderkopfabdeckung 20 ist derart haubenartig ausgebildet, dass mit ihr die Luftkühler 22 auf einer dem Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt sind.The cylinder head cover 20th can additionally be designed like a hood in such a way that with it a valve drive (not shown) mounted on the cylinder head is completely covered on a side facing away from a cylinder block (not shown). The cylinder head cover 20th is designed like a hood that with it the air cooler 22nd are completely covered on a side facing away from the cylinder block.

Die Zylinderkopfabdeckung 20 weist zudem ein als Klappe ausgebildetes Bypass-Ventil 24 auf, mit dem eine in den Ansaugkrümmer 21 einströmende Luft entweder durch die Luftkühler 22 oder über eine in die Zylinderkopfabdeckung 20 integrierte Bypass-Leitung 41 direkt zu Einlasskanälen 15 an dem Zylinderkopf 19 geführt werden kann. Die Einlasskanäle 19 sind nach oben in Richtung der Zylinderkopfabdeckung 20 geöffnet, so dass ein eventuell bei der Kühlung in dem Ansaugkrümmer 21 anfallendes Kondensat sehr gut über die Einlasskanäle 15 ablaufen kann.The cylinder head cover 20th also has a bypass valve designed as a flap 24 with the one in the intake manifold 21st incoming air either through the air cooler 22nd or via one in the cylinder head cover 20th integrated bypass line 41 directly to inlet ducts 15th on the cylinder head 19th can be performed. The inlet ducts 19th are up towards the cylinder head cover 20th opened so that a possibly at the Cooling in the intake manifold 21st accruing condensate very well via the inlet channels 15th can expire.

Ferner sind an der Zylinderkopfabdeckung 20 und dem Zylinderkopf durchgehende Injektordurchgänge 16 ausgebildet.Also on the cylinder head cover 20th and the cylinder head through-going injector passages 16 educated.

In 3 befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem Zustand, in dem Luft entsprechend den Pfeilen durch den Ansaugkrümmer 21 strömt. Dabei strömt die Luft durch einen Lufteinlass 25 des Ansaugkrümmers 21 ein und wird in einen U-förmig ausgebildeten Strömungskanal 26 eingeleitet, in dem die beiden Luftkühler 22 in Reihe geschaltet angeordnet sind und somit nacheinander von der Luft durch-/umströmt werden. Die aus dem zweiten Luftkühler 22 austretende Luft wird anschließend einer Verteilerkammer 27 des Ansaugkrümmers 21 zugeführt, von wo aus die gekühlte Luft in die Einlasskanäle 15 strömt. Dabei verhindert das Bypass-Ventil 24, dass die aus dem zweiten Luftkühler 22 austretende Luft wieder zu dem Lufteinlass 25 zurückströmt.In 3 is the bypass valve 24 in a state in which air is passed through the intake manifold as indicated by the arrows 21st flows. The air flows through an air inlet 25th of the intake manifold 21st a and is in a U-shaped flow channel 26th initiated in which the two air coolers 22nd are arranged in series and thus the air flows through / around them one after the other. The one from the second air cooler 22nd escaping air is then a distribution chamber 27 of the intake manifold 21st fed from where the cooled air enters the intake ducts 15th flows. The bypass valve prevents this 24 that from the second air cooler 22nd exiting air back to the air inlet 25th flows back.

