DE3836117C1 - Cylinder head for internal combustion engines - Google Patents
Cylinder head for internal combustion enginesInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cylinder head the preamble of claim 1.
Ein derartiger Zylinderkopf ist beispielsweise aus der DE-OS 35 45 448 bekannt.Such a cylinder head is known for example from DE-OS 35 45 448.
Des weiteren ist bei Brennkraftmaschinen bekannt, daß es im Bereich der Kanäle für Einlaß und Auslaß schwierig ist, eine gleichmäßige Pressung auf die Dichtung zwischen einem Zylinderkopf und einer Zylinderbuchse zu erzielen, um so eine optimale Abdichtung zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, werden meistens mehr als vier Zylinderkopfschrauben verwendet, damit auch in benachbarten Bereichen der Zylinderkopfschrauben eine möglichst große Pressung auf die Dichtung erzielbar ist. Eine solche Ausbildung mit mehreren Zylinderkopf schrauben ist durch einen zusätzlichen Montage- und Bauaufwand kostenaufwendig.Furthermore, it is known in internal combustion engines that it is in Range of channels for inlet and outlet is difficult an even pressure on the seal between a cylinder head and a cylinder liner achieve to ensure an optimal seal. To achieve this, more than four cylinder head screws used, so that also in adjacent areas of the cylinder head bolts one the greatest possible pressure on the seal can be achieved is. Such training with multiple cylinder heads screwing is through an additional assembly and Construction effort costly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylin derkopf zu schaffen, mit dem eine möglichst hohe und gleichmäßige Pressung zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderbuchse, insbesondere in den Bereichen zwischen den Zylinderkopfschrauben, zu erzielen ist.The invention has for its object a cylin to create the head with the highest possible and even pressure between the cylinder head and the Cylinder liner, especially in the areas between the cylinder head screws.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized in a generic device by the nenden features of claim 1 solved.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen beinhalten die Unteransprüche.Further advantageous training include the dependent claims.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch einen vorgespannten Biege träger am Zylinderkopf eine optimierte Pressungsvertei lung bei nur vier Zylinderkopfschrauben erzielt wird. Der unter Vorspannung stehende Biegeträger wird über die Muttern der Zylinderkopfschrauben auf den Zylinder kopf gespannt, wodurch sich aufgrund der besonderen Ausbildung des Trägers dieser mit etwa halber anteili ger Schraubenkraft auf einem Verbindungssteg zwischen den beiden Kanälen drückt und unter den Kanälen die Pressung an die Dichtung weitergegeben wird.The main advantages achieved with the invention consist of that by a prestressed bend an optimized pressure distribution on the cylinder head is achieved with only four cylinder head screws. The pre-stressed bending beam is over the nuts of the cylinder head bolts on the cylinder head tense, which is due to the special Training of the carrier of this with about half the proportion eng bolt force on a connecting bridge between presses the two channels and under the channels the Pressing is passed on to the seal.
Der Biegeträger ist mit seinem mittleren Teil am Zylinderkopf angegossen und weist in dieser Zone eine konvexe Wölbung auf. Seine endseitigen Befestigungs schenkel sind mit einem Vorspannspalt zum Kopf angeord net, der jeweils in einen Schlitz ausläuft, der sich etwa über die Breite des jeweiligen Kanals erstreckt.The middle of the bending beam is on Cast on cylinder head and has one in this zone convex curvature. Its end attachment legs are arranged with a pre-tensioning gap to the head net, which each ends in a slot that is extends approximately over the width of the respective channel.
Es wird somit in vorteilhafter Weise eine gerichtete Vorspannung bzw. Pressung im Bereich zwischen den beiden Kanälen - der Abgaskanal ist vorzugsweise rundum gekühlt - erzielt, die um so wirkungsvoller ist, je mehr durch die Kanalform die eingeleiteten Kräfte, die um die Kanäle herumfließen, sich auf der Dichtung überschneiden können. It is therefore advantageously directed Preload or compression in the area between the two channels - the exhaust channel is preferably all around chilled - achieved, the more effective, ever more through the channel shape the forces introduced flow around the channels, settling on the seal can overlap.
