DE970978C - Air-cooled cylinder head for internal combustion engines - Google Patents
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Description
Luftgekühlter Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten. Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen, der eine in der Anblaserichtung dies Hauptkühlluftstrotnes vorn liegende, mit dem ArbeitszylindeT- verlmindene Brennkamme#r und die Ventile für den Ein- und Auslaß enthält, die mit der Brennkammer im Dreieck angeordnet sind und zwischen denen: ein hohen Betriebstemperaturen ausgesetzter Steg liegt, gegen den und dessen Umgebung ein Kühlluftstrom von oben her auf den Zylinderdeckel zu bläst.Air-cooled cylinder head for internal combustion engines The invention relates to an air-cooled. Cylinder head for internal combustion engines, the one in the direction of blow This main cooling air stream is in the front, with the combustion chamber lined with the working cylinder and contains the valves for the inlet and outlet, those with the combustion chamber in a triangle are arranged and between which: a subject to high operating temperatures The web is against which and its surroundings a flow of cooling air from above onto the Cylinder cover blows.
Bei einem luftgekühlten Zylinderkopf der vorbeschriebenen Art ist es sehr schwierig, den Steg genügend zu kühlen, weil die Aufbauten auf dem Zylinderdeckel den Zufluß von Kühlluft zum Steg stark behindern. Um die Kühlung zu verbessern, ist es bei einem Zylinderkopf bekanntgeworden, durch dieBrennkammer sowie durch Zwischenwände düsenartig verengte Kanäle zu bilden. Durch diese Kanäle soll ein senkrecht zur Zylinderachse herangeführter Luftstrom in mittlere und seitliche Teilluftströme unterteilt werden, von denen sich der mittlere, einen größeren Druckabfall aufweisende Teilstrom mit Teilen der seitlichen, keinen wesentlichen Druckabfall aufweisenden Teilströme in einer Ausgleichskammer hinter der Brennkammer wieder vereinigt. Bei diesem bekannten Zylinderkopf wird der mittlere Teilluftstrom von oben her über die Rückseite der Brennkammer gegen den gefährdeten Steg und dessen Umgebung geblasen. Der mittlere Teilluftstrom hat sich, ehe er in den Bereich des Steges gelangt, an der Brennkammer bereits beträchtlich aufgeheizt, so daß er zur Kühlung dieses Steges keinen nennenswerten Beitrag leisten kann. Bei allen bisher bekannten Zylinderköpfen der hier in Rede stehenden Art wurde die Kühlluft zum Steg so geführt, daß sie sich mehr oder weniger an den Aufbauten erwärmte, ehe sie zum Steg gelangte.In an air-cooled cylinder head of the type described above it is very difficult to cool the bridge sufficiently because the build-up on the cylinder cover severely obstruct the flow of cooling air to the bridge. To improve cooling, it became known in a cylinder head, through the combustion chamber as well as through To form partitions narrowed like nozzles channels. Through these channels a Air flow brought in perpendicular to the cylinder axis in middle and side partial air flows are subdivided, of which the middle one, exhibiting a greater pressure drop Partial flow with parts of the lateral, no significant pressure drop exhibiting Partial flows are reunited in a compensation chamber behind the combustion chamber. at This known cylinder head is the middle partial air flow from above over the back of the combustion chamber against the endangered Bridge and its Blown environment. The middle partial airflow has increased before it enters the area of the Steges arrives, already heated considerably at the combustion chamber, so that he for Cooling of this web cannot make a significant contribution. With all so far known cylinder heads of the type in question here, the cooling air became the bridge guided in such a way that it warmed up more or less on the superstructure before it went to the Steg got there.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Zylinderkopf so auszubilden, daß der Steg genügend gekühlt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein besonderer, vorher keiner Erwärmung an anderen Teilen des Zylinderkopfes ausgesetzter Kühlluftstrom in Richtung der Zylinderachse gegen den Steg bläst, dort umgelenkt wird und durch Kühlluftkanäle zwischen der Brennkammer und den Pfeifen für den Ein- und Auslaß nach drei Seiten abströmt.It is the object of the invention to design the cylinder head so that the bridge is sufficiently cooled. This problem is solved in that a special, Cooling air flow previously not exposed to heating on other parts of the cylinder head blows in the direction of the cylinder axis against the web, is deflected there and through Cooling air ducts between the combustion chamber and the pipes for the inlet and outlet flows off on three sides.
