EP0849463B1 - Cylinder head for an internal combustion engine - Google Patents

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EP0849463B1
EP0849463B1 EP97120815A EP97120815A EP0849463B1 EP 0849463 B1 EP0849463 B1 EP 0849463B1 EP 97120815 A EP97120815 A EP 97120815A EP 97120815 A EP97120815 A EP 97120815A EP 0849463 B1 EP0849463 B1 EP 0849463B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
valve opening
groove
compensating groove
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97120815A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0849463A1 (en
Inventor
Martin Mutterer
Eckhart Dr. Nitzschke
Tilmann Roemheld
Willy Treyz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP0849463A1 publication Critical patent/EP0849463A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0849463B1 publication Critical patent/EP0849463B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4285—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of both intake and exhaust channel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons
    • B22D19/0018—Cylinders, pistons cylinders with fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00—Manufacturing
    • F02F2200/06—Casting

Definitions

  • the invention relates to a cylinder head for internal combustion engines according to the preamble of claim 1, for example known from DE 36 03 582 C1 or DE 195 02 342 A1 emerges.
  • Cylinder heads for internal combustion engines are intricately shaped Components made by casting.
  • the casting cores point for molding the inner surface of the gas exchange channels an inevitable scatter from workpiece to workpiece Offset from an ideal position of the core.
  • the desired The target position of the inner surface of the gas exchange valves is through the position of the associated valve opening in the combustion chamber side Boundary wall of the cylinder head determined. Because of of the core offset is at the gas exchange channels in the cast Raw state in the area close to the opening for valve opening towards increasing machining allowance provided at the valve opening to the extent of at least the maximum permissible offset corresponds. This results in a cutting depth spread of about twice the offset.
  • This inside Material addition is then machined in such a way that that the inner surface of the gas exchange channels are offset-free passes into the valve opening.
  • the object of the invention is that of the generic type Cylinder head to improve the machining allowance on the one hand in the area of the gas exchange channels near the valve offset-free using a straight milling cutter can be processed, but still in the area the convex wall sections are more aerodynamic Surface gradient is available.
  • the compensation groove can be practically without additional costs during the casting process be generated. Only the casting cores are needed for the gas exchange channels with a negative corresponding to the groove shape To be provided with a circumferential bead.
  • the advantage of the invention lies in a simple, rational and inexpensive processing of the channel end with simultaneous Reduction of the spread of flow losses in the Gas exchange channels.
  • double valve engines the so-called '. Tumbling - a circulation flow in the combustion chamber incoming gases with the axis of rotation lying in the longitudinal direction of the engine -
  • the selected intensity of the Tumbling is in interaction with other combustion-relevant Engine parameters responsible for an orderly and desired combustion process in a certain way.
  • An inadmissible strong and uncontrolled changes in tumbling interferes with the compromise chosen for a particular engine design and has a negative effect on the combustion noise and / or the exhaust gas values.
  • FIG. 1 shows a section of a cast cylinder head 1 for an internal combustion engine, in which in the combustion chamber side Boundary wall 2 a circular valve opening 3 and a gas exchange duct 4 leading there - in the present case an inlet duct - is arranged.
  • the illustrated embodiment of the cylinder head has two parallel behind each combustion chamber lying valve openings and a trousers branching Inlet channel, in which a separating rib 18 between the Valve openings are provided.
  • the inner surface 5 of the gas exchange channels 4 is in the casting mold is inserted into the casting cores.
  • These casting cores are subject to a certain position tolerance despite all care with a maximum permissible tolerance field of, for example, ⁇ 1 mm in all directions. Accordingly, the inner channel surface also faces a different one from workpiece to workpiece, offset within this tolerance range the position of the machined valve opening 3 on, which is machined as a reference contour on the cylinder head becomes.
  • the gas exchange channels in the cast raw state near the opening Area with a machining allowance increasing towards the valve opening 7 provided.
  • machining allowance 7 corresponds to the valve opening to the extent of at least the said maximum permissible offset, expediently about 10% more than that.
  • this processing is to be carried out in a straight line Form milling cutter with an ogival contour 15 be carried out for what a simple machine tool and a form cutter with a long service life and high cutting performance can be used.
  • a streamlined surface profile can be achieved, i.e. a separation-causing edge at the transition from machined Surface to cast surface is also said to be convex in the critical Area to be avoided.
  • the machining allowance is according to the invention 7 a compensating groove 9 in the cast raw state the gas exchange channels provided. It runs in the circumferential direction just above the valve opening and is in cross section flat V-shaped.
  • the leveling groove is - based on the direction of flow in the gas exchange channels - at least in the area 12 of a convex to rectilinear channel wall course intended.
  • the compensating grooves are particularly on such cylinder heads can be used with advantage where the gas exchange channels in area close to the valve are strongly curved, i.e. their midline 14 there is curved with a radius of curvature R, which is approximately 1.0 to 2.5 times the inside diameter D of the valve opening 3 corresponds.
  • R radius of curvature
  • the gas exchange channels pass into the valve opening with a slight curvature, is when the end of the duct is machined from the valve opening edge forming less flow unfavorable.
  • the gas exchange ducts steeply into the valve opening run in, butt the cast surface and the machined Surface at the resulting transition edge very flat, so that the flow largely follows such a surface course is able to follow free of detachments.
  • the optimal location, the course, circumferential extent and cross-sectional shape the compensation groove must be checked by the designer in individual cases according to the respective, structurally given Environmental conditions of the cylinder head are developed. Independently however, the following can generally be said of this:
  • the distance a of the compensating groove above the top edge the recess 20 for a valve seat ring corresponds to approximately 20 up to 30% of the clear diameter D of the valve opening.
  • the compensating groove can be in a corresponding distance above the valve seat become.
  • the leveling groove runs at least roughly Approximation in a plane that is approximately perpendicular to the channel center line stands. Its cross-section is like a pillow Constriction shaped.
  • the groove flanks 10 run approximately pointed in the middle to the groove base 11 and are in Cross-section convex shaped and curved free of stall, i.e. the flanks of the compensation groove are in cross section a radius of curvature r or r 'of at least about 18 mm or curved longer.
  • the groove base 11 lies outside of the ideal course 21 of the Inner surface, so that not only no machining allowance in this area is provided, but the real inner surface of the gas exchange channel compared to the ideal course mentioned locally excessive.
  • the measured for the channel tangent 17 The depth t of the groove is - at least at the circumferential point of the greatest surface curvature in the direction of flow - about the same the maximum core offset.
  • the compensating groove is designed in cross section and arranged that in an extreme position of the casting core, in the the peripheral part of the casting core with the compensating groove of the The contour is most closely approximated in the middle of the valve opening of the form cutter in the fully immersed state through the groove base runs.
  • FIGS. 3 and 6 show the state of an extreme core offset shown to the left, i.e. here is the casting core with of the compensating groove 9 molding circumferential section extremely Valve opening offset. Due to a corresponding optimization of location, cross-sectional shape and course of the invention Compensating groove cuts the form cutter 15 in this Condition just the material below the opening side lower flank surface 10 'just completely gone, so that the processing surface 8 'at the location of the former groove base 11 merges tangentially into the upper groove flank 10. In this state of extreme core dislocation arise - At least at the circumferential point shown in Figure 6 on the right of the inlet duct - no steps, edges or grooves that could affect the flow near the wall 13. Despite strong ones Core misalignment and simple processing therefore runs close to the wall Flow 13 undisturbed.

