DE10256192B4

DE10256192B4 - Zwischenboden eines Zylinderkopfs

Info

Publication number: DE10256192B4
Application number: DE10256192A
Authority: DE
Inventors: Chang-Seok Oh
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2022-12-03
Also published as: JP2003343346A; US6786184B2; KR20030091490A; JP3911608B2; KR100444468B1; DE10256192A1; US20030221642A1

Abstract

Zwischenboden (M) eines Zylinderkopfs, welcher Zwischenboden aufweist:
eine Trennwand (1) mit einer bestimmten Höhenerstreckung, die sich zwischen einer Ansaugseite und einer Auslassseite des Zwischenbodens (M) erstreckt und quer zu diesem angeordnet ist, und
eine Mehrzahl von Wärmeaustauschvorsprüngen (2-1, 2-2), die an der Oberseite des Zwischenbodens (M) zum Vergrößern der Wärmeaustauschfläche ausgebildet ist, wobei
in der Trennwand ein Trennwand-Aussparungsabschnitt (3) zum Steuern eines Motorölflusses vorgesehen ist, der zwischen zwei mittleren zum Montieren von Zündkerzen vorgesehenen Vorsprüngen (B) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, und insbesondere einen Zwischenboden eines Zylinderkopfs, der derart eingerichtet ist, dass Motoröl in einer effizienten Weise abgekühlt werden kann.

Im Allgemeinen ist zum Abkühlen des oberen Abschnitts der Verbrennungsräume ein Kühlmantel bzw. Kühlwassermantel am unteren Abschnitt eines Zwischenbodens ausgebildet, und an der Oberseite des Zwischenbodens, auf welcher zum Schmieren und Kühlen einer Nockenwelle und von Einlass-/Auslassventilen heißes Motoröl entlang fließt, wird dieses Motoröl mittels eines Wärmeaustauschprozesses abgekühlt und danach in eine Ölwanne abgeleitet.

1 zeigt einen üblichen Zylinderkopf H. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Zylinderkopfs, wobei dieser vertikal geschnitten ist. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zwischenbodens M, wobei der Zylinderkopf von 1 horizontal geschnitten ist.

2 zeigt den oberen Abschnitt von Verbrennungsräumen C, die an der Unterseite des Zylinderkopfs ausgebildet sind, einen in der Mitte des Zylinderkopfs ausgebildeten Raum SP, in welchen eine Zündkerze einsetzbar ist, und einen Kühlwassermantel W, der an der Oberseite der Verbrennungsräume ausgebildet ist. Der obere Abschnitt des Kühlwassermantels W ist vom Zwischenboden M begrenzt. Das zum Betreiben der Nockenwelle und der Ventile verwendete Motoröl fließt auf der Oberseite des Zwischenbodens M entlang, tauscht Wärme mit dem Kühlwasser im Kühlwassermantel W aus und fließt dann ab.

Der Kühlwassermantel W nimmt an der Auslassseite einen größeren Raum in Anspruch als an der Ansaugseite, so dass das eine hohe Temperatur aufweisende Abgas an der Auslassseite, die einer größeren Abkühlung bedarf, effektiver gekühlt wird. Daher ist der Zwischenboden M mit einer Auslassseite ausgebildet, die eine große Kontaktfläche mit dem Kühlwassermantel aufweist, und ist ferner zum Sammeln und Abfließen des Motoröls von der Auslassseite zur Ansaugseite hin geneigt.

4 zeigt eine Querschnittsansicht des Zwischenbodens M. Um ein gleichmäßiges Fließen des Motoröls zu gewährleisten, ist der Zwischenboden M mit einer einfachen, ebenen Form ausgebildet, wodurch das Öl entlang der Oberseite des Zwischenbodens M fließt und wie oben beschrieben schnell von der Auslassseite zur Ansaugseite hin abfließt.

Jedoch besteht beim herkömmlichen Aufbau des Zwischenbodens M des Zylinderkopfs ein Problem darin, dass die Oberseite des Zwischenbodens M mit der zuvor genannten einfachen, ebenen Form ausgebildet ist, der Kühlwassermantel an der Auslassseite groß ausgebildet ist, aber das Motoröl nicht lange an der Auslassseite der Oberseite des in Richtung zur Ansaugseite hin nach unten geneigten Zwischenbodens M verweilt, wodurch eine effektive Abkühlung des Motoröls unmöglich ist.

