DE60310539T2

DE60310539T2 - Abgaskrümmer

Info

Publication number: DE60310539T2
Application number: DE60310539T
Authority: DE
Inventors: Petutschnig Wolfgang; Kirchweger Karl; Stefansson Rickard; Andersson Bertil
Original assignee: Volvo Penta AB
Current assignee: Volvo Penta AB
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: US7430994B2; EP1491739B1; WO2004111404A1; ATE348948T1; DE60310539D1; EP1491739A1; US20060254272A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Verbrennungsmotor gemäß Oberbegriff von Anspruch 11. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Zylinderkopf mit Auslass-öffnungen, die mit einer Kühlmittelkammer des Zylinderkopfs verbunden sind, wobei die Auslassöffnungen dazu vorgesehen sind, mit Einlässen verbunden zu sein, die an einem Auslasskrümmer-Kühlmittelmantel angeordnet sind.
Hintergrund
Marineantriebssysteme sind häufig in Umgebungen angebracht, die gegenüber einer übermäßigen Erhitzung empfindlich sind. Aus diesem Grund sind Auslasskrümmer und Turboeinheiten häufig mit einem System mit flüssigem Kühlmittel verbunden.
In beispielsweise US 5 109 668 A , US 4 187 678 A und US 4 179 884 A sind Marineantriebssysteme beschrieben, deren Auslasskrümmer aus Sicherheitsgründen durch Wassermäntel umgeben sind.
US 4 977 741 A beschreibt ein Auslasssystem, bei dem ein Auslasskrümmer und ein Auslasskniestück kombiniert sind, wobei der Krümmer durch einen ersten Wassermantelumgeben ist und das Kniestück durch einen zweiten Wassermantel. Der erste und der zweite Wassermäntel sind durch einen Damm getrennt, der einen Durchtritt für eine Fluidverbindung zwischen ihnen aufweist. Dies gestattet die Ausbildung unterschiedlicher Temperaturbereiche in dem Auslasssystem und verhindert die Bildung von Kondensat infolge einer übermäßigen Kühlung der Abgase.
Bei herkömmlichen Anwendungen wird das Kühlmittel zu dem Kühlmittelsystem von dem Kühlmantel des Auslasskrümmers über äußere Kanäle zurückgeführt die außerhalb des Zylinderkopfs angeordnet sind. Als Folge hiervon ist das konstruktive Volumen vergrößert, und wird mehr Raum benötigt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung die oben angegebenen Nachteile zu vermeiden und einen Zylinderkopf zur Verfügung zu stellen, der eine kompakte Gestaltung eines Kühlmittelsystems gestattet.
Diese Aufgabe wird mittels eines Zylinderkopfs gemäß kennzeichnendem Teil von Anspruch 1 gelöst.
Ein Zylinderkopf für einen flüssigkeitsgekühlten Motor weist normalerweise eine Kühlmittelkammer auf, die zum Kühlen von Auslasskanälen vorgesehen ist, die im Zylinderkopf angeordnet sind. Die Kühlmittelkammer des Zylinderkopfs ist mit Einlassöffnungen ausgestattet, die normalerweise mit Auslassöffnungen einer Kühlmittelkammer verbunden sind, die in einem Zylinderblock angeordnet ist. Die Kühlmittelkammer des Zylinderkopfs weist des Weiteren Auslassöffnungen auf, an denen die Kühlmittelflüssigkeit den Zylinderkopf zu Kühlmittelkanälen hin verlässt, die außerhalb des Zylinderkopfs angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist der Zylinderkopf mit einem integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritt ausgestattet, der eine erste Öffnung für eine Verbindung mit einem ersten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass aufweist und sich zwischen der ersten Öffnung, die an der seitlichen Auslassflanschfläche angeordnet ist, und einem ersten Kühlmittelauslass erstreckt, der an einer anderen Fläche der Flächen angeordnet ist.
Ein Kühlmittelverbindungsdurchtritt Ist ein Rückströmungskanal für die Kühlmittelflüssigkeit. Die Kühlmittelflüssigkeit ist gemäß der Erfindung vorzugsweise zuerst durch eine Kühlmittelkammer des Zylinderkopfs hindurch geströmt, wobei sie des Weiteren nach außerhalb des Zylinderkopfs, vorzugsweise zu einer Kühlmittelkammer einer Turboeinheit, gerichtet ist, um über den Kühlmittelverbindungsdurchtritt zurückzuströmen.
