DE4119594C2 - Flüssigkeitsgekühlter Leichtmetall-Zylinderkopf - Google Patents
Flüssigkeitsgekühlter Leichtmetall-ZylinderkopfInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten
Leichtmetall-Zylinderkopf entsprechend dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Zylinderköpfen dieser Art (US-PS 3 022 775,
DE-GM 18 94 505) haben das Oberteil und das Unterteil im
wesentlichen den gleichen Grundriß und sie liegen entlang
einer großen Fläche aufeinander, die nicht nur von dem Zünd
kerzendom, sondern auch von den Ventilführungen durch
brochen wird. Zur Abdichtung der Schmieröl führenden Räume
von den Kühlflüssigkeit führenden Räumen ist eine große
Flachdichtung erforderlich, die im Bereich der Ventil
führungen entsprechende Durchbrüche aufweisen muß. Außer
dem müssen die Bohrungen im Oberteil und die Bohrungen im
Unterteil, die zur Aufnahme der Ventilführungen bestimmt
sind, nach dem Zusammenbau dieser Teile gemeinsam bear
beitet werden, was aufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder
kopf zu schaffen, der sich durch
einen einfacheren Aufbau mit einem geringeren Arbeitsauf
wand auszeichnet.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Zylinderkopf ist nur eine ver
hältnismäßig kleine Dichtungsfläche zur Abdichtung der nach
oben zu offenen Kühlflüssigkeitshohlräume erforderlich und
es können die Bohrungen für die Ventilführungen, da nur im
Unterteil vorhanden, ohne vorherigen Zusammenbau von Ober
teil und Unterteil bearbeitet werden. Durch die Beschränkung
der nach oben zu offenen Kühlflüssigkeitsräume auf den Be
reich der Dome, die zur Aufnahme der Zündkerzen oder Ein
spritzdüsen dienen, kann das Unterteil zu beiden Seiten des
mittleren Bereichs hochgezogen werden, wodurch die Möglich
keit besteht, die Einlaß- und Auslaßkanäle schräg nach oben
verlaufend und damit strömungsgünstiger auszuführen als bei
den bekannten Ausführungen, bei denen die Kanäle fast im
rechten Winkel zur Zylinder-Längsmittelachse verlaufen
müssen, um allein im Unterteil des Zylinderkopfes angeordnet
werden zu können.
Um eine intensive Kühlung der Auslaßkanäle und Auslaßventil
sitzringe zu erreichen, können unter und neben den Einlaß-
und/oder Auslaßkanälen nach einer Seite des Zylinderkopfes
hin offene Kühlfüssigkeitsräume vorgesehen werden, die mit
den nach oben zu offenen Kühlflüssigkeitsräumen in Verbin
dung stehen. Diese die Einlaß- und/oder Auslaßkanäle um
gebenden Kühlflüssigkeitsräume können durch seitliche
Schieber erzeugt werden, behindern also die Herstellung im
Druckguß nicht. Das Oberteil, welches die nach oben zu
offenen Kühlflüssigkeitsräume im Unterteil abdeckt, kann
gleichzeitig Lagerstühle für die die Ventile betätigenden
Nockenwellen tragen oder bilden. Das Oberteil kann jedoch
auch nur als die genannten Kühlflüssigkeitsräume ab
schließender Deckel ausgebildet sein.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Draufsicht des Unterteiles eines Zylinder
kopfes in einer ersten Ausführung,
Fig. 2 einen Schnitt des Zylinderkopfes entlang Linie 2-2 in
Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 einer zweiten Aus
führung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zylinderkopf 1 hat fünf
Ventile je Zylinder und besteht im wesentlichen aus einem
Unterteil 2 und einem Oberteil 3, die druckgußfähig ge
staltet und durch Schrauben 4 miteinander verbunden sind.
Das Unterteil 2 enthält Einlaßkanäle 5 und Auslaßkanäle 6,
die von nicht gezeigten Ventilen beherrscht werden, deren
Schäfte in Ventilführungen 7 geführt sind, die in ent
sprechende Bohrungen 8 im Unterteil 2 eingesetzt sind. Im
zentralen Bereich des Unterteils 2 ist für jeden Zylinder
mindestens ein zur Aufnahme einer Zündkerze oder einer Ein
spritzdüse bestimmter Dom 9 vorgesehen. Jeder Dom 9 ist von
einem Kühlflüssigkeitsraum 10 umgeben, der nach oben zu
offen ist, so daß er durch einen Schieber eines Druckguß
werkzeuges erzeugt werden kann. Jeder Auslaßkanal 6 ist
teilweise von einem Kühlflüssigkeitsraum 11 umgeben, der mit
dem zentralen Kühlflüssigkeitsraum 10 in Verbindung steht
und nach der in Fig. 2 linken Seite des Zylinderkopfes hin
offen ist, so daß er durch einen seitlichen Schieber des
Druckgußwerkzeuges erzeugt werden kann. Alle seitlichen
Kühlflüssigkeitsräume 11 sind durch einen Deckel 12 abge
schlossen, der einen Kanal 13 für die gemeinsame Zuführung
von Kühlflüssigkeit zu den einzelnen Kühlflüssigkeitsräumen
11 enthalten kann. Das Zylinderkopf-Unterteil 2 wird durch
Schrauben 14 mit dem nicht gezeigten Zylinderkurbelgehäuse
verschraubt. Das Zylinderkopf-Oberteil 3 weist einen Mittel
abschnitt 15 auf, der über eine Flachdichtung 16 auf der
Planfläche 2a aufliegt, in welche zentralen die Kühlflüssig
keitsräume 10 münden. Der Mittelteil 15 enthält einen Dom
17, der sich an den Dom 9 des Unterteils 2 anschließt und
der von einem nach unten zu offenen Kühlflüssigkeitsraum 18
umgeben ist, der mit dem Kühlflüssigkeitsraum 10 über Öff
nungen 16a in der Flachdichtung 16 in Verbindung steht. Auf
diese Weise läßt sich eine günstige Führung der Kühlflüssig
keit im Zylinderkopf erreichen, und zwar im Querstrom von
der Auslaßseite (Raum 11) um den Zündkerzendom 9 herum und
durch die Öffnungen 16a, die bevorzugt zwischen dem Dom 9
und den Einlaßkanälen 5 angeordnet sind, in den Kühlflüssig
keitsraum 18, der sich über die ganze Länge des Oberteils 3
erstreckt und als Sammelkanal zum Abführen der Kühlflüssig
keit aus allen einzelnen Kühlflüssigkeitsräumen 10 dient.
An das Zylinderkopf-Oberteil 3 sind Lagerstühle 19 für die
die Einlaß- und Auslaßventile betätigenden Nockenwellen an
geformt. Die zugehörigen Lagerdeckel 20 sind durch Schrauben
21 und 22 mit dem Oberteil 3 verbunden, wobei sich die
Schrauben 22 durch das Oberteil 3 in Gewindelöcher 23 im
Unterteil 2 erstrecken und zusätzlich zu den Schrauben 4 die
Verbindung zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 2 des
Zylinderkopfes herstellen. Die Nockenwellen sind durch
Hauben 24 abgedeckt. Das Oberteil 3 liegt an dem Unterteil 2
außer an der mittleren Planfläche 2a auch noch an äußeren
Planflächen 2b auf.
Dadurch, daß abzudichtende Kühlflüssigkeitsräume nur im Be
reich der zentralen Planfläche 2a vorgesehen sind, ist die
diese Räume abdichtende Dichtung 16 verhältnismäßig klein.
Wichtiger ist jedoch, daß durch die vorgesehene Ausbildung
die Bohrungen 8 für die Ventilführungen 7 ausschließlich im
Unterteil 2 angeordnet werden können. Darüber hinaus besteht
die Möglichkeit, die Einlaß- und Auslaßkanäle 5 bzw. 6
innerhalb des Unterteils 2 schräg nach oben zu führen und
ihnen dadurch einen strömungsgünstigen Verlauf zu geben.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnten
die Kühlflüssigkeitsräume 10 von einer angeschraubten Platte
die Kühlflüssigkeitsräume 10 von einer angeschraubten Platte
mit Durchtrittsöffnungen für die Zündkerzen oder die Ein
spritzdüsen geschlossen sein, wobei dann die Lagerstühle 19
für sich an das Zylinderkopf-Unterteil 2 angeschraubt oder
angeformt würden.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Zylinder
kopfoberteil nur als die Kühlflüssigkeitsräume 10 ab
schließender und einen Teil des Zündkerzendoms 17 formender
Deckel 3' ausgebildet ist. Der Deckel sitzt auf der Plan
fläche 2a des Unterteils und wird mit umlaufenden Schweiß
nähten 28, erzeugt beispielsweise durch Laser- oder Elek
tronenstrahl, befestigt und abgedichtet.