Durch eine besondere Gestaltung der mittleren inneren Wand zwischen den Einlaßkanälen können die aus dem Biegeträger herrührenden Kräfte mit einer relativ geringen Deformation senkrecht nach unten auf die Dichtung geleitet werden.Through a special design of the middle inner Wall between the inlet channels can be from the Bending beam originating forces with a relative slight deformation perpendicular down to the Seal are directed.
Um eine gerichtete Spannung über den Biegeträger auf die Dichtung zu erzielen, weist diese eine Dimensio nierung auf, die in Abhängigkeit vom Kolbendurchmesser steht.To a directed tension on the bending beam To achieve the seal, this has a dimension on depending on the piston diameter stands.
Damit eine Ventilschutzhaube genügend Freigang auf weist, kann der Biegeträger in weiterer Ausgestaltung auch in der horizontalen Ebene eine Ausbiegung auf weisen.So that a valve protection hood has sufficient clearance points, the bending beam in a further embodiment a deflection also in the horizontal plane point.
Bei einer Ausführung mit einem am Zylinderkopf voll kommen angegossenen Biegeträger wird zur Erzielung einer Vorspannung im Bereich zwischen den Kanälen ein Schlitz vorgesehen, in dem zur Erzielung der Vorspan nung ein Spreizelement nach Art einen Konusses einge prägt wird.In a version with one on the cylinder head full come cast-on bending beam will be achieved a preload in the area between the channels Slot provided in which to achieve the preload a spreading element in the manner of a cone is shaped.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the drawing tion are shown schematically and are described below described in more detail. It shows
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf, Fig. 1 is a plan view of a cylinder head,
Fig. 2 eine Vorderansicht auf einen Zylinderkopf mit Auslaßkanälen und einem nur teilweise mit dem Kopf verbundenen Biegeträger, Fig. 2 is a front view of a cylinder head having outlet channels and an only partly connected to the head bending beam,
Fig. 2a einen Ausschnitt des Zylinderkopfes mit einem Befestigungsschenkel in der Grund stellung und Fig. 2a shows a detail of the cylinder head with a mounting leg in the basic position and
Fig. 3 eine Vorderansicht auf einen Zylinderkopf mit Einlaßkanälen und einem mit dem Zylinderkopf vollkommen verbundenen Biegeträger. Fig. 3 is a front view of a cylinder head with inlet channels and a bending beam completely connected to the cylinder head.
Der Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine weist in seinen gegenüberliegenden Wandungen 2 und 3 jeweils Einlaßkanäle 4 und Auskanäle 5 auf. Über vier Zylinderkopfschrauben 6 bis 9 wird der Zylinderkopf 1 mit dem Zylinder 10 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 13 verbunden.The cylinder head 1 of an internal combustion engine has inlet ducts 4 and outlet ducts 5 in its opposite walls 2 and 3 . The cylinder head 1 is connected to the cylinder 10 via four cylinder head screws 6 to 9 with the interposition of a seal 13 .
In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform mit einem nur teilweise mit dem Zylinderkopf 1 innig verbundenen Biegeträger 11 dargestellt. In einem zweiten, in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein vollkommen mit dem Zylinderkopf 1 a verbundener Biegeträger 12 darge stellt. Die Zuordnung der Ein- und Auslaßkanäle zu den Zylinderköpfen ist nur beispielhaft. FIG. 2 shows a first embodiment with a bending beam 11 which is only partially connected intimately to the cylinder head 1 . In a second embodiment shown in FIG. 3, a bending beam 12 which is completely connected to the cylinder head 1 a is shown. The assignment of the intake and exhaust ports to the cylinder heads is only an example.
