DE60226294T2

DE60226294T2 - Zylinderkühlkopfkonstruktion für eine Brennkraftmachine

Info

Publication number: DE60226294T2
Application number: DE60226294T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Iizuka; Makoto Suzuki; Kiyoshi Takagi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: CN1386964A; EP1258623B1; US6729272B2; BR0201846B1; JP3700836B2; DE60226294D1; EP1258623A3; CN1189651C; BR0201846A; EP1258623A2; US20020170510A1; JP2002339799A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Konstruktion eines Kühlwasser- oder Kühlmittelmantels, welcher in einem Zylinderkopf einer wassergekühlten Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
2. Beschreibung des betreffenden Fachgebiets
Herkömmlich ist als ein Zylinderkopf einer wassergekühlten Brennkraftmaschine dieses Typs eine Zylinderkopfkonstruktion einer Brennkraftmaschine bekannt, die durch die JP-A-11-117803 offenbart ist. In dieser Zylinderkopfkonstruktion ist eine Rippe zwischen benachbarten Zylindern bereitgestellt, welche einen Umfangsrandabschnitt einer Ansaugventilöffnung eines der Zylinder und einen Umfangsrandabschnitt einer Abgasventilöffnung des anderen Zylinders miteinander verbindet. Die Rippe, welche an einer oberen Fläche eines unteren Decks gebildet ist, das einen Boden eines Kühlmittelmantels in solcher Weise bildet, dass dieser einen gewinkelten Abschnitt aufweist, verbindet den Umfangsrandabschnitt der Ansaugventilöffnung auf der stromaufwärtigen Seite der Strömungsrichtung des zwischen den Zylindern strömenden Kühlmittels mit dem Umfangsrandabschnitt der Abgasventilöffnung auf einer stromabwärtigen Seite desselben. Die so ausgebildete Rippe lenkt dann die Strömungsrichtung des Kühlmittels so ab, dass das Kühlmittel zwischen Umfangsrandabschnitten eines Paars von Abgasventilöffnungen geführt wird, um eine Kühlung der näheren Umgebungen der gleichen Abschnitte zu erreichen.
Da im Übrigen im betreffenden Fachgebiet die Rippe, welche in solcher Weise ausgebildet ist, dass sie von der oberen Fläche des unteren Decks aus vorsteht, den Umfangsrandabschnitt der Ansaugventilöffnung und den Umfangsrandabschnitt der Abgasventilöffnung miteinander verbindet, tritt an der Rückseite der Rippe eine Stagnation der Strömung des Kühlmittels auf, und zwar bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlmittels, welches gegen die Rippe an der oberen Fläche des unteren Decks und die Fläche des Umfangsabschnitts der Abgasventilöffnung strömt, auf, wodurch das Problem verursacht wird, dass der Kühleffekt an dem unteren Deck und an dem Umfangsrandabschnitt der Abgasventilöffnung beeinträchtigt wird, welche insbesondere auf hohe Temperaturen erhitzt werden, da sie Verbrennungsgasen ausgesetzt sind.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände ausgeführt und es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Kühlwirkung eines Kühlmittelmantels einer Brennkraftmaschine zu verbessern, welche Ablenkungsrippen zum Leiten von Kühlmittel an Wandabschnitte auf Seiten einer Abgasventilöffnung, welche hohe Wärmebelastung aufweisen, aufweist, indem Bereiche, in denen eine Stagnation von Kühlmittel aufgrund der Ablenkungsrippen auftritt, reduziert werden. Es ist dann eine Aufgabe der Erfindung, die Kühlwirkung durch Verhinderung des Auftretens der Stagnation zu verbessern. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Festigkeit des Zylinderkopfs zu verbessern.
Gemäß der Erfindung wird eine Zylinderkopfkühlkonstruktion gemäß den Merkmalen nach Anspruch 1 und 6 bereitgestellt.
Ablenkungsrippen, welche von den Bodenwandungen aus nach oben vorstehen, sind derart ausgebildet, dass die Ablenkungsrippen Zwischenräume belassen zwischen den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Ansaugventilöffnung oder/und den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung und den Ablenkungsrippen, oder dass sich die Ablenkungsrippen von den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Ansaugventilöffnung und den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung erstrecken, um an Zwischenpositionen derselben Zwischenräume zu belassen, um zu erlauben, dass das Kühlmittel an Wandflächen der Bodenwände, Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Ansaugventilöffnung oder Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung strömt, wobei die Zwischenräume jegliches Risiko ausräumen, das Kühlmittel an den Wandflächen der Bodenwände, die die Kammerwände der Verbrennungskammern bilden, den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Ansaugventilöffnung oder den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung stagniert. Im Ergebnis wird der folgende Vorteil bereitgestellt. Da nämlich ein Teil des Kühlmittels so abgelenkt wird, dass er zu den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung hin strömt, welche von den den Kühlmittelmantel bildenden Wänden des Zylinderkopfs die höchste Wärmebelastung aufweisen, wird die Kühlwirkung an den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert. Anders als bei den kontinuierlichen Rippen gemäß dem Stand der Technik eliminiert ferner an den Abschnitten, an denen die Zwischenräume ausgebildet sind, das durch die Zwischenräume strömende Kühlmittel das Auftreten einer Stagnation von Kühlmittel an den Wandflächen der Bodenwände, den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Ansaugventilöffnung und den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung. Ferner strömt ein Teil des aus den Zwischenräumen strömenden Kühlmittels um die Rückseite der Ablenkungsrippen herum und dies reduziert weitere Bereiche, in denen die Stagnation der Strömung des Kühlmittels erzeugt wird, wodurch die Bereiche, in denen das Kühlmittel aufgrund der Ablenkungsrippen stagniert, reduziert werden, wobei dadurch die Kühlwirkung an den Bodenwänden, den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Ansaugventilöffnung und den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert wird.
Zwischenräume sind zwischen den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung und den Ablenkungsrippen ausgebildet und ein Teil des Kühlmittels wird so abgelenkt, dass er zu den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung hin strömt, welche von den den Kühlmittelmantel bildenden Wänden des Zylinderkopfs die höchste Wärmebelastung aufweisen, wodurch die Kühlwirkung an den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert wird. Im Unterschied zu den kontinuierlichen Rippen gemäß dem Stand der Technik eliminiert ferner das durch die Zwischenräume strömende Kühlmittel das Auftreten einer Stagnation von Kühlmittel an den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung an denjenigen Abschnitten, an denen die Zwischenräume ausgebildet sind. Ferner strömt ein Teil des von den Zwischenräumen einströmenden Kühlmittels um die Rückseite der Ablenkungsrippen herum und dies reduziert weitere Bereiche, in denen eine Stagnation in der Strömung des Kühlmittels erzeugt wird, wodurch die Bereiche, in denen das Kühlmittel aufgrund der Ablenkungsrippen stagniert, reduziert werden, wodurch die Kühlwirkung an dem Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert wird. Somit können die Abschnitte, die die höchste Wärmebelastung aufweisen, effektiv gekühlt werden.
Die zentrale Rippe ist an der Bodenwand des Zylinderkopfs bereitgestellt, welche von der Bodenwand aus nach oben vorsteht und sich in Richtung einer Mittellinie des Zylinderkopfs zwischen den Endabschnitten des Zylinderkopfs erstreckt, und das Kühlmittel, welches zwischen den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Ansaugventilöffnung und den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung des Zylinderkopfs strömt, wird entlang der Richtung der Mittellinie des Zylinderkopfs begradigt, um zur stromabwärtigen Seite zu strömen, wodurch die Kammerwand der Verbrennungskammer, der Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Ansaugventilöffnung und der Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Abgasventilöffnung eines jeden Zylinders im Wesentlichen gleichmäßig mit dem so strömenden Kühlmittel gekühlt werden kann. Zusätzlich kann die Bereitstellung der zentralen Rippe und der Ablenkungsrippen, welche mit der zentralen Rippe verbunden sind, dazu beitragen, den gesamten Zylinderkopf steifer zu machen.
Die unteren Endabschnitte der Ablenkungsrippen, welche von den oberen Wänden aus nach unten vorstehen, bilden die Zwischenräume zwischen den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung und den Bodenwänden und sich selbst, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, an den jeweiligen Wandflächen der Bodenwände und der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung zu strömen, und es besteht kein Risiko, dass das Kühlmittel an den jeweiligen Wandflächen der Bodenwände, die die Kammerwände der Verbrennungskammer bilden, und den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung stagniert. Im Ergebnis wird wiederum der folgende Vorteil bereitgestellt. Da nämlich ein Teil des Kühlmittels so abgelenkt wird, dass er zu den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung hin strömt, welche von den den Kühlmittelmantel bildenden Wänden des Zylinderkopfs die höchste Wärmebelastung aufweisen, wird die Kühlwirkung an den Öffnungswandabschnitten auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert. Ferner eliminiert an den Abschnitten, an denen die Zwischenräume ausgebildet sind, das durch die Zwischenräume strömende Kühlmittel das Auftreten einer Stagnation von Kühlmittel an den Wandflächen der Bodenwände und an den Wandflächen der Öffnungswandabschnitte auf Seiten der Abgasventilöffnung, wodurch die Bereiche, in denen das Kühlmittel aufgrund der Ablenkungsrippen stagniert, reduziert werden, wodurch die Kühlwirkung an den Bodenwänden und an dem Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Abgasventilöffnung verbessert wird. Somit können die Abschnitte, welche die hohe Wärmebelastung aufweisen, effektiv gekühlt werden.
