DE8621654U1

DE8621654U1 - Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE8621654U1
Application number: DE19868621654
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1986-09-25

Description

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Zylinderkopf für eine
flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmasöhine

Die Neuerung betrifft einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mehreren in Reihe angeordneten Zylindern, wobei im Zylinderkopf Auslaßkanäle, Einlaßkanäle und ein von einem Kühlmedium durchströmter Kühlraum vorgesehen sind.

Ein bekannter Zylinderkopf (DE-OS 20 30 983) für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, deren Zylinder in Eeihe angeordnet sind, weist einen sich über seine gesamte Länge erstreckenden Kühlraum auf. Das Kühlmedium durchströmt dabei den Kühlraum in Längsrichtung des Zylinderkopfs * Eine gleichmäßige Kühlung des Zylinderkopfs wird ,fit dieser Anordnung jedoch nicht erreicht, da sich die Kühlflüssigkeit beim Durchströmen des Kühlraums ständig erwärmt, so daß die zuletzt durchströmten Bereiche des Zylinderkopfes nur unzureichend gekühlt werden.

Aufgabe der Neuerung ist es, an einem Zylinderkopf solche Vorkehrungen zu treffen, daß eine sichere und an allen Zylindern gleichmäßige Kühlung des Zylinderkopfs gewährleistet ist.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Neuerung in vorteilhafter Weise ausgestaltenden Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Neuerung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die Anordnung von Querwänden im Kühlraum des Zylinderkopfes mehrere aneinandergesetzte Kammern geschaffen werden, die jeweils von einem gesonderten Kühlstrom beaufschlagt sind, so daß die Ein- und Ausläßkanäle jedes Zylinders eine gleichmäßige, definierte Kühlung erfahren. Begünstigt wird diese Kühlung noch dadurch, daß die Kühlmsdiumführung im Zylinderkopf quer zur Längsrichtung der Brennkraftmaschine erfolgt (Querstromkühlung) . Die Querstromkühlung ermöglicht eine einwandfreie und gezielte Kühlung der

kritischen Stellen des Zylinderkopfs, wie beispielsweise den Durchlaß zwischen den Auslaßkanälen bei einem Vierventilmotor. Außerdem sorgt die Qüerstromkuhlüng für eine absolut gleichmäßige Kühlung aller Zylinder (güter itotorwirkungsgfe.cä) . Durch die Querwände wird außerdem eine wesentliche Erhöhung der Zylinderkopfsteifigkeit erzielt, so daß die Außenwände des Zylinderkopfes dünner dimensioniert werden können. Dadurch wird zugleich eine Gewichtsredüzierunc» des Zylinderkopfs erzielt.

nachstehend näher beschrieben ist.

Ιώ der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt, das

nachsteh

Es zeigt ™

Fig* 1 einen Teilquerschnitt einer Brennkraftmaschine im Bereich eines ®

Zylinderkopfs und eines Zylinderkurbelgehäuses, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1 in kleinerem

Maßstab,
Fig.i 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III der Fig. 1. If

Die mehrzylindrige, flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine 1 umfaßt einen Zylinderkopf 2 und ein Zylinderkurbelgehäuse 3. Beide sind unter Zwischenschaltung einer Zylinderkopfdichtung 4 zusammengesetzt und werden mittels nicht gezeigter Zylinderkopfschrauben in Lage gehalten. Im Zylinderkurbelgehäuse 3 sind mehrere/ beispielsweise aus Grauguß bestehende, Zylinderlaufbüchsen 5 vorgesehen, die nach Fig. 1 durch separate, in das Zylinder-

I kurbelgehäuse 3 eingesetzte Bauteile gebildet werden. Zur Kühlung der fjj

Zylinderlaufbüchsen 5 ist zwischen dem Kurbelgehäuse 3 und der Zylinderlaufbuchse 5 ein mit einem Kühlmedium (Wasser) versehener Ringraum 6 vorgesehen.

Der Zylinderkopf 2 für die in Reihe angeordneten Zylinder umfaßt Auslaßkanäle 7, Einläßkanäle 8 und einen vom Kühlmedium durchströmten Kühlraum 9. Der Kühlraum 9 des Zylinderkopfs 2 ist mit dem Ringraum 6 des Zylinderkurbelgehäuses 2 verbunden. Jedem Zylinder sind zwei nicht näher dargestellte Einlaßventile und zwei Auslaßventile zugeordnet (Vierventilmotor), zu deren Aufnahme Ventilführungen 10, 11 vorgesehen sind.

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Benachbart einem Brennraum 12 bzw₄ einer Zündkerze 13 teilt sich sowohl der Einlaßkanal 8 als auch der Aüslaßkariai 7 in zwei nebeneinanderliegende Teilkanäle 7a und 7b/ 8a und 8b, wobei zwischen den beiden Teilkanalen 7a und 7b des ÄUslaßkanals 7 ein hohlraumförmigef Durchlaß 14 vorgesehen ist.

Um eine gezielte, intensive Kühlung der kritischen Stellen des Zylinderkopfes (Auslaßkanäle, Durchlaß zwischen den Aüslaßkanälen bei einem vierventilirotor) zu erzielen, ist der die Einlaßkanäle 8 und die Auslaßkanäle 7 umgebende Kühlraum 9 des Zylinderkopfs 2 durch Querwände 15, 16 in mehrere, äneinandergesetzte Kammern, 17, 18, 19 unterteilt, dergestalt, daß die Ein- und Auslaßkanäle 7 und 8 jedes Zylinders von einem gesonderten Kühlstrom beaufschlagt sind. Das Kühlmedium (Wasser) für jede Kammer 17, 18, 19 wird quer zur Längserstreckung der Brennkraftmaschine 1 durch den Zylinderkopf 2 hindurchgeführt (Querstromkühlung).

