DE3724494A1

DE3724494A1 - Fluessigkeitsgekuehlter zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3724494A1
Application number: DE19873724494
Authority: DE
Inventors: Max Ruf
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1989-02-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Zylinderkopf ist beispielsweise aus der GB-PS 6 87 528 bekannt geworden.

Bei Zylinderköpfen mit drei Auslaßventilen und dement sprechend drei Auslaßkanälen bereitet die Abführung der Wärme aus dem Zylinderkopf erhebliche Probleme. Um aus reichende Querschnitte für die Führung von Kühlwasser zwischen den Auslaßkanälen zur Verfügung zu haben, ist es bei den durch die Leistung der Brennkraftmaschine vorgegebenen Kanalquerschnitten erforderlich, die Aus laßkanäle in einem entsprechenden Abstand voneinander anzuordnen, was häufig zu Problemen hinsichtlich der Anordnung der Zylinderkopfschrauben führt und gegebenen falls auch zu einer Vergrößerung der Zylinderabstände zwingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flüssig keitsgekühlten Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem auf engstem Raum einer seits große Auslaßkanal-Querschnitte und andererseits für eine intensive Kühlung des Zylinderkopfes aus reichende Querschnitte für den Durchtritt von Kühl flüssigkeit zwischen benachbarten Auslaßkanälen er möglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindunsgemäß durch die im Kenn zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die vorgeschlagene Form und Anordnung der Auslaß kanäle an Stelle der bisher üblichen Auslaßkanälen mit rundem Querschnitt gelingt es, bei gleichem Gesamtquer schnitt der Auslaßkanäle so viel Platz zwischen den be nachbarten Auslaßkanälen zu schaffen, daß ein aus reichender Kühlflüssigkeits-Durchtritt gewährleistet ist, ohne daß die Auslaßkanäle weit voneinander ent fernt angeordnet werden müssen.

Obgleich es für die Kühlflüssigkeitsführung nur darauf ankommt, daß die jeweils einer Dreiecksseite des mitt leren Auslaßkanals gegenüberliegenden Wandabschnitte der beiden äußeren Auslaßkanäle parallel zu den be treffenden Dreiecksseiten sind, der Querschnitt der beiden äußeren Auslaßkanäle von diesem Gesichtspunkt aus also nicht dreieckförmig zu sein braucht, ist es zur Erzielung möglichst gleicher Verhältnisse für alle Auslaßkanäle zweckmäßig, daß auch die beiden äußeren Auslaßkanäle einen Querschnitt in Form eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken, insbesondere eines gleich seitigen Dreiecks, haben.

Die drei Auslaßkanäle können voneinander getrennt in einer Flanschfläche des Zylinderkopfes münden und sich jeweils in einem eigenen Auspuffrohr fortsetzen. Alternativ können sich die Auslaßkanäle jedoch auch vor der Flanschfläche vereinigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Zylinderkopfes entlang Linie 1-1 in Fig. 2,

Fig. 2 eine Teilansicht des Zylinderkopfes von Fig. 1 von unten,

Fig. 3 eine Teilansicht des Zylinderkopfes in Richtung des Pfeiles 3 in Fig. 1,

Fig. 4A-4F Schnitte entlang Linien A, B, C, D, E und F in Fig. 1, und

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Fig. 4B in größerem Maßstab.

Der dargestellte Zylinderkopf 1 weist drei Einlaßventile 2, 3, 4 und drei Auslaßventile 5, 6, 7 auf, die von einer Einlaßnockenwelle 8 bzw. einer Auslaßnockenwelle 9 gesteuert werden und in üblicher Weise jeweils mit einem kreisförmigen Ventilsitz 10 zusammenwirken. Von den Ventilsitzen 10 der Einlaßventile 2, 3, 4 gehen Einlaß kanäle aus, von denen in Fig. 1 nur der Einlaßkanal 11 für das mittlere Einlaßventil 3 zu sehen ist. Von den Ventilsitzen 10 der Auslaßventile 5, 6, 7 gehen Auslaß kanäle 12, 13 und 14 aus, die in einer Flanschfläche 15 des Zylinderblocks münden, an die ein nicht gezeigtes Auspuffsystem angeflanscht wird.

