DE19813745A1 - Herstellungsverfahren für einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors - Google Patents
Herstellungsverfahren für einen Zylinderkopf eines VerbrennungsmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen
Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, insbesondere ein
Verfahren zum Ausbilden eines Kühlwasserkanals an einem durch
ein Gießverfahren hergestellten Zylinderkopf.
Nach dem Stand der Technik ist ein Diesel- oder
Benzinmotor mit Direkteinspritzung und mittiger Düsenanordnung
bekannt, der eine Kraftstoff-Einspritzdüse in einer annähernd
mit dem mittleren Abschnitt einer Öffnung eines Zylinderkopfs
übereinstimmenden Lage aufweist, oder ein Benzinmotor mit
mittiger Zündkerzenanordnung, der eine Zündkerze in einer
jeweils annähernd mit dem mittleren Abschnitt einer Öffnung
eines Zylinderkopfs übereinstimmenden Lage aufweist, wobei
diese Motoren jeweils zwei direkt angetriebene Einlaßventile
und Auslaßventile sowie am Zylinderkopf vier von diesen vier
Ventilen geöffnete und geschlossene Einlaß- und Auslaßöffnungen
aufweisen.
Bei einem derartigen Verbrennungsmotor nach dem Stand der
Technik wurde ein Gehäuseabschnitt, der eine Montageöffnung für
einen Einspritzdüsenhalter oder eine Montageöffnung für eine
Zündkerze bildet, als Ventilkörper zur Kraftstoffeinspritzung
einstückig an einem durch Gießen hergestellten Zylinderkopf
ausgebildet.
Ein derartiger Zylinderkopfaufbau nach dem Stand der
Technik verursacht jedoch einige Probleme, die im folgenden
am Beispiel des Zylinderkopfaufbaus eines Dieselmotors mit
Direkteinspritzung und mittiger Düsenanordnung erläutert werden
sollen.
Bei diesem Motor ist der Gehäuseabschnitt zum Einbau des
Einspritzdüsenhalters einstückig mit dem Zylinderkopf
ausgebildet. Das bedeutet, daß die äußere Umfangsfläche des
Gehäuseabschnitts und die einstückig mit dem Zylinderkopf
geformte Öffnungswand teilweise miteinander verbunden sein
müssen.
Es ist daher sehr schwierig, zwischen der äußeren
Umfangsfläche des Gehäuseabschnitts und der Öffnungswand,
insbesondere der Öffnungswand der Auslaßöffnung, einen
Kühlwasserkanal auszubilden, ganz zu schweigen von einem
ausreichend großen Kühlwasserkanal um den Einspritzdüsenhalter
und um die Öffnungswand, insbesondere die Auslaßöffnungswand.
Außerdem erfordert das Formen eines ausreichend großen
Kühlwasserkanals um den Einspritzdüsenhalter und die
Öffnungswand eine Verkleinerung der Öffnung, was zu einer
geringeren Motorleistung führt.
Aus diesem Grund teilte man nach dem Stand der Technik den
beim Gießen verwendeten Formkern für den Kühlwassermantel in
zwei Teile, ein Oberteil und ein Unterteil, um einen
ausreichend großen Kühlwasserkanal um die Öffnungswand und um
den Einspritzdüsenhalter herum zu erzeugen.
Ein solches Verfahren ist jedoch nicht nur aufgrund seiner
niedrigen Produktivität problematisch, sondern auch aufgrund
der Gratbildung an dem Zylinderkopfbereich, der von der
entsprechenden Fläche des unteren und des oberen Formkerns für
den Kühlwassermantel erzeugt wird, was einen Nachbearbeitungs
schritt zur Gratentfernung erforderlich macht.
Beim Benzinmotor mit Direkteinspritzung und mittiger
Düsenanordnung oder beim Benzinmotor mit mittiger
Zündkerzenanordnung sind die Probleme die gleichen wie eben für
den Dieselmotor mit Direkteinspritzung und mittiger
Düsenanordnung beschrieben.
In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungs-Nr. 6-304696 ist eine Formungsvorrichtung für
eine Kernform für den Kühlwassermantel des Zylinderkopfs eines
Verbrennungsmotors offenbart, und in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
8-276243 ist ein Kern einer Zylinderkopf-Gießform offenbart.
Beide Druckschriften betreffen Herstellungsverfahren für einen
Zylinderkopf nach dem Stand der Technik, doch keine von ihnen
offenbart eine Lösung der beschriebenen Probleme beim Stand der
Technik.
Mit der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für einen
Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors mit einem Aufbau
geschaffen, bei dem ein Befestigungsvorsprung für eine
Kraftstoff-Einspritzdüse oder für eine Zündkerze einstückig mit
dem Zylinderkopf ausgebildet ist, und im Zylinderkopf
mindestens zwei Auslaßventile (Einlaßventile) eines jeden
Zylinders parallel zueinander annähernd in senkrechter Richtung
zur Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind, wodurch die
Produktivität erhöht und das Formen des Kühlwasserkanals
erleichtert wird.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Verfahren zur
Herstellung eines Zylinderkopfs für einen Verbrennungsmotor,
der einen gegossenen Zylinderkopf mit zwei oder drei
Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen pro Zylinder sowie mit
vier oder fünf Einlaß- oder Auslaßöffnungen aufweist, die von
den vier oder fünf an jedem Zylinder ausgebildeten Ventilen
geöffnet und geschlossen werden, wobei die beiden Auslaßventile
für jeden Zylinder parallel zueinander annähernd senkrecht zur
Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind, und die beiden
Auslaßöffnungen zu einer Seitenwand des Zylinderkopfs hin als
eine einzige Auslaßöffnung geöffnet werden, in der sich die
jeweils aus einem Halsabschnitt jeder Öffnung kommenden Gase zu
einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, wobei der
Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des Zylinderkopfs
eine jeweils annähernd senkrecht zur Mittelachse einer
Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete Kraft
stoff-Einspritzdüse oder Zündkerze aufweist, ein
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist, und
wobei ein Kühlwasserkanal jeweils zwischen dem Halsabschnitt
der beiden Auslaßöffnungen und dem Befestigungsvorsprung der
Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns für die Auslaßöffnung in
einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des
Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die
Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Auslaßöffnung
an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung bildet,
unter Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß
das Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung, welches den
Formabschnitt der Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den
Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft
stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den
Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an
einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung
ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung an
dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung erzeugt
wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten
wird.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung
eines Zylinderkopfs für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, der
einen gegossenen Zylinderkopf mit zwei oder drei Einlaßventilen
und zwei Auslaßventilen pro Zylinder sowie mit vier oder fünf
Einlaß- oder Auslaßöffnungen aufweist, die von den vier oder
fünf an jedem Zylinder ausgebildeten Ventilen geöffnet und
geschlossen werden, wobei die zwei oder drei an jedem Zylinder
ausgebildeten Einlaßventile parallel zueinander annähernd
senkrecht zur Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind,
und die zwei oder drei Einlaßöffnungen zu einer Seitenwand des
Zylinderkopfs als eine einzelne Einlaßöffnung geöffnet werden,
in der sich die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder Öffnung
kommenden Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, wobei
der Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des
Zylinderkopfs eine jeweils annähernd senkrecht zur Mittelachse
einer Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete Kraft
stoff-Einspritzdüse oder Zündkerze aufweist, ein
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist, und
wobei ein Kühlwasserkanal jeweils zwischen dem Halsabschnitt
der zwei oder drei Einlaßöffnungen und dem
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in
einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des
Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die
Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung
an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet,
zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das
Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den
Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den
Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft
stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den
Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an
einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung
ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an
dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt
wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten
wird.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung
eines Zylinderkopfs für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, der
einen gegossenen Zylinderkopf mit zwei oder drei Einlaßventilen
und zwei Auslaßventilen pro Zylinder sowie vier oder fünf
Einlaß- oder Auslaßöffnungen aufweist, die von den vier oder
fünf an jedem Zylinder ausgebildeten Ventilen geöffnet und
geschlossen werden, wobei die zwei oder drei an jedem Zylinder
ausgebildeten Einlaßventile parallel zueinander annähernd
senkrecht zur Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind,
und die zwei oder drei Einlaßöffnungen zu einer Seitenwand des
Zylinderkopfs als eine einzelne Einlaßöffnung geöffnet werden,
in der sich die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder Öffnung
kommenden Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, und die
beiden Auslaßöffnungen zu einer Seitenwand des Zylinderkopfs
als eine einzelne Auslaßöffnung geöffnet werden, in der sich
die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder Öffnung kommenden
Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, wobei der
Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des Zylinderkopfs
eine jeweils annähernd senkrecht zur Mittelachse einer
Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete Kraft
stoff-Einspritzdüse oder Zündkerze aufweist, ein
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist, und
wobei ein Kühlwasserkanal jeweils zwischen dem Halsabschnitt
der zwei oder drei Einlaßöffnungen und dem
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze ausgebildet ist, und wobei ein Kühlwasserkanal
weiterhin jeweils zwischen dem Halsabschnitt der beiden
Auslaßöffnungen und dem Befestigungsvorsprung der Kraft
stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den Kühlwassermantel passiert;
beim Einsetzen eines Formkerns für die Auslaßöffnung in einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den Kühlwassermantel passiert; und daß
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, geschnitten wird, und weiterhin ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den Kühlwassermantel passiert;
beim Einsetzen eines Formkerns für die Auslaßöffnung in einen Formkern für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt für den Befestigungsvorsprung der Kraft stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern für den Kühlwassermantel passiert; und daß
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, geschnitten wird, und weiterhin ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
Erfindungsgemäß sind der Formkern für die Auslaßöffnung
bzw. der Formkern für die Einlaßöffnung im rechten Winkel zur
Längsachse des Zylinders in den Formkern für den
Kühlwassermantel einsetzbar, wodurch zwischen dem Halsabschnitt
der Auslaßöffnung bzw. der Einlaßöffnung und dem
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der
Zündkerze ein Kühlwasserkanal ausgebildet wird.