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Description

Die Erfindung geht aus von einem Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE 36 03 582 C1 oder der DE 195 02 342 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a cylinder head for internal combustion engines according to the preamble of claim 1, for example known from DE 36 03 582 C1 or DE 195 02 342 A1 emerges.

Zylinderköpfe für Brennkraftmaschinen sind kompliziert geformte Bauteile, die durch Gießen hergestellt werden. Die Gießkerne zum Abformen der Innenoberfläche der Gaswechselkanäle weisen einen von Werkstück zu Werkstück streuenden, unvermeidlichen Versatz gegenüber einer Ideallage des Kernes auf. Die gewünschte Sollage der Innenoberfläche der Gaswechselventile ist durch die Lage der jeweils zugehörigen Ventilöffnung in der brennraumseitigen Begrenzungswand des Zylinderkopfes bestimmt. Wegen des Kernversatzes hat man an den Gaswechselkanälen im gegossenen Rohzustand im öffnungsnahen Bereich eine zur Ventilöffnung hin zunehmende Bearbeitungszugabe vorgesehen, die an der Ventilöffnung im Ausmaß wenigstens dem maximal zulässigen Versatzmaß entspricht. Dadurch ergibt sich eine Schnitttiefen-Streubreite von etwa dem doppelten Versatzmaß. Diese innenseitige Materialzugabe wird anschließend derart spanabhebend bearbeitet, daß die Innenoberfläche der Gaswechselkanäle jeweils versatzfrei in die Ventilöffnung übergeht.Cylinder heads for internal combustion engines are intricately shaped Components made by casting. The casting cores point for molding the inner surface of the gas exchange channels an inevitable scatter from workpiece to workpiece Offset from an ideal position of the core. The desired The target position of the inner surface of the gas exchange valves is through the position of the associated valve opening in the combustion chamber side Boundary wall of the cylinder head determined. Because of of the core offset is at the gas exchange channels in the cast Raw state in the area close to the opening for valve opening towards increasing machining allowance provided at the valve opening to the extent of at least the maximum permissible offset corresponds. This results in a cutting depth spread of about twice the offset. This inside Material addition is then machined in such a way that that the inner surface of the gas exchange channels are offset-free passes into the valve opening.

Die eingangs zitierten Druckschriften empfehlen hierzu eine Bearbeitung mit einem Formfräser, wobei die räumliche Sollkontur der Gaswechselkanäle durch entsprechendes räumliches Führen eines Kugel- oder Scheibenfräsers erzeugt wird. Zwar läßt sich durch eine solche Bearbeitung ein versatzfreier und strömungsgünstiger Übergang der Kanalinnenfläche in die Ventilöffnung erzeugen, jedoch ist die dazu erforderliche Bearbeitung aufgrund der räumlichen Bewegung des Fräsers kompliziert und aufgrund des geringen Zerspanungseingriffes des Formfräsers in das Werkstück am jeweiligen Arbeitspunkt auch nur sehr langsam. Die räumliche Fräserführung ist nur mit sehr teuren Bearbeitungsmaschinen durchführbar, so daß die Bearbeitung mit einem hohen Investitionskostenanteil kostenmäßig belastet ist. Aufgrund der lang andauernden Bearbeitung ist die Produktivität trotzdem gering. Außerdem ist der Einsatz von leistungsfähigeren, höher belastbaren und austauschbaren Hartmetallschneiden in Kugel- oder Scheibenfräsern zumindest bei den hier praktisch in Frage kommenden Fräsergrößen nicht möglich.The publications cited at the beginning recommend editing with a form cutter, the spatial target contour of the gas exchange channels by appropriate spatial guidance Ball or disc cutter is generated. You can through such a processing a displacement-free and streamlined Transition of the inner channel surface into the valve opening generate, however the processing required for this is due complicated and due to the spatial movement of the milling cutter the slight cutting intervention of the form cutter in the Workpiece very slowly at the respective working point. The Spatial router guidance is only possible with very expensive processing machines feasible so that machining with a high Investment cost share is charged. Due to the Productivity is still low after long processing. In addition, the use of more powerful, higher resilient and interchangeable carbide cutting edges in spherical or disc milling cutters, at least in the case of the ones in question here upcoming cutter sizes not possible.

