DE2711136C2 - Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents
Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE2711136C2 DE2711136C2 DE19772711136 DE2711136A DE2711136C2 DE 2711136 C2 DE2711136 C2 DE 2711136C2 DE 19772711136 DE19772711136 DE 19772711136 DE 2711136 A DE2711136 A DE 2711136A DE 2711136 C2 DE2711136 C2 DE 2711136C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cylinder head
- light metal
- air
- internal combustion
- web
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/28—Cylinder heads having cooling means for air cooling
- F02F1/30—Finned cylinder heads
- F02F1/32—Finned cylinder heads the cylinder heads being of overhead valve type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit
Ventilen zur Steuerung des Gaswechsels, in dessen Boden im Bereich höherer Betriebstemperaturen, insbesondere im Steg zwischen den Ventilen, in metallischer
Bindung mit dem Leichtmetallumguß ein Einsatz eingegossen ist.
Bei Zylinderköpfen von luftgekühlten Brennkraftmaschinen ergeben sich durch die unterschiedlichen Temperaturen von Frischgas und Abgas und damit von Einlaß- und Auslaßkanälen bzw. Einlaß- und Auslaßventilen, sowie durch die Wärmezufuhr vom Brennraum her
sehr unterschiedliche Betriebstemperaturen im Zylinderkopfboden. Aufgrund des allgemein hohen Temperaturniveaus bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen
gilt der Steg zwischen den Ventilen als die besonders gefährdete Stelle, an der die höchsten Temperaturspannungen auftreten. Durch die starke Gliederung des Zylinderkopfes mit seinen vielen Funktionsteilen lassen
sich an Stellen mit hohen Temperaturen nicht genügend Kühlrippen anbringen, um die unterschiedlichen örtlich
anfallenden Wärmemengen wirkungsvoll abzuführen. Die Folge ist, daß für besonders gefährdete Stellen mitunter die zulässige Warmfestigkeitsgrenze überschritten wird, so daß es zu Deformationen des Zylinderkopfes kommt. Insbesondere entstehen beim Abkühlen des
Zylinderkopfes aufgrund der starken vorhergegangenen Wärmedehnungen Zugspannungen, die zu Rissen
beispielsweise im Ventilsteg führen. Damit ergeben sich in der Regel undichte Auslaßventile und Durchblasespalte an der Dichtfläche des Zylinders, wodurch ein
Zylinderkopf binnen kurzer Zeit völlig unbrauchbar wird.
In der DE-PS 10 01 860 ist auf einen Stand der Technik Bezug genommen, nach dem Leichtmetallzylinderköpfe für luftgekühlte Brennkraftmaschinen nach der
Brennraumseite zu mit einem Blechgerüst ausgekleidet sind, welches eine metallische Bindung mit dem Leichtmetallumguß eingeht und die gefährdeten Stellen des
leichtmetallenen Teiles des Zylinderkopfes schützen soll. Dabei hat man auch schon den leichtmetallenen
Steg zwischen den Ein- und Auslaßöffnungen von außen her angeschlitzt Infolge der verschiedenen Wärmedehnung zwischen dem Blechgerüst und dem leichtmetallenen Teil des Zylinderkopfes tritt hier — wie sich herausgestellt hat — eine Störung in der Wärmeübertragung
ein. Insoweit war mit diesem Vorschlag keine befriedigende Lösung für die Wärmeprobleme eines luftgekühlten Leichtmetallzylinderkopfes gegeben.
Der Gegenstand dieser Druckschrift selber besteht in
ίο der Gestaltung eines luftgekühlten Leichtmetallzylinderkopfes, in dessen Boden zum Schutz des Steges
brennraumseitigenge Dehnspalte vorgesehen sind, welche durch ein ohne metallische Bindung eingegossenes
Blechgerüst ausgefüllt sind. Diese Gestaltung dient der Vermeidung der unerwünschten Stegrisse und geht von
den gegebenen Temperaturverhältnissen im luftgekühlten Zylinderkopf aus, ohne in bezug auf diese Temperaturverhältnisse einan Ansatz zur Bekämpfung der Schadensursache, nämlich der hohen Temperaturdifferenzen
und der damit verbundenen Spannungen zu liefern.
Aus der DE-OS 25 15 160 ist ein Zylinderkopf einer
flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Stegpartie auf der kühlmittelbespülten Seite
mit einer von einem Blech ausgefüllten Fuge versehen
ist, welches Blech in den Kühlmittelstrom hineinragt
Dadurch soll die Gefährdung der Stegpartie einerseits durch eine Herabsetzung der Stegtemperätur und andererseits durch eine größere Nachgiebigkeit der kälteren
umgebenden Wandpartien vermindert werden.