Dass der Kühlmittelverbindungsdurchtritt integral ist, bedeutet, dass der Kanal in dem Druckgussblock gebildet ist, der den Zylinderkopf bildet. Der Durchtritt wird vorzugsweise gebildet, wenn der Zylinderkopf gegossen wird, könnte jedoch möglicherweise aus dem Druckgussblock, der den Zylinderkopf bildet, ausgeschnitten bzw. ausgefräst werden.
Der erfindungsgemäße integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt ist so angeordnet, dass er den Rückführungsstrom von einem Auslasskrümmer-Kühlmantel durch den Zylinderkopf führt. Diese Bauweise überwindet die Notwendigkeit der Anordnung von Rückführungsstromleitungen, wie es bei Motorenbauweisen des Standes der Technik der Fall ist, an der Oberseite oder der Seite des Zylinderkopfs. Die Erfindung führt daher zu einer kompakten Motorgestaltung.
Zusätzlich zu der auf diese Weise erhaltenen kompakten Größe weist diese Gestaltung den Vorteil auf, dass bestimmte Komponenten weggelassen werden können. Dies ist vor allem möglich, wenn der Zylinderkopf mit einem vorzugsweise integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritt an seinem vorderen Ende ausgestattet ist, der den Kühlmantel mit einer Kühlmittelpumpe verbinden kann.
Vorzugsweise gehen der Kühlmittelverbindungsdurchtritt und ein Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt von der Auslassflanschfläche aus. Eine wirksame Kühlung des Auslasskrümmers wird erreicht, indem die Auslassflanschfläche vorzugsweise für jeden Zylinder mit mindestens einer Einlassöffnung in die Kühlmittelkammer für eine Fluidverbindung zwischen der Kühlmittelkammer und dem Kühlmantel ausgestattet ist.
Bei der kompaktesten Variante der Erfindung erstreckt sich der Kühlmittelverbindungsdurchtritt zu einer Einlassflanschfläche eines Einlasskrümmers. Noch mehr Raum wird eingespart, wenn sich der Kühlmittelverbindungsdurchtritt zu einer Zylinderkopf-Dichtungsfläche erstreckt, die das Kurbelgehäuse abdichtet.
Der integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt erstreckt sich vorzugsweise zwischen zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Zylinderkopfs. Der Verbindungsdurchtritt verbindet den Kühlmittelauslasskanal des Auslasskrümmer-Kühlmantels mit einem Kühlmittelauslasskanal, der an einer Einlassflanschfläche angeordnet ist, die so angeordnet ist, dass sie mit einem Einlasskrümmer zu verbinden ist. Der integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt führt vorzugsweise zu einem Wärmetauscher.
Vorzugsweise ist der Verbindungsdurchtritt in der Nähe der vorderen Fläche des Zylinderkopfs vorgesehen.
Der Zylinderkopf einer bevorzugten Ausführungsform, der eine besonders kompakte Kühlsystemgestaltung gestattet, ist mit einem integralen Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt ausgestattet, der eine zweite Öffnung zur Verbindung mit einem zweiten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass schafft und sich zwischen der zweiten Öffnung, die an der seitlichen Auslassflanschfläche angeordnet ist, und einem zweiten Kühlmittelauslasskanal des Zylinderkopfs erstreckt, der an der anderen Fläche der Flächen zur Verbindung mit einem Kühlmittelpumpeneinlass angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der zweite Kühlmittelauslasskanal an einer unteren Fläche des Zylinderkopfs angeordnet. Der zweite Kühlmittelauslasskanal ist mit einem Einlass zu einem Pumpengehäuse verbunden.
Der Zylinderkopf ist zur Verbindung bei Marinemotoren besonders gut geeignet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, der eine gepackte Gestaltung des Kühlmittelsystems gestattet.
Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor gemäß kennzeichnendem Teil von Anspruch 7 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen mit besonders wirksamer und gleichmäßiger Kühlung kombiniert mit der kompaktesten Motorgestaltung werden dadurch erreicht, dass der Kühlmantel als Hauptkühlmitteldurchtritt gestaltet wird, der Kühlmittel sammelt, das von einer Kühlmittelkammer aus eintritt, die im Zylinderkopf angeordnet ist, wobei der Kühlmantel mit der Kühlmittelkammer im Zylinderkopf über mindestens eine Einlassöffnung je Zylinder in Verbindung steht.
Vorzugsweise ist der Kühlmantel durch mindestens eine Trennwand in einen Kühlmitteleinlasskanal und einen Kühlmittelauslasskanal aufgeteilt. Der Kühlmitteleinlasskanal ist mit einem Satz von Einlässen verbunden, die an dem Auslasskrümmer-Kühlmantel angeordnet sind und zu einer Auslassöffnung führen, die die so angeordnet ist, dass sie mit einer Einlassöffnung an einer Kühlmittelkammer zu verbinden ist, die in einer Turboladereinheit angeordnet ist.
Der Kühlmittelauslasskanal des Auslasskrümmer-Kühlmantels erstreckt sich zwischen einer Einlassöffnung und einem ersten Auslass des Auslasskrümmer-Kühlmantels. Der erste Kühlmantelauslass ist so angeordnet, dass er mit der ersten Öffnung des integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritts, der im Zylinderkopf angeordnet ist, zu verbinden ist, und die Einlassöffnung des Kühlmittelauslasskanals ist so angeordnet, dass sie mit einer Auslassöffnung von der Kühlkammer zu verbinden ist, die in einer Turboeinheit angeordnet ist.
Für eine gleichmäßige Wärmeleitung sollten der Kühlmitteleinlasskanal und der Kühlmittelauslasskanal über mindestens einer Bypassöffnung strömungstechnisch verbunden sein. Die Temperaturverteilung wird noch gleichmäßiger, wenn mindestens eine Bypassöffnung je Zylinder vorgesehen ist.
Bei der kompaktesten Variante der Erfindung ist der Vorschlag realisiert worden, dass der Kühlmitteleinlasskanal oberhalb des Kühlmittelauslasskanals anzuordnen ist. Um eine gleichmäßige Kühlung des Auslasskrümmers zu erreichen, ist es besonders vorteilhaft, dass der zweite Kühlmitteldurchtritt einen größeren Strömungsquerschnitt besitzt als der erste Kühlmitteldurchtritt.
In Hinblick auf die gewünschte kompakte Motorgestaltung ist es vorteilhaft, den Auslasskrümmer-Kühlmantel mit einem Sitz für einen Wärmesteuerventil auszustatten, an dem der Kühlmittelauslasskanal in einen ersten und in einen zweiten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass aufgeteilt ist. Das Ventil ist so gestaltet, dass es den Kühlmittelstrom von dem Kühlmittelauslasskanal des Auslasskrümmer-Kühlmantels zu einer Kühlmittelpumpe entweder direkt über einen integralen Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt im Zylinderkopf oder indirekt über den Kühlmittelverbindungsdurchtritt und einen Wärmetauscher führt.
Des Weiteren sind bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird jetzt detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erörtert, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfs;
2 einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor im Schnitt entlang der Linie I-I in 3;
3 den Motor im Schnitt entlang der Linie II-II in 2;
4 eine Auslasskrümmerbaugruppe im Schnitt entlang der Linie III-II in 3
5 eine Auslasskrümmerbaugruppe in einer anderen Variante der Erfindung im Schnitt wie in 4;
6 den in 3 dargestellten Motor, wobei der Abgaskrümmer entfernt ist;
7 die Auslasskrümmerbaugruppe im Schnitt entlang der Linie V-V in 4;
8 die Auslasskrümmerbaugruppe im Schnitt entlang der Linie VI-VI in 7;
9 die Auslasskrümmerbaugruppe in einer Ansicht entsprechend dem Pfeil VII in 8
10 die Auslasskrümmerbaugruppe im Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 8;
11 den Motor im Schnitt entlang der Linie IX-IX in 7 und 12 und
12 den Motor im Schnitt entlang der Linie X-X in 11.
Arten der Durchführung der Erfindung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfs 1. Der Zylinderkopf 1 weist eine obere Fläche 1a, eine untere Fläche 1b, die zur Verbindung mit einem Zylinderblock bestimmt ist, eine seitliche Auslassflanschfläche 1c, die zur Verbindung mit einem Auslasskrümmer bestimmt ist, eine zweite seitliche Fläche 1d, die der seitlichen Auslassflanschfläche 1c gegenüberliegt, eine vordere Fläche 1e und eine hintere Fläche 1f auf.
Der Zylinderkopf 1 ist mit einem integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2 ausgestattet, der eine erste Öffnung 2a zur Verbindung mit einem ersten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass bildet und sich zwischen der ersten Öffnung 2a, die an der seitlichen Auslassflanschfläche 1c angeordnet ist, und einem ersten Kühlmittelauslass 2b erstreckt, der an der zweiten seitlichen Fläche 1d angeordnet ist, die eine Einlassflanschfläche ist, die zur Verbindung mit einem Einlasskrümmer 7 bestimmt ist.
Der Zylinderkopf 1 ist des Weiteren mit einem integralen Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt 3 ausgestattet, der eine zweite Öffnung 3a zur Verbindung mit einem zweiten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass bildet und sich zwischen der zweiten Öffnung 3a, die an der seitlichen Auslassflanschfläche 1c angeordnet ist, und einem zweiten Kühlmittelauslasskanal 3b erstreckt, der an der unteren Fläche 1b zur Verbindung mit einem Kühlmittelpumpeneinlass angeordnet ist.
Der Zylinderkopf ist mit einer Kühlmittelkammer 23, 2, ausgestattet, die sich entlang der Längsachse 4 des Zylinderkopfs 1 erstreckt. Die Kühlmittelkammer 23 dient zum Kühlen einer Vielzahl von Auslasskanälen 5a–5h, die im Zylinderkopf 1 vorgesehen sind. Die seitliche Auslassflanschfläche 1c ist mit mindestens einer Auslassöffnung 6a–6d je Zylinder in der Vielzahl der Auslasskanäle 5a–5h ausgestattet. Die Auslassöffnungen 6a–6d sind mit der Kühlmittelkammer verbunden und dienen zur Bildung von Verbindungen zu einem entsprechenden Satz von Einlässen, die an einem Auslasskrümmer-Kühlmantel vorgesehen sind.
2-12 zeigen einen Verbrennungsmotor 11, bei dem ein erfindungsgemäßer Zylinderkopf 1 verwendet ist. Der Verbrennungsmotor ist mit mehreren Zylindern 12 für sich hin und her bewegende Kolben 13 ausgestattet. Der Motor 11 weist einen Zylinderblock 14 auf, an dem ein Zylinderkopf 1 angeschraubt ist. Eine Auslasskrümmerbaugruppe 40, die einen Auslasskrümmer 17 aufweist, ist an der Auslassflanschfläche 1c an der Seite des Zylinderkopfs 1 angeflanscht. Der Auslasskrümmer 17 ist von einem Kühlmantel 18 umgeben. Der Kühlmantel 18 ist mittels einer Trennwand 19 in der Strömungsrichtung des Auslassstroms in einen Kühlmitteleinlasskanal 20 und einen Kühlmittelauslasskanal 21 aufgeteilt. Der Auslasskrümmer 17 steht mit mindestens einer Einlassöffnung 41 je Zylinder 12 in Verbindung.
Der Kühlmitteleinlasskanal 20 weist einen Satz von Einlässen 22, zu denen mindestens ein Einlass 22a–22d je Zylinder 12 gehört, auf, der strömungstechnisch mit der Kühlmittelkammer 23 des Zylinderkopfs 1 über Auslassöffnungen 6a–6d des Zylinderkopfs 1 verbunden ist.
Der Kühlmitteleinlasskanal 20 führt von diesem Satz von Einlässen 22 zu einer Auslassöffnung 20a des Kühlmitteleinlasskanals. Die Auslassöffnung 20a des Kühlmitteleinlasskanals 20 ist mit einer Einlassöffnung 27 einer Kühlmittelkammer 28 verbunden, die in einer Turboladereinheit 26 angeordnet ist.
Der Kühlmittelauslasskanal 21 erstreckt sich zwischen einer Einlassöffnung 21a des Kühlmittelauslasskanals und einem Thermostatraum 32a, an dem der Kühlmittelauslasskanal 21 in einen ersten und einen zweiten Zweig 21b, 21c aufgeteilt ist, die mit einem ersten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass 21d und einem zweiten Aus lasskrümmer-Kühlmantelauslass 21e ausgestattet sind.
Der Kühlmitteleinlasskanal 20 ist mit dem Kühlmittelauslasskanal 21 über mindestens eine Bypassöffnung 24 verbunden.
Die Auslasskrümmerbaugruppe 40 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer horizontalen Seite des Zylinderkopfs 1 zwischen der vorderen Fläche 1e und der hinteren Fläche 1f.
In dem Bereich des ersten Endes 31 der Auslasskrümmerbaugruppe 40 ist ein Thermostatraum 32a für ein Wärmesteuerventil 32 vorgesehen, das den Kühlmittelstrom, der von dem Kühlmittelauslasskanal 21 eintrifft, entweder über einen Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2, der sich in dem Bereich der vorderen Fläche 1e des Zylinderkopfs 1 befindet, und den Kühlmittelauslasskanal 35 zu dem Wärmetauscher 36 und des weiteren dann zu der Kühlmittelpumpe 37 oder über einen Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt 3 direkt zu der Kühlmittelpumpe 37 führt. 7 zeigt die Position der Steuerventil-Gleithülse 32b, wenn der Motor warm ist, 8 zeigt die Position, wenn der Motor kalt ist. Wie durch den Pfeil P₁ angegeben strömt bei einem heißen Motor das Kühlmittel durch den ersten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass 21d, der eine obere Öffnung zu dem Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2 bildet. Bei einem kalten Motor strömt das Kühlmittel jedoch durch den zweiten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass 21e, der eine untere Öffnung der Auslasskrümmerbaugruppe 40 bildet, in den Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt 3 (siehe Pfeil P₂ in 8–12).
Der Auslasskrümmer 17 ist mit dem Turbinenteil 25 eines wassergekühlten Turboladers 26 an der Seite des zweiten Endes 30 der Auslasskrümmerbaugruppe 40 in dem Bereich der hinteren Fläche 1f des Zylinderkopfs 1 verbunden. Der Kühlmitteleinlass 27 der Kühlmittelkammer 28 des Turboladers 26 ist mit dem ersten Kühlmittelkanal 20 des Auslasskrümmers 17, dem Kühlmittelauslasskanal 29 zu dem zweiten Kühlmittelkanal 21 des Auslasskrümmers 17 verbunden.
Der Kühlmittelstrom ist schematisch durch die Pfeile P₁, P¹ angegeben.
Das Kühlmittel strömt von Zylinder-Kühlmittelkammern 39 im Kurbelgehäuse 14 in Kühlmittelkammern 23 im Zylinderkopf 1, von wo es durch Einlässe Kühlkammern 23 im Zylinderkopf 1 strömt, von wo es durch Einlässe 22 in den ersten Kühlmittelkanal 20 strömt, wonach der Kühlmittelstrom aufgeteilt wird. Der Hauptstrom im ersten Kühlmittelkanal 20, der durch voll ausgezogene Pfeile 40 in 3 angegeben ist, strömt zu dem Turbinenteil 25 des Turboladers 26 in der gleichen Strömungsrichtung wie das Abgas im Auslasskrümmer 17. Der Kühlmittelstrom strömt durch die Kühlmittelkammern 28 des Turbinenteils 25 des Turboladers 26 und erreicht das Wärmesteuerventil 32, das an der vorderen Fläche 1e des Zylinderkopfs 1 angeordnet ist, über den zweiten Kühlmittelkanal 21 entgegen der Strömungsrichtung des Auslassstroms.
Andererseits erreichen sekundäre Ströme des Kühlmittels den zweiten Kühlmittelkanal 21 direkt von dem ersten Kühlmittelkanal 20 aus über Bypassöffnungen 24. Diese sekundären Ströme sind in 3 durch gestrichelte Pfeile P¹ angegeben. Die sekundären Ströme P¹ sind durch vordefinierte Drosselquerschnitte geregelt. Die Drosselung kann erreicht werden, indem genau definierte Öffnungen 24a (siehe 4) in der Trennwand 19 vorgesehen werden, oder durch eingeschnürte Querschnitte 24b, die in den integralen Bypassöffnungen 24 ausgebildet sind, wie in 5 dargestellt ist. Mithilfe der sekundären Ströme P¹ wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Auslasskrümmerbaugruppe 40 erreicht. Des Weiteren wird eine übermäßige Kühlung des Turbinenteils 25 des Turboladers 26 verhindert.
In Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels führt das Wärmesteuerventil 32 den Kühlmittelstrom P zu der Kühlmittelpumpe 37 entweder direkt über einen Kurzschlussdurchtritt 38 oder indirekt über einen Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2. Wenn eine bestimmte, vordefinierte Kühlmitteltemperatur erreicht ist, öffnet das Wärmesteuerventil 32 den Strömungsweg über den Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2 zu einem Wärmetauscher 36, um eine ausreichende Kühlung des Kühlmittels sicherzustellen. Vom Wärmetauscher 36 aus erreicht das Kühlmittel die Kühlmittelpumpe 37.
Der Kühlmittelverbindungsdurchtritt 2, der von der Auslassflanschfläche 1c ausgeht und sich vorzugsweise zu der Einlassflanschfläche 1d eines Einlasskrümmers, in den Zeichnungen nicht dargestellt, erstreckt, ist an der vorderen Fläche 1e des Zylinderkopfs 1 angeordnet und ist stärker bevorzugt einstückig mit diesem gegossen. Der Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt 3, der sich zwischen der Auslassflanschfläche 1c und der Zylinderkopf-Dichtungsfläche 1d erstreckt, ist ebenfalls einstückig mit dem Zylinderkopf 1 gegossen.
Die in dieser Anmeldung beschriebene Baugruppe gestattet eine gleichmäßige Kühlung der Auslasskrümmerbaugruppe 40 in einer einfachen und raumsparenden Weise.

Claims

Zylinderkopf (1) für einen Verbrennungsmotor, wobei der Zylinderkopf (1) eine obere Fläche (1a), eine untere Fläche (1b), die mit einem Zylinderblock zu verbinden ist, eine seitliche Auslassflanschfläche (1c), die mit einem Auslasskrümmer (17) zu verbinden ist, eine zweite seitliche Fläche (1d), die der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) gegenüberliegt, eine vordere Fläche (1e) und eine hintere Fläche (1f) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mit einer Kühlmittelkammer (23), die mit Auslassöffnungen (6a–6d) verbunden ist, an denen das Kühlmittel den zu verbindenden Zylinderkopf (1) zu Kühlmittelkanälen hin verlässt, die außenseitig des Zylinderkopfs (1) angeordnet sind, und mit einem integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritt (2) ausgestattet ist, der einen Rückströmungskanal für Kühlmittelflüssigkeit bildet, die durch die Kühlmittelkammer (23) des Zylinderkopfs (1) geströmt ist, wobei der integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt (2) eine erste Öffnung (2a) für eine Verbindung mit einem ersten Auslasskrümmer-Kühlmantelauslass (21d) aufweist und sich zwischen der ersten Öffnung (2a), die an der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) angeordnet ist, und einem ersten Kühlmittelauslass (2b) erstreckt, der an einer anderen Fläche der Flächen (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelauslass (2b) an der zweiten seitlichen Fläche (1d) angeordnet ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite seitliche Fläche (1d) eine Einlassflanschfläche ist, die mit einem Einlasskrümmer (7) zu verbinden ist.
Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mit einem integralen Kühlmittel-Kurzschlussdurchtritt (3), der eine zweite Öffnung (3a) für eine Verbindung mit einem zweiten Auslasskrümmer- Kühlmantelauslass (21e) aufweist und sich zwischen der zweiten Öffnung (3a), die an der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) angeordnet ist, und einem zweiten Kühlmittelauslass (3b) erstreckt, der an einer anderen Fläche der Flächen (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist, für eine Verbindung mit einem Kühlmittelpumpeneinlass ausgestattet ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelauslass (3b) an der unteren Fläche (1b) vorgesehen ist.
Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Zylinderkopf (1) mit mindestens einer Kühlmittelkammer (23) ausgestattet ist, die zum Kühlen einer Vielzahl von Auslasskanälen (5a–5h) dient, die im Zylinderkopf (1) vorgesehen sind und die für die Führung von Abgasen eines Satzes von Zylindern (12) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Auslassflanschfläche (1c) mit mindestens einer Auslassöffnung (6a–6d) für jeden Zylinder der Vielzahl von Zylindern (12) ausgestattet ist, wobei die Auslassöffnungen (6a–6d) mit der Kühlmittelkammer (23) verbunden sind und dazu dienen, Verbindungen mit einem entsprechenden Satz von Einlässen zu schaffen, die an einem Auslasskrümmer-Kühlmantel angeordnet sind.
