DE60131487T2 - Zylinderkopfkühlwasserstruktur und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinders gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen des Zylinderkopfs gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 4.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Wie es bekannterweise z. B. in der offen gelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Hei 7-35741 offenbart ist, ist es gut bekannt, dass ein in einem Zylinderkopf bereitgestellter Kühlwasserkanal so ausgebildet ist, dass er in einen einlassseitigen Kanal und einen auslassseitigen Kanal getrennt ist.
  • Wenn der Kühlwasserkanal in einen einlassseitigen Kanal und einen auslassseitigen Kanal getrennt ist, so dass das Kühlwasser parallel einströmt, ist ein Abstand von jedem Kanal verglichen mit dem Fall verkürzt, in dem ein Kühlwasserkanal fortlaufend vorgesehen ist. In diesem Fall bestehen Vorteile darin, dass eine Drucklast reduziert ist, und eine zu verwendende Kühlwasserpumpe verkleinert werden kann. Ein Zylinderkopf, der einen Kühlwasserkanal mit der oben erwähnten Struktur aufweist, ist z. B. in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 9-203 246 und der japanischen offen gelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Hei 7-35 741 beschrieben.
  • Ein in einem Zylinderkopf ausgebildeter Kühlwasserkanal ist auf eine solche Weise konstruiert, dass er insbesondere den Umfang von Öffnungen kühlt. 15 ist eine Querschnittsansicht, die eine allgemeine Kühlwasserkanalstruktur in dem Umfang von Öffnungen darstellt. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, hat der Kühlwasserkanal eines Zylinderkopfs 50 in den meisten Fällen drei Kanäle: einen einlassseitigen Kanal 53, der sich um eine Einlassöffnung 51 erstreckt, einen auslassseitigen Kanal 54, der sich um eine Auslassöffnung 52 erstreckt, und einen Mittleren Kanal 55, der sich durch einen Mittleren Abschnitt (mittlerer oberer Abschnitt einer Brennkammer) zwischen der Einlassöffnung 51 und der Auslassöffnung 52 erstreckt.
  • Im Allgemeinen weist der sich zwischen den Öffnungen erstreckende mittlere Kanal 55 eine im Wesentlichen umgekehrt dreieckige Form auf, wie aus 15 ersichtlich ist. In dem Fall einer Kanalstruktur, die den einlassseitigen Kanal 53 und den auslassseitigen Kanal 54 aufweist, um es einem Kühlwasser zu ermöglichen, parallel einzuströmen, ist der mittlere Kanal 55 entweder mit dem einlassseitigen Kanal 53 oder mit dem auslassseitigen Kanal 54 verbunden. In dem Fall, in dem der Zylinderkopf 50 gekühlt wird, weist ein unterer Endabschnitt 56 zwischen den Öffnungen, wo die Einlassöffnung 51 und die Auslassöffnung 52 am nächsten zueinander vorgesehen sind, eine dünne Wand auf und ist ebenfalls thermisch beeinflusst. Deswegen ist es wahrscheinlich, dass in diesem Abschnitt wegen einer thermischen Ermüdung Risse entstehen. Entsprechend benötigt dieser Abschnitt die Kühlung am dringendsten.
  • Jedoch ist in dem Fall der oben erwähnten Kühlwasserkanalstruktur der Querschnitt des Mittleren Kanals 55 als umgekehrt dreieckförmig beschrieben. Deswegen wird die Menge von strömendem Kühlwasser zwischen einer Oberseite U und einer Unterseite L unabhängig von der Strömungsrate variiert. Noch genauer ermöglicht die Oberseite U dem Kühlwasser einfach zu strömen, während die Unterseite L dem Kühlwasser nicht ermöglicht, einfach zu strömen. Deswegen stagniert das Kühlwasser in dem unteren Endabschnitt 56 (der die Kühlung am dringendsten benötigt) zwischen der Einlassöffnung 51 und der Auslassöffnung 52, oder seine Strömung wird langsam. Folglich ist es schwierig, einen Ausreichenden Kühlwirkungsgrad zu erreichen.
  • Als weitere Druckschrift des Standes der Technik ist die US 1 845 521 genannt, in der ein mittlerer Kanal in einen ober- und einen unterseitigen Kanal unterteilt wird, aber der oberseitige Kanal ist mit dem unterseitigen Kanal ausschließlich über Öffnungen in der Form von Einlässen verbunden, die in der horizontalen Trennwand angeordnet sind. Durch solch eine Konstruktion wird lediglich der unterseitige Kanal mit Kühlwasser beaufschlagt, das durch eine Druckpumpe geliefert wird, wobei in dem Fall, in dem durch verdampftes Wasser Dampfblasen (hot pockets) erzeugt werden können, der Dampf durch die Öffnungen in dem oberseitigen Kanal entkommen kann.
  • Mit anderen Worten ist der oberseitige Kanal eine Art von Entleerungskanal, in dem die darin erzeugte Strömungsrate abhängig von der Menge von Wasser/Dampf ist, die durch die Öffnungen/Einlässe und deren Querschnitte zugeführt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Deswegen ist es unter Berücksichtigung des Vorangehenden Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinderkopfs bereitzustellen, die wirkungsvoll ist, um einen Kühlwirkungsgrad insbesondere in einem Wandabschnitt zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung in einer Maschine zu verbessern, die eine Vielzahl von in Serie angeordneten Zylindern aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung des Zylinderkopfs.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kühlwasserkanalstruktur gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Herstellungsverfahren gemäß dem Anspruch 4 gelöst.
  • Die Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinderkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung wird für eine Maschine verwendet, in der eine Vielzahl von Zylindern in Serie angeordnet ist, und hat: eine einlassseitigen Kanal, der sich entlang einem Umfang einer Einlassöffnung in einer Längsrichtung erstreckt; einen auslassseitigen Kanal, der sich entlang einem Umfang einer Auslassöffnung in einer Längsrichtung erstreckt; und einen mittleren Kanal, der sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung erstreckt, in der der mittlere Kanal in die zwei oberen und unteren Seiten geteilt ist.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Formen eines Zylinderkopfs für eine Maschine, in der eine Vielzahl von Zylindern in Serie angeordnet sind, unter Verwendung einer Gießform, die eine vorbestimmte Form aufweist, hat die Schritte: Anordnen eines einen einlassseitigen Kanal formenden Kerns, der einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, um einen einlassseitigen Kanal zu formen, der sich entlang einem Umfang einer Einlassöffnung in einer Längsrichtung erstreckt, und einen mittleren Kanal aufweist, der sich zwischen der Einlassöffnung und einer Auslassöffnung erstreckt, und einen einen auslassseitigen Kanal formenden Kern, der einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, um einen auslassseitigen Kanal zu formen, der sich entlang einem Umfang der Auslassöffnung in einer Längsrichtung erstreckt, und den sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung erstreckenden mittleren Kanal aufweist, auf eine derartige Weise, dass die entsprechenden mittleren Kanäle miteinander in einer vertikalen Richtung überlappt sind; und Einspritzen von geschmolzenem Metall in die Gießform.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Ansicht, die schematisch die Gliederung einer Kühlwasserkanalstruktur einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 ist eine Draufsicht eines Zylinderkopfs, die von dessen oberer Fläche betrachtet wird;
  • 3 ist eine untere Draufsicht eines Zylinderkopfs, die von dessen unterer Fläche aus betrachtet wird;
  • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1 und 2;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Line B-B in 1 und 2;
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C in 1 und 2;
  • 7 ist eine Draufsicht einer Zylinderkopfdichtung;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht eines einen einlassseitigen Kanal formenden Kerns;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht eines einen auslassseitigen Kanal formenden Kerns;
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der den einlassseitigen Kanal formende Kern mit dem den auslassseitigen Kanal formenden Kern kombiniert ist;
  • 11 ist eine schematische Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der den einlassseitigen Kanal formende Kern mit dem den auslassseitigen Kanal formenden Kern kombiniert ist;
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die formenden Kerne von einem Abschnitt entsprechend der Querschnittsansicht in 4 geschnitten sind;
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die formenden Kerne von einem Abschnitt entsprechend der Querschnittsansicht in 5 geschnitten sind;
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die formenden Kerne von einem Abschnitt entsprechend der Querschnittsansicht in 6 geschnitten sind; und
  • 15 ist eine Querschnittsansicht, die eine bekannte Kühlwasserkanalstruktur in dem Bereich von Öffnungen zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mittels einer darstellenden Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist auf eine Vierventildiesel DI Maschine (Maschine mit Direkteinspritzung) angewendet, die eine serielle Zylinderanordnung aufweist, in der eine Vielzahl von Zylindern in Serie angeordnet ist, und in einem Zylinder 2 Einlassventile und zwei Auslassventile bereitgestellt sind. Mit Bezug auf die schematische Ansicht der 1 wird eine Gliederung einer Kühlwasserkanalstruktur der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. 1 zeigt lediglich einen Zylinder (Brennkammer).
  • Der in einem Zylinderkopf 1 ausgebildete Kühlwasserkanal hat einen einlassseitigen Kanal 2, der sich entlang von Einlassöffnungen 5 in einer Längsrichtung erstreckt, einen auslassseitigen Kanal 3, der sich entlang von Auslassöffnungen 6 in einer Längsrichtung erstreckt, und einen mittleren Kanal 4, der sich zwischen der Einlassöffnung 5 und der Auslassöffnung 6 erstreckt, d. h., in einem oberen mittleren Abschnitt von jedem Zylinder 7 (im Folgenden ebenfalls als "Brennkammer" bezeichnet). Der mittlere Kanal 4 ist in zwei obere und untere Kanäle getrennt. Ein (unterer) mittlerer Kanal 4b ist mit dem einlassseitigen Kanal 2 in Verbindung, und der andere (obere) mittlere Kanal 4a ist mit dem auslassseitigen Kanal 3 in Verbindung. Somit wird der Kühlwasserkanal des Zylinderkopfs 1 in zwei unabhängige Kanäle getrennt: den einlassseitigen Kanal 2, der den mittleren Kanal 4b auf der unteren Seite aufweist, und den auslassseitigen Kanal 3, der den mittleren Kanal 4a auf der oberen Seite aufweist. Darüber hinaus sind die entsprechenden Kanaleintrittsflächen definiert, um eine geeignete Menge Kühlwasser in den einlassseitigen Kanal 2 und den auslassseitigen Kanal 3 zu verteilen.
  • Von einer Wasserpumpe (nicht gezeigt) gesendetes Kühlwasser tritt durch den Kühlwasserkanal eines Zylinderblocks und wird in den einlassseitigen Kanal 2 und den auslassseitigen Kanal 3 des Zylinderkopfs 1 aufgeteilt. Nachdem es von dem einlassseitigen Kanal 2 und dem auslassseitigen Kanal 3 geströmt ist, wird das Kühlwasser vereinigt, um zu einem Kühler gesendet zu werden. Wegen der oben erwähnten Anordnung ist sogar, wenn die Querschnittsfläche eines bestimmten Abschnitts des Kühlwasserkanals verringert ist, ein sich ergebender Anstieg eines Druckverlusts nicht so groß wie in dem Fall, eines seriellen Kanals, in dem der einlassseitige Kanal und der auslassseitige Kanal fortlaufend ausgebildet sind, und eine kleine Wasserpumpe kann zum Zuführen von Kühlwasser verwendet werden.
  • In der Vierventil DI Dieselmaschine, die eine serielle Zylinderanordnung aufweist, ist es schwierig, die Dicke einer Wand in einem Ventilspaltabschnitt 13, der sich zwischen dem Einlassventil 11 und dem Auslassventil 12 befindet, dick zu gestalten, wenn Einlassventile 11 und Auslassventile 12 vorgesehen sind, wie aus 3 ersichtlich ist. Der Ventilzwischenraumabschnitt 13 ist höchstwahrscheinlich thermisch beeinflusst. Da der Ventilzwischenraumabschnitt 13 ein Teil ist, der am meisten thermischen Einfluss empfängt, ist es wahrscheinlich, dass in dem Ventilzwischenraumabschnitt 13 wegen thermischer Ermüdung Risse entstehen. Somit ist es wünschenswert, dass der Ventilzwischenraum 13 stark mit Kühlwasser gekühlt wird.
  • Wie vorangehend beschrieben wurde, ist zum Erfüllen der oben erwähnten Anforderung der Kühlwasserkanal des Zylinderkopfs 1 in der vorliegenden Ausführungsform in zwei unabhängige parallele Kanäle getrennt: den einlassseitigen Kanal 2, der den mittleren Kanal 4a aufweist, und den auslassseitigen Kanal 3, der den mittleren Kanal 4b aufweist, und der mittlere Kanal 4 ist in die oberen und unteren Kanäle geteilt.
  • Im Folgenden wird eine bestimmte Struktur des oben erwähnten Kühlwasserkanals mit Bezug auf 2 bis 7 beschrieben werden. 2 ist eine Draufsicht eines Zylinderkopfs, der von dessen oberer Fläche betrachtet wird. 3 ist eine untere Draufsicht eins Zylinderkopfs, der von dessen unterer Fläche aus betrachtet wird. 4 bis 6 sind Querschnittsansichten, die einen Kühlwasserkanal zeigen. 4 ist eine Querschnittsansicht, entlang einer Linie A-A in 1 und 2. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 2. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C in 1 und 2. 7 ist eine Draufsicht einer Zylinderkopfdichtung.
  • Das von einem Kanal innerhalb des Zylinderblocks (nicht dargestellt) gesendete Kühlwasser strömt parallel durch Verbindungslöcher 21 und 22 einer Dichtung 8 in den einlassseitigen Kanal 2 und den auslassseitigen Kanal 3 des Zylinderkopfs 1, wie aus 7 ersichtlich ist. Die Verbindungslöcher 21 und 22 auf den Einlass- und Auslassseiten sind so ausgebildet, dass eine geeignete Kühlwassermenge zu dem einlassseitigen Kanal 2 und dem auslassseitigen Kanal 3 verteilt wird. Der sich entlang einer Außenseite der Einlassöffnungen 5 in einer Längsrichtung erstreckende einlassseitige Kanal 2 und der mittlere Kanal 4b auf der Einlassseite (untere Seite) sind in einem der Einlassöffnung 5 entsprechenden Abschnitt und zwischen den angrenzenden Einlassöffnungen 5 in einem Zylinder 7 voneinander getrennt, wie aus 4 und 5 ersichtlich ist. Jedoch sind sie zwischen den Einlassöffnungen 5 in den angrenzenden Zylindern 7 miteinander vereinigt, wie aus 6 ersichtlich ist.
  • Andererseits ist der sich entlang des Äußeren der Auslassöffnung 6 erstreckende, auslassseitige Kanal 3 in zwei (obere und untere) Öffnungen getrennt und dabei die Auslassöffnung 6 in einem der Auslassöffnung 6 entsprechenden Abschnitt zwischen diesen und zwischen den angrenzenden Auslassöffnungen 6 in einem Zylinder 7 angeordnet, wie aus 4 und 5 ersichtlich ist. Darüber hinaus ist der mittlere Kanal 4a auf der Auslassseite (obere Seite) zwischen der Auslassöffnung 6 und der Einlassöffnung 5 in einem Abschnitt entsprechend der Auslassöffnung 6 definiert, wie aus 4 ersichtlich ist. Der mittlere Kanal 4a ist mit dem oberen Kanal des auslassseitigen Kanals 3 in der angrenzenden Auslassöffnung 6 in Verbindung, wie aus 6 ersichtlich ist.
  • Darüber hinaus sind der auslassseitige Kanal 3 und der mittlere Kanal 4a zwischen den Auslassöffnungen 6 in den angrenzenden Zylindern 7 (in einen Kanal) vereinigt, wie aus 6 ersichtlich ist.
  • Der mittlere Kanal 4b auf der Einlassseite und der mittlere Kanal 4a auf der Auslassseite sind so vorgesehen, dass sie miteinander überlappen, wie aus 4 ersichtlich ist. Deswegen verbindet eine den mittleren Kanal 4b auf der Einlassseite von dem mittleren Kanal 4a auf der Auslassseite trennende Unterteilungswand 9 die Wand auf der Seite der Einlassöffnung 5 mit der Wand auf der Seite der Auslassöffnung 6. Darüber hinaus sind der mittleren Kanal 4b auf der Einlassseite und der mittleren Kanal auf 4a auf der Auslassseite so konstruiert, dass sie im Wesentlichen die gleiche Querschnittsfläche aufweisen.
  • Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform der mittlere Kanal 4, der zwischen der Einlassöffnung 5 und der Auslassöffnung 6 definiert ist, in die oberen und unteren Kanäle unterteilt. Deswegen ist es nicht wahrscheinlich, dass die Strömungsrate des Kühlwassers zwischen dem Mittleren Kanal 4a auf der oberen Seite und dem Mittleren Kanal 4b auf der unteren Seite variiert wird.
  • Falls es der gleichen Kühlwassermenge wie der eines mittleren Kanals 55, der aus einem bekannten Kanal zusammen gesetzt ist, wie er vorangehend beschrieben wurde, ermöglicht wird, durch die oberen und unteren Mittleren Kanäle 4a und 4b zu strömen, ist es möglich, die Menge des durch den mittleren Kanal 4b auf der unteren Seite strömenden Kühlwassers zu erhöhen, wenn mit der Kühlwassermenge verglichen wird, die durch die untere Seite des bekannten mittleren Kanals 55 strömt. Folglich wird es möglich, einen Kühlwirkungsgrad in einem unteren Endabschnitt zwischen den Öffnungen in dem Zylinderkopf 1 zu verbessern, d. h., in dem Ventilzwischenraumabschnitt 13, der zwischen dem Einlassventil 11 und dem Auslassventil 12 vorhanden ist, wie aus 3 ersichtlich ist. Dies ist wirkungsvoll, um zu verhindern, dass der Ventilzwischenraumabschnitt 13 durch thermische Ermüdung beschädigt wird.
  • Wenn es gewünscht ist, die Strömungsrate des durch die mittleren Kanäle 4a und 4b strömenden Kühlwassers in solch einem Fall zu erhöhen, können die Querschnittsflächen des einlassseitigen Kanals 2 und des auslassseitigen Kanals 3 außerhalb der Öffnungen kleiner eingestellt werden als die der mittleren Kanäle 4a und 4b. Diese Einstellung erhöht einen Druckverlust. Falls jedoch der Kühlwasserkanal in den einlassseitigen Kanal 2 und den auslassseitigen Kanal 3 getrennt sind, um es dem Kühlwasser zu ermöglichen, parallel zu strömen, wie es in der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, wird ein Anstieg eines Druckverlusts nicht so groß sein wie in der seriellen Kanalkonstruktion, in der der einlassseitige Kanal und der auslassseitige Kanal fortlaufend angeordnet sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der mittlere Kanal 4 in die oberen und unteren Kanäle unterteilt, während Öffnungswände miteinander über die plattenförmige Trennwand 9 zwischen den oberen und unteren Kanälen 4a und 4b miteinander in Verbindung sind. Folglich kann die Steifigkeit zwischen den Öffnungen verbessert werden.
  • Der Zylinderkopf 1, der eine Kühlwasserkanalstruktur erhalten hat, wie vorangehend beschrieben wurde, wird hergestellt, indem in einer vorbestimmten Form geformte Kerne in eine Gießform gelegt werden, und geschmolzenes Metall in die Gießform eingespritzt wird. Noch genauer wird der Zylinderkopf 1 durch gießen erzeugt, während dem der Kühlwasserkanal unter Verwendung von Kernen erzeugt wird, wie aus 8 bis 14 ersichtlich ist.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Kerns zum Formen eines einlassseitigen Kanals. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Kerns zum Formen eines auslassseitigen Kanals. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Kern zum Formen des einlassseitigen Kanals mit dem Kern zum Formen des auslassseitigen Kanals kombiniert ist. 11 ist eine schematische Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Kern zum Formen des einlassseitigen Kanals mit dem Kern zum Formen des auslassseitigen Kanals kombiniert ist. Darüber hinaus ist 12 eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Formkerne von einem Abschnitt entsprechend der Querschnittsansicht in 4 geschnitten sind. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Formkerne von einer Seite entsprechend der Querschnittsansicht der 5 geschnitten sind. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Formkerne von einem Abschnitt entsprechend der Querschnittsansicht der 6 geschnitten sind.
  • Wie aus 8 ersichtlich ist, hat ein Kern 31 zum Formen eines einlassseitigen Kanals einen Abschnitt 31a zum Ausbilden eines einlassseitigen Kanals und einen Abschnitt 31b zum Formen eines mittleren Kanals, und weist im Wesentlichen einen L-förmigen Querschnitt auf. Wie andererseits aus 9 ersichtlich ist, hat ein Kern 32 zum Formen eines auslassseitigen Kanals einen Abschnitt 32a zum Formen eines auslassseitigen Kanals und einen Abschnitt 32b zum Formen eines mittleren Kanals, und weist im Wesentlichen einen L-förmigen Querschnitt auf.
  • Die Kerne 31 und 32, die geformt sind, wie vorangehend beschrieben wurde, werden unter der Bedingung in eine Gießform platziert, dass die Abschnitte 31b und 32b zum Formen des mittleren Kanals so vorgesehen sind, dass sie aufeinander mit einem vorbestimmten Abstand überlagert sind, wie aus 10 und 14 ersichtlich ist. Somit ist ein im Wesentlichen N-förmiger Zwischenraum S zwischen gegenüberliegenden Flächen des Kerns 31 zum Formen des einlassseitigen Kanals und des Kerns 32 zum Formen des auslassseitigen Kanals ausgebildet, die angeordnet sind, wie oben beschrieben wurde. Als Ergebnis ist nach dem Gießen in dem Zylinderkopf 1 zwischen dem einlassseitigen Kanal 2 und dem auslassseitigen Kanal 3 eine gestufte Wand definiert. Mit anderen Worten ist die gestufte Wand als Struktur betrachtet, in der zwei vertikale Rippen mit einem vorbestimmten Abstand getrennt zwischen der Einlassöffnung 5 und der Auslassöffnung 6 vorgesehen sind. Wegen dieser Rippenstruktur kann die Steifigkeit des Zylinderkopfs 1 in der vertikalen Richtung verbessert werden, ohne eine Kanalquerschnittsfläche für das Kühlwasser zu verringern. Darüber hinaus sind wegen der Erzeugung des Zylinderkopfs 1 durch diesen lediglich zwei Kerne zum Ausbilden eines Kühlkanals erforderlich, deren Handhabung einfach ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und Änderungen können geeigneterweise durchgeführt werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweisen.
  • Zum Beispiel können die mittleren Kanäle 4a und 4b so ausgebildet sein, um vollständig unabhängig von dem einlassseitigen Kanal 2 und dem auslassseitigen Kanal 3 zu sein. Genauer kann der Kühlwasserkanal eine geviertelte Struktur haben, in der der einlassseitige Kanal 2, der auslassseitige Kanal 3 und die oberen und unteren mittleren Kanäle 4a und 4b parallel zueinander vorgesehen sind. Wenn eine solche Struktur angenommen ist, kann eine breite Auswahl zum Einstellen einer Querschnittsfläche getroffen werden, so dass in jeden Kanal eine geeignete Kühlwassermenge verteilt wird.
  • Darüber hinaus kann das Kühlwasser über eine Rohrleitung oder Ähnliches in den einlassseitigen Kanal 2 und den auslassseitigen Kanal 3, anstelle der Verbindungslöcher 21 und 22, die in der Dichtung 8 bereitgestellt sind, strömen.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Maschine, in der eine Vielzahl von Zylindern in Serie angeordnet sind, ein Kühlen wirkungsvoll durchgeführt werden, und insbesondere in einem Wandabschnitt zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung.