Der Zylinderkopf 1 weist in einer Ebene X-X oberhalb der in den Wandungen 2, 3 vorgesehenen Ein- und Auslaß kanälen 4, 5 den Biegeträger 11 auf. Dieser bewirkt in seiner Befestigungsposition 14 gemäß Fig. 2 eine zwischen den Kanälen 4, 5 der Dichtung verlaufende Vorspannung, welche eine Pressung auf die Dichtung 13 bewirkt. Die Vorspannkraft aus dem Biegeträger 11 ist durch dessen besondere Ausbildung in Pfeilrichtung 16 auf die Dichtung 13 ausgerichtet, d. h. der an sich weiche Bereich des Zylinderkopfes 1 zwischen den Kanälen wird so deformiert, daß eine solche Anlage an der Dichtung 13 bzw. am Zylinder 1 vorliegt, wie im Bereich der Zylinderkopfschrauben 6 bis 9.The cylinder head 1 has in a plane XX above the in the walls 2, 3 provided inlet and outlet channels 4, 5, the bending beam 11 . In its fastening position 14 according to FIG. 2, this causes a pretension which runs between the channels 4, 5 of the seal and which causes a pressure on the seal 13 . The prestressing force from the bending beam 11 is aligned to the seal 13 due to its special design in the direction of the arrow 16 , ie the area of the cylinder head 1 between the channels, which is soft per se, is deformed in such a way that there is such a contact with the seal 13 or the cylinder 1 , as in the area of the cylinder head screws 6 to 9 .
Die besondere Ausbildung des Biegeträgers 11 (Fig. 2) beseht darin, daß er in seinem mittleren Bereich mit dem Zylinderkopf 1 eine innige Verbindung 24 aufweist und die Befestigungsschenkel 17 und 18 des Trägers 11 mit einem Vorspannspalt 19 zur Anlagefläche 20 am Zylinderkopf 1 angeordnet sind (Fig. 2a). Dieser Vor spannspalt 19 weist in seiner Grundposition 21 nicht parallel gegenüberliegende Flächen 20 und 20 a auf, die in der Befestigungsposition 14 (Fig. 2) in einer Lage parallel zur Dichtung 13 angeordnet sind.The special design of the bending beam 11 ( Fig. 2) is that it has an intimate connection 24 in its central region with the cylinder head 1 and the mounting legs 17 and 18 of the beam 11 are arranged with a biasing gap 19 to the contact surface 20 on the cylinder head 1 ( Fig. 2a). This before clamping gap 19 has in its basic position 21 non-parallel opposite surfaces 20 and 20 a , which are arranged in the fastening position 14 ( FIG. 2) in a position parallel to the seal 13 .
Im Biegeträger 11 sind zwei quer angeordnete schlitz förmige Durchdringungen 22 und 23 vorgesehen, die sich in einer Ebene oberhalb der Kanäle 4 und 5 annähernd über deren Breite b erstrecken, zwischen sich die innige Verbindung 24 bilden und im Vorspannspalt 19 der Befestigungsschenkel 17, 18 auslaufen.In the bending beam 11 , two transversely arranged slot-shaped penetrations 22 and 23 are provided, which extend in a plane above the channels 4 and 5 approximately over their width b , form the intimate connection 24 between them and run out in the biasing gap 19 of the fastening legs 17, 18 .
Der Zylinderkopf 1 weist in seiner Mittellängsachse Y-Y eine konvexe Wölbung 25 auf, die etwa bogenförmig gestaltet ist und in den Befestigungsschenkeln 17, 18 kontinuierlich in eine ebene Fläche ausläuft. Die Wölbung 25 weist eine Höhe h auf, die etwa 40% des Kolbendurchmessers und weist eine Breite c auf, die etwa 20% des Kolbendurchmessers entspricht. Die Dicke e der Befestigungsschenkel 17, 18 entspricht etwa 10% des Kolbendurchmessers.The cylinder head 1 has a convex curvature 25 in its central longitudinal axis YY , which is approximately arch-shaped and continuously runs out into a flat surface in the fastening legs 17, 18 . The curvature 25 has a height h which is approximately 40% of the piston diameter and a width c which corresponds to approximately 20% of the piston diameter. The thickness e of the fastening legs 17, 18 corresponds to approximately 10% of the piston diameter.
Die Vorspannung aus dem Biegeträger 11 im Bereich zwischen den beiden Kanälen - der Abgaskanal ist vorzugsweise rundum gekühlt - wirkt um so besser, je mehr die Kanalform so ausgebildet ist, daß die einge leiteten Kräfte, die um die Kanäle herumfließen, sich auf der Dichtung 13 überschneiden. Dies geschieht dadurch, daß die Verlängerungen der Begrenzungsflächen 26, 27 unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind bzw. die Kanäle so hoch angeordnet werden, daß der Schnittpunkt 28 der Verlängerungen aus den Begrenzungs flächen 26, 27 etwa auf der Dichtung liegt.The bias from the bending beam 11 in the area between the two channels - the exhaust channel is preferably cooled all around - acts the better, the more the channel shape is designed so that the introduced forces that flow around the channels, on the seal 13th overlap. This is done in that the extensions of the boundary surfaces 26, 27 are arranged at an acute angle to one another or the channels are arranged so high that the intersection 28 of the extensions from the boundary surfaces 26, 27 lies approximately on the seal.
