DE2452999C2 - Cylinder head for a water-cooled diesel engine - Google Patents
Cylinder head for a water-cooled diesel engineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cylinder head according to the preamble of claim 1.
Bei einem derartigen aus der FR-PS 12 32 005 bekannten Zylinderkopf durchströmt das Kühlwasser aus dem unteren Kühlraum kommend die Ventilkörbe in ihrem oberen Bereich im Abstand vom jeweiligen Ventilsitz und im Abstand von dem Schutzrohr und verläßt dann den Zylinderkopf durch einen oberen Kahlwasserraum. Bei diesem bekannten Zylinderkopf wird zwar der Zylinderkopfboden in ausreichendem Maße gekühlt, die Auslaßventilsitze und die zentrale Anbringungsstelle für die Einspritzdüse werden aber nur unzureichend gekühlt.In such a cylinder head known from FR-PS 12 32 005, the cooling water flows through coming from the lower cooling space the valve baskets in their upper area at a distance from the respective Valve seat and at a distance from the protective tube and then leaves the cylinder head through an upper one Kahlwasserraum. In the case of this known cylinder head, the cylinder head base is in fact sufficient Dimensions cooled, but the exhaust valve seats and the central attachment point for the injection nozzle are insufficiently cooled.
Aus der DE-AS 10 41 292 ist ein Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine mit einer zentral angeordneten Einspritzdüse und mit einer mittleren Trennwand, die zusammen mit dem Zylinderkopfboden sowie mit Umfangswänden einen unteren Kühlraum begrenzt, bekannt, wobei der untere Kühlwasserraum durch einen Ringspalt zwischen der Trennwand und dem Düsenhalter mit einem oberen Kühlwasserraum des Zylinderkopfes in Verbindung steht Dem unteren Kühlwasserraum wird das Kühlwasser durch eine Leitung in einem Einsatz des Zylinderblockes zugeführt, die mittels rohrstutzenartiger Verbindungsstücke mit dem Zylinderkopf verbunden ist Die Art der Kühlung der Auslaßventile ist aus dieser Veröffentlichung nicht erkennbar.From DE-AS 10 41 292 a cylinder head for a water-cooled diesel engine with a centrally arranged injection nozzle and a central one Partition wall which, together with the cylinder head base and peripheral walls, forms a lower cooling space limited, known, the lower cooling water space through an annular gap between the partition and the nozzle holder is connected to an upper cooling water space of the cylinder head Cooling water space, the cooling water is fed through a pipe in an insert of the cylinder block, which is connected to the cylinder head by means of pipe socket-like connecting pieces. The type of cooling the exhaust valve cannot be seen from this publication.
Aus der DE-PS 10 82 773 ist ein Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieseimaschine mit eimr zentral angeordneten Einspritzdüse bekannt, deren Auslaßventile nicht in herausnehmbaren Auslaßventilkörben angeordnet sind. Die Auslaßventile weisen Auslaßventilsitze mit ringförmigen Kühlräumen auf, denen das Kühlwasser direkt vom Zylinderkühlmantel zugeführt wird. Den Ventilsitz-Kühlräumen ist ein die zentrale Anbringungsstelle des Düsenhalter der Einspritzdüse umgebender Kühlraum in Reihe nachgeordnet, der gleichzeitig Teil eines unteren Kühlraums zur Kühlung des Zylinderbodens ist Aus diesem unteren Kühlraum tritt das Kühlwasser durch einen Ringspalt der durch die Einspritzdüse und eine Bohrung in der Zwischenwand begrenzt wird, in einen oberen Kühlraum, der die K-näle umgibt Eine Optimierung der Kühlung der Auslaßventilsitze einerseits und der zentralen Anbringungsstelle für die Einspritzdüse andererseits ist hiermit nicht möglich. Die aus der Ausbaubarkeit von Ventilkörben res hierenden Probleme des gattungsgemäßen Zylinderkopfes können hierbei nicht auftreten.From DE-PS 10 82 773 a cylinder head for a water-cooled diesel machine with a central egg arranged injection nozzle known whose exhaust valves are not in removable exhaust valve baskets are arranged. The exhaust valves have exhaust valve seats with annular cooling spaces, which the Cooling water is supplied directly from the cylinder cooling jacket. The valve seat cold rooms is the central one Attachment point of the nozzle holder of the cooling chamber surrounding the injection nozzle in series, the at the same time part of a lower cooling space for cooling the cylinder base is from this lower cooling space the cooling water passes through an annular gap through the injection nozzle and a hole in the partition is limited, in an upper cooling space that surrounds the ducts. Optimizing the cooling of the Exhaust valve seats on the one hand and the central attachment point for the injection nozzle on the other hand is hereby not possible. The problems of the generic type arising from the expandability of valve cages res here The cylinder head cannot occur here.