Anzumerken ist, dass der hier verwendete Ausdruck „betrachtet von oben" eine Betrachtung aus einer zentralen axialen Richtung einer Zylinderbohrung bedeutet und dass die Ausdrücke „Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Ansaugventilöffnung" und „Öffnungswandabschnitt auf Seiten der Abgasventilöffnung" jeweils eine Ansaugöffnungswand und eine Abgasöffnungswand bedeuten, welche bei Betrachtung von oben in den Bereich der Zylinderbohrung eingeschlossen sind. Ferner bedeutet der Ausdruck „Mittellinie des Zylinderkopfs" eine gerade Linie in dem Zylinderkopf bei einer Betrachtung von der zentralen axialen Richtung des Zylinders aus, eine imaginäre Ebene, welche zentrale Achsen der Zylinderbohrungen und die Drehachse der Kurbelwelle enthält, oder eine imaginäre Ebene, welche die zentralen Achsen der Zylinderbohrungen enthält und parallel zur Drehachse der Kurbelwelle ist. Zusätzlich bedeuten die Ausdrücke „Ansaugseite" und „Abgasseite" jeweils in Bezug auf die imaginären Ebenen eine Seite des Zylinderkopfes, an der sich die Einlassöffnungen für die Ansaugöffnungen befinden bzw. die andere Seite des Zylinders, an der sich die Auslassöffnungen für die Abgasöffnungen befinden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Beispieldarstellung eines Kühlsystems für die Brennkraftmaschine in 1;
3 ist eine Draufsicht eines Zylinderkopfs der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3;
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3;
6 ist eine Seitenansicht von links des Zylinderkopfs der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine;
7 ist eine Schnittansicht, welche einen Hauptabschnitt an einem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine zeigt, in welchem eine Thermostatabdeckung angebracht ist;
8 ist eine Ansicht in einer durch Pfeile VIII-VIII in 7 gezeigten Richtung;
9 ist eine Schnittansicht, welche eine zweite Ausführungsform der Erfindung entsprechend der die erste Ausführungsform zeigenden 3 zeigt; und
10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 9.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben.
1 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Zuerst ist unter Bezugnahme auf 1 eine Brennkraftmaschine E, auf welche ein Zylinderkopf gemäß der Erfindung angewendet wird, eine wassergekühlte Vierzylinder-, Viertakt-Brennkraftmaschine mit oben liegender Nockenwelle, welche in einem Fahrzeug installiert ist, wobei eine Kurbelwelle in einer Querrichtung ausgerichtet ist.
Anzumerken ist, dass bei Verwendung eines Ausdrucks „längs und quer" in dieser Ausführungsform Richtungen „längs und quer" eines Fahrzeugs, auf das sich bezogen wird, gemeint ist.
Die Brennkraftmaschine E umfasst einen Zylinderblock 1, in welchem erste bis vierte Zylinder 5₁ bis 5₄ (siehe 2) in Reihe angeordnet sind, wobei die Zylinder aufweisen: Zylinderbohrungen 5a, in welchen Kolben verschiebbar eingesetzt sind (siehe 3), einen Zylinderkopf 2, der mit einem oberen Ende des Zylinderblocks 1 verbunden ist, eine Zylinderkopfabdeckung 3, welche mit einem oberen Ende des Zylinderkopfs 2 verbunden ist, und eine Ölwanne 4, welche mit einem unteren Ende des Zylinderblocks 1 verbunden ist, und wobei ein Hauptkörper der Brennkraftmaschine E durch den Zylinderblock 1, den Zylinderkopf 2, die Zylinderkopfabdeckung 3 und die Ölwanne 4 gebildet ist.
Ein Ansaugverteiler 6 ist dann an einer Vorderseite 2a des Zylinderkopfs 2 angebracht, welcher eine Ansaugseite desselben bildet. Der Ansaugverteiler 6 weist einen Sammelschlauch 6a auf, welche sich direkt über der Zylinderkopfabdeckung 3 befindet und an deren linken Endabschnitt ein Drosselkörper 7 bereitgestellt ist, und weist vier Verzweigungsröhren 6b auf, welche von dem Sammelschlauch 6a zur Verbindung mit der Vorderseite 2a des Zylinderkopfs abzweigen. Die jeweiligen Abzweigungsröhren 6a stehen mit Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ (siehe 2) der jeweiligen Zylinder 5₁ bis 5₄ über Ansaugöffnungen 40 (siehe 3) in Verbindung, welche in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet sind. Anzumerken ist, dass ein Abgasverteiler (nicht gezeigt) an einer hinteren Seite 2b (siehe 3) des Zylinderkopfs 2 angebracht ist, welche eine Abgasseite desselben bildet.
Eine Nockenabdeckung 10 ist an einem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 angebracht, welcher ein Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 in einer Richtung A1 einer Mittellinie des Zylinderkopfs (welche mit einer Richtung zusammenfällt, in welcher die ersten bis vierten Zylinder 5₁ bis 5₄ angeordnet sind, und außerdem mit der Querrichtung in dieser Ausführungsform zusammenfällt) ist, um eine Öffnung in einem zylindrischen Vorsprungsabschnitt 9 abzudecken, der als eine axiale Verlängerung einer Nockenwelle (nicht gezeigt) ausgebildet ist, die in einer durch den Zylinderkopf und die Zylinderkopfabdeckung 3 gebildeten Ventilzugkammer V (siehe 4) angeordnet ist, so das sie drehbar an dem Zylinderkopf 2 gelagert ist. Zusätzlich ist ein Kraftübertragungsmechanismus für einen Drehantrieb der Nockenwelle durch Kraft von der Kurbelwelle, wenngleich dies nicht gezeigt ist, an einem rechten Endabschnitt des Zylinderblocks 1 und des Zylinderkopfs 2 vorgesehen, welcher der andere Endabschnitt desselben in der Richtung A1 der Mittellinie des Zylinderkopfs ist, und eine Abdeckung zum Abdecken des Kraftübertragungsmechanismus ist an den rechten Endflächen des Zylinderblocks 1 und des Zylinderkopfs 2 angebracht.
Als Nächstes wird unter hauptsächlicher Bezugnahme auf 2 ein Kühlsystem für die Brennkraftmaschine E beschrieben. Eine Kühlmittelzirkulationspumpe 13, welche einen Pumpenkörper 13a (siehe 1) aufweist, ist integral mit dem Zylinderblock 1 an dem rechten Endabschnitt und an der Vorderseite desselben ausgebildet, und zwar an der Stelle, an der ein blockseitiger Kühlmittelmantel 11 in dem Zylinderblock 1 ausgebildet ist. Zusätzlich ist ein Thermostat 15 an dem Zylinderkopf 2 bereitgestellt, in welchem ein kopfseitiger Kühlmittelmantel 12 in solcher Weise ausgebildet ist, dass er in einer Aufnahmekammer 14 untergebracht ist, die an dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 ausgebildet ist. Ferner sind die beiden Mäntel 11, 12 so ausgebildet, dass sie miteinander über eine Anzahl von Verbindungswegen 16 in Verbindung stehen, die in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet sind.
Eine Thermostatabdeckung C ist an einer Seite oder an der linken Endfläche des Zylinderkopfs 2 angebracht und ein Einlasskanal 20 und zwei Auslasskanäle 21, 22 sind in der Thermostatabdeckung C ausgebildet. Der Thermostat 15 steht dann mit einer Kühleinrichtung 25 über den Einlasskanal 20 und einen Kühleinrichtungsschlauch 23 in Verbindung und ein in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeter Kanal 26 steht mit der Kühleinrichtung 25 über den Auslasskanal 21 und einen Kühleinrichtungsschlauch 24 in Verbindung. Ferner steht der Kühlmittelmantel 12 über den Auslasskanal 22 und einen Schlauch 27 mit einem Heizkörper 29 zur Luftklimatisierung in Verbindung, während er über den Auslasskanal 22 und einen Schlauch 30 mit einem in dem Drosselkörper 7 ausgebildeten Kühlmittelkanal in Verbindung steht. Ferner sind eine in dem Zylinderkopf 2 ausgebildete Rückführöffnung 32 und eine in einer Röhre 38 ausgebildete Öffnung 33, welche später beschrieben werden, über einen Schlauch 28 bzw. einen Schlauch 31 mit dem Heizkörper 29 und dem Kühlmittelkanal in dem Drosselkörper 7 verbunden. Die jeweiligen Schläuche 23, 24, 27, 28, 30, 31 bilden dabei Kühlmittelkanalbildungselemente.
Aus der Kühlmittelzirkulationspumpe 13 ausgelassenes Kühlmittel strömt dann von einer in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeten Einlassöffnung 35 über einen in dem Zylinderblock 1 ausgebildeten Ausgabekanal 34 in den Kühlmittelmantel 12. Wenn die Brennkraftmaschine sich in kühlen Betriebszuständen befindet, so strömt, da das Thermostat 15 die Verbindung zwischen dem Kühleinrichtungsschlauch 23 und der Unterbringungskammer 14 unterbricht, wie in der Figur durch unterbrochene Linien gezeigt ist, wenig Kühlmittel in den Kühlmittelmantel 11 durch den Verbindungsweg 16 und das Kühlmittel in dem Kühlmittelmantel 12 strömt durch einen in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeten Umgehungskanal 36 in die Unterbringungskammer 14, wobei ein Teil desselben dem Heizkörper 29 zugeführt wird, nachdem er zum Wärmeaustausch mit Luft zum Erhitzen des Inneren der Passagierkabine durch den Schlauch 27 geströmt ist. Nachdem die Wärme in dem Kühlmittel mit der Luft ausgetauscht wurde, kehrt das Kühlmittel über den Schlauch 28 und die Rückführöffnung 32 in die Unterbringungskammer 14 zurück. Ferner wird ein anderer Teil des Kühlmittels in dem Kühlmittelmantel 12 dem Drosselkörper 7 zugeführt, nachdem er zum Erhitzen des Drosselkörpers 7, wenn die Maschine nicht aufgewärmt ist, durch den Schlauch 30 geströmt ist, und anschließend strömt das Kühlmittel nach dem Durchströmen des Schlauchs 31 in das Rohr 38. Da ferner das Kühlmittel über die Röhre 38, welche mit einer in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeten Einlassöffnung 37 verbunden ist, in die Kühlmittelzirkulationspumpe 13 gesaugt wird, und zwar in solcher Weise, dass die Unterbringungskammer 14 geöffnet wird, wenn sich die Maschine in kühlen Betriebszuständen befindet, strömt das Kühlmittel durch den Kühlmittelmantel 12, ohne durch die Kühleinrichtung 25 zu strömen.
