DE2839199C2 - Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen - Google Patents

Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen

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    • F02F1/24—Cylinder heads

Description

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.
43
— daß jeweils zwei nischenartige Wasserräume (4 und 5) quer zur Reihe der Brennräume (6) jeweils zwischen zwei Brennräumen (6) und an den Enden der Reihe der Brennräume (6) zwischen den Bohrungen (12) für Zylinderkopfschrauben angeordnet sind und
- von einem zwischen zwei Brennräumen (6) hindurchführenden bzw. am Ende der Reihe der Brennräume (6) angeordneten Querkanal (7') auf enigegengesetzten Seiten angeschnitten sind.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet.
- daß der Längskanal (8) an einem Ende des Zyünderkopfes (1) mit einer Stirnöffnung (9) endet und h0
- sich zu dieser hin stetig erweitert.
4. Zylinderkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
h")
- daß der Längskanal (8) eng an den Brennräumen (6) entlangführt und
- daß Bohrungen (15) für Zündkerzen dem
Längskanal (8) gegenüberliegend angeordnet sind.
5. Zylinderkopf nach Anspruch 1 mit einer zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock angeordneten Zylinderkopfdichtung, die vom Wassermantel des Zylinderblockes zu den nischenartigen Wasserräumeii führende Durchlässe aufweist, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Querschnitte der Durchlässe (16 bis 19) mit zunehmender Entfernung vom Längskanal (8) größer ausgebildet sind.
Die Erfindung betrifft einen im Druckgießverfahren herstellbaren Zylinderkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs !.
Bei einem bekannten Druckguß-Zylinderkopf dieser Bauart (D E-OS 2113 840) erstrecken sich die η ischenartigen Wasserräume von verschiedenen Seiten her in den Zylinderkopf. Ein Teil der Wasserräume ist durch einen zugleich als Deckel ausgebildeten Flansch der Saugrohr- und/oder Abg.jsanlage verschlossen, während ein anderer Teil der Wasserräume aufwendig durch viele einzelne eingepreßte Blechdeckel verschlossen werden muß. Der Zylinderkopf hat außerdem einen großen Wasserinhalt, durch den sich ein hohes Betriebsgewicht, eine lange Warmlaufdauer und örtlich geringe Wassergeschwindigkeiten ergeben. Ferner sind die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben unregelmäßig um die Brennräume angeordnet und es sind zusätzliche eingepreßte Blechdeckel oder Stopfen zum Verschließen von Querkanälen erforderlich, die quer durch pinige dieser Bohrungen verlaufen.
Ein anderer bekannter Druckguß Ivlinderkopf ähnlieher Bauart (US-PS 34 68 295) weist ebenfalls nischenartige Wasserräume auf, die nach oben oder zur Seite hin ausgeformt werden und durch Stopfen oder einen Deckel verschlossen werden müssen. Zwar sind bei diesem Zylinderkopf zur Trennebene Zylinderkopf/Zylinderblock ausformbare nischenartige Wasserräume im wesentlichen rings um die Brennräume angeordnet, doch weist er im übrigen die gleichen Nachteile auf wie der Zylinderkopf nach der DE-OS 2113 840.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Druckgießverfahren herstellbaren Zylinderkopf der im Oberbegriff des Anspruchs I beschriebenen Bauart zu schaffen, der bei symmetrischer Anordnung von Bohrungen für Zylinderkopfschrauben eine Anordnung der Querkanäle mit nur zur Außenseite des Zylinderkopfes hin zu verschließenden Öffnungen ermöglicht, der bei geringem Wasserinhalt eine gezielte Kühlung hoch wärmebelasteter Stellen aufweist und einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung entfällt ein großer Teil der nach außen zu verschließenden Wasserräume mit großem Wasserinhalt. Außerdem brauchen bei gebohrten Querkanälen nur deren Eingangsöffnungen durch Stopfen, Deckel oder Flanschansätze des Ansaug- oder Abgassammlers verschlossen zu werden, die keinen großen Aufwand erfordern.
Durch die Querkanäie und den zur Kühlwasserableitung dienenden Längskanal wird eine definierte Querströmung des Kühlwassers durch den Zylinderkopf erzielt und durch ihre schräge Anordnung wird ihr Vorbeiführen an Bohrungen für Zylinderkopfschrauben ermöglicht.
Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 27 56 006), einen Zylinderkopf nur mit zur Zylinderkopfdichtungsseite offenen ringabschnittförmigen Wasserräumen und einem hochlieg?!rden Längskanal zu versehen, jedoch sind bei diesem Zylinderkopf keine Querkanäle mit eine, gezielten Kühlwirkung vorhanden und das Kühlwasser wird im wesentlichen nur längs durch den Zylinderkopf geleitet, so daß örtliche Temperaturspitzen auftreten.
Ferner ist zwar aus der US-PS 22 30 225 ein Zylinderkopf einer anderen Bauart bekannt, doch handelt es sich dabei um einen einfachen deckelartigen Zylinderkopf für seitengesteuerte Brennkraftmaschinen mit stehenden Ventilen, der demzufolge relativ einfach druckgießfähig ausgebildet und mit Längs- und Querkanäien für die Kühlmittel versehen werden kann. Eine Anregung für die erfindungsgemäße Zylinduvkopfausbildung ist dieser Druckschrift daher nicht zn entnehmen.
Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Merkmale des Anspruchs 2 ergeben eine gute Kühlung von einander benachbarten bzw. aneinander angrenzenden Teilen der Brennräume und Zylinder, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit extrem kleinen Zylinderabständen oder mit zusammengegossenen Zylinderlaufbüchsen und begünstigen eine versetzte Ventilanordnung mit kurzen Ein- und Auslaßkanälen und einer entsprechenden Zündkerzenanordnung. Die Merkmale des Anspruchs 3 ermöglichen das Ausformen des Längskanales beim Gießen und durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird die Kühlung der weit von der Zündkerze entfernt liegenden Brennraumzone begünstigt und die Klopffestigkeit des Brennraumes positiv " beeinflußt. D : Merkmale des Anspruchs 5 unterstützen die Bildung einer definierten Querströmung durch den Zylinderkopf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. I einen Schnitt nach der Linie l-l der Fig. 2 eines Drucxguß-Zylinderkopfes für wassergekühlte Brennkraftmaschinen und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1. Ein Druckguß-Zylinderkopf 1 für wassergekühlte · Brennkraftmaschinen wüst mehrere nischenartige Wasserräume 2, 3, 4 und 5 auf. Die nischenartigen Wasserräun.e 2 bis 5 sind Zu1 Trennebene Zylinderkopf/ Zylinderblock hin ausformbar und rings um Brennräume angeordnet. Die Wasserräume 2 und 3 liegen zu Außenseiten des Zylinderkopfes 1 hin und die Wasserräume 4 und 5 sind über Durchlässen aus Wasserraumecken angeordnet, die von ggf. zusammengegossenen Zylinderlaufbüchsen im Zylinderblock be stimmt sind. Die Wasserräume 2 bis 5 sind durch schräg "' zur Reihe der Brennräume 6 angeordnete Querkanäle 7 und T miteinander verbunden, wobei die Wasserräume im wesentlichen auf der Rückseite und die Wasserraume 5 im wesentlichen auf der Vorderseite angeschnitten sind. Ein hochliegender Längskanal 8 ist h
auf einer Seite des Zylinderküpfes 1 angeordnet. Er verbindet die Querkanäle ,' und T h/w. die auf dieser Seite liegenden Wasserraume 3 !!ineinander und dient zum Abführen des Kühlwassers. Er ist zu seiner Stirnöffnung 9 hin ausformbar, so daß nur die schrägen Querkanäle 7 und T gebohrt werden müssen. Die Eingangsöffnungen 10 der Querkanäle 7 und T sind durch Stopfen II verschlossen.
Bohrungen 12 für nicht dargestellte Zylinderkopfschrauben sind senkrecht zur Trennebene Zylinderkopf/ Zylinderblock und auf eint in Kreis um jeden Brennraum 6 bzw. die Mittellängsachse von dessen Zylinder angeordnet. Zwei benachbarte Brennräume 6 haben je zwei der Bohrungen 12 gemeinsam. Jeweils zwei nischenartige Wasserräume 4 und 5 liegen auf einer senkrecht zur Reihe der Brennräume 6 verlaufend gedachten Verbindungslinie zweier Bohrungen 12. Durch ihre schräge Anordnung gehen die Querkanäle 7 und T an den Bohrungen 12 vorbei.