Der Deckel 3' enthält wie das Oberteil 3 in Fig. 2 einen
Kühlflüssigkeitsraum 18, der sich als Sammelkanal über die
ganze Länge des Zylinderkopfes erstreckt.
Zwischen Deckel 3' und Unterteil 2 kann ein Trennblech 26
Mit Durchtrittsöffnungen 27 eingelegt sein, um, wie in Zu
sammenhang mit Fig. 2 beschrieben, eine günstige Führung der
Kühlflüssigkeit im Zylinderkopf zu erreichen.
Der Zündkerzendom 17 des Deckels dichtet nach oben gegen den
die Lagerstühle 19 tragenden und mit dem Unterteil 2 ver
schraubten Teil 29 mit einer Elastomerdichtung 25 den Ölraum
der Nockenwellen nach außen ab.
Claims (7)
1. Flüssigkeitsgekühlter Leichtmetall-Zylinderkopf für eine
Brennkraftmaschine mit hängenden Ventilen, der mindestens
einen eine Zündkerze oder Einspritzdüse aufweisenden, von
Kühlwasserkanälen umgebenen Dom (9, 17) pro Zylinder auf
weist, und aus mindestens zwei Teilen (2, 3 bzw. 3') be
steht, von denen zumindest das Unterteil (2) als Druck
gußteil ausgebildet ist und Gaswechsel-Einlaß- und
-Auslaßkanäle (5 bzw. 6) sowie nach oben zu offene Kühl
flüssigkeitsräume (10) aufweist, die von dem Oberteil (3
bzw. 3') abgedeckt sind, wobei die Bohrungen für die
Ventilführungen im Unterteil angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben zu offenen
Kühlflüssigkeitsräume (10) im Unterteil (2) lediglich im
Bereich der Dome (9) vorgesehen sind und daß die
Bohrungen (8) für die Ventilführungen (7) ausschließlich
im Unterteil (2) außerhalb der Trennfläche (2a) zwischen
Ober- und Unterteil angeordnet sind.
2. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Unterteil (2) die Einlaß- und/oder
Auslaßkanäle (5, 6) zumindest teilweise umgebende Kühl
flüssigkeitsräume (11) vorgesehen sind, die nach einer
Seite des Zylinderkopfes (1) hin offen sind und mit den
nach oben zu offenen Kühlflüssigkeitsräumen (10) in Ver
bindung stehen.
3. Leichtmetall-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oberteil (3) gleichzeitig Lager
stühle (19) für die die Ventile betätigenden Nockenwellen
trägt oder bildet.
4. Leichtmetall-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oberteil (3') lediglich als die
Kühlflüssigkeitsräume (10) im Unterteil (2) abdeckender
Deckel ausgebildet ist.
5. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Deckel (3') an der Trennfläche (2a)
an das Unterteil (2) angeschweißt ist.
6. Leichtmetall-Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oberteil (3, 3') einen sich im
wesentlichen über die ganze Länge des Zylinderkopfes er
streckender Sammelkanal (18) aufweist, der mit den Kühl
flüssigkeitsräumen (10) in Verbindung steht.
7. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Ober- und dem Unterteil
(3, 3' bzw. 2) eine Trennwand (16 bzw. 26) vorgesehen
ist, die mit Öffnungen (16a bzw. 27) zur gezielten Kühl
flüssigkeitsströmung durch die Kühlflüssigkeitsräume (10)
zum Sammelkanal (18) versehen ist.
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DE19914119594 DE4119594C2 (de) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Flüssigkeitsgekühlter Leichtmetall-Zylinderkopf |
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Publications (2)
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DE4119594A1 DE4119594A1 (de) | 1993-02-25 |
DE4119594C2 true DE4119594C2 (de) | 1998-07-30 |
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ID=6433913
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