Aus der DE 35 46 436 A1 ist ein Zwischenboden eines Zylinderkopfs bekannt, der eine Trennwand mit einer bestimmten Höhenerstreckung aufweist, die sich zwischen einer Ansaugseite und einer Auslassseite des Zwischenbodens erstreckt.

Aus der DE 38 38 953 A1 ist bekannt, dass auf einer dem Kühlwasserraum zugewandten Seite des Brennraums des Zylinderkopfes zusätzliche Rippen zur Wärmeabfuhr angeordnet sind.

Die Erfindung schafft einen Zwischenboden eines Zylinderkopfs, mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist am Zwischenboden eine Trennwand mit einer bestimmten Höhenerstreckung vorgesehen, die sich zwischen dessen Ansaugseite und dessen Auslassseite erstreckt und quer zum Zwischenboden angeordnet ist. Ferner ist an der Oberseite des Zwischenbodens eine Mehrzahl von Wärmeaustauschvorsprüngen zum Vergrößern der Wärmeaustauschfläche angeordnet. In der Trennwand ist ein Trennwand-Aussparungsabschnitt zum Steuern des Motorölflusses vorgesehen, der zwischen zwei mittleren zum Montieren der Zündkerzen vorgesehenen Vorsprüngen angeordnet ist.

Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter beschrieben.
1 zeigt einen üblichen Zylinderkopf.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Zylinderkopfs, wobei dieser vertikal geschnitten ist.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zwischenbodens M, wobei der Zylinderkopf von 1 horizontal geschnitten ist.
4 zeigt eine Querschnittsansicht des in 3 gezeigten Zwischenbodens, wobei dieser vertikal geschnitten ist.
5 zeigt eine Draufsicht auf einen Zwischenboden eines Zylinderkopfs gemäß der Erfindung.
6 zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht des in 5 dargestellten Zwischenbodens, wobei dieser vertikal geschnitten ist.
7 zeigt eine Querschnittsansicht des den erfindungsgemäßen Zwischenboden aufweisenden Zylinderkopfs, wobei dieser in der Mitte eines Verbrennungsraums vertikal geschnitten ist.
8 zeigt eine Querschnittsansicht des den erfindungsgemäßen Zwischenboden aufweisenden Zylinderkopfs, wobei dieser zwischen zwei Verbrennungsräumen vertikal geschnitten ist.
Wie in 5 bis 8 gezeigt, sind an der Oberseite eines Zwischenbodens M Trennwände 1 mit einer bestimmten Höhenerstreckung geformt, die sich zwischen der Ansaugseite und der Auslassseite des Zwischenbodens M erstrecken und quer zu diesem angeordnet sind. Ferner sind eine Mehrzahl von Wärmeaustauschvorsprüngen 2 zum Vergrößern der Wärmeaustauschfläche an der Oberseite des Zwischenbodens angeformt.
Die Trennwand 1 ist so angeordnet, dass sie Vorsprünge B miteinander verbindet, die für die Montage von Zündkerzen für die jeweiligen Verbrennungsräume vorgesehen sind. Ferner ist die Trennwand 1 mit einer Höhenerstreckung ausgebildet, die hoch genug ist, so dass das Motoröl von der Auslassseite entlang der Trennwand 1 und über diese hinweg zur Ansaugseite hin fließt, während konstant ein gewisses Höhenniveau an Motoröl auf der Auslassseite des Zwischenbodens M erhalten bleibt.
Dies ist so vorgesehen, weil normalerweise das Motoröl, welches in den oberen Abschnitt der Auslassseite des Zwischenbodens M eingegeben wird, dort nicht lang genug verweilt, um einen effektiven Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser zu gewährleisten, das im unter dem Zwischenboden ausgebildeten Kühlwassermantel fließt.
Ein nicht die Trennwand 1 aufweisender Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 ist an einem Abschnitt des Zwischenbodens M ausgebildet. Das Motoröl fließt von der Auslassseite des Zwischenbodens M über die Trennwand 1 hinweg zu dessen Ansaugseite hin und fließt gleichzeitig durch den Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 zu der Ansaugseite hin, so dass das Motoröl, ohne von der Trennwand 1 gestoppt zu werden, entlang der verschiedenen Flusspassagen auf der Auslassseite des Zwischenbodens M länger verweilt, als entlang dessen Ansaugseite, so dass das Motoröl durch das unter dem Zwischenboden M fließende Kühlwasser effektiv abgekühlt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 zwischen den beiden mittleren, zum Einsetzen der Zündkerzen vorgesehenen Vorsprüngen B angeordnet. Jedoch kann der Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 in Abhängigkeit von der Anordnungsposition eines Ölablauflochs D, welches zum Abfließen des Motoröls vom Zwischenboden in eine Ölwanne oder ein Motorgehäuse vorgesehen ist, verschiedenartig ausgebildet sein. Der Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 kann ferner mehr oder weniger in seiner Größe und seiner Form variieren.
Die Wärmeaustauschvorsprünge 2 sind auf der Ansaugseite und auf der Auslassseite des Zwischenbodens mit unterschiedlichen Formen ausgebildet. Zuweilen ist es möglich, die Wärmeaustauschvorsprünge an entweder der Ansaugseite oder der Auslassseite des Zwischenbodens M vorzusehen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Mehrzahl von kurzen, in gerader Linie verlaufenden Wärmeaustauschvorsprüngen 2-1 auf der Auslassseite des Zwischenbodens M geformt, und sind eine Mehrzahl von runden Wärmeaustauschvorsprüngen 2-2 auf der Ansaugseite des Zwischenbodens M geformt.
Wenn das Motoröl zum Schmieren und Kühlen der Nockenwelle und der Ventile in den oberen Abschnitt der Auslassseite des Zwischenbodens M eingegeben wird, kann das dort eingegebene Motoröl wegen der Trennwand 1 nicht direkt zur Ansaugseite hin fließen, sondern ein gewisser Anteil des Motoröls wird von der Trennwand 1 gestoppt und fließt dann entlang der Trennwand 1 und über diese hinweg zur Ansaugseite hin. Andererseits fließt ein gewisser Anteil des Motoröls, ohne von der Trennwand 1 gestoppt zu werden, zum Trennwand-Aussparungsabschnitt 3 hin und tauscht dabei Wärme mit dem Kühlwasser aus, das im unter dem Zwischenboden M ausgebildeten Kühlwassermantel W fließt, so dass das Motoröl effektiv abgekühlt wird.
Die Wärmeaustauschvorsprünge 2 sind dazu angeformt, um die Kontaktfläche zwischen dem Motoröl und dem Zwischenboden M zu vergrößern und dadurch den Wärmeaustausch und das Abkühlen des Motoröls mittels des Kühlwassers im Kühlwassermantel W effektiver zu gestalten, wodurch die Temperatur des Motoröls auf ein gefordertes Temperaturniveau reduzierbar ist.
Wie oben beschrieben, besteht hier der Vorteil darin, dass beim erfindungsgemäßen Zwischenboden das Motoröl länger auf der Auslassseite des Zwischenbodens verweilt, an der die zum Kühlwassermantel benachbarte Fläche größer ist, und dass dadurch sowie durch Vergrößern der Wärmeaustauschfläche mittels einer Mehrzahl von Wärmeaustauschvorsprüngen das Motoröl effektiv auf ein gefordertes Temperaturniveau abgekühlt wird.

Claims

Zwischenboden (M) eines Zylinderkopfs, welcher Zwischenboden aufweist: eine Trennwand (1) mit einer bestimmten Höhenerstreckung, die sich zwischen einer Ansaugseite und einer Auslassseite des Zwischenbodens (M) erstreckt und quer zu diesem angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschvorsprüngen (2-1, 2-2), die an der Oberseite des Zwischenbodens (M) zum Vergrößern der Wärmeaustauschfläche ausgebildet ist, wobei in der Trennwand ein Trennwand-Aussparungsabschnitt (3) zum Steuern eines Motorölflusses vorgesehen ist, der zwischen zwei mittleren zum Montieren von Zündkerzen vorgesehenen Vorsprüngen (B) angeordnet ist.
Zwischenboden gemäß Anspruch 1, wobei die Trennwand (1) so angeordnet ist, dass sie die Vorsprünge (B) miteinander verbindet, die zum Montieren der Zündkerzen für die jeweiligen Verbrennungsräume vorgesehen sind.
Zwischenboden gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmeaustauschvorsprünge (2-1, 2-2) auf der Ansaugseite und auf der Auslassseite in unterschiedlichen Formen angeformt sind.