DE3337428A1 - Liquid-cooled cylinder head for internal combustion engines - Google Patents

Liquid-cooled cylinder head for internal combustion engines

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DE3337428A1
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internal combustion
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Otto Dipl.-Ing. 8000 München Pukl
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/08—Arrangements of lubricant coolers
    • 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
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

A liquid-cooled cylinder head (1) for a multi-cylinder in-line internal combustion engine has a coolant chamber (2), which is designed as a longitudinal duct (9) with free passage. In the longitudinal duct (9) a lubricant line (10) formed from a pipe (11) is arranged separately and essentially washed all round by coolant. The lubricant line (10) serves as heat exchanger. <IMAGE>

Description

Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für BrennkraftmaschinenLiquid-cooled cylinder head for internal combustion engines

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 von der DE-OS 31 30 438 aus. Bei dieser bekannten Bauart ist die im Zylinderkopf integrierte und als interner Wärmetauscher dienende Schmiermittelleitung durch Gießen und/oder mechanische Bearbeitung ausgebildet. Zusätzlich zur aufwendigen Herstellung kann diese Anordnung der integrierten Schmiermittelleitung bzw. des integrierten Wärmetauschers zu einer für das Gießen des Zylinderkopfes ungünstigen Gestaltung führen.The invention goes according to the preamble of claim 1 of the DE-OS 31 30 438 from. In this known design, the one integrated in the cylinder head and as an internal heat exchanger serving lubricant line by casting and / or mechanical processing trained. In addition to the complex production, this arrangement of the integrated lubricant line or the integrated heat exchanger lead to an unfavorable design for the casting of the cylinder head.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zylinderkopf der eingangs beschriebenen Bauart für eine Integration der Schmiermittelleitung bzw. des Wärmetauschers eine weniger aufwendige und eine günstige Gußausführung des Zylinderkopfes ermöglichende Anordnung aufzuzeigen.The invention is based on the object of a cylinder head type described at the beginning for an integration of the lubricant line or the heat exchanger a less expensive and a cheap cast design of the cylinder head to show enabling arrangement.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Mit der Anordnung einer gesonderten Schmiermittelleitung im freien Durchgang des Zylinderkopfes ist einerseits eine einfachere Gußausführung und andererseits die wahlweise Anordnung des Wärmetauschers bzw. der Schmiermittelleitung ohne zusätzliches Gewicht durch Gußmaterial dbes Zylinderkopfes erreicht.This task is given by the characterizing part of claim 1 Features solved. With the arrangement of a separate lubricant line outdoors The passage of the cylinder head is on the one hand a simpler cast design and on the other hand the optional arrangement of the heat exchanger or the lubricant line without additional Weight achieved by casting material from the cylinder head.

Eine günstige Gußausführung des Zylinderkopfes für eine Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine ist ferner dadurch erreicht, daß benachbarte Kühlmittelräume aneinandergrenzen zur Bildung eines Durchganges, wobei der so gebildete Längskanal an einem Ende mit einem Kernloch und am anderen Ende mit einer gegossenen Austrittsöffnung in Verbindung steht. Weiter ist der Durchgang auch als getrennt gestalteter Längskanal denkbar und insbesondere für einen im Druckguß hergestellten Zylinderkopf vorteilhaft.A favorable cast version of the cylinder head for a multi-cylinder in-line internal combustion engine is further by it achieved that adjacent coolant spaces adjoin one another to form a passage, the longitudinal channel thus formed having at one end a core hole and at the other end with a cast outlet opening in connection stands. The passage is also conceivable as a separately designed longitudinal channel and particularly advantageous for a die-cast cylinder head.