Bei luftgekühlten, Br#--nnkraftmaschinen, bei denen keine in der Anhlaserichtung des Hauptkühlluftstromes vorn liegende, mit dem Arbeitszylinder verbundene Brennkammer angeordnet ist, ist es an sich bekannt, die Kühlluft von, oben her inRichtung der Längsmittelachse des Zylinders gegen den Zylinderkopf zu leiten. Weiterhin ist es, bekannt, das Kühlltiftleitblech. so auszubilden, daß es zusanimen mit den Rippen des, Zylinderkopfes, Kühlluftle,itka,n#ä-1,e bildet, von denen die einen die aus dem Stattdruckraum der Verkleidungshaube, entnommenie Frischluft über den vorderen und die anderen, zu den, ersteren, annähernd parallel angeordneten Leitkanäle die ebenfalls aus dem Staudruckraum, entnommene Frischluft über den hinteren Teil des Zylinderkopfes führen, wobei zwischen, den. beiden Kühlluftleitkanälen innerhalb der Kühlrippen. düs Zylinderkopfes einte Leitvorric.htung vorgesehen ist, die die beiden, den vorderen und den hinteien. Zylinderkopfteil liespülenden Luftströme voneinander getrennt hält und den durch die Leitkanäle zuströmenden Kühl-Inftteil den seitlich angeordneten Atislaßöffnungen zuführt. Wie bereits angedeutet, habien die bekannten Brennkraftmaschinen keine in der Anblaiserichtung des Hauptkühlstrr-mes vorn. liegende BrennkamnieT. Bei Zylinderköpfen mit sollchen Brennkammern macht jedoch die genügende Kühlung des Steges zwischen, den. Ventilen für einen Ein- und Auslaß große Schwierigkeiten. Bei solchen Zylinderköpfen ist es. nicht möglich, die gesamte Kühlluft von oben her gegen den, Zylinderkopf zu blasen, weil wegen- der Einspritzdüse die Brenn,-kammer nicht genügend gekühlt wird. Man. hat daher den Hauptkühlluftstrom senkrecht zur Zylinderachse gegen den Zylinderkopf geleitet und die Brennkammer nach vorn gelegt, so daß sie zuerst von der Kühlluft bestrichen wird. Dadurch ist aber nunmehr die Aufgab ' e gemäß der neuen Erfindung bedingt. -Der Steg zwischen den Ventilen für den Ein,- und Auslaß wird durch die nette Erfindung ausreichend gekühlt. Eine Möglichkeit der Kühl-Inftführung nach Axt der vorstehend erwähnten Ausführung von Kühlluftleitblechen besteht bei einem Zylinderkopf gemäß der neuen, Erfindung nicht, weil die Anwesenheit der Brenilkammer die bekannte Anordnung von Kühlluftleithlechen nicht zuläßt.In air-cooled, internal combustion engines, in which there is no combustion chamber connected to the working cylinder and located in front in the direction of the main cooling air flow, it is known per se to direct the cooling air from above in the direction of the longitudinal center axis of the cylinder towards the cylinder head . It is also known, the Kühlltiftleitblech. to be designed in such a way that it forms together with the ribs of the cylinder head, Kühlluftle, itka, n # ä-1, e, one of which is the fresh air taken from the pressure chamber of the fairing hood via the front and the other to the former , guide channels arranged approximately parallel to lead the fresh air, also taken from the back pressure, over the rear part of the cylinder head, with between, the. two cooling air ducts within the cooling fins. nozzle cylinder head a Leitvorric.htung is provided that the two, the front and the rear. The cylinder head part keeps the air flows separate from each other and feeds the cooling inlet part flowing in through the guide channels to the laterally arranged air outlet openings. As already indicated, the known internal combustion engines do not have any in the front direction of the main cooling flow. Lying burning chamber. In the case of cylinder heads with Sollchen combustion chambers, however, sufficient cooling of the web between the. Valves for an inlet and outlet great difficulty. With such cylinder heads it is. It is not possible to blow all of the cooling air from above against the cylinder head, because the combustion chamber is not sufficiently cooled because of the injection nozzle. Man. has therefore directed the main flow of cooling air perpendicular to the cylinder axis against the cylinder head and moved the combustion chamber forward so that it is first swept by the cooling air. Characterized but the abandoned 'e is now according to the new invention related. -The bridge between the valves for the inlet and outlet is adequately cooled by the nice invention. A possibility of the cooling inft guide according to ax of the above-mentioned design of cooling air guide plates does not exist in a cylinder head according to the new invention, because the presence of the fuel chamber does not allow the known arrangement of cooling air guide plates.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der E rfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, an embodiment of the E is rfindung example shown.