Zwar ist es bekannt, einen versatzfreien Übergang von der Ventilöffnung in die Gaswechselkanäle dadurch spanabhebend herzustellen, daß ein im Meridianschnitt spitzbogenförmig ausgebildeter und im Durchmesser der lichten Weite der Ventilöffnung entsprechender Formfräser von der Brennraumseite her geradlinig und konzentrisch in die Ventilöffnung fräsend eingetaucht wird, wobei auch die Innenoberfläche der Kanalwandung bearbeitet wird. Eine solche Bearbeitung erfordert nur eine einfache Spindelbewegung ähnlich einem Bohrvorgang, die mit einer kostengünstigen Standartmaschine ausgeführt werden kann. Ein dazu erforderlicher Formfräser kann auch mit austauschbaren Hochleistungsschneiden bestückt werden. Im übrigen greift ein solcher Fräser am gesamten Umfang in den abzutragenden Werkstoff ein, so daß eine hohe Zerspanungsleistung und somit eine rationelle Bearbeitung möglich ist. Durch die spitzbogenförmige Kontur der Schneidzähne wird zumindest im Bereich eines in Strömungsrichtung konkaven Verlaufes der Kanalwandung ein strömungsgünstiger Übergang von der bearbeiteten zur gegossenen Kanaloberfläche erzeugt. Hingegen entsteht - werkstück-individuell je nach Richtung des jeweiligen Kernversatzes - an den gegenüberliegenden Kanalseiten mit konvexem Wandverlauf eine mehr oder weniger ausgeprägte Kante, an der sich die Strömung ablöst. Derartige Strömungsablösungen bilden eine Querschnittsverengung und beeinträchtigen daher einen optimalen Ladungswechsel. Insbesondere bei den Einlaßkanälen würden ablösungsverursachende Bearbeitungskanten eine optimale Zylinderfüllung mindern oder eine für alle Motoren einer Fertigung gleichbleibend gute Einlaufströmung beeinträchtigen und somit die tatsächlich mit der Brennkraftmaschine erzielbare Motorleistung oder die Qualität der Verbrennung reduzieren.It is known that there is an offset-free transition from the valve opening to cut into the gas exchange channels, that a pointed arch-shaped in the meridian section and in the diameter of the clear width of the valve opening Corresponding form cutter straight from the combustion chamber side and is dipped concentrically into the valve opening, the inner surface of the channel wall is also machined becomes. Such machining only requires a simple spindle movement Similar to a drilling process that is inexpensive Standard machine can be run. A necessary one Form milling cutters can also be used with replaceable high-performance cutting edges be equipped. For the rest, one is effective Milling cutters over the entire circumference in the material to be removed, so that a high cutting performance and thus a rational Editing is possible. Due to the pointed arch shape of the Cutting teeth are at least in the area of a flow direction concave course of the channel wall a more streamlined Transition from the machined to the cast channel surface generated. On the other hand, it is created - depending on the workpiece Direction of the respective core offset - to the opposite one Channel sides with a convex wall shape more or less distinctive edge at which the flow separates. Such Flow separations narrow the cross-section and impair it therefore an optimal charge change. In particular at the inlet ducts there would be machining edges which caused detachment reduce an optimal cylinder charge or one for all motors in a production consistently good inlet flow impair and thus actually with the internal combustion engine achievable engine performance or the quality of the Reduce combustion.

Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrundegelegten Zylinderkopf dahingehend zu verbessern, daß die Bearbeitungszugabe im ventilnahen Bereich der Gaswechselkanäle einerseits mittels eines geradlinig geführten Formfräsers versatzfrei abgearbeitet werden kann, daß aber trotzdem auch im Bereich der konvex verlaufenden Wandungspartien ein strömungsgünstiger Oberflächenverlauf erhältlich ist.The object of the invention is that of the generic type Cylinder head to improve the machining allowance on the one hand in the area of the gas exchange channels near the valve offset-free using a straight milling cutter can be processed, but still in the area the convex wall sections are more aerodynamic Surface gradient is available.

Diese Aufgabe wird - ausgehend von dem gattungsgemäß zugrundegelegten Zylinderkopf - erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Bearbeitungszugabe kann dank der erfindungsgemäßen Ausgleichsrille mit einem linear in die Ventilöffnung eintauchenden Formfräser von spitzbogenförmiger Kontur strömungsgünstig bearbeitet werden. Zwar wird bei absolut lagerichtig positioniertem Gießkern - was relativ selten vorkommt - eine geringfügige, aber im Toleranzbereich liegende Verschlechterung der Strömung gegenüber der Bestausführung verursacht, die jedoch in Kauf genommen wird. Dafür sind jedoch die erzielbaren Kanalkonturen bei mäßigem bis extremem Kernversatz wesentlich besser als beim Stand der Technik. Durch die erfindungsgemäße Ausgleichsrille wird in jedem Fall eine Kanaleinschnürung an einer kritischen Stelle vermieden. Dank der Erfindung kann deshalb bei einfacher Bearbeitung des Gaswechselkanales eine verlustarme Strömung und somit eine gute Zylinderfüllung erreicht weden.This task is - starting from the generic one Cylinder head - according to the invention by the characteristic Features of claim 1 solved. The machining allowance can thanks to the compensation groove according to the invention with a linear in the valve opening immersing form cutter of pointed arch Contour can be machined streamlined. Although at casting core positioned absolutely in the correct position - which is relatively rare occurs - a minor, but within the tolerance range Deterioration of the flow compared to the best version caused, but which is accepted. Are for however, the achievable channel contours with moderate to extreme Core misalignment much better than in the prior art. By the compensation groove according to the invention is in any case Channel constriction avoided at a critical point. thanks The invention can therefore with simple processing of the gas exchange channel a low loss flow and therefore a good one Cylinder filling can be achieved.

Die Ausgleichsrille kann praktisch ohne Zusatzkosten beim Gießvorgang erzeugt werden. Es brauchen lediglich die Gießkerne für die Gaswechselkanäle mit einem der Rillenform negativ entsprechenden Umfangswulst versehen zu sein. The compensation groove can be practically without additional costs during the casting process be generated. Only the casting cores are needed for the gas exchange channels with a negative corresponding to the groove shape To be provided with a circumferential bead.

