DE913718C - Cylinder head for air-cooled 4-stroke diesel engines - Google Patents

Cylinder head for air-cooled 4-stroke diesel engines

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DE913718C DEK8314A DEK0008314A DE913718C DE 913718 C DE913718 C DE 913718C DE K8314 A DEK8314 A DE K8314A DE K0008314 A DEK0008314 A DE K0008314A DE 913718 C DE913718 C DE 913718C
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Description

Zylinderkopf für luftgekühlte 4-Takt-Dieselmaschinen Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für luftgekühlte 4-Takt-Dieselmaschinen mit einem in Strömungsrichtung der Kühlluft den Kopf durchsetzenden Kühlluftkanal, vor dem eine vom Zylinder abgetrennte, eine Einspritzdüse und eine Glühkerze aufweisende Brennkammer angeordnet ist, an der die gegebenenfalls durch ein Blech zum Zylinderkopf gelenkte Kühlluft vorbei in den Kühlluftkanal gelangt.Cylinder head for air-cooled 4-stroke diesel engines The invention relates to a cylinder head for air-cooled 4-stroke diesel engines with an in Direction of flow of the cooling air the head penetrating cooling air duct, in front of the one The combustion chamber is separated from the cylinder and has an injection nozzle and a glow plug is arranged on which the possibly steered through a sheet to the cylinder head Cooling air passes into the cooling air duct.

Ein Zylinderkopf der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt. Es ist Aufgabe der Erfindung, denselben zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Glühkerze, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter der Brennstoffdüse und auf der Rückseite der Brennkammer angeordnet ist, wobei der Querschnitt der Brennkammerwandung im Grundriß eine ovale, zum Kühlluftkanal hin sich verjüngende Form aufweist. Durch die Erfindung wird die Strömung der Kühlluft an der Brennkammer vorbei in dem Kühlluftkanal begünstigt. Die erfindungsgemäße Form der Brennkammer hat die Wirkung, daß die Kühlluft mit geringerer Wirbelbildung an der Brennkammer vorbei in den Kühlluftkanal gelangt. Bei wassergekühlten Dieselmaschinen ist es bekannt, die Glühkerze an der Rückseite der Brennkammer anzuordnen. Wassergekühlte Brennkraftmaschinen geben jedoch keinen Hinweis im Sinne der neuen Erfindung, weil bei diesen die erfindungsgemäße Aufgabe nicht auftritt.A cylinder head of the type described above is known. It The object of the invention is to improve the same. This task is solved by that the glow plug, viewed in the direction of flow of the cooling air, is behind the fuel nozzle and is arranged on the rear of the combustion chamber, the cross section of the The combustion chamber wall is oval in plan, tapering towards the cooling air duct Has shape. The invention reduces the flow of cooling air to the combustion chamber favors passing in the cooling air duct. The shape of the combustion chamber according to the invention has the effect that the cooling air with less vortex formation on the combustion chamber passes into the cooling air duct. In the case of water-cooled diesel engines, it is known to arrange the glow plug on the back of the combustion chamber. Water-cooled Internal combustion engines, however, do not give any indication within the meaning of the new invention, because in these the object according to the invention does not occur.

In der Zeichnung ist ein Zylinderkopf gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, a cylinder head according to the invention is for example shown.

Abb. i zeigt den Zylinderkopf senkrecht geschnitten; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i ; Abb. 3 zeigt einen Schnitt entsprechend dem der Abb. i, jedoch mit einer anderen Ausführung einer Einzelheit des Zylinderkopfes; Abb. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. 3.Fig. I shows the cylinder head cut vertically; Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. i; Fig. 3 shows one Section corresponding to that of Fig. I, but with a different execution of a detail of the cylinder head; Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of Fig. 3.

Der Zylinderkopf ist ein solcher für eine luftgekühlte 4-Takt-Dieselmaschine. In ihm ist eine vom Zylinder i abgetrennte Brennkammer 2 vorgesehen, die mit dem Zylinder i durch einen Schußkanal 3 verbunden ist und in die eine Glühkerze 4. hineinragt. Der Brennstoff wird durch eine Einspritzdüse 5 in die Brennkammer eingespritzt. Im Zylinderkopf sind zwei durch hängende Ventile gesteuerte Kanäle für den Ein- und Auslaß angeordnet. Der Einlaßkanal ist mit 6 und der Auslaßkanal mit 7 bezeichnet. Von den hängenden Ventilen ist in Abb. i nur das Einlaßventil 8 zu sehen. Die Ventile werden über Kipphebel 9 und Stoßstangen io von einer Nockenwelle, die im Kurbelgehäuse der Dieselmaschine angeordnet ist, entgegen der Kraft von Federn i i angetrieben. Der Zylinderkopf ist mit Hilfe von Schrauben 12 auf dem Zylinder i befestigt. Die Kühlluft wird in Richtung der in Abb. i eingezeichneten Pfeillinie a gegen den Zylinderkopf geblasen. Zwecks guter Abführung der Wärme des Zylinderkopfes ist derselbe mit Kühlrippen besetzt. Es sind Kühlrippen 13 außen an der Brennkammer 2 und Kühlrippen 14 außen an den Kanälen 6 und 7 angeordnet. Von großer Wichtigkeit ist jedoch, daß auch Kühlrippen 15 in dem den Zylinderkopf in Strömungsrichtung der Kühlluft durchsetzenden Kühlluftkanal zwischen den Kanälen 6 und 7 auf dem Grundkörper 16 stehend angeordnet sind. Diese Kühlrippen sind zur Kühlung des heißesten Teiles des Zylinderkopfes, d. h. der Partie des Grundkörpers 16 zwischen den Ventilen, vorgesehen. Die Kühlluft wird durch ein Leitblech 17 gegen den Zylinderkopf geleitet, das an eine in der Höhe der vom Zylinder i abgewandten Seite der Brennkammer 2 über dem Grundkörper angeordnete, mit diesem durch die Kühlrippen 15 sowie durch die Wände der Kanäle 6 und 7 und der Brennkammer 2 zusammengegossene Platte 18 angeschlossen ist.The cylinder head is for an air-cooled 4-stroke diesel engine. In it a separated from the cylinder i combustion chamber 2 is provided with the Cylinder i is connected by a firing channel 3 and into which a glow plug 4 protrudes. The fuel is injected into the combustion chamber through an injection nozzle 5. In the cylinder head there are two channels controlled by overhead valves for the and outlet arranged. The inlet channel is designated with 6 and the outlet channel with 7. Of the hanging valves, only inlet valve 8 can be seen in Fig. I. The valves are via rocker arms 9 and bumpers io from a camshaft in the crankcase the diesel engine is arranged, driven against the force of springs i i. The cylinder head is fastened to the cylinder i by means of screws 12. the Cooling air is drawn in the direction of the arrow line a in Fig. I against the cylinder head blown. In order to dissipate the heat from the cylinder head, it is equipped with cooling fins occupied. There are cooling fins 13 on the outside of the combustion chamber 2 and cooling fins 14 on the outside arranged on channels 6 and 7. It is of great importance, however, that cooling fins also 15 in the cooling air duct penetrating the cylinder head in the direction of flow of the cooling air are arranged standing between the channels 6 and 7 on the base body 16. These Cooling fins are used to cool the hottest part of the cylinder head, i. H. the lot of the base body 16 between the valves, is provided. The cooling air is passed through a Guide plate 17 directed against the cylinder head, which is at the height of the cylinder i facing away from the combustion chamber 2 above the base body, with this through the cooling fins 15 and through the walls of the channels 6 and 7 and the combustion chamber 2 plate 18 cast together is connected.

Von besonderem Vorteil ist es, daß bei dem Zylinderkopf die Glühkerze 4, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, auf der Rückseite der Brennkammer :2 angeordnet ist. Es ergibt sich dadurch eine günstige Strömung der Kühlluft. Dieser Vorteil ist insbesondere aus der Abb. 2 zu erkennen. Die Abb.2 zeigt, daß die äußere Begrenzung i9 der die Brennkammer :2 und die Glühkerze 4. umschließenden Wandung 2o des Zylinderkopfes, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, allmählich schmaler wird. Da die Ventile und die Brennkammer 2 im Dreieck zueinander angeordnet sind und sich die Glühkerze 4 an der den Ventilen zu gerichteten Seite der Brennkammer 2 befindet, wird die äußere Begrenzung i9 der Wandung 2o in vorteilhafter Weise nach dem Raum zwischen den Kanälen 6 und 7 zu schmaler, in dem sich die Kühlrippen 15 befinden. Der Zustrom von Kühlluft zu diesen Kühlrippen 15 wird dadurch außerordentlich begünstigt. Damit die Kühlluft zu den Kühlrippen 15 noch einen besseren Zutritt hat, sind beiderseits der Brennkammer :2 nach dem Raum zwischen den Kanälen 6 und 7 zu zwischen diesen und der Brennkammer z weite Öffnungen 21 für den Durchtritt von Kühlluft vorgesehen. Damit die Kühlluft ohne große Verluste an den Kanälen 6 und 7 vorbeiströmen kann, sind auch deren äußere Begrenzungen an den Öffnungen 2i so wie die äußere Begrenzung 19 der Wandung 20 der Brennkammer 2 strömungsgünstig geformt.It is of particular advantage that the glow plug in the cylinder head 4, seen in the direction of flow of the cooling air, on the rear of the combustion chamber : 2 is arranged. This results in a favorable flow of the cooling air. This The advantage can be seen in particular from Fig. 2. Fig.2 shows that the outer Limitation i9 of the wall surrounding the combustion chamber: 2 and the glow plug 4. 2o of the cylinder head, seen in the direction of flow of the cooling air, gradually narrower will. Since the valves and the combustion chamber 2 are arranged in a triangle to one another and the glow plug 4 is located on the side of the combustion chamber facing the valves 2 is located, the outer boundary i9 of the wall 2o is advantageously to narrow after the space between the channels 6 and 7, in which the cooling fins are 15 are located. The flow of cooling air to these cooling fins 15 is therefore extraordinary favored. So that the cooling air to the cooling fins 15 even better access are on both sides of the combustion chamber: 2 after the space between the channels 6 and 7 to between these and the combustion chamber z wide openings 21 for the passage provided by cooling air. So that the cooling air without major losses at the channels 6 and 7 can flow past, are also their outer boundaries at the openings 2i as well as the outer boundary 19 of the wall 20 of the combustion chamber 2 in a flow-favorable manner shaped.

Wie die Abb. 2 zeigt, sind die Kühlrippen 15 an ihren der Brennkammer 2 zu gerichteten Enden in die Strömungsrichtung der Kühlluft in den Öffnungen 21 umgebogen. Dadurch wird das Hineinströmen der Kühlluft in die Zwischenräume zwischen den Kühlrippen 15 begünstigt.As Fig. 2 shows, the cooling fins 15 are on their the combustion chamber 2 to directed ends in the flow direction of the cooling air in the openings 21 bent over. This prevents the cooling air from flowing into the spaces between the cooling fins 15 favored.

Eine Abänderung der Kühlrippen 15 zeigen die Abb. 3 und 4. Wie insbesondere aus der Abb.4 ersichtlich ist, verlaufen in dieser die Kühlrippen 15 an ihren der Brennkammer 2 zu gerichteten Enden in gerader Richtung an die Brennkammer 2 heran. Damit auch bei einer derartigen Ausführung der Kühlrippen 15 die Kühlluft in die Räume zwischen den Kühlrippen eintreten kann, nehmen die Kühlrippen an ihren der Brennkammer zu gerichteten Enden nach den Öffnungen 21 zu in ihrer Höhe ab (s. insbesondere Abb. 3).A modification of the cooling fins 15 are shown in FIGS. 3 and 4. How in particular from Fig.4 it can be seen that the cooling fins 15 extend in this at their the Combustion chamber 2 towards directed ends in a straight direction towards the combustion chamber 2. Thus, even with such an embodiment of the cooling fins 15, the cooling air into the Can enter spaces between the cooling fins, take the cooling fins at their the The height of the combustion chamber decreases towards the ends facing the openings 21 (see in particular Fig. 3).

Aus gießtechnischen Gründen hat die Platte 18 zwischen den Ventilen und der Glühkerze 4 eine durch ein Blech 22 verschließbare Öffnung 23. Die Öffnung 23 ist zur Herausnahme eines in der Gießform notwendigen Kernes vorgesehen.For reasons of casting technology, the plate 18 has between the valves and the glow plug 4 has an opening 23 which can be closed by a sheet metal 22. The opening 23 is provided for removing a core necessary in the casting mold.

Damit der Kühllufteintritt zu den Öffnungen 21 ungehindert erfolgen kann und die Zugänglichkeit der Glühkerze 4 erhalten bleibt, sind die Stoßstangen io auf der von der Brennkammer :z entgegengesetzten Seite der durch die Ventilschäfte 24 führenden Ebene b-b angeordnet. Bei dieser Anordnung der Stoßstangen werden diese von erwärmter Kühlluft umströmt, so daß sie sich so wie der Zylinder in ihrer Länge dehnen. Das Ventilspiel wird daher durch den Einfluß der Wärme auf die Teile der Dieselmaschine nicht größer. Um den Zylinderkopf für mehrzylindrige Dieselmaschinen verwendbar zu machen, sind die Kanäle 6 und 7 nach der Seite des Zylinderkopfes geleitet, an der sich die Stoßstangen io befinden. Die Anordnung von mehreren Zylinderköpfen kann also so getroffen werden, daß alle Kanäle 6 und 7 an einer Seite der ,Maschine zum Anschluß von Ein- und Auslaßleitungen münden. Wie insbesondere die Abb.2 zeigt, sind die Kanäle 6 und 7 beiderseits der Stoßstangen vorbeigeführt, und zwar so, daß die Stoßstangen io und die Kanäle 6 und 7 in bezug auf die durch die Mitte der Brennkammer und die Mittelachse des zum Zylinderkopf gehörigen Zylinders gelegte Ebene symmetrisch angeordnet sind.So that the entry of cooling air to the openings 21 can take place unhindered can and the accessibility of the glow plug 4 is maintained, are the bumpers io on the opposite side from the combustion chamber: z that through the valve stems 24 leading level b-b arranged. With this arrangement of the bumpers, these heated cooling air flows around them, so that they are as long as the cylinder stretch. The valve clearance is therefore due to the influence of heat on the parts of the Diesel engine no bigger. Around the cylinder head for multi-cylinder diesel engines To make it usable, the channels 6 and 7 are on the side of the cylinder head on which the bumpers are located. The arrangement of several cylinder heads can therefore be made so that all channels 6 and 7 on one side of the machine open to the connection of inlet and outlet lines. As especially Figure 2 shows, the channels 6 and 7 are led past on both sides of the bumpers, in this way, that the bumpers io and the channels 6 and 7 with respect to the through the middle of the Combustion chamber and the central axis of the cylinder belonging to the cylinder head Level are arranged symmetrically.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zylinderkopf für luftgekühlte 4-Takt-Dieselmaschinen mit einem in Strömungsrichtung der Kühlluft den Kopf durchsetzenden Kühlluftkanal, vor dem eine vom Zylinder abgetrennte, eine Einspritzdüse und eine Glühkerze aufweisende Brennkammer angeordnet ist, an der die gegebenenfalls durch ein Blech zum Zylinderkopf gelenkte Kühlluft vorbei in den Kühlluftkanal gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkerze, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter der Brennstoffdüse und auf der Rückseite der Brennkammer angeordnet ist, wobei der Querschnitt der Brennkammerwandung im Grundriß eine ovale, zum Kühlluftkanal hin sich verjüngende Form aufweist. PATENT CLAIMS: i. Cylinder head for air-cooled 4-stroke diesel engines with a cooling air duct penetrating the head in the direction of flow of the cooling air, in front of the one separated from the cylinder, an injector and a Glow plug having combustion chamber is arranged to which the optionally by a sheet of cooling air directed to the cylinder head passes into the cooling air duct, characterized in that the glow plug, viewed in the direction of flow of the cooling air, is located behind the fuel nozzle and on the back of the combustion chamber, wherein the cross section of the combustion chamber wall in plan is an oval, to the cooling air duct has a tapering shape. 2. Zylinderkopf nach Anspruch i, bei dem in dem Raum zwischen den Kanälen für den Ein-und/oder Auslaß auf dem Grundkörper stehende, nach der Brennkammer zu laufende Kühlrippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kühlrippen an ihren der Brennkammer zu gerichteten Enden in die Strömungsrichtung der Kühlluft umgebogen sind, so daß sie in öffnungen hineinragen, die beiderseits der Brennkammer liegen. 2. Cylinder head according to claim i, in which in the space between the channels for the inlet and / or outlet standing on the base body, cooling fins running after the combustion chamber are arranged, characterized in that that these cooling fins at their ends facing the combustion chamber in the direction of flow the cooling air are bent so that they protrude into openings on both sides the combustion chamber. 3. Zylinderkopf nach Anspruch i, bei dem in dem Raum zwischen den Kanälen für den Einund,/oder Auslaß auf dem Grundkörper stehende, nach der Brennkammer zu laufende Kühlrippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kühlrippen an ihren der Brennkammer zu gerichteten Enden in gerader Richtung an die Brennkammer heranlaufen und dort nach Öffnungen zu in ihrer Höhe abnehmen, die beiderseits der Brennkammer liegen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 704 342; schweizerische Patentschrift Nr. 229 932; britische Patentschrift Nr. 371 o25.3. Cylinder head according to claim i, in which in the space between the channels for the inlet and / or outlet on the base body standing, after the combustion chamber to running cooling fins are arranged, characterized in that these cooling fins at their ends facing the combustion chamber in run straight up to the combustion chamber and there decrease in height according to openings that lie on both sides of the combustion chamber. Cited publications: German Patent No. 704,342; Swiss Patent No. 229 932; British Patent No. 371,025.
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