DE19547490C1 - Im Druckgußverfahren hergestellter Zylinderkopf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen im Druckgußverfahren hergestellten Zylinderkopf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 41 02 358 A1 ist es bekannt, Zylinderköpfe im Druck­ gußverfahren sowie mit Zylinderköpfen verbundene Hohlkörper her­ zustellen, die in Druckgußformen eingelegt sind.

Zylinderköpfe dieser Art sind mit einer gegossenen Trennwand im Bereich einer Trennebene versehen, die zwischen Zylinderkopf und montierter Zylinderkopfhaube verläuft und den Schmierölraum der Ventiltriebteile und den Kühlwassermantel bzw. Kühlwasserraum trennt. Da beim Druckgußverfahren sehr hohe Drücke auftreten, ist das Gießen des Zylinderkopfes, nämlich das Gießen der rela­ tiv großflächigen Trennwand insofern problematisch, als eine Verformung des Hohlkörpers zur Begrenzung der abzugießenden Trennwand kaum zu vermeiden ist. Als Hohlkörper ist Formsand verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven Auf­ bau eines Zylinderkopfes zu vereinfachen, das Abgießen dieses Formteiles problemfrei zu machen und die Herstellkosten und -zeit zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Dadurch, daß der flüssigkeitsgekühlte Zylinderkopf oberhalb sei­ ner zylinderkopfseitigen Brennraumwand und Auslaßkanäle als Kühlmedium kein Kühlwasser enthält, sondern von einer Förder­ pumpe gefördertes Kühlöl, kann die sonst üblicherweise gegossene Trennwand zur Begrenzung von Hohlräumen für die Kühlwasserküh­ lung entfallen. Die Trennung zwischen dem obenliegenden Schmier­ ölraum und dem Kühlölraum erfolgt erfindungsgemäß durch eine se­ parat eingelegte Trennwand, die z. B. als Blechformteil nach dem Gießvorgang des Zylinderkopfes in diesen von oben eingeführt montiert werden kann.

Für den im Aluminium-Druckgußverfahren hergestellten Zylinder­ kopf ist der Einsatz von Formsand nicht mehr erforderlich, somit auch keine Entsorgung. Die Herstellungszeit des Zylinderkopfes läßt sich verkürzen. Ferner ist durch das nach oben in den Zy­ linderkopf geförderte Kühlöl bzw. Motorenöl - anstelle von Kühl­ wasser - keine flüssigkeitsabdichtende Trennwand mehr notwendig, da aus den Schmierstellen des Ventiltriebs austretendes Schmieröl dasselbe Medium wie das Kühlöl ist. Die Trennwand muß deshalb nur relativ dicht sein; sie dient lediglich dazu, das Kühlöl in einem geschlossenen Gerinne an die zu kühlenden Flä­ chen zu führen. Dies ist insbesondere bei stark geneigten Motoren von Bedeutung, weil ohne ein geeignetes Schottblech keine ausreichende Wandbesetzung darstellbar ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen im Druckgußverfahren hergestellten Zylinderkopf mit stahlausgeführten Kokillenteilen,

Fig. 2 den verbauten Zylinderkopf in einer Brennkraftmaschine mit einem Schmierölkreislauf und einem Kühlölkreislauf, mit getrenntem Rücklauf für das Schmieröl und Kühlöl und

Fig. 3 mit gemeinsamen Rücklauf für das Schmieröl und Kühlöl.

Ein im Aluminium-Druckgußverfahren hergestellter Zylinderkopf 1 (gemäß Fig. 1) einer mehrzylindrigen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine 2 besteht im wesentlichen aus Längsseiten­ wänden 3 und 4, aus Einlaßkanälen 5 und Auslaßkanälen 6 sowie aus Ventilführungen 7 und 8 für die den Gaswechsel steuernden Einlaßventile 9 und Auslaßventile 10 und aus einer zwischen den Ventilen 9, 10 eines Zylinders 11 angeordneten Aufnahmebohrung 12 für eine Zündkerze 13.

Die stark gekennzeichneten Linien geben lediglich den gegossenen Zylinderkopf in seiner wannenähnlichen Formgestaltung wieder. Die normal gekennzeichneten Linien stellen die stahlausgeführten Kokillenteile A, B, C, D dar, von denen die Kokillenteile B, D die seitlichen Schieber und der Kokillenteil C den brennraumseitigen Schieber zur Abformung der Einlaß- und Auslaßkanäle 5, 6 bilden. Der Kokillenteil A bildet die wannenähnliche Form des Zylinder­ kopfes 1.

In der Trennebene a zwischen dem Zylinderkopf 1 und der Zylin­ derkopfhaube 14 ist gemäß Fig. 2 und 3 eine bis zu den Außen­ wänden bzw. Längsseitenwänden 3, 4 des Zylinderkopfes 1 sich erstreckende Trennwand 15 als separates einteiliges und gepreß­ tes Blechformteil eingesetzt, das einen die Ventiltriebteile aufweisenden Schmierölraum 16 von einem zur Kühlung der Brenn­ raumwand 17 und Auslaßkanäle 6 dienenden Kühlraum 18 trennt. Die Trennwand 15 ist mit Durchtrittsöffnungen 19 für die Ventilfüh­ rungen 7, 8 und mit Durchbrechungen 19′ für die Zündkerzen 13 versehen.

Im Bereich der Einlaß- und Auslaßkanäle 5, 6, und zwar unterhalb von diesen befinden sich Ausnehmungen 20 und 21, die gemeinsam mit Hohlräumen 22 und 23 im Kurbelgehäuse 24 der Brennkraft­ maschine 2 auch Kühlräume für das Kühlöl bilden. Falls ein Kühl­ wasserkreislauf vorgesehen ist, beschränkt sich dieser auf das Kurbelgehäuse 24 der Brennkraftmaschine 2 sowie auf den Bereich unterhalb der Auslaßventile 10.

Das für die Schmierung der Ventiltriebteile bzw. Steuerungsteile verwendete Schmieröl wird von einer Druckölpumpe 25 über eine Zulaufleitung 26 in den Zylinderkopf 1 oberhalb der Trennwand 15 gefördert und fließt im Rücklauf über mindestens eine Rücklauf­ leitung 27 schwerkraftmäßig zurück in eine Ölwanne 28 der Brenn­ kraftmaschine.

Eine Förderpumpe 29, die mit der Druckölpumpe 25 gekoppelt sein kann, fördert das Motorenöl über eine mit 30 bezeichnete Zuführ­ leitung in den Kühlraum 18. In der Zuführleitung 30 ist ein Wär­ metauscher 31 zwischengeschaltet, der die vom Kühlöl aufgenom­ mene Wärme abführt. Der Wärmetauscher 31 ist ein Luftölkühler, der aber auch im Falle eines Kühlwasserkreislaufes ein Ölwasser­ wärmetauscher sein kann.

Nach Fig. 2 erfolgt die Rückführung des Motorenöls über die zur Ölwanne 28 führende Rücklaufleitung 32.

In einer weiteren Ausgestaltung gemäß Fig. 3 können in der Trennwand 15 Abströmöffnungen 33 für das Kühlöl vorgesehen sein, ggf. mit Steigrohren oder Ausstülpungen zur Gewährleistung des Flüssigkeitspegels, so daß der Kühlölrückfluß in diesem Fall lediglich über die gemeinsame Rücklaufleitung 27 mit dem Schmieröl erfolgen kann. Dadurch sind Vorteile bei der Kurbelgehäusegestaltung möglich.

Claims (5)

1. Im Druckgußverfahren hergestellter Zylinderkopf einer flüs­ sigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine mit Einlaß- und Auslaßven­ tilen sowie Einlaß- und Auslaßkanälen und Zündkerzen, ferner mit einer Druckölpumpe, welche in eine Ölwanne der Brennkraftma­ schine von Ventiltriebteilen abfließendes Schmieröl zurück in den Zylinderkopf fördert, mit einer Trennwand im Bereich zwi­ schen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube, wobei die Trennwand einen die Ventiltriebteile aufweisenden Schmierölraum von einem Kühlraum trennt, der von einem die zylinderkopfseitige Brenn­ raumwand und Auslaßkanäle kühlenden Kühlmedium durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) als separates Formteil ausgebildet in den Zylinderkopf (1) eingelegt ist und daß als Kühlmedium von einer Förderpumpe (29) in den Kühlraum (18) gefördertes Motorenöl vor­ gesehen ist.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) ein mit Durchtrittsöffnungen (19) für die Ventilführungen (7, 8) sowie Durchbrechungen (19′) für die Zündkerzen (13) versehenes einteilig gepreßtes Blechformteil ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rücklaufleitung (32) für rückströmendes Motorenöl und mindestens eine Rücklaufleitung (27) für rückströmendes Schmieröl mit der als gemeinsamer Vorrat dienenden Ölwanne (28) in Verbindung steht.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, mit einer Zuführleitung zwischen Förderpumpe und Kühlraum dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Zuführleitung (30) ein Wärmetauscher (31) zur Wärmeabfuhr angeordnet ist.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) Abströmöffnungen (33) aufweist und daß das Kühlöl und Schmieröl über eine gemeinsame Rücklaufleitung (27) abfließen.