Wie aus den in Fig. 4 dargestellten Querschnitten ersicht lich ist, geht der Querschnitt der Auslaßkanäle 12, 13, 14 von dem kreisförmigen Ventilsitzquerschnitt 10 in einen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken über, und zwar bereits in einem sehr geringen Abstand von dem Ventilsitz 10. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, verlaufen die jeweils einer Dreiecksseite 16 bzw. 17 des mittleren Auslaßkanals 13 gegenüberliegenden Wandabschnitte 18 bzw. 19 der beiden äußeren Auslaßkanäle 12 und 14 im wesent lichen parallel zu diesen Dreiecksseiten 16, 17. Dadurch wird zwischen den Wandabschnitten 16 und 18 bzw. 17 und 19 ein Zwischenraum S geschaffen, der einen ausreichenden Durchtritt von Kühlflüssigkeit ermöglicht. In Fig. 5 sind gestrichelt bei 20 und 21 übliche Auslaßkanäle mit kreisförmigem Querschnitt eingezeichnet, deren Querschnittsfläche genau so groß ist wie diejenige der Kanäle 13, 14. Es ist ersichtlich, daß sich die Wände dieser Kanäle 20, 21 an der Stelle 22 berühren, so daß es nicht möglich ist, Kühlflüssigkeit zwischen den Kanälen hindurchzuführen. Dazu wäre erforderlich, die Kanäle weiter auseinander zu rücken, wodurch sich der Platzbedarf für das Auslaßsystem vergrößert, die Anordnung der in Fig. 2 gezeigten Löcher 25 für die Zylinderkopfschrauben erschwert würde und der Zylinder abstand vergrößert werden müßte.

Wie aus Fig. 5 weiterhin ersichtlich ist, schließen die Dreieckseiten 16 und 17 des Kanals 13 und die dazu parallelen Wandabschnitte 18 und 19 der Kanäle 12 und 14 mit den Verbindungslinien V zwischen den Skelett linien L der Kanäle 12, 13, 14 einen Winkel von etwa 90° ein. Dadurch wird eine besonders gedrängte An ordnung der Auslaßkanäle erreicht. Im weiteren Ver lauf wird dieser Winkel größer, da der Querschnitt der Kanäle in üblicher Weise vergrößert wird. Der Ab stand s ist jedoch über den ganzen Verlauf der Kanäle im wesentlichen gleich, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Die beiden äußeren Auslaßkanäle 12, 14 müssen an sich keinen dreieckigen Querschnitt haben, da es für einen ausreichenden Kühlflüssigkeitsdurchtritt zwischen den Kanälen ausreichend ist, wenn die Wände 18 und 19 mit den Dreiecksseiten 16 und 17 parallel sind, d.h., die Wand der Kanäle 12 und 14 könnte außerhalb der Wandab schnitte 18 und 19 auch eine andere als die gezeigte Form aufweisen. Mit Rücksicht auf möglichst gleiche Strömungsverhältnisse in den drei Auslaßkanälen ist es jedoch zweckmäßig, allen drei Kanälen die gleiche Form zu geben.

Die drei Auslaßkanäle 12, 13 und 14 münden, wie insbe sondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, getrennt in die Flanschfläche 15. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, die drei Kanäle 12, 13 und 14 vor der Flansch fläche miteinander zu vereinigen.

Die Auslaßkanäle 12, 13 und 14 durchsetzen, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in üblicher Weise einen von Kühlwasser durchströmten Hohlraum K des Zylinder kopfes 1.

Claims

1. Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brenn kraftmaschine mit drei Auslaßventilen (5, 6, 7) pro Zylinder, die jeweils mit einem kreisförmigen Ventil sitz (10) am Anfang eines Auslaßkanals (12, 13, 14) zusammenwirken, und mit Kühlflüssigkeitsräumen zwischen den Wänden benachbarter Auslaßkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Querschnitt des mittleren Auslaß kanals (13) von dem kreisförmigen Ventilsitzquer schnitt (10) in einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken übergeht und die jeweils einer Dreieckseite (16, 17) dieses mittleren Auslaßkanals (13) gegenüberliegenden Wandabschnitte (18, 19) der beiden äußeren Auslaßkanäle (12, 14) im wesentlichen parallel zu dieser Dreieckseite verlaufen, wobei zumindest in dem an die Ventil sitze (10) anschließenden Bereich diese Dreieck seiten (16, 17) und die zu diesen parallelen Wand abschnitte (18, 19) mit den Verbindungslinien (V) zwischen den Skelettlinien (L) der Auslaßkanäle einen etwa 90° betragenden Winkel einschließen.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Auslaßkanäle (12, 13, 14) nach ihren Ventil sitzen (10) einen Querschnitt in Form eines gleichsei tigen Dreiecks mit abgerundeten Ecken haben.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die drei Auslaßkanäle (12, 13, 14) voneinander getrennt in einer Flanschfläche (15) des Zylinderkopfes (1) münden.