Eine wenig aufwendige, als Wärmetauscher dienende Schmiermittelleitung ist vorzugsweise mit einem Rohr erreicht, das in dem Längskanal frei zur allseitigen spülung vom Kühlmittel angeordnet ist. Eine vorteilhafte Anordnung für einen raschen Wärmeaustausch zwischen dem Maschinenkühlmittel und dem Schmieröl in der Warmlaufperiode der Brennkraftmaschine ist gemäß Anspruch 2 mit einem teilweise von Brennraumwänden des Zylinderkopfes begrenzten Längskanal erzielt. Imine die wahlweise oder evtl. nachträgliche Anordnung der als Wärmetauscher dienenden Schmiermittelleitung vorteilhaft unterstützende Gestaltung ist gemäß Anspruch 3 dadurch erreicht, daß das als Wärmetauscher dienende Rohr zum schmiermittel führenden Anschluß an einem Ende den Kernloch-Verschlußdeckel und am anderen Ende den der Kühlmittel-Austrittsöffnung zugeordneten Anschlußstutzen durchsetzt.A less complex lubricant line serving as a heat exchanger is preferably achieved with a tube that is free to all sides in the longitudinal channel flushing of the coolant is arranged. An advantageous arrangement for a quick Heat exchange between the engine coolant and the lubricating oil in the warm-up period the internal combustion engine is according to claim 2 with a partially of combustion chamber walls the cylinder head limited longitudinal channel achieved. Imine which optionally or possibly subsequent arrangement of the lubricant line serving as a heat exchanger is advantageous supporting design is achieved according to claim 3 in that the heat exchanger Serving tube for the lubricant-carrying connection at one end of the core hole closure cover and at the other end the connection piece assigned to the coolant outlet opening interspersed.

Fin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Zylinderkopf im Querschnitt mit einem Längskanal und einem darin angeordneten Rohr für die Schmiermittelleitung als Wärmetauscher, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den teilweise dargestellten Zylinderkopf nach Fig. 1 für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine.Fin embodiment of the invention is described with reference to the drawing. 1 shows a cylinder head in cross section with a longitudinal channel and a tube arranged therein for the lubricant line as a heat exchanger, FIG. 2 a Longitudinal section through the partially shown cylinder head according to FIG. 1 for a Multi-cylinder internal combustion engine.

Ein flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf 1 für eine nicht gezeigte Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine inder -Reihen-Brennkraftmaschin e umfaßt Kühlmittelräume 2, 3 und 4. Gaswechselkanäle 5 und 6 weisen an einander gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkopfes 1 angeordnete Anschlußöffnungen 7 und 8 für eine Querstromspülung beim Ladungswechsel auf. Der Kühlmittelraum 2 ist ein in Längsrichtung des Zylinderkopfes 1 zwischen den Gaswechselkanälen 5 und 6 und über den Brennraumwänden 8 verlaufender Längskanal 9. Dieser weist über die gesamte Längserstreckung einen freien Durchgang auf.A liquid-cooled cylinder head 1 for a multi-cylinder in-line internal combustion engine (not shown) in the in-line internal combustion engine includes coolant spaces 2, 3 and 4. Gas exchange channels 5 and 6 are arranged on opposite sides of the cylinder head 1 Connection openings 7 and 8 for cross-flow purging during the charge change. Of the Coolant space 2 is a longitudinal direction of the cylinder head 1 between the gas exchange ducts 5 and 6 and over the combustion chamber walls 8 running longitudinal channel 9. This has over the entire longitudinal extent a free passage.

In dem Längskanal 9 ist eine Schmiermittelleitung 10 freiliegendlangeordnet. Sie wird im wesentlichen allseitig vom Kühlmittel umspült und dient als Wärmetauscher. Die Schmiermittelleitung 10 ist aus einem Rohr 11 gebildet.In the longitudinal channel 9, a lubricant line 10 is arranged in an exposed manner. The coolant flows around it essentially on all sides and serves as a heat exchanger. The lubricant line 10 is formed from a tube 11.