Die Erfindung ermöglicht bei einem Verbrennungsmotor mit
gegossenem Zylinderkopf und einstückig mit dem Zylinderkopf
ausgebildetem Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Ein
spritzdüse einen kostengünstigen Herstellungsprozeß mit
erhöhter Produktivität sowie ein verbessertes Kühlvermögen und
eine längere Lebensdauer des Motors, was auf die einfache
Ausbildung des Kühlwasserkanal um den Befestigungsabschnitt der
Kraftstoff-Einspritzdüse zurückzuführen ist.
Von Vorteil ist insbesondere die einfache Ausformbarkeit
des erfindungsgemäß zwischen dem Halsabschnitt der
Auslaßöffnung und dem Befestigungsvorsprung der Kraft
stoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze ausgebildeten Kühlwasser
kanals, da Auslaßöffnungen einer höheren thermischen Belastung
ausgesetzt sind als Einlaßöffnungen.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht eines Teils des
Formkerns für ein Herstellungsverfahren für einen Zylinderkopf
eines Verbrennungsmotors nach einer Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht des Zylinderkopfs aus Fig. 1, und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 2.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Herstellungsverfahren
für einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines Gießkerns,
wobei ein Zylinderkopf-Herstellungsverfahren für einen
Direkteinspritz-Dieselmotor mit mittiger Einspritzdüsen
anordnung als dem in der Erfindung verwendeten Verbrennungs
motor gezeigt wird. Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie
A-A aus Fig. 2.
Entsprechend der Zeichnungen weist ein durch ein
Gießverfahren hergestellter Zylinderkopf 11 jeweils zwei direkt
angetriebene Einlaßventile und Auslaßventile (nicht
dargestellt) auf, und am Zylinderkopf 11 sind vier von den vier
Ventilen geöffnete und geschlossene Öffnungen (Einlaßöffnungen
12 und 13, und Auslaßöffnungen 14A und 14B) ausgebildet.
Die beiden Einlaßventile und die beiden Auslaßventile für
jeden Zylinder sind jeweils parallel zueinander annähernd
senkrecht zur Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet.
Die beiden Einlaßöffnungen 12 und 13 sind mit einem in der
Zeichnung nicht dargestellten Einlaßkrümmer verbunden, indem
sie zu einer Seitenfläche des Zylinderkopfs 11 hin öffnen.
Die beiden Auslaßöffnungen 14A und 14B sind als eine
einzige Auslaßöffnung 14 ausgebildet, in der sich der Gasstrom
aus einem Halsabschnitt der Öffnung 14A mit dem Gasstrom aus
einem Halsabschnitt der Öffnung 14B beim Ausströmen vereint,
und die mit einem nicht dargestellten Auslaßkrümmer verbunden
ist, indem sie zur anderen Seitenfläche des Zylinderkopfs 11
hin öffnet.
Weiterhin ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Kraftstoff-Einspritzdüse annähernd senkrecht zur Mittelachse
der Zylinderbohrung eines jeden Zylinders des Zylinderkopfs 11
befestigt. Ein Befestigungsvorsprung 15 der Kraftstoff-Ein
spritzdüse wird beim Gießen einstückig mit dem Zylinderkopf
11 ausgebildet.