Auch aus der GB-PS 11 34 200 ist ein Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine mit einem zentral angeordneten Schutzrohr zur Aufnahme des Düsenhzlters einer Einspritzdüse bekannt, bei der das Kühlwasser vom Zylinderkühlmantel kommend zuerst den Ventilsitzen und anschließend der zentralen Anbringungsstelle für die Einspritzdüse zugeleitet wird. Von hier aus strömt das Kühlwasser durch einen Ringspalt in einen oberen Kühlwasserraum. Eine Optimierung der Kühlung der Auslaßventilsitze und der zentralen Anbringungsstelle der EinsDrit?^'"-" ann bei dieser Ausgestaltung nur durch die Formgebung der entsprechenden Kühlwasserräume an diesen Stellen geschehen, was konstruktiv einen erheblichen Aufwand erfordert Der Zylinderkopfboden ist bei dieser bekannten Ausführung weitgehend ungekühlt. Die Auslaßventile sind nicht in herausnehmbaren Ventilkörben angeordnet. Also from GB-PS 11 34 200 is a cylinder head for a water-cooled diesel engine with a central arranged protective tube for receiving the nozzle heater of an injection nozzle known, in which the cooling water coming from the cylinder cooling jacket, first the valve seats and then the central attachment point for the injection nozzle is supplied. From here the cooling water flows in through an annular gap an upper cooling water space. An optimization of the cooling of the exhaust valve seats and the central ones Attachment point of the one-third? ^ '"-" can be attached to this one Design only done by shaping the corresponding cooling water spaces at these points, which requires considerable construction effort. The cylinder head base is known in this case Execution largely uncooled. The exhaust valves are not arranged in removable valve baskets.
Aus der DE-AS 18 01 135 ist ein Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine mit einer zential angeordneten Einspritzdüse bekannt der kühlwasserdurchflossene herausnehmbare Auslaßventilkörbe aufweist. Eine gesonderte Kühlung der Auslaßventilsitze erfolgt in der Weise, daß durch achsparallele Kanäle zwischen einer Ventilführung und dem Ventilkorb Kühlwasser nach unten zum Ventilsitz geführt und von dort durch gleichartige Kanäle wieder nach oben zurückgeführt wird. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv aufwendig und läßt insbesondere eine gezielte, d. h. mengenmäßig optimierte Kühlwasserzuführung in die Nähe der Ventilsitze nicht zu. Inwieweit und mit welchen Mitteln eine Kühlung der Einspritzdüse erfolgt ist dieser Vorveröffentlichung nicht zu entnehmen.From DE-AS 18 01 135 is a cylinder head for a water-cooled diesel engine with a zentially arranged injection nozzle is known as the cooling water flowing through it Has removable outlet valve baskets. A separate cooling of the exhaust valve seats takes place in such a way that through axially parallel channels between a valve guide and the valve cage Cooling water passed down to the valve seat and from there up again through similar channels is returned. This embodiment is structurally complex and allows in particular a targeted, d. H. Quantitatively optimized cooling water supply in the vicinity of the valve seats not too. To what extent and with This prior publication does not reveal the means by which the injection nozzle is cooled.