J In Fig. t ist der Druckgußzylinderkopf 1 zusammen mit dem oberen Abschnitt eines Zyl· Jerblockes 13 und einer dazwischen angeordneten Zylinderkopfdichtung 14 dargestellt. In der Zylinderkopfdichtung 14 sind vom Wassermantel 15 des Zylinderblockes 13 in die ' nischenartigen Wasserräume 2 bis 5 führende Durchlässe 16, 17, 18 und 19 angeordnet. Die am weitesten vom Längskanal 8 entfernten Durchlässe 16 sind am größten und haben jeweils mindestens den gleichen Querschnitt wie ein Querkanal 7 bzw. T. Die dem Längskanal 8 nächstliegenden Durchlässe 19 sind am kleinsten und ihr Querschnitt beträgt etwa V4 bis >/2 des Querschnittes der Durchlässe 16.
Bohrungen 20 zur Aufnahme nicht dargestellter Zündkerzen sind auf der dem Längskanal 8 gegenüberliegenden Seite des Druckguß-Zylinderkopfes 1 angeordnet. Im oberen Teil des Dmckguß-Zylinderkopfes 1. der Ventilkammer 21. sind unterhalb von Nockenwellenlagern 22 Auffang- und Leitrinnen 23 angeordnet, die aus den Nockenwellenlagern austretende' Sch-nieröl schnell zu Ablaufkanälen 24 leiten. Dadurch gelangt das Schmieröl ohne übermaßige Erwärmung in den ZyI nderblock 13 zurück.
Durch die Anordnung der nischenartigen Wasserraume 2 bis 5 zur Zylinderkopfdichtungsseite hit, ergibt sich eine gute Ausformbarkeil des Druckguß-Zylinderkopfes 1. Die Querkanäle 7 und T führen besonders dicht an heißen Zylinderkopfstellen, wie Auslaßkanälen 25. Ventilsitzen 26 und 27 und den Bohrungen 20 für die Zündkerzen vorbei, so daß besonders an diesen hoch wärmebelasteten Stellen eine gute Kühlwirkung erzielt wird. Dies wird durch die Querschnittsauswahl der in der Zylinderkopfdichtung 14 angeordneten Durchlässe bis 19 zu den nischenartigen Wasserräumen begünMis;t. die auf der Seite des Längskanals 8 stark gedrosselt sind, so daß sich eine definierte Strömung durch die Querkan^'e 7 und T ergibt. Aufgrund ihrer parallelen Anordnung können alle Querkanäle 7 und 7 gemeinsam gebohrt werden. Sie benötigen jeweils nur einen kleinen üblichen dichtungslosen Blechdeckel als Stopfen II. Durch i' re schräge Anordnung beeinträchti gen die QiiTkanäle 7 und T die Bohrungen 12 für Zylinderkopfschraiibcn nicht und begünstigen eine versetzte Ventilanordnung mil kurzer, Ein- und Auslaßkanälen und einer entsprechenden Zündkerzenanordnung.
Hierzu 1 BIaU Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    L Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen »
    — mit in Reihe angeordneten Brennräumen,
    — mit seitlich ausmündenden Ein- und Auslaßkanälen und hängenden Ein- und Auslaß-Ventilen,
    — mit Bohrungen für Zylinderkopfschrauben und '"
    — mit mehreren an den Kühlmantel eines Zylinderblocks anschließbaren nischenartigen Wasserräumen,
    — die durch einen seitlichen Längskanal und
    — durch Querkanäle miteinander verbunden sind, ' ϊ
    — von denen jeweils einer zwischen zwei benachbarten Brennräumen und jeweils ein weiterer zwischen einem Ein- und einem Auslaßkanal bzw. einem Ein- und einem Auslaßventil eines Brennraumes hindurchführt, -°
    dadurch gekennzeichnet,
    — daß die Querkanäle (7 und 7') schräg zur Reihe der Brennräume (6) gerichtet sind und
    — die paarweise quer zur Reihe der Brennräume (6) angeordneten Bohrungen (12) für Zylinderkopfschrauben jeweils auf entgegengesetzten Seiten anschnittfrei kreuzen.
    — daß alle nischenartigen Wasserräume (2, 3, 4 und 5) zur Trennebene Zylinderkopf/Zylinderblock hin ausformbar und
    — im wesf itiichen rings um die Brennräume (6) angeordnet sind,
    — daß die obere Begrenzung des Längskanales (8) die höchste Stelle aer Wasserräume (2 bis 5) sowie der Längs- und Quei Kanäle (7, T und 8) J"' ist und
    — daß der Längskanal (8) einen Wasseraustritt (Stirnöffnung 9) aufweist.
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