Zwischen den Halsabschnitten der Auslaßöffnungen 14A, 14B
und dem Befestigungsvorsprung 15 der Kraftstoff-Einspritzdüse
ist jeweils ein Kühlwasserkanal 16 ausgebildet.
In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 19 und 20 jeweils
die Formkerne für die Einlaßöffnungen nach der Ausführungsform.
Wird beim Gießen des Zylinderkopfs 11 ein Formkern für die
Auslaßöffnung in den Formkern für den Kühlwassermantel im
rechten Winkel zur Längsachse des Zylinders eingesetzt, erweist
sich das Ausbilden eines Kühlwasserkanals zwischen dem
Halsabschnitt der Auslaßöffnung und dem Befestigungsvorsprung
der Kraftstoff-Einspritzdüse als schwierig (der Abschnitt, in
dem die Kühlwasserkanal ausgebildet werden soll, wird aufgrund
der Einsetzrichtung des Formkerns für die Öffnung am unteren
Halsabschnitt der Öffnung sehr schmal).
Aus diesem Grund wird beim erfindungsgemäßen Zylinderkopf-Her
stellungsverfahren bezugnehmend auf Fig. 1:
- (1) ein beim Gießen verwendeter Formkern 17 für die Auslaßöffnung so ausgebildet, daß ein Abschnitt 17a der Umfangsfläche eines Endabschnitts 17A eines Formabschnitts für die Auslaßöffnung 14B an dem einen Ende des Formkerns 17 für die Auslaßöffnung unter Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß der Endabschnitt 17A des Formabschnitts der Auslaßöffnung 14B an dem einen Ende des Formkerns 17 für die Auslaßöffnung einen Formabschnitt 18A des Befestigungsvorsprungs für die Kraftstoff-Einspritzdüse in einem Formkern für den Kühlwassermantel 18 passiert, wenn der Formkern 17 für die Auslaßöffnung in den Formkern für den Kühlwassermantel eingesetzt wird, wobei Fig. 1 die Einsetzrichtung des Formkerns 17 der Auslaßöffnung in Bezug auf den Formkern 18 des Kühlwassermantels zeigt, und
- (2) nach dem Gießen der ebene Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung 14B von dem Formabschnitt der Auslaßöffnung 14B an dem einen Ende des Formkerns 17 für die Auslaßöffnung gebildet wird, unter Formen einer gekrümmten Oberflächenform geschnitten, wie in Fig. 1 und 2 mit dem schraffierten Abschnitt 17b dargestellt.
Aufgrund dieser Vorgehensweise ist der Formkern 17 für die
Auslaßöffnung im rechten Winkel zur Zylinderlängsachse in den
Formkern für den Kühlwassermantel 18 einsetzbar, wodurch die
Kühlwasserkanal 16 jeweils zwischen dem Halsabschnitt der
Auslaßöffnungen 14A, 14B und dem Befestigungsvorsprung 15 der
Kraftstoff-Einspritzdüse ausgebildet wird.
Wie bereits erläutert ist eine einfache Ausbildung des
Kühlwasserkanals zwischen dem jeweiligen Halsabschnitt der
Auslaßöffnungen 14A, 14B und dem Befestigungsvorsprung 15 der
Kraftstoff-Einspritzdüse nur mittels dieser Geometriever
besserung am Formkern 17 für die Auslaßöffnung realisierbar.
Auf diese Weise muß keine Verkleinerung der Auslaßöffnungen 14A
und 14B vorgenommen werden, und die Leistung des Motors wird
nicht beeinträchtigt.
Mit dem Verfahren ist auch das im Stand der Technik bei
Verwendung einer zweigeteilten Gießform mit Ober- und Unterteil
zum Ausformen eines Kühlwasserkanals um den Einspritzdüsen
halter und die Öffnungswand auftretende Problem vermeidbar
(Entstehung eines Grats an der am Ober- und Unterteil der
Gießform ausgebildeten Zylinderkopffläche, der in einem
aufwendigen Verfahren entfernt werden muß).
Das unter (2) offenbarte Schneidverfahren ist gleichzeitig
mit der Bearbeitung des Ventilsitzes ausführbar. Es sind also
keine zusätzlichen Verfahrensschritte erforderlich, die zu
einem Produktivitätsverlust führen würden.
Da die Einlaßöffnungen 12 und 13 einer geringeren
thermischen Belastung ausgesetzt sind als die Auslaßöffnungen
14A und 14B, besteht keine Notwendigkeit zur Ausbildung eines
Kühlwassermantels an deren oberem Abschnitt. Genauso wie an den
Auslaßöffnungen 14A und 14B läßt sich jedoch auch jeweils
zwischen dem Halsabschnitt der Einlaßöffnung und dem
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse ein
Kühlwasserkanal ausbilden.
