DE1751747A1

DE1751747A1 - Air-cooled cylinder for four-stroke internal combustion engines

Info

Publication number: DE1751747A1
Application number: DE19681751747
Authority: DE
Inventors: Dieter Frehe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-22
Filing date: 1968-07-22
Publication date: 1971-05-19
Also published as: BE736020A; GB1263990A; FR2013428A1

Description

Wolfgang Gutbrod 6601Bübingen/Saar, den 18. Juli 1968Wolfgang Gutbrod 6601Bübingen / Saar, July 18, 1968

Luftgekühlter Zylinder für ViertaktbrennkraftmaschinenAir-cooled cylinder for four-stroke internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten Zylinder für Yiertaktbrennkraftmaschinen, mit einem seitlich vom Zylinder vorgesehenen Brennraum und mit in bezug auf den insbesondere durch ein Gebläse erzeugten Kühlluftstrom hintereinander angeordneten , seitlich vom Zylinder befindlichen GaswechselSteuerventilen, einem vornliegenden Einlaßventil und einem hinter diesem befindlichen Auslaßventil, zur Steuerung eines Einlaßbzw. Auslaßkanales.The invention relates to an air-cooled cylinder for Yier-stroke internal combustion engines, with one on the side of the cylinder provided combustion chamber and arranged one behind the other with respect to the cooling air flow generated in particular by a fan gas exchange control valves on the side of the cylinder, an inlet valve located in front and an outlet valve located behind this, for controlling an inlet or Outlet duct.

Bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen stellt eine ausreichende " und gleichzeitig ausgeglichene Kühlung des gesamten Zylinders und Zylinderkopfes nach wie vor ein wiohtLge« Problem dar. Nicht nur der Wärmeanfall ist in den einzelnen Bereichen des Zylinders und des Zylinderkopfes verschieden, sondern auch die Kühleinflüsse der Umwelt bzw· des Kühlluftströmeβ wirken örtlich ungleichmäßig auf diese Bauteile ein. So iat die Auslaßpartie des Zylinders duroh die heißen Auspuffgase thermisch wesentlich höher belastet ale deeBen Einlaßeeite, die vom verhältnismäßig kalten Aneauggemisch oder der frischen Ansaug-In the case of air-cooled internal combustion engines, a sufficient " and at the same time balanced cooling of the entire cylinder and cylinder head continues to be a major problem. Not only the heat build-up is different in the individual areas of the cylinder and the cylinder head, but also the Cooling influences of the environment or the cooling air flow act locally unevenly on these components. So iat the outlet section of the cylinder due to the fact that the hot exhaust gases are subjected to a much higher thermal load on all of the inlet side that flows from the relatively cold intake mixture or the fresh intake

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luft periodisch gekühlt wird. Aufierdem besteht der mangelhafte Umstand, daß der Zylinder und der Zylinderkopf durch den Fahrtwind oder durch den mittels eines Kühlgebläses erzeugten Kühlluftstrom nur einseitig direkt gekühlt bzw. angeströmt wird, während zur ausreichenden Kühlung auch derair is periodically cooled. There is also the defective one The fact that the cylinder and the cylinder head by the airstream or by means of a cooling fan generated cooling air flow is only cooled directly on one side or is flowed against, while for sufficient cooling also the

fc anderen Seiten des Zylinders und Zylinderkopfes besondere konstruktive Maßnahmen in Form einer besonderen Gestaltung der Kühlrippen oder von Kühlluftleitflächen getroffen werden müssen, um einen zwangsweise gesteigerten Kühleffekt zu erhalten, örtlich hohe Teraperatiirdifferenzen würden zu hohen Spannungen im Zylinder und Zylinderkopf und schlimmstenfalls zu Rissen in diesen exponierten Bauteilen führen. Die larekannten Maßnahmen zur Erzeugung eines weitgehend ausgeglichenen Wärmehaushalits für den Zylinder sind, sofern durch die günstigefc other side of the cylinder and cylinder head special design Maßna h men must be taken in the form of a special design of the cooling fins or Kühlluftleitflächen to obtain a forcibly increased cooling effect, locally high Teraperatiirdifferenzen would result in high stresses in the cylinder and cylinder head and at worst cracks in lead to these exposed components. The known measures for generating a largely balanced heat balance for the cylinder are provided by the favorable

_k Resultate erreicht werden, konstruktiv aufwendig und herstellungsteohniBOh teuer. _k results can be achieved, structurally complex and cost-free to manufacture.

Besondere kühltechnisohe Schwierigkeiten ergeben sich bei Zylindern der einleitend genannten Art, denn hierbei ist der Zylinder durch den einseitig angeordneten heißen Brennraum und der zwangsläufig hintereinander liegenden Kanäle thermisch auch einseitig belastet. Außerdem kann hierbei, um einen hohen ' Füllungsgrad für den Zylinder zu bekommen, nicht auf die An-Particular cooling difficulties arise in the case of cylinders of the type mentioned in the introduction, because here the cylinder is also thermally loaded on one side due to the hot combustion chamber arranged on one side and the channels that are inevitably one behind the other. In addition, in order to get a high degree of filling for the cylinder , it is not possible to rely on the

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Ordnung des Einlaßventiles in bezug auf den Kühlluftstrom vor dem Auslaßventil verzichtet werden. Dabei ergibt sich aber das besondere Problem einer noch ausreichenden Kühlung des praktisch im Windschatten befindlichen Auslaßνentiles.Order of the inlet valve in relation to the cooling air flow the exhaust valve can be dispensed with. However, this results in the special problem of sufficient cooling of the outlet valves practically in the slipstream.

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art das Kühlproblem des Auslaßventiles bzw. Auslaßkanales mit einfachen konstruktiven Mitteln zu lösen.It is a particular object of the invention in an internal combustion engine of the type mentioned, the cooling problem of the exhaust valve or exhaust channel with simple constructive Funds to solve.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine solche Anordnung und Gestaltung des der Kühlluft zugewandten Bereiches des Auslaßkanales, daß der ventilseitig um den Zylinder strömende Kühlluftstrom aufgeteilt wird, und zwar in einen weiterhin ventilseitig um den Zylinder sowie entlang der Innenseite des Auslaßkanales strömenden ersten Kühlluftteilstrom und in einen zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal hindurchströmenden sowie den letzteren auf seiner Außenaeite umströmenden zweiten Kühlluftteilstrom.This object is achieved by such an arrangement and design of the area of the outlet channel facing the cooling air, that the cooling air flow flowing around the cylinder on the valve side is divided into one further On the valve side around the cylinder and along the inside of the outlet channel, the first partial cooling air flow and in one flowing through between the inlet channel and the outlet channel and one flowing around the latter on its outer side second partial cooling air flow.

In Ausführung der Erfindung weist"der dem ventilsei tigen Kühlluftstrom zugewandte .bereich des AuslaßkanaleB eine in diesen Kühlluftstrom eingreifende und diesen aufteilendeIn the embodiment of the invention, "the term ventilsei." A region of the outlet channel B facing the cooling air flow, which engages in this cooling air flow and divides it

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Luftfang- bzw. -leitnaee auf, die gegenüber dem Einlaßkanal zum Zylinder hin vorspringt.Luftfang- or -leitnaee on the opposite of the inlet duct protrudes towards the cylinder.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftfang- bzw, -leitnase als ein außermittiger, gegen den ventilseitigen Kühlluftstrom gerichteter Porteatz der zylinderseiti gen Wand des im wesentlichen in bezug auf das Kühlluftgebläse nach hinten eich er-P streckenden Auslaßkanales ausgebildet.In an embodiment of the invention, the air trap or air guide nose as an eccentric, against the valve-side cooling air flow directed Porteatz the zylinderseiti conditions wall of the essentially in relation to the cooling air fan to the rear eich er-P stretching outlet channel formed.

um eine gleichmäßige bzw. allseitig gute Kühlung des Auslaßventiles zu erhalten, erfolgt die Aufteilung des ventilseitigen Kühlluftstromes so, daß die beiden Kühlluftteilströme mengenmäßig etwa gleich sind.a uniform or good cooling of the exhaust valve on all sides to obtain, the distribution of the valve side takes place Cooling air flow so that the two partial cooling air flows are roughly equal in terms of quantity.

Durch die Erfindung wird trotz Beibehaltung eines vornliegenden, dem ventilseitigen Kühlluftstrom in günstiger Weise un_h mittelbar ausgesetzten Einlaßventiles bzw. Einlaßkanales auf einfache Weise gleichzeitig auch eine ausreichende, allseitige und damit ausgeglichene Kühlung des thermisch hounbelasteten Auslaßventiles bzw. Auslaßkanales erzielt. Sie erfindungsgemäße Einrichtung zur Erlangung dieses Zieles in Form der vorgeschlagenen Luftfang- bzw. Luftleitnase ist gestaltungs- und herstellungsmäßig (gießtechnisch,; einfach und billig, ferner störunanfällig sowie räumlich unbedeutend und in der Zylinder-The invention, despite maintaining a front, the valve-side cooling air _{flow in a favorable manner un h} indirectly exposed inlet valve or inlet channel in a simple manner at the same time a sufficient, all-round and thus balanced cooling of the thermally loaded outlet valve or outlet channel is achieved. You device according to the invention to achieve this goal in the form of the proposed air trap or air guide nose is design and manufacturing (casting technology ,; simple and cheap, furthermore not susceptible to interference and spatially insignificant and in the cylinder

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konstruktion "bzw. am Auslaßkanal ohne weiteres unterzubringen "bzw. anzuordnen. Dabei tritt noch der besondere Vorteil auf, daß durch die kaum einen .flatζ einnehmende erfinderungsgemäße üinrichtung die Ventile trotz des vorherrschenden guten Kühleffektes sehr nahe an den Zylinder herangedrückt werden können, was sich auf die Gestaltung des seitlich vom Zylinder liegenden iJrennraumes insofern günetig auswirkt, als dieser ^ nicht nachteilig langgestreckt bzw. flach ausgeführt werden muß, sondern in vorteilhafter Weise mehr kugelförmig gestaltet werden kann.construction "or to be accommodated at the outlet channel without further ado" or to arrange. There is also the particular advantage that the inventive device, which hardly occupies a flat surface, allows the valves to be pushed very close to the cylinder despite the prevailing good cooling effect, which has a beneficial effect on the design of the combustion chamber located to the side of the cylinder this ^ does not have to be disadvantageously elongated or flat, but can advantageously be made more spherical.

in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown.

Es zeigenShow it

Jfig. 1 eine durch ein bebläse luftgekühlte Viertaktbrennkraftmaschine mit einem Schnitt durch den * Ansaug- und Auslaßkanal sowie den Zylinder undJfig. 1 a by a bebläse air-cooled four-stroke internal combustion engine with a section through the intake and exhaust port * and the cylinder and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 1I-II der J¹Ig. 1.Fig. 2 shows a section along the line 1I-II of the J ¹ Ig. 1.

Bei der in der zeichnung veranschaulichten luftgekühlten .!brennkraftmaschine handelt es eich um eine solche, deren eigentlicher verbrennungsraum seitlich vom oberen Ende des cylinders 1 vorgesehen ist. nierbei Bind auch die ventile, ein Einlaßventil 2 und ein Auslaßventil 3, neben dem *ylin-For the air-cooled one illustrated in the drawing .! internal combustion engine is one whose actual combustion chamber is provided laterally from the upper end of the cylinder 1. at Bind also the valves, an inlet valve 2 and an outlet valve 3, in addition to the * ylin-