Aus der US^PS 33 77 996 ist ein Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine bekannt, bei dem inFrom US ^ PS 33 77 996 is a cylinder head for a water-cooled diesel engine known, in which in
Kühlwasserräumen zusätzliche Kühlrippen ausgebildet sind.Cooling water spaces additional cooling fins are formed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf der gattungsgemäßen Art so auszugestal-The invention is based on the object of designing a cylinder head of the generic type so
ten, daß frisches Kühlwasser mengenmäßig optimiert dem oder den Auslaßventilsitzen und der Anbringungsstelle für die Einspritzdüse zugeführt wird, ohne daß der Ein-oder Ausbau des oder der Ventilkörbe erschwert wird.th that fresh cooling water is optimally supplied in terms of quantity to the outlet valve seat or seats and the attachment point for the injection nozzle, without the Installation or removal of the valve basket or baskets is made more difficult.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöstAccording to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird nicht nur erreicht, daß überhaupt dem bzw. den Auslaßventilsitzen einerseits und der zentralen Anbringungsstelle für die Einspritzdüse Kühlwasser zugeführt wird, sondern daß diesen Stellen das Kühlwasser mengenmäßig dosiert zugeführt werden kann, indem nämlich der Ringspalt zwischen Schutzrohr und Bohrung in der Trennw&nd einerseits und die Rohrstutzen andererseits so dimensioniert werden können, daß eine gezielte Aufteilung des gesamten Kühlwasserstromes vorgenommen werden kann. Gleichzeitig werden der Ein- und Ausbau der Ventilkörbe trotz dieser hochwirksamen Einbauten überhaupt nicht behindert, da die der Aufteilung des Kühlwassers dienenden Rohrstutzen achsparallel zum jeweiligen Auslaßventil und damit in Einschub- bzw. Auszugrichtung für den entsprechenden Ventiikob an der Oberseite des Zylinderkopfes angeordnet sind. Diese Verbindung wird also nach Art einer einfachen Steckverbindung beim Ein- bzw. Ausbau eines Ventilkorbes hergestellt. Damit ist auch ein Auswechseln dieser Rohrstutzen zur Änderung bzw. besseren Anpassung der Kühlwasseraufteilung möglich. Durch die Zwangsführung wird das Kühlwasser nach Bespülung der Bodenoberseite und der im Bereich der Trennwand liegenden Partien des Zylinderkopfes ausschließlich sowohl an der zentralen Anbringungsstelle für die Einspritzdüse und an dem oder den Auslaßventilsitzen, die von den Ventilkörben gebildet werden, vorbei geleitet und zwar an den Düsen- und Ventilsitzen mit hoher Geschwindigkeit, da die gesamte Kühlwassermenge diese verhältnismäßig engen Strömungswege passieren muß. Die hohe Wassergeschwindigkeit begünstigt dabei die Wärmeableitung an den gennnten Stellen. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Kühlwasserräume des oder der Ventilkörbe so gestaltet sind, daß das Kühlwasser zwangsläufig bis in die unmittelbare Nähe des Umfangs der Ventilsitze geleitet wird. ·15The measures according to the invention not only achieve the one or the other Outlet valve seats on the one hand and supplied to the central attachment point for the injection nozzle cooling water is, but that these places the cooling water can be supplied in a dosed quantity by namely the annular gap between the protective tube and the bore in the partition wall on the one hand and the pipe socket on the other hand can be dimensioned so that a targeted distribution of the entire cooling water flow can be made. At the same time, the installation and removal of the valve baskets are in spite of this highly effective internals are not hindered at all, as those used to divide the cooling water Pipe socket axially parallel to the respective outlet valve and thus in the insertion or extraction direction for the corresponding Ventiikob are arranged on the top of the cylinder head. This connection will thus made in the manner of a simple plug connection when installing or removing a valve cage. In order to is also an exchange of these pipe sockets to change or better adapt the cooling water distribution possible. Due to the forced operation, the cooling water after purging the top of the floor and the parts of the cylinder head lying in the area of the partition wall exclusively both on the central one Attachment point for the injection nozzle and on the exhaust valve seat or seats leading from the valve cages are formed, passed past the nozzle and valve seats at high speed, as the entire amount of cooling water must pass these relatively narrow flow paths. The high speed of the water it favors the dissipation of heat in the named places. It is assumed that that the cooling water spaces of the valve basket or baskets are designed so that the cooling water inevitably up to the close proximity of the perimeter of the valve seats is directed. · 15
An den Wänden des oder der Auslaßkanäle kann bei der geschilderten Wasserführung nicht die hohe Fließgeschwindigkeit wie am Düsensitz und an den Auslaßventilsitzen erzeugt werden. Durch die Maßnahmen nach dem Anspruch 2 wird daher eine verbesserte 'io Wärmeableitung an d<"n oder den Auslaßkanälen erreicht.On the walls of the outlet channel or channels, with the water flow described, the high Flow velocity as generated at the nozzle seat and at the outlet valve seats. Through the action according to claim 2 there is therefore an improved heat dissipation at d <"n or the outlet channels achieved.
Ein Aus'ührungsbeispie! der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn execution example! the invention is described below explained with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 einen Zylinderkopf gemäß der Erfindung in ü5 einem durch eiuen Ventilkorb sowie durch ein Schutzrohr für einen Einspritzdüsenhalter gelegten Schnitt undFig. 1 shows a cylinder head according to the invention in ü5 one put through a valve cage and through a protective tube for an injection nozzle holder Cut and
Fig. 2 einen Schnitt durch eine untere Wandpartie eines Auslaßkanales gemäß der Schnittlinie II-II in «ο Fig. 1.2 shows a section through a lower wall part an outlet channel according to the section line II-II in «ο Fig. 1.