Der Vorteil der Erfindung liegt in einer einfachen, rationellen und kostengünstigen Bearbeitung des Kanalendes bei gleichzeitiger Reduzierung der Streubreite der Strömungsverluste in den Gaswechselkanälen. Insbesondere wird bei Doppelventil-Motoren das sog'. Tumbling - eine Zirkulationsströmung der in den Brennraum einströmenden Gase mit in Motorlängsrichtung liegender Rotationsachse -, welches auf Änderungen der Strömungsverhältnisse sehr empfindlich reagiert, trotz auftretender fertigungsbedingter Schwankungen auf ein ohne weiteres tolerierbare Schwankungsbreite eingeengt, so daß die vom Motorkonstrukteur vorgegebenen Werte des Tumblings auch mit einer einfachen Bearbeitung eingehalten werden können. Die gewählte Intensität des Tumblings ist im Zusammenwirken mit anderen verbrennungsrelevanten Motorparametern verantwortlich für einen geordneten und in bestimmter Weise gewünschten Verbrennungsablauf. Eine unzulässig starke und unkontrollierte Veränderung des Tumbling stört den für eine bestimmte Motorauslegung gewählten Kompromiß und wirkt sich negativ auf das Verbrennungsgeräusch und/oder die Abgaswerte aus.The advantage of the invention lies in a simple, rational and inexpensive processing of the channel end with simultaneous Reduction of the spread of flow losses in the Gas exchange channels. In particular, double valve engines the so-called '. Tumbling - a circulation flow in the combustion chamber incoming gases with the axis of rotation lying in the longitudinal direction of the engine - Which is due to changes in the flow conditions reacts very sensitively, despite occurring manufacturing-related Fluctuations to an easily tolerable fluctuation range concentrated so that the given by the engine designer Tumbling values also with simple processing can be met. The selected intensity of the Tumbling is in interaction with other combustion-relevant Engine parameters responsible for an orderly and desired combustion process in a certain way. An inadmissible strong and uncontrolled changes in tumbling interferes with the compromise chosen for a particular engine design and has a negative effect on the combustion noise and / or the exhaust gas values.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1
einen partiellen Schnitt durch einen Zylinderkopf im Bereich eines Einlaßkanales und der Ventilöffnung, wobei eine versatzfreie Lage der gegossenen Innenoberfläche des Einlaßkanales dargestellt ist,
Fig. 2
eine vergrößerte Einzeldarstellung des Querschnittes der Ausgleichsrille (Einzelheit II aus Figur 1) vor der zerspanenden Bearbeitung des Kanalüberganges in die Ventilöffnung,
Fig. 3
eine zu Figur 2 völlig analoge Darstellung der Einzelheit II bei extremem Versatz der Innenoberfläche in der einen Richtung, bei dem der mit der Ausgleichsrille versehene Umfangsbereich an die Ventilöffnung angenähert ist,
Fig. 4
eine weitere zu Figur 2 völlig analoge Darstellung der Einzelheit II bei extremem Versatz der Innenoberfläche in die anderen Richtung, bei dem der mit der Ausgleichsrille versehene Umfangsbereich von der Ventilöffnung abgerückt ist und
Fig. 5, 6 und 7
jeweils die Einzelheiten nach den Figuren 2, 3 bzw. 4 nach dem spanabhebenden Abarbeiten der Bearbeitungszugabe sowie die Ausbildung der wandnahen Einlaßströmung im Übergangsbereich.
Expedient embodiments of the invention can be found in the subclaims; otherwise, the invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing; show:
Fig. 1
3 shows a partial section through a cylinder head in the region of an inlet duct and the valve opening, an offset-free position of the cast inner surface of the inlet duct being shown,
Fig. 2
2 shows an enlarged individual representation of the cross section of the compensating groove (detail II from FIG. 1) before the machining of the channel transition into the valve opening,
Fig. 3
FIG. 2 shows a representation of detail II which is completely analogous to FIG. 2 with extreme displacement of the inner surface in one direction, in which the circumferential area provided with the compensating groove is approximated to the valve opening,
Fig. 4
a further representation of detail II completely analogous to FIG. 2 with extreme displacement of the inner surface in the other direction, in which the circumferential area provided with the compensating groove has moved away from the valve opening and
5, 6 and 7
in each case the details according to FIGS. 2, 3 and 4 after machining of the machining allowance and the formation of the inlet flow close to the wall in the transition region.

Die Figur 1 zeigt ausschnittsweise einen gegossenen Zylinderkopf 1 für eine Brennkraftmaschine, bei dem in der brennraumseitigen Begrenzungswand 2 eine kreisrunde Ventilöffnung 3 und ein dorthin führender Gaswechselkanal 4 - vorliegend ein Einlaßkanal - angeordnet ist. Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes weist je Brennraum zwei parallel hintereinder liegende Ventilöffnungen und einen hosenartig sich verzweigenden Einlaßkanal auf, bei dem eine Trennrippe 18 zwischen den Ventilöffnungen vorgesehen ist.1 shows a section of a cast cylinder head 1 for an internal combustion engine, in which in the combustion chamber side Boundary wall 2 a circular valve opening 3 and a gas exchange duct 4 leading there - in the present case an inlet duct - is arranged. The illustrated embodiment of the cylinder head has two parallel behind each combustion chamber lying valve openings and a trousers branching Inlet channel, in which a separating rib 18 between the Valve openings are provided.

