DE1930148A1

DE1930148A1 - Zylinderkopf fuer luftgekuehlte Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1930148A1
Application number: DE19691930148
Authority: DE
Inventors: Karl Hellwig; Ludwig Lohr
Original assignee: Farymann Diesel GmbH
Current assignee: Farymann Diesel GmbH
Priority date: 1969-06-13
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1970-12-23

Description

Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit zwei hängenden Ventilen, im wesentlichen bestehend aus einer unteren Platte, die den Zys linderboden bildet, und einer oberen Platte, die den Boden des Gehäuses für den Ventilantrieb darstellt und mit der.un= teren Platte durch dazwischenliegende Bauteile wie Ventil= kanäle, Wände oder Rippen derart verbunden ist, daß zwischen oberer und unterer Platte Hohlräume für den Durchtritt der Kühlluft frei bleiben, sowie mit einer Einspritzdüse, die im Kühlluftstrom vor einem über der Stegpartie zwischen den Vene tilsitzen liegenden, im wesentlichen von den Ventilkanälen sowie den beiden Platten begrenzten mittleren Kühlluftkanal angeordnet ist.
Zu den besonders kühlbedürftigen Stellen eines Zylinderkopfes.
der eingangs beschriebenen Bauart gehören die Stegpartie zwi= schen den Ventilsitzen, der Auslaßkanal und die Einspritzdüse.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin für eine verbesserte Kühlung dieser Bauteile zu sorgen und damit die.BetriebssicherS heit einer luftgekühlten Brennkraftmaschine zu steigern.
-Diese Aufgabe wird erfindungsgemä.R durch die foigenderi Merkt male a, b, und c gelöst.
a. Von den Stellen, an denen die Kühlluft zuströmt, erstrecken eich Eintrittsrippen und/oder Eintrittsleitwände zu Stellen in der Nähe der Einspritzdüse und/oder der Ventilkanäle, wobei sich die Oberflächen der Rippen und Wände parallel zur Zylinder= achse und schräg zu einer durch den mittleren Kühlluftkanal sowie parallel zur Zylinderachse verlaufenden Symmetrieebene des Zylinderkopfes erstrecken.
b. Die Ventilkanäle erstrecken sich quer zur zu der vorgenannten Symmetrieebene mindestens über die ganze Breite des Zylinder kopfes.
c. Der Zylinderkopf ist an seinen Außenseiten, die den Stellen, an denen die Kühlluft zuströmt, benachbart sind, von Führungs= wänden für die Kühlluft umgeben, die sich mindestens annähernd bis zu den Ventilkanälen erstrecken, wobei die Führungswände derart angeordnet sind, daß die Kühlluft zum Teil an den Seiten der Ventilkanäle,. die den Eintrittsrippen und/oder den Eintrittsleitwänden zugewandt sind vorbeiströmt, im übrigen jedoch ge= zwungen wird durch den mittleren Kühlluftkanal zu fließen.
Das Merkmal a bewirkt, daß die von dem üblicherweise einseitig zu dem Zylinderkopf angeordneten Kühlluftgebläse kommende Kühlt luft ohne scharfe Umlenkung und daher ohne Druck- oder Geschwin= digkeitsverluste auf die vorerwähnten kühlbedürftigen Stellen gelenkt wird.
Die Merkmale b und c bewirken miteinander, daß der Kühlluft= strom zwangsläufig mit dem größten Teil seiner Menge durch den mittleren-Kühlluftkanal fließen muß und dabei Einspritzdüse und Stegpartie intensiv kühlt. Gleichzeitig wird auch für die Kühlung beider Ventilkanäle gesorgt. Diese Art der Kühlung er möglicht es den Sylinderkopf mit identischen Ventilkanälen, von denen jeder sowohl als Einlaß- als auch als Auslaßkanal verwen= det werden kann, auszuführen, wodurch sich bei V-Motoren sein.e vorteilhafte Möglichkeit der Anordnung der Ein- una Auslaß= sammelleitungen ergibt.
Eine verbesserte Wärmeableitung von der Stegpartie ergibt sich vorteilhaft dadurch, -daß zwischen mittlerem Kühlluftkanal und der Außenseite des Zylinderkopfes, an der die Kühlluft austritt, eine mittlere Kühlrippe zwischen oberersund untererTlatte in der-Symmetrieebene des Zylinderkopfes angeordnet ist.
bine verbesserte Wärmeableitung von dem als Auslaßkanal ver= wendeten Ventilkanal ergibt sich vorteilhaft dadurch, daß mindestens ein Ventilkanal in der Nähe des durch eine Führungs= wand abgedeckten Bereiches mit Kühlrippen besetzt ist, die sich senkrecht zur Zylinderachse erstrecken. Die Anordnung der Kühl= rippen senkrecht zur Zylinderachse erlaubt es im vorliegenden Fall die größtmöglichste kühlluftberührte Oberfläche von Rippen mit entsprechend großem Wärmeleitquerschnitt unterzubringen.
In Fällen, in denen die Anbringung von Kühlrippen an der Zu strömseite des als Auslaßkanal benutzten Ventilkanales nicht möglich ist, beispielsweise, weil an dieser Stelle Platz für eine Glühkerze oder einen Zündpapierhalter geschaffen-werden muß, kann eine ausreichende Kühlung vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß mindestens an einem Ventilkanal die Führungswand nur soweit an den Ventilkanal heranreicht, daß eine Austrittsöffnung für die Kühlluft frei-bleibt, so daß ein Kühlluft strom an dem Ventilkanal vorbei ins Freie strömen kann.
Die dem Kühl luftstrom ausgesetzte Oberfläche des Zylinderkopfes kann vorteilhaft dadurch vergrößert werden, daß dort, wo eine Führungswand den Zylinderkopf in der Nähe einer Eintrittaleitwand umgibt, die Eintrittsleitwand mit Kühlrippen besetzt ist, die sich senkrecht zur Zylinderachse erstrecken.
Der adsz det mittleren Kühlluftkanal austretende Kühlluftstrom kannedådurch vorteilhaft-weiter zur Kühlung des Zylinderkopfes ausgAutzt werden, daß beiderseits neben der mittleren Kühl= rippe».'j:eweils noch weitere etwa parallel dazu angeordnete Kühlrippen angebracht sind.
Dabei kann die Kühlung des jeweils als Auslaßkanal benutzten Ventilkanals vorteilhaft. dadurch verbessert werden, daß die Ventilkanäle in der Nähe der Außenseite des Zylinderkopfes, an der diesKühlluft austritt, mit Kühlrippen besetzt sind., die sich senkrecht zur Zylinderachse erstrecken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindwngs= gegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs der Linie I-I in Fig. 2.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs er Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs der Linie III-III in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Zylinderkopfes mit abgenommenen Führungswänden in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1 gesehen.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Zylinderkopfes mit abgenommenen Führungswänden in Richtung des Pfeiles V in Fig. 1 gesehen.
Der Zylinderkopf besteht aus einer unteren Platte 1, die mit der oberen Platte 2 durch die Ventilkanäle 3 und 4+ die Ein= tritteleitwände 5 und 6, die Eintrittsrippen 7 und 8, s--owie die Kühlrippen 9, 10 und 11 verbunden ist. Die untere Platte 1 bildet den Boden des Zylinders der sonst nicht dargestellten Brennkraftmaschine und enthält die Ventilsitze 12 und 13 für die beiden hängend angeordneten ebenfalls nicht dargestellten Ventile. Die obere Platte 2 bildet den Boden des ebenfalls nicht dargestellten Gehäuses für den Ventilantrieb. Zwischen den Platten 1 und 2, den Wänden 5 und 6, und den Rippen 7 8, 9, 10 und'11, sowie den Ventilkanälen 3 und 4 befinden sich Hohräume, durch welche die in Richtung der Pfeile. A, A zuströmende Kühlluft ihren Weg nehmen kann. Die Ventilkanäle 3 und 4, die untere Platte 1 und die obere Platte. 2 begrenzen im wesentlichen einen mittleren Kühlluftkanal 14, der uber der.
Stegpartie 15 zwischen den Ventilsitzen 12 und 13 liegt. Der Kanal 14 ist durch die Kühlrippe 9 in zwei Teilkanäle unter= teilt. Im Kühlluftstrom ist die Einspritzdüse 16 vor der Stegpartie 15 angeordnet. Die Oberflächen der Rippen 7, 8, 9, 1,0 und 11, sowie der Eintrittsleitwände 5 und 6 erstrecken sich parallel zur Zylinderächse 17. Die Eintrittsleitwä.nde 5 d, 6 und die Eintrittsrippen 7 und 8 verlaufen schräg zu der Symmetrieebene 18 des Zylinderkopfes, die sich ihrerseits parallel zur Zylinderachse 17 erstreckt bzw. mit ihr zusammen3 fällt. Die Bauteile 5, 6, 7 und 8 erstrecken sich von den Außenseiten 19 und 20, an denen die Kühlluft wie durch die Pfeile A,A angegeben zuströmt, bis in die Nähe der Einsprit-zdüse 16 bzw. der Ventilkanäle 3 und 4. Letztere erstrecken sich quer zur Symmetrieebene 18-noch über die gesamte Breite es Zylinderkopfes hinaus. An der Außenseite 19 und an den benach= barten Außenseiten 20 und 21 ist der Zylinderkopf von Führungs= wänden 22 und 23 für die Kühlluft umgeben. Die Wand 22 ist bis an den Ventilkanal 3 herangeführt, während die Wand 23 in der Nähe des Ventilkanals 4 eine AustrittsöfEnung 24 frei läßt.
Dadurch ist es möglich, den Ventilkanal 4 trotz des Vorhanden= seins eines in die Bohrung 25 eingesetzten, nicht dargestellten Zündpapierhalters, der ein Anbringen von Kühlrippen an dieser Stelle ausschließt, den Ventilkanal 4 mit Hilfe des durch die Öffnung 24 fließenden Luftstromes wirksam zu kühlen. Die Kühlt rippe 9 ist zwischen dem mittleren Kühlluftkanal 14 und der Außenseite 26 angeordnet, an der die Kühlluft austritt, und er= streckt sich zwischen oberer Platte und unterer Platte 1 in Symmetrieebene 18. Der Ventilkanal 3 ist in der Nähe der Führungswand 22 mit Kühlrippen 27 besetzt, die sich senkrecht zur Zylinderachse 17 bis zur Kühlrippe 8-erstrecken und in diese.übergehen. Die Eintrittsleitwand 6 ist in der Nähe der Führungswand 23 mit Kühlrippen 28 besetzt, die sich senkrecht zur ZXylinderachse 17 erstrecken. Nebenher Kühirippe 9 sind die K.ühlrippen 10 und 11 etwa parallel dazu angebracht. Die Ventilkanäle 3 und 4 sind an ihren der Außenseite 26 zugèkehrtoten Seiten.mit Kühlrippen 29 besetzt, die sich senkrecht zur -Zylinderachse 17 bis zu den Rippen 11 erstrecken bzw. in diese übergeehen.
Von der-inRichtung der Pfeile A, A.zuströmenden Kühlluft kühlt ein Teilstrom B den Ventilkanal 3, wobei die Rippen 27 zur Vergrößerung der wärmeabgebenden Oberfläche beitragen.
zin weiterer Teilstrom C fließt an. dem Ventilkanal 4, diesen kühlend, entlang und durch die Öffnung 24 ins Freie. Eben= falls ins Freie fließt ein Teilstrom D, der an den Rippen 28 über die Leitwand 6 Wärme aus der unteren Platte 1 abführt.
Die Hauptmenge der Kühlluft strömt jedoch durch den mittleren Kühllu-ftkanal 14 und kühlt die Stegpartie 15 und die Einspritz= düse 16. Dabei bewirkt die Kühlrippe'9 eine Vergrößerüng der wärmeabgebenden Fläche an der Stegpartie 15. Die aus dem' ;rnitt= leren Kühlluftkanal. 14 in Richtung auf die Außenseite 26 hinaustretende Kühlluft wird noch zur Kühlung des Zylinderkopfes ausgenutzt, wobei die Kühlrippen 10,.11 und 29, letztere be= sonders an den Ventilkanälen 3 und 4-; zur Vergrößerung der wärmeabgebenden Oberfläche und damit zur Verstärkung der Wärmeabfuhr beitragen. Die rundum um die untere Platte 1 ans gebrachten Kühlrippen 30 verbessern ebenfalls die Wärmeabgabe aus diesem heißen Bauteil.

Claims

Patentansprüche

1. Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit zwei hängenden Ventilen, im wesentlichen bestehend aus einer unteren Platte, die den Zylinderboden bildet, und einer oberen Platte, die den Boden des Gehäuses für den Ventilantrieb darstellt, und mit der unteren Platte durch dazwischenliegende Bauteile, wie Ventilkanäle, Wände oder Rippen derart verbunden ist, daß zwischen oberer und unterer Platte Hohlräume für den Durchtritt von Kühlluft f-rei bleiben, sowie mit einer Einspritzdüse, die im Kuhlluftstrom vor einem über der Stegpartie zwischen den Ventilsitzen liegenden, im wesentlichen von den Ventilkanälen sowie den beiden Platten begrenzten mittleren Kühlluftkanal angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a. Von den Stellen (A,A), an denen die.Kühlluft zuströmt, er= strecken sich Eintrittsrippen (7,8) und/oder Eintrittsleitt Wände (5,6) zu Stellen in der Nähe der Einspritzdüse (16) und/ oder Ventilkanäle (3,4), wobei sich die Oberflächen der Rippen und Wände parallel zur Zylinderachse (17) und schräg zu einer durch den mittleren Kühlluftkanal (14) sowie parallel zur Zya linderachse verlauf. enden Symmetrieebene (18) des Zylinderkopfes erstrecken.

b, Die Ventilkanäle (3,4) erstrecken sichquer zu der vorne.

nannten Symmetrieebene (1.8? mindestens über die ganze Breite des Z..ylinderkop£es c. Der Zylinderkopf ist an seinen Außenseiten (19,20,21), die den stellen (A,), an denen die Kühlluft zuströmt, benachbart sind, von Führungswänden (22,23) für die Kühlluft umgeben, die sich mindestens annähernd bis zu den Ventilkanälen (3,4) ers strecken, wobei die Führungswände derart angeordnet sind, daß die Kühlluft zum Teil an den Seiten der Ventilkanäle, die den Eintrittsrippen (7,8) und den Eintritteleitwänden (5,6) zuge= wandt sind, vorbeiströmt, im übrigen jedoch gezwungen ist durch den mittleren Kühlluftkanal (14) zu fließen.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mittleren Kühlluftkanal (14) und der Außenseite (26) des Zylinderkopfes, an der die Kühlluft austritt, eine mittlere Kühlrippe (9) zwischen oberer«(2) und unterer Platte (1) in der Symmetrieebene (18) des Zylinderkopfes angeordnet ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventilkanal (3) in der Nähe des durch eine Führungswand (22) abgedeckten Bereiches mit Kühlrippen (27) besetzt ist, die sich senkrecht zur Zylinderachse (17) er strecken.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -mindestens an einem Ventilkanal (4) die Führungswand (23) nur so weit an den Ventilkanal heranreicht, daß eine Austritts= öffnung (24) für die Kühlluft frei bleibt,so daß ein Kühlluft= strom an dem Ventilkanal vorbei ins Freie strömen kann.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dort, wo eine Fuhrungewand (23j den Zylinderkopf in der Nähe einer Eintrittsleitwand (6) umgibt, diese Eintrittsleitwand mit Kühlrippen (28) besetzt ist, die sich senkrecht zur Z.Ylin= derachse (17) erstrecken.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits ebener mittleren Kühlrippe (9) jeweils noch weitere etwa parallel dazu angeordnete Kühlrippen (10,11) angebracht sind..

7. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkanäle (3,4) in der Nähe der Außenseite (26) des Zylinderkopfes, an der ßie Kühlluft austritt, mit K,ü'hlrippen (29) sind, die sich senkrecht zur Zylinderachse (17) erstrecken.

besetzt