Abb. i zeigt einen luftgekühlten Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen von der Seite gesehen; Abb. 2 zeigt den Zylinderkopf nach Abb. i von oben; Äbb. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Abb. i; Abb. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Abb. i.Fig. I shows an air-cooled cylinder head for internal combustion engines seen from the side; Fig. 2 shows the cylinder head according to Fig. I from above; Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. I; Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. I.
Der in den Abbildungen dargestellte Zylinderkopf ist ein solcher für eine Viertaktdieselmaschine, die mit einer vorn Arbeitszylinder getrennten Breiiiikammer arbeitet, die im Zylinderkopf liegt. Sie ist mit i bezeichnet. Die Brennkammer i ist mit dein Arbeitszylinder über einen durch den Zylinderdeckel 2 hindurchgeführten Schußkanal 3 verbunden. Neben der Brennkammer i enthält der Zvlinderkopf noch die Ventile für den Ein- und Ausiaß. Die Ventile selbst sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. jedoch sind aus der Abb. 4 die in der Zylinderbodeenfläche liegenden Öffnungen 4 und 5 für den Ein- bzw. Auslaß zu erkennen, die -von den Ventilen gesteuert -werden- Durch die Anordnung der Öffnungen 4 und 5 entsteht 2iii zwischen diesen Öffnungen liegender, hohen Betriebstemperaturen aus-gesetzter Steg 6 des Zylinderdeckels 2, der, wie die Erfahrung gezeigt hat, sehr leicht reißt, so daß der Zylinderkopf unbrauchbar wird. Der Steg 6 ist jedoch, nicht allein gefährdet. Es muß dem ganzen zwischen der Brennkammer i und den Ventilen liegenden Teil des Zylinderdeckels in bezug auf die Kühlung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Damit eine wirklich intensive Kühlung der genannten Teile des Zylinderdeckels 2 erreicht wird, ist der Zylinderkopf so ausgebildet, daß von außen herangeführte Kühlluft in Richtung auf den Zylinderdeckel 2 zu gegen, iden Steg 6 und auch gegen dessen, unmittelbare Umgebung bläst, Jort umgelenkt wird und durch Kanäle im Zylinderkopf nach den Seiten abströmt.The cylinder head shown in the figures is for a four-stroke diesel engine that works with a pulp chamber that is separate from the working cylinder and is located in the cylinder head. It is denoted by i. The combustion chamber i is connected to the working cylinder via a firing channel 3 passed through the cylinder cover 2. In addition to the combustion chamber i, the cylinder head also contains the valves for inlet and outlet. The valves themselves are not shown for the sake of simplicity. However, in Fig. 4 the openings 4 and 5 for the inlet and outlet, which are in the cylinder bottom surface and which are controlled by the valves, result from the arrangement of the openings 4 and 5 , 2iii lying between these openings, The web 6 of the cylinder cover 2 exposed to high operating temperatures, which, as experience has shown, tears very easily, so that the cylinder head becomes unusable. The web 6 is, however, not only endangered. Particular attention must be paid to the entire part of the cylinder cover lying between the combustion chamber i and the valves with regard to cooling. So that a really intensive cooling of the mentioned parts of the cylinder cover 2 is achieved, the cylinder head is designed so that cooling air brought in from the outside in the direction of the cylinder cover 2 blows against, iden web 6 and also against its immediate surroundings, is deflected and flows off to the sides through channels in the cylinder head.