Die innere Oberfläche 5 der Gaswechselkanäle 4 wird durch in die Gießform eingelegte Gießkerne abgeformt. Diese Gießkerne unterliegen trotz aller Sorgfalt einer gewissen Lagetoleranz mit einem maximal zulässigen Toleranzfeld von Beispielsweise ± 1 mm in allen Richtungen. Demgemäß weist auch die innere Kanaloberfläche einen von Werkstück zu Werkstück unterschiedlichen, innerhalb dieses Toleranzfeldes liegenden Versatz gegenüber der Lage der spanabhebend angearbeiteten Ventilöffnung 3 auf, die als Bezugskontur lagegenau an den Zylinderkopf angearbeitet wird. Um dennoch einen versatzfreien Übergang der Innenoberfläche in die zugehörige Ventilöffnung durch eine zerspanende Bearbeitung des Übergangsbereiches schaffen zu können, sind die Gaswechselkanäle im gegossenen Rohzustand im öffnungsnahen Bereich mit einer zur Ventilöffnung hin zunehmenden Bearbeitungszugabe 7 versehen. Dieses Zugabemaß deckt nicht nur den maximal möglichen Versatz der Kanaloberfläche ringsum ab, sondern enthält darüber hinaus ein gewisses Bearbeitungsaufmaß, um eine spanabhebende Bearbeitung in jedem Fall zu ermöglichen. Demgemäß entspricht die vorgehaltene Bearbeitungszugabe 7 an der Ventilöffnung im Ausmaß wenigstens dem genannten, maximal zulässigen Versatzmaß, zweckmäßigerweise etwa 10% mehr als das.The inner surface 5 of the gas exchange channels 4 is in the casting mold is inserted into the casting cores. These casting cores are subject to a certain position tolerance despite all care with a maximum permissible tolerance field of, for example, ± 1 mm in all directions. Accordingly, the inner channel surface also faces a different one from workpiece to workpiece, offset within this tolerance range the position of the machined valve opening 3 on, which is machined as a reference contour on the cylinder head becomes. To ensure a smooth transition of the inner surface into the associated valve opening through a cutting end To be able to work on the transition area, are the gas exchange channels in the cast raw state near the opening Area with a machining allowance increasing towards the valve opening 7 provided. This addition measure does not only cover that maximum possible offset of the channel surface all around, but also includes a certain machining allowance to to enable machining in any case. Accordingly, the machining allowance 7 corresponds to the valve opening to the extent of at least the said maximum permissible offset, expediently about 10% more than that.

Diese Bearbeitung soll einerseits mittels eines geradlinig geführten Formfräsers mit einer spitzbogenförmigen Kontur 15 durchgeführt werden, wofür eine einfache Werkzeugmaschine und ein Formfräser hoher Standzeit und hoher Zerspanungsleistung eingesetzt werden kann. Andererseits soll dabei auch im Bereich der konvex verlaufenden Wandungspartien des Gaswechselkanales ein strömungsgünstiger Oberflächenverlauf erzielt werden, d.h. eine ablösungsverursachende Kante am Übergang von bearbeiteter Oberfläche zu Gußoberfläche soll auch im kritischen konvexen Bereich vermieden werden.On the one hand, this processing is to be carried out in a straight line Form milling cutter with an ogival contour 15 be carried out for what a simple machine tool and a form cutter with a long service life and high cutting performance can be used. On the other hand, it should also in the area of the convex wall sections of the gas exchange duct a streamlined surface profile can be achieved, i.e. a separation-causing edge at the transition from machined Surface to cast surface is also said to be convex in the critical Area to be avoided.

Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß im Bereich der Bearbeitungszugabe 7 eine Ausgleichsrille 9 im gegossenen Rohzustand der Gaswechselkanälen vorgesehen. Sie verläuft in Umfangsrichtung kurz oberhalb der Ventilöffnung und ist im Querschnitt flach V-förmig ausgebildete. Die Ausgleichsrille ist - bezogen auf die Strömungsrichtung in den Gaswechselkanälen - wenigstens im Bereich 12 eines konvexen bis geradlinigen Kanalwandungsverlaufes vorgesehen. Nachdem die Trennrippe im Querschnitt nach Art eines Schiffsbug ebenfalls an ihren Seiten in Strömungsrichtung konvex geformte Oberflächen aufweist, ist eine Ausgleichsrille auch im Bereich der Trennrippe 18 bei zwei Einlaßventilen je Brennraum vorgesehen. Im Umfangsbereich eines - in Strömungsrichtung - konkaven Wandungsverlaufes, der eine Strömungsumlenkung geometrisch erzwingt, besteht keine Gefahr, daß sich eine strömungsungünstige Kante bei der Kanalbearbeitung bildet, weil zum einen die Kanalkontur in diesem Umfangsbereich im Wesentlichen durch die Kontur 15 des Formfräsers bestimmt wird, der der gewünschten Kanalkrümmung angepaßt ist und weil zum anderen etwaige dennoch entstehende Übergangskanten die Strömung nicht stören. Da etwaige Strömungsverluste beim Gaswechsel vor allem einlaßseitig leistungsbeeinflussend oder drall- sowie tumble-beeinflussend sind, sind zumindest die Einlaßkanäle des Zylinderkopfes mit einer Ausgleichsrille vesehen.In order to achieve this, the machining allowance is according to the invention 7 a compensating groove 9 in the cast raw state the gas exchange channels provided. It runs in the circumferential direction just above the valve opening and is in cross section flat V-shaped. The leveling groove is - based on the direction of flow in the gas exchange channels - at least in the area 12 of a convex to rectilinear channel wall course intended. After the separating rib in cross section in the manner of a bow of a ship also on their sides in Flow direction has convex surfaces is one Compensation groove in the area of the separating rib 18 at two Inlet valves are provided per combustion chamber. In the peripheral area of a - in the direction of flow - concave wall profile, one Geometrically forces flow diversion, there is no danger that there is an unfavorable edge in channel processing forms because on the one hand the channel contour in this circumferential area essentially determined by the contour 15 of the form cutter which is adapted to the desired channel curvature and because, on the other hand, any transitional edges that arise do not disturb the flow. Since any flow losses during Gas change especially affecting performance on the inlet side or at least the inlet ducts influence swirl and tumble of the cylinder head with a compensating groove.

