DE4116943C2 - Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents
Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE4116943C2 DE4116943C2 DE19914116943 DE4116943A DE4116943C2 DE 4116943 C2 DE4116943 C2 DE 4116943C2 DE 19914116943 DE19914116943 DE 19914116943 DE 4116943 A DE4116943 A DE 4116943A DE 4116943 C2 DE4116943 C2 DE 4116943C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cylinder head
- cooling water
- chamber
- combustion chamber
- water supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream
-
- 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
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- 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
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten
Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftma
schine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der DE-PS 38 19 655 ist ein gattungsgemäßer gegossener
Vierventil-Zylinderkopf beschrieben. Dieser weist einen zwi
schen den Außenwänden, dem Zylinderkopfboden und der Zylinder
kopfdecke gebildeten Kühlwasserraum auf, innerhalb dessen sich
die Gaswechselkanäle und eine zwischen diesen angeordnete
rohrförmige Kammer für eine Zündkerze, eine Einspritzdüse oder
eine Einspritzdüse mit einer Vorkammer, befinden. Die
rohrförmige Kammer und die Gaswechselkanäle sind innerhalb des
Kühlwasserraumes zusammengegossen. Durch Kühlwasserzuführboh
rungen wird Kühlwasser aus dem Kurbelgehäuse in den Kühlwas
serraum des Zylinderkopfes eingeleitet und über im Zylinder
kopfgehäuse bzw. dessen Boden angeordneten Spritzdüsen den be
sonders zu kühlenden Teilen, wie der Kammer bzw. den Gaswech
selkanälen zugeführt. Im Bereich zwischen den einzelnen Brenn
raumabschnitten sind im Kühlwasserraum zwischen Zylinderkopf
boden und Zylinderkopfdecke Stützstreben angeordnet, die zu
sätzlich als Leitelemente für die Kühlwasserströmung ausgebil
det sind und diese auf die zu kühlenden Bauteile hinlenken
sollen.
Nachteilig bei dem bekannten Zylinderkopf ist der auf der Aus
laßseite liegende große Kühlwasserraum, durch welchen die
Steifigkeit des Zylinderkopfes beeinträchtigt wird und welcher
besondere im Kühlwasserraum angeordnete Spritzdüsen zur Kühlung
der heißen Teile notwendig macht.
Ferner ist aus der EP-A-0 146 254 ein flüssigkeitsgekühlter
Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige
Brennkraftmaschine bekannt, bei dem der Kühlflüssigkeitsraum
eines jeden Brennraumabschnitts über quer gerichtete Bohrungen
mit Kühlflüssigkeit versorgt wird.
Eine gezielte Strömungsführung zum Zweck einer verbesserten
Kühlung der Zylinderkopfbodenbereiche ist nicht vorhanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylin
derkopf so zu verbessern, daß eine ausrei
chende Kühlung bei gleichzeitigem Erhalt der Steifigkeit des
Zylinderkopfes gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und
der Beschreibung hervor.
Ein flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine
mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit eingegossenem Kühlwas
serraum, in welchem Gaswechselkanäle sowie eine zylinderaxiale
rohrförmige Kammer zur Aufnahme einer Zündkerze, einer Ein
spritzdüse oder einer Einspritzdüse mit Vorkammer vorgesehen
sind, ist so ausgebildet, daß der Zylinderkopfboden auf der
Auslaßseite derart verdickt ist, daß er bis an die Auslaßkanäle
reicht. Zur Kühlung der im Zylinderkopf angeordneten Gaswech
selkanäle sowie der im jeweiligen Brennraumabschnitt zentral
angeordneten rohrförmigen Kammer ist im Zylinderkopfboden eine
aus dem Kurbelgehäuse mit Kühlwasser gespeiste, dem Brennraum
abschnitt zugeordnete erste Kühlwasserzuführbohrung vorgesehen,
die die rohrförmige Kammer direkt mit Kühlwasser beaufschlagt.
Je eine zweite Kühlwasserzuführbohrung, die auf die gleiche
zuvor beschriebene Weise gespeist wird, ist im Zylinderkopfbo
den derart angeordnet, daß sie von der Auslaßseite her tangen
tial an den Auslaßkanälen eines Brennraumabschnittes vorbei
führt und an deren Umfang mündet. Dadurch wird erreicht, daß
mittels einer massiven Bodenplatte eine ausreichende Steifig
keit des Zylinderkopfes erreicht wird und dennoch die besonders
heißen Teile gezielt gekühlt werden. Eine Folge der in den
Bohrungen und an ihren Mündungen, die in unmittelbarer Nähe der
zu kühlenden Teile liegen, erzielten hohen Strömungsgeschwin
digkeiten sind günstige Wärmeübergangswerte.