Verbrennungsmotor (11), der einen Zylinderblock (14) mit einer Vielzahl von Zylindern (12) und einen Zylinderkopf (1) aufweist, der eine obere Fläche (1a), eine untere Fläche (1b), die mit dem Zylinderblock (14) verbunden ist, eine seitliche Auslassflanschfläche (1c), die mit einem Auslasskrümmer (17) verbunden ist, eine zweite seitliche Fläche (1d), die der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) gegenüberliegt, eine vordere Fläche (1e) und eine hintere Fläche (1f) aufweist, wobei der Auslasskrümmer (17) mit einem Kühlmantel (18) mit einem ersten Kühlmantelauslass (21d) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mit einer Kühlmittelkammer (23), die mit Auslassöffnungen (6a–6d) verbunden ist, an denen das Kühlmittel den zu verbindenden Zylinderkopf (1) zu Kühlmittelkanälen hin verlässt, die außerhalb des Zylinderkopfs (1) angeordnet sind, und mit einem integralen Kühlmittelverbindungsdurchtritt (2) ausgestattet ist, der einen Rückströmungskanal für Kühlmittelflüssigkeit bildet, die durch die Kühlmittelkammer (23) des Zylinderkopfs (1) geströmt ist, wobei der integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt (2) eine erste Öff nung (2a), die mit dem ersten Kühlmantelauslass (21d) verbunden ist und sich zwischen der ersten Öffnung (2a), die an der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) des Zylinderkopfs (1) angeordnet ist, und einem ersten Kühlmittelauslass (2b) erstreckt, der an einer anderen Fläche der Flächen (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelauslass (2d) an der zweiten seitlichen Fläche (1d) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite seitliche Fläche (1d) eine Einlassflanschfläche ist, die mit einem Einlasskrümmer (7) verbunden ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Kühlmittelverbindungsdurchtritt (2) mit einer Kühlmittelpumpe über einen Wärmetauscher verbunden ist
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf mit einem integralen Kühlmittelkurzschlussdurchtritt (3) ausgestattet ist, der eine zweite Öffnung (3a) aufweist, die mit einem zweiten Auslass (21d) des Auslasskrümmerkühlmantels (18) verbunden ist und sich zwischen der zweiten Öffnung (3a), die an der seitlichen Auslassflanschfläche (1c) angeordnet ist, und einem zweiten Kühlmittelauslass (3b) erstreckt, der an einer anderen Fläche der Flächen (1a, 1b, 1d, 1e, 1f) angeordnet ist, die zu einem Kühlmittelpumpeneinlass führt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelauslass (3b) an der unteren Fläche (1b) vorgesehen ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Zylinderkopf (1) mit mindestens einer Kühlmittelkammer (23) ausgestattet ist, die zum Kühlen einer Vielzahl von Auslasskanälen (5a–5h) dient, die im Zylinderkopf (1) vorgesehen sind und die für die Führung von Abgasen von der Vielzahl von Zylindern (12) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Auslassflanschfläche (1c) mit mindestens einer Auslassöffnung (6a–6d) für jeden Zylinder der Vielzahl von Zylindern (12) ausgestattet ist, wobei die Auslassöffnungen (6a–6d) mit der Kühlmittelkammer (23) verbunden sind und Verbindungen mit einem entsprechenden Satz von Einlassen (22a–22d) schaffen, die an einem Auslasskrümmerkühlmantel (18) angeordnet sind.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskrümmerkühlmantel (18) durch eine Trennwand (19) in einen Kühlmitteleinlasskanal (20) und einen Kühlmittelauslasskanal (21) aufgeteilt ist, wobei der Kühlmitteleinlasskanal (20) mit dem Satz der Einlässe (22a–22d) verbunden ist, die an dem Auslasskrümmerkühlmantel (18) angeordnet sind und zu einer Auslassöffnung (20a) des Kühlmitteleinlasskanals (20) führen
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (20a) des Kühlmitteleinlasskanals (20) mit einer Einlassöffnung (27) an einer Kühlmittelkammer (28) verbunden ist, die in einer Turboladereinheit (26) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmittelauslasskanal (21) zwischen einer Einlassöffnung (21a) des Kühlmittelauslasskanals (21) und dem ersten Kühlmantelauslass (21d) erstreckt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmantelauslass (21e) mit dem Kühlmittelauslasskanal (21) verbunden ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (21a) des Kühlmittelauslasskanals (21) mit einer Auslassöffnung (29) einer Kühlmittelkammer (28) verbunden ist, die in einer Turboladereinheit (26) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleinlasskanal (20) und der Kühlmittelauslasskanal (21) über mindestens eine Bypass-Öffnung (24) strömungstechnisch miteinander verbun den sind.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bypass-Öffnung (24) je Zylinder (12) vorgesehen ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelauslasskanal (21) einen größeren Querschnitt als der Kühlmitteleinlasskanal (20) aufweist.