Die Ausgleichsrillen sind insbesondere an solchen Zylinderköpfen mit Vorteil einsetzbar, bei denen die Gaswechselkanäle im ventilnahen Bereich stark gekrümmten sind, d.h. deren Mittellinie 14 dort mit einen Krümmungsradius R gekrümmt ist, der etwa dem 1,0 bis 2,5 fachen des lichten Durchmessers D der Ventilöffnung 3 entspricht. Bei Zylinderköpfen, bei denen die Gaswechselkanäle mit schwacher Krümmung in die Ventilöffnung übergehen, ist die sich beim Bearbeiten des Kanalendes von der Ventilöffnung her bildende Kante weniger strömungsungünstig. In den Fällen, in denen die Gaswechselkanäle steil in die Ventilöffnung einlaufen, stoßen die Gußoberfläche und die bearbeitete Fläche an der entstehenden Übergangskante sehr flach zusammen, so daß die Strömung einem solchen Oberflächenverlauf weitgehend ablösungsfrei zu folgen vermag.The compensating grooves are particularly on such cylinder heads can be used with advantage where the gas exchange channels in area close to the valve are strongly curved, i.e. their midline 14 there is curved with a radius of curvature R, which is approximately 1.0 to 2.5 times the inside diameter D of the valve opening 3 corresponds. For cylinder heads, where the gas exchange channels pass into the valve opening with a slight curvature, is when the end of the duct is machined from the valve opening edge forming less flow unfavorable. In the cases where the gas exchange ducts steeply into the valve opening run in, butt the cast surface and the machined Surface at the resulting transition edge very flat, so that the flow largely follows such a surface course is able to follow free of detachments.

Die optimale Lage, der Verlauf, Umfangserstreckung und Querschnittsform der Ausgleichsrille muß im Einzelfall vom Konstrukteur entsprechend den jeweiligen, konstruktiv vorgegebenen Umgebungsbedingungen des Zylinderkopfes entwickelt werden. Unabhängig davon kann jedoch allgemein folgendes gesagt werden: Der Abstand a der Ausgleichsrille oberhalb von der Oberkante der Aussparung 20 für einen Ventilsitzring entspricht etwa 20 bis 30 % des lichten Durchmessers D der Ventilöffnung. Bei Zylinderköpfen ohne Ventilsitzring kann die Ausgleichsrille in einem entsprechenden Abstand oberhalb des Ventilsitzes angeordnet werden. Die Ausgleichsrille verläuft zumindest in grober Annäherung in einer Ebene, die etwa rechtwinklig zur Kanalmittellinie steht. Sie ist im Querschnitt nach Art einer kissenförmigen Einschnürung geformt. Die Rillenflanken 10 laufen etwa in der Mitte spitz zum Rillengrund 11 zusammen und sind im Querschnitt konvex geformt und strömungsabrißfrei gekrümmt, d.h. die Flanken der Ausgleichsrille sind im Querschnitt mit einem Krümmungsradius r bzw r' von mindestens etwa 18 mm oder länger gekrümmt.The optimal location, the course, circumferential extent and cross-sectional shape the compensation groove must be checked by the designer in individual cases according to the respective, structurally given Environmental conditions of the cylinder head are developed. Independently however, the following can generally be said of this: The distance a of the compensating groove above the top edge the recess 20 for a valve seat ring corresponds to approximately 20 up to 30% of the clear diameter D of the valve opening. For cylinder heads Without a valve seat ring, the compensating groove can be in a corresponding distance above the valve seat become. The leveling groove runs at least roughly Approximation in a plane that is approximately perpendicular to the channel center line stands. Its cross-section is like a pillow Constriction shaped. The groove flanks 10 run approximately pointed in the middle to the groove base 11 and are in Cross-section convex shaped and curved free of stall, i.e. the flanks of the compensation groove are in cross section a radius of curvature r or r 'of at least about 18 mm or curved longer.

Der Rillengrund 11 liegt außerhalb des Idealverlaufes 21 der Innenoberfläche, so daß in diesem Bereich nicht nur keine Bearbeitungszugabe vorgesehen ist, sondern die reale Innenoberfläche des Gaswechselkanales gegenüber dem genannten Idealverlauf lokal ein Übermaß aufweist. Die zur Kanaltangente 17 gemessene Tiefe t der Rille ist - zumindest an der Umfangsstelle der größten Oberflächenkrümmung in Strömungsrichtung - etwa gleich dem maximalem Kernversatz.The groove base 11 lies outside of the ideal course 21 of the Inner surface, so that not only no machining allowance in this area is provided, but the real inner surface of the gas exchange channel compared to the ideal course mentioned locally excessive. The measured for the channel tangent 17 The depth t of the groove is - at least at the circumferential point of the greatest surface curvature in the direction of flow - about the same the maximum core offset.

Die Ausgleichsrille ist im Querschnitt derart ausgebildet und angeordnet, daß bei einer Extremlage des Gießkernes, bei der die Umfangspartie des Gießkernes mit der Ausgleichsrille der Mitte der Ventilöffnung am stärksten angenähert ist, die Kontur des Formfräsers im voll eingetauchten Zustand durch den Rillengrund verläuft.The compensating groove is designed in cross section and arranged that in an extreme position of the casting core, in the the peripheral part of the casting core with the compensating groove of the The contour is most closely approximated in the middle of the valve opening of the form cutter in the fully immersed state through the groove base runs.

Der praktische Erfolg bzw. Vorteil der Ausgleichsrille 9 sei nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 7 erläutert, wobei von den sechs Figuren paarweise immer zwei zusammenhängend zu betrachten sind, in denen bei gleichem Kernversatz die Einzelheit II vor bzw. nach der Bearbeitung gezeigt ist. Und zwar werden anhand dreier Figurenpaare die Zustände

  • "kein Kernversatz" in den Figuren 2 und 5,
  • "extremer Kernversatz nach links" in den Figuren 3 und 6 und
  • "extremer Kernversatz nach rechts" in den Figuren 4 und 7 erörtert. Die Soll-Lage der Ventilöffnung 3 ist durch die angearbeitete Aussparung 20 für den Ventilsitzring sowie durch die angedeutete Kontur 15 des Profilfräsers zum Bearbeiten des Kanalüberganges von der Ventilöffnung her angedeutet, die in allen drei dargestellten Fällen in derselben Relativlage angeordnet sind. Lediglich die Innenoberfläche des Gaswechselkanales bzw. der Ausgleichsrille ist in Relation zur Ventilöffnung unterschiedlich gelagert.
    • The practical success or advantage of the compensating groove 9 will be explained below with reference to FIGS. 2 to 7, two of the six figures always having to be considered in pairs, in which, with the same core offset, detail II is shown before or after processing. The states are based on three pairs of figures
  • "no core offset" in FIGS. 2 and 5,
  • "Extreme core offset to the left" in Figures 3 and 6 and
  • "Extreme core offset to the right" discussed in Figures 4 and 7. The target position of the valve opening 3 is indicated by the cut-out 20 for the valve seat ring and by the indicated contour 15 of the profile milling cutter for machining the channel transition from the valve opening, which are arranged in the same relative position in all three cases shown. Only the inner surface of the gas exchange channel or the compensation groove is mounted differently in relation to the valve opening.