Durch die in den Ansprüchen 2 und 3 beschriebenen Merkmale ei
ner Ausmündung der Kühlwasserzuführbohrungen am Umfang des je
weils benachbarten Brennraumabschnittes kann der Kühleffekt in
den besonders wärmekritischen Bereichen der Ventilstege ver
bessert werden.
Das Merkmal des Anspruchs 4 führt zu einer gleichen Kühlung
aller Brennraumabschnitte und damit zur Vermeidung eines Tem
peraturgefälles in Zylinderkopflängsrichtung, wodurch die Belastung des
Zylinderkopfes in dieser Richtung geringer wird.
Durch die Anordnung der Leitelemente von der Zylinderkopfdecke
aus gemäß Anspruch 5 wird die Dehnfähigkeit des Zylinderkopfes
verbessert.
Infolge der gezielten Anströmung des Stegbereiches mittels der
gemäß Anspruch 6 gestalteten Leitelemente wird die Dauerhalt
barkeit des Zylinderkopfes erhöht.
Die weitere Kühlwasserzuführungsbohrung gemäß Anspruch 7 ge
währleistet eine auseichende Kühlung auch an der Oberseite der
Auslaßkanäle.
Durch die seinen Querschnitt stufenweise vergrößernde Ausbil
dung des Sammelkanals gemäß Anspruch 8 erfolgt eine Anpassung
des Sammelkanals an den von einem Brennraumabschnitt zum
anderen zunehmenden Kühlwasservolumenstrom und daraus folgend
ein verlustfreier Abfluß aus dem Zylinderkopf.
Das Merkmal nach Anspruch 9 schließlich verbessert die Kühlung
der Bauteile an besonders kritischen Bereichen.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Zylinderkopfes in der Drauf
sicht,
Fig. 2 den Zylinderkopf aus Fig. 1 im Querschnitt gemäß der
Schnittlinie II-II,
Fig. 3 eine mögliche Ausführung des Zylinderkopfes nach Fig. 2
gemäß der Schnittlinie IV-IV,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Zylinderkopfes nach
Fig. 2 gemäß der Schnittlinie IV-IV,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Brennraumabschnitt des Zy
linderkopfes nach Linie V-V aus Fig. 4,
Fig. 6 eine Kühlwasserzuführbohrung nach Fig. 4 im Schnitt
gemäß der Linie VI-VI,
Fig. 7 eine andere Kühlwasserzuführbohrung nach Fig. 4 im
Schnitt gemäß der Linie VII-VII und
Fig. 8 eine weitere Kühlwasserzuführbohrung gemäß der
Schnittlinie VIII-VIII aus Fig. 4.
In Fig. 1 ist ein Zylinderkopf 1 in der Draufsicht darge
stellt. Dieser Zylinderkopf 1 besteht, wie dem Querschnitt aus
der Fig. 2 zu entnehmen ist, aus einem einteiligen Gußstück
mit einem Zylinderkopfboden 2 und den von diesem nach oben bis
zu einer Deckeltrennebene 3 abführenden längsseitigen Außen
wänden 4, 5 sowie den stirnseitigen Außenwänden 6.
Im Zylinderkopfgehäuse ist mit Abstand vom Boden 2 eine Zylin
derkopfdecke 7 eingegossen, durch die ein Kühlwasserraum 8 von
einem darüberliegenden Steuerraum 9 abgetrennt ist. Die Zylin
derkopfdecke 7 ist in Zylinderkopfquerrichtung schräg angeord
net. Ihren größten Abstand vom Boden 2 hat sie dabei im Bereich
der Außenwand 5 und ihren kleinsten Abstand im Bereich der Au
ßenwand 4. Der Zylinderkopfboden 2 besitzt für jeden Zylinder
einen als flache Ausnehmung gestalteten Brennraumabschnitt 10,
welcher vier Mündungsöffnungen 11 bis 14 der mit zwei Einlaß- und zwei
Auslaßventilen pro Zylinder, die zueinander in einem
Winkel α angeordnet sind, arbeitenden Brennkraftmaschine und
eine zentral zwischen diesen liegende Öffnung 15 einer Kammer
16 zur Aufnahme der Einspritzdüse oder eines Brennkammerein
satzes umfaßt. Von den Mündungsöffnungen 11 bis 14 führen Ven
tilkanäle 17 bis 20 ab, welche den Kühlwasserraum 8 in Zylin
derkopfquerrichtung bis zu den seitlichen Außenwänden 4 und 5
durchsetzen. Die dabei von den Mündungsöffnungen 11 und 12 zur
Außenwand 4 abführenden Ventilkanäle 17 und 18 bilden die Ein
laßkanäle und die von den Mündungsöffnungen 13 und 14 abfüh
renden Kanäle 19 und 20 die Auslaßkanäle. Die Ventilkanäle 17
und 18 grenzen die schräg verlaufende Zylinderkopfdecke 7 und
ragen teilweise in den Steuerraum 9 vor. Durch diese Verbindung
von Ventilkanälen und Zylinderkopfdecke 7 wird eine Versteifung
des Zylinderkopfes 1 infolge einer Stützsäulenwirkung der Ven
tilkanäle erreicht. Die Kammer 16 ist leicht versetzt gegenüber
der Zylinderkopfmittelebene 21 und in einem Winkel β zu dieser
angeordnet. Sie ist mit der Zylinderkopfdecke 7 einerseits und
dem Zylinderkopfboden 2 andererseits verbunden und endet in
einem in den Steuerraum 9 vorstehenden Gewindebund 22 zum
Festsetzen eines in die Kammer 16 eingeschobenen Brennkammer
einsatzes.
In der Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Zylinderkopf 1 gemäß
der Linie IV-IV aus Fig. 2 gezeigt. Aus dieser Figur ist zu
entnehmen, daß die Kammer 16 ausschließlich im Bereich des Zy
linderkopfbodens mit den Gaswechselkanälen 17 bis 20 zusammen
gegossen ist. Ansonsten ist die Kammer 16 frei im Kühlwasser
raum 8 und wird zur besseren Kühlung vollständig vom Kühlwasser
umspült. Das Kühlwasser wird dabei aus dem Kurbelgehäuse zuge
führt und zwar auf der Seite der Einlaßkanäle 17 und 18 über
Bohrungen 29 und 30 und auf der Auslaßseite über Kühlwasser
übertritte 31 bzw. Bohrungen 32. Die Bohrungen 29 und 30 münden
direkt im Kühlwasserraum 8 des Zylinderkopfes 1.
Auf der Auslaßseite ist der Zylinderkopfboden 2 zur Verbesse
rung der Steifheit bis an die Auslaßkanäle 19 und 20 verdickt.
Dadurch münden die Bohrungen 31 und 32 nicht direkt in den
Kühlwasserraum 8, sondern führen das Kühlwasser über spezielle
Kühlwasserzuführbohrungen 33, 34 und 35, die von der auslaß
seitigen Außenwand 5 des Zylinderkopfes 1 in diesen gebohrt
werden, zum Kühlwasserraum 8. Diese Bohrungen werden nach ihrer
Herstellung im Bereich der Außenwand 5 wieder verschlossen.
Über eine andere Kühlwasserzuführbohrung 36 wird Kühlwasser
direkt aus dem Kurbelgehäuse in den oberhalb der Auslaßkanäle
19 und 20 liegenden Kühlwasserraum 8 gefördert.
Die Kühlwasserzuführbohrung 35 ist zwischen den Mündungsöff
nungen, das heißt Ventilsitzbereichen, 13 und 14 der Auslaßka
näle 19 und 20 eines Brennraumabschnittes 10 geführt, so daß
sie einerseits diese Kanäle kühlt und andererseits ihre Mündung
so liegt, daß das aus ihr ausströmende Kühlwasser unmittelbar
auf die Wandung der vor ihr liegenden Kammer 16 trifft, wodurch
eine besonders hohe Wärmeabfuhr an dieser Kammer die Folge ist.
Die aus der Mündung der Kühlwasserzuführbohrung austretende
Kühlwasserströmung, welche durch Pfeile 37 gekennzeichnet ist,
führt nach ihrem zentralen Auftreffen auf die Kammer 16 beid
seits von dieser vorbei und wird zur Außenseite der Einlaßka
näle 17 und 18 geleitet, welche sie an ihrem Umfang umströmt,
um anschließend in einen Sammelkanal 28 zu gelangen, in dem das
Kühlwasser in Längsrichtung des Zylinderkopfes 1
weitertransportiert wird.
Des weiteren wird für jeden Brennraumabschnitt 10 Kühlwasser
über je eine der zuvor erwähnten Kühlwasserzuführbohrungen 33
und 34 dem Kühlwasserraum 8 zugeführt. Diese Bohrungen 33 und
34 sind, von der Außenwand 5 des Zylinderkopfes 1 ausgehend,
v-förmig in der Art eingebracht, daß sie tangential an der Au
ßenseite der zu kühlenden Auslaßkanäle 19 und 20 in kurzem Ab
stand zu diesen vorbeiführen und an deren Umfang Mündungen 38
und 39 in den Kühlwasserraum 8 aufweisen. Zwischen den ein
zelnen Brennraumabschnitten 10 sind diese voneinander trennende
Querwände 25 mit in ihrem unteren Bereich angeordneten Rippen
als Leitelemente 26 vorgesehen. Durch die genannten Querwände
25 werden die einzelnen Brennraumabschnitte 10 so voneinander
getrennt, daß in jedem Brennraumabschnitt nur eine Querströmung
des Kühlwassers erfolgen kann. Diese Querströmung gewährleistet
eine gleiche Kühlung für jeden einzelnen Brennraumabschnitt und
vermeidet so ein Temperaturgefälle in Längsrichtung des Zylin
derkopfes 1. Die Leitelemente 26 lenken den aus den Mündungen
38 und 39 austretenden Kühlwasserstrom gezielt um die Auslaß
kanäle 19 und 20 herum in Richtung auf die Kammer 16 um. Diese
Strömung ist in der vorliegenden Figur mit 40 bezeichnet. Zu
sammen mit der aus der Kühlwasserzuführbohrung 35 austretenden
Kühlwasserströmung wird somit eine vorteilhafte Kühlung der
Auslaßkanäle 19 und 20 sowie der Kammer 16 erzielt.
Anschließend umströmt das Kühlwasser die Einlaßkanäle 17 und 18
bevor es in den allen Brennraumabschnitten 10 gemeinsamen Sam
melkanal 2S gelangt. Die Leitelemente 26 sind dabei nicht mit
dem Zylinderkopfboden 2 verbunden, um dessen Dehnfähigkeit im
Brennraumbereich nicht zu beeinträchtigen und um eine mögliche
Rißgefahr zu unterbinden.
Im Sammelkanal 28 sind einzelne vom Zylinderkopfboden 2 zur
Zylinderkopfdecke 7 reichende Stützsäulen 41 vorgesehen, welche
Bohrungen 42 zur Durchführung von Zylinderkopfschrauben auf
weisen. Weitere entsprechende Bohrungen sind mit 43 bezeichnet
und unter anderem auch auf der Auslaßseite des Zylinderkopfes 1
sowie in der Querwand 25 angeordnet. Durch die sich in Zylin
derkopflängsrichtung erstreckenden Stützsäulen 41 wird eine
Kühlwasserströmung in Längsrichtung nicht behindert und außer
dem die Anpreßkraft der Zylinderkopfschraube linienförmig auf
den Rand der Zylinderkopfdichtung und das Kurbelgehäuse ver
teilt. Das durch die einzelnen Bohrungen in den Zylinderkopf 1
eingetretene Kühlwasser verläßt diesen nach erfolgter Quer
durchströmung des jeweiligen Brennraumabschnittes 10 über den
Sammelkanal 28. Dieser weist einen sich in Strömungsrichtung
des Kühlwassers erweiternden Querschnitt auf und kann auf diese
Weise die Kühlwasserströmung in Längsrichtung des Zylinder
kopfes 1 nahezu verlustfrei abführen. Vorteilhafterweise wird
der Querschnitt, wie in der Fig. 3 dargestellt, jeweils an den
Stellen des Zylinderkopfes 1, an denen eine Querströmung aus
einem Brennraumabschnitt hinzukommt um den diesem Querstrom
entsprechenden Querschnitt erweitert. Der Sammelkanal endet in
nicht gezeigter Weise vor dem ersten Brennraumabschnitt, von wo
das Kühlwasser wieder aus dem Zylinderkopf abgeführt wird.
Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Zylin
derkopfes 1 gemäß Linie IV-IV aus Fig. 2. Im Unterschied zum
Zylinderkopf nach Fig. 3 sind die v-förmig angeordneten
Kühlwasserzuführbohrungen 33
und 34 eines Brennraumabschnittes
10 so gelegt, daß sie an den Auslaßkanälen 19 und 20 zwar immer
noch tangential in geringem Abstand vorbeiführen und diese da
bei kühlen, daß sie jedoch die jeweils benachbarte Querwand 25
durchdringen und ihre Mündungen 38 und 39 tangential am Umfang
des Auslaßkanals 20 bzw. 19 des jeweils benachbarten Brenn
raumabschnittes 10 enden. Der Kühlwasserstrom aus diesen Kühl
wasserzuführbohrungen kann dabei ohne besondere Umlenkmaßnahmen
und damit verbundene Strömungsverluste direkt auf den thermisch
hochbelasteten Bereich der Ventilstege zwischen den Auslaß- und
Einlaßkanälen geleitet werden. Die an den Querwänden 25 ange
ordneten Leitrippen 26 unterstützen die natürliche Strömung nur
noch. Die Führung der Bohrung 35 bleibt wie schon in Fig. 3
beschrieben erhalten, so daß auch bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 die Kammer 16 gezielt gekühlt wird. Die Kühlung
der Einlaßkanäle 17 und 18 sowie das Zusammenführen aller ein
zelnen Querströmungen aus den einzelnen Brennraumabschnitten in
den gemeinsamen Sammelkanal 28 ist schon in der Beschreibung zu
Fig. 3 aufgezeigt und erfolgt auch in diesem Ausführungsbei
spiel entsprechend. Selbstverständlich kann auch bei dem Zy
linderkopf nach Fig. 4 die zuvor aufgezeigte Möglichkeit einer
beispielsweise kontinuierlichen oder stufenweisen Quer
schnittserweiterung des Sammelkanals 28 angewandt werden. Im
Falle der jeweils ersten und letzten Zuführbohrung 34 bzw. 33
im Zylinderkopf 1 kann die Bohrung die Wandung nicht durch
dringen und die Wandung ist daher in diesen Fällen so ausge
bildet, daß der Kühlwasserstrom für diese beiden Fälle dem je
weiligen Brennraumabschnitt selbst zugeführt wird.
In den weiteren Fig. 5 bis 8 sind zur Verdeutlichung des
Verlaufs der zuvor genannten Kühlwasserzuführbohrungen ver
schiedene Schnitte gemäß den Schnittlinien aus Fig. 4 darge
stellt. Die Bezugszeichen entsprechen den in den bisherigen
Figuren verwendeten. Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, verlaufen die
Kühlwasserzuführbohrungen 33 und 34 nicht nur v-förmig, wie aus den
Fig. 3 bzw. 4 bekannt, sondern auch noch zusätzlich in unter
schiedlichen Winkeln ε1 und ε2 zum Zylinderkopfboden 2. Die
beiden Winkel ε1 und ε2 sind so gewählt, daß die Bohrungen 33
und 34 sich in unterschiedlichen Ebenen kreuzen und einen ge
nügenden Abstand zueinander mit ausreichender Materialstärke
dazwischen aufweisen. Wie den beiden Figuren noch zu entnehmen
ist, übt die Querwand 25 nicht nur eine Leitfunktion wie sie in
Fig. 3 und 4 beschrieben ist aus, sondern es sind zusätzlich
an der Mündungsstelle 38 bzw. 39 in den Kühlwasserraum 8 Leit
einrichtungen 44 vorgesehen, die den Kühlwasserstrom auch nach
unten in Richtung des Zylinderkopfbodens 2 gelenkt wird. Die
dadurch erzielte hohe Strömungsgeschwindigkeit im Bodenbereich
sowie die direkte Anströmung dieses Bereiches verbessert dort
den Wärmeübergang und ermöglicht eine bevorzugte Kühlung des
thermisch hochbelasteten Stegbereiches zwischen den Auslaß- und
Einlaßkanälen im Bereich des Ventilsitzes.
Fig. 8 schließlich ist ein Schnitt durch die zuvor erwähnte
Kühlwasserzuführbohrung 36, die den über den Auslaßkanälen 19
und 20 befindlichen Kühlwasserraum 8 ausreichend mit Kühlwasser
versorgt.
Der beschriebene Vierventil-Zylinderkopf weist also einerseits
eine genügende Festigkeit auf und bietet außerdem gute Kühl
möglichkeiten für die thermische hochbeanspruchten Teile wie
Ventilstege und eingesetzte Kammer. Die Gesamtbelastung des
Zylinderkopfes durch thermische Spannungen in Längsrichtung
kann verringert werden.
Claims (6)
1. Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine
mehrzylindrige Brennkraftmaschine aus einem Gußstück mit einem
von Außenwänden, einem Zylinderkopfboden und einer mit Abstand
über diesem angeordneten Zylinderkopfdecke begrenzten Kühlwas
serraum, der von Gaswechselkanälen, welche sich von Ventilöff
nungen im Zylinderkopfboden bis zu den seitlichen Außenwänden
erstrecken und einer zwischen den Gaswechselkanälen
zylinderaxial verlaufenden rohrförmigen Kammer für eine Zünd
kerze, eine Einspritzdüse oder eine Einspritzdüse mit einer
Vorkammer durchsetzt ist, ferner mit einem über dem Kühlwas
serraum von der Zylinderkopfdecke und den bis zu einer Deckel
trennebene reichenden Außenwänden umschlossenen Steuerraum zur
Aufnahme von wenigstens einer Nockenwelle und mit zwischen den
einzelnen Brennraumabschnitten angeordneten, sich im wesent
lichen senkrecht zur Zylinderkopfbodenebene im Kühlwasserraum
erstreckenden Leitelementen, sowie mit Kühlwasserzuführboh
rungen, welche Kühlwasser aus einem Kühlwassermantel eines Zy
lindergehäuses zum Stegbereich zwischen den Gaswechselkanälen
und der rohrförmigen Kammer führen, wobei das Kühlwasser auf
der Einlaßseite des Zylinderkopfes gesammelt und in dessen
Längsrichtung in einem Sammelkanal abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderkopfboden (2) auf der Auslaßseite bis an die
Auslaßkanäle (19, 20) verdickt ist, und daß im Zylinderkopfboden
(2) eine jedem Brennraumabschnitt (10) zugeordnete erste, die
rohrförmige Kammer (16) mit Kühlwasser beaufschlagende
Kühlwasserzuführbohrung (35) sowie je eine zweite, tangential
von der Auslaßseite her an den Auslaßkanälen (19, 20) vorbei
führende und an deren Umfang mündende Kühlwasserzuführbohrung
(33 bzw. 34) vorgesehen ist, daß die Leitelemente als die ein
zelnen Brennraumabschnitte voneinander trennende Querwände (25)
ausgebildet sind, daß ferner Leitvorrichtungen (44) im Bereich
der Mündungen (38, 39) der Kühlwasserzuführbohrungen (33, 34)
vorgesehen sind, welche eine die Kühlwasserströmung in Richtung
des Stegbereiches zwischen den Gaswechselkanälen (17, 20 bzw.
18, 19) und der rohrförmigen Kammer (16) umlenkende Form auf
weisen und daß sich die Kühlwasserzuführbohrungen (33, 34) je
weils zweier benachbarter Brennraumabschnitte (10) in unter
schiedlichen Ebenen kreuzen.
2. Vierventil-Zylinderkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kühlwasserzuführbohrung (33 bzw. 34) am Umfang
des Auslaßkanals (20 bzw. 19) des jeweils benachbarten Brenn
raumabschnittes (10) mündet.
3. Vierventil-Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß pro Brennraumabschnitt (10) eine weitere Kühlwasserzuführ
bohrung (36) vorgesehen ist, welche sich an der Auslaßseite vom
Zylinderkopfboden (2) aus in den oberhalb der Gaswechselkanäle
(17, 18, 19, 20) liegenden Kühlwasserraum (8) erstreckt.
4. Vierventil-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammelkanal (28) einen sich in Strömungsrichtung des
Kühlwassers erweiternden Querschnitt aufweist.
5. Vierventil-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitelemente von der Zylinderkopfdecke (7) aus in den
Kühlwasserraum (8) reichen.