Jede Kammer 17,. 18, 19 des Zylinderkopfs 2 ist zumindest über eine im Zylinderkopfboden 21 vorgesehene Zuführöffnung 20 mit dem darunterliegenden _m Ringraum 6 des Zylinderkurbelgehäuses 3 verbunden. Gemäß Fig. 2 sind für

μ ' jede Kaitmer 17, 18, 19 zwei mit Abstand zueinander angeordnete Zuführöffnungen 20 vorgesehen. Die im Querschnitt beispielsweise kreisförmig ausgebildeten Zuführöffnungen 20 sind unterhalb der Auslaßkanäle 7 am Zylinderkopfboden 21 angeordnet, und zwar benachbart einer Längsseite A des Zylinderkopfs 2. Auf der gegenüberliegenden Längsseite B des Zylinderkopfs 2 ist ein gemeinsamer Sammelkanal 22 für das Kühlmedium aller Kammern 17, 18, 19 vorgesehen, wobei der Sammelkanal 22 in den Zylinderkopf 2 integriert ist.

S Der Sammelkanal· 22 weist entlang seiner Längserstreckung einen unterschiedlichen Querschnitt auf, wobei sich der Querschnitt in Strömungsrichtung C des Kühlmediums gesehen, kontinuierlich vergrößert. Nach Fig. 2 ist der Sammelkanal 22 an der Außenseite des Zylinderkopfes 2 angeformt, wobei jede Kammer 17, 18, 19 des Zylinderkopfes 2 über eine öffnung 23, 24, 25 mit dem Sammelkanal 22 in Verbindung steht. Der Sarrnelkanal 22 mündet in einen nicht dargesteUten KüM.er.

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Jede Querwand 15, 16 ,verlauft etwa rechtwinkelig zu den Längsseiten A, B des Zylinderkopfs 2 und verbindet diese miteinanderi An den Querwanden 15, 16 sind Örtlich mit Gewindeabschnitten 26 versehene Verdickungen 27 für die nicht gezeigten Zylinderkopfschrauben vorgesehen. Durch die Querwände 15/ 16 wird eine wesentliche Erhöhung der Steifigkeit des Zylinderkopfes 2 erreicht.

Die zwischen den Teilkanälen 7a und 7b vorgesehenen Durchlässe 14 werden vom Kühlmedium wirkungvoli durchströmt. Durch die Querströmkühiung innerhalb des Zylinderköpfes 2 wird eine gleichmäßige Kühlung aller Ein-Und Aüsläßkänäle I₁ 8 erzielt. Durch alle Zylinder werden dabei gleiche Kühlmengen hindurchgeführt. Der Strom des Kühlmediums durch die einzelnen Kammern 17, 18, 19 des Zylinderkopfs 2 ist mit Pfeilen a gekennzeichnet.

Claims

■ · > A 1 I 1 I I I ■ ·■ ·■ t ■ it Schutzansprüche

1. Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mehreren in Reihe angeordneten Zylindern, wobei im Zylinderkopf Auslaßkanäle, Einlaßkanäle und ein von einem Kühlmedium durchströmter Kühlraum vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ein- und Auslaßkanäle

(7 und 8) umgebende Kühlraum (9) des Zylinderkopfes (2) durch Querwände (15, 16} in mehrere, aneinandergesetzte Kannern (17, 18, 19) unterteilt ist, dergestalt, daß Ein- und Auslaßkanäle (7 und 8) jedes Zylinders von einem gesonderten Kühlstrom beaufschlagt sind, wobei das Kühlmedium in jeder Kammer (17, 18, 19) quer zur Längserstreckung des Zylinderkopfes \ (2) geführt wird.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (17, 18, 19) des Zylinderkopfes (2) über zumindest eine Zuführöffnung (20)

* mit dem darunterliegenden Zylinderkurbelgehäuse (3) verbunden ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede

„ Kammer (17, 18, 19) vorzugsweise zwei mit Abstand zueinander angeordnete

Zuführöffnungen (20) vorgesehen sind.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführöffnungen (20) unterhalb der Auslaßkanäle (7) am Zylinderkopfboden (21) angeordnet sind.

5. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführöffnungen (20) benachbart einer Längsseite (A) des Zylinderkopfs

(2) vorgesehen sind.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gegenüberliegenden Längsseite (B) des Zylinderkopfes (2) ein gemeinsamer Sammelkanal (22) für alle Kammern (17, 18, 19) angeordnet ist, wobei der Saume !kanal (22) in den Zylinderkopf (2) integriert ist.

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7. Zylinderkopf nach Anspruch 6_r dadurch gekennzeichnet, daß der Sanmel- · kanal (22) entlang, seiner Längserstreckung einen unterschiedlichen Querschnitt aufweist, dergestalt, daß der Querschnitt in Strörnungsrichtung des Kühlmediums gesehen, zunimmt.

8. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Saimelkanal (22) an der Außenseite des Zylinderkopfs (2) angeformt ist, wobei jede Kaitiner (17, 18, 19) des Zylir.derkopfes (2) über eine Öffnung (23, 24, 25) mit dem Sanrnelkanal (22) in Verbindung steht.

9. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Querwand (15, 16) etwa rechtwinkelig zu den Längsseiten (A und B) des Zylinderkopfs (2) verläuft und diese miteinander verbindet, wobei an der Querwand (15, 16) örtlich mit Gewindeabschnitten (26) versehene Verdickungen (27) für Zylinderkopfschrauben vorgesehen sind.

10. Zylinderkopf nach Anspruch 1, bei dem pro Zylinder zwei Auslaß- und zwei Einlaßkanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Teilkanälen (7a und 7b) ein Durchlaß (14) für das Kühlmedium vorgesehen ist.

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