    • Bei den Darstellungen der Figuren 2 und 5 ist der Zustand einer Ideallage des Gießkernes angenommen. In Figur 2 ist ein strichpunktiert angedeuteter Idealverlauf 21 ohne erfindungsgemäße Ausgleichsrille 9 lediglich vergleichshalber dargestellt. Die Linie 21 mündet tangential in die Basis der Fräserkontur 15 ein. Nachdem jedoch gegenüber dieser Linie noch ein Bearbeitungsaufmaß zu denken ist, würde die tatsächlich nach der - einfachen - Bearbeitung entstehende Kanaloberfläche eine leichte Kante aufweisen.In the representations of Figures 2 and 5, the state is one Ideal position of the casting core assumed. A dot-dash line is shown in FIG indicated ideal course 21 without the invention Compensation groove 9 shown only for comparison. The Line 21 opens tangentially into the base of the cutter contour 15 on. However, after this line a machining allowance is to think, it would actually after - simple - machining resulting channel surface a light Have edge.

    Bei der erfindungsgemäßen Kanalausbildung mit der Ausgleichsrille 9 schneidet der Formfräser im Zustand nach Figur 2 bzw. 5 relativ tief in die Bearbeitungszugabe 7 ein, bleibt aber noch deutlich hinter dem Rillengrund 11 zurück. Dabei entsteht, wie Figur 5 erkennen läßt, eine breite, gespante Oberfläche 8, die kurz vor dem Rillengrund 11 endet. Bei der Feinabstimmung der Ausgleichsrille hinsichtlich Querschnittsform, Lage und Rillenverlauf ist durch Probieren und Variieren dieser Kriterien am CAD-System darauf zu achten, daß bei versatzfreier Lage des Gießkernes etwa das Bearbeitungsbild nach Figur 5 entsteht. In der Kanaloberfläche verbleit auf der konvexen Seite eine kleine Rille geringer Tiefe, die mit einer schrägen Flanke über eine stumpfwinklige Kante in die bearbeitete Fläche 8 übergeht, die mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schraffurlinien (Umfangsriefen) kenntlich gemacht ist. In der nach der Bearbeitung verbleibenden Rille bildet sich ein kleines Gebiet 19 einer Strömungsablösung unterhalb der wandnahen Strömung 13 aus, die jedoch keine nennenswerte Verengung des wirksamen Kanalquerschnittes mit sich bringt. Beim Zustand eines versatzfreien Gießkernes wird also eine sehr geringe und ohne weiteres tolerierbare Beeinträchtigung der Strömung in Kauf genommen. Dafür können jedoch die beiden anderen Fälle eines extremen Kernversatzes in ihrem Störeinfluß auf die wandnahe Strömung deutlich gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden, wie die nachfolgenden Ausführungen zeigen.In the channel design according to the invention with the compensating groove 9 the form cutter cuts in the state according to FIGS. 2 and 5 relatively deep into the machining allowance 7, but still remains clearly behind the groove base 11. This creates how Figure 5 shows a wide, chipped surface 8, the ends shortly before the groove base 11. When fine-tuning the Compensating groove with regard to cross-sectional shape, position and groove course is best by trying and varying these criteria CAD system to ensure that when the Casting core, for example, the processing image according to Figure 5 is created. In of the channel surface leads a small on the convex side Groove of shallow depth with a sloping flank over a obtuse-angled edge merges into the machined surface 8 that with hatching lines running in the circumferential direction (circumferential grooves) is identified. In the one remaining after processing Groove forms a small area 19 of flow separation below the near-wall flow 13, which, however no significant narrowing of the effective channel cross-section brings with it. In the state of an offset-free Pouring core thus becomes a very small and easily tolerable Impairment of the flow accepted. Therefore however, the other two cases of extreme core displacement in their interference with the flow close to the wall be improved over the prior art, such as the show the following explanations.

    In den Figuren 3 und 6 ist der Zustand eines extremen Kernversatzes nach links dargestellt, d.h. hier ist der Gießkern mit der die Ausgleichsrille 9 abformenden Umfangspartie extrem zur Ventilöffnung hin versetzt. Aufgrund einer entsprechenden Optimierung von Lage, Querschnittsform und Verlauf der erfindungsgemäßen Ausgleichsrille schneidet der Formfräser 15 in diesem Zustand gerade das Material unterhalb der öffnungsseitigen also unteren Flankenoberfläche 10' gerade vollständig weg, so daß die Bearbeitungsfläche 8' an der Stelle des früheren Rillengrundes 11 tangential in die obere Rillenflanke 10 übergeht. Bei diesem Zustand eines extremen Kernversatzes entstehen also - zumindest an der in Figur 6 rechts dargestellten Umfangsstelle des Einlaßkanales - keine Stufen, Kanten oder Rillen, die die wandnahe Strömung 13 beeinträchtigen könnten. Trotz starken Kernversatzes und einfacher Bearbeitung verläuft also die wandnahe Strömung 13 ungestört.FIGS. 3 and 6 show the state of an extreme core offset shown to the left, i.e. here is the casting core with of the compensating groove 9 molding circumferential section extremely Valve opening offset. Due to a corresponding optimization of location, cross-sectional shape and course of the invention Compensating groove cuts the form cutter 15 in this Condition just the material below the opening side lower flank surface 10 'just completely gone, so that the processing surface 8 'at the location of the former groove base 11 merges tangentially into the upper groove flank 10. In this state of extreme core dislocation arise - At least at the circumferential point shown in Figure 6 on the right of the inlet duct - no steps, edges or grooves that could affect the flow near the wall 13. Despite strong ones Core misalignment and simple processing therefore runs close to the wall Flow 13 undisturbed.