Aus der DE-OS 19 50 704 ist ein Zylinderkopf für eine
luftgekühlte Brennkraftmaschine bekannt, bei dem im Bereich der Stegzone zwischen den Ventilen ein sogenanntes Wärmerohr eingesetzt ist. Dies ist deshalb
nachteilig, weil das Wärmerohr einen erheblichen
Raumbedarf hat und damit die Optimierung der Zylinderkopfkonstruktion in bezug auf Gaskanalführungen
und Lage des Einspritzventiles beeinträchtigt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Leichtmetallzylinderkopf der eingangs genannten Art
die durch die unterschiedlichen Temperaturen von Frischgas und Abgas bzw. durch das hohe Temperaturgefälle zwischen Brenngasen und Kühlluft vorgegebenen Temperaturdifferenzen, insbesondere die örtlichen
Hochtemperaturbereiche im Bereich des Zylinderkopf
bodens und dort im Bereich der Stegzone, abzubauen
und eine gleichmäßige Wärmeverteilung und Wärmeabfuhr in diesem Bereich zu erzielen.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Einsatz ein beispielsweise aus Kupfer bestehender Metallkörper ist,
der sich vom Ventilsteg in beide Richtungen um die Ventilöffnungen hin ausdehnt und bis in die kühleren
Nachbarzonen hineinreicht
Durch diese Ausbildung wird die Temperaturspitze im Bereich der Stegzone abgebaut und die Wärme wirk
sam verteilt Die bessere Temperaturverteilung bewirkt
eine Senkung der Höchsttemperatur und einen größeren Sicherheitsabstand von der zulässigen Warmfestigkeitsgrenze. Dieser Sicherheitsabstand kann zu einer
Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine genutzt
werden.
Bei unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Leichtmetall und dem Einsatz ist
es vorteilhaft, wenn der Metallkörper als Iamelliertes Paket ausgebildet ist, dessen Lamellen quer zur Haupt
dehnungsrichtung angeordnet sind.
Die zunächst fest aufeinander gepreßten Lamellen des Metallkörpers können sich dabei mit zunehmender
Wärmedehnung um einen kleinen Spalt öffnen, um der
stärkeren Wärmedehnung des Leichtmetalles nachzugeben.
Um die wirkungsvolle Wärmeabfuhr vom Zylinderkopfboden an die Kühlluft zu erreichen, kain nach einer
weiteren Ausbildung der Erfindung der Metallkörper kühlluftseitig aus dem Zylinderkopfbc4en herausragen
oder mit dem Zylinderkopf boden abschließen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt
Abb. 1 zeigt einen Leichtmetallzylinderkopf einer luftgekühlten Brennkraftmaschine im Querschnitt durch
die Ventilkanäle,
A b b. 2 zeigt den in A b b. 1 gezeigten Zylinderkopf in
der Ansicht auf den Zylinderkopfboden von der Brennraumseite her.
In A b b. 1 ist ein Zylinderkopf 1 im Schnitt durch den Ein- und Auslaßkanal 2,3 dargestellt Der zwischen den
beiden Kanälen 2, 3 verbleibende Ventilsteg 4 wird durch die Lage des mittig im Kolbenboden ^zeichnerisch
nicht dargestellt) angeordneten Brennraums stark aufgeheizt Eine weitere unerwünschte Aufheizung des
Ventilsteges 4 erfolgt vom Auslaßkanal 3 her. Dadurch sind der Ventilsteg 4 und der Bereich um den Auslaßkanal
3 besonders gefährdet Zur besseren Wärmeverteilung ist in den Ventilsteg 4 ein Metallkörper 5 aus Kupfer
eingegossen, der sich vom Ventilsteg 4 in beide Richtungen um die Ventilöffnungen hin ausdehnt. Der Metallkörper
5 ist allseitig vom Leichtmetall des Zylinderkopfbodens 7 umgeben, so daß er als tragendes Element
mit dem Zylinderkopfboden verbunden ist und diesen nicht schwächt, wie es bei Kühlkanälen und Kühhäumen
der Fall ist. Oberhalb des eingegossenen Metallkörpers 5 geht der Zylinderkopfboden 7 in Kühlrippen 6
über, die dem durch die Mitte des Zylinderkopfes geführten Luftstrom ausgesetzt sind. Abweichend von der
zeichnerischen Darstellung kann der Metallkörper 5 auch aus dem Zylinderkopfboden 7 herausragen und in
die Kühlrippen übergehen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Zylinderkopfbodens 7 wird an den
heißesten Stellen des Zylinderkopfes die Temperatur gesenkt und die Wärme in Bereiche mit niedrigerer
Temperatur abgeleitet, so daß die höchstzulässige Bauteiltemperatur
nicht überschritten wird.
In A b b. 2 ist der in A b b. 1 gezeigte Zylinderkopf 1 in der Ansicht auf den Zylinderkopfboden 7 dargestellt.
Die Umrißlinie 8 des Metallkörpers 5 zeigt dessen Ausdehnung zum Ventilsteg 4 und zum Auslaßkanal 3, um
die Temperaturcpitzen in diesen Bereichen zum kühleren Rand 9 des Zylinderkopfbodens 7 und zum Einlaßkanal
2 abzuleiten.
