DE3132314C2 - Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Ein Zylinderkopf (1) für wassergekühlte Brennkraftmaschinen ist mit einer Trennwand (2) aus vorgeformtem Blech versehen, die zusammen mit dem Zylinderkopfboden (3), Umfangswänden (4 und 5) und inneren, die Trennwand durchdringenden Bauteilen (Einlaßkanal 6 und Auslaßkanal 7) einen unteren Wasserraum (8) begrenzt. Die Trennwand (2) weist Durchlässe (10 und 11) zum Übertritt des Kühlwassers vom unteren Wasserraum (8) in einen oberen Wasserraum (9) auf. Gegenüber von thermisch hochbelasteten Bereichen (Ventilstegen 12) des Zylinderkopfbodens (3) ist die Trennwand (2) zum Zylinderkopfboden (3) hin verformt.

Description

gekühlten Brennkraftmaschine weist eine Trennwand 2 aus vorgeformtem Blech auf, die zusammen mit dem Zylinderkopfboden 3, Umfangswänden 4 und 5 und inneren, die Trennwand durchdringenden Bauteilen, z. B. Einlaßkanälen 6 und Auslaßkanälen 7, einen unteren Wasserraum 8 begrenzt. Obtihalb der Trennwand 2 liegt ein oberer Wasserraum 9. Ober Durchlässe 10 und 11 stehen die beiden Wasserräume 8 und 9 miteinander in Verbindung.

Die Trennwand 2 weist gegenüber von thermisch hochbelasteu:n Bereichen des Zylinderkopfbodens, z. B. gegenüber den Ventilstegen 12, zum Zylinderkopfboden 3 hin verformte Abschnitte 13 auf. Dadurch ergeben sich, begrenzt jeweils seitlich durch einen Einlaßkanal 6 und einen Auslaßkanal 7 sowie oben und unten durch r> einen der verformten Abschnitte 13 bzw. einen der Ventilstege 12, eingeschnürte Kühlwasserdurchtritte 14. Die so erzeugte hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers führt in diesen Bereichen zu einer besonders intensiven Kühlung, während in den Bereichen mit niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit weniger gekühlt wird. Damit wird eine geringere Belastung der thermisch hoch beanspruchten Bereiche, eine gleichmaßigere Temperatur- und Spannungsverteilung und demzufolge eine höhere Lebensdauer des Zylinderkopfes erreicht. Unter Umständen kann auch wegen der Verbesserung der Kühlwirkung der gesamte Kühlkreislauf für eine entsprechend verringerte Kapazität ausgelegt werden.

Die Befestigung der Trennwand 2 innerhalb des Zylinderkopfes 1 erfolgt entweder in der Weise, daß sich die Trennwand aufgrund ihrer, den Innenkonturen der Wasserräume 8 und 9 angepaßten Form au Wandbereichen derselben abstützt oder indem Randabschnitte 15 und 16 der Trennwand eingegossen werden, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Je nach dem gewünschten Verlauf der Strömung des Kühlwassers werden auch größere Randabschnitte oder der gesamte Rand der Trennwand 2 eingegossen.

Die vorgeformte Trennwand 2 wird zur Herstellung des Zylinderkopfes 1 in dessen Wasserraumkern eingeformt, wobei die Durchlässe 10 und 11 den Sandfluß vorteilhaft steuern und die einzugießenden Randabschnitte 15 und 16 aus dem Wasserraumkern herausragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen.

— mit einer Trenn wand,

— die zusammen mit dem Zylinderkopfboden, Umfangswänden und inneren, die Trennwand durchdringenden Bauteilen einen unteren Wasserraum begrenzt,

— die Durchlässe zum Obertritt des Kühlwassers vom unteren Wasserraum in einen oberen Wasserraum aufweist, und

— die gegenüber von thermisch hochbelasteten Bereichen des Zylinderkopfbodens zur Bildung verengter Kühlwasserdurchtritte in geringerem Abstand vom Zylinderkopfboden als in den übrigen Bereichen angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

— daß die Trennwand (2) aus vorgeformtem Blech besteht,

— das während des Gießens des Zylinderkopfes (1) in den Wasserraumkern zu dessen Versteifungeingebettet ist.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Form der Trennwand (2) und die Innenkonturen der Wasserräume (8 und 9) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Trennwand (2) formschlüssig festgelegt ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß Randbereiche (15,16) der Trennwand (2) in korrespondierende Ausnehmungen der Wandungen (Umfangswände 4,5) der Wasserräume (8, 9) hineinragend angeordnet bzw. in diese eingegossen sind.

4. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet.

— daß die Durchlässe (10,11) in der Trennwand (2) in Bereichen angeordnet sind, die zum Zylinderkopfboden (3) hin einen relativ großen Abstand aufweisen.

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei dieser bekannten Bauart eines Zylinderkopfes (AT-PS 71 678) für Brennkraftmaschinen ist der im Zylinderkopf ausgebildete Kühlraum durch eine Zwischenwand in zwei ungleiche Kiihlräume zerlegt, wobei die Höhe des Kühlraumes mit Stellen höherer Temperatur kleiner ist als an solchen niedrigerer Temperatur. Die Anordnung der unterschiedlich großen Kühlräume ist dabei so getroffen, daß das Kühlmittel mit großer Geschwindigkeit an der dem Zylinderinneren zugekehrten, relativ heißen Kopffläche vorbeigeführt wird und über weniger heiße Teile durch einen relativ großen Kühlraum mit geringer Geschwindigkeit geführt wird. Die Anordnung einer Zwischenwand zur Ausbildung unterschiedlich großer Kühlräume zur Erzielung verschieden hoher Fließgeschwindigkeiien für das Kühlmittel führt zu aufwendigen Gußausbildungen.

So zeigt und beschreibt die DE-OS 24 52 999 einen wassergekühlten Zylinderkopf, bei dem ein Bereich zur Erzielung besonders hoher Kühlflüssigkeits-Geschwindigkeiten gesondert als Gußteil ausgebildet und in den gegossenen Zylinderkopf eingesetzt wird. Weiter wird bei diesem Zylinderkopf zur Erzielung einer hohen Kühlmittel-Fließgeschwindigkeit an einer heißen Stelle des Zylinderkopfbodens in einer Durchbrechung der Zwischenwand für unterschiedlich große Kühlräume mit einem zusätzlich eingebauten Bauteil ein Ringspalt erzeugt

Schließlich ist aus der DE-OS 23 22 382 ein längsgeteilter, wassergekühlter Zylinderkopf für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Teilungsebene in einer äußeren Begrenzungsfläche der Zwischenwand im Zylinderkopf liegt.

Die Herstellung von Zylinderköpfen aus mehreren für sich zu fertigenden Bau- bzw. Gußteilen, die anschließend dichtend miteinander verbunden werden, ist aufwendig und mit relativ hohen Ausschußquoten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trenn- bzw. Zwischenwand für einen Zylinderkopf der Bauart nach dem Oberbegriff des Patentanspruches so auszubilden, daß an den thermisch kritischen Stellen des Zylinderkopfes eine erhöhte Kühlmittel-Fließgeschwindigkeit erreicht und dabei ein Zylinderkopf erzielt ist von gießtechnisch günstigem, einfachem Aufbau.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Trennwand aus vorgeformtem Blech vereinfacht

die Herstellung eines Zylinderkopfes insofern, als die Trennwand in den Kern zur Ausbildung des Wasserraumes im Zylinderkopf eingebettet werden kann. Somit kann eine gesonderte Verstärkung des Wasserraumkernes entfallen und außerdem ist eine höhere Maßhaltig-

keit erzielt, so daß niedrigere Ausschußquoten erreichbar sind. Weiter können die Kühlmittel-Fließgeschwindigkeiten durch einfache Ausformungen der Trennwand gezielt an den thermisch kritischen Stellen im Zylinderkopf erreicht werden.

^>0 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Mit den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 wird eine gute Verankerung der Trennwand innerhalb des Zylinderkopfes erreicht. Mit den im Patentanspruch 4 beschriebenen

^ Durchlässen in der vorgeformten Trennwand kann durch abgestimmte Anordnung und Bemessung dieser Durchtrittsöffnungen der Sandfluß innerhalb der Kernform beim Herstellen des Kernes günstig beeinflußt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilquerschnitt eines Zylinderkopfes einer wassergekühlten Brennkraftmaschine entlang der Linie 1-1 der F i g. 2 und

F i g. 2 einen Teil eines Schnittes entlang der Linie H-Il des Zylinderkopfes nach Fig. 1.

Ein Zylinderkopf 1 einer nicht dargestellten wasser-