Claims (4)

  1. Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinderkopfs für eine Maschine, in der eine Vielzahl von Zylindern (7) in Serie angeordnet sind, mit: einem einlassseitigen Kanal (2), der sich entlang eines Umfangs einer Einlassöffnung (5) erstreckt; einem auslassseitigen Kanal (3), der sich entlang eines Umfangs einer Auslassöffnung (6) erstreckt; und einem mittleren Kanal (4), der sich zwischen der Einlassöffnung (5) und der Auslassöffnung (6) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Kanal (4) durch eine durchgehende Trennwand (9) in zwei Seiten, eine obere und eine untere Seite (4a, 4b), geteilt ist, der einlassseitige Kanal (2), der auslassseitige Kanal (3) und der mittlere Kanal (4) sich in einer Längsrichtung der Maschine entlang einer Reihe einer Vielzahl von in Serie angeordneten Zylindern erstrecken, wobei alle der Kanäle (2, 3, 4) mit Kühlwasser versorgt werden, um eine Strömungsrate in jedem Kanal gemäß ihren entsprechenden Querschnittsflächen zu erzeugen.
  2. Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinderkopfs (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der oberen und der unteren Seite (4a, 4b) des mittleren Kanals (4) mit dem einlassseitigen Kanal (2) in Verbindung ist, und die andere Seite (4b, 4a) mit dem auslassseitigen Kanal (3) in Verbindung ist.
  3. Kühlwasserkanalstruktur eines Zylinderkopfs (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Seite (4a, 4b) des mittleren Kanals (4) jeweils so bereitgestellt sind, dass sie unabhängig von dem einlassseitigen Kanal (2) und dem auslassseitigen Kanal (3) sind.
  4. Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs, der eine Kühlwasserkanalstruktur gemäß Anspruch 1 aufweist, durch Gießen eines Zylinderkopfs (1) für eine Maschine, in der eine Vielzahl von Zylindern (7) in Serie angeordnet sind, unter Verwendung einer eine vorbestimmte Form aufweisenden Gießform, gekennzeichnet durch das Umfassen der Schritte: Anordnen eines einen einlassseitigen Kanal formenden Kerns (31), der einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, um den einlassseitigen Kanal (2) zu formen, der sich entlang eines Umfangs einer Einlassöffnung (5) in einer Längsrichtung erstreckt und den mittleren Kanal (4) aufweist, der sich entlang eines Umfangs einer Einlassöffnung (5) in einer Längsrichtung erstreckt und den mittleren Kanal (4) aufweist, der sich zwischen der Einlassöffnung (5) und einer Auslassöffnung (6) erstreckt, und eines einen auslassseitigen Kanal formenden Kerns (32), der einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, um den auslassseitigen Kanal (3) zu formen, der sich entlang eines Umfangs der Auslassöffnung (6) in einer Längsrichtung erstreckt und den mittleren Kanal (4) aufweist, der sich zwischen der Einlassöffnung (5) und der Auslassöffnung (6) erstreckt, auf eine derartige Weise, dass die entsprechenden mittlerem Kanäle (4a, 4b) miteinander in einer vertikalen Richtung durch das Platzieren des den Kanal formenden Kerns (31) und des den auslassseitigen Kanal formenden Kerns (32) in der Gießform unter der Bedingung, dass diese Abschnitte (31b und 32) von sowohl dem den einlassseitigen als auch dem den auslassseitigen Kanal formenden Kernen (31; 32) zum Ausbilden des mittleren Kanals (4) so angeordnet werden, dass sie auf der Oberseite des anderen mit einem vorbestimmten Abstand zwischen diesen überlagert sind; und Einspritzen von geschmolzenem Metall in die Gießform.
DE2001631487 2000-04-06 2001-03-23 Zylinderkopfkühlwasserstruktur und Verfahren zur Herstellung Expired - Lifetime DE60131487T2 (de)

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JP2000105248A JP4250723B2 (ja) 2000-04-06 2000-04-06 シリンダヘッドの冷却水通路構造及び製造方法
JP2000105248 2000-04-06

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Publication Number Publication Date
DE60131487D1 DE60131487D1 (de) 2008-01-03
DE60131487T2 true DE60131487T2 (de) 2008-09-25

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