Die beiden Einlaßventile jedes Zylinders werden dafür
parallel zueinander senkrecht zur Mittelachse der Kurbelwelle
angeordnet, und in der Seitenwand des Zylinderkopfs wird eine
Öffnung ausgebildet, so daß die beiden Einlaßöffnungen als eine
einzige Einlaßöffnung ausgebildet sind, in der sich die aus dem
Halsabschnitt jeder Öffnung ausströmenden Gase zu einem
einzigen Gasstrom vereinen, wobei ein Kühlwasserkanal jeweils
zwischen dem Halsabschnitt der beiden Einlaßöffnungen und dem
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse ausgebildet
wird.
Dann wird wie beim Formkern für die Auslaßöffnung ein
Umfangsflächenabschnitt an einem Endabschnitt eines
Formabschnitts für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des
Formkerns für die Einlaßöffnung unter Formen einer ebenen
Oberfläche geschnitten, so daß der Endabschnitt des
Formabschnitts für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des
Formkerns für die Einlaßöffnung einen Formabschnitt für den
Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse in einem
Formkern für den Kühlwassermantel passiert, wenn der Formkern
für die Einlaßöffnung beim Gießen in den Formkern für den
Kühlwassermantel eingesetzt wird. Nach dem Gießen wird der
ebene Oberflächenabschnitt, der an einem inneren
Umfangsflächenabschnitt der vom Formabschnitt für die
Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die
Einlaßöffnung gebildeten Einlaßöffnung ausgebildet ist, unter
Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten.
Die obige Ausführungsform der Erfindung wurde am
Anwendungsbeispiel eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung
und mittiger Einspritzdüsenanordnung erläutert. Die Erfindung
ist jedoch ebenso bei einem Benzinmotor mit Direkteinspritzung
und mittiger Einspritzdüsenanordnung anwendbar.
Darüber hinaus ist die Erfindung auch bei einem
Benzinmotor mit mittiger Zündkerzenanordnung anwendbar, bei dem
die Zündkerze jeweils in einer annähernd dem Mittelabschnitt
der Zylinderkopföffnung entsprechenden Lage angebracht ist.
In diesem Fall wird die Zündkerze annähernd senkrecht zur
Mittelachse der Zylinderbohrung eines jeden Zylinders im
Zylinderkopf 11 befestigt, der Befestigungsvorsprung der
Zündkerze wird beim Gießen einstückig mit dem Zylinderkopf 11
ausgebildet, und der Kühlwasserkanal 16 läßt sich jeweils
zwischen dem Halsabschnitt der Auslaßöffnungen 14A, 14B und dem
Befestigungsvorsprung der Zündkerze ausbilden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs (11) für
einen Verbrennungsmotor, der einen gegossenen Zylinderkopf (11)
mit zwei oder drei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen pro
Zylinder sowie mit vier oder fünf Einlaß- oder Auslaßöffnungen
aufweist, die von den vier oder fünf an jedem Zylinder
ausgebildeten Ventilen geöffnet und geschlossen werden, wobei
die beiden Auslaßventile für jeden Zylinder parallel zueinander
annähernd senkrecht zur Mittelachse einer Kurbelwelle
angeordnet sind, und die zwei Auslaßöffnungen (14A, 14B) zu
einer Seitenwand des Zylinderkopfs (11) hin als eine einzige
Auslaßöffnung (14) geöffnet werden, in der sich die jeweils aus
einem Halsabschnitt jeder Öffnung (14A, 14B) kommenden Gase zu
einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, wobei der
Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des Zylinderkopfs
(11) eine jeweils annähernd senkrecht zur Mittelachse einer
Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete Kraftstoff-Ein
spritzdüse oder Zündkerze aufweist, ein Befestigungs
vorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze
einstückig mit dem Zylinderkopf (11) ausgebildet ist, und wobei
ein Kühlwasserkanal (16) jeweils zwischen dem Halsabschnitt der
beiden Auslaßöffnungen (14A, 14B) und dem Befestigungsvorsprung
(15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze
ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns (17) für die Auslaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt (17a) des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt (17A) für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt der Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung (14B) ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung (14B) an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
beim Einsetzen eines Formkerns (17) für die Auslaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt (17a) des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt (17A) für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt der Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung (14B) ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung (14B) an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs (11) für
einen Verbrennungsmotor, der einen gegossenen Zylinderkopf (11)
mit zwei oder drei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen pro
Zylinder sowie mit vier oder fünf Einlaß- oder Auslaßöffnungen
aufweist, die von diesen vier oder fünf an jedem Zylinder
ausgebildeten Ventilen geöffnet und geschlossen werden, wobei
die zwei oder drei an jedem Zylinder ausgebildeten
Einlaßventile parallel zueinander annähernd senkrecht zur
Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind, und die zwei
oder drei Einlaßöffnungen (12, 13) zu einer Seitenwand des
Zylinderkopfs (11) als eine einzelne Einlaßöffnung geöffnet
werden, in der sich die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder
Öffnung kommenden Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen,
wobei der Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des
Zylinderkopfs (11) eine jeweils annähernd senkrecht zur
Mittelachse einer Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete
Kraftstoff-Einspritzdüse oder Zündkerze aufweist, der
Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder
der Zündkerze einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist,
und wobei ein Kühlwasserkanal (16) jeweils zwischen dem
Halsabschnitt der zwei oder drei Einlaßöffnungen (12, 13) und
dem Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse
oder der Zündkerze ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs (11) für
einen Verbrennungsmotor, der einen gegossenen Zylinderkopf (11)
mit zwei oder drei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen pro
Zylinder sowie mit vier oder fünf Einlaß- oder Auslaßöffnungen
aufweist, die von den vier oder fünf an jedem Zylinder
ausgebildeten Ventilen geöffnet und geschlossen werden, wobei
die zwei oder drei Einlaßventile oder die beiden Auslaßventile
an jedem Zylinder parallel zueinander annähernd senkrecht zur
Mittelachse einer Kurbelwelle angeordnet sind, und die zwei
oder drei Einlaßöffnungen (12, 13) zu einer Seitenwand des
Zylinderkopfs als eine einzelne Einlaßöffnung geöffnet werden,
in der sich die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder Öffnung
kommenden Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen, und die
beiden Auslaßöffnungen (14A, 14B) zu einer Seitenwand des
Zylinderkopfs als eine einzelne Auslaßöffnung (14) geöffnet
werden, in der sich die jeweils aus einem Halsabschnitt jeder
Öffnung kommenden Gase zu einem gemeinsamen Gasstrom vereinen,
wobei der Verbrennungsmotor weiterhin an jedem Zylinder des
Zylinderkopfs (11) eine jeweils annähernd senkrecht zur
Mittelachse einer Zylinderbohrung des Zylinders angeordnete
Kraftstoff-Einspritzdüse oder Zündkerze aufweist, ein
Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder
der Zündkerze einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist,
und wobei ein Kühlwasserkanal (16) jeweils zwischen dem
Halsabschnitt der zwei oder drei Einlaßöffnungen (12, 13) und
dem Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse
oder der Zündkerze ausgebildet ist, und wobei ein
Kühlwasserkanal (16) weiterhin jeweils zwischen dem
Halsabschnitt der beiden Auslaßöffnungen (14A, 14B) und dem
Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder
der Zündkerze ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert;
beim Einsetzen eines Formkerns (17) für die Auslaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt (17a) des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt (17A) für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und daß
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, geschnitten wird, und weiterhin ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
beim Einsetzen eines Formkerns für die Einlaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt des Formkerns für die Einlaßöffnung, welcher den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Einlaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert;
beim Einsetzen eines Formkerns (17) für die Auslaßöffnung in einen Formkern (18) für den Kühlwassermantel zum Zeitpunkt des Gießens ein Endflächenabschnitt (17a) des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welcher den Formabschnitt (17A) für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung bildet, zum Formen einer ebenen Oberfläche geschnitten wird, so daß das Ende des Formkerns (17) für die Auslaßöffnung, welches den Formabschnitt für die Auslaßöffnung an einem Ende bildet, den Formabschnitt (18A) für den Befestigungsvorsprung (15) der Kraftstoff-Einspritzdüse oder der Zündkerze im Formkern (18) für den Kühlwassermantel passiert; und daß
nach dem Gießen ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Einlaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Einlaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Einlaßöffnung erzeugt wurde, geschnitten wird, und weiterhin ein ebener Oberflächenabschnitt, der an einem inneren Umfangsflächenabschnitt der Auslaßöffnung ausgebildet ist, die vom Formabschnitt für die Auslaßöffnung an dem einen Ende des Formkerns für die Auslaßöffnung erzeugt wurde, unter Formen einer gekrümmten Oberfläche geschnitten wird.
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