Eine äußere Begrenzung des in der Zeichnung dargestellten Zylinderkopfes wird im wesentlichen gebildet durch einen Boden 1, eine Decke 2 und eine Umfangswandung 3. An zentraler Stelle ist ein «5 Schutzrohr 4 für einen nicht dargestellten Eirispritzdülenhalter angeordnet, das im Boden 1 an einer mit 5 bezeichneten Stelle eitigrwalzt ist. An dieser Stelle 5 ist eine ebenfalls nicht dargestellte Einspritzdüse eingebaut Von der Umfangswandung3 führt ein Auslaßkanal 6 zu einem Auslaßventilkorb 7, der ein Auslaßventil 8 aufnimmt. Von der gegenüberliegenden Seite uer Umfangswandung 3 führt ein Einlaßkanal 9 zu einem nicht dargestellten Einlaßventilsitz.An outer limit of the cylinder head shown in the drawing becomes essentially formed by a floor 1, a ceiling 2 and a peripheral wall 3. At a central point is a «5 Protective tube 4 for an Eirispritzdülehalter not shown arranged, which is eitigrwalzt in the bottom 1 at a point indicated by 5. At this point 5 is an injection nozzle, also not shown, is installed. An outlet duct leads from the circumferential wall 3 6 to an outlet valve cage 7, which receives an outlet valve 8. From the opposite side outside Circumferential wall 3 leads an inlet channel 9 to an inlet valve seat, not shown.
Der Zylinderkopf weist insgesamt zwei Auslaßventile 8 in Auslaßventilkörben 7 und zwei in der Zeichnung nicht dargestellte Einlaßventile auf.The cylinder head has a total of two exhaust valves 8 in exhaust valve cages 7 and two in the drawing inlet valves, not shown.
Durch den gesamten Zylinderkopf erstreckt sich eine Trennwand 10, die in die Umfangswandung 3 sowie in die zürn Boden 1 hin verlaufenden Partien des Auslaßkanals 6 bzw. des Einlaßkanals 9 übergeht. Die vorgenannten Bereiche, also der Boden 1, die Trennwand 10, das Schutzrohr 4 und die Umfangswandung 3 begrenzen einen unteren Kühlwasserraum 11, den frisches Kühlwasser durch Übertrittsbohrungen 12 von einem nicht dargestellten Zylinderkühlmantel her zugeführt wird. Oberhalb der Trennwand 10 liegt ein oberer Kühlwasserraum 13, der von der Trennwand 10, der Decke 2, den oberhalb der Trennwand 10 liegenden Partien von A-islaßkanal 6 und uinlaßkanal 12, dem Schutzrohr 4 und der Umfangswandang 3 begrenzt wird.A partition wall 10 extends through the entire cylinder head and extends into the peripheral wall 3 as well as in the parts of the outlet channel 6 and the inlet channel 9 running towards the bottom 1 merge. the the aforementioned areas, that is to say the base 1, the partition 10, the protective tube 4 and the peripheral wall 3 delimit a lower cooling water space 11, the fresh cooling water through transfer bores 12 from is fed to a cylinder cooling jacket, not shown. Above the partition wall 10 is a Upper cooling water space 13, that of the partition 10, the ceiling 2, the one above the partition 10 Parts of A-islaßkanal 6 and uinlaßkanal 12, the Protective tube 4 and the peripheral wall 3 is limited.
Oberhalb des Auslaßkanales 6 befindet sLh eine Austrittsöffnung 14 für das erwärmte Kühlwasser. Das Schutzrohr 4 durchsetzt die Trennwand 10, wobei der äußere Umfang des Schutzrohres 4 mit der umgebenden Bohrung in der Trennwand 10 einen Ringspalt 15 bildet, durch den das Kühlwasser von dem unteren Kühlwasserraum 11 in den oberen Kühlwasserraurn 13 mit hoher Geschwindigkeit strömen kann.Above the outlet channel 6 there is an outlet opening 14 for the heated cooling water. That Protective tube 4 penetrates the partition wall 10, the outer circumference of the protective tube 4 with the surrounding Bore in the partition wall 10 forms an annular gap 15 through which the cooling water from the lower cooling water space 11 in the upper cooling water space 13 with high Speed can flow.
Dadurch entsteht eine intensive Kühlwasserbewegung in der Nähe der Stelle 5, wodurch diese und damit die Einspritzdüse gut gekühlt wird, was für die Standzeit dieses wichtigen Motorbauteiles von ausschlaggebender Bedeutung ist. Den Auslaßventilkörben 7 wird das Kühlwasser direkt von dem unteren Kühlwasserraum 11 über eine senkrechte Bohrung 16 und einen Eintritts-Rohrstutzen 17 zugeführt, der mit Hilfe eines O-Ringes 18 gegenüber einer entsprechenden Aufnahmebohrung de« Auslaßventilkorbes 7 abgedichtet ist, sowie in diese Bohrung eingreift. Das Kühlwasser gelangt von dem Eintritts-Rohrstutzen 17 über einen Kühlwasserzuflußraum 19 zu einem einen Ventilsitz 20 ui.ngebenden ringförmigen Kühlwasserraum 21, du-chfließi diesen entlang seinem gesamten Umfang und strömt schließlich von dort über einen Kühlwasserabflußraum 22 und einen Rohrstutzen 23 in den oberen Kühlwasserraum 13. Der Rohrstutzen 23 ist ebenfalls durch einen O-Ring 18 abgedichtet und greift in eine Gegenbohrung des Auslaßt entilkorbes 7 ein. Mit Hilfe der Kühlwasserwege 17, 19, 21, 22 und 23 wird in der Nähe des Ventilsitzes 20 eine intensive Strömung frischen Kühlwassers eiveugt, welche die Temperatur an dieser Stelle, deren Wert für die Standzeit der Auslaßventile, -nsbesoi.dere bei Schwerölbetrieb, von entscheidender Bedeutung ist genügend niedrig hält. Die engsten Stellen der beschriebenen beiden Kühlwasserwege für die Kühlung der Ventilsitze u"d der Einspritzdüse, die von dem Ringspalt 15. sowie den Eintritts-Rohrstutzen 17 und dem Rohrstutzen 23 gebildet werden, sind so aufeinander abgestimmt, daß eine zweckentsprechende Men· genaufteilung des Kühlwassers erreicht wird. Zur Verbesserung der Wärmeableitung von dem Auslaßkanal 6 ist seine ck'rri unteren Kühlwasserraum 11 zugewandte Wandpartie 24 mit Kühlrippen 25 versehen, die in Fließrichtung des KühlwasserstromesThis creates an intensive cooling water movement in the vicinity of the point 5, which this and thus the injection nozzle is well cooled, which is crucial for the service life of this important engine component Meaning is. The cooling water is fed directly to the outlet valve cages 7 from the lower cooling water space 11 via a vertical bore 16 and an inlet pipe socket 17, which with the help of an O-ring 18 with respect to a corresponding receiving hole de «exhaust valve basket 7 is sealed, as well as in this Hole engages. The cooling water arrives from the inlet pipe socket 17 via a cooling water inflow space 19 to an annular cooling water space 21 surrounding a valve seat 20, through which it flows along its entire circumference and finally flows from there via a cooling water discharge space 22 and a pipe socket 23 into the upper cooling water space 13. The pipe socket 23 is also supported by an O-ring 18 sealed and engages in a counterbore of the outlet valve basket 7. With the help of the cooling water ways 17, 19, 21, 22 and 23 will be near the valve seat 20 an intense flow of fresh cooling water, which the temperature at this point, whose Value for the service life of the exhaust valves, -nsbesoi.dere In the case of heavy oil operation, it is of crucial importance to keep it low enough. The narrowest parts of the described two cooling water paths for cooling the valve seats u "d of the injection nozzle, which are from the Annular gap 15 as well as the inlet pipe socket 17 and the pipe socket 23 are formed so on top of one another coordinated so that an appropriate distribution of the quantities of the cooling water is achieved. To the Improvement of the heat dissipation from the outlet channel 6 is its ck'rri lower cooling water space 11 facing wall section 24 provided with cooling fins 25, which in the direction of flow of the cooling water flow
verlaufen. Die Auslaßventilkörbe 7 können ohne irgendwelche Arbeiten an den Kühiwasserwegen ein- und ausgebaut werden, da der Eintritts-Rohrstutzen 17 und der Rohrstutzen 23 beim Ein- und Ausbau automatisch die Verbindungen zu den Kühlfäunien 11 und 13 herstellen bzw. trennen.get lost. The outlet valve baskets 7 can be switched on without any work on the cooling waterways. and removed, since the inlet pipe socket 17 and the pipe socket 23 during installation and removal automatically the connections to the cooling fences 11 and 13 produce or separate.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MOTOREN-WERKE MANNHEIM AG VORM. BENZ ABT. STATIONA |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8331 | Complete revocation |