4 zeigt eine schematische Darstellung der in 3 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine 17 in einem weiteren Zustand. In diesem Zustand befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem Zustand, in dem die in den Ansaugkrümmer 21 einströmende Luft entsprechend dem Pfeil über die Bypass-Leitung 41 direkt der Verteilerkammer 27 zugeführt wird, ohne die Luftkühler 22 zu passieren. 4th shows a schematic representation of the in 3 reciprocating internal combustion engine shown 17th in another state. The bypass valve is in this state 24 in a state in which the in the intake manifold 21st inflowing air according to the arrow via the bypass line 41 directly to the distribution chamber 27 is supplied without the air cooler 22nd to happen.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 28 für ein nicht gezeigtes Kraftfahrzeug in einem Kühlzustand. 5 shows a schematic representation of a further embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 28 for a motor vehicle (not shown) in a cooling state.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 28 unterscheidet sich dadurch von dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass sich an den Strömungskanal 26 ein weiterer Kanal 29 anschließt, über den die aus dem zweiten Luftkühler 22 austretende Luft direkt in die Verteilerkammer 27 eingeleitet wird, ohne über eine in die Zylinderkopfabdeckung 20 integrierte Bypass-Leitung 42 wieder zu dem Bypass-Ventil 24 zurückströmen zu können. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu 3 verwiesen. The reciprocating internal combustion engine 28 differs from the in 3 embodiment shown that is attached to the flow channel 26th another channel 29 connected via the from the second air cooler 22nd escaping air directly into the distribution chamber 27 is initiated without going through the cylinder head cover 20th integrated bypass line 42 back to the bypass valve 24 to be able to flow back. In order to avoid repetition, the description above should be referred to 3 referenced.

6 zeigt eine schematische Darstellung der in 5 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine 28 in einem weiteren Zustand. In diesem Zustand befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem Zustand, in dem die in den Ansaugkrümmer 21 einströmende Luft entsprechend dem Pfeil über die Bypass-Leitung 42 direkt der Verteilerkammer 27 zugeführt wird, ohne die Luftkühler 22 zu passieren. 6th shows a schematic representation of the in 5 reciprocating internal combustion engine shown 28 in another state. The bypass valve is in this state 24 in a state in which the in the intake manifold 21st inflowing air according to the arrow via the bypass line 42 directly to the distribution chamber 27 is supplied without the air cooler 22nd to happen.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 30 für ein nicht gezeigtes Kraftfahrzeug in einem Kühlzustand. 7th shows a schematic representation of a further embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 30th for a motor vehicle (not shown) in a cooling state.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 30 weist einen nicht gezeigten Zylinderblock und eine mit dem Zylinderblock verbundene Zylinderkopfanordnung 31 auf.The reciprocating internal combustion engine 30th has a cylinder block, not shown, and a cylinder head assembly connected to the cylinder block 31 on.

Die Zylinderkopfanordnung 31 weist einen Zylinderkopf 19 und eine damit verbundene Zylinderkopfabdeckung 32 auf. Die Zylinderkopfabdeckung 32 weist einen zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 32 integrierten Ansaugkrümmer 33 einer nicht gezeigten Ansauganlage der Hubkolbenbrennkraftmaschine 30 und fünf zumindest teilweise in die Zylinderkopfabdeckung 32 integrierte Luftkühler 34 auf. Der Ansaugkrümmer 33 kann monolithisch in die Zylinderkopfabdeckung 32 integriert sein.The cylinder head assembly 31 has a cylinder head 19th and an associated cylinder head cover 32 on. The cylinder head cover 32 has an at least partially in the cylinder head cover 32 integrated intake manifold 33 an intake system, not shown, of the reciprocating internal combustion engine 30th and five at least partially in the cylinder head cover 32 integrated air cooler 34 on. The intake manifold 33 can monolithically in the cylinder head cover 32 be integrated.

Die Zylinderkopfabdeckung 32 kann zusätzlich derart haubenartig ausgebildet sein, dass mit ihr ein an dem Zylinderkopf gelagerter, nicht gezeigter Ventiltrieb auf einer einem nicht gezeigten Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt ist. Die Zylinderkopfabdeckung 32 ist derart haubenartig ausgebildet, dass mit ihr die Luftkühler 34 auf einer dem Zylinderblock abgewandten Seite vollständig abgedeckt sind.The cylinder head cover 32 can additionally be designed like a hood in such a way that with it a valve drive (not shown) mounted on the cylinder head is completely covered on a side facing away from a cylinder block (not shown). The cylinder head cover 32 is designed like a hood that with it the air cooler 34 are completely covered on a side facing away from the cylinder block.

Die Zylinderkopfabdeckung 32 weist zudem ein als Klappe ausgebildetes Bypass-Ventil 24 auf, mit dem eine in den Ansaugkrümmer 33 einströmende Luft entweder durch die Luftkühler 34 oder über eine in die Zylinderkopfabdeckung 32 integrierte Bypass-Leitung 43 direkt zu Einlasskanälen 15 an dem Zylinderkopf 19 geführt werden kann. Die Einlasskanäle 15 sind nach oben in Richtung der Zylinderkopfabdeckung 32 geöffnet, so dass ein eventuell bei der Kühlung in dem Ansaugkrümmer 33 anfallendes Kondensat sehr gut über die Einlasskanäle 15 ablaufen kann.The cylinder head cover 32 also has a bypass valve designed as a flap 24 with the one in the intake manifold 33 incoming air either through the air cooler 34 or via one in the cylinder head cover 32 integrated bypass line 43 directly to inlet ducts 15th on the cylinder head 19th can be performed. The inlet ducts 15th are up towards the cylinder head cover 32 opened so that a possibly cooling in the intake manifold 33 accruing condensate very well via the inlet channels 15th can expire.

Ferner sind an der Zylinderkopfabdeckung 32 und dem Zylinderkopf durchgehende Injektordurchgänge 16 ausgebildet.Also on the cylinder head cover 32 and the cylinder head through-going injector passages 16 educated.

In 7 befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem Zustand, in dem Luft entsprechend den Pfeilen durch den Ansaugkrümmer 33 strömt. Dabei strömt die Luft durch einen Lufteinlass 25 des Ansaugkrümmers 33 ein und wird in eine Strömungskammer 35 eingeleitet, in der die beiden Luftkühler 34 parallelgeschaltet angeordnet sind und somit parallel von der Luft durch-/umströmt werden. Die aus der Strömungskammer 35 austretende Luft wird anschließend über einen Verbindungskanal 36 einer Verteilerkammer 27 des Ansaugkrümmers 33 zugeführt, von wo aus die gekühlte Luft in die Einlasskanäle 15 strömt.In 7th is the bypass valve 24 in a state in which air is passed through the intake manifold as indicated by the arrows 33 flows. The air flows through an air inlet 25th of the intake manifold 33 one and is in a flow chamber 35 initiated in which the two air coolers 34 are arranged connected in parallel and thus the air flows through / around them in parallel. The one from the flow chamber 35 escaping air is then via a connecting duct 36 a distribution chamber 27 of the intake manifold 33 fed from where the cooled air enters the intake ducts 15th flows.

8 zeigt eine schematische Darstellung der in 5 gezeigten Hubkolbenbrennkraftmaschine 30 in einem weiteren Zustand. In diesem Zustand befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem Zustand, in dem die in den Ansaugkrümmer 33 einströmende Luft entsprechend dem Pfeil über die Bypass-Leitung 43 direkt der Verteilerkammer 27 zugeführt wird, ohne die Luftkühler 34 zu passieren. 8th shows a schematic representation of the in 5 reciprocating internal combustion engine shown 30th in another state. The bypass valve is in this state 24 in a state in which the in the intake manifold 33 inflowing air according to the arrow via the bypass line 43 directly to the distribution chamber 27 is supplied without the air cooler 34 to happen.

9 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine 37 für ein nicht gezeigtes Kraftfahrzeug in einem Kühlzustand. 9 shows a schematic representation of a further embodiment for a reciprocating internal combustion engine according to the invention 37 for a motor vehicle (not shown) in a cooling state.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 37 unterscheidet sich dadurch von dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Luft aus der Strömungskammer 35 auf einer dem Bypass-Ventil 24, also einer, einer Eintrittsöffnung 45 gegenüberliegenden Seite der Strömungskammer 35 mittels eines Verbindungskanals 38 in die Verteilerkammer 27 geführt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu 7 verweisen.The reciprocating internal combustion engine 37 differs from the in 7th embodiment shown that the air from the flow chamber 35 on one of the bypass valve 24 , so one, an inlet opening 45 opposite side of the flow chamber 35 by means of a connecting channel 38 into the distribution chamber 27 to be led. In order to avoid repetition, the description above should be referred to 7th refer.