Bei dem dargestellten Zylinderkopf sind die Brenn,kammer i und die Ventile für den Ein- und Auslaß im Dreieck zueinander angeordnet. Demzufolge bilden die trentikammer i und die Pfeifen 7 und 8 für den Ein- und Auslaß drei nach den Seiten des Zylinderkopfes austretende Kühlluftkanäle 9, io und, i i, die unten durch den Zylinderdecke12 und oben durch eine in einem Abstand über dem Zylinderdeckel 2 angeordnete, mit diesem zusammengegossene, die Brennkammer i und die Pfeifen 7 und 8 verbindende Platte 12 begrenzt werden. Die Platte 12 weist über dem zwischen der Brennkammer i und, den Ventilen liegenden Teil des Zylinderdeckels:2 eine Eintrittsöffnung 13 für die Kühlluft zum Steg 6 und dessen unmittelbare Umgebung auf. Von der gegen den Zylinderkopf geblasenen Kühlluft strömt ein großer Teil durch,die Öffnung 13 ein und bläst gewissermaßen in senkrechter Richtung gegen den Steg 6, so daß dieser außerordentlich gekühlt wird, und zwar von Kühlluft, die vorher keine Erwärmung an anderen Teilen des Zylinderkopfes erfahren hat.In the cylinder head shown, the combustion chamber i and the valves for the inlet and outlet are arranged in a triangle to one another. As a result, the trentikammer i and the pipes 7 and 8 for the inlet and outlet form three cooling air ducts 9, io and ii, exiting to the sides of the cylinder head, through the cylinder cover 12 at the bottom and through a spaced above the cylinder cover 2, with this cast together, the combustion chamber i and the pipes 7 and 8 connecting plate 12 are limited. The plate 12 has an inlet opening 13 for the cooling air to the web 6 and its immediate surroundings above the part of the cylinder cover 2 lying between the combustion chamber i and the valves. A large part of the cooling air blown against the cylinder head flows through the opening 13 and blows, so to speak, in a vertical direction against the web 6, so that it is extremely cooled, namely by cooling air that was previously not heated to other parts of the cylinder head Has.
Da die Auslaßpartie Aes Zylinderkopfes am meisten erwärmt wird, ist der Querschnitt des zwischen den -Pfeifen: 7 und 8 liegenden, Kühlluftkanals 9 größer als der Querschnitt eines der beiden anderen Kühlluftkanäle io und ii. Zwecks Verbesserung der Kühlung der gefährdeten Teile des Zylinde#deckels sind in den drei nach den Seiten des Zylinderkopfes führenden Kühlluftkanälen 9, io und i i auf dem Zylin-derdeckel 2 stehende Kühlrippen angeordnet. Die Kühlrippen 14 und 15 in den gegenüberliegenden Kanälen io und >ii sind im Bogen über den Steg 6 hinweg zum Kühlkanal 9 zwischen den Pfeifen 7 und 8 und durch diesen Kanal hindurchgeführt. Zur Verbesserung der Kühlung der Pfeife 8 für den Auslaß ist diese an ihrer Wand 16, die zur Begrenzung der KühIluftkanäle 9 und i i dient, mit Kühlrippen 17 und 18 besetzt. Im Kühlltiftkanal ii sind mehr Kühlrippen angeordnet als im Kühlluftkanal io. Zur Verbesserung der Kühlung der Breiink-ammer i hat diese an ihrer Wand ig, die zur Begrenzung der Kühlluftkanäle i o und i i dient, Kühlrippen 20.Since the outlet section of the cylinder head is heated the most, the cross section of the cooling air duct 9 located between the pipes: 7 and 8 is larger than the cross section of one of the other two cooling air ducts io and ii. In order to improve the cooling of the endangered parts of the cylinder cover, cooling fins standing on the cylinder cover 2 are arranged in the three cooling air ducts 9, 10 and II leading to the sides of the cylinder head. The cooling fins 14 and 15 in the opposite channels io and> ii are led in an arc over the web 6 to the cooling channel 9 between the pipes 7 and 8 and through this channel. In order to improve the cooling of the pipe 8 for the outlet, it is fitted with cooling fins 17 and 18 on its wall 16, which serves to limit the cooling air ducts 9 and ii. In the Kühlltiftkanal ii more cooling fins are arranged than in the Kühlluftkanal io. To improve the cooling of the Breiink-ammer i, it has cooling ribs 20 on its wall ig, which serves to limit the cooling air ducts io and ii.
Bei dem in denAbbildungen dargestelltenZylinderkopf ist die Brennkammer in der Anblaserichtung des Hauptkühlluftstromes angeordnet. Die gegen die Brennkammer i blasen-de Kühlluft wird durch eine entsprechende Führung von Leitrippen 21 und 22 in Höhe der Platte 12 an beiden Seiten des Zylinderkopfes vorbei geleitet. Dadurch besteht die Mög- lichkeit, daß die aus den Kühlluftkanälen io und i i austretende Kühlluft ebenfalls durch eine entsprechende Führung der Leitrippe 21, wie bei 23 dargestellt ist, getrennt von der Kühlluft an den Seiten des Zylinderkopfes vorbei abgeleitet wird, ,1;,- gec, e ii die Brennkammer i bläst. Zur weiteren b \lerbesserung der Kühlung der Pfeife 8 für den Auslaß ist dieselbe dort, wo die Kühlluft aus der Hauptanblaserichtungg gegen die Brennkammer i #,orbeiströmt, noch mit Kühlrippen 24 besetzt. Eine weitere Verbesserung der Kühlung der Pfeife'8 für der Auslaß ist dadurch hergestellt, daß oberhall) der Platte 12 ein Teilkühlluftstrorn um die Pfeife 8 herum -nach der Seite des Zylinderkopfes geführt wird. Es ist zu diesem Zweck in der Platte 12 oben eine Vertitfung:25 eingearbeitet.In the cylinder head shown in the figures, the combustion chamber is arranged in the direction in which the main cooling air flow is blown. The cooling air blowing against the combustion chamber i is guided by a corresponding guide of guide ribs 21 and 22 at the level of the plate 12 past both sides of the cylinder head. As a result, there is the possibility that the cooling air emerging from the cooling air ducts io and ii is also diverted separately from the cooling air past the sides of the cylinder head by a corresponding guide of the guide rib 21, as shown at 23,, 1;, - gec, e ii the combustion chamber i blows. Further b \ the cooling lerbesserung the pipe 8 for the outlet is the same, where the cooling air from the combustion chamber against the Hauptanblaserichtungg i # orbeiströmt, still occupied with cooling fins 24th A further improvement in the cooling of the pipe 8 for the outlet is produced by the fact that above the plate 12 a partial flow of cooling air is guided around the pipe 8 to the side of the cylinder head. For this purpose there is a recess in the top of the plate 12: 25.
Zum besseren Verständnis der Abbildungen sei noch bemerkt, daß die Befestigungsschrauben:26 für den Zylinderkopf bis oberhalb desselben durchs geführt sind. Über dem Zylinderkopf befindet sich bei der zusammengebauten Brennkraftmaschine noch eine auf dem Zylinderkopf befest.igte Schale zur Umhüllung und Lagerung der Kipphebel, die zur Betätigung der Ventile . dienen. Die Kipphebel werden über Stoßstangen betätigt, die von einer im KurbeIgehäuse liegenden Ncckenweile aus angetrieben werden und durch Öffnungen 27 des Zylinderkopfes bis in die Schale hinein hochgeführt sind. Die nach der von der Brennkammer i abgewandten Seite dfes Zylinderkopfes herausgeführten Pfeifen 7 und 8 sind an ihrer Mündunz ie mit einem Flansch 28 bzw. 29# -versehen, der zum Anschluß von Rohrleitungen dient.For a better understanding of the figures, it should be noted that the fastening screws: 26 for the cylinder head are passed through to above the same. In the assembled internal combustion engine, above the cylinder head there is also a shell that is fastened to the cylinder head and is used to encase and support the rocker arms that operate the valves . to serve. The rocker arms are operated by push rods which are driven by a cam shaft located in the crankcase and which are led up through openings 27 in the cylinder head into the shell. The pipes 7 and 8 led out to the side of the cylinder head facing away from the combustion chamber i are provided with a flange 28 or 29 # at their mouth which is used to connect pipelines.
Der Zylinderkopf ist vorzugsweise ein solcher für eine Brennkraftmaschille, bei der mehrere Zylinder in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. In Abb. 4 ist strichpunktiert angedeutet, wie die Zylinderköpfe sol#cher Brennkraftmaschinen aneinandergrenzen. Zur Heranführung des Kühlluft,stromes an den Zylinderkopf bzw. die Zylinderköpfe sind diese selbstverständlich in bekannter Weise noch von Kühlluftleitblechen umgeben.The cylinder head is preferably one for an internal combustion engine, in which several cylinders are arranged in one or more rows. In fig. 4 is indicated by dash-dotted lines, like the cylinder heads of such internal combustion engines adjoin each other. To bring the cooling air flow to the cylinder head or the cylinder heads are of course also made of cooling air baffles in a known manner surround.
Die Erfindung ist nicht auf den in den Abb. i bis 4 dargestellten Zylinderkopf beschränkt. Sie ist bei allen Zylinderköpfen mit Vorteil anwendbar, die eine Brennkammer und einen hohen Temperaturen ausgesetzten Steg oder mehrere solcher Stege aufweisen, wie dies z, B. bei Viertaktbrenn, kraftmaschinen, die mehr als je ein Ventil für den Ein- und Auslaß oder bei Zweitaktbrennkraftinaschintn, die ein Ventil und eine Br#ennkammer im Zylinderkopf haben, der Fall ist.The invention is not limited to the cylinder head shown in FIGS. It can be used with advantage in all cylinder heads that have a combustion chamber and a web or several such webs exposed to high temperatures, as is the case, for example, with four-stroke internal combustion engines, which have more than one valve each for the inlet and outlet or with two-stroke internal combustion engines , which have a valve and a combustion chamber in the cylinder head, is the case.
Die Erfindung ist hauptsächlich auf Zylinderköpfe ans Leichtmetall gerichtet. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß die Erfindung auch vorteilhaft: für Zylinderköpfe ist, die aus einem anderen Werkstoff bestehen.The invention is mainly based on cylinder heads attached to light metal directed. However, it is not excluded that the invention may also be advantageous: for cylinder heads made of a different material.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK13862A DE970978C (en) | 1952-04-13 | 1952-04-13 | Air-cooled cylinder head for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK13862A DE970978C (en) | 1952-04-13 | 1952-04-13 | Air-cooled cylinder head for internal combustion engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE970978C true DE970978C (en) | 1958-11-20 |
Family
ID=7214169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEK13862A Expired DE970978C (en) | 1952-04-13 | 1952-04-13 | Air-cooled cylinder head for internal combustion engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE970978C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3314720A1 (en) * | 1983-04-22 | 1984-10-25 | KHD Canada Inc. Deutz R & D Devision, Montreal, Quebec | CYLINDER HEAD FOR AN AIR COOLED PISTON COMBUSTION ENGINE |
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- 1952-04-13 DE DEK13862A patent/DE970978C/en not_active Expired
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