Wenn ferner die Brennkraftmaschine E sich in heißen Betriebszuständen befindet, so strömt, da das Thermostat 15 eine Verbindung zwischen dem Kühleinrichtungsschlauch 23 und der Unterbringungskammer 14 herstellt und zur gleichen Zeit den Umgehungskanal 36 schließt, das Kühlmittel in dem Kühlmittelmantel 12 durch den Verbindungsweg 16 in den Kühlmittelmantel 11, wie in der Figur durch durchgezogene Linien angezeigt ist, um den Zylinderblock 1 zu kühlen, ohne dass es durch den Umgehungskanal 36 in die Unterbringungskammer 14 strömt. Anschließend strömt das Kühlmittel über einen in dem Zylinderblock 39 ausgebildeten Kanal 39 in die Kühleinrichtung 25 und durch den Auslasskanal 21 und den Kühleinrichtungsschlauch 24. Nachdem dann die Temperatur desselben absinkt, nachdem sich die Wärme in der Kühleinrichtung 25 verteilt hat, strömt das Kühlmittel über den Einlasskanal 20 und das Thermostat 15 durch den Kühleinrichtungsschlauch 23 in die Unterbringungskammer 14. Dabei wird ein Teil des Kühlmittels in dem Kühlmittelmantel 20, wie in dem Fall, in dem die Maschine sich in kühlen Betriebszuständen befindet, dem Heizkörper 29 zugeführt, in welchem Wärme an die Luft übertragen wird, und kehrt dann in die Unterbringungskammer 14 zurück. Zusätzlich wird das Kühlmittel, welches dem Drosselkörper 7 zugeführt wird, in Bezug auf seine Strömungsrate durch ein Steuer-/Regelventil (nicht gezeigt) gesteuert/geregelt, um die übermäßige Erhitzung des Drosselkörpers 7 zu verhindern. Das Kühlmittel in der Unterbringungskammer 14 wird dann über die Auslassöffnung 37 und die Röhre 38 in die Kühlmittelzirkulationspumpe gesaugt, und wenn sich die Maschine in heißen Betriebszuständen befindet, so strömt das Kühlmittel, welches durch die Kühleinrichtung 25 hindurch getreten ist, durch die beiden Kühlmittelmäntel 11, 12.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 die Konstruktion des Zylinderkopfs 2 beschrieben. Anzumerken ist, dass in 3 die Querschnitte der Ansaugöffnung 40 und der Abgasöffnung 41 des dritten Zylinders 53 verschieden von denen der übrigen Zylinder 5₁ , 5₂ , 5₄ ist, um die Querschnitte derselben zu zeigen, welche näher an der Verbrennungskammer 8₃ liegen.
In dem Zylinderkopf 2 sind die Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ (siehe 2, 4) in solcher Weise ausgebildet, dass sie dem ersten bis vierten Zylinder 5₁ bis 5₄ in dem Zylinderblock 1 entsprechen, und es sind eine Ansaugöffnung 40 und eine Abgasöffnung 41 für jede Brennkammer in solcher Weise bereitgestellt, dass sie mit jeweiligen Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ in Verbindung stehen. Jede Ansaugöffnung 40 weist eine Ansaugventilöffnung 40a auf, welche so ausgebildet ist, dass sie zu jeder der Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ hin geöffnet ist und durch ein Ansaugventil (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen wird, und weist eine Ansaugöffnung 40b auf, welche so ausgebildet ist, dass sie zur Vorderseite 2a des Zylinderkopfs 2 hin geöffnet ist, und mit welcher die Verzweigungsröhre 6b des Ansaugverteilers 6 verbunden ist. Andererseits weist jede Abgasöffnung 41 eine Abgasventilöffnung 41a auf, welche so ausgebildet ist, dass sie sich zu jeder der Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ hin öffnet und durch einen Abgasventil 42 (siehe 4) geöffnet und geschlossen wird, und weist eine Auslassöffnung 40b auf, welche so ausgebildet ist, dass sie sich zur Rückseite 2b des Zylinderkopfs 2 hin öffnet, und mit welcher der Abgasverteiler verbunden ist.
Ferner sind zwei Montageabschnitte 43, 44, welche jeweils Einführungslöcher 43a, 44a aufweisen, in die zwei Zündkerzen (nicht gezeigt) eingesetzt sind, die jeder der Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ zugeordnet sind, in dem Zylinderkopf 2 in solcher Weise ausgebildet, dass sie der Ansaugöffnung 40 bzw. der Abgasöffnung 41 benachbart sind. Wie in 3 gezeigt ist, sind dann der Montageabschnitt 43 und die Ansaugöffnung 40 für jede Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ von dem anderen Endabschnitt oder dem rechten Endabschnitt (der sich bei Betrachtung in 3 links befindet) des Zylinderkopfs 2 in der Richtung A1 des Zylinderkopfzentrums auf der Ansaugseite desselben in dieser Reihenfolge angeordnet, während die Abgasöffnung 41 und der Montageabschnitt 44 vom rechten Ende des Zylinderkopfs 2 auf der Abgasseite desselben in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Unter Bezugnahme auch auf 4 ist der Kühlmittelmantel 12 gebildet aus einer Bodenwand 45, welche eine Kammerwand der Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ bildet, einer oberen Wand 46, welche eine Kammerwand einer Ventilzugkammer V bildet, in der ein Ventilzug (nicht gezeigt) untergebracht ist, der durch die Nockenwelle oder dergleichen zum Antreiben des Ansaugventils und des Abgasventils 42 gebildet ist, einer Öffnungswand 47, welche die Ansaugöffnung 40 bildet, einer Öffnungswand 48, welche die Abgasöffnung 41 bildet, sowie einer Wand des Zylinderkopfs 2, die Wände 43b, 44b der Montageabschnitte 43, 44 für die beiden Zündkerzen umfasst. Der Kühlmittelmantel 12 umfasst dann einen ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a, einen abgasseitigen Mantelabschnitt 12b und einen mittleren Mantelabschnitt 12c. Der ansaugseitige Mantelabschnitt 12a befindet sich an der Ansaugseite des Zylinderkopfs 2 und erstreckt sich zwischen den linken und rechten Endabschnitten des Zylinderkopfs 12 entlang der Zylinderkopfmittellinie A1 an einer Position, die der Einlassöffnung 40b der Ansaugöffnung 40 näher liegt als die Brennkammer 8₁ bis 8₄ . Der abgasseitige Kühlmittelabschnitt 12b befindet sich an der Abgasseite des Zylinderkopfs und erstreckt sich zwischen dem linken und dem rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 entlang der Zylinderkopfmittellinie A1 an einer Position, welche der Auslassöffnung 41b der Ansaugöffnung 41 näher liegt als die Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ . Der mittlere Kühlmittelmantel 12c erstreckt sich an der Zylinderkopfmittellinie L1 zwischen dem linken und dem rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 direkt an der Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ . Der mittlere Mantelabschnitt 12c und der ansaugseitige und der abgasseitige Mantelabschnitt 12a, 12b sind so ausgebildet, dass sie miteinander zwischen den benachbarten Verbrennungskammern 8₁ , 8₂ ; 8₂ , 8₃ ; 8₃ , 8₄ , bei Betrachtung von oben, in Verbindung stehen. Ferner sind am rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 der mittlere Mantelabschnitt 12c und der ansaugseitige und der abgasseitige Mantelabschnitt 12a, 12b so ausgebildet, dass sie miteinander über einen Verbindungsabschnitt 12d in Verbindung stehen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist dann ein ansaugseitiger Mantelabschnitt 12a an einer Seite der Bodenwand 45 jeder Ansaugöffnung ausgebildet, ist jedoch nicht an einer Seite der oberen Wand 46 ausgebildet, während die abgasseitigen Mantelabschnitte 12b auf einer Seite der Bodenwand 45 und einer Seite der oberen Wand 46 einer jeden Abgasöffnung 41 zwischen benachbarten Abgasöffnungen 41 in solcher Weise ausgeführt sind, dass sie den Umfang einer jeden Abgasöffnung 41 umgeben. In dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b ist eine Rippe 49 zur Verbindung einer Öffnungswand 48 und der oberen Wand 46 jeder Abgasöffnung 41 integral mit den Wänden 48, 46 ausgebildet, und zwar auf einer Verlängerung in zentraler axialer Richtung A2 der Seitenwand 2c auf der Abgasseite der Ventilzugkammer V, welche entlang der Mittellinienrichtung A1 des Zylinderkopfs ausgebildet ist. Vier jeweils den vier Abgasöffnungen 41 entsprechend vorgesehene Rippen 49 weisen jeweils einen flachen, ovalen, horizontalen Querschnitt entlang der Zylinderkopfmittellinienrichtung A auf und sind auf einer geraden Linie, welche parallel zur Zylinderkopfmittellinie L1 ist, in bestimmten (at certa) Intervallen in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 angeordnet.
Wie ferner in 3 gezeigt ist, ist auf der Ansaugseite des rechten Endabschnitts des Zylinderkopfs 2 die Ansaugöffnung 35, welche mit dem Ausgabekanal 34 (siehe 2) an einer Verbindungsfläche des Zylinderblocks 1 in Verbindung steht, in solcher Weise ausgebildet, dass sie sich zum ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a in der Nähe des vorderen Endabschnitts und des rechten Endabschnitts des ansaugseitigen Mantelabschnitts 12a öffnet. Zusätzlich steht auf der Ansaugseite des linken Endabschnitts des Zylinderkopfs 2 die Unterbringungskammer 14 des Thermostats 15 über den Umgehungskanal 36 in Verbindung mit den ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a, wobei eine Auslassöffnung 52, die mit den mit dem Heizkörper 29 verbundenen Schlauch 27 in Verbindung steht, so ausgebildet ist, dass sie zu dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 am hinteren Endabschnitt und am linken Endabschnitt des abgasseitigen Mantelabschnitts 12b hin öffnet. Ferner ist eine Auslassöffnung 51, welche mit dem Kühlmittelmantel 11 über die Kanäle 39, 26 und mit der Kühleinrichtung 25 über den Kühleinrichtungsschlauch 24 in Verbindung steht, zwischen der Unterbringungskammer 14 und der Auslassöffnung 52 in einer Richtung orthogonal zur Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 (im Folgenden als eine „normale Richtung" bezeichnet) ausgebildet, wenn von oben betrachtet. Am linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 ist dann eine Auslassöffnung 37, mit welcher die mit der Kühlmittelzirkulationspumpe 13 in Verbindung stehende Röhre 38 verbunden ist, so ausgebildet, dass sie zur Vorderseite 2a des Zylinderkopfs 2 hin geöffnet ist, wobei die Rückführöffnung 32, mit welcher der mit dem Heizkörper 29 verbundene Schlauch 28 verbunden ist, so ausgebildet ist, dass sie mit der Rückseite 2b desselben in Verbindung steht. Ferner sind eine Anzahl von Verbindungskanälen 16 um die jeweiligen Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ in deren Umfangsrichtungen in bestimmten Intervallen ausgebildet, um aus der Kühlmittelzirkulationspumpe 13 ausgestoßenes Kühlmittel über den Kühlmittelmantel 12 dem Kühlmittelmantel 11 zuzuführen.
Unter Bezugnahme auf 3, hauptsächlich zusammen mit 5, sind von den Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ , mit Ausnahme der Verbrennungskammer 8₄ des linken Endes, welches am weitesten entfernt von der Einlassöffnung 35 in Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 ist, in Öffnungswandabschnitten 47a der Öffnungswände 47 auf Seiten der Ansaugventilöffnung, welche die Ansaugöffnungen 40 bilden, die jeweils mit den Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ in Verbindung stehen, die in dieser Reihenfolge von der Einlassöffnung 35 in Richtung stromabwärts der Kühlmittelströmung angeordnet sind, plattenförmige Ablenkungsrippen 53, 54 integral mit dem Zylinderkopf 2 an Abschnitten ausgebildet, die in der Nähe der benachbarten Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ an der stromabwärtigen Seite des Kühlmittels liegen.
In den Verbrennungskammern 8₁ , 8₂ ; 8₂ , 8₃ ; 8₃ , 8₄ , welche in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 einander benachbart sind, ist von den Ablenkungsrippen 53, 54, die zwischen dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ , die sich auf der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmung befinden, und einem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ , die sich stromabwärts der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ befinden, bereitgestellt sind, die Ablenkungsrippe 53 für die beiden Kammern 8₁ ; 8₂ in solcher Weise vorgesehen, dass sie von der Bodenwand 45 aus nach oben vorsteht und sich in einer gekrümmten Weise zu dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Öffnungswand 48 erstreckt, welche die Abgasöffnung 41 der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ bildet, die mit dieser auf der Stromabwärtsseite benachbart sind. Die Ablenkungsrippe 53 weist einen proximalen Abschnitt 53a, einen distalen Abschnitt 53b und einen unteren Abschnitt 53c sowie einen oberen Endabschnitt 53d auf. Der proximale Abschnitt 53a ist ein Abschnitt, welcher eine Verbindung mit dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47 herstellt. Der distale Abschnitt 53b ist ein Endabschnitt, welcher dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a zugewandt ist. Der untere Abschnitt 53c ist ein Abschnitt, welcher mit der Bodenwand 45 verbunden ist, während der obere Endabschnitt 53b ein Endabschnitt ist, der der oberen Wand 46 zugewandt ist.
Der distale Abschnitt 53b erreicht dann im Wesentlichen die imaginäre Ebene und weist eine vorbestimmte Höhe in einer zentralen Axialrichtung A2 auf, welche in Richtung einer zentralen Achse der Zylinderbohrung 5a ist, oder eine Höhe in dieser Ausführungsform, in welcher der obere Endabschnitt 53d sich an einer Position befindet, welche geringfügig niedriger ist als eine zentrale Position des zentralen Mantelabschnitts 12c in der zentralen Axialrichtung A2.
Jede Ablenkungsrippe 53 ist in solcher Weise ausgebildet, dass sie einen Zwischenraum zwischen dem distalen Endabschnitt 53a und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a belässt, um zu erlauben, dass Kühlmittel durch den zentralen Mantelabschnitt 12c entlang Wandflächen der Bodenwand 45 und des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a strömt. Ferner ist auch ein Zwischenraum 56 zwischen dem oberen Endabschnitt 53d und der oberen Wand 46 ausgebildet.
Die Ablenkungsrippe 54, welche sich von dem ansaugventilöffnungsseitigen Wandabschnitt 47a für die Verbrennungskammer 8₃ , die dem dritten Zylinder 53 entspricht, aus erstreckt, unterscheidet sich von der Ablenkungsrippe 53 darin, dass die Rippe in einer flachen, plattenartigen Konfiguration ausgebildet ist und dass sie sich über eine kürzere Distanz zu dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a hin erstreckt. Diese Unterschiede werden durch die Tatsache hervorgerufen, dass die Ablenkungsrippe 54 an dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a vorgesehen ist, welche sich an einer Position nahe dem stromabwärtigen Endabschnitt des Kühlmittelmantels 12 befindet, und durch die Tatsache, dass die Strömungsrate des Kühlmittels, das in dem zentralen Mantelabschnitt 12c in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 strömt, in der Nähe der Ablenkungsrippe 54 kleiner wird, verglichen mit der Strömungsrate in der Nähe der Ablenkungsrippe 53, welche sich stromaufwärts der Ablenkungsrippe 54 befindet. Die Kühlwirkung, die durch die Ablenkungsrippe 54 an dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a bereitgestellt wird, ist jedoch im Wesentlichen gleich zu der durch die Ablenkungsrippe 53 bereitgestellten.
Somit ist die Konfiguration und die Position der Ablenkungsrippen 53, 54 im Hinblick hauptsächlich auf die Erzielung der Verbesserung der Kühlwirkung am abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a geeignet gewählt, indem die Strömung des Kühlmittels zu dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a hin abgelenkt wird.
Somit erlauben die jeweiligen Ablenkungsrippen 53, 54, dass von dem Kühlmittel, das in dem mittleren Mantelabschnitt 12c zwischen den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a der jeweiligen Verbrennungskammern 8₁ bis 8₄ strömt, dasjenige Kühlmittel, welches an Orten strömt, die näher an der Bodenwand 45 und den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a strömt, zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ strömen, welche auf der stromabwärtigen Seite einander benachbart sind, während es dem Kühlmittel, welches an einer Position strömt, die näher der oberen Wand 46 des zentralen Mantelabschnitts 12c liegt, erlaubt wird, in der Zylinderkopfmittelrichtung A1 durch, den Zwischenraum 56 zu strömen.
Zusätzlich ist eine mittlere Rippe 57, welche sich linear benachbart entlang der imaginären Ebene zwischen dem linken und dem rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 12 erstreckt, an der imaginären Ebene (auf der Zylinderkopfmittellinie L1. bei Betrachtung von oben) in solcher Weise ausgebildet, dass sie von der Bodenwand 45 bis zu einer Höhe vorsteht, welche kleiner ist als die der Ablenkungsrippen 53, 54. Die distalen Abschnitte 53b, 54b der Ablenkungsrippen 53, 54 sind dann mit der mittleren Rippe 57 verbunden.
Ferner ist eine Rippe 58 an dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Verbrennungskammer 8₁ ausgebildet, welche sich am nächsten an der Einlassöffnung 35 befindet, die am rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an einer Position liegt, die sich näher an einem Verbindungsabschnitt 12d befindet. Die Rippe erstreckt sich zu dem Montageabschnitt 43 in der normalen Richtung, so dass sie die imaginäre Ebene erreicht, und weist eine Höhe auf, welche im Wesentlichen gleich ist wie die der Ablenkungsrippen 53, 54. Ein Teil des Kühlmittels, welches von der Einlassöffnung 35 zu dem mittleren Mantelabschnitt 12c strömt, wird dann durch diese Rippe 58 abgelenkt, so dass es diesem ermöglicht wird, zu dem Abgasmantelabschnitt 12b zu strömen.
Ferner ist ein Abgasausgangskanal 59 einer Abgasrückführungsvorrichtung zum Rückführen von Abgasen zu dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine E so ausgebildet, dass er zu der Abgasöffnung 41 der Verbrennungskammer 8₁ hin öffnet, welche am nächsten an dem rechten Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 liegt. Dieser Abgasausgangskanal 59 erstreckt sich entlang des Verbindungsabschnitts 12d des Kühlmittelmantels 12 in einer normalen Richtung zur imaginären Ebene, wobei sie über die Einlassöffnung 35 führt, um auf diese Weise zur Vorderseite 2a des Zylinderkopfs 2 hin zu öffnen. Ferner steht der Kanal 59 mit einem Rückführungs-Steuer-/Regelventil (nicht gezeigt) zum Steuern/Regeln der Menge an Kühlmittel, das in das Induktionssystem rückgeführt wird, in Verbindung.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 bis 8 die Thermostatabdeckung C beschrieben, welche an dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 angebracht ist.
Unter Bezugnahme auf 6, 7 ist eine Montagefläche 60 an einer linken Endseite des Zylinderkopfs 2 ausgebildet, an der die Thermostatabdeckung C angebracht ist. Die Unterbringungskammer 14, welche an dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 ausgebildet ist und einen vertieften Abschnitt umfasst, befindet sich auf der Ansaugseite des Zylinderkopfs 2 und unterhalb sowie vor dem Vorsprungsabschnitt 9, der sich auf der axialen Verlängerung von der Kurbelwelle befindet und eine Einlassöffnung 61 aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie sich in die Montagefläche 60 öffnet. Ein gestufter Abschnitt 62 ist an einem Umfangsrandabschnitt der Einlassöffnung 61 ausgebildet, an welchem ein ringförmiger Halteabschnitt 15a des Thermostats 15 angeordnet wird, wodurch der Thermostat 15 an dem Zylinderkopf 2 befestigt wird, wenn der Halteabschnitt 15a zwischen dem gestuften Abschnitt 62 und der Thermostatabdeckung C gehalten wird. Somit sind der Thermostat 15 und die Unterbringungskammer 14 auf der Ansaugseite des Zylinderkopfs 2 so vorgesehen, dass sie sich auf der gleichen Seite der Kühlmittelzirkulationspumpe 13 befinden, welche an der Ansaugseite des Zylinderblocks 1 vorgesehen ist.
Ein gestufter Abschnitt 63, welcher flacher ist als der gestufte Abschnitt 62, ist dann an der äußeren Umfangsseite des gestuften Abschnitts 62 ausgebildet, und eine ringförmige elastische Füllung 65 aus einem synthetischen Gummi oder einem synthetischen Harz/Kunststoff, wie etwa ein O-Ring, ist in eine ringförmige Nut 64 eingesetzt, die durch den gestuften Abschnitt 63 und den Halteabschnitt 15a gebildet ist.
Der Verbindungskanal 26, welcher sich hinter der Unterbringungskammer 14 befindet, weist vermittels einer Trennwand 66 die Auslassöffnung 51 auf, welche so ausgebildet ist, dass sie sich zur Montagefläche 60 hin öffnet. Die Auslassöffnung 52 des Kühlmittelmantels 12 ist so ausgebildet, dass sie sich hinter der Auslassöffnung 51 öffnet, mit einer Trennfläche 60a, welche Teil der Montagefläche 60 bildet, von einer Trennfläche 67, die sich in der zentralen Axialrichtung A2 erstreckt und zwischen dem Kühlmittelmantel 12 und dem Kanal 26 gehalten ist. Zusätzlich ist ein Montageloch 68 in solcher Weise ausgebildet, dass es sich von der Rückseite 2b des Zylinderkopfs 2 aus zur Auslassöffnung 52 hin öffnet, um darin einen Kühlmitteltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels an der Auslassöffnung 52 aufzunehmen.
Ferner ist ein Flüssigkeitsfüllung 69, welche ein Silikonmaterial umfasst, das ein Dichtmaterial für beispielsweise FIPG ist, ist auf einer nicht-kreisförmigen ringförmigen Anwendungsfläche an Umfangsrandabschnitten der beiden Auslassöffnungen 51, 52 an der Montagefläche 60 mit Ausnahme der Trennfläche 60a aufgetragen.
Andererseits weist unter Bezugnahme auf 1, 7 und 8 die Thermostatabdeckung C, welche an der Montagefläche 60 angebracht ist, einen ersten Abdeckungsabschnitt C1 auf, der eine Unterbringungskammer 71 zum Unterbringen eines Teils des Thermostats 15 ausbildet, so dass der Thermostat 15 und die Einlassöffnung abgedeckt sind, und weist einen zweiten Abdeckungsabschnitt C2 auf, um die beiden Auslassöffnungen 51, 52 abzudecken. Die Thermostatabdeckung C ist integral aus einer Aluminiumlegierung gegossen. Ferner sind vier Durchgangslöcher H5 bis H8 an Positionen ausgebildet, die den Gewindelöchern H1 bis H4 (siehe 6) entsprechen, die in den Montageflächen 60 ausgebildet sind, so dass vier Bolzen B (siehe 1) durch diese hindurch geführt sind, um die Thermostatabdeckung C an dem Zylinderkopf 2 mit diesen zu befestigen.
In dem ersten Abdeckungsabschnitt C1 sind dann ein Verbindungsabschnitt 70, der Einlasskanal 20 und ein Montageloch 73 ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 70 ist an dem Kühleinrichtungsschlauch 23 angebracht (siehe 2). Der Einlasskanal 20 ist dafür eingerichtet, mit dem Kühleinrichtungsschlauch 23 in Verbindung zu stehen, um zu erlauben, dass das in der Kühleinrichtung 25 gekühlte Kühlmittel in die Unterbringungskammer 71 einströmt, die einen Teil des Thermostats 15 unterbringt, und ferner zur Einlassöffnung 71 strömt. Ein Temperaturschalter 72 (siehe 1) zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels von der Kühleinrichtung 25 ist an dem Anbringungsloch 73 angebracht.
Andererseits sind an dem zweiten Abdeckungsabschnitt C2 ein Verbindungsabschnitt 74, mit welchem der Kühleinrichtungsschlauch 24 verbunden ist und welcher sich an einer Position befindet, die näher an dem ersten Abdeckungsabschnitt C1 liegt, und ein Verbindungsabschnitt 75, mit welchem der Schlauch 27 (siehe 2) verbunden ist und welcher sich hinter dem Verbindungsabschnitt 74 befindet, ausgebildet. Ferner sind in dem zweiten Abdeckungsabschnitt C2 der Auslasskanal 21 und der Auslasskanal 22 in solcher Weise ausgebildet, dass sie durch eine Trennwand 77 getrennt sind. Der Auslasskanal 21 weist eine Einlassöffnung 21a auf, welche im Wesentlichen mit der Auslassöffnung 51 ausgerichtet ist und dafür eingerichtet ist, mit dem Kühleinrichtungsschlauch 24 (siehe 2) so in Verbindung zu stehen, dass es Kühlmittel aus der Auslassöffnung 51 erlaubt wird, in die Kühleinrichtung 25 zu strömen. Der Auslasskanal 22 weist eine Einlassöffnung 22a auf, welche im Wesentlichen mit der Auslassöffnung 52 ausgerichtet ist, und ist dazu eingerichtet, mit den beiden Schläuchen 27, 30 in Verbindung zu stehen, so dass es Kühlmittel aus der Auslassöffnung 52 erlaubt wird, in den Heizkörper 29 bzw. den Drosselkörper 7 einzuströmen.
Ferner weist ein Flansch 78 der Thermostatabdeckung C eine Montagefläche 79 auf, welche dafür eingerichtet ist, in Anlage mit der Montagefläche 60 des Zylinderkopfs 2 gebracht zu werden, um mit dieser in Berührung zu treten, und bildet Teil des ersten und des zweiten Abdeckungsabschnitts C1, C2. Der Flansch 78 weist einen gekrümmten vertieften Abschnitt 78a auf, der der Konfiguration der äußeren Umfangsfläche eines unteren Abschnitts des vorstehenden Abschnitts 9 entspricht, wodurch die Nockenwelle und der Thermostat 15 sowie beide Auslässe 51, 52 in der mittleren Axialrichtung A2 so nah wie möglich aneinander angeordnet werden können, indem erlaubt wird, dass der untere Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 9 in dem vertieften Abschnitt 78 eingesetzt wird.
Als Nächstes wird nachfolgend die Funktion und Wirkungsweise der ersten Ausführungsform beschrieben, welche, wie vorstehend beschrieben, konstruiert ist.
Wie in 3 gezeigt ist, wird Kühlmittel, welches in den Kühlmittelmantel 12 von der Einlassöffnung 35 aus, die sich an dem vorderen Endabschnitt und dem rechten Endabschnitt und in der Nähe dieser von dem Kühlmittelmantel 12 befindet, strömt, zu dem mittleren Mantelabschnitt 12c und dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b geführt, nachdem es durch den Verbindungsabschnitt 12d geströmt ist, während es durch den ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a strömt.
Da von diesen Strömungen des Kühlmittels ein Teil des zu dem mittleren Mantelabschnitt 12c gerichteten Kühlmittels durch die Rippe 58 so abgelenkt wird, so dass es zu dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b gerichtet wird, wird es mehr Kühlmittel ermöglicht, durch den abgasseitigen Mantelabschnitt 12b zu strömen. Somit wird es Kühlmittel ermöglicht, in den jeweiligen Mantelabschnitten 12a, 12b, 12c zu dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 12 zu strömen, und wenn die Maschine sich in heißen Betriebszuständen befindet, so strömt ein Teil des Kühlmittels in den Kühlmittelmantel 12 in dem Zylinderblock ausgehend von dem Verbindungskanal 16.
Dann werden die Strömungen des Kühlmittels, welches in dem mittleren Mantelabschnitt 12c an Positionen strömt, die näher an der Bodenwand 45 und dem ansaugventilöffnungsseitigen Wandabschnitt 47a liegen, durch die Ablenkungsrippen 53, 54 zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ hin abgelenkt, welche benachbart zu den Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ liegen, die sich jeweils auf deren Stromabwärtsseite befinden. Das so abgelenkte Kühlmittel strömt dann gegen die abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a und anschließend trifft das so strömende Kühlmittel auf das Kühlmittel in dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b.
In dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b strömt das Kühlmittel an der Seite der Bodenwand 45 und an der Seite der oberen Wand 46 relativ zu jeder Abgasöffnung 41 und zwischen den benachbarten Wänden der Abgasöffnungen 41 zu dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2. Das Kühlmittel strömt dann aus der Auslassöffnung 52 aus, die sich an dem hinteren Endabschnitt und dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 befindet, und strömt zu dem Heizkörper 29 und dem Drosselkörper 7.
Wie in 4, 5 gezeigt, sind dabei die Ablenkungsrippen 53, 54 zwischen den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ , welche sich auf der Stromaufwärtsseite der Strömung des Kühlmittels befinden, und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ , welche sich stromabwärts der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ befinden, in solcher Weise vorgesehen, dass sie von der Bodenwand 45 aus nach oben vorstehen. Ferner sind die Ablenkungsrippen 53, 54 in solcher Weise ausgebildet, dass sie jeweils die Zwischenräume 55 zwischen den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48 und sich selbst belassen, so dass das Kühlmittel an den jeweiligen Wänden der Bodenwand 45, einschließlich der mittleren Rippe 57 und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a strömt, wodurch kein Risiko besteht, dass das Kühlmittel an dem Abschnitt, an welchem der Zwischenraum 55 ausgebildet ist, an den jeweiligen Wandflächen der Bodenwand 45 und des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a stagniert.
Da im Ergebnis ein Teil des Kühlmittels so abgelenkt wird, dass es zu dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a strömt, welcher die höchste Wärmebelastung von den Wänden des Zylinderkopfs 2, die den Kühlmittelmantel 12 bilden, aufweist, wird die Kühlwirkung an dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a verbessert und im Unterschied zu dem Fall, in welchem die herkömmliche durchgehende Rippe verwendet wird, wird an den Stellen, an denen der Zwischenraum 55 ausgebildet ist, keine Stagnation von Kühlmittel an den jeweiligen Wänden der Bodenwand 45 und des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a verursacht. Ferner strömt ein Teil des Kühlmittels um die Rückseite der Ablenkungsrippen 53, 54 ausgehend von dem Zwischenraum 55, wodurch aufgrund der Tatsache, dass das Gebiet an der Wand der Bodenwand 45, in der die Stagnation von Kühlmittel erzeugt wird, reduziert wird, das Gebiet, in welchem die Stagnation von Kühlmittel erzeugt wird, durch die Ablenkungsrippen 53, 54 wiederum reduziert wird, wodurch der Kühleffekt an der Bodenwand 45 und an dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a verbessert wird, so dass ermöglicht wird, dass der die höchste Wärmebelastung aufweisende Abschnitt effektiv gekühlt wird. Die Menge an durch das Kühlmittel empfangener Wärme wird durch die effektive Kühlung der Wand 45 und des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a vergrößert. Somit wird die Heizerleistungsfähigkeit verbessert, wenn das Kühlmittel, dessen Temperatur so erhöht wurde, dem Heizkörper 29 zugeführt wird.
Da die mittlere Rippe 57 an der Bodenwand 45 des Zylinderkopfs 2 vorgesehen ist, welche von der Bodenwand 45 nach oben vorsteht und sich in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 zwischen dem linken und dem rechten Abschnitt des Zylinderkopfs 2 erstreckt, wird es Kühlmittel, das zwischen dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a des Zylinderkopfs 2 strömt, erlaubt, stromabwärts zu strömen, während es entlang der Zylinderkopfmittellinie L1 begradigt wird, wodurch die Kammerwand der Verbrennungskammer 8₁ bis 8₄ , die gebildet wird durch die Bodenwand 45, den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a, im Wesentlichen gleichermaßen gekühlt werden kann. Zusätzlich tragen die mittlere Rippe 57 und die Ablenkungsrippen 53, 54, welche mit der mittleren Rippe 57 verbunden sind, zu einer Verbesserung der Steifheit der Gesamtheit des Zylinderkopfs 2 bei. Da ferner die mittlere Rippe 57 und die Ablenkungsrippen 53 so vorgesehen sind, dass sie sich über die benachbarten Verbrennungskammern 8₁ , 8₂ ; 8₂ , 8₃ hinweg erstrecken, tragen sie zu einer Verbesserung der Steifheit des Zylinderkopfs 2 an Abschnitten zwischen den Verbrennungskammern 8₁ , 8₂ ; 8₂ , 8₃ bei.
Die jeweiligen Mantelabschnitte 12a, 12b, 12c sind in solcher Weise ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen entlang der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 zwischen dem linken und dem rechten Abschnitt des Zylinderkopfs 2 erstrecken. Ferner befindet sich eine Einlassöffnung 35 in der Nähe des rechten vorderen Endabschnitts des Kühlmittelmantels 12, während eine Auslassöffnung 52 sich in der Nähe des linken hinteren Endabschnitts des Kühlmittelmantels 12 befindet, wodurch ein Abstand zwischen der Einlassöffnung 35 und der Auslassöffnung 52 innerhalb eines Ausbildungsbereichs des Kühlmittelmantels 12 ausgeweitet werden kann. Dies vergrößert die Menge an Wärme, welche das Kühlmittel empfängt, um somit die Heizerleistungsfähigkeit zu verbessern.
Ferner öffnet die Auslassöffnung 52 in die abgasseitigen Mantelabschnitte 52b, in welchen das Kühlmittel um die Abgasöffnungen 41 herum strömt, deren Wärmebelastung hoch ist, und ferner öffnet sich ein Umgehungskanal 36 in den ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a. Somit kann verhindert werden, dass die Temperatur des Kühlmittels in den abgasseitigen Mantelabschnitten 12b durch das Kühlmittel in dem ansaugseitigen Mantelabschnitt 12a reduziert wird, wodurch die Temperatur des Kühlmittels, das aus der Auslassöffnung 52 ausströmt, auf einem hohen Wert gehalten werden kann. Die Heizerleistungsfähigkeit kann in dieser Hinsicht ebenfalls verbessert werden.
Da ferner die Auslassöffnung 52 in solcher Weise ausgebildet ist, dass sie sich in dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 öffnet, wird eine Stagnation des Kühlmittels, das in dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b strömt, der im Wesentlichen entlang der Zylinderkopfrichtung A1 ausgebildet ist, unterdrückt, wodurch das Kühlmittel problemlos zu der Auslassöffnung 52 strömen kann, so dass die Kühlwirkung an dem Zylinderkopf 2 und insbesondere an seiner Abgasseite, welche höhere Wärmebelastung aufweist, verbessert wird.
Da die Rippe 49, welche die Öffnungswand 48 und die obere Wand 46 verbindet, an der Erweiterung in mittlerer Axialrichtung A2 der Seitenwand 2c der Ventilzugkammer V in dem abgasseitigen Mantelabschnitt 12b vorgesehen ist, ist dies vorteilhaft bei der Verbesserung der Steifheit der Öffnungswand 48 und der oberen Wand 46, welche den abgasseitigen Mantelabschnitt 12b bilden. Zusätzlich wird der Wärmeübertragungsbereich durch die Rippe 49 vergrößert, wodurch wiederum die Menge an Wärme, welche von der Öffnungswand 48 auf das Kühlmittel übertragen wird, vergrößert wird. Im Ergebnis kann die Kühlwirkung an der Öffnungswand 48 vergrößert werden und die Zunahme der Temperatur des Kühlmittels und der Heizerleistungsfähigkeit können gefördert werden. Da ferner die Rippe 49 den flachen, ovalen, horizontalen Querschnitt entlang der Zylindermittellinienrichtung A1 aufweist und auf der geraden Linie angeordnet ist, die parallel zur Zylinderkopfmittellinie L1 ist, wird die Strömung des Kühlmittels in den abgasseitigen Mantelabschnitten 12b begradigt, wodurch eine problemlose Strömung des Kühlmittels erlaubt wird. Auch in dieser Hinsicht kann die Kühlwirkung auf der Abgasseite des Zylinderkopfs 2 verbessert werden.
Zusätzlich wird am linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 eine Unterbringungskammer 14 zur Unterbringung eines Thermostats 15 an der Ansaugseite bereitgestellt, an der ein Raum ausgebildet ist, und nicht an der Abgasseite, an der Schläuche 24, 27 angeordnet sind, die mit den Auslassöffnungen 51, 52 verbunden sind, durch welche das Kühlmittel zu der Kühleinrichtung 25 und dem Heizkörper 29 strömt. Somit können die Schläuche, einschließlich einem Kühleinrichtungsschlauch 23, der mit dem Thermostat 15 in Verbindung steht, in kompakter Weise in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 angeordnet werden, was zu einer kompakten Bauart der Brennkraftmaschine E beiträgt.
Da der Thermostat 15 an dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 vorgesehen ist und nicht an dem rechten Endabschnitt desselben, an welchem der Ventilzugmechanismus zum Drehantrieb der Nockenwelle vorgesehen ist, besteht keine Begrenzung, die durch die Elemente auferlegt wird, die um die Führung des Kühleinrichtungsschlauchs 23 zur Ermöglichung der Strömung des Kühlmittels in das Thermostat 15 angeordnet sind, wodurch die Brennkraftmaschine kompakt ausgebildet werden kann. Da ferner das Thermostat 15 und die Unterbringungskammer 14 an der Ansaugseite des Zylinderblocks 1 vorgesehen sind, während die Kühlmittelzirkulationspumpe 13 an der Ansaugseite des Zylinderkopfs 2 vorgesehen ist, können das Thermostat 15 und die Kühlmittelzirkulationspumpe 13 in Bezug auf den Hauptkörper der Brennkraftmaschine E auf der selben Seite angeordnet werden, wodurch der Abstand von dem Thermostat 15 zu der Kühlmittelzirkulationspumpe 13 verkürzt werden kann, so dass es ermöglicht wird, die Brennkraftmaschine E kompakt auszubilden.
An dem ersten Abdeckungsabschnitt C1 der Thermostatabdeckung C, an der der erste und der zweite Abdeckungsabschnitt C1, C2 ausgebildet sind, ist integral der Einlasskanal 20 ausgebildet, um es Kühlmittel von der Kühleinrichtung 25 zu erlauben, in die den Thermostat 15 unterbringende Einlassöffnung 61 zu strömen, wobei der Kühleinrichtungsschlauch 23 mit dem Verbindungsabschnitt 70 verbunden ist, während an dem zweiten Abdeckungsabschnitt C2 ein Auslasskanal 21 ausgebildet ist, um es dem Kühlmittel von der Auslassöffnung 51 zu ermöglichen, in die Kühleinrichtung 25 auszuströmen, wobei der Kühleinrichtungsschlauch 24 mit dem Verbindungsabschnitt 74 und dem Auslasskanal 22 verbunden ist, um es dem Kühlmittel aus der Auslassöffnung 52 zu erlauben, in dem Heizkörper 29 und den Drosselkörper 7 auszuströmen, wobei die Schläuche 27, 30 jeweils mit den Verbindungsabschnitten 75 bzw. 76 verbunden sind. Somit sind an der Montagefläche 60 die Verbindungsabschnitte 70, 74, 75, 76 zu Schläuchen 23, 24, 27, 30 zur Herstellung von Verbindungen zwischen der Einlassöffnung 61 und den beiden Auslassöffnungen 51, 52, welche in der Montagefläche 60 ausgebildet sind, und der Kühleinrichtung 25, dem Heizkörper 29 und dem Drosselkörper 7, an der Thermostatabdeckung C ausgebildet, welche das einzelne Element ist, und ferner sind diese gemeinsam an dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 angeordnet, wodurch die Verbindung der jeweiligen Schläuche 23, 24, 27, 30 unterstützt wird, durch welche das Kühlmittel strömen gelassen wird, wobei die Betriebseffizienz auf diese Weise verbessert wird. Dies unterstützt eine Verbesserung der Montageleistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine E und erübrigt die Notwendigkeit der Vorbereitung von Elementen, die für die Zuführung des Kühlmittels zu dem Heizkörper 29 und dem Drosselkörper 7 notwendig sind, wie etwa Verbindungselemente, wodurch die Anzahl an beteiligten Bauteilen reduziert werden kann. Im Ergebnis kann die Zahl der mit der Montage der Verbindungselemente einhergehenden Arbeitsstunden verringert werden und in dieser Hinsicht kann die Montageleistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine verbessert werden.
Da ferner der vertiefte Abschnitt 78a in dem Flanschabschnitt 78 der Thermostatabdeckung C ausgebildet ist, um darin den unteren Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 9 aufzunehmen, der von dem linken Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 aus vorsteht, können die Nockenwelle und das Thermostat 15 sowie die Auslassöffnungen 51, 52 in der mittleren Axialrichtung A2 so nahe wie möglich beieinander angeordnet werden, wodurch die Abmessungen der Brennkraftmaschine E in der Zylinderkopfmittellinienrichtung A1 sowie auch in der zentralen Axialrichtung A2 reduziert werden können. Im Ergebnis kann die Gesamthöhe der Brennkraftmaschine E reduziert werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die erstere Ablenkungsrippen aufweist, welche an unterschiedlichen Positionen ausgebildet sind und welche unterschiedliche Konfigurationen aufweisen. Anzumerken ist, dass in der Beschreibung der zweiten Ausführungsform gleiche Abschnitte wie die unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschriebenen übersprungen oder nur kurz beschrieben werden, wobei hauptsächlich nur Merkmale der zweiten Ausführungsform beschrieben werden, welche sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Zusätzlich werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform verwendet.
Ablenkungsrippen 80 sind jeweils durch eine ansaugseitige Ablenkungsrippe 81 und eine abgasseitige Ablenkungsrippe 82 gebildet. Ansaugseitige Ablenkungsrippen 81, welche eine gekrümmte Plattenform aufweisen, sind integral ausgebildet mit Abschnitten des Zylinderkopfs 2, die näher an Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ liegen, welche benachbart sind mit Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ auf einer stromabwärtigen Seite der Strömungsrichtung des Kühlmittels an ansaugventilöffnungsseitigen Wandabschnitten 47a von Öffnungswänden 47, welche Ansaugöffnungen 40 von Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ bilden.
Ansaugseitige Ablenkungsrippen 81 sind dann in solcher Weise vorgesehen, dass sie von oberen Wänden 46 aus nach unten vorstehen und sich zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a einer Öffnungswand 48 hin erstrecken, welche Abgasöffnungen 41 der Brennkammern 8₂ ; 8₃ bildet, die den Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ auf der stromabwärtigen Seite der Strömungsrichtung des Kühlmittels benachbart liegen. Jede ansaugseitige Ablenkungsrippe 81 weist einen proximalen Abschnitt 81a auf, welcher ein Abschnitt ist, welcher eine Verbindung zu dem ansaugventilöffnungsseitigen öffnungswandabschnitt 47a schafft, weist einen distalen Abschnitt 81b auf, welcher der abgasseitigen Ablenkungsrippe 82 zugewandt ist, weist einen unteren Endabschnitt 81c auf, welcher ein Endabschnitt ist, der einer Bodenwand 45 zugewandt ist, und weist einen oberen Abschnitt 81d auf, welcher ein Abschnitt ist, der eine Verbindung zur oberen Wand 46 herstellt. Der distale Abschnitt 81b erreicht nicht eine imaginäre Ebene und der untere Endabschnitt 81c weist eine Höhe auf, welche geringfügig höher ist als die mittlere Position des mittleren Mantelabschnitts 12c in der zentralen Axialrichtung A2.
Ferner sind die abgasseitigen Ablenkungsrippen 82 in solcher Weise vorgesehen, dass sie von den oberen Wänden 46 aus nach unten vorstehen und sich zu den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ hin erstrecken, welche miteinander an einer stromaufwärtigen Seite der Strömungsrichtung des Kühlmittels benachbart sind. Jede ansaugseitige Ablenkungsrippe 82 weist auf: einen proximalen Abschnitt 82a, welcher ein Abschnitt ist, der eine Verbindung mit dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a schafft, einen distalen Abschnitt 82b, welcher ein Endabschnitt ist, der der ansaugseitigen Ablenkungsrippe 81 zugewandt ist, einen unteren Endabschnitt 82c, welcher ein Endabschnitt ist, der der Bodenwand 45 zugewandt ist, sowie einen oberen Abschnitt 82d, welcher ein Abschnitt ist, der eine Verbindung mit der oberen Wand 46 herstellt. Der distale Abschnitt 82b erreicht im Wesentlichen die imaginäre Ebene und der untere Endabschnitt 82c weist eine Höhe auf, welche geringfügig größer ist als die mittlere Position des mittleren Mantelabschnitts 12c in der zentralen Axialrichtung A2.
Zusätzlich sind ansaugseitige und abgasseitige Ablenkungsrippen 84, 85, welche Ablenkungsrippen sind, die eine Ablenkungsrippe 83 bilden und sich jeweils von dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a der Verbrennungskammer 8₃ und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Verbrennungskammer 8₄ aus erstrecken, verschieden von den einlassseitigen und auslassseitigen Ablenkungsrippen 81, 82 dahingehend, dass die ersteren jeweils in eine flache, plattenartige Konfiguration ausgebildet sind. Der Unterschied basiert jedoch auf dem gleichen Grund wie der der ersten Ausführungsform und die grundsätzliche Konstruktion und Kühlwirkung am abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Ablenkungsrippe 83 sind im Wesentlichen identisch zu denen der Ablenkungsrippe 80.
Zwischenräume 86, 87, welche die oberen Wände 46 erreichen, sind an Zwischenpositionen der Ablenkungsrippen 80 bzw. 83 zwischen den distalen Abschnitten 81b bzw. 84b der ansaugseitigen Ablenkungsrippen 81 bzw. 84 und den distalen Abschnitten 82b bzw. 85b der abgasseitigen Ablenkungsrippen 82 bzw. 85 ausgebildet. Ferner sind Zwischenräume 88 durch die jeweiligen unteren Enden 81c, 82c der ansaugseitigen Ablenkungsrippen 81 und der abgasseitigen Ablenkungsrippen 82, die Bodenwände 45, die ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a und die abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a ausgebildet, um es dem Kühlmittel zu erlauben, entlang der jeweiligen Wandflächen der Bodenwände 45, der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a und der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a zu strömen. Zusätzlich ist ein Zwischenraum 88 durch die jeweiligen unteren Endabschnitte der ansaugseitigen Ablenkungsrippe 84 und der abgasseitigen Ablenkungsrippe 85 und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a, die Bodenwand 45 und den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a ausgebildet, um es dem Kühlmittel zu erlauben, entlang der Wandflächen des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a, der Bodenwand 45 und des ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 47a zu strömen. Zusätzlich sind die Zwischenräume 86, 87 dafür vorgesehen, Luft daraus auszustoßen, welche zwischen den Ablenkungsrippen 80, 83 und den oberen Wänden 46 verblieben ist, wenn Kühlmittel durch den Kühlmittelmantel 12 gespült wird, und ferner dienen die Zwischenräume dazu, das Beladen von Sand für Sandeinsätze zur Ausbildung des Kühlmittelmantels 12 zum Zeitpunkt des Gießens des Zylinderkopfs 2 zu unterstützen, wodurch die Formbildungseigenschaften der Sandeinsätze verbessert werden können.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der folgende Vorteil bereitgestellt. Die Strömung von Kühlmittel, das in der Nähe der oberen Wand 46 des mittleren Mantelabschnitts 12c strömt, wird nämlich durch die ansaugseitigen und die abgasseitigen Ablenkungsrippen 81, 82; 84, 85 in Richtung der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ ; 8₄ , welche jeweils miteinander benachbart sind, wobei die Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ ; 8₃ auf der Stromabwärtsseite der Kühlmittelströmung angeordnet sind, abgelenkt. Ferner wird die so abgelenkte Strömung des Kühlmittels dann gegen die abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a gerichtet. Anschließend strömt das Kühlmittel in das Kühlmittel in den abgasseitigen Mantelabschnitten 12b.
Wenn dies auftritt, so bilden die unteren Endabschnitte 81c, 82c der ansaugseitigen und der abgasseitigen Ablenkungsrippen 81, 82, welche zwischen den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ auf der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmung und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a der Verbrennungskammern 8₂ ; 8₃ , welche sich stromabwärts der Verbrennungskammern 8₁ ; 8₂ jeweils befinden, bereitgestellt sind und von den oberen Wänden 46 aus nach unten vorstehen, die Zwischenräume 88 zwischen den unteren Wänden 45, den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a und den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a und sich selbst, um zu erlauben, dass das Kühlmittel entlang der jeweiligen Wandflächen der Bodenwände 45, der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a und der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a strömt. Ferner bilden die unteren Endabschnitte der ansaugseitigen und der abgasseitigen Ablenkungsrippen 84, 85, welche zwischen dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a der Verbrennungskammer 83 auf der Stromaufwärtsseite der Kühlmittelströmung und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a der Verbrennungskammer 84, die sich stromabwärts der Verbrennungskammer 83 befindet, bereitgestellt sind und von der oberen Wand 46 aus nach unten vorstehen, den Zwischenraum 88 zwischen der Bodenwand 45, dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a, um es dem Kühlmittel zu erlauben, entlang der jeweiligen Wandflächen der Bodenwand 45 des ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 47a und des abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts 48a zu strömen. Daher besteht kein Risiko, dass das Kühlmittel an den jeweiligen Wandflächen der Bodenwände 45, der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a und der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a stagniert.
Da im Ergebnis ein Teil des Kühlmittels so abgelenkt wird, dass es zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a hin strömt, welche die höchste Wärmebelastung von den Wänden des Zylinderkopfs 2, die den Kühlmittelmantel 12 bilden, aufweisen, wird die Kühlwirkung der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a verbessert. Ferner wird durch das Kühlmittel, welches durch die Zwischenräume 88 und den durch die Ablenkungsrippe 83 gebildeten Zwischenraum strömt, das Auftreten von Stagnation von Kühlmittel an den jeweiligen Wandflächen der Bodenwände 45, der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a und der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48a an denjenigen Abschnitten, an denen die Zwischenräume ausgebildet sind, eliminiert, wodurch die Bodenwände 45 und die abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 48, deren Wärmebelastungen hoch sind, wirkungsvoll gekühlt werden, und darüber hinaus werden auch die ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte 47a ebenfalls gekühlt.
Ferner können selbst in dieser zweiten Ausführungsform Vorteile ähnlich denen, die durch die erste Ausführungsform bereitgestellt wurden, bereitgestellt werden, mit Ausnahme der Funktion und der Wirkung, welche den Ablenkungsrippen 53, 54 der ersten Ausführungsform innewohnen.
Die Konstruktionen von Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben, in welchen die Konstruktionen der Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben wurden, teilweise modifiziert sind.
Während in der ersten Ausführungsform die Ablenkungsrippen 53, 54 sich von den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a aus erstrecken und die Zwischenräume 55 zwischen den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a und den Rippen ausgebildet sind, können die Ablenkungsrippen in solcher Weise ausgebildet werden, dass sie sich von den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 48a aus erstrecken, so dass sie Zwischenräume zwischen den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten 47a und sich selbst belassen. Zusätzlich kann die Ablenkungsrippe so ausgebildet werden, dass Teile der Ablenkungsrippe sich von dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a und dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a aus erstrecken, um einen Zwischenraum an einer Zwischenposition einer Ablenkungsrippe, gebildet durch die beiden Teile der Ablenkungsrippe, oder zwischen einander zugewandten distalen Abschnitten der Teile der Ablenkungsrippe zu belassen. Ferner kann die Ablenkungsrippe so ausgebildet werden, dass sich die Rippe von der Bodenwand 45 aus nach oben erstreckt und sich ferner zum abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a und zum ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a hin erstreckt, um Zwischenräume zwischen den beiden Wandabschnitten und der so verlaufenden Rippe zu belassen.
Wenngleich in der zweiten Ausführungsform die Ablenkungsrippen 80, 83 so ausgebildet sind, dass sich die Rippen von den ansaugventilöffnungsseitigen Wandabschnitten 47a und den abgasventilöffnungsseitigen Wandabschnitten 48a aus erstrecken und die Zwischenräume 86, 87 ausgebildet werden, könnten die Zwischenräume 86, 87 nicht ausgebildet werden. Zusätzlich kann. die Ablenkungsrippe so ausgebildet werden, dass sich die Rippe von der oberen Wand 46 aus nach unten erstreckt und sich ferner von einem Abschnitt aus ansaugventilöffnungsseitigem Öffnungswandabschnitt 47a und abgasventilöffnungsseitigem Öffnungswandabschnitt 48a erstreckt, um einen Zwischenraum zwischen dem anderen Öffnungswandabschnitt und der Rippe zu belassen. Ferner kann die Ablenkungsrippe so ausgebildet sein, dass sich die Rippe von der oberen Wand 46 aus nach unten und ferner zu dem abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 48a und dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt 47a hin erstreckt, um Zwischenräume zwischen den beiden Öffnungswandabschnitten und der so verlaufenden Rippe zu belassen.
Wenngleich in der ersten und der zweiten Ausführungsform die Konfiguration der Ablenkungsrippen, welche einem Teil der Zylinder entsprechen, verschieden ist von der Ablenkungsrippe, welche den anderen Zylindern entspricht, können alle Ablenkungsrippen in der gleichen Konfiguration ausgebildet sein. Während zusätzlich in der Brennkraftmaschine E gemäß den jeweiligen Ausführungsformen ein Ansaugventil und ein Abgasventil für die jeweiligen Zylinder 8₁ bis 8₄ bereitgestellt sind, kann eine Brennkraftmaschine bereitgestellt werden, in welcher ein Paar von Ansaugventilen und ein Paar von Abgasventilen für jeden Zylinder bereitgestellt sind. Wenngleich die Brennkraftmaschine eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine in den jeweiligen Ausführungsformen ist, kann irgendein anderer Typ einer Brennkraftmaschine, wie etwa eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine oder eine Einzylinder-Brennkraftmaschine, verwendet werden.
Ablenkungsrippen sind in einem Kühlmittelmantel in einem Zylinderkopf bereitgestellt, und zwar in solcher Weise, dass sie von Bodenwänden aus nach oben vorstehen, um die Strömung von Kühlmittel zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten hin zu leiten. Die Ablenkungsrippen zum Ablenken eines Teils der Strömung des Kühlmittel zu den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten hin sind in solcher Weise ausgebildet, dass sie sich von den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten aus erstrecken und Zwischenräume sind zwischen den abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten und den Ablenkungsrippen belassen, um zu erlauben, dass das Kühlmittel entlang der Wandflächen der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte strömt, wodurch an den Abschnitten, an denen die Zwischenräume ausgebildet sind, keine Stagnation von Kühlmittel an den Wandflächen der abgasventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte hervorgerufen wird.

Claims

Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine (E), umfassend: Bodenwände, welche Kammerwände (45) von Verbrennungskammern (8₁ –8₄ ) bilden; Ansaugöffnungswände (47), welche Ansaugöffnungen (40) bilden, die Ansaugventilöffnungen (40a) aufweisen, die durch Ansaugventile geöffnet und geschlossen werden; Ausstoßöffnungswände (48), welche Ausstoßöffnungen (41) bilden, die Ausstoßventilöffnungen (41a) aufweisen, die durch Ausstoßventile (42) geöffnet und geschlossen werden, so dass ein Kühlmittelmantel (12), durch welchen Kühlmittel strömen gelassen wird, durch die Bodenwandungen (45), die Ansaugöffnungswände (47) und die Ausstoßöffnungswände (48) gebildet ist, und Ablenkungsrippen (53, 54; 80, 83), welche innerhalb des Kühlmittelmantels (12) so ausgebildet sind, dass sie sich in einer ansaugventilöffnungsseitige Öffnungswandabschnitte (47a) mit ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) benachbarter Verbrennungskammern (8₁ –8₄ ) verbindenden Richtung von wenigstens einem Abschnitt aus den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (47a) und den Ausstoßventilöffnungs-Wandabschnitten (48a) aus erstrecken, wobei sich die Ablenkungsrippen (53, 54; 80, 83) stromabwärts der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte (47a) in Strömungsrichtung des Kühlmittels befinden; dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ablenkungsrippen (53, 54; 80, 83) einen Zwischenraum (55, 56, 86, 87) in wenigstens einer Position aus einer ersten Position zwischen dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (47a) und der Ablenkungsrippe (53, 54; 80, 83), einer zweiten Position zwischen dem ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) und der Ablenkungsrippe (53, 54; 80, 83) und einer dritten Position, welche eine Zwischenposition der Ablenkungsrippen (53, 54; 80, 83) ist, die sich von sowohl dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (47a) als auch dem ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) erstrecken, definiert.
Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Ablenkungsrippen (53, 54) von den Bodenwänden (45) aus nach oben vorstehen oder von den oberen Wänden (46) der Zylinderkopfkühlkonstruktion aus nach unten vorstehen.
Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ablenkungsrippen (53, 54) so gebildet sind, dass sie sich von den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (47a) aus erstrecken, und wobei die Zwischenräume (55) zwischen den ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) und den Ablenkungsrippen (53, 54) gebildet sind, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, zu den Wandoberflächen der ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte (48a) zu strömen.
Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Brennkraftmaschine (E) eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ist, wobei eine jeweilige der Ablenkungsrippen (53, 54) zwischen dem ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (47a) eines zweier Zylinder, welche in der Zylinderkopfmittellinienrichtung (A1) einander benachbart sind, und dem ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) des anderen Zylinders ausgebildet ist, und wobei die jeweilige Ablenkungsrippe (53, 54) mit einer Zentralrippe (57) verbunden ist, die von der Bodenwand (45) aus nach oben vorsteht und sich in der Zylinderkopfmittellinienrichtung (A1) zwischen beiden Endabschnitten des Zylinderkopfs (2) erstreckt.
Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine (E) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich die Ablenkungsrippen (80, 83) von den oberen Wänden (46) aus nach unten erstrecken und sich jeweils zu den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (47a) und den ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) hin erstrecken, wobei wenigstens eine der Ablenkungsrippen (80, 83) so ausgebildet ist, dass sie einen Zwischenraum zwischen einem unteren Endabschnitt der Ablenkungsrippe (80, 83) und dem ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) sowie der Bodenwand (45) definiert, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, an einer Wandoberfläche des ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) und einer Wandoberfläche der Bodenwand (45) zu strömen.
Zylinderkopfkühlkonstruktion für eine Brennkraftmaschine, umfassend: Bodenwände, welche Kammerwände (45) von Verbrennungskammern (8₁ –8₄ ) bilden; obere Wände (46); Ansaugöffnungswände (47), welche Ansaugöffnungen (40) bilden, die Ansaugventilöffnungen (40a) aufweisen, die durch Ansaugventile geöffnet und geschlossen werden; Ausstoßöffnungswände (48), welche Ausstoßöffnungen (41) bilden, die Ausstoßventilöffnungen (41a) aufweisen, die durch Ausstoßventile (42) geöffnet und geschlossen werden, so dass ein Kühlmittelmantel (12), durch welchen Kühlmittel strömen gelassen wird, durch die Bodenwände (45), die oberen Wände (46), die Ansaugöffnungswände (47) und die Ausstoßöffnungswände (48) gebildet ist; und Ablenkungsrippen (80, 83), welche innerhalb des Kühlmittelmantels (12) so ausgebildet sind, so dass sie sich in einer ansaugventilöffnungsseitige Öffnungswandabschnitte (47a) mit ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) benachbarter Verbrennungskammern (8₁ –8₄ ) verbindenden Richtung von wenigstens einem Abschnitt aus den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (47a) und den ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) aus erstrecken, wobei sich die Ablenkungsrippen (80, 83) in Strömungsrichtung des Kühlmittels stromabwärts der ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitte (47a) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkungsrippen (80, 83) sich von den oberen Wänden (46) aus nach unten erstrecken und sich jeweils zu den ansaugventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (47a) und den ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitten (48a) hin erstrecken, wobei wenigstens eine der Ablenkungsrippen (80, 83) so ausgebildet ist, dass ein Zwischenraum (88) zwischen einem unteren Endabschnitt der Ablenkungsrippe (80, 83) und dem ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitt (48a) sowie der Bodenwand (45) definiert ist, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, an einer Wandoberfläche des ausstoßventilöffnungsseitigen Öffnungswandabschnitts (48a) und einer Wandoberfläche der Bodenwand (45) zu strömen.
Zylinderkopf (2) für eine Brennkraftmaschine (E), umfassend eine Kühlkonstruktion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6.