Um unterschiedliche Dehnungen zwischen dem Leichtmetall des Zylinderkopfes 1 und dem eingegossenen
Metallkörper 5 aufzufangen, kann der Metallkörper 5 aus einem dicht aufeinander gepackten Lamellenpaket
bestehen, dessen Schichtlinien parallel zur Linie 10 verlaufen. Bei starker Dehnung des Zylinderkopfbodens 7
können sich die im Anfang fugenlos geschichteten Lamellen um einen winzigen Betrag voneinander abheben,
um die Spannungen im Zylinderkopfboden trotz des Verbundgusses gering zu halten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit Ventilen zur Steuerung des
Gaswechsels, in dessen Boden im Bereich höherer Betriebstemperaturen, insbesondere im Steg zwischen den Ventilen, in metallischer Bindung mit dem
Leichtmetallumguß ein Einsatz eingegossen ist, d a -durch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein
beispielsweise aus Kupfer bestehender Metallkörper (5) ist, der sich vom Ventilsteg (4) in beide Richtungen um die Ventilöffnungen hin ausdehnt und bis
in die kühleren Nachbarzonen hineinreicht
2. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (5) als
iamelliertes Paket ausgebildet ist» dessen lamellen
quer zur Hauptdehnungsrichtung angeordnet sind.
3. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (5)
kühlluftseitig aus dem Zylinderkopfboden (7) herausragt oder mit dem Zylinderkopfboden (7) abschließt
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772711136 DE2711136C2 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772711136 DE2711136C2 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2711136A1 DE2711136A1 (de) | 1978-09-21 |
DE2711136C2 true DE2711136C2 (de) | 1984-11-29 |
Family
ID=6003636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772711136 Expired DE2711136C2 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2711136C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007053371A1 (de) | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2921118B1 (fr) * | 2007-09-14 | 2014-05-02 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Cylindre de moteur a combustion pour vehicule automobile comprenant dans sa chambre de combustion ou sur sa culasse un ou des inserts a haute conductivite thermique |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT100385B (de) * | 1923-07-18 | 1925-07-10 | Esslingen Maschf | Einrichtung zur Verbesserung der Kühlwirkung bei gegossenen Maschinenteilen, insbesondere bei Zylindern von Verbrennungskraftmaschinen. |
DE1950704C3 (de) * | 1969-10-08 | 1981-07-16 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Zylinderkopf für eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine |
DE2515160A1 (de) * | 1975-04-08 | 1976-10-21 | Motoren Werke Mannheim Ag | Zylinderkopf fuer brennkraftmaschinen |
-
1977
- 1977-03-15 DE DE19772711136 patent/DE2711136C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007053371A1 (de) | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2711136A1 (de) | 1978-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3345263C2 (de) | Gekühlte Turbinenschaufel | |
EP2678627B1 (de) | Abgaskühler | |
DE69000984T2 (de) | Einstueckiges innengehaeuse fuer eine hochdruck-mitteldruck-dampfturbine mit geregelter kuehlung. | |
EP0199321B1 (de) | Wärmetauscher | |
DE3123398A1 (de) | "vorbrennkammer in einem zylinderkopf eines dieselmotors" | |
DE2323793C2 (de) | Auslaß- und/oder Einlaßkanal eines Zylinderkopfes für luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschinen | |
WO2006064038A1 (de) | Hitzeschildelement | |
DE60116053T2 (de) | Brennkraftmaschine | |
AT514793B1 (de) | Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine | |
DE3100755C2 (de) | ||
DE1955140A1 (de) | Fluessigkeitsgekuehlte Zylinderbuechse fuer Brennkraftmaschinen | |
DE2711136C2 (de) | Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine | |
DE2816923C2 (de) | Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen | |
DE19539379A1 (de) | Vorrichtung zum Betreiben und Steuern einer Freikolben-Stirling-Maschine | |
DE2530736A1 (de) | Anordnung zur fluessigkeitskuehlung von thermisch belasteten waenden | |
EP3762586B1 (de) | Bauteilwand eines heissgasbauteils | |
DE102018124574B4 (de) | Rippenwärmeübertrager | |
EP1972772B1 (de) | Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine | |
DE2542683C3 (de) | Gegenstrom-Wärmetauscher mit einem Kern aus übereinander angeordneten Plattenbauteilen | |
DE3408624A1 (de) | Luftgekuehlte hubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE1950704C3 (de) | Zylinderkopf für eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
EP0302380A2 (de) | Wärmebeaufschlagtes Bauteil | |
DE1965742A1 (de) | Rekuperator | |
EP1066459A1 (de) | Brennkraftmaschine mit fluidkühlsystem | |
DE102016110993A1 (de) | Zylinderkopf mit Merkmalen zum Begrenzen einer Auslasskrümmerschrumpfung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |