DE1576727A1

DE1576727A1 - Zylinderkopf fuer eine fluessigkeitsgekuehlte ventilgesteuerte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1576727A1
Application number: DE19671576727
Authority: DE
Inventors: Eckert Dipl-Ing Rolf
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1970-06-18

Description

Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte ventilgesteuerte Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit eingepreßten Ventilsitzringen.
Bei der Steigerung der spezifischen Leistung von ventilgesteuerten Brennkraftmaschinen, insbesondere von aufgeladenen t,Iaschinen, ist es oft schwierig, von einigen wenigen, sich besonders stark erhitzenden Bauteilen oder iiIaterialzonen die Wärme in ausreichendem Maß laufend abzuführen. Thermisch besonders hoch beansprucht sind die Auslaßventile und die zwischen zwei benachbarten Ventilöffnungen liegende Zylinderkonfpartie, die sog. Stegpartie. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Voraussetzungen für die Wärmeabfuhr von den thermisch besonders hoch beanspruchten `Teilen und Materialzonen günstiger zu gestalten. Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch, daß die Ventilsitzringe außen unmittelbaren Kontakt mit der Kühlflüssigkeit haben.
Die bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre erzielte vorteilhafte Wirkung beruht also darin, daß die an den Ventilen und deren Sitzringen auftretende Wärme unter Ausschluß des so gefährlichen Umweges über das Zylinderkopfmaterial von den Sitzringen unmittelbar an die Kühlflüssigkeit abgegeben wird. Außerdem werden Modelle und Abguß des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes durch die zusätzliche Abstützung der Kühlmittelraumkerne an den Gaswechselkanalkernen sicherer. Insbesondere wird auch das Gußputzen an den kritischens d.h. thermisch hoch beanspruchten Stellen vereinfacht.
Ein erster Vorschlag zur Verwirklichung der Erfindung geht dahin, im Bereich der Sitzringe Aussparungen in den Gaswechselkanalwänden vorzusehen, durch die hindurch die Ventilsitzringe von der Kühlflüssigkeit berührt werden. Vorteilhaft ist es, hierbei die Aussparungen in den Gaswechselkanalwänden durch Ringnuten in den Ventilsitzringen und/oder in den Aufnahmebohrungen miteinander zu verbinden und dafür zu sorgen, daß zwischen den Aussparungen ein Druckgefälle herrscht,"damit eine hinreichende Strömungsgeschwindigkeit auch in den Ringnuten erzielt wird.
Im Rahmen der Erfindung können die Kühlmittelwege für die Ventilsitzringe unabhängig von den übrigen Kühlzonen im Kopf beschickbar sein, also separate, gegebenenfalls sogar ein anderes Kühlmittel, beispielsweise Schmieröl oder Kraftstoff führende Kreisläufe darstellen, oder als Parallelstrecken höheren Druckgefälles zu den übrigen Kühlmittelwegen im Zylinderkopf ausgebildet sein.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt den Zylinderkopf einer ventilgesteuerten Viertaktbrennkraftmaschine, parallel zur Zylinderlängsachse so geschnitten, daß die Achsen von Auslaß- und Einlaßventilöffnung in der Schnittebene verlaufen, Abb. 2 den gleichen Zylinderkopf in perspektivischer Ansicht nach der Linie II-II in Abb. 1 geschnitten.
Abb. 3 veranschaulicht im Schnitt analog Abb. 1 einen erfindung@-gemäßen Zylinderkopf mit einer etwas anders gearteten unmittelbaren Kühlung der Ventilsitzringe.
Abb. 4 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen, mit zwei Einlab- und zwei Auslaßventilen ausgerüsteten Zylinderkopf mit Ringnuten in den Ventilsitzringen für ein Kühlmittel, wobei die Ringnuten je eines Auslaßventils und eines Einlaßventils zu einem getrennt von den übrigen Kühlzonen des Kopfes beschickbaren Kühlweg hintereinander geschaltet sind.

Abb. 5 zeigt den Z;7linderkopf nach Abb. 4 imci@ni i nach der iinie V-V.

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direkten Kontakt mit den Ventilsitzringen, so daß die an diesen anfallende Wärme nicht mehr durch das Material des Zylinderkopfes abgeführt zu werden braucht. Von besonderer Bedeutung ist diese thermische Entlastung des Zylinderkopfmaterials für die zwischen den beiden Ventilöffnungen liegende Partie, die sogenannte Stegpartie ö.

Der Zylinderkopf nach Abb. 3 unterscheidet sich von dem vorbe- ' schriebenen Zylinderkopf dadurch, daß die Aussparungen 9 und 10 in den Gaswechselkanalwänden 11 bzw. 12 durch eine in das Zylinderkopfmaterial eingearbeitete Ringnut 13 untereinander verbunden. sind. Hierbei ist, wie allerdings der Zeichnung nicht zu»entnehmen ist, an jeder Ventilöffnung eine der Aussparungen 9 bzw.
10 so angeordnet, daß sie in einem Staudruckgebiet liegt, so daß ein stetiger Kühlmittelfluß durch die Ringnut und die übrigen Aussparungen gewährleistet ist.
Die Abb. 4 und 5 zeigen einen Zylinderkopf mit je zwei Einlaßventilöffnungen 14 und 15 bzw. Auslaßventilöffnungen 16 und 17. In jeden Ventilsitzring ist, wie Abb. 4 zeigt, eine Ringnut 18, bzw. 19, 20 und 21 (siehe Abb. 5) eingearbeitet. Außerdem sind die Ringnuten 16 und 19 in den Sitzringen je eines Einlaßventils und eines Auslaßventils durch einen Kanal 22 bzw. 23 untereinander verbunden. Da weiterhin von sämtlichen Ringnuten aus Kanäle 24, 25, 26 und 27 getrennt von den übrigen Kühlräumen des Kopfes aus bis zu dessen Oberfläche verlaufen, sind zwei Kühlstrecken 26, 19,22,1e,24 und 27,21,23,20,25 vorhanden,-die, wie durch Pfeile

angedeu.et, geTrenn; beschickt werden können, ggf. durch ein

#--E- s uie üö_^igen 'ri#-=z;##rLen des Zylinderkopfes

Claims

P a@t e n t ans p r ü c h e 1. Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte, ventilgesteuerte 8rennkraftmaschinen mit eingepreßten Ventilsitzringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzringe (2,3) außen unmittelbaren Kontakt mit der Kühlflüssigkeit haben.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzringe (2, 3) am Umfang abschnittsweise durch Aussparungen (6,7) in den Gaswechselkanalwä.nden (4, 5) hindurch von der Kühlflüssigkeit berührt werden.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (9,10) in den Gaswechselkanalwänden (11, 12) durch Ringnuten (13) in den Ventilsitzringen und/oder in den Aufnahmebohrungen miteinander verbunden sind und zwischen den Aussparungen ein Druckgefälle herrscht.
4. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelwege (26, 19, 22, 18, 24 bzw. 27, 21, 23, 20, 25) für die Ventilsitzringe unabhängig von den übrigen Kühlzonen im Kopf beschickbar sind.
5. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelwege für die Ventilsitzringe Parallelstrecken höheren Druckgefälles zu den übrigen Kühlmittelwegen im Zylinderkopf darstellen.