In 9 befindet sich das Bypass-Ventil 24 in einem, die Eintrittsöffnung 45 freigebenden Zustand, in dem Luft entsprechend den Pfeilen durch den Ansaugkrümmer 39 strömt. Dabei strömt die Luft durch einen Lufteinlass 25 des Ansaugkrümmers 39 ein und wird durch die Eintrittsöffnung 45 in die Strömungskammer 35 eingeleitet, in der die Luftkühler 34 parallelgeschaltet angeordnet sind und somit parallel von der Luft durch-/umströmt werden. Die aus der Strömungskammer 35 austretende Luft wird anschließend über den Verbindungskanal 38 der Verteilerkammer 27 des Ansaugkrümmers 39 zugeführt, von wo aus die gekühlte Luft in die Einlasskanäle 15 strömt. Das Bypass-Ventil 24 kann in einem, die Eintrittsöffnung 45 verschließenden, nicht gezeigten Zustand die in den Ansaugkrümmer 39 einströmende Luft über eine in die Zylinderkopfabdeckung 32 integrierte Bypass-Leitung 44 direkt der Verteilerkammer 27 zuführen, ohne die Luftkühler 34 zu passieren.In 9 is the bypass valve 24 in one, the inlet opening 45 releasing state in which air passes through the intake manifold according to the arrows 39 flows. The air flows through an air inlet 25th of the intake manifold 39 one and is through the inlet opening 45 into the flow chamber 35 initiated in the air cooler 34 are arranged connected in parallel and thus the air flows through / around them in parallel. The one from the flow chamber 35 escaping air is then via the connecting duct 38 the distribution chamber 27 of the intake manifold 39 fed from where the cooled air enters the intake ducts 15th flows. The bypass valve 24 can in one, the inlet opening 45 locking, not shown state in the intake manifold 39 inflowing air through a cylinder head cover 32 integrated bypass line 44 directly to the distribution chamber 27 without the air cooler 34 to happen.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
22: ZylinderblockCylinder block
33: ZylinderkopfanordnungCylinder head assembly
44th: AbgastraktExhaust tract
55: ZylinderkopfCylinder head
66th: ZylinderkopfabdeckungCylinder head cover
77th: AnsaugkrümmerIntake manifold
88th: AnsauganlageIntake system
99: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
1010: ZylinderkopfanordnungCylinder head assembly
1111: ZylinderkopfCylinder head
1212: ZylinderkopfabdeckungCylinder head cover
1313: AnsaugkrümmerIntake manifold
1414th: LuftkühlerAir cooler
1515th: EinlasskanalInlet port
1616: InjektordurchgangInjector passage
1717th: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
1818th: ZylinderkopfanordnungCylinder head assembly
1919th: ZylinderkopfCylinder head
2020th: ZylinderkopfabdeckungCylinder head cover
2121st: AnsaugkrümmerIntake manifold
2222nd: LuftkühlerAir cooler
2323: Bypass-VentilBypass valve
2424: Bypass-VentilBypass valve
2525th: LufteinlassAir inlet
2626th: StrömungskanalFlow channel
2727: VerteilerkammerDistribution chamber
2828: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
2929: weiterer Kanalanother channel
3030th: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
3131: ZylinderkopfanordnungCylinder head assembly
3232: ZylinderkopfabdeckungCylinder head cover
3333: AnsaugkrümmerIntake manifold
3434: LuftkühlerAir cooler
3535: StrömungskammerFlow chamber
3636: VerbindungskanalConnection channel
3737: HubkolbenbrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
3838: VerbindungskanalConnection channel
3939: AnsaugkrümmerIntake manifold
4040: Bypass-LeitungBypass line
4141: Bypass-LeitungBypass line
4242: Bypass-LeitungBypass line
4343: Bypass-LeitungBypass line
4444: Bypass-LeitungBypass line
4545: Eintrittsöffnung von 35Entry opening from 35