    Bei einem extremen Kernversatz in der entgegengesetzten Richtung nach den Figuren 4 und 7 ist der Umfangsbereich der Ausgleichsrille besonders stark von der Ventilöffnung abgerückt. In diesem Zustand wird die Materialzugabe im Bereich der Ausgleichsrille bei der zerspanenden Bearbeitung des Kanalendes nur sehr wenig angeschnitten, so daß sich dort ein sehr schmaler Streifen einer Bearbeitungsfläche 8" ergibt. In diesem Zustand bleiben also die Ausgleichsrille und insbesondere ihre untere Flanke 10' nahezu vollständig erhalten, so daß nun im Umfangsbereich der Ausgleichsrille im Wesentliche diese selber die Stömungseigenschaft der wandnahen Strömung 13 bestimmt. Es entsteht lediglich an der tiefsten Stelle der Ausgleichsrille ein kleines Gebiet 19 einer Strömungsablösung, die jedoch die Strömung nicht nennenswert beeinträchtigt. Ferner entsteht in Strömungsrichtung hinter der Kante am Übergang zur gespanten Fläche 8" ein weiteres kleines Ablösungsgebiet, welches ebenfalls vernachlässigbar ist.With an extreme core misalignment in the opposite direction according to Figures 4 and 7 is the circumferential area of the compensating groove moved particularly strongly away from the valve opening. In this state, the material is added in the area of the compensating groove during the machining of the channel end cut very little, so that there is a very narrow Strips a processing surface 8 "results. In this state So remain the leveling groove and especially theirs lower edge 10 'almost completely preserved, so that now in The circumferential area of the compensating groove essentially this itself determines the flow property of the flow 13 close to the wall. It only occurs at the deepest point of the compensation groove a small area 19 of a flow separation, which, however, the Flow not significantly affected. Furthermore arises in Flow direction behind the edge at the transition to the machined Area 8 "another small detachment area, which also is negligible.

    Bei allen zulässigen Versätzen des Gießkernes - ob groß oder gering, ob links oder rechts - sind also dank der Ausgleichsrille annähernd gleichgute Strömungsverhältnisse in den Gaswechselkanälen vorhanden. Wichtig hierbei ist vor allem, daß die Streubreite der Strömungsverluste über das gesamte Feld der möglichen Varianten von Kernlagen gering ist, geringer jedenfalls, als bei einfacher Bearbeitung ohne Ausgleichsrille.With all permissible misalignments of the casting core - whether large or low, whether left or right - are thanks to the leveling groove almost equally good flow conditions in the gas exchange channels available. The most important thing here is that the spread of the flow losses over the entire field of possible variants of core layers is small, at least lower, than with simple machining without a compensation groove.

    Claims (9)

    1. A cast cylinder head for an internal combustion engine with at least one circular valve opening positioned in the combustion chamber side boundary wall of the cylinder head and one charge changing channel leading to the valve opening, with the inner casting surface of the charge changing channel being offset in relation to the position of the machined valve opening by an amount which lies within a given maximum permissible range of tolerance and differs from work piece to work piece, with in addition the charge changing channel being provided in its unfinished cast state with a machining allowance in the area near the opening which increases towards the valve opening and which corresponds in dimension at the valve opening to at least the aforementioned maximum permissible amount of any offset, with the inside of the charge changing channel near the area of the opening being machined in such a way that the inner surface of the charge changing channel graduates into the valve opening with no offset,
      characterised by
      a compensating groove (9) with a flat V-shaped cross section which runs peripherally provided in the unfinished cast state in the area of the machining allowance (16) of the charge changing channel (4) with the following features:
      Figure 00150001
      the sides (10) of the groove run together approximately in the centre of the compensating groove (9) at an acute angle to the base of the groove (11), have a convex cross section and are curved in a flow-promoting manner, i.e. as smoothly as possible,
      the compensating groove (9) is provided in at least the area (12) of the course of a convex channel wall - in relation to the direction of flow in the charge changing channel (4),
      the compensating groove (9) funs at a distance (a) above the upper edge of a recess (20) for a valve seat ring or - in cylinder heads without valve seat rings - above the valve seat in the valve opening (3) which corresponds to some 20 to 30% of the clear diameter (D) of the valve opening (3),
      the base of the groove (11) lies outside the ideal course (21) of the inner surface (5) so that not only is there no machining allowance in this area but also the real inner surface of the charge changing channel (4) is locally over-dimensioned in relation to its ideal course.
    2. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      the compensating groove (9) runs at least roughly in a plane which is approximately at right angles to the centre line (14) of the channel.
    3. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      the cross section of the compensating groove (9) is formed in the manner of a cushion-shaped neck.
    4. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      the cross section of the compensating groove (9) is designed and positioned in such a manner that when the casting core is in an extreme position in which the peripheral part of the casting core is closest to the compensating groove (9) of the valve opening (3), the profile (5) of the form cutter when fully dipped runs through the base of the groove (11).
    5. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      the depth (t) of the compensating groove (9) measured at the channel tangent (17) is approximately the same as the maximum core offset.
    6. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      in cross section the sides (10) of the compensating groove (9) are curved with a radius of curvature (r, r') of at least approximately 18 mm or longer.
    7. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      at least the inlet ports of the cylinder head are provided with a compensating groove (9).
    8. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      the compensating grooves (9) are provided on cylinder heads with highly curved gas changing channels (4) in the area near the valves and that at this point the centre lines (14) of these channels are curved with a radius of curvature (R) which corresponds to approximately 1.0 to 2.5 times the clear diameter (D) of the valve opening (3).
    9. A cylinder head in accordance with claim 1,
      characterised in that
      with cylinder heads with two or more intake valves per combustion chamber and separating ribs (18) between the valve openings (3), a compensating groove (9) is also provided in the area of the separating rib(s) (18).
    EP97120815A 1996-12-21 1997-11-27 Cylinder head for an internal combustion engine Expired - Lifetime EP0849463B1 (en)

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