Nach der weiteren Ausführung gemäß Fig. 3 ist der Biegeträger 12 über seine gesamte Länge mit dem Zylin derkopf 1 a innig verbunden. Bei dieser Ausführung weist der Biegeträger 12 ebenfalls die konvexe Wölbung 25 auf. Unterhalb dieser Wölbung 25 ist eine schlitz förmige Ausnehmung 29 vorgesehen, die einen entgegenge setzt der Wölbung 25 vorgesehenen halbkreisförmigen Verlauf aufweist. In diese Ausnehmung 29 ist zur Erzielung einer Vorspannung eine Konusverbindung 30 eingesetzt, die z. B. aus einer in eine konische Hülse eindrehbaren Schraube besteht. Des weiteren kann ein konischer Stift über eine zentrale Schraube in dem inneren Teil des Zylinderkopfes 1 a angespannt werden. Weiterhin beinhaltet die sitzzentrale Schraube ein Gewinde, um einen Abpreßstift einsetzen zu können.According to the further embodiment shown in FIG. 3, the bending beam 12 is over its entire length with the Zylin The head 1 a intimately connected. In this embodiment, the bending beam 12 also has the convex curvature 25 . Below this curvature 25 , a slot-shaped recess 29 is provided, which sets an opposite of the curvature 25 provided semicircular course. In this recess 29 a conical connection 30 is used to achieve a bias, z. B. consists of a screw which can be screwed into a conical sleeve. Furthermore, a conical pin can be tightened via a central screw in the inner part of the cylinder head 1 a . The central seat screw also includes a thread in order to be able to use a pressing pin.
Wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien näher dargestellt ist, kann der Biegeträger 11, 12 auch in der horizon talen Ebene halbkreisförmig nach außen gebogen ausge führt sein. Die Befestigungsschenkel 17, 18 bleiben hiervon in ihrer Lage unverändert. Eine solche Aus führung ist erforderlich, um einen Freigang für eine Ventilschutzhaube zu erreichen. In diesem Fall wird der Biegeträger 11, 12 im Bereich der Schrauben so gestal tet, daß der aus der räumlichen Verformung herrührende unsymmetrische Biegeeffekt durch einen asymmetrischen Angriffspunkt dieser Schrauben ausgeglichen wird. As shown in Fig. 1 in dashed lines, the bending beam 11, 12 can also be in the horizon tal plane semicircular bent outward leads. The fastening legs 17, 18 remain unchanged in their position. Such execution is required to achieve clearance for a valve guard. In this case, the bending beam 11, 12 in the area of the screws is designed so that the asymmetrical bending effect resulting from the spatial deformation is compensated for by an asymmetrical point of application of these screws.
Die mittlere innere Wand zwischen den Einlaßkanälen sollte so massiv gestaltet werden, daß die aus dem Biegeträger 11, 12 herrührenden Kräfte mit sehr geringer Deformation senkrecht nach unten geleitet werden können. Die mittlere innere Wand zwischen den Auslaß kanälen ist demgegenüber ehe dünnwändig ausgeführt, um die Wärmespannungen niedrig halten zu können.The middle inner wall between the inlet channels should be designed so massive that the forces resulting from the bending beam 11, 12 can be directed vertically downwards with very little deformation. In contrast, the middle inner wall between the outlet channels is thin-walled in order to keep the thermal stresses low.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883836117 DE3836117C1 (en) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | Cylinder head for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883836117 DE3836117C1 (en) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | Cylinder head for internal combustion engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3836117C1 true DE3836117C1 (en) | 1989-07-27 |
Family
ID=6365752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883836117 Expired DE3836117C1 (en) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | Cylinder head for internal combustion engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3836117C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1988
- 1988-10-22 DE DE19883836117 patent/DE3836117C1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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