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2015/0198111 A1 [0004]
DE 102008057420 A1 [0005]
US 8984878 B2 [0006]
US 9194281 B2 [0007]
US 6116026 A [0008]

Claims

Cylinder head cover (6, 12, 20, 32) for a reciprocating piston internal combustion engine (1, 9, 17, 28, 30, 37), having at least one intake manifold (7, 13) integrated at least partially into the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) , 21, 33, 39) of an intake system (8) of the reciprocating piston internal combustion engine (1, 9, 17, 28, 30, 37), characterized by at least one air cooler (14) integrated at least partially into the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) , 22, 34).

Cylinder head cover (12, 20, 32) Claim 1 , characterized by at least one bypass line (40, 41, 42, 43, 44) integrated at least partially into the cylinder head cover (12, 20, 32) and at least one bypass line at least partially integrated into the cylinder head cover (12, 20, 32) Valve (23, 24), with the air flowing into the intake manifold (13, 21, 33, 39) either the air cooler (14, 22, 34) or the bypass line (40, 41, 42, 43, 44) is feedable.

Cylinder head cover (20) Claim 1 or 2 , characterized by at least one flow channel (26) integrated at least partially into the cylinder head cover (20), which is guided in a U-shape around injector passages (16) on the cylinder head cover (20), and at least two with respect to a flow direction one through the flow channel (26) flowing air in series one behind the other connected air cooler (22), between which the injector passages (16) are arranged.

Cylinder head cover (32) according to one of the preceding claims, characterized by at least one flow chamber (35) which is at least partially integrated into the cylinder head cover (32) and through which injector passages (16) of the cylinder head cover (32) arranged in a row and spaced apart from one another are passed, two air coolers (22) connected in parallel with respect to a flow direction of an air flowing through the flow chamber (35), each of which is arranged between two injector passages (16).

Cylinder head cover (32) according to one of the preceding claims, characterized by at least one distributor chamber (27) which is at least partially integrated into the cylinder head cover (32) and via which air flowing through the cylinder head cover (32) can be supplied to inlet ducts (15) on a cylinder block (2) , and at least one connecting channel (38) connecting the flow chamber (35) to the distribution chamber (27), the connecting channel (38) being connected to a side of the flow chamber (35) opposite an inlet opening (45) of the flow chamber (35).

Cylinder head cover (6, 12, 20, 32) according to one of the preceding claims, characterized in that the intake manifold (7, 13, 21, 33, 39) is monolithically integrated into the cylinder head cover (6, 12, 20, 32).

Cylinder head cover (6, 12, 20, 32) Claim 6 , characterized in that the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) is a component produced by a casting process or an additive manufacturing process.

Cylinder head arrangement (3, 10, 18, 31) for a reciprocating piston internal combustion engine (1, 9, 17, 28, 30, 37), having a cylinder head (5, 11, 19) and a cylinder head cover (6, 12, 20, 32 that can be connected to it) ), characterized in that the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) is designed according to one of the preceding claims.

Cylinder head assembly (3, 10, 18, 31) Claim 8 , characterized in that the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) is designed such that it completely covers a valve drive mounted on the cylinder head (5, 11, 19) on a side facing away from a cylinder block.

Cylinder head assembly (3, 10, 18, 31) Claim 8 or 9 , characterized in that the cylinder head cover (6, 12, 20, 32) is designed in such a way that it completely covers the air cooler (14, 22, 34) on a side facing away from a cylinder block (2).

Reciprocating internal combustion engine (1, 9, 17, 28, 30, 37) for a vehicle, having a cylinder block (2) and a cylinder head arrangement (3, 10, 18, 31) connectable to the cylinder block (2), characterized in that the cylinder head arrangement (3, 10, 18, 31) according to one of the Claims 8 to 10 is trained.