6. Vierventil-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaswechselkanäle (17, 18, 19, 20) und die Kammer (16)
ausschließlich im Bereich der Zylinderkopfbodenplatte (2) mit
einander verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914116943 DE4116943C2 (de) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914116943 DE4116943C2 (de) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4116943C1 DE4116943C1 (en) | 1992-06-17 |
DE4116943C2 true DE4116943C2 (de) | 1997-05-22 |
Family
ID=6432318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914116943 Expired - Fee Related DE4116943C2 (de) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4116943C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10321035B3 (de) * | 2003-05-10 | 2005-01-13 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf |
DE102005050510A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Bayerische Motoren Werke Ag | Zylinderkopf für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine |
CN102434306B (zh) * | 2011-12-02 | 2013-08-07 | 重庆红旗缸盖制造有限公司 | 汽车发动机缸盖及实现其强度提高的方法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3155993B2 (ja) * | 1992-12-11 | 2001-04-16 | ヤマハ発動機株式会社 | 多弁式エンジンのシリンダヘッド冷却構造 |
JP3089949B2 (ja) * | 1994-06-30 | 2000-09-18 | スズキ株式会社 | サーモスタット取付位置構造 |
DE19508113C2 (de) * | 1995-03-08 | 1997-01-16 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
DE59506588D1 (de) * | 1995-05-22 | 1999-09-16 | Porsche Ag | Zylinderkopf für eine wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
DE19542492C1 (de) * | 1995-11-15 | 1997-01-16 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
DE19542494C1 (de) * | 1995-11-15 | 1997-01-30 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
DE19600448C1 (de) * | 1996-01-09 | 1997-04-10 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
DE19608576C1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-06-19 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
FR2774128B1 (fr) * | 1998-01-23 | 2000-03-10 | Renault | Culasse de moteur a combustion interne refroidie par liquide |
FR2835883B1 (fr) * | 2002-02-12 | 2004-04-09 | Renault | Culasse pour moteur a combustion interne |
DE102004015134A1 (de) | 2004-03-27 | 2005-10-13 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Wassergekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine |
JP6267621B2 (ja) | 2014-10-10 | 2018-01-24 | 株式会社クボタ | エンジンのシリンダヘッド冷却装置 |
JP6759160B2 (ja) * | 2017-06-30 | 2020-09-23 | 株式会社クボタ | 水冷エンジン |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8332318D0 (en) * | 1983-12-02 | 1984-01-11 | Austin Rover Group | Cylinder head |
DE3819655C1 (de) * | 1988-06-09 | 1989-01-26 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart, De |
-
1991
- 1991-05-24 DE DE19914116943 patent/DE4116943C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10321035B3 (de) * | 2003-05-10 | 2005-01-13 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf |
DE102005050510A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Bayerische Motoren Werke Ag | Zylinderkopf für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine |
CN102434306B (zh) * | 2011-12-02 | 2013-08-07 | 重庆红旗缸盖制造有限公司 | 汽车发动机缸盖及实现其强度提高的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4116943C1 (en) | 1992-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4116943C2 (de) | Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine | |
DE3838953C2 (de) | ||
DE3819655C1 (de) | ||
DE2417925A1 (de) | Verbrennungskraftmaschine | |
DE112010001720B4 (de) | Kühlmittelkanalanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine | |
DE2756006C2 (de) | ||
AT5301U1 (de) | Zylinderkopf für mehrere zylinder | |
DE2420051A1 (de) | Zylinderkopfblock | |
DE3543443C2 (de) | ||
DE19654451C1 (de) | Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine | |
DE19644409C1 (de) | Zylinderkopf einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine | |
EP0088157A1 (de) | Zylinderkopf für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine | |
DE4100459C2 (de) | Zylinderkopf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylindern | |
DE19643725A1 (de) | Zylinderkopf für Mehrzylindermaschinen | |
DE102009008237B4 (de) | Brennkraftmaschine mit getrennten Kühlmittelräumen im Zylinderkopf | |
DE3224945C1 (de) | Zylinderkopf fuer fluessigkeitsgekuehlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen | |
DE3802886A1 (de) | Zylinderkopf fuer wassergekuehlte brennkraftmaschinen | |
AT515220B1 (de) | Zylinderblock einer Verbrennungskraftmaschine in Monoblock - Bauweise und Gießform zu dessen Herstellung | |
DE10048582B4 (de) | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine | |
EP0819837B1 (de) | Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine | |
EP0838586A1 (de) | Zylinderkopf für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine | |
DE3435386A1 (de) | Luftgekuehlte mehrzylinder-brennkraftmaschine | |
DE60131487T2 (de) | Zylinderkopfkühlwasserstruktur und Verfahren zur Herstellung | |
WO2003100237A1 (de) | Zylinderkopf einer brennkraftmaschine | |
DE19637122C1 (de) | Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D3 | Patent maintained restricted (no unexamined application published) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |