DEP0004402DA

DEP0004402DA - Cylinder head for internal combustion engines

Info

Publication number: DEP0004402DA
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Publication date: 1951-01-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen. Sie besteht darin, daß er aus einer geschlossenen, keine Hohlräume enthaltenden Bodenplatte sowie eine getrennten, diese unter Bildung von Kühlräumen umgebenden Kühlhaube besteht und daß die Bodenplatte zwischen Kühlhaube und Zylinderlaufbüchse eingespannt ist. Hierdurch wird erreicht, daß der normalerweise infolge der Kühlwasserräume verwickelte Zylinderkopf aus einfachen, von Hohlräumen freien Einzelteilen besteht, die keinen Kernguß mehr erfordern und infolgedessen in wirtschaftlicher Weise nach anderen Verfahren, z.B. durch Schmieden, Ziehen oder durch Gießen in der Kokille herstellbar und anschließend genauer spanabhebender Formgebung zugänglich sind. Besonders gilt dies für die den hohen Beanspruchungen durch die heißen Verbrennungsgase ausgesetzte Bodenplatte; sie kann auch aus hochwertigen Baustoffen, z.B. legiertem Stahl hergestellt werden und erlaubt ferner, falls sie einen als Wälzkammer mit Luftbewegung ausgebildeten Brennraum aufweist, die genaue Bearbeitung desselben. Man kann somit sowohl den Rauminhalt der Brennkammer und ihre Form genau wie auch die Innenwand der Brennkammer sehr glatt herstellen.The invention relates to a cylinder head for internal combustion engines. It consists in the fact that it consists of a closed base plate containing no cavities and a separate cooling hood surrounding it to form cooling spaces, and that the base plate is clamped between the cooling hood and the cylinder liner. This ensures that the cylinder head, which is usually entangled as a result of the cooling water spaces, consists of simple individual parts free of cavities, which no longer require a core casting and consequently can be manufactured economically by other processes, e.g. by forging, drawing or casting in the mold, and then more precisely Machining shaping are accessible. This applies in particular to the floor slab, which is exposed to the high stresses caused by the hot combustion gases; it can also be made of high-quality building materials, e.g. alloy steel, and furthermore, if it has a combustion chamber designed as a rolling chamber with air movement, it can be precisely machined. The volume of the combustion chamber and its shape as well as the inner wall of the combustion chamber can thus be made very smooth.

Die Bodenplatte kann zweckmäßig in der Hauptsache mit Rücksicht auf gute Wärmeabfuhr bemessen sein. In diesem Falle stützt sie sich gegen eine entsprechend stark ausgebildete Kühlhaube, die dadurch einen Teil der Gaskräfte aufnimmt und die Bodenplatte ausreichend versteift. Diese Bauweise läßt geringe Wandstärken der Bodenplatte zu und erspart somit erhebliche Mengen hochwertigen Baustoffes.The base plate can expediently be dimensioned mainly with a view to good heat dissipation. In this case, it is supported against a correspondingly strong cooling hood, which thereby absorbs part of the gas forces and sufficiently stiffens the base plate. This type of construction allows for low wall thicknesses for the base plate and thus saves considerable amounts of high-quality building material.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt, und zwar zeigt die linke Hälfte der Zeichnung eine Ausführungsform, bei der die Bodenplatte sich an Stützrippen der Kühlhaube abstützt, während die rechte Hälfte eine selbsttragende Bodenplatte wiedergibt.In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in longitudinal section, namely the left half of the drawing shows an embodiment in which the base plate is supported on support ribs of the cooling hood while the right half shows a self-supporting floor slab.

Der Zylinder 1 (rechte Zeichnungshälfte) ist durch eine Bodenplatte 2 abgeschlossen, die zwischen der Laufbüchse 3 und der sich glockenförmig umgebenden Kühlhaube 20 eingespannt ist. Die Bodenplatte kann den z.B. als Wälzkammer ausgebildeten Verbrennungsraum 5 und gleichzeitig die Fassung für das Brennstoffeinspritzventil 6 bilden. Die Kühlhaube 20 ist mit dem zylinderförmigen Kühlmantel 4 aus einem Stück gebildet.The cylinder 1 (right half of the drawing) is closed off by a base plate 2 which is clamped between the liner 3 and the cooling hood 20 which surrounds it in the shape of a bell. The base plate can form the combustion chamber 5, for example designed as a rolling chamber, and at the same time the socket for the fuel injector 6. The cooling hood 20 is formed in one piece with the cylindrical cooling jacket 4.

Bei dem auf der rechten Hälfte dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 2 so stark bemessen, daß sie allein die auftretenden Verbrennungskräfte aufnimmt. Die Übertragung dieser Kräfte auf das Maschinengestell geschieht dann in an sich bekannter Weise mittels Zuganker, die mit der Platte verbunden und unmittelbar bis zum Maschinengestell geführt sind oder, wie auf der Zeichnung dargestellt, mittels der Schrauben 17 über die Zylinderlaufbüchse 3.In the embodiment shown on the right half, the base plate 2 is dimensioned so strong that it alone absorbs the combustion forces that occur. These forces are then transmitted to the machine frame in a manner known per se by means of tie rods that are connected to the plate and run directly to the machine frame or, as shown in the drawing, by means of the screws 17 via the cylinder liner 3.

Bei dem Ausführungsbeispiel auf der linken Zeichnungshälfte ist die Bodenplatte mit Rücksicht auf günstigste Kühlwirkung ausgebildet. Sie weist beträchtlich kleinere Wandstärken auf und folgt der Form des Brennraumes 5 besonders im Bereiche der Einschnürung 8 weitgehend. Die Kühlhaube 21 ist dabei so stark bemessen, daß sie erhebliche Kräfte zu übertragen vermag. Sie weist Stützrippen 9 auf, gegen die sich zum Zwecke der Kraftübertragung die Bodenplatte 2 mit besonderen Anschlägen 10 anlegt. Die Kühlhaube 21 ist ebenfalls zylinderförmig verlängert und bildet so auch den Kühlraum 15, der die Laufbüchse 3 umgibt. Zum Zwecke kräftiger Kühlung der thermisch sehr hoch beanspruchten Brennraumeinschnürung 8 kann man, wie die Zeichnung erkennen läßt, die Stützrippe 9 vorteilhaft ringförmig ausbilden, während der Anschlag 10 der Bodenplatte die Form eines Flansches hat, der oberhalb der Einschnürung 8 an der den Brennraum 5 begrenzenden Wand angebracht ist. Der Kühlwasserraum des Zylinderkopfes wird dadurch in zwei Teilräume 11, 12 unterteilt, die durch eine Anzahl Löcher 13 hart an der Brennraumwand miteinander in Verbindung stehen. Der untere Teilraum 11 ist durch Löcher 14 mit dem Zylindermantelkühlraum 15 verbunden, während der obere Teilraum 12 an der höchsten Stelle einen auf der Zeichnung nicht dargestellten Abflußstutzen aufweist. Dadurch wird, wie der Pfeil andeutet, eine lebhafte Strömung des Kühlwassers im Bereiche der Einschnürung 8 erzwungen.In the exemplary embodiment on the left half of the drawing, the base plate is designed with a view to the most favorable cooling effect. It has considerably smaller wall thicknesses and largely follows the shape of the combustion chamber 5, particularly in the area of the constriction 8. The cooling hood 21 is dimensioned so strong that it is able to transmit considerable forces. It has support ribs 9, against which the base plate 2 rests with special stops 10 for the purpose of power transmission. The cooling hood 21 is also elongated in the shape of a cylinder and thus also forms the cooling space 15 which surrounds the liner 3. For the purpose of powerful cooling of the thermally highly stressed combustion chamber constriction 8, as the drawing shows, the support rib 9 can advantageously be designed in a ring shape, while the stop 10 of the base plate is in the form of a flange which is located above the constriction 8 at the combustion chamber 5 delimiting Wall is attached. The cooling water space of the cylinder head is thereby divided into two sub-spaces 11, 12, which are connected to one another through a number of holes 13 on the combustion chamber wall. The lower subspace 11 is through holes 14 with connected to the cylinder jacket cooling chamber 15, while the upper subchamber 12 has at the highest point a discharge nozzle, not shown in the drawing. As a result, as the arrow indicates, a lively flow of the cooling water is forced in the area of the constriction 8.

Bodenplatte und Haube sind oben durch eine Weichpackung 18 bzw. 19 gegeneinander abgedichtet.The base plate and hood are sealed against one another at the top by a soft packing 18 and 19, respectively.

Die Erfindung eignet sich vorzugsweise für die Zylinderköpfe von Zweitaktmaschinen.The invention is particularly suitable for the cylinder heads of two-stroke engines.

Claims

1.) Cylinder head for internal combustion engines, characterized in that it consists of a closed base plate containing no cavities and a separate cooling hood surrounding this with the formation of cooling spaces, and that the base plate is clamped between the cooling hood and the cylinder liner.

2.) Cylinder head according to claim 1, characterized in that the base plate is so strong that it absorbs the pressure forces resulting from the combustion of the cylinder contents and that these are preferably transmitted directly to the machine frame via tie rods.

3.) Cylinder head according to claim 1, characterized in that the cooling hood is so strong that it absorbs the pressure forces resulting from combustion of the cylinder contents in connection with the base plate and that the cooling hood has supporting ribs against which the base plate is in the direction of the pressure forces supports.

4.) Cylinder head according to claim 1, characterized in that the cooling hood is elongated in the shape of a cylinder, so that it also surrounds the liner to form cooling spaces.

5.) Cylinder head according to claim 3, characterized in that the cooling hood has supporting ribs against which the base plate is supported in the direction of the combustion forces.