Das Rohr 11 durchsetzt an einem Ende des Zylinderkopfes 1 einen Verschlußdeckel 12 für ein mit dem Längskanal 9 etwa fluchtendes Kernloch 13. Mit dem Verschlußdeckel 12 ist das Rohr 11 fest verbunden. Am anderen Ende weist der Zylinderkopf 1 eine etwa mit dem Längskanal 9 fluchtende Kühlmittel-Austrittsöffnung 14 auf, an die ein Anschlußstutzen 15 anschließt. Der Anschlußstutzen 15 ist aus elastischem Material und weist einen angeformten Fortsatz 16 auf. Der Fortsatz 16 wird vom Rohr 11 durchsetzt, wobei der Fortsatz 16 das Rohr 11 dichtend umschließt.The tube 11 passes through a closure cap at one end of the cylinder head 1 12 for a core hole 13 approximately aligned with the longitudinal channel 9 with the closure cover 12, the tube 11 is firmly connected. At the other end, the cylinder head 1 has a approximately aligned with the longitudinal channel 9 coolant outlet opening 14 to which a connecting piece 15 connects. The connection piece 15 is made of elastic material and has an integrally formed extension 16. The extension 16 is penetrated by the tube 11, the extension 16 enclosing the tube 11 in a sealing manner.

Mit dem frei im Längskanal 9 angeordneten und als Wärmetauscher diendenden Rohr 11 als Schmiermittelleitung 10 wird in der Warmlaufperiode der Brennkraftmaschine eine schnelle Erwärmung des Schmiermittels erzielt und bei hoher Temperatur des Schmiermittels eine Rückkühlung durch das Kühlmittel der Brennkraftmaschine erreicht. Um der Ausbildung von Grenzschichten in dem das Rohr 11 durchfließenden Schmiermittel zu verringern, kann das Rohr 11 beispielsweise wellenlinienartig gestaltet sein.With the freely arranged in the longitudinal channel 9 and serving as a heat exchanger Pipe 11 as lubricant line 10 is used in the warm-up period of the internal combustion engine a rapid heating of the lubricant is achieved and at a high temperature of the Lubricant achieved a recooling by the coolant of the internal combustion engine. About the formation of boundary layers in the lubricant flowing through the pipe 11 To reduce, the tube 11 can be designed, for example, wavy line.

Claims (3)

Patentansprüche: Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen, insbesondere Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, - mit einer als Wärmetauscher dienenden Schmiermittelleitung, - die mit Kühlmittelräumen in wärmeleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, - daß ein Kühlmittel-Durchgang (Längskanal 9) im Zylinderkopf (1) vorgs'ehen ist, - in dem die Schmiermittelleitung (10) im wesentlichen allseitig vom Kühlmittel umspült angeordnet ist.Claims: liquid-cooled cylinder head for internal combustion engines, in particular multi-cylinder internal combustion engines, - with one serving as a heat exchanger Lubricant line - which is in heat-conducting connection with the coolant chambers, characterized in that - that a coolant passage (longitudinal channel 9) in the cylinder head (1) is provided - in which the lubricant line (10) is essentially on all sides is arranged surrounded by the coolant. 2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß der Durchgang ein teilweise von Brennraumwänden (8) begrenzter Längskanal (9) ist, - in dem ein Rohr (11) als Schmiermittelleitung (10) angeordnet ist.2. Cylinder head according to claim 1, characterized in - that the Passage is a longitudinal channel (9) partially delimited by combustion chamber walls (8), in which a tube (11) is arranged as a lubricant line (10). 3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - daß das. Rohr (11) einerseits einen Verschlußdeckel (12) für ein mit dem Längskanal (9) im wesentlichen fluchtendes Kernloch (13) und - andererseits einen Anschlußstutzen (15) zu einer mit dem Längskanal (9) im wesentlichen fluchtenden Kühlmittel-Austrittsöffnung (14) im Zylinderkopf (1) durchsetzt.3. Cylinder head according to claim 2, characterized in - that the. Tube (11) on the one hand a closure cover (12) for a with the longitudinal channel (9) in the essential aligned core hole (13) and - on the other hand, a connecting piece (15) to a coolant outlet opening which is essentially aligned with the longitudinal channel (9) (14) penetrated in the cylinder head (1).
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