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der angeordnet, die einen jsinlaßkanal 4 und einen Auslaßkanal 5 steuern, üin Zentrifugalgebläse 6 fördert kühlluft, wovon ein kühlluftstrom 7 um die den ventilen 3 und 4 abgewandte Seite dee Zylinders strömt, während der andere kühlluftstrom θ ventilseitig um den zylinder strömt. Xn dem der Kühlluft zugewandten uereich des Auslaßkanales 5 1st eine in den ventilseitigen Kühlluftstrom θ eingreifende Luftfangbzw, -leitnaee 9 vorgesehen, die als Portsatz der zylindersei tigen Wand 5a des im wesentlichen (in bezug auf das Gebläse 6) nach tinten sich erstreckenden Auslaßkanales 5 ausgebildet ist. Die Luftfang- bzw. -leitnaee 9 teilt den ventilseitigen Kühlluft st rom θ auf, und zwar in einen weiterhin ventilseitlg um den Zylinder sowie entlang der Innenseite des Auslaßkanales bzw. 5a strömenden ersten Kühlluftteilatrom 8a und in einen zwisohen dem Einlaßkanal 4 und dem Auwlaßkanal 5 sowie den letzteren auf seiner Außens-ieite umströmenden «weiten Ktihlluftteilstrom 8b.the arranged, which control an inlet duct 4 and an outlet duct 5, in centrifugal fan 6 promotes cooling air, of which a cooling air flow 7 flows around the side of the cylinder facing away from valves 3 and 4, while the other cooling air flow θ flows around the cylinder on the valve side. In the area of the outlet channel 5 facing the cooling air, an air trap or duct 9 engaging the valve-side cooling air flow θ is provided, which is designed as a port set of the zylindersei term wall 5a of the outlet channel 5 which extends essentially (with respect to the fan 6) in the ink is. The Luftfang- or -leitnaee 9 divides the valve-side cooling air flow θ, namely into a further ventilseitlg around the cylinder and along the inside of the outlet channel or 5a flowing first partial cooling air 8a and between the inlet channel 4 and the outlet channel 5 as well as the wide partial cooling air stream 8b flowing around the latter on its outer side.

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Claims

1. Air-cooled cylinder for four-stroke internal combustion engines, with a combustion chamber provided to the side of the cylinder and with respect to the in particular by a fan generated cooling air flow one behind the other, located to the side of the cylinder, gas exchange control valves, an inlet valve located in front and an outlet valve located behind this, for controlling an inlet or Outlet channel, gekennz eichnet by such an arrangement and design of the cooling air facing Area of the delivery channel (5) that the valve side The cooling air flow (8) flowing around the cylinder is divided into a flow that continues to be on the valve side the cylinder and along the inside of the outlet channel (5) flowing first cooling air dividing flow (8a) and into one flowing through between the inlet channel (4) and the outlet channel (5) and the latter on its Second partial cooling air flow (8b) flowing around the outside.

2. Air-cooled cylinder according to claim 1, characterized in that the valve-side Cooling air flow (8) facing area of the outlet channel (5) has an air catching or guiding nose (9) which engages in this cooling air flow (8) and divides it.

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3· Luftgekühlter Zylinder naoh Anspruch 1 und 2, daduroh gekennzeichnet , daß die Luftfang- bzw. -Jeitnase (9) als ein außermittig angeordneter, gegen den ventileeitigen Kühlluftstrom (8) gerichteter Fortsatz der zylinderseltigen Wand (5a) des im wesentlichen in bezug auf das Kühlluftgebläse (6) nach hinten sioh erstreckenden Auslaßkanales (5) ausgebildet ist.3 · Air-cooled cylinder according to claims 1 and 2, characterized in that the air-catching or -jeitnase (9) as an eccentrically arranged, against the valve-side cooling air flow (8) directed extension of the cylindrical wall (5a) of the cylinder substantially in relation to the cooling air fan (6) is formed to the rear sioh extending outlet channel (5).

4. Luftgekühlter Zylinder nach einem oder mehreren der4. Air-cooled cylinder according to one or more of the vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennz ei ch net, daß die beiden Kühlluftteilströme (8a und 8b) mengenmäßig etwa gleioh sind«preceding claims, daduroh gekennz ei ch net that the two partial cooling air flows (8a and 